KR100374777B1

KR100374777B1 - 무인 선박 운항 시스템

Info

Publication number: KR100374777B1
Application number: KR10-1999-0059388A
Authority: KR
Inventors: 강창구; 이창민; 이한진; 이경호
Original assignee: 한국해양연구원
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2003-03-04
Also published as: KR20000012704A

Abstract

본 발명은 육상에 있는 운항실에서 인공위성을 통하여 해상을 운항 중인 무인 선박으로부터 선박의 운항에 관한 각종 정보를 수집하여, 상기 선박의 운항, 유지보수 및 관리 등을 원격으로 제어하기 위해 무인 선박 운항 시스템, 선상 로봇 시스템, 주변감시시스템 등을 포함하여 이루어지는 무인 선박 운항 시스템에 관한 것으로, 육상에 근무하는 해기사가 선박에 탑재된 관리 컴퓨터로부터 위성 또는 무선통신을 이용하여 송신되는 선박 주변의 감시정보, 항해정보, 위험정보 및 선박운영 관리정보 등을 바탕으로 하여 선박의 안전항로의 분석 및 긴급상황에 대한 판단 및 의사결정을 수행하는 안전운항 지원시스템의 지원을 받아 육상 운항실에서 선박의 항행을 원격 제어하는 것이다. 본 발명에 따라 해난사고의 주된 원인인 인적 과실에 의한 선박의 해난사고를 최소화하기 위한 무인화 선박의 운항정보 분석과 긴급상황 발생시에 무인화 선박에 대한 신속한 원격 제어와 선상 로봇을 통한 무인화 선박의 복구 및 유지보수를 제공하여 대형의 해난사고를 예방하고, 인명손실, 해양오염 및 재산손실을 최소화하기 위한 것이다.

Description

무인 선박 운항 시스템{Navigation System}

본 발명은 무인 선박 운항 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해양에서 운항하고 있는 선박의 위치를 실시간으로 추적, 분석 및 예측하여 선박들 상호간의 충돌이나 좌초 또는 항만 내의 접·이안(接·移岸) 등에 있어서 무인화된 선박을 대상으로 한 안전화 개념과 위험요소의 발생시에 육상의 운항실에 즉시 통보되고, 육상에서 원격으로 해당하는 선박을 운항하고 위험요소를 제거하기 위한 무인 선박 운항 시스템에 관한 것이다.

종래에 선박의 운항은 지상의 운항실로부터 설치된 레이더를 이용하여 주변에서 운항 중인 선박들의 상황을 관찰하고, 무선 음성을 통하여 관제지시 및 위험을 경고하며, 해당하는 각 선박에 탑승하고 있는 선원들의 판단에 의하여 위험요소에 대처하였다.

그러나, 국가 경제의 발전과 소득의 증가에 따라 선원이라는 직업이 3D 업종으로 여겨지면서 양질의 훈련된 선원을 구하기는 매우 어려운 현실이고, 이러한 상황은 더욱 심화되고 있다. 또한, 해난사고의 약 80% 이상이 양질의 훈련을 받은 선원의 부족으로 인하여 발생하는 인적 과실로 인한 것이고, 이를 최소화하기 위한 연구가 다각도로 이루어지고 있다.

또한, 최근에는 선박의 운항에 있어서 유럽의 선박회사를 중심으로 1인 제어방식(1-Man Bridge System)을 도입하여 인적 과실에 의한 사고를 최소화하려는 노력이 진행되고 있다.

