해양 데이터를 활용한 에너지 효율적인 선박 항로 탐색 :Search for Energy Efficient Vessel Route Using Marine Data

김성호

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김성호 (부산대학교, 부산대학교 대학원)

지도교수: 정상화

발행연도: 2020

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이용수18

이 논문의 연구 히스토리 (3)

2020

해양 데이터를 활용한 에너지 효율적인 선박 항로 탐색

김성호 ICT융합학과 2020.01 학위논문

해양 데이터를 활용한 에너지 효율적인 최적 항로 탐색

김성호 , 진교홍 한국정보통신학회논문지 2020.01 학술저널

2019

선박항해 데이터를 활용한 에너지 효율적인 최적 항로 탐색

김성호 , 진교홍 한국정보통신학회 종합학술대회 논문집 2019.10 학술대회자료

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최근 조선해양 분야의 관심사 중 하나는 선박의 오염물질 배출에 대한 것으로 국제해사기구(IMO)에서는 선박의 배기가스에 포함된 대기 및 해양 오염에 대해 규제하고자, 선박으로부터의 오염방지를 위한 국제협약(MARPOL 협약)을 발의하고 의정서를 만드는 등의 노력을 하고 있다.
오염방지에 대한 협약을 지키기 위해 조선사는 새롭게 건조되는 선박에 대해서 에너지 효율 설계 지수(EEDI)를 적용하고 이를 지키기 위해 선체의 변형이나 프로펠러의 변형 또는 추진연료의 다양화 등 여러방향의 노력을 경주하고 있다.
그러나 현재 운항중인 선박에 대해서는 에너지 효율 운항 지표(EEOI)가 권고사항에 불과함으로 인해 환경오염물질의 배출 최소화 노력에 강제력이 없으며, 선박에 비치가 의무화 되어있는 선박 에너지 효율 관리 계획서(SEEMP) 작성만으로는 사후적 계산식에 의해 측정되는 EEOI값 개선에 한계가 있다. 따라서 문서 기술 노력만이 아닌 선박 항해자의 경험에 따른 에너지효율 개선에 대한 노력이 필요한 시점이다.
이에 본 논문은 기 운항중인 선박의 실제 항해 데이터를 기반으로 선박의 운항 효율 등급을 산출하고, 해양환경 데이터 중 조류 데이터의 분석을 통해 에너지 효율적인 최적항로 탐색 정보를 제안함으로써 선박 항해자의 경험을 보완하는 수치적, 시각적 방향성 제공을 목표로 한다.

#에너지 효율 운항 #A* Search 알고리즘 #해양데이터 분석 #EEOI

I. 서론 1
1. 연구의 배경 1
2. 연구의 목표 2
II. 관련연구 4
1. MARPOL 협약 4
2. 에너지 효율 운항 6
1) EEDI (Energy Efficiency Design Index) 6
2) EEOI (Energy Efficiency Operational Indicator) 7
3. 자율 항로 운항 8
1) 자율 운항 선박 8
2) 최적 항로 운항 10
4. 항해 데이터를 위한 Open API 10
1) 구글맵 API 11
2) 공공데이터포털 API 11
5. 길찾기 알고리즘 11
1) Dijkstra Algorithm과 Greedy BFS Algorithm 11
2) A* Algorithm 12
III. 데이터 분석 및 측정 14
1. 운항효율등급 14
1) 한국-호주간 항로 자료 분석 15
2) 상관관계분석 17
3) 운항효율 등급산정 18
2. 조류운항점수 20
1) 진도-조도간 해상 조류 분석 21
2) 조류운항점수 측정 23
IV. 성능분석 및 결과 28
1. 운항효율등급과 EEOI 값 비교 28
2. 조류점수그리드를 활용한 A* Algorithm 경로 탐색 28
3. 실제 선박운항경로 비교 30
V. 결론 33
참고문헌 34
부록 37
1. R을 이용한 상관관계분석 37
2. R을 이용한 데이터 구글지도 표현 38
3. 해상조류분석 프로그램 39
4. 운항점수표 프로그램 41
5. 운항점수그리드 및 길찾기 알고리즘 프로그램 43
6. 운항선박 실제항로 프로그램 51
Abstract 54

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