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KR-20260061052-A - SYSTEM AND METHOD FOR REMOTELY SUPPORTING VESSELS BASED ON ELECTRONIC NAVIGATION CHART

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Abstract

선박 원격 지원 시스템으로서, 운항 중인 선박에 탑재되는 선박 단말, 그리고 육상 관제 센터와 연동하고, 상기 선박 단말과 위성 통신망을 통 데이터 를 송수신하는 관제 센터 단말을 포함하고, 상기 선박 단말은 상기 선박 내 복수 종류의 장치들로부터 항해(Navigation) 데이터, 기관(Machinery) 데이터, 전자해도(Electronic navigational chart) 데이터를 각각 서로 다른 주기로 수집하고, 상기 수집한 데이터를 압축한 데이터를 사전에 설정된 전송 우선순위에 따라 상기 관제 센터 단말로 전송하고, 상기 관제 센터 단말은 상기 선박 단말로부터 데이터를 수신하여 압축을 해제하고, 상기 압축 해제된 데이터를 분석하여 상기 선박의 운항 상태를 모니터링하고, 상기 선박 단말의 요청에 대응하는 데이터를 상기 선박 단말로 전송한다.

Inventors

  • 정희석
  • 홍승완
  • 이승민
  • 유승우
  • 이필수

Assignees

  • 주식회사 엠알씨

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20251024
Priority Date
20241025

Claims (16)