이와 같이 종래에는 선박의 운항에 따른 인적 과실을 줄이기 위한 방법으로서, 주로 육상의 감시시스템을 도입하는 것이었다. 이러한 개념은 선박의 사고발생률을 감소시키기 위한 1차적인 방안으로서 주로 해난사고에 가장 큰 요인으로 작용하는 인적요소(Human Factor)에 주안점을 두고 있다. 즉, 인공위성을 이용하여 선박에 대한 육상 관제시스템을 구축하고, CCTV(폐쇄회로 텔레비전) 등을 이용하여 선박에 대한 모니터링 시스템을 구축하여 선원들의 활동을 감시하며, 선원들의 행동지침을 지시하여 인적 과실을 줄여 나가는 것이다. 그러나, 이러한 인적요소에 기초한 시스템은 선원의 행동을 관리할 수 있고 단순한 과실을 예방할 수는 있지만, 선원들의 기계화에 따른 인간성 상실로 인하여 오히려 업무처리 능률을 저하시킬 수 있는 가능성이 높아진다는 단점이 있다.

따라서, 상기와 같은 단점을 고려할 때에 인적요소에 의한 해난사고를 줄일 수 있는 가장 좋은 방법으로서 제시되는 것이 원격 운항 무인 선박의 도입이다. 이는 선박의 안전 운항을 위하여 인적과실을 최소화하도록 선박을 무인화한 것이다. 이러한 방식은 상기 육상 감시시스템 등에 의한 인간성 상실 문제를 정보통신의 과학적인 기술혁신으로 해결하고자 하는 적극적인 방법이라 할 수 있다. 그러므로, 선박에 스스로 주어진 환경을 판단하고 운항할 수 있도록 완전 지능화된 무인화 선박을 창출할 수 있는 개념이다. 그러나, 과학기술의 발달에 힘입어 인간이 아무리 선박을 지능화시켜 프로그램화하더라도 발생가능한 모든 경우를 고려하여야 하고, 심지어 100만 분의 1의 경우라도 고려하지 않았을 경우에 발생할 수 있는 문제에 대하여 대처할 수 없다는 문제가 있는 것이다. 이러한 상황에서 어떠한 형태로든지 사람의 개입이 필요할 것이다.

본 발명은 상기한 문제를 해소하기 위한 것으로, 선박에 의한 해난사고의 주요한 원인으로 작용하고 있는 인적요소를 최소함과 동시에, 완전 무인화에 따른 선박의 비상사태에 대한 위험요소를 제거하기 위하여 지능화된 해난 경보시스템 및 무인 선박 운항 시스템을 통한 무인 선박의 원격 제어와 선상 로봇을 통한 위험의 제거 및 고장수리 등이 가능하도록 한 것이 본 발명의 목적이다.

이에 따라 본 발명은 인공위성 항법장치(Global Positioning System; GPS)에 의한 정확한 선박의 위치정보와, 주간 및 야간에 선박의 주변상황을 전송하는 영상 전송시스템 및 선박에 탑재된 레이더의 탐지정보를 육상의 운항실에 전송하는 원격 실시간 주변 감시시스템과, 선박의 운항정보 및 기관, 화물의 상태정보 등을 항해도중에 사람이 직접 관리하던 모든 선박의 운영정보를 무선데이터 통신을 이용하여 실시간으로 육지의 운항실에서 수집하여 수집된 전 해역의 선박들의 항로를 실시간으로 감지하고, 등록된 선박에서의 위험도 평가, 즉 선박위치 예측시스템 및 충돌 예방시스템의 해석과 전자해도(電子海圖)를 활용한 해역수심, 장애물 비교 및 좌초분석 등을 통하여 위험요소가 발생한 선박에서 위험도를 육상의 운항실로 알리도록 하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 육상 운항실의 운항시스템과 관제시스템을 운영하는 항해관리요원(예로, 고급 해기사 자격을 소유한 전문 운영요원)에 의하여 원격으로 위험요소를 파악하여 선박의 항로변경, 위험에 대한 안전운항 및 제어를 수행할 수 있는 무인 선박 운항 시스템을 제공하기 위한 것이 목적이다.

또한, 사고발생 요소에 대하여 무인화 선박에 배치된 선상 로봇(Onboard Robots)을 제어하여 원격 운항에 따른 프로그램의 오류를 수정하고, 선박의 파손에 대한 수리 등에 의한 위험요소를 제거하며, 각종 시스템의 안전한 복구를 할 수 있도록 한 것이 다른 목적이다.

