E-navigation과 해양 사물인터넷(IoT)의 국제표준 및 기술동향

International Standards and Technology for E-navigation and Maritime IoT

저자
이광일, 송문섭, 장병태 / 조선해양IT융합연구실
권호
29권 5호 (통권 149)
논문구분
IT 융합기술 특집
페이지
18-29
발행일자
2014.10.01
DOI
10.22648/ETRI.2014.J.290503
초록
최근 해양안전에 대한 국내외의 관심과 함께 통신기술의 발전, 선박에 다양한 디지털 및 전자장비들이 도입됨에 따라 선박을 위한 전자항법체계인 e-navigation이 주목을 받고 있다. E-navigation은 안전뿐 아니라, 해양에서의 디지털시대의 서막을 여는 IT 융합의 새로운 패러다임을 제공하고 있다. 본 논문에서는 e-navigation과 관련하여 국제해사기구(IMO), 국제항로표지협회(IALA: International Association of Lighthouse Authorities), 국제수로기구 (IHO: International Hydrographic Organization), 국제전기협회(IEC) 등의 관련 기술에 대한 국제표준화기구의 최근 동향에 대해서 살펴볼 것이다. 또한, 한국형 e-navigation에 대한 국내 동향과 함께 최근 각광을 받고 있는 사물인터넷(IoT: Internet of Things) 기술을 해양분야에 적용하기 위한 방안에 대해서도 다루고자 한다.
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I. 서론

최근 세월호 사건의 충격으로 인해 해상안전에 대한 국민적 관심이 매우 높다. 실제로 우리 모두가 잘 알고 있는 타이타닉호 사건은 해상에서의 안전과 이를 위한 예방체계에 대한 국제적인 논의가 본격적으로 시작되는 계기가 되었으며, 이를 통해, 선박에서의 다양한 항해 및 무선통신장치들이 점차적으로 의무화되었다[1][2][3].

최근디지털 통신기술의 발달과 다양한 전자기술의 발달로 선박 내에 다양한 장치들이 새롭게 도입되었으며, 복잡한 항해 통신장치들에서 생성되는 다양한 정보들을 종합적이고 체계적으로 관리할 필요성이 제기되었다. 또한, 911사태와 해적에 위한 나포와 같은 테러의 위협으로부터 선박과 자국을 보호하기 위해, e-navigation이 태동하게 되었다[2][3]. 국제해사기구(IMO)에서는 2018년부터 e-navigation의 이행을 위한 준비를 하고 있으며, 한국에서도 한국형 e-navigation인 SMART e-navigation을 준비하고 있다[4].

본 논문에서는 e-navigation과 관련된 국제표준화 동향과 최근에 주목을 받고 있는 사물인터넷(IoT: Internet of Things)을 e-navigation에 적용하기 위한 해양사물인터넷[5] 또는 해양산업인터넷(Maritime Industrial Internet)[6]의 기술동향과 전망에 대해서 살펴보도록 하겠다.

II. 국제해사기구와 e-navigation

1. e-navigation

가. 진행현황

e-navigation은 2005년 11월 영국의 교통부장관에 의해 도입의 필요성이 제기 된 후, 2015년 12월 일본, 마샬제도, 네덜란드, 노르웨이, 싱가폴, 영국, 미국 등이 참여한 IMO MSC 81차 회의에서 work program으로 승인되어, 2014년까지 e-navigation 전략이행계획(SIP: Strategic Implementation Plan)을 완성하도록 하고, e-navigation 이행계획을 (그림 1)과 같이 발표하였다[1][7].

(그림 1)

e-navigation 이행절차

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e-navigation 이행계획에 따라 2009년 사용자 요구사항에 대한 분석을 완료하였으며, 2012년에는 gap analysis와 solutions을, 2013년에는 risk control option을 완성하였다. 그리고, 2014년에는 전략이행계획을 완성하고, MSC(Maritime Safety Committee)에 제출하여 현재 승인을 기다리고 있다[7].

나. 정의 및 구조

국제해사기구에서는 e-navigation을 “the harmonized collection, integration, exchange and analysis of marine information on board and ashore by electronic means to enhance berth to berth navigation and related services for safety and security at sea and protection of the marine environment”라고 정의하고 있다[3][8].

이를 위한 e-navigation 구조는 (그림 2)와 같이 정의되고 있다.

