개선요소 도출

항해시스템 구성과 특징을 기반으로 플랫폼을 적용하여 개선이 필요한 요소 들을 다음과 같이 도출하였다.

(1) 시간 동기화

SOLAS 협약에서 요구하는 항해장비들의 구성이 Stand alone 형태로 선박에 적용되면서, 각 장비마다의 시간이 독립적으로 관리되고 있다. 장비마다 시간이 상이하여, 사고조사 및 관련기록 유지에 차이가 발생한다. 자율운항선박의 시간 정보 Source를 일원화 하고 동기화될 수 있어야 원격제어 및 장비들의 모니터 링에 시간오차가 없을 것이다. 선박의 시간 오차가 발생하는 주요 원인은 장비 의 사용시간과 전원 제어와 관련이 있었으며, 선원들의 생활구역 내 시간 동기

화도 항해시스템플랫폼을 통해 자동으로 이루어질 필요성이 있다.

(2) 통합 전원관리

선내 시간의 차이발생과 같은 원인으로 개별적 장비들의 전원관리는 각각의 장비마다 수동적으로 이루어지고 있으며, 항해사의 단위과업을 증가시킬 뿐 아 니라, 필요 장비가 항해 중에도 켜져 있지 않아 항행안전을 저해할 수 있는 상 황도 발생한다. 자율도 3에서는 선원이 승선하지 않기 때문에 항해장비의 전원 관리는 자동화가 필수적이다. 항해장비 대부분이 항만에서 화물 적양하 작업 중에는 작동이 요구되지 않으며, 지속적인 작동은 엔트로피 증가로 성능저하 및 소모성 부품의 교환과 선내 전력낭비를 발생시킨다. 에너지 효율과 항해장 비들의 성능유지 및 운용시간 확보는 운항비용 절감과도 관련되며, 이를 위해 항해시스템플랫폼 기반의 통합 전원관리가 필요하다.

(3) 네트워크 구조개선

현재의 항해시스템은 항해장비들이 하나의 네트워크로 완전히 연결되지 않으 며, 결과적으로 서브시스템의 통합과 자료 공유 및 신규 시스템 확장이 어려운 네트워크 특성을 가지고 있다. IEC의 61162-450과 같이 향상된 표준이 제정되 어도 선박 구조상 건조 이후에는 새로운 네트워크를 위한 케이블 포설이 어렵 고, 장비들의 독립적 개발 특성으로 호환되지 않는 통신규격으로 설치되는 경 우도 있어, 변화에 어려움이 있다. 때문에 개발단계에서 적정한 네트워크 표준 을 선택하고 관련된 시스템들을 구성해야 한다. 크게 두 가지 부분에 있어 현 재 선박의 네트워크와 다르게 개발상의 고려가 필요할 것으로 분석된다. 먼저 고용량의 데이터 처리를 위해 보다 향상된 전송속도를 요구할 것이다. 다음 Table 5와 같이 현재 항해장비들의 정보전송은 최대 200m 거리 내에서 250kbps의 속도가 보장되는 CAN의 통신 인터페이스로도 충분할 수 있지만 (Marko, et al., 2017), 선박 대형화와 Lidar 및 Infrared 카메라 등의 고용량의 데이터 전송요구를 충족시킬 수 없을 것이다(Jeon & Lee, 2014). 이 문제점은 자율운항선박뿐만 아니라 스마트 선박 구현과 e-Navigation 환경구축에 있어서

도 개선이 필요한 것으로 인식되고 있다. IR 카메라나 Lidar는 고용량의 정보처 리가 필요하기 때문에 확장성을 고려한 네트워크의 변화가 필요하다.

Cat. Equipment Single file/Image(kB) Update rate(Hz) Compressed bit rate(kbps)

As is

Sensors 12 0.1-1 1-10

Control data varies 1 1-10

RADAR 375 0.4 100

AIS 375 0.4 100

To be

Video 200-500 1-10 150-1,500

HD video 2,600 2 800-1,500

Infrared 330 1-10 200-1,000

Lidar >200,000 1 1,000-2,000

Table 5 Transmission Requirements of Navigation Data (Source: Marko. H, 2017)

네트워크 구조의 개선요소 두 번째는 장비와 장비 간의 연결로 인한 복잡한 케이블 포설을, 장비와 항해시스템플랫폼 간의 연결로 전환할 필요성이 있다.

현재는 추가 장비가 요구될 경우 케이블 포설이 어렵고 다른 장비들 간의 인터 페이스가 제공되지 못하면, 많은 비용과 시간이 요구되므로 플랫폼을 통한 연 결성 향상이 요구된다.

(4) 디스플레이와 컨트롤러 통합

항해장비들은 개별적인 디스플레이와 컨트롤러를 포함하는 콘솔(Console)로 Fig. 20과 같이 선교에 설치되는 경우가 일반적이다. 이 경우 공간적 제약, 장 비의 이동 불가로 인해 정보 확인이 불편하고, 추가적인 장비를 위한 공간 확 보도 어려워 디스플레이와 인터페이스 및 컨트롤러가 통합되어 확장성을 지원 할 필요가 있다. 통합 디스플레이로 여러 장비들의 정보와 상태를 동시에 모니 터링하고 단일 컨트롤러로 멀티태스킹이 가능하도록 플랫폼 기반의 통합이 요 구된다. 디스플레이와 컨트롤러 통합은 자율도 2에서 선교 내 공간 확보를 위 한 개선요소이지만, 자율도 3의 ISCC에 유사한 구성으로 원격제어실을 구성에 참조할 수 있다.

Fig. 20 Arrangement of Navigational Equipment on Bridge