도 1은 본 발명에 따른 무인 선박 운항 시스템의 전체 구성도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 따른 무인 선박의 시스템 구성도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 육상의 운항실의 시스템 구성도.

♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣

100: GPS 위성 110: 통신용 위성

120: 선박 130: 통신 중계센터

140: 육상 운항 지원시스템 150: 전문 해기사

200: 무인 운항 선박 210: 무인 운항시스템

220: 선상의 유지보수용 로봇시스템

230: 고성능 컴퓨터 240: 무선데이터 송수신용 모뎀

250: 무선 위성데이터 통신장비 260: 위성항법장치

270: 항해정보

280: 선박 고장진단 및 사고 대처시스템

290: 실시간 주변 감시시스템 300: 운항실

310: 무선 위성데이터 송수신 기지국

320: 육상근무 해기사 운영실 322: 선박 운항 제어시스템

324: 로봇 관리시스템 326: 긴급상황 대응시스템

330: 안전 운항 지원시스템

332: 선박 피항시스템

334: 고장진단 및 사고 대처시스템

336: 파랑감지 및 예측시스템 338: 자동 입출항 시스템

340: 종합 해양정보 관리시스템

본 발명은 상기의 목적을 위하여, 육상에 있는 운항실에서 인공위성을 통하여 해상을 운항 중인 무인 선박으로부터 선박의 운항에 관한 각종 정보를 수집하여, 상기 선박의 운항, 유지보수 및 관리 등을 원격으로 제어하기 위한 무인 선박 운항 시스템에 있어서, 상기 무인 선박은 위성항법장치(GPS)에 의하여 실시간으로 계측된 무인 운항 선박들의 위치정보와 영상기기 및 레이더 등으로 탐지하는 주변상황을 실시간으로 감시하는 주변감시시스템과; 선박의 손상, 기기고장, 침수, 화재 및 해적침입 등의 긴급상황 발생시에 이러한 긴급상황을 실시간으로 탐지하고 대처하는 고장진단 및 사고대처 시스템과; 상기 운항실로부터 무선 또는 위성 통신을 통하여 선박 제어에 관한 명령을 받아 선박의 충돌, 좌초 등의 해난 사고 등을 방지하도록 제어하는 선박운항 및 지원시스템과; 상기 운항실로부터 무선 또는 위성 통신을 통하여 선박의 유지, 보수 및 고장에 관한 명령을 받아 수행하는 선상로봇시스템과; 상기 각 시스템으로 입출력되는 데이터를 처리 및 제어하는 컴퓨터와; 상기 컴퓨터에 입출력되는 데이터를 변조 및 복조하거나 통신용 프로토콜을 일치시키는 무선데이터 송수신용 모뎀; 및 상기 인공위성과 무선데이터를 송수신하기 위한 무선 위성데이터 통신장비를 포함하며, 상기 운항실은 상기 인공위성과 송수신되는 무선 위성데이터를 송신 및 수신하는 무선 데이터 송수신 기지국과; 인터넷을 통하여 운항 대상 해역의 전자해도, 기상자료 및 해양정보에 관한 정보를 수집하고 해상상태 및 해류상태의 정보를 예측하여 선박의 충돌, 좌초예방을 위해 운항 중인 해역의 수로, 수심 및 항해 물표 정보를 포함하는 전자해도를 유지 및 관리하는 종합 해양정보 관리시스템과; 상기 선박의 운항을 원격으로 제어하는 선박운항 제어시스템; 및 상기 선박의 손상 또는 기기의 고장 복구 등 선박을 유지, 보수하도록 상기 선상의 로봇을 원격으로 제어하는 선상 로봇관리시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 관하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 무인 선박 운항 시스템의 전체 구성도이고, 도 2는 무인 선박의 시스템 구성도이며, 도 3은 육상 운항실의 시스템 구성도이다.

