KR20110098465A - 운항체의 운항 상황별 운항경로정보를 이용한 교통관제장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 교통관제장치는, 운항체의 운항 상황별 운항경로가 저장된 운항경로 DB; 운항체의 현시 운항상황정보를 수집하는 운항체 상황정보 수집부; 수집된 현시 운항상황정보에 대응되는 운항체의 선호 운항경로를 운항경로 DB로부터 추출하는 선호경로 추출부; 및 추출된 선호 운항경로를 기반으로 운항체의 진행상태를 참조하여 운항체의 예상 운항경로를 추정하는 예상경로 추정부를 구비한다.

Description

운항체의 운항 상황별 운항경로정보를 이용한 교통관제장치 및 그 방법{Apparatus for managing traffic using previous navigational preference patterns based navigational situation and method thereof}

본 발명은 운항체의 운항 상황별 운항경로정보를 이용한 교통관제장치 및 그 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 운항 중인 특정 운항체의 예상 운항경로를 추정함에 있어, 사전에 저장된 특정 운항체의 운항 상황별 운항경로들을 이용하는 교통관제장치 및 그 방법에 관한 것이다.

해상에서 선박 간 충돌하는 경우는 대부분이 선박 운항자의 부주의로부터 발생되는 것으로 인식되고 있다. 그러나, 선박을 운행하는 운항자는 매시간을 집중하여 항해할 수 없는 상황이며, 운항과정에서 발생되는 제반 상황들을 일일이 확인하고 예상해서 선박을 운행하기에는 많은 어려움이 존재한다.

즉, 운항 중인 선박 간 충돌을 방지하기 위해 해당 선박들이 충돌 여부를 판단하고 대응하는 것보다는, 육상의 관제센터에서 모든 선박의 움직임을 확인하고, 이에 따른 위험상황을 예견한 뒤, 충돌 위험 가능성이 높은 경우에 이를 해당 선박들에게 알려주는 것이 훨씬 효과적인 방안이다.

따라서, 현재 국내외 주요 항구에서는 모두 해상교통관제 시스템이 설치되어 운용되고 있으며, 선박의 운항에 따른 상호 간의 충돌을 방지하기 위한 관제 시스템이 존재한다.

하지만, 종래에는 관제사가 선박의 위치가 표시된 관제 화면을 집중하여 주시하고, 자신의 근무경험을 살려 선박 상호 간의 거리 등을 확인하여 선박 간의 충돌 가능성을 예견하고, 충돌 가능성이 높다고 판단되는 경우 해당 선박 들의 운항경로를 통제함으로써 교통관제를 수행하여 왔다.

그리고, 선박에서는 내부에 장착된 레이더 장치 등을 이용하여 인근 주변에 있는 선박을 식별하고, 운행 시에 이를 참고하여 운항하였다.

한편, 최근에는 해양무선통신기술의 발전으로, 선박에서 선박자동식별시스템(AIS:Automatic Identification System)을 이용해 자신의 식별정보(예컨대, 선박명)를 포함한 선박정보를 관제소로 전송할 수 있게 됨으로써, 관제 센터에서는 해상의 특정 위치에 존재하는 선박이 어떠한 선박인지 명확하게 파악할 수 있게 되었다. 일반적으로 관제 센터의 관제 화면에는 지도에 선박이나 항공기의 현재 위치가 표시되고 옆에 간단한 선박명 또는 항공기명이 표시된다.

도 1은 국제해사기구(IMO)에서 규정한 상선을 위한 선박자동식별시스템(AIS)의 네트워크 구성의 일례를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 선박(10) 내에 구현되는 선박자동식별시스템(AIS)은 위성항법시스템(GPS)을 통해 측정되는 선박의 현재위치, 침로, 속도, 선박상태, 및 기타정보 등이 중 육상의 중계소(20)를 통해 관제센터(30)로 전송되도록 한다. 이때, 선박자동식별시스템은 해당 선박의 운항상황정보를 인접해 있는 선박에게 까지 전송해줌으로써, 해상에서 운항 중인 모든 선박이 상호간 운항상태를 파악할 수 있도록 한다. 한편, 육상의 관제센터(30)는 네트워크(예컨대, 인터넷망)를 통해 사용자 단말(40)과 연결되어, 해상에서 운항 중인 선박에 관한 정보를 사용자 단말(40)에게 제공할 수 있다.

하지만, 기존의 관제 방식에서는 선박이 존재하는 위치와 해당 선박의 선박명을 확인할 수 있을 뿐, 해당 선박의 운항경로에 기반하여 관제할 수 있도록 하는 방안을 제공하고 있지 않기 때문에, 관제 방식은 종전과 크게 변함이 없는 상황이다.