  1. 선박 원격 지원 시스템으로서, 운항 중인 선박에 탑재되는 선박 단말, 그리고 육상 관제 센터와 연동하고, 상기 선박 단말과 위성 통신망을 통해 데이터를 송수신하는 관제 센터 단말을 포함하고, 상기 선박 단말은 상기 선박 내 복수 종류의 장치들로부터 항해(Navigation) 데이터, 기관(Machinery) 데이터, 전자해도(Electronic navigational chart) 데이터를 각각 서로 다른 주기로 수집하고, 상기 수집한 데이터를 압축한 데이터를 사전에 설정된 전송 우선순위에 따라 상기 관제 센터 단말로 전송하고, 상기 관제 센터 단말은 상기 선박 단말로부터 데이터를 수신하여 압축을 해제하고, 상기 압축 해제된 데이터를 분석하여 상기 선박의 운항 상태를 모니터링하고, 상기 선박 단말의 요청에 대응하는 데이터를 상기 선박 단말로 전송하는, 선박 원격 지원 시스템.
  2. 제1항에서, 상기 선박 단말은 상기 압축한 데이터를 전송하기 전에, 상기 선박에 대해 고유하게 부여된 식별 번호를 포함하는 인증 요청 메시지를 상기 관제 센터 단말로 전송하고, 상기 관제 센터 단말은 상기 인증 요청 메시지를 수신하여 상기 식별 번호를 검증하고, 상기 검증 결과를 기초로 상기 선박에 대한 인증이 성공하면 상기 선박 단말로부터의 데이터 수신을 허용하는, 선박 원격 지원 시스템.
  3. 제1항에서, 상기 선박 단말은 하나의 비밀 키로 데이터를 암호화하는 대칭 키 암호화 알고리즘 또는 공개 키와 개인 키를 이용하여 데이터를 암호화하는 비대칭 키 암호화 알고리즘을 이용하여 상기 압축한 데이터를 암호화하고, 상기 관제 센터 단말은 상기 선박 단말이 사용한 암호화 알고리즘을 이용하여 수신한 데이터를 복호화 하는, 선박 원격 지원 시스템.
  4. 제1항에서, 상기 항해 데이터는 상기 선박의 GPS(Global positioning system) 수신기로부터 수집한 위치 정보, 상기 선박의 자이로컴퍼스(Gyrocompass)로부터 수집한 선박의 방위 정보, 상기 선박의 선속계(Speed log)로부터 수집한 선박의 속도 정보, 그리고 상기 선박의 풍향풍속계(anemometer)로부터 수집한 바람 정보를 포함하는, 선박 원격 지원 시스템.
  5. 제1항에서, 상기 기관 데이터는 상기 선박의 주기관(main engine), 발전기 엔진(generator engine), 샤프트 미터(shaft meter), 그리고 보일러(boiler)의 상태 정보를 포함하는, 선박 원격 지원 시스템.
  6. 제1항에서, 상기 전자해도 데이터는 전자해도의 버전 정보, 업데이트 날짜, 그리고 상세도를 나타내는 레벨 정보를 포함하는, 선박 원격 지원 시스템.
  7. 제1항에서, 상기 관제 센터 단말은 상기 항해 데이터를 기초로 상기 전자해도 데이터에 포함된 적어도 하나의 객체와의 충돌 위험 확률을 분석하고, 그리고 상기 기관 데이터를 기초로 상기 선박 내 장치들의 상태 정보를 분석하는, 선박 원격 지원 시스템.
  8. 제1항에서, 상기 관제 센터 단말은 상기 선박의 운항 상태를 기초로 상기 선박 단말에 지원이 필요하다고 판단되거나 상기 선박 단말로부터 지원 요청 메시지를 수신하면, 상기 선박 단말이 참여 가능한 채팅 세션을 생성하여 상기 선박 단말과 실시간으로 메시지를 송수신하는, 선박 원격 지원 시스템.
  9. 육상 관제 센터와 연동하는 관제 센터 단말이 운항 중인 선박을 위성 통신망을 통해 원격으로 지원하는 방법으로서, 상기 선박에 탑재된 선박 단말이 서로 다른 주기로 수집한 항해(Navigation) 데이터, 기관(Machinery) 데이터, 전자해도(Electronic navigational chart) 데이터를 수신하는 단계, 상기 선박 단말로부터 수신한 데이터를 압축 해제하고, 상기 압축 해제된 데이터를 분석하여 상기 선박의 운항 상태를 모니터링하는 단계, 상기 선박의 운항 상태를 기초로 상기 선박 단말에 지원이 필요하다고 판단되는 경우, 상기 선박 단말이 참여 가능한 채팅 세션을 생성하는 단계, 그리고 채팅 세션을 통해 상기 선박 단말과의 데이터를 송수신하는 단계를 포함하는, 선박 원격 지원 방법.
  10. 제9항에서, 상기 데이터를 수신하는 단계 이전에 상기 선박 단말로부터 상기 선박에 대해 고유하게 부여된 식별 번호를 포함하는 인증 요청 메시지를 수신하는 단계, 그리고 상기 식별 번호를 검증하고, 상기 검증 결과를 기초로 상기 선박에 대한 인증이 성공하면 상기 선박 단말로부터의 데이터 수신을 허용하는 단계를 더 포함하는, 선박 원격 지원 방법.
  11. 제9항에서, 상기 수신한 데이터는 하나의 비밀 키로 데이터를 암호화하는 대칭 키 암호화 알고리즘 또는 공개 키와 개인 키를 이용하여 데이터를 암호화하는 비대칭 키 암호화 알고리즘을 이용하여 암호화된 데이터인, 선박 원격 지원 방법.
  12. 제9항에서, 상기 항해 데이터는 상기 선박의 GPS(Global positioning system) 수신기로부터 수집한 위치 정보, 상기 선박의 자이로컴퍼스(Gyrocompass)로부터 수집한 선박의 방위 정보, 상기 선박의 선속계(Speed log)로부터 수집한 선박의 속도 정보, 그리고 상기 선박의 풍향풍속계(anemometer)로부터 수집한 바람 정보를 포함하는, 선박 원격 지원 방법.
  13. 제9항에서, 상기 기관 데이터는 상기 선박의 주기관(main engine), 발전기 엔진(generator engine), 샤프트 미터(shaft meter), 그리고 보일러(boiler)의 상태 정보를 포함하는, 선박 원격 지원 방법.
  14. 제9항에서, 상기 전자해도 데이터는 전자해도의 버전 정보, 업데이트 날짜, 그리고 상세도를 나타내는 레벨 정보를 포함하는, 선박 원격 지원 방법.
  15. 제9항에서, 상기 모니터링하는 단계는 상기 항해 데이터를 기초로 상기 전자해도 데이터에 포함된 적어도 하나의 객체와의 충돌 위험 확률을 분석하는 단계, 그리고 상기 기관 데이터를 기초로 상기 선박 내 장치들의 상태 정보를 분석하는 단계를 포함하는, 선박 원격 지원 방법.
  16. 제15항에서, 상기 모니터링하는 단계는 상기 충돌 위험 확률이 사전에 설정된 임계 값 이상이면, 상기 선박 단말로 상기 객체 정보를 포함하는 위험 경고 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는, 선박 원격 지원 방법.

