KR20220063937A - Ais 데이타를 활용한 항만 내 선박 이안 접안 시간 예측 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 VTS 관제사가 객관적이고 정확한 예측을 위해 입출항하는 선박의 이동시간을 산출하고자, AIS 데이터를 이용하여 선박 이동시간을 산출하는 방법을 제안하고, 이를 기초로 특정 항에 대해 과거 일정 기간에 입출항하는 선박의 입출항 이동시간을 산출하였다. 산출 결과를 분석하여 입항선박들은 출항자세로 접안하는 것을 선호하고 출항자세로 접안한 선박의 이동시간이 입항자세보다 짧은 것을 확인하였다. 또한 입항시 소요시간이 출항시 소요시간보다 더 소요되고 있어, 입출항선이 많을 때 출항선을 우선 배치하는 것이 항만효율을 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 본 발명의 예측 방법은 각 항만별로 다른 분석 결과를 토대로 입출항 선박의 통제 등에 적극 활용할 수 있을 것이다.

Description

AIS 데이타를 활용한 항만 내 선박 이안 접안 시간 예측 방법 {Method for Prediction of Ship Movement Time in Harbor Area using AIS Data}

본 발명은 항만 내 선박 이안 접안 시간 예측 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 과거 항적 데이타를 기초로 선박의 이안 및 접안 시간을 예측하여 항만 내 안전한 선박 관리가 가능한 방법을 제안한다.

항만에서 선박의 안전항해와 항해 지연 없이 효율적인 입출항 배치는 항만 효율적인 측면에서 중요하다. 현재 대부분의 항만은 해상교통관제(Vessel Traffic Service, 이하 VTS) 서비스를 시행하여, 해상교통관제사(Vessel Traffic Service Operator : VTSO)가 항만의 안전과 입출항을 담당하고 있다.

그동안 선박 입출항 스케쥴 조절은 VTS에서 관제사의 경험에 의존하여 먼저 진입 또는 이동한 선박에게 우선순위를 부여하였다. 그러나 선박의 특성, 예를 들어 대형선과 소형선, 예선 사용과 미사용, 화물선과 여객선, 쌍추진선과 단추진선 등에 따라 이안 접안시간이 각기 상이하여 항만의 효율적 운영에 문제가 있었다. 또한 이접안 시간을 관제사가 잘못 예측하여 선박 이동을 허락하여 준사고가 발생한 상황도 빈번하다.

선박이 항만에 이안 또는 접안할 때는 주변부두에 이안 접안 선박 없이 안전한 거리를 유지시켜 주어야 한다. 특히 항만구역의 폭이 좁거나 방파제 입구가 좁은 항만에서는 1척의 선박만 입출항이 가능하므로 VTS에서는 보다 정확하고 효율적인 선박 입출항 관리가 필요하다. 항로 폭이 좁은 일방통행 구역(one-way route)에서는 한 척의 선박만 입출항할 수 있으므로 관제사가 선박의 입출항 순서를 지정하고, 선박들은 이 지정된 순서를 준수하여 항해를 한다. 하지만, 기상 등 해양환경 변화나 관제사 인적 오류로 인해 입출항하는 선박간 근접충돌(near-miss) 또는 입출항 지연 사고가 발생하게 된다. 이러한 원인은 항만에서 선박의 입출항시 선박 이동 예측이 어려울 뿐만 아니라, 모든 데이터의 기반이 VTS 관제사의 경험에 의존하고 있기 때문이다. 예를 들어, 종래의 항만관리는 선석에서 무전기를 가진 사람이 항만상황을 보면서 선석에서 작업을 끝낸 선박이 출항해야 할 것 같으면 외항에 정박중인 다음 선박에게 무선으로 입항을 명령하여 그때그때 선석에 진입하여 정박을 하고 작업을 하게 할 수가 있었다. 이러한 운영에 따라 항만운영관리가 체계적으로 운영되기 어렵고 각 선박의 형태 및 속도마다 진입시간이 달라질 수 있음을 고려하기 어려워 항만운영에 공백이 발생 될 수가 있고 이를 관리하는 인건비용의 추가 지출이 요구되었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 공개특허 10-2014-0089628호에 따르면 선박자동식별장치를 활용한 항만운영 스케쥴링 방법이 제안되었는데, 선박에 장착된 위치식별장치인 AIS를 활용하여 항만에 진입전단계부터 선박의 위치 및 속도를 진입 단계별로 나누어 모니터링, 추적, 스케쥴링, 관리하여 도착예정시간 및 도착시간을 선박 및 항만 운영자들이 공유 및 활용할 수 있게 하였다. 이 기술은 선석이용시간의 단축 등을 통해 시간과 비용을 절감하여 항만의 이용 효율성을 높이고 경쟁력을 높일 수 있는 효과가 있지만, 영역을 지정하여 선박의 현재 속력을 기준으로 도착예정 시간을 측정하기 때문에 종합적인 이안 및 접안 시간 예측을 하기는 곤란하며, 항만에 입출항하는 선박을 체계적으로 관리하기에 한계가 있다.