본 발명은 기본적으로 무인 선박 운항 시스템의 운영을 위하여 크게 나누어 항해 중인 무인 운항 선박(200)과 육상의 운항실(300) 및 인공위성 통신망(100)으로 구성된다.먼저, 무인 운항 선박(200)에는 해상을 운항 중인 무인 선박의 안전운항, 유지보수 및 관리와 제어를 위한 시스템이 탑재된다. 육상에 있는 운항실(300)은 상기 무인 선박을 원격 제어하기 위한 것이며, 인공위성 통신망(100)은 상기 무인 운항 선박(200)과 운항실(300) 사이의 초고속 무선데이터 통신을 위한 것이다. 이러한 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 육상에 근무하는 해기사가 선박에 탑재된 관리 컴퓨터로부터 위성 또는 무선통신을 이용하여 송신되는 선박 주변의 감시정보, 항해정보, 위험정보 및 선박운영 관리정보 등을 바탕으로 하여 선박의 안전항로의 분석 및 긴급상황에 대한 판단 및 의사결정을 수행하는 안전운항 지원시스템의 지원을 받아 육상 운항실에서 선박의 항행을 원격 조종 및 제어하는 것이다.

상기 무인 운항 선박(200)에는 위성항법장치(GPS)에 의하여 실시간으로 계측된 무인 운항 선박들의 위치정보와 영상기기 및 레이더 등으로 탐지하는 주변상황을 실시간으로 감시하는 주변감시시스템과(290); 선박의 손상, 기기고장, 침수, 화재 및 해적침입 등의 긴급상황 발생시에 이러한 긴급상황을 실시간으로 탐지하고 대처하는 고장진단 및 사고대처 시스템(280)과; 상기 운항실로부터 무선 또는 위성 통신을 통하여 선박 제어에 관한 명령을 받아 선박의 충돌, 좌초 등의 해난 사고 등을 방지하도록 제어하는 선박운항 및 지원시스템(210)과; 및 상기 운항실로부터 무선 또는 위성 통신을 통하여 선박의 유지, 보수 및 고장에 관한 명령을 받아 수행하는 선상로봇시스템(220)이 탑재되어 있다.상기 주변감시시스템(290)은 지구의 궤도를 돌고 있는 인공위성군(群)으로부터 자신들의 위치와 속도 및 시간을 알려주면 지상의 수신장치가 받아 자신의 위치를 자동 산출하는 고정밀의 위치를 측정하는 위성항법장치(GPS)(260)와, 위성항법장치(260)에 의하여 실시간으로 계측된 무인 운항 선박들의 정확한 위치정보, 주간 및 야간에 무인 운항하는 선박주변의 상황을 전송하는 영상 전송시스템(고해도의 카메라 및 적외선 카메라가 포함) 및 선박에 탑재된 해상 및 해면 감시 레이더의 탐지정보 등을 육상의 운항지원실에 전송한다. 이를 위하여, 주변감시시스템(290)에는 위성항법장치(260), 고해상도 카메라, 적외선 카메라 등 영상기기 및 레이더 등이 구비된다. 선박에 설치되는 위성항법장치(260)로부터 얻어진 선박의 위치 데이터, 선박에 설치되는 고해상도 카메라 또는 적외선 카메라에서 얻어진 영상을 디지털화하고 압축한 영상 이미지 데이터, 및 레이다 스캔 컨버터(Radar Scan Converter)를 이용하여 레이더 스캐너에서 얻어진 레이더 영상을 디지털화하고 압축한 레이저 이미지 데이터는 무선 위성 통신 장비(250)를 통해 육상의 운항실로 송신한다.무인 운항 및 지원시스템(210)은 원격 실시간 주변 감시시스템(290)으로부터 수집된 각종의 정보 및 운항 대상이 되는 해역의 기상, 해상상태 및 해류상태에 관한 정보를 바탕으로 육상의 운항실(300)에서 무인 선박의 항해 중에 운행하는 해역 및 선체주변의 파랑감지와 선박의 충돌방지와 좌초회피를 위한 선박의 원격 조선(操船)제어 및 운항 안전제어 등을 원격으로 제어함으로써 선박의 운항을 제어한다. 예를 들면, 충돌이나 좌초의 위험이 높은 것으로 판단되는 무인 선박에 대해 자세 제어, 항로 재조정 등의 선박 조정 명령을 송신함으로써 선박의 무인 운항 및 지원시스템(210)이 이를 수신하여 선박의 엔진, 조타기, 선수미 엔진 쓰러스터 등을 제어한다. 