Description

전자해도 기반 선박 원격 지원 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR REMOTELY SUPPORTING VESSELS BASED ON ELECTRONIC NAVIGATION CHART} 본 개시는 선박 원격 지원 기술에 관한 것이다. 전자해도(ENC, Electronic navigational chart)는 선박의 항해를 위해 제작된 전자 지도로서, 해안선, 수심, 위험물, 항로 등 선박의 항해와 관련된 정보를 제공한다. 선박에 탑재된 운항 시스템들은 전자해도를 제공하는 전자해도 시스템(ECDIS, Electronic Navigational Chart Display and Information System)을 사용하여 항해하게 된다. 한편, 선박의 안전한 운항 및 효율적인 항로 관리를 위해서는 선박과 육상 관제 센터 간의 실시간 정보 교환이 매우 중요하다. 특히, 선박의 위치 및 항해 경로를 포함하는 전자해도 데이터, 기관 데이터 등의 정보를 공유하여 육상에서 모니터링하고, 선박 운항 중 문제가 발생하면 원격으로 관련 자료나 기술을 지원하는 것은 해양 사고 예방에 있어서 필수적이다. 일반적으로 선박은 항해 중 육지로부터 멀리 떨어져 있어 육상 통신망을 사용할 수 없기 때문에 위성 통신에 의존하게 된다. 그러나, 위성 통신은 대역폭이 제한적이고 통신 비용이 매우 높아 원활한 통신이 불가능한 문제가 있다. 특히, 전자해도 데이터는 용량이 매우 크기 때문에, 제한된 위성 통신 환경에서 이를 효율적으로 전송하는 것이 매우 어렵다는 문제가 있다. 따라서, 운항 중인 선박의 상태를 실시간으로 모니터링하고, 운항 중 문제가 발생하면 육상으로 복귀하지 않더라도 원격으로 관련 자료나 기술을 지원할 수 있는 기술이 요구된다. 도 1은 한 실시예에 따른 전자해도 기반 선박 원격 지원 시스템의 개념도이다. 도 2는 한 실시예에 따른 전자해도 기반 선박 원격 지원 시스템의 구성도이다. 도 3 및 도 4는 한 실시예에 따른 데이터 전송 및 수신 방법을 설명하는 도면이다. 도 5는 한 실시예에 따른 전자해도 기반 선박 원격 지원 방법의 흐름도이다. 도 6 및 도 7은 한 실시예에 따라 선박 단말에 제공되는 인터페이스 화면의 예시이다. 아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 본 개시에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 본 개시에서 장치들은 적어도 하나의 프로세서, 메모리 장치, 통신 장치 등을 포함하는 하드웨어로 구성되고, 지정된 장소에 하드웨어와 결합되어 실행되는 프로그램이 저장된다. 하드웨어는 본 발명의 방법을 실행할 수 있는 구성과 성능을 가진다. 프로그램은 도면들을 참고로 설명한 본 발명의 동작 방법을 구현한 명령어(instructions)를 포함하고, 프로세서와 메모리 장치 등의 하드웨어와 결합하여 본 발명을 실행한다. 본 개시에서 "전송 또는 제공"은 직접적인 전송 또는 제공하는 것뿐만 아니라 다른 장치를 통해 또는 우회 경로를 이용하여 간접적으로 전송 또는 제공도 포함할 수 있다. 본 개시에서 단수로 기재된 표현은 "하나" 또는 "단일" 등의 명시적인 표현을 사용하지 않은 이상, 단수 또는 복수로 해석될 수 있다. 본 개시에서 도면에 관계없이 동일한 도면번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는" 은 언급된 구성 요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 본 개시에서, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 판별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 개시에서 도면을 참고하여 설명한 흐름도에서, 동작 순서는 변경될 수 있고, 여러 동작들이 병합되거나, 어느 동작이 분할될 수 있고, 특정 동작은 수행되지 않을 수 있다. 도 1은 한 실시예에 따른 전자해도 기반 선박 원격 지원 시스템의 개념도이다. 도 1을 참고하면, 전자해도 기반 선박 원격 지원 시스템(간단히, 선박 원격 지원 시스템)(10)은 선박 단말(100), 위성 통신 장치(200), 그리고 지상에 위치한 육상 관제 센터(300)를 포함한다. 선박 단말(100)은 운항 중인 선박에 탑재되어 선박의 항해 데이터(Navigation data), 기관 데이터(Machinery data), 그리고 전자해도 데이터(ENC data)를 수집하고, 수집한 데이터를 육상 관제 센터(300)로 전송할 수 있다. 