이와 같은 상황들을 감안할 때 효율적이고 안전한 선박 입출항 관리를 위해서는 각 선박들의 기상환경, 예선유무, 도선사용 등에 따른 입출항 소요시간 산출이 필요하며, 선박의 입항 또는 출항 예정인 선박들의 이안 접안 시간을 자동적으로 계산하는 방법이 필요하다.

본 발명은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 VTS에서 관제사의 경험에만 의존하여 선박이 입출항하는 순서로만 진입을 허가하는 관행을 개선하고, 항만의 선박운행 안전을 담보할 수 있는 새로운 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 선박 입출항을 체계적으로 관리할 수 있는 통계적이고 과학적인 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적인 과거 선박 항적데이터 분석에 기초하여 각 선박의 실제 입출항 시간을 측정하고, 이 데이터를 활용하여 새로운 선박 입출항 예측 모델을 제안하는 것이다.

기타, 본 발명의 또 다른 목적 및 기술적 특징은 이하의 상세한 설명에서 보다 구체적으로 제시될 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 대상 항만의 과거 입출항 사례에 대한 조사가 필요하다. 본 발명은 특정 항구에 입항 및 출항하는 선박에 대하여 선박자동식별장치로부터 송신된 과거 일정 기간 동안의 항적데이터베이스를 수신하고, 수신된 항적데이타베이스를 선박 종류, 선박 크기, 접안 방향에 대해 시간순으로 정렬하고, 상기 특정 항구의 방파제 구역 및 항만 구역을 구분하여 방파제 통과 구역과 부두 접안구역의 범위를 지정하고, 선박이 방파제 구역과 항만 구역을 모두 통과하면 입항 또는 출항 선박으로 판단하는 단계로서, a) 방파제 구역을 통과한 후 항만 구역에 진입하면 입항 선박으로 판단하고, b) 항만구역으로부터 방파제 구역을 통과하면 출항 선박으로 판단하며, 이안 및 접안 시간 산출 단계로서, 입항소요시간은 입항시점과 방파제 진입시점 간의 차이로 산출하고, 출항소요시간은 출항시점과 방파제 진입시점 간의 차이로 산출하는 것을 특징으로 하는 AIS 데이타를 활용한 항만 내 선박 이안 접안 시간 추출 방법을 제공한다.

본 발명은 상기 입항 또는 출항 선박으로 판단하는 단계에 있어서, a) 특정 선박이 방파제 구역에 진입 여부를 판별하고, 구역 내 선박이 위치하고 있으면 방파제 구역 선박목록에 추가하고, 방파제 구역 선박목록에 있는 선박이 항만 구역에 위치하고, 선박의 이동평균속력이 선박 접안판단 속력 기준 이하이면 해당 선박은 접안 상태로 판별하고, 해당 선박을 입항선박 목록에 추가하며, b) 특정 선박이 항만 구역에 진입 여부를 판별하고, 해당 선박이 항만 구역에서 선박 접안판단 속력 기준 이상의 속력이면 출항대기 선박목록에 추가하고, 출항대기 선박목록에 있는 선박이 방파제 구역에 진입하면 해당 선박은 출항선박 목록에 추가하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 선박의 항적데이타베이스를 활용하여 선박 종류, 선박 크기, 접안방향을 포함하는 선박 특성별로 이안 또는 접안에 소요된 시간을 분석한 결과를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 과거 선박 AIS 데이터를 수집하여 선박 입출항 시간을 계산하고 계산된 결과를 선박 특징별 분석을 수행하여 각 선종별, 입출항 방향별, 접안자세별로 제주항 입출항 소요시간을 분석하였다.