(그림 2)

e-navigation 구조

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(그림 2)에서와 같이 e-navigation은 선박의 출항부터 입항까지 전 과정의 안전과 보안을 위한 관련 서비스 및 해양환경보호 증진을 위해 전자적인 방법으로, 선박과 육상 관련 정보의 수집, 통합, 교환, 표현 및 분석을 융합하고 통일하여 수행하는 체계이며 국제해사기구를 중심으로 실현계획을 수립 중에 있다.

다. NCSR 1차 회의 결과

지난 2014년 7월에 런던에서 있었던 NCSR(Navigation, Communication and Search and Rescue) 1차 회의에서는 e-navigation 전략이행 보고서에 대한 논의가 있었다. E-navigation 작업반에서 제출한 전략이행계획(SIP)는 MSC 94차(2014.11.)회의에서 승인 받기 위해 상정하기로 결정되었다. NCSR에 제출된 문서들은 다음과 같다[7].

  • - NCSR 1/9(노르웨이): e-navigation 통신작업반 보고

  • - NCSR 1/9/1(노르웨이): e-navigation 전략 지원을 위한 가이드라인 초안 개발

  • - NCSR 1/9/2(독일): e-navigation 통신작업반 보고서 코멘트(해상 PNT(Positioning, Navigation, Time) 검토 및 현대화)

  • - NCSR 1/9/3(CIRM): e-navigation 통신작업반 보고서에 대한 의견

  • - NCSR 1/INF.5(노르웨이): e-navigation 개발관련 배경정보

  • - NCSR 1/INF.6(노르웨이): e-navigation관련 평가될 수 있는 성능기준 목록

  • - NCSR 1/INF.7(대한민국): 상세 CDMS 및 e-navigation 이행관련 현존선 탑재 시스템 성능개선방향 연구

  • - NCSR 1/INF.13(BIMCO, CIRM) : 소프트웨어 유지보수에 관한 CIRM/BIMCO 공동작업반 정보

  • - NCSR 1/INF.16(대한민국, 덴마크, 스웨덴): 국제 e-navigation 테스트베드 이행을 위한 우리나라해역의 공동 테스트베드 결과

  • - NCSR 1/INF.17(대한민국): e-navigation 선박측 사용자 관점에서 예상 서비스에 대한 고려

  • - NCSR 1/INF.18(이탈리아, 스웨덴): MONALISA, MONALISA 2.0 결과 및 권고

  • - NCSR 1/INF.21(대한민국, 덴마크, 프랑스): 해사 클라우드 서비스 개념 검토

NCSR 회의에서의 주요 결정사항들로는, 4개의 지침(인간중심설계(HCD: Human Centered Design), 사용성 평가(U-TEA), 소프트웨어 품질보증(SQA: Software Quality Assurance), 시범사업 결과보고(Testbeds))들은 이견없이 승인되었다. 그리고, 시범사업결과보고를 제외한 3개 지침을 통합할 필요가 있다는 의견이 제안되어 통신작업반을 구성하여 통합작업을 진행하기로 하였다.특히, 통신작업반(의장 호주 해사안전청닉레먼)은 내년 NCSR 2차 회의에서 통합지침을 제출할 예정이며, 통합지침(Consolidated guideline)은 회람문서로 향후 발행될 예정이다.

2. e-navigation 기술

e-navigation 실현을 위한 기술은 크게 선상 관련 기술, 육상 관련 기술 그리고 통신기술로 (그림 3)과 같이 분류할 수 있다. 또한, 해상관계자들이 정보의 수집, 교환, 통합을 자동화하기 위한 공통자료모델 기술도 포함된다.

(그림 3)

e-navigation 요소 기술

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가. 선상 기술(Shipborad)

선박 자체 센서, 정보 지원, 사용자 간 표준 인터페이스 및 가드존과 경보관리를 위한 포괄적 시스템의 통합을 통한 항해시스템을 핵심요소로써, 항해정보의 산만함과 선원의 과로를 방지해 항해절차에 있어 항해자가 가장 효율적인 방법으로 당직을 수행하기 위한 기술을 말한다. 세부기술로는 다음과 같다[9].