즉, 아직까지도 관제사가 선박의 위치가 표시된 관제 화면을 집중하여 주시하고, 자신의 근무경험을 토대로 선박들의 위치, 및 선박 상호 간의 거리 등을 확인하여 선박 간의 충돌 가능성을 예견하여야만 한다.

그러나, 이러한 관제방법은 관제사의 경험에 의존하여 주관적으로 수행되기 때문에 사고 발생의 위험이 항시 존재할 뿐만 아니라, 해당 선박들의 운항경로에 대해서는 전혀 고려하고 있지 않기 때문에 보다 정확한 관제를 수행하는데 있어서 많은 제약이 수반된다.

또한, 관제사가 매시간 집중하여 해상상황을 주시하여야 하기 때문에, 근무시간이 계속될 수록 피로도가 증가하여 부주의한 경우가 많이 발생된다.

따라서, 선박들의 예상 운항경로를 추정하여 관제사에게 제공해줌으로써, 관제사가 보다 정확한 관제를 수행할 수 있는 방안이 필요하다. 나아가, 사고 가능한 시나리오를 자동으로 예측하여, 선박 간 충돌 가능성이 존재하는 경우, 이를 감지하여 관제사에게 미리 전달해줌으로써, 선박 간 충돌을 사전에 방지할 수 있도록 하는 방안이 필요하다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서,

선박들의 예상 운항경로를 추정하고, 추정된 예상 운항경로를 이용해 사고 가능한 시나리오를 자동으로 예측하여 관제사에게 미리 알려줌으로써, 선박 간 충돌을 사전에 방지할 수 있도록 하는 교통관제장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 교통관제장치는, 운항체의 운항 상황별 운항경로가 저장된 운항경로 DB; 상기 운항체의 현시 운항상황정보를 수집하는 운항체 상황정보 수집부; 상기 수집된 현시 운항상황정보에 대응되는 상기 운항체의 선호 운항경로를 상기 운항경로 DB로부터 추출하는 선호경로 추출부; 및 상기 추출된 선호 운항경로를 기반으로 상기 운항체의 진행상태를 참조하여 상기 운항체의 예상 운항경로를 추정하는 예상경로 추정부를 구비한다.

특히, 상기 예상 운항경로와 상기 운항체에 인접한 운항체의 예상 운항경로를 비교하여 운항체 간 충돌 위험도를 산출하고, 상기 충돌 위험도가 임계치를 초과하는 경우, 운항체 간 충돌 위험을 경고하는 정보가 출력되도록 처리하는 충돌 위험도 분석부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 운항상황정보는, 상기 운항체의 식별정보, 상기 운항체의 운항자 정보, 상기 운항체의 위치정보, 상기 운항체가 위치한 곳의 기상상황정보, 및 상기 운항체의 출발지와 목적지 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기상상황정보는, 상기 운항체가 위치한 곳의 날씨, 풍향, 풍속, 파고, 및 강수량 정보 중 하나 이상의 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 운항체 간 충돌 위험을 경고하는 정보를 상기 위험도 분석부로부터 전달받아 해당 운항체들로 전송하는 통신부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 운항체 상황정보 수집부를 통해 수집된 현시 운항상황정보를 토대로 상기 운항체의 운항 상황별 운항경로를 상기 운항경로 DB에 저장하는 현시정보 분석부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 운항체를 관제하는 관제사의 의사결정 지원하기 위해 상기 충돌 위험을 경고하는 정보를 상기 위험도 분석부로부터 전달받아 청각적 또는 시각적으로 출력하는 의사결정 지원부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 선호경로 추출부는, 상기 운항체의 현시 운항상황정보와 상기 운항경로 DB에 저장된 운항 상황별 운항경로들 간의 관련도를 분석하고, 그 분석 결과를 기반으로 상기 운항경로 DB로부터 상기 선호 운항경로를 추출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 운항체는 선박 또는 항공기인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 운항체 정보 수집부는, 상기 운항체가 선박인 경우, 상기 선박에 구비된 선박자동식별시스템(Automatic Identification System)을 이용하여 상기 운항상황정보를 수집하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 교통관제방법은, 운항 중인 운항체의 현시 운항상황정보를 수집하는 단계; 상기 수집된 현시 운항상황정보에 대응되는 상기 운항체의 선호 운항경로를 상기 운항체의 운항 상황별 운항경로가 저장된 운항경로 DB로부터 추출하는 단계; 및 상기 추출된 운항경로를 기반으로 상기 운항체의 진행상태를 참조하여 상기 운항체의 예상 운항경로를 추정하는 단계를 포함한다.