본 발명에 따르면, 입출항 예정인 선박의 이안 및 접안 시간을 자동적으로 예측 가능하며, 선박의 항적데이터만으로 선박 이동시간, 예선사용, 도선사 사용유무를 산출하는데 활용 가능하다.

본 발명에 따른 이안 및 접안 관련 분석 결과는 항만 VTS에서 선박입출항 순서 조절시 유용하게 활용할 수 있고, 항만 내 선박의 안전한 입출입을 제어하는데 크게 기여할 수 있다.

도 1은 제주항 입출항 선박 항적패턴
도 2는 사고사례 관련 모식도
도 3은 선박 입항과 출항을 도식화한 모식도
도 4는 실시예에 따른 제주항 항만구역 및 방파제 구역 위치 분포도
도 5는 선박 입항 및 입항 소요시간을 판별하는 순서도
도 6a 및 6b는 입항 관련 항적 및 속력분포 결과
도 7은 선박 출항 및 출항 소요시간을 판별하는 순서도
도 8a 및 8b는 출항 관련 항적 및 속력분포 결과
도 9는 제주항 여객선 입출항 특성 및 이동 시간 분석결과
도 10은 제주항 여객선 입출항 특성 및 이동 시간 분석결과

본 발명은 VTS 관제 시 입출항 선박에 대한 이안 및 접안 시간을 객관적이고 정확하게 예측하기 위해 선박자동식별장치(Automatic Identification System, AIS)의 선박 항적데이터를 이용하여 특정 항에 입출항하는 선박의 이동시간을 산출한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, AIS 데이터를 이용하여 선박 이동시간을 산출하는 방법을 제안하고, 과거 1년 6개월동안 제주항 입출항하는 선박의 이안 및 접안 시간(입출항 이동시간)을 산출하였다. 산출된 시간 및 선박의 종류와 기타 통계적 자료들을 분석한 결과 입항선박의 접안 자세, 입출항 시간의 차이 등의 항만 통제 정보를 얻을 수 있었으며, 이러한 정보를 기초로 입출항 선박의 통제 및 항만운영을 보다 효율적으로 수행할 수 있게 되었다.

본 발명에 따른 AIS 데이타를 활용한 항만 내 선박 이안 접안 시간 예측 방법은 하나의 시스템화된 장치로 구현될 수 있는데, 예를 들어 특정 항구에 입항 및 출항하는 선박에 대하여 선박자동식별장치로부터 송신된 과거 일정 기간 동안의 항적데이터베이스를 수신하는 기초 데이타 수신부, 수신된 항적데이타베이스를 선박 종류, 선박 크기, 접안 방향에 대해 시간순으로 정렬하는 데이타 처리부, 특정 항구의 방파제 구역 및 항만 구역을 구분하여 방파제 통과 구역과 부두 접안구역의 범위를 지정하고 선박이 방파제 구역과 항만 구역을 모두 통과하면 입항 또는 출항 선박으로 판단하며 입항시점과 방파제 진입시점 및 출항시점과 방파제 진입시점 데이타를 기초로 이안 및 접안 시간을 산출하는 이접안 데이타 산출부를 포함할 수 있다.

구현된 시스템은 각 지역별 항구에 입출항하는 선박에 대하여 AIS 데이타로부터 항만 내 선박 이안 접안 시간을 예측하고, 선박 종류, 선박 크기, 접안방향을 포함하는 선박 특성별로 이안 또는 접안에 소요된 시간을 분석한 결과를 산출하여 VTS 관제 시 선박의 입출항 통제에 적극 활용할 수 있다.

일방통행 입출항 방식의 이접안 시간 예측 필요성

One-way 선박 입출항 방식은 항로 상 입항 또는 출항 한 방향으로 선박이 입출항 하는 방식으로, 최근 선박의 대형화, 해상교통관제 시행에 따라 기상악화나 시계제한시 선박을 안전하게 입출항하기 위해 시행하고 있다. 특히 물리적인 항로폭이 좁아 1척의 선박만 이동할 수 있는 경우나 선박교통이 혼잡한 경우 입출항선박 순위제를 실시하고 있다.