  • •  S-Mode Presentation

    항해장비들의 시각적 표현을 표준화한 위한 S-Mode 그래픽 기술과 사용자 중심의 사용자 인터페이스 기술

  • •  Smart Conning System

    선박 내의 통합 항해장치, 브릿지 장비 등의 성능 사양 결정, Display and Presentation 기술

  • •  선박 장비 가용성/신뢰성 평가 기술

    선박에 사용되는 장비(특히 항해 통신장비)의 상시운용성 및 신뢰성 확보를 위한 가용성/신뢰성 평가기술의 평가 항목 및 방법에 관한 표준화 기술

  • •  선내 경보 표시 기술

    선박에 필요한 항해, 기관, 선체 등의 관련 정보들의 시각적/음향적 알람 및 경보에 관한 표준

  • •  선박장치 간 통신 인터페이스 기술

    선박의 탑재되는 장치의 성능기준과 평가방법에 관한 표준으로써 각 장치 간 정보교환 방법 및 장치 간 통합을 위한 안전성 및 보안을 제공하기 위한 기술

나. 육상 기술(Shore)

보완된 규정, 협조 및 포괄적 데이터 형식의 교환을 통해 육상으로부터 선박의 안전 및 효율성을 지원할 수 있도록 선박관제 및 관련 서비스의 관리를 수행하는 기술이다.

  • •  해양 정보수집 및 처리 기술

    다양한 해양 안전정보 및 해상 기상정보 등에 대한 수집기술과 이들 자료들을 자동화된 형태로 수집하고 처리하기 위한 표준화된 형태의 자료 모델링(UMDM: Universal Maritime Data Modeling) 기술[10]

  • •  해상 정보 프레젠테이션 기술

    관제용 프레젠테이션 소프트웨어 사양으로, 일관성있는 화면배치 표준, 화면 운용 분리 표준, 문자, 심볼, 전자해도정보, 색상 표준, 레이다, AIS (Automatic Identification System) 타깃 정보 표현 표준, 사용자 매뉴얼 표준, 표준 시험방법 개발 및 표준 시험결과 사양, 3차원 해저지형, 레이다 영상 및 위성 영상 데이터 저장 및 표현 표준, 증강현실 표현 표준을 포함하며 HW 사양으로 콘트라스트 및 밝기 조정 표준, 자기 영향 감소 방안 표준

  • •  선박 원격관리 데이터 포맷/교환 기술

    원격에서의 선박운항 및 수리, 진료를 구현하기 위한 표준으로 육해상 기술데이터 교환 프로토콜과 프레임워크 표준, 데이터 저장 및 전송규격, 선박운항 및 재고관리 데이터 표준, 운영 매뉴얼 표준, 대용량 이미지 데이터 형식 및 교환 표준, 전자문서 형식 표준을 포함

다. 육상 기술(Communication)

선상, 선박 간, 선상과 육상 간, 육상 기관 대 다른 대상에 인증되고 통일된 정보의 전달을 통해 잘못된 판단을 줄이도록 하는 통신정보 제공 인프라 개념

  • •  PNT 통합 수신 기술

    통합 수신기 성능 사양으로 선박 및 해양 교통시설 정보 통합 기술-데이터 형식 및 교환 프로토콜 사양

  • •  선박 보고(자동 위치전송) 데이터 포맷/교환 기술

    중소형선박을 위한 선박 보고 데이터 포맷과 교환 기술

  • •  차세대 선박 자동식별 기술

    선박 항해정보를 전송하기 위한 AIS 장비의 전파 대역 규정 및 응용메시지 규격 등에 관한 기술

  • •  광대역 해상 통신기술

    지상파 통신기술에 기반을 둔 연근해 광대역 디지털 해상 통신 무선설비 기준 및 단절 없는 통신 유지와 사용자 중심 서비스를 위한 다중매체 통신 스위칭 기술

라. 공통 해상 데이터 구조

국제수로기구(IHO: International Hydrographic Organization)에서는 기존 전자해도 교환 표준인 S-57의 한계를 벗어나 실시간 해양환경 정보, 3D 공간 정보와 다양한 부가정보를 통합할 수 있는 객체지향 데이터 모델인 S-100을 UHDM으로 정했으며, IMO는 해사 정보 표준화를 위해 작업하고 있던 CMDS(Common Maritime Data Structure)로 IHO의 S-100을 활용하기로 결의하였다. 또한 국제항로표지협회(IALA: International Association of Marine Aids to Navigation and Light House Authorities)에서도 항로표지분야 표준 데이터 표준을 위해 작업하고 있던 IHDM(IALA Harmonized Data Model)를 위해 S-100을 활용하기 위한 작업을 진행 중에 있다. 이는 궁극적으로 e-Navigation 실현을 위한 핵심요소로 공통 데이터 모델이 필요함을 뜻하는 것이며, 해사 관련 국제기구에서 상호보완 및 협력을 통해 표준작업을 진행 중에 있다.