이를 위해 상기 시스템은 기존의 선박 탑재용 자동조타장치(Auto-Pilot), 엔진 텔레그라프, 쓰러스터 제어기에 대한 인터페이스를 갖는다.고장진단 및 사고대처 시스템(280)은 선박의 손상, 기기고장, 침수, 화재 및 해적침입 등의 긴급상황 발생시에 이러한 긴급상황을 실시간으로 탐지하여 육상의 운항실로 전송하고, 실시간을 통해서 이러한 긴급상황을 원격에서 대응하도록 한다. 이를 위하여 무인 선박에는 선체의 각종 고장 및 사고를 진단할 수 있도록 진단 센서를 구비한다. 특히, 무인 운항이 정상적으로 이루어질 수 있도록 무인화 선박의 타, 엔진, 쓰러스터 등의 조타 장비 및 레이더, 위성항법장치, 카메라 등의 주변 정보 획득 장비들에서 제공하는 고장 진단 기능에 대한 인터페이스를 갖는다.로봇시스템(220)은 육상의 운항실로부터 원격으로 명령을 받아 선박의 각종 시스템에 대한 긴급상황의 복구, 무인화 선박의 유지보수 등을 수행한다. 이를 위하여, 로봇시스템(220)에는 고장 및 긴급 상황 발생시에 미리 입력된 절차에 따라 로봇이 해당 작업을 수행할 수 있도록 일련의 프로그램이 입력되어 있는 것이 바람직하다. 또한 주요 항해 장비는 이중으로 설치함으로써 고장 발생 시 보조 장비가 작동할 수 있도록 하며, 로봇시스템(220)은 이들 보조 장비의 작동 스위치, 주 장비 시스템 초기화 스위치, 주 장비 작동 스위치 등에 대한 인터페이스를 갖는다.또한, 상기 무인 선박(200)에는 상기 주변감시시스템(290), 무인 운항 및 지원시스템(210), 고장진단 및 사고대처 시스템(280) 및 로봇 시스템(220) 등의 각종의 시스템으로부터 입출력되는 방대한 데이터를 고속으로 처리하고 제어하는 고성능 컴퓨터(230)가 구비되고, 복수의 인공위성으로 무선데이터를 송수신하기 위한 무선 위성데이터 통신장비(250)와, 통신장비(250)로부터 입출력되는 무선데이터를 변조 및 복조하거나 통신용 프로토콜을 일치시키는 무선데이터 송수신용 모뎀(240)이 구비되어 있다.육상에 있는 운항실(300)은 무선 데이터 송수신 기지국(310)과, 종합 해양정보 관리시스템(340)과, 선박운항 제어시스템(322), 및 선상 로봇관리시스템(324)을 포함한다.무선 위성데이터 송수신 기지국(310)은 인공위성 통신망(100)으로부터 송수신되는 무선 위성데이터를 송신 및 수신하는 것이다.종합 해양정보 관리시스템(340)은 인터넷을 통하여 운항 대상 해역의 전자해도, 기상자료 및 해양정보에 관한 정보를 수집하고 해상상태 및 해류상태의 정보를 예측하여 선박의 충돌, 좌초예방을 위해 운항 중인 해역의 수로, 수심 및 항해 물표 정보를 포함하는 전자해도(Electronic Nautronic Chart, ENC)를 유지 및 관리한다. 따라서, 기상자료 및 해양정보를 얻기 위하여 각국의 기상청 등과 인터넷망으로 연결된다. 종합 해양정보 관리시스템(340)은 운항 대상 해역의 기상자료를 인터넷을 통하여 수집하고, 대상 해역의 해양정보를 기반으로 한 데이터를 사용하여 해류의 특성을 물리적으로 모델링하여 해상상태, 해류상태 등에 관한 정보를 예측하여 제공한다. 또한, 운항 대상 해역의 전자해도 및 최근 항행 통보 자료 등을 세계각국의 수로국, 해도 관련기관 또는 항만 운영기관 등으로부터 수집하여 선박의 충돌 또는 좌초 등의 예방을 위해 대상 해역의 수로, 수심, 항해물표정보 등이 포함된 최신의 전자해도를 유지 및 관리한다.선박운항 제어시스템(322)은 상기 종합 해양정보 관리시스템(340)으로부터 선박의 안전 운항 조건에 적합하도록 원격으로 선박을 제어하고, 선상 로봇관리시스템(324)은 선박의 손상 또는 기기의 고장 복구 등 선박을 유지, 보수하도록 상기 선상의 로봇을 원격으로 제어한다.도 3에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성된 운항실의 시스템 구성도이다.