제주항의 경우 VTS 관제사가 입출항 선박의 요청 순서대로 선박 진출입 우선순위를 부여하고 있다. 이 방법은 선박의 이접안 조종성능, 이접안 위치, 해양환경에 따른 이접안 지연 영향을 고려하고 있지 않은 단점이 있다. 도 1은 one-way 입출항 방식인 제주항에 입항하는 OO호(여객선)의 2020년 3월 1개월 동안 AIS 항적분포로서 도면에서 붉은색 점은 선박의 속력이 5노트 미만인 구간이다. 도면의 왼쪽은 출항선의 항적을, 오른쪽은 입항선의 항적을 나타낸다. 출항선은 통항로상 입출항선박이 있으면 계획된 시간보다 출항이 지연되며, 입항선은 외해에서 속력을 감속하여 방파제 도착시간을 조절한다.

One-way 선박 입출항 관제를 하면서 항만교통 지연을 예방하기 위해 선박의 입항 및 출항시간을 예측하여 다음 순위의 선박을 적절하게 이동을 시켜야 한다. 이는 대부분 VTS 관제사의 과거 경험으로 선박 입출항시간을 예측하여 진행된다. 이러한 방법은 종종 항만 내 선박충돌 준사고 상황을 발생 시킨다. 실 사례로 그림 2와 같은 상황이 종종 발생 된다. 도 2를 참조하면, 해당 상황은 강풍하에서 A 호가 입항을 하는 중이었고, B호는 다음 입출항 순서로 VTS의 출항지시를 기다리고 있었다. A호가 방파제를 통과하였을 때, VTS 관제사는 출항대기중인 선박 B를 10분 후에 출항하라고 지시하였다. 그러나 당시 항만에 17.2노트의 강한 바람이 불고 있어서 A 호의 접안이 지연되었으나, B호는 VTS의 지시에 따라 출항을 하다가 A호와 근접하게 되어 충돌에 근접한 준사고 상황이 발생되었다.

앞의 사례처럼 one-way가 시행되는 항만에서 선박의 효율적인 입출항과 사고 예방을 위해 각 선박들의 기상환경, 예선유무, 도선사용 등에 따른 대략적인 입출항 소요시간 산출이 필요하며, 가능하다면 선박의 입항 또는 출항 예정인 선박들의 이안 및 접안 시간을 자동적으로 계산하는 방법이 필요하다.

이안 및 접안 시간 예측 방법

본 발명에서는 VTS 관제사가 선박 입출항 순서조절 및 시기 조절을 위해 선박 특성별로 이안 및 접안에 소요된 시간을 분석한다. 이를 위해 항을 방파제 구역 및 부두 구역으로 구분하고, 선박 AIS 항적데이터를 활용하여 선박의 이접안 시간, 선박종류 및 크기, 접안방향별 소요시간 통계를 산출한다.

본 발명의 실시예에서는 제주항을 대상으로 입출항 선박의 이안 및 접안 시간 산출을 위해 방파제 통과 구역과 부두 접안구역의 범위를 지정하고, 선박이 지정된 두 구역을 모두 통과하면 입항 및 출항 선박으로 판단하며, 두 구간의 이동시간을 추출하였다. 선박이 입항인 경우는 방파제 구역을 통과한 후 항만구역에 진입한 경우이며, 출항한 경우는 반대로 항만구역을 통과한 후 방파제 구역을 통과한 경우이다. 도 3에 선박 입항과 출항의 경우를 도식화하여 나타내었다.

a) 방파제 통과구역 및 부두 접안구역 범위 설정

본 발명에서 제주 구항 방파제 통과구역과 부두 접안구역을 설정하기 위해 각 방파제 및 부두에 해당하는 구역의 위경도 좌표값을 전자해도에서 추출하였다. 본 발명의 실시예에서 제주항은 21번 선석부터 72번 선석까지 데이터를 추출하며, 81번 이상 선석은 설정한 방파제구역을 통과하지 않으므로 제외하였다. 도 4는 설정한 선석별 항만구역 및 방파제 구역의 위치를 나타낸다.