III. IALA와 e-navigation

1. 구성

IALA에서는 국제해사기구의 e-navigation을 위한 구조를 주로 담당하고 있으며, IALA에 의해 국제해사기구의 e-navigation 통신작업반을 통하여 IMO NAV회의에 상정되어 확정하게 된다.

IALA의 eNAV에는 모두 6개의 WG이 있다. WG1은 운용과 전략, WG2는 PNT(Position, Navigation, Time), WG3는 AIS(Automatic Identification System), WG4는 통신, WG5는 기술적 구조, WG6에서는 정보의 표현에 대해 정의하고 있다[3].

다음 절에서는 IALA에서 정의하고 있는 e-navigation 스택(stack)과 CSSA(Common Shore based System Architecture)에 대해서 살펴보고자 한다.

2. IALA e-navigation 스택

IALA에서 정의한 e-navigation 구현을 위한 구조는 (그림 4)와 같다[3].

  • •  Harmonized User Requirement Register

    최상의 레지스터 리스트로써 사용자 요구사항에 따라 사용되는 하부 레지스터의 내용을 포함함.

  • •  Product Specification Register

    Product의 상세를 나타내는 레지스터 리스트로써 사용되는 내용, 목적, 버전, 위치, 유용성 등에 대한 메타데이터를 포함하고 있으며, Feature Catalog를 포함하고 있음. Feature Concept Dictionary Register로부터 Product가 사용하고 있는 Feature Class, 속성과 같은 항목의 type을 사용하며 바인딩 기록을 갖고 있음.

  • •  Feature Concept Dictionary Register

    Product가 사용하고 있는 Feature를 정의한 리스트로써 Feature와 속성에 관한 해상 정보를 설명하는데 사용되는 정보의 타입과 열거된 값을 정의한 Feature Concept 리스트임. Feature Catalog를 만드는데 사용됨.

  • •  Portrayal Register

    Portrayal은 Product의 사용자에게 데이터를 표현하는 방법을 말함. 동일한 데이터라도 다양한 Portrayal을 가질 수 있음. 표현하는 Feature와 어떠한 상태하에서 심볼을 가져오는지에 대한 일반적인 규칙과 심볼을 포함하고 있음.

  • •  Unified Operational Presentation Surface

    데이터가 사용자에게 정보로써 나타내주고, 상호작용을 통해 자료를 수신하는 것

  • •  Harmonized Data Model

    해양 도메인의 모든 또는 개별 데이터가 유일하게 그리고 명확하게(unambiguously) 식별하기 위한 데이터 모델[11]

  • •  Maritime Data Exchange Format Register (MDEF)

    IHO에 없는 레지스터로써 IALA 도메인에 관련된 정보를 표현하고자 정의한 것으로 Product가 사용하고 있는 데이터 교환 포맷임. Portrayal Register가 사용자와 상호관계를 정의하는 것이고 MDEF는 기계 간의 상호관계를 정의한 것임.

(그림 4)

IALA e-navigation 스택

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3. IALA CSSA

IALA에서는 IALA의 요구사항에 맞는 육상의 e-navigation 구조에 대해 정의하고 있다. 이를 위한 구조는 (그림 5)와 같다[12][13].

(그림 5)에서와 같이 IALA의 e-navigation 구조에서는 다음과 같은 것을 정리하고 있다.

  • - 인터페이스

  • - 기술적인 시스템

  • - 사람-기계 인터페이스

  • - 요구사항: 요구사항은 항상 인터페이스를 지적함.

  • - 육상 기반의 애플리케이션과 선상 시스템과의 상호작용

  • - 잠재적으로 선상의 장비들과 육상 시스템 간의 사용자 독립적이고 자동화된 상호작용

  • - 육상 시스템과 선상 사용자 간의 관계

  • - 자료를 주고 받는 다른 육상 시스템과의 상호작용

(그림 5)

IALA e-navigation 구조

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IALA에서는 상기와 같은 e-navigation 기능을 지원할 수 있는 공통 육상 시스템 구조를 정의하고 있다. 이를 위한 구조는 (그림 6)과 같다.

각 구성요소별 기능을 정리하면 아래와 같다.