특히, 상기 예상 운항경로와 상기 운항체에 인접한 운항체의 예상 운항경로를 비교하여 운항체 간 충돌 위험도를 산출하는 단계; 상기 충돌 위험도가 임계치를 초과하는지를 판단하는 단계; 및 상기 충돌 위험도가 임계치를 초과하는 경우, 운항체 간 충돌 위험을 경고하는 정보가 출력되도록 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 운항체 간 충돌 위험을 경고하는 정보가 출력되도록 처리하는 단계는, 상기 운항체를 관제하는 관제사의 의사결정을 지원하기 위해 상기 운항체 간 충돌 위험을 경고하는 정보를 청각적 또는 시각적으로 출력되도록 처리하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 운항상황정보는, 상기 운항체의 식별정보, 상기 운항체의 운항자 정보, 상기 운항체의 위치정보, 상기 운항체가 위치한 곳의 기상상황정보, 및 상기 운항체의 출발지와 목적지 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기상상황정보는, 상기 운항체가 위치한 곳의 날씨, 풍향, 풍속, 파고, 및 강수량 정보 중 하나 이상의 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 운항체 간 충돌 위험을 경고하는 정보를 해당 운항체들로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수집된 현시 운항상황정보를 토대로 상기 운항체의 운항 상황별 운항 경로를 상기 운항경로 DB에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수집된 현시 운항상황정보에 대응되는 상기 운항체의 선호 운항경로를 상기 운항체의 운항 상황별 운항경로가 저장된 운항경로 DB로부터 추출하는 단계는, 상기 운항체의 현시 운항상황정보와 상기 운항경로 DB에 저장된 운항상황별 운항경로들 간의 관련도를 분석하는 단계; 및 상기 분석 단계에서의 분석 결과를 기반으로 상기 운항경로 DB로부터 상기 선호 운항경로를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 운항체는 선박 또는 항공기인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 운항체가 선박인 경우, 상기 운항 중인 운항체의 현시 운항상황정보를 수집하는 단계는, 상기 선박에 구비된 선박자동식별시스템(Automatic Identification System)을 이용하여 상기 운항상황정보를 수집하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

운항 중인 선박들의 운항경로를 추정하여 관제사에게 제공해줌으로써, 관제사가 이를 기반으로 보다 정확하고 효과적으로 교통관제를 수행할 수 있게 된다.

또한, 추정된 운항경로를 이용해 사고 가능한 시나리오를 자동으로 예측하여 관제사에게 미리 알려줌으로써, 선박 간 충돌을 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다. 나아가, 선박 간 충돌로 인해 발생할 수 있는 2차적인 피해(기름 유출 등과 같은 환경오염)를 예방할 수가 있다.

도 1은 국제해사기구(IMO)에서 규정한 상선을 위한 선박자동식별시스템(AIS)의 네트워크 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 교통관제장치를 구체적으로 설명하기 위한 블럭도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 교통관제방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 교통관제장치에서 운항체의 운항경로에 운항상황정보를 매칭시켜 저장하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 교통관제장치에서 운항체의 예상 운항경로를 추정하고, 추정된 예상 운항경로에 근거하여 교통관제를 실시하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 교통관제장치를 구체적으로 설명하기 위한 블럭도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 따른 교통관제장치(100)는, 운항체 상황정보 수집부(105), 현시정보 분석부(110), 선호경로 추출부(115), 운항경로 DB(120), 예상경로 추정부(125), 충돌 위험도 분석부(130), 통신부(135), 및 의사결정 지원부(140)를 구비한다.

먼저, 운항체 상황정보 수집부(105)는 운항 중인 운항체의 현시 운항상황정보를 수집한다. 여기서 운항상황정보는 운항 중인 운항체에 대한 정보 및 그 운항체와 관련된 주변상황정보를 모두 포함할 수 있다.

예컨대, 운항상황정보는 운항체의 식별정보(예컨대, 운항체의 명칭), 운항체를 제어하는 운항자의 식별정보, 운항체의 현재 위치정보, 운항체가 위치한 곳의 기상상황정보, 및 운항체의 출발지와 목적지 정보를 포함할 수 있다. 여기서 기상상황정보는 운항체가 위치한 곳의 날씨, 풍향, 풍속, 파고, 및 강수량에 대한 정보를 포함할 수 있다.

한편, 상기한 운항체는 선박 또는 비행기가 될 수 있으며, 이하에서는 본 발명의 이해를 돕기 위해 상기한 운항체가 선박인 것으로 가정하여 설명하기로 한다.