또한, 접안중인 선박이 입항자세인지 출항자세인지 판별하기 위해 각 접안선석의 입항자세 방위범위, 출항자세 방위범위, 수심, 주요 대상 선박을 초기 값으로 입력하였다. 도 4에서, 71번 선석은 입항자세 방위는 90도 ~ 270도 이며, 출항자세 방위는 270도 초과 또는 90도 미만이다. 다음 표 1은 제주항 접안선석의 입출항 자세방위 범위, 수심, 주요선종에 대한 정보를 나타낸다.

선석번호	입항자세 방위	출항자세 방위	수심	주요선종
#21	120~170	300~350	3	관공선
#22	120~170	300~350	3	관공선
#23	210~260	30~80	6	여객선
#24	120~170	300~350	6.5	여객선
#31	180~230	0~50	6.5	여객선
#32	210~260	30~80	7.5	여객선
#41	120~170	300~350	7.5	여객선
#42	120~170	300~350	7.5	유조선
#43	210~260	30~80	8	관공선
#44	120~170	300~350	6	여객선
#45	210~260	30~80	6	화물선
#51	120~170	300~350	7.5	화물선
#52	210~260	30~80	7.5	화물선
#53	120~170	300~350	6	화물선
#54	120~170	300~350	5	화물선
#55	210~260	30~80	5	화물선
#61	180~230	0~50	5	여객선
#62	180~230	0~50	8	여객선
#71	180~230	0~50	11	여객선
#72	120~170	300~350	11	관공선
방파제	0~180	180~360	15

b) 선박 입출항 이동시간 계산

방파제와 부두 사이의 선박 이동 시간 예측하기 위해 다음과 같은 데이터 처리 방법으로 입출항 시간을 산정하였다.

먼저, 방파제를 통과하여 항만구역으로 이동하는 입항선박 정보 추출과 소요시간 산정방법에 대하여 본 발명에서 제안하는 방법은 시간순으로 정렬된 과거 항적데이터베이스에서 선박 항적데이터를 추출하여 해당 선박이 방파제 구역에 진입여부를 판별하고, 구역 내 선박이 위치하고 있으면 방파제구역 선박목록에 추가한다. 방파제구역 선박목록에 있는 선박이 항만구역에 위치하고, 선박의 이동평균속력(Moving Average)이 선박 접안판단 속력 기준(Berthing Speed Threshold, BST) 이하이면 해당 선박은 접안상태로 판별하고, 입항선박 목록에 추가하고, 입항소요시간은 입항시점과 방파제 진입시점 간의 차이로 계산한다. 도 5의 순서도는 선박 입항 및 입항 소요시간을 판별하는 방법의 순서도이며, 도 6a 및 6b는 항적 및 속력분포 결과로서, 본 발명에서 제안하는 방법에 선박 입항데이터를 적용하여 방파제 통과시점과 입항시점을 추출한 결과를 나타낸다.

다음으로, 선박이 항만에서 출발하여 방파제를 통과하여 출항하는 경우는 입항 절차의 역순으로 판별한다. 시간순으로 정렬된 과거 항적데이터베이스에서 선박 항적데이터를 추출하여 해당 선박이 항만 구역에서 BST 이상의 속력이면 출항대기 선박목록에 추가한다. 출항대기 선박목록 상 선박이 방파제 구역에 진입하면 해당 선박은 출항선박 목록에 추가한다. 출항소요시간은 출항시점과 방파제 진입 시점 간의 차이로 계산한다. 도 7은 선박 출항 및 출항 소요시간을 판별하는 방법의 순서도이며, 도 8a 및 8b는 항적 및 속력분포 결과로서 본 발명에서 제안하는 방법에 선박 출항데이터를 적용하여 방파제 통과시점과 출항시점을 추출한 결과를 나타낸다.

실험 및 결과

본 발명에서 제안하는 방법에 대한 실험 및 평가를 위해 제주항만을 입출항하는 선박 AIS 데이터를 수집하였다. 실험 데이터는 제주대학교에 AIS 수신기를 설치하여 2019년 3월부터 2020년 9월까지 1년 6개월 동안 수집한 데이터를 활용하였다. 제안된 방법을 활용하여 16,316 건 선박 입출항 데이터를 수집하였다. 이 중 항만 작업 선박(항만터그, 도선선, 관공선 등), 소형선박, AIS 신호 이상선박을 제거하여 6,314 척의 선박을 분석하였다. 대상 기간동안 여객선은 3,933건, 화물선(유조선 포함) 1,710건, 기타선 671건 선박이 입출항하였다.

