해양사고는 육상사고와 달리 해상에서는 외부 지원을 신속하게 받을 수 없으므로, 자체적으로 피해 최소화를 위한 초기 대응이 매우 중요하다. 이러한 문제를 극복하기 위해서 다양한 사고대응시스템이 국외에서 개발되어 함정이나 대형 크루즈선박에 적용되고 있다. 최근에서야 선박 사고에 대한 사고대응시스템의 문제점이 지적 되고 있는 실정이다. 국내에서는 선급에서 해상 사고 시 피해 최소화를 위한 긴급 대책반을 구성하여 지원하는 ERS(Emergency Response Service)를 운용 중이지만, 사고 발생 시 초기 수분 이내에 사고대응이 필요하나 전문가 소집, 도면 분석 등에 소요되는 시간이 과도하여 실제 사고 대응에 효율적이 못하고 사고대응 골든타임을 놓치게 되는 문제가 있다. 기존 사고대응시스템의 단점을 극복할 수 있는 선박 내 승조원 위치식별 모듈을 설계 및 구현하였다.
선박 내 승조원 위치식별을 할 수 있는 시스템을 모듈단위로 설계 및 구현 하였는데, 첫 번째는 선박의 구조를 고려하여 경계를 나누고 경계구역 별로 위치를 식별 할 수 있는 구역별 위치식별 모듈, 두 번째는 구역별 위치식별 모듈 내부에서의 위치를 식별 할 수 있는 구역 내 위치식별 모듈로 두 가지 형태의 모듈로 나누어서 선박 내 승조원 위치식별을 시스템을 설계 하였다.
구역별 위치식별의 모듈의 모듈 설계에서는 900㎒ RFID Reader와 Tag를 사용하여서 경계구역을 정하고 경계구역에 RFID Reader를 설치하여서 구역별 데이터를 처리할 수 있도록 모듈 설계하였다.
구역 내 위치식별 모듈의 모듈 설계에서는 주요 경계구역 내에서 MEMS 센서를 활용하여 이동하는 승조원들의 위치를 인식하는 기술로소 MEMS 센서의 3축 가속도(Roll, Pitch, Yaw)센서를 통해서 에너지의 크기 SVM(Signal Vector Magnitude)을 구하고 에너지의 크기에 따라서 이동거리 측정이 가능하다. 또한 자이로스코프 관성센서를 사용하여 이동방향을 알 수 있다. MEMS센서를 통해서 알수 있는 에너지의 크기 SVM의 경우 에너지의 크기를 지속적으로 평균을 내는 이동평균법과 이동평균에 따라 에너지 크기의 이동거리를 보정할 수 있도록 데이터를 처리 한다. 처리된 데이터는 UHF 통신 모뎀을 사용하여서 무선으로 데이터를 처리 하였다. 모듈 구현에서는 구역 내 위치식별 모듈을 소형화 하여서 사고 상황에서 승조원들이 휴대가 가능한 형태로 제작하여서 구역 내 위치 식별 데이터를 처리 하였다.
|For maritime accidents, unlike accidents on land, an initial response is very important to minimize damage, as they often cannot receive external support promptly. In order to overcome these problems, various accident response systems have been developed overseas and applied to ships and large cruise vessels. Recently, problems with the accident response system for the ship accidents have been pointed out. In Korea, the Emergency Response Service(ERS) operates to support urgent countermeasures to minimize damage in case of marine accidents. Usually it is necessary to deal with accidents within the first few minutes. However, if there is a problem responding to an actual accident, critical response time is lost. Because calling on an expert and analysing a blueprint are too time consuming, another approach is required. Therefore we have designed and implemented the Position Identification Module for locating lost crew members on ships that can overcome many of the disadvantages of the existing accident response system.
The system which can identify the position of crew members in the ship is designed to be implemented as a module unit. It works to identify the location of crew members in the ship through two separate modules. The first one is called the “Position identification Module by Zone” that divides the ship into boundaries by considering the structure of the ship and the identification of boundary zones. The second one is called the “Position Identification Module In Zone” that is capable of identifying the position inside the module itself.
In the design of the Position Identification Module By Zone, it works by defining the boundary area using a 900㎒ RF-ID Reader and Tag. The module was designed so that it can process the per-zone data through installing the RF-ID Reader in the boundary zone.
In the design of Position Identification Module In Zone, it can find the magnitude of energy, SVM(Signal Vector Magnitude), and measure the moving distance. This is done according to the size of the energy measured on a three-axis acceleration(Roll, Pitch, Yaw) sensor in MEMS sensor to find the position of any moving crew members in the main boundary zone. Additionally, it is also possible to recognize the direction of movement using a Gyroscope inertial sensor. In the case of SVM using the MEMS sensor, the data is processed to compensate for the moving distance of the energy magnitude according to the moving average method which continuously averages the magnitudes of energy and the moving averages. The processed data is then wirelessly shared using a fixed UHF communication modem. Implementing this in the module, the Position Identification Module In Zone is miniaturized and the Position Identification Data in Zone is shared by making it the crew members’ portable in an accident situation.1. 서 론 1
2. 위치식별 관련 기술
2.1 위치식별의 필요성 3
2.2 RFID 4
2.3 관성 센서 7
2.4 I2C, SPI 통신 9
2.5 Serial 통신 11
2.6 TCP/IP 통신 14
3. 위치식별 모듈 설계
3.1 구역별 위치식별 모듈 설계 17
3.2 구역 내 위치식별 모듈 설계 20
3.3 위치식별 데이터 통신 모듈 설계 23
4. 위치식별 모듈 구현
4.1 구역별 위치식별 모듈 구현 26
4.2 구역 내 위치식별 모듈 구현 31
4.3 위치식별 데이터 통신 모듈 구현 34
5. 시험 및 성능 평가
5.1 시험 방법 39
5.2 시험 결과 39
5.3 UI를 사용한 선내 승조원 위치식별 데이터 처리 44
6. 결론 47
참고문헌 49
부록 51Maste