운항체 정보 수집부(105)는 선박 내에 구비된 선박자동식별시스템(AIS)를 이용하여 해당 선박의 운항상황정보를 수집할 수 있다. 전술한 바와 같이, 선박 내의 선박자동식별시스템(AIS)은 위성항법시스템(GPS)을 통해 측정되는 선박의 현재위치, 침로, 속도, 선박상태, 및 기타정보 등이 관제센터로 전송되도록 한다. 이때, 선박자동식별시스템은 해당 선박의 운항상황정보를 인접해 있는 선박에게 까지 전송해줌으로써, 해상에서 운항 중인 모든 선박이 상호간 운항상태를 파악할 수 있도록 한다.

한편, 운항체 정보 수집부(105)는 선박자동식별시스템(AIS)이 아닌, 레이더(radar)를 통해서 특정 선박의 위치를 파악할 수도 있다.

현시정보 분석부(110)는 운항체 정보 수집부(105)로부터 선박의 현시 운항상황정보를 입력받아 선박의 종류, 현재 운항상황(진행방향, 진행패턴 등), 운항자, 현재 기상상황 등을 분석하고, 진행패턴을 분석하여 선박이 정상 경로로 운항 중 인지를 판단한다. 그리고, 현시정보 분석부(110)는 분석결과를 토대로 해당 선박의 운항 상황별 운항경로를 운항경로 DB(120)에 저장한다.

예컨대, 항해사 A가 운항하는 선박 B가 동일 구간을 운행하면서 파고가 1m인 경우와 파고가 2m인 경우 서로 다른 운항경로로 운항하는 경우, 현시정보 분석부(110)는 각각의 경로에 대응되는 파고 정보, 선박 식별정보, 항해사 식별정보를 매칭시켜 운항경로 DB(120)에 저장하게 된다.

출발지와 도착지(목적지)가 종전과 동일하다는 가정 하에, 특정 항해사가 운행하는 특정 선박의 운항경로(해상경로)를 수 개월간 분석하면, 출발지와 목적지 사이에서 일정한 해상경로가 형성된다.

특히, 국내외를 이동하는 화물선 및 유조선들은 항해사에 따라 거의 동일한 운항경로를 갖는다. 이는 항해사마다 자신이 선호하는 경로가 정해져 있기 때문이며, 출발지를 떠나 목적지로 향하는 선박(10)은 항해사에 따라 저마다 다른 해상경로를 형성한다(도 3참조).

예를 들어, 출발지와 목적지 사이에 운항 가능한 5개의 해상경로(a 경로 내지 e 경로)가 존재하고, 각 해상경로의 운항시간 및 운항원가는 모두 동일하다고 가정했을 때, 어떤 항해사는 a 경로를 선호하는 반면, 다른 항해사는 d 경로를 선호할 수 있다.

대부분의 항해사는 경험을 통해 자신의 해상경로를 설정하고, 설정된 해상경로를 따라 선박을 운항하기 때문에, 동일한 출발지에서 출발한 선박이라고 하더라도 항해사의 취향에 따라 목적지에 도착하기까지 각기 다른 해상경로가 형성되는 것이 일반적이다.

한편, 출발지와 목적지가 항상 동일 하다고 해서 특정 항해사가 운행하는 선박의 해상경로가 항상 일정한 것은 아니다. 이것은 해상의 기상상황이라는 변수가 존재하기 때문이며, 항해사는 기상상황의 변화에 따라서 자신이 선호하던 종전의 해상경로를 변경하여 다른 경로로 선박을 운행하게 된다.

그러나, 항해사가 자신이 선호하는 해상경로로 선박을 운행하던 중, 특정 구간에서의 환경(해상기상상황) 변화로 인해 해상경로를 변경해야 한다고 하더라도, 항해사는 이전의 데이터 또는 경험에 따라 자신이 선호하는 다른 경로(그 특정 구간을 우회하여 통과할 수 있는 다른 해상경로)를 선택하여 선박을 운행하게 된다.

즉, 일정구간을 반복적으로 운항하는 선박의 경우, 선박의 종류, 선박을 운항하는 항해사, 기상상황 등에 따라 선박의 해상경로가 패턴화되어 나타나게 된다.

따라서, 일정 기간 동안 특정 선박의 운항 상황별 해상경로를 분석하여 데이터베이스를 구축하면, 현재 운항 중인 선박으로부터 수집된 운항상황정보(예컨대, 선박 식별번호, 항해사 식별번호, 기상상황정보 등)에 따라 해당 선박의 예상 운항경로를 추정하는 것이 가능하다.