선박 입출항 시간 통계는 선박의 종류별, 크기별, 입항/출항방향별, 입항/출항 접안자세로 구분하여 통계를 수집하였다. 선박의 종류는 여객선과 화물선 2종류로 구분하고, 선박의 크기는 소형(50m 미만), 중형(50~150m), 대형(150m이상)으로 그룹화 하였으며, 선석은 대상 선박들의 입출항이 빈번한 71번, 44번, 62번, 24번, 42번, 22번, 45번 선석으로 분석하였다. 각 접안선석별 소요시간(분) 분석결과 통계는 다음 표 2와 같다. 표에서 선박 특징은 '선박의종류_선박크기_입출항방향_접안자세방향' 로 표기하였다.

선박 특징	#71	#44	#62	#24	#42	#22	#45
화물선_소형_입항_출항자세			7.1		16.8
화물선_소형_출항_입항자세					14.0
화물선_소형_출항_출항자세			4.4		6.1
화물선_중형_입항_출항자세					17.7		17.9
화물선_중형_입항_입항자세					15.3
화물선_중형_출항_출항자세					7.1		8.9
화물선_중형_출항_입항자세							8.9
여객선_소형_입항_출항자세				11.6		9.3
여객선_소형_출항_출항자세				6.0		8.2
여객선_중형_입항_출항자세	12.8		11.3	12.6
여객선_중형_입항_입항자세	6.9
여객선_중형_출항_출항자세	6.8		5.3	8.0
여객선_대형_입항_출항자세	13.3	13.5	11.8
여객선_대형_입항_입항자세	16.6	14.1
여객선_대형_출항_출항자세	5.3	5.5	4.9
여객선_대형_출항_입항자세	5.2	5.6
(단위: 분)

선박 입출항 특성 분석

a) 여객선 입출항 특성 분석

제주항 여객선 입출항 특성 및 이동 시간 분석결과를 도 9에 도시하였다. 제주항에 입출항하는 대형 여객선의 출항 및 접안자세별 선석별 변화를 보면, 대형 여객선 접안선석인 71번 석을 제외하고는 선석별 출입항 시간이 비슷하였다. 대형 여객선의 입출항 방향별로 보면, 출항시 소요시간은 약 5.5분으로, 접안자세로 인한 이동시간 영향은 없었다. 입항은 약 13.8분 소요되며, 71번 선석의 경우 입항자세 입항이 출항자세 입항보다 4분 이상 더 소요가 되었다. 이는 72번 선석이 사선방향으로 돌출하고 있어서 입항방향 그대로 조선하기 어려운 영향이 크다. 입출항 방향별로 보면, 방파제 내에서 입항시 약 14분, 출항시 약 6분으로 입항시가 출항시보다 8분 더 소요된다.

중형 여객선의 출항 및 접안자세별 선석별 변화를 보면, 선석별 입출항 시간은 비슷하다. 중형 여객선은 대부분 출항이 용이한 출항자세로 접안을 하고 있다. 중형여객선의 출항시 소요시간은 평균 6.2분, 입항시 소요시간은 12.5분으로 입항시 6분 더 소요된다.

소형 여객선의 출항 및 접안자세별 선석별 변화를 보면, 22번, 24번 선석의 입출항 시간이 약 2분정도 차이가 난다. 2개의 선석은 방파제로부터 거리가 비슷하나 이접안시간에 차이가 발생하는 것은 22번 선박에 접안하는 선박이 소형선박으로 조종성능이 24번의 선석을 이용하는 선박보다 높았다. 소형 여객선도 중형 여객선과 마찬가지로 출항이 용이한 출항자세 접안을 선호하고 있었다. 24번 선석에 접안하는 선박은 입항시간이 출항시간보다 5분 이상 더 소요가 되었다.

b) 화물선 입출항 특성 분석

제주항 화물선 선박 입출항 특성 및 이동 시간 분석결과를 도 10에 도시하였다. 제주항에 입출항하는 중형 화물선의 출항 및 접안자세별 선석별 변화를 보면, 중형 화물선의 선석별 출입항 시간은 45번 석이 71번 석보다 약 2분 적게 소요된다. 이는 방파제로부터 45번석과 71번석간 거리차이가 있기 때문이다. 입출항 방향별로 보면, 출항시 약 8분이 소요되며, 입항시는 약 17분 소요되어 다른 선박들과 마찬가지로 입항시 많은 시간이 소요된다. 중형 화물선의 경우 출항자세 입항이 입항자세 입항보다 2분 이상 더 소요된다.