선박 단말(100)과 육상 관제 센터(300) 간에는 위성 통신으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 선박 단말(100)과 육상 관제 센터(300)는 위성 통신 장치(200)를 통해 상호 연결되어 양방향 데이터 통신을 수행할 수 있다. 위성 통신 장치(200)는 인공위성(Satellite)을 이용한 위성 통신 서비스를 제공하기 위한 것으로, 선박이 항해 중 육지로부터 멀리 떨어져 있어 지상 기반 통신망을 사용할 수 없는 상황에서, 위성 통신 장치(200)를 통해 선박 단말(100)과 위성 통신 장치(200) 간의 데이터 통신을 제공할 수 있다. 한편, 위성 통신의 대역폭이 제한적이고 통신이 원활하지 않은 특성으로 인해, 전자해도 데이터와 같이 대용량 데이터의 경우, 데이터 송수신이 원활하지 않을 수 있다. 이를 위해, 선박 단말(100) 및 육상 관제 센터(300)는 전송 대상 데이터를 압축하여 전송할 수 있다. 예를 들어, 선박 단말(100)이 수집한 데이터들을 압축하면 위성 통신 장치(200)는 압축된 데이터를 육상 관제 센터(300)로 전송할 수 있으며, 육상 관제 센터(300)는 압축된 데이터를 수신할 수 있다. 그리고 육상 관제 센터(300)는 수신한 데이터를 압축 해제하여 해당 선박에 대한 항해 데이터, 기관 데이터, 그리고 전자해도 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 육상 관제 센터(300)가 선박 단말(100)로 데이터를 전송하는 경우에도 마찬가지로, 전송 대상 데이터를 압축하여 위성 통신 장치(200)를 통해 선박 단말(100)로 전송할 수 있다. 이와 같이, 지상에 위치한 육상 관제 센터(300)는 복수의 선박 단말(100)들로부터 해당 선박과 관련된 데이터들을 수신할 수 있으며, 수신한 데이터를 분석하여 항해중인 선박들의 운항 상태를 모니터링 할 수 있다. 육상 관제 센터(300)는 분석 알고리즘을 이용하여 획득한 각 데이터들을 분석하고, 분석 결과를 기초로 해당 선박의 운항 상태를 평가할 수 있다. 육상 관제 센터(300)는 해당 선박의 운항 상태에 따라 기술 지원이 필요하다고 판단되거나, 또는 선박 단말(100)로부터 기술 지원 요청을 수신한 경우, 선박 단말(100)로 실시간으로 기술을 지원할 수 있다. 육상 관제 센터(300)는 선박의 선원과 실시간 채팅을 통해 원격 기술 지원을 제공하거나, 또는 관련 자료를 전송할 수 있다. 예를 들어, 육상 관제 센터(300)는 업데이트를 위한 최신 전자해도 데이터 및 기상 정보나 항로 변경 알림 등을 포함하는 경고 등을 선박 단말(100)로 전송할 수 있다. 다음에서, 선박 원격 지원 시스템(10)의 동작을 도면을 참고로 하여 자세히 설명한다. 도 2는 한 실시예에 따른 전자해도 기반 선박 원격 지원 시스템의 구성도이다. 도 2를 참고하면, 선박 단말(100)은 데이터 수집부(110), 제1 데이터 처리부(120), 그리고 선박 통신부(130)를 포함한다. 데이터 수집부(110)는 선박에 탑재된 복수 종류의 외부 장치 또는 외부 시스템으로부터 항해 데이터, 기관 데이터, 전자해도 데이터를 수집할 수 있다. 데이터 수집부(110)가 수집하는 항해 데이터에는 GPS(Global positioning system) 수신기로부터 수집한 선박의 위치 정보, 자이로컴퍼스(Gyrocompass)로부터 수집한 선박의 방위 정보, 선속계(Speed log)로부터 수집한 선박의 속도 정보, 그리고 풍향풍속계(anemometer)로부터 수집한 바람 정보 등이 포함될 수 있다. 데이터 수집부(110)가 수집하는 기관 데이터에는 선박의 여러 기관과 연결된 센서로부터 수집한 데이터가 포함될 수 있다. 예를 들어, 선박 데이터에는 주기관(main engine), 발전기 엔진(generator engine), 샤프트 미터(shaft meter), 그리고 보일러(boiler)의 연료량, 온도, 분당 회전수(RPM)를 포함하는 상태 정보 등이 포함될 수 있다. 데이터 수집부(110)는 선박의 전자해도 시스템(ECDIS)으로부터 전자해도 데이터를 수집할 수 있다. 예를 들어, 데이터 수집부(110)는 현재 표시 중인 전자해도의 이미지 데이터를 PNG와 같이 특정 형식으로 수집할 수 있다. 데이터 수집부(110)는 전자해도의 버전 정보, 업데이트 날짜, 그리고 레벨 정보를 더 수집할 수 있다. 이때, 레벨 정보는 전자해도의 축척 또는 상세도를 나타내는 것으로, 전자해도 국제 표준(S-57 또는 S-101)에 따라 정의되는 값이다. 데이터 수집부(110)가 수집한 전자해도 데이터는 위성 통신 장치(200)를 통해 육상 관제 센터(300)로 전송될 수 있으며, 육상 관제 센터(300)는 수신한 전자해도 데이터를 기초로 해당 전자해도의 업데이트