선호경로 추출부(115)는 운항체 상황정보 수집부(105)를 통해 수집된 특정 운항체의 현시 운항상황정보와 운항경로 DB(120)에 저장된 운항 상황별 운항경로들 간의 관련도를 분석한 뒤, 그 분석 결과를 기반으로 운항경로 DB(120)로부터 선호 운항경로를 추출한다.

보다 상세하게는, 선호경로 추출부(115)는 운항상황정보에 포함된 특정 선박의 식별정보, 운항자 식별정보, 출발지 및 목적지 정보 등을 이용하여 운항경로 DB(120)로부터 그에 대응되는 운항경로들을 먼저 선별하고, 추가적으로 해상의 기상상황을 고려하여 선택된 운항경로들 중 어느 하나의 운항경로를 최종적으로 추출한다.

운항경로 DB(120)는 선박의 운항 상황별 운항경로를 저장한다.

예상경로 추정부(125)는 선호경로 추출부(115)에 의해 추출된 선호 운항 경로를 기반으로 해당 운항체의 진행상태(예컨대, 진행방향, 진행속도, 진행패턴 등)를 참조하여 해당 운항체의 예상 운항경로를 추정하고, 이를 충돌 위험도 분석부(130)에 전달한다.

이때, 예상경로 추정부(125)는 단일 타겟 선박이 아닌 복수 개의 타겟 선박을 대상으로 하여 예상 운항경로를 추정하고, 추정된 예상 운항경로들을 충돌 위험도 분석부(130)에 전달한다.

충돌 위험도 분석부(130)는 특정 선박의 예상 운항경로와 그 선박에 인접해 있는 선박의 예상 운항경로를 비교하여 선박 간 충돌 위험도를 산출한다.

도 4를 참조하여 설명하면, 도 4에서 실선은 선박이 운항한 경로를 나타내고, 점선은 선박의 예상 운항경로를 나타낸다.

선박 1(10a)과 선박 2(10b)의 예상 운항경로, 운항속도, 현재위치, 운항패턴 등의 정보를 알면 선박 1(10a)과 선박 2(10b) 간의 충돌 위험도를 산출할 수 있다.

상기한 정보들은 전술한 바와 같이, 운항체 상황정보 수집부(105) 및 예상경로 추정부(125)를 통해 획득 가능하며, 두 선박(10a, 10b)이 도 4의 참조부호 '1'의 동심원 중앙에 근접하여 위치할 가능성이 클수록 충돌 위험도는 증가한다.

그리고, 충돌 위험도 분석부(130)는 산출된 충돌 위험도가 설정된 임계치를 초과하는지를 판단하여, 충돌 위험도가 임계치를 초과하는 경우, 선박간 충돌 위험을 경고하는 정보가 의사결정 지원부(140)를 통해 시각적 또는 청각적으로 출력될 수 있도록 한다.

여기서 충돌 위험을 경고하는 정보에는, 충돌 가능성이 있는 선박들의 식별정보, 해당 선박들의 운항자 식별정보, 선박 간 거리정보, 선박들의 위치정보, 선박 충돌 예상시간 등이 포함될 수 있다.

그리고, 충돌 위험도 분석부(130)는 통신부(135)를 통해 선박 간 충돌 위험을 경고하는 정보가 해당 선박들에게도 자동으로 전송될 수 있도록 처리한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에서는 관제사가 의사결정 지원부(140)를 통해 출력되는 경고를 통해 선박 간 충돌을 예상하고, 해당 선박들을 효과적으로 관제할 수 있도록 한다.

하지만, 일정 해상 영역에 많은 선박이 존재하여 동시 다발적으로 선박들의 충돌 위험이 감지되는 경우에는 관제사가 모든 선박들을 효과적으로 관제 및 대처를 하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 의사결정 지원부(140)를 통해 관제사에게 충돌 위험 사실을 인지시켜줌과 동시에, 충돌 위험을 해당 선박들에게 자동으로 통보하여 줌으로써 해당 선박들이 스스로 충돌을 사전에 대비하고 예방할 수 있도록 한다.

통신부(135)는 충돌 위험도 분석부(130)의 제어에 따라 선박 간 충돌 위험을 경고하는 정보를 해당 선박으로 전송한다.

여기서 선박으로 전송되는 정보에는, 충돌 가능성이 있는 인접 선박과의 거리정보, 인접 선박의 운항경로정보, 인접 선박의 위치정보, 인접 선박의 식별정보, 및 인접 선박의 항해자 정보 등이 포함될 수 있다.

의사결정 지원부(140)는 충돌 위험도 분석부(130)의 제어에 따라 선박 간 충돌 위험을 경고하는 정보를 스피커 또는 디스플레이 수단을 이용하여 시각적 또는 청각적으로 출력한다.