소형 화물선의 출항 및 접안자세별 선석별 변화를 보면, 선석별 입출항 시간은 선석별 방파제로부터 거리가 상이하여 차이가 나타난다. 소형 화물선의 출항시 소요시간은 평균 5.3분, 입항시 소요시간은 12분으로 입항시 6.7분 더 소요된다.

VTS 관제 활용 방안

분석한 제주항 입출항 선박 이동시간 통계 데이터는 입출항 선박 VTS 관제 시 선박의 이동을 정확하게 예측할 수 있을 것이다. 제주항을 예로 들어 VTS 관제 활용 방안은 다음과 같다. 첫째, 제주항 입항시 소요시간이 출항시 소요시간보다 1.5 ~ 2.2배 더 소요되고 있다. 이는 One-way 방식에서 동시 발생되는 입출항선이 많은 경우 출항선을 우선 배치하는 것이 항만효율을 향상시킬 수 있을 것이다. 둘째, 제주항 입항선박들은 출항자세로 접안하는 것을 선호하고 있으며, 출항자세로 접안한 선박의 이동시간이 입항자세보다 짧았다.

이와 같은 활용 방안은 각 항만별로 본 발명의 이안 및 접안 시간 예측 방법 및 그에 따른 통계 산출물을 분석함으로써 각 항만의 지리적 여견 및 규모, 입출항 선박의 종류 및 수 등에 따라 다르게 적용할 수 있다.

이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 특정 항구에 입항 및 출항하는 선박에 대하여, 선박자동식별장치로부터 송신된 과거 일정 기간 동안의 항적데이터베이스를 수신하고,
   수신된 항적데이타베이스를 선박 종류, 선박 크기, 접안 방향에 대해 시간순으로 정렬하고,
   상기 특정 항구의 방파제 구역 및 항만 구역을 구분하여 방파제 통과 구역과 부두 접안구역의 범위를 지정하고, 선박이 방파제 구역과 항만 구역을 모두 통과하면 입항 또는 출항 선박으로 판단하는 단계로서,
   a) 방파제 구역을 통과한 후 항만 구역에 진입하면 입항 선박으로 판단하고,
   b) 항만구역으로부터 방파제 구역을 통과하면 출항 선박으로 판단하며,
   이안 및 접안 시간 산출 단계로서, 입항소요시간은 입항시점과 방파제 진입시점 간의 차이로 산출하고, 출항소요시간은 출항시점과 방파제 진입시점 간의 차이로 산출하는 것을 특징으로 하는
   AIS 데이타를 활용한 항만 내 선박 이안 접안 시간 예측 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 입항 또는 출항 선박으로 판단하는 단계에 있어서,
   a) 특정 선박이 방파제 구역에 진입 여부를 판별하고,
   구역 내 선박이 위치하고 있으면 방파제 구역 선박목록에 추가하고,
   방파제 구역 선박목록에 있는 선박이 항만 구역에 위치하고, 선박의 이동평균속력이 선박 접안판단 속력 기준 이하이면 해당 선박은 접안 상태로 판별하고, 해당 선박을 입항선박 목록에 추가하며,
   b) 특정 선박이 항만 구역에 진입 여부를 판별하고,
   해당 선박이 항만 구역에서 선박 접안판단 속력 기준 이상의 속력이면 출항대기 선박목록에 추가하고,
   출항대기 선박목록에 있는 선박이 방파제 구역에 진입하면 해당 선박은 출항선박 목록에 추가하는 것을 특징으로 하는
   AIS 데이타를 활용한 항만 내 선박 이안 접안 시간 예측 방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   선박의 항적데이타베이스를 활용하여 선박 종류, 선박 크기, 접안방향을 포함하는 선박 특성별로 이안 또는 접안에 소요된 시간을 분석한 결과를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   AIS 데이타를 활용한 항만 내 선박 이안 접안 시간 예측 방법.

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