도 3에 도시되어 있는 운항실은 무선 위성 데이터 송수신 기지국(310)과, 육상 근무 해기사 운영실(320)과, 육상 안전 운항 지원시스템(330)으로 상기 육상근무 해기사 운영실(320)로 구성되어 있다.

육상 근무 해기사 운영실(320)에는 선박을 원격에서 운항 및 제어하기 위한 원격 선박운항 제어시스템(322)과, 선상의 로봇으로 하여금 긴급상황의 복구, 무인화 선박의 유지보수 및 선박 내부의 고장발견을 수행할 수 있도록 원격에서 제어하는 선상 로봇 관리시스템(324)과, 선박의 운항중에 발생하는 각종의 긴급상황을 대처 및 대응하기 위한 긴급상황 대응시스템(326)이 포함된다.

또한, 육상 안전 운항 지원시스템(330)에는 각종의 해양정보를 바탕으로 선박을 피항시키기 위한 선박 피항시스템(332)과, 무인화 선박의 긴급상황이 발생하였을 경우에 실시간을 통해서 선박 운영 문제진단 및 긴급상황을 원격에서 제어하기 위한 원격 고장진단 및 사고 대처시스템(334)과, 선체 주변의 파랑을 지속적으로 감지하고 예측하는 파랑감지 및 예측시스템(336)과, 선박의 입출항과 접안 및 이안을 감지 및 제어하는 자동 입출항 시스템(338)과, 무인 운항 및 지원시스템(210)의 운영을 지원하기 위한 종합 해양정보 관리시스템이 포함되어 있다.

인공위성 통신망(100)은 무인 운항 선박(200)과 운항실(300) 사이에서 파랑제어, 충돌 및 좌초 회피를 위한 원격 선박 운항 실시간 제어와, 유지관리와, 긴급상황 대응과, 선박의 위치 및 항해정보와, 해당하는 선박의 ID와, 기기고장 및 선박손상 정보와, 긴급상황 발생정보 등에 관한 데이터를 송수신한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 무인 선박 운항 시스템은 도 3의 운항실(300)에서 육상 안전 운항 지원시스템이 구축되어 있고, 이는 등록된 선박의 항해정보, 위치정보, 다른 선박의 항로정보 및 전자해도를 이용한 해역정보 등을 바탕으로 하여 위험 판단로직에 근거한 충돌방지와 좌초회피 등의 선박 피항(안전운항)시스템(332)과, 선박의 실시간 원격 조종을 위한 전방 파랑감지 및 예측시스템(336)과, 무인화 선박의 입출항 지원, 외력검출(바람, 조류력 등의 해양환경 외력), 추력제어 등을 통한 자동 접안기능 및 자동 조종 등의 기능을 담당하는 자동 입출항 시스템(338)이 구축되어 있다.