즉, 의사결정 지원부(140)는 운항 중인 선박들을 관제하는 관제사의 의사 결정을 청각적 또는 시각적으로 지원한다.

도 5는 본 발명의 교통관제장치에서 운항체의 운항경로에 운항상황정보를 매칭시켜 저장하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 교통관제장치는 운항 중인 특정 운항체의 식별정보, 운항자 정보, 출발지 및 목적지 정보, 현재 위치정보 등을 수집한다(S100). 여기서 운항체는 선박 또는 항공기가 될 수 있으며, 선박인 경우에는 선박 내에 구비된 선박자동식별시스템(AIS)를 통해 상기한 정보들을 수집할 수 있다.

다음으로, 교통관제장치는 해당 운항체가 위치한 지역의 기상상황정보를 실시간으로 수집한다(S110).

이때 기상상황정보는 외부의 기상청 서버(도시생략)로부터 제공받을 수 있다.

그리고, 교통관제장치는 S100 및 S110 단계를 통해 수집된 정보를 해당 운항체의 운항경로에 매칭시켜 저장한다(S120). 즉, 운항 상황별 운항경로를 운항경로 DB에 저장한다.

도 6은 본 발명의 교통관제장치에서 운항체의 예상 운항경로를 추정하고, 추정된 예상 운항경로에 근거하여 교통관제를 실시하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 운항체 상황정보 수집부는 관제 선박자동식별시스템(AIS)을 통하여 현재 운항 중인 운항체 A의 운항체 식별정보, 운항자 정보, 현재 위치정보 등을 실시간으로 수집한다(S200). 또한, 운항체 상황정보 수집부는 운항체 A가 위치한 지역의 기상상황정보를 수집한다(S205).

S200 및 S205 단계를 통해 수집된 정보는 현시정보 분석부로 전달되고, 현시정보 분석부는 전달받은 정보를 토대로 운항체 A의 현재 운항상황을 분석한 뒤, 분석 결과(현시 운항상황정보)를 선호경로 추출부에 전달한다.

이에, 선호경로 추출부는 현시정보 분석부로부터 전달받은 운항체 A의 현시 운항상황정보와 운항경로 DB에 저장된 운항 상황별 운항경로들 간의 관련도를 분석한 뒤(S210), 그 분석 결과를 기반으로 운항경로 DB로부터 선호 운항경로를 추출한다(S215).

보다 상세하게는, 선호경로 추출부는 운항상황정보에 포함된 운항체 A의 식별정보, 운항자 식별정보, 출발지 및 목적지 정보 등을 이용하여 운항경로 DB로부터 그에 대응되는 운항경로들을 먼저 선별하고, 추가적으로 운항체 A가 위치한 해상의 기상상황을 고려하여 선택된 운항경로들 중 어느 하나의 운항경로를 최종적으로 추출한다.

S215 단계를 통해 선호 운항경로가 추출되면, 예상경로 추정부는 추출된 선호 운항경로를 기반으로 운항체 A의 진행상태(예컨대, 진행방향, 진행속도, 진행패턴 등)를 참조하여 운항체 A의 예상 운행경로를 최종적으로 추정하고(S220), 이를 충돌 위험도 분석부에 전달한다.

다음으로, 충돌 위험도 분석부는 운항체 A에 인접하는 운항체 B의 예상 운항경로와 운항체 A의 예상 운항경로를 비교하여 운항체 A와 운항체 B 간 충돌 위험도를 산출한다(S230).

당업자라면 운항체 B의 예상 운항경로가 전술한 S200 단계 내지 S220 단계를 통해 추정(S225)될 수 있음을 용이하게 유추할 수 있으므로, 반복되는 설명은 생략하기로 한다. 이를 통해 알 수 있듯이, 본 발명은 단일 타겟 선박이 아닌 복수 개의 타겟 선박으로 대상으로 하여 예상 운항경로를 추정한 뒤, 추정된 예상 운항경로들을 충돌 위험도 분석부로 전달한다.

다음으로, 충돌 위험도 분석부는 S230 단계를 통해 산출된 운항체 A와 운항체 B 간 충돌 위험도가 설정된 임계치를 초과하는지를 판단한다(S235).

S235 단계에서의 판단 결과, 운항체 A와 운항체 B 간 충돌 위험도가 임계치를 초과하면, 충돌 위험도 분석부는 선박간 충돌 위험을 경고하는 정보가 의사결정 지원부를 통해 시각적 또는 청각적으로 출력될 수 있도록 처리한다(S240). 여기서 충돌 위험을 경고하는 정보에는, 운항체 A 와 운항체 B의 식별 정보, 운항자 식별정보, 운항체 A와 운항체 간 거리 정보, 운항체 A 와 운항체 B의 위치정보, 선박 충돌 예상시간 등이 포함될 수 있다.

또한, S240 단계에서 충돌 위험도 분석부는 통신부를 통해 운항체 A와 운항체 B 간 충돌 위험을 경고하는 경고하는 정보가 각각 운항체 A와 운항체 B에게 전송될 수 있도록 한다.

일정 해상 영역에 많은 선박이 존재하여 동시 다발적으로 선박들의 충돌 위험이 감지되는 경우에는 관제사가 모든 선박들을 효과적으로 관제 및 대처를 하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 의사결정 지원부를 통해 관제사에게 충돌 위험 사실을 인지시켜줌과 동시에, 충돌 위험을 해당 선박들에게 자동으로 통보하여 줌으로써 해당 선박들이 스스로 충돌을 사전에 대비하고 예방할 수 있도록 한다.

한편, S235 단계에서의 판단 결과, 운항체 A와 운항체 B 간 충돌 위험도가 임계치를 초과하지 않으면, 현시 운항상황정보에 대응하는 운항경로가 운항경로 DB에 저장되도록 한다(S245). 여기서 S245 단계는 상기한 경우에만 수행되는 것은 아니며, 운항체 운항 중에 지속적으로 이루어진다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 교통관제방법은 단순히 운항체의 식별정보 또는 운항자 식별정보에 대응하는 기존 운항경로만을 이용하여 예상 운항경로를 추정하는 것이 아니고, 단순히 현재 운항 상황만을 고려하여 운항체 간 충돌 위험도를 산출하는 것이 아닌 것이 명백하다.

즉, 본 발명의 교통관제방법은 특정 운항체의 운항체 식별정보, 운항자 정보, 기상상황정보 등을 종합적으로 고려하여 해당 운항체의 예상 운항경로를 추정하기 때문에 보다 정확한 예상 경로 추정이 가능하며, 이렇게 추정된 예상 경로를 통해 선박 간 충돌 위험을 보다 정확하게 예측할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 교통관제장치 및 관제방법은 선박이나 항공기와 같은 운항체에 효과적으로 적용될 수 있겠으나, 이에 국한되는 것은 아니다.

본 발명은 운행경로와 차량정보, 운전자 정보, 및 운행상황정보 간의 관계 분석을 통해 육상의 고속도로 운행차량을 관제하는 기술에도 사용될 수 있음은 물론이다.

본 발명에 의하면, 관제사가 추정된 선박들의 예상 운항경로를 이용하여 보다 정확하고 효과적으로 교통관제를 수행할 수 있게 된다.

또한, 추정된 예상 운항경로를 이용해 사고 가능한 시나리오를 자동으로 예측하여 관제사에게 미리 알려줌으로써, 선박 간 충돌을 사전에 방지할 수 있는 효과가 있고, 나아가, 선박 간 충돌로 인해 발생할 수 있는 2차적인 피해(기름 유출 등과 같은 환경오염)를 예방할 수가 있다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10:선박 100:교통관제장치
105:운항체 상황정보 수집부 110:현시정보 분석부
115:선호경로 추출부 120:운항경로 DB
125:예상경로 추정부 130:충돌 위험도 분석부
135:통신부 140:의사결정 지원부

Claims (20)