또한, 선박의 기기고장에 대한 감지와 진단, 선체 손상감지 등에 대한 고장진단 기능과 악천후시의 자동적인 대응, 침수시의 자동 복원성 확보, 화재대책, 해적대책(도난, 납치, 고의충돌 및 위장강도) 등의 사고 대처기능을 수행하는 원격 고장진단 및 사고 대처시스템(334)의 구축이다.

또한, 육상 안전 운항 지원시스템(330)으로부터 정보를 받은 무인 선박 운항 시스템은 대상 선박의 항행조건에 적합한 원격 운항으로 선박의 자세를 제어하는 원격 선박 운항 제어시스템(332)과, 무인화 선박 컴퓨터 프로그램의 오동작이나 기기고장, 선체손상, 악천후, 침수, 화재 및 해적의 침입 등의 긴급상황에 대하여 선상의 로봇을 원격제어하여 긴급한 상황을 복구하기 위한 긴급상황 대응시스템(326)과, 그리고 선상의 로봇을 원격으로 관리하고 유지보수를 수행하기 위한 선상 로봇 관리시스템(324)이 구축된다.그리고 도 1 및 2에서는 무인화 선박 탑재용 감시시스템에서 긴급상황의 발생이 감지된 선박은 GPS 정보, 선박의 운항정보, 고장정보 및 긴급상황정보를 선박의 고유번호(ID) 등을 무선 위성통신을 위하여 기지국에 송신하고, 이 정보는 육상의 육상 관제시스템에 전달되어 선박의 현재 상황에 대한 종합적인 판단에 의한 선박의 관련정보와 의사 결정정보가 무인 선박 운항 시스템의 육상운항부문에 전달되면, 여기에서 선박 운항의 원격 실시간 제어라든지 긴급상황 대처명령 및 각종 유지보수에 관한 정보들이 무인화 선박의 중앙 컴퓨터나 선상 로봇에 전달된다.

이와 같이 본 발명은 전 세계적으로 사용중이면서 그 정확도가 매우 향상된 인공위성항법장치(GPS)에 의하여 실시간으로 계측된 운항 선박들의 위치정보와, 선박의 운항정보, 각종 고장정보 및 긴급상황 발생정보를 조기에 감지하여 이를 선박에 설치된 상용화된 다양한 종류의 무선데이터 통신망을 활용하여 육상 안전 운항 지원 시스템(330)에서 수집하고, 수집된 정보를 바탕으로 육상 안전 운항 지원 시스템(330)에서 무인화 선박의 위험도(충돌, 좌초, 기기고장, 긴급상황) 분석 및 예측을 수행하여 무인 선박 운항 시스템의 육상운항부문에서 경고음의 발생과 동시에 문제가 발생한 선박에 대한 분석정보와 예측정보가 전달되면, 선박의 운항 실시간 원격 제어와 무인화 선박의 유지보수관리, 긴급상황에 효과적으로 대응하기 위한 것이다.

이러한 본 발명의 기본적인 개념은 선박의 사고가 선박의 운항을 책임지고 있는 선원의 질적인 하락으로 인한 인적 과실이 가장 큰 요인으로 판단되어 선박을 무인화하고 선박의 상태를 선박탑재부문(200)의 해당 컴퓨터가 감지하여 급속하게 발전하고 있는 무선의 인공위성통신(110)을 이용하여 실시간으로 각종의 정보를 육상운항부문(300)의 육상 안전 운항 지원시스템에 전달하고, 전달된 정보를 바탕으로 판단 및 의사결정을 거쳐 위험상황을 육상 근무 해기사 운영실(320)에서 무인화 선박을 원격에서 제어할 수 있도록 하는 것이다.

또한, 무인 선박 운항 시스템의 무인화 선박에 대한 원격 제어와 무인화 선박의 유지보수 및 긴급상황의 복구를 위한 선상 로봇의 역할이 무엇보다 중요할 것이다.

이러한 본 발명은 해상 안전공학을 기반으로 하여 해난사고의 인적 과실을 최소화하기 위한 무인화 선박개념의 도입과 무인화 선박의 긴급상황에 대한 무인 선박 운항 시스템의 개입을 통한 원격 선박운항, 선상 로봇을 통한 무인화 선박의 유지보수 수행에 큰 장점을 가진 것으로, 상술한 실시예에만 한정되지 않고, 당업자가 용이하게 변경 또는 치환할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 무인 선박 운항 시스템은 인적 과실에 의한 선박의 해난사고를 최소화하기 위한 무인화 선박의 운항정보 분석과 긴급상황 발생시에 무인화 선박에 대한 신속한 원격 제어와 선상 로봇을 통한 무인화 선박의 복구 및 유지보수를 제공함으로써, 대형의 해난사고를 예방하고, 인명손실, 해양오염 및 재산손실을 최소화하는 데 크게 기여할 수 있는 유용한 발명이다.

Claims

육상에 있는 운항실에서 인공위성을 통하여 해상을 운항 중인 무인 선박으로부터 선박의 운항에 관한 각종 정보를 수집하여, 상기 선박의 운항, 유지보수 및 관리 등을 원격으로 제어하기 위한 무인 선박 운항 시스템에 있어서,

상기 무인 선박은 위성항법장치(GPS)에 의하여 실시간으로 계측된 무인 운항 선박들의 위치정보와 영상기기 및 레이더 등으로 탐지하는 주변상황을 실시간으로 감시하는 주변감시시스템과; 선박의 손상, 기기고장, 침수, 화재 및 해적침입 등의 긴급상황 발생시에 이러한 긴급상황을 실시간으로 탐지하고 대처하는 고장진단 및 사고대처 시스템과; 상기 운항실로부터 무선 또는 위성 통신을 통하여 선박 제어에 관한 명령을 받아 선박의 충돌, 좌초 등의 해난 사고 등을 방지하도록 제어하는 선박운항 및 지원시스템과; 상기 운항실로부터 무선 또는 위성 통신을 통하여 선박의 유지, 보수 및 고장에 관한 명령을 받아 수행하는 선상로봇시스템과; 상기 각 시스템으로 입출력되는 데이터를 처리 및 제어하는 컴퓨터와; 상기 컴퓨터에 입출력되는 데이터를 변조 및 복조하거나 통신용 프로토콜을 일치시키는 무선데이터 송수신용 모뎀; 및 상기 인공위성과 무선데이터를 송수신하기 위한 무선 위성데이터 통신장비를 포함하며,

상기 운항실은 상기 인공위성과 송수신되는 무선 위성데이터를 송신 및 수신하는 무선 데이터 송수신 기지국과; 인터넷을 통하여 운항 대상 해역의 전자해도, 기상자료 및 해양정보에 관한 정보를 수집하고 해상상태 및 해류상태의 정보를 예측하여 선박의 충돌, 좌초예방을 위해 운항 중인 해역의 수로, 수심 및 항해 물표 정보를 포함하는 전자해도를 유지 및 관리하는 종합 해양정보 관리시스템과; 상기 종합 해양정보 관리시스템의 자료를 바탕으로 선박의 운항을 원격으로 제어하는 선박운항 제어시스템; 및 상기 선박의 손상 또는 기기의 고장 복구 등 선박을 유지, 보수하도록 상기 선상의 로봇을 원격으로 제어하는 선상 로봇관리시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 선박 운항 시스템.
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