1. 운항체의 운항 상황별 운항경로가 저장된 운항경로 DB;
   상기 운항체의 현시 운항상황정보를 수집하는 운항체 상황정보 수집부;
   상기 수집된 현시 운항상황정보에 대응되는 상기 운항체의 선호 운항경로를 상기 운항경로 DB로부터 추출하는 선호경로 추출부; 및
   상기 추출된 선호 운항경로를 기반으로 상기 운항체의 진행상태를 참조하여 상기 운항체의 예상 운항경로를 추정하는 예상경로 추정부를 구비하는, 교통관제장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 예상 운항경로와 상기 운항체에 인접한 운항체의 예상 운항경로를 비교하여 운항체 간 충돌 위험도를 산출하고,
   상기 충돌 위험도가 임계치를 초과하는 경우, 운항체 간 충돌 위험을 경고하는 정보가 출력되도록 처리하는 충돌 위험도 분석부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 교통관제장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 운항상황정보는,
   상기 운항체의 식별정보, 상기 운항체의 운항자 정보, 상기 운항체의 위치정보, 상기 운항체가 위치한 곳의 기상상황정보, 및 상기 운항체의 출발지와 목적지 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 교통관제장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 기상상황정보는,
   상기 운항체가 위치한 곳의 날씨, 풍향, 풍속, 파고, 및 강수량 정보 중 하나 이상의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 교통관제장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 운항체 간 충돌 위험을 경고하는 정보를 상기 위험도 분석부로부터 전달받아 해당 운항체들로 전송하는 통신부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 교통관제장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 운항체 상황정보 수집부를 통해 수집된 현시 운항상황정보를 토대로 상기 운항체의 운항 상황별 운항경로를 상기 운항경로 DB에 저장하는 현시정보 분석부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 교통관제장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 운항체를 관제하는 관제사의 의사결정 지원하기 위해 상기 충돌 위험을 경고하는 정보를 상기 위험도 분석부로부터 전달받아 청각적 또는 시각적으로 출력하는 의사결정 지원부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 교통관제장치.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 선호경로 추출부는,
   상기 운항체의 현시 운항상황정보와 상기 운항경로 DB에 저장된 운항 상황별 운항경로들 간의 관련도를 분석하고, 그 분석 결과를 기반으로 상기 운항경로 DB로부터 상기 선호 운항경로를 추출하는 것을 특징으로 하는, 교통관제장치.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 운항체는 선박 또는 항공기인 것을 특징으로 하는, 교통관제장치.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 운항체 정보 수집부는,
    상기 운항체가 선박인 경우, 상기 선박에 구비된 선박자동식별시스템(Automatic Identification System)을 이용하여 상기 운항상황정보를 수집하는 것을 특징으로 하는, 교통관제장치.
11. 운항 중인 운항체의 현시 운항상황정보를 수집하는 단계;
    상기 수집된 현시 운항상황정보에 대응되는 상기 운항체의 선호 운항경로를 상기 운항체의 운항 상황별 운항경로가 저장된 운항경로 DB로부터 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 운항경로를 기반으로 상기 운항체의 진행상태를 참조하여 상기 운항체의 예상 운항경로를 추정하는 단계를 포함하는, 교통관제방법.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 예상 운항경로와 상기 운항체에 인접한 운항체의 예상 운항경로를 비교하여 운항체 간 충돌 위험도를 산출하는 단계;
    상기 충돌 위험도가 임계치를 초과하는지를 판단하는 단계; 및
    상기 충돌 위험도가 임계치를 초과하는 경우, 운항체 간 충돌 위험을 경고하는 정보가 출력되도록 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 교통관제방법.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 운항체 간 충돌 위험을 경고하는 정보가 출력되도록 처리하는 단계는,
    상기 운항체를 관제하는 관제사의 의사결정을 지원하기 위해 상기 운항체 간 충돌 위험을 경고하는 정보를 청각적 또는 시각적으로 출력되도록 처리하는 것을 특징으로 하는, 교통관제방법.
14. 청구항 11에 있어서,
    상기 운항상황정보는,
    상기 운항체의 식별정보, 상기 운항체의 운항자 정보, 상기 운항체의 위치정보, 상기 운항체가 위치한 곳의 기상상황정보, 및 상기 운항체의 출발지와 목적지 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 교통관제방법.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 기상상황정보는,
    상기 운항체가 위치한 곳의 날씨, 풍향, 풍속, 파고, 및 강수량 정보 중 하나 이상의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 교통관제방법.
16. 청구항 11에 있어서,
    상기 운항체 간 충돌 위험을 경고하는 정보를 해당 운항체들로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 교통관제방법.
17. 청구항 11에 있어서,
    상기 수집된 현시 운항상황정보를 토대로 상기 운항체의 운항 상황별 운항 경로를 상기 운항경로 DB에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 교통관제방법.
18. 청구항 11에 있어서,
    상기 수집된 현시 운항상황정보에 대응되는 상기 운항체의 선호 운항경로를 상기 운항체의 운항 상황별 운항경로가 저장된 운항경로 DB로부터 추출하는 단계는,
    상기 운항체의 현시 운항상황정보와 상기 운항경로 DB에 저장된 운항상황별 운항경로들 간의 관련도를 분석하는 단계; 및
    상기 분석 단계에서의 분석 결과를 기반으로 상기 운항경로 DB로부터 상기 선호 운항경로를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 교통관제방법.
19. 청구항 11에 있어서,
    상기 운항체는 선박 또는 항공기인 것을 특징으로 하는, 교통관제방법.
20. 청구항 19에 있어서,
    상기 운항체가 선박인 경우, 상기 운항 중인 운항체의 현시 운항상황정보를 수집하는 단계는,
    상기 선박에 구비된 선박자동식별시스템(Automatic Identification System)을 이용하여 상기 운항상황정보를 수집하는 것을 특징으로 하는, 교통관제방법.
    

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