  • •  자료수집 및 자료전송 서비스

    물리적 링크를 통해 선상의 전자시스템, 트래픽 객체, 수로 및 자연환경과 육상 시스템 간의 인터페이스를 제공하는 서비스들의 그룹

  • •  부가가치를 위한 자료처리 서비스

    원천 데이터를 처리, 조합, 비교를 통하여 자료의 가치를 증가시키고, 다른 서비스의 요청 시 제공

  • •  사용자 상호작용 서비스

    공통 육상 서비스 시스템의 주 사용자에게 제공하는 사람-기계 간 인터페이스를 제공하는 서비스

  • •  게이트웨이 서비스

    육상의 다른 시스템 간의 자료교환을 제공하는 서비스

(그림 6)

IALA CSSA architecture

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IV. 기타 국제표준화 동향

1. 국제수로국(IHO)

국제수로기구(IHO)의 S-100 표준은 전자해도를 비롯한 선박의 안전운항을 위한 관련 해양 정보의 교환/활용 체계에 관한 표준이다.

IHO S-100 표준은 ISO 19100 시리즈 표준을 기반으로 만들어졌다. ISO 19100 시리즈 표준은 지리공간 정보 및 관련 데이터에 관한 표현과 정보교환, 활용을 위한 표준으로, 해양분야의 지리공간 정보 및 관련 데이터를 다루는 S-100 표준의 기반으로 사용되었다((그림 7) 참조).

(그림 7)

ISO 19000 시리즈 기반 S-100 구성체계

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IHO S-100 표준의 구성을 살펴보면, ISO 19100 지리정보 표준으로부터 유도된 여러 부분으로 구성되어 있다. S-100 표준에서 메타데이터는 ISO 19115 메타데이터 표준을 기반으로 해양분야의 지리정보 및 관련 데이터의 명세에 필요한 메타데이터를 정의하였다. 다음은 두 표준을 기반으로 한 프로파일이다.

  • - ISO 19115: 2003 메타데이터

  • - ISO 19115 Part 2: 이미지 데이터 및 그리드 데이터를 위한 메타데이터

S-100 표준의 개념 모델은 UML (Unified Modeling Language)를 이용하여 일관된 방법으로 정의되어 있다. UML은 데이터 모델링을 위한 언어이다. S-100 표준 문서는 UML 클래스, 속성, 클래스 다이어그램으로 일관된 형식으로 표준의 내용을 기술하고 있다.

IHO S-100 표준은 S-10x 시리즈의 기반 표준으로 IHO에서는 2015년 안에 차세대 전자해도 표준인 S-101을 개발하기 위해 노력 중이며, 향후에 해저지형 그리드 데이터 표준(S-102), 전자 서지 표준 등 해사 관련 표준들을 점차적으로 확대해 나갈 계획이다[14].

2. 국제전기협회(IEC)

가. IEC TC 80 현황

IEC TC 80은 국제해사기구에서 요구한 항해 통신장치들에 대한 국제기술표준을 제정하는 기구로 e-navigation을 위한 선상장비들의 기능과 성능에 대한 중요한 표준을 제정할 것으로 기대되고 있다. IEC TC 80에서는 2011년에 제정된 IEC 61162-450 표준을 포함하여 총 38종의 국제표준을 제정하였으며, ETRI에서 제안한 IEC 61162-460을 포함하여 4종에 대한 신규 표준을 제정 중에 있으며, 5종은 개정 중이다. 현재 제정 또는 개정 중인 표준들을 정리하면 <표 1>과 같다[2][15].

<표 1>

IEC TC 80 제정/개정 중인 표준

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나. IEC TC 80과 e-navigation

IEC TC 80에서는 국제해사기구에서 선상장비와 관련된 e-navigation 요구사항이 규정되지 않았기 때문에 이에 대한 구체적인 작업을 진행하고 있지는 않다. 하지만, 이를 위한 다양한 표준들을 제정 중이며, 준비 중에 있다. 이를 위한 표준들을 정리하면 다음과 같다.

1) IEC 61162-450[16]

IEC 61162-450은 이더넷 기반의 선박 네트워크 인터페이스 표준으로써 2011년에 Ed. 1.0이 발표되었다. 기존의 선박정보 통합을 위한 표준이 일부 발표되었으나[17], 선박에서 e-navigation을 위해 증가된 데이터들을 처리하고, 다양한 정보들을 쉽게 교환함으로써, 선상장비들 간의 정보의 수집과 통합을 가능하도록 정의한 이더넷 기반의 네트워크 인터페이스 표준이 IEC 61162-450 표준이다[18]. 국내에서는 ETRI에서 SAN(Ship Area Network) 기술을 IEC 61162-450 표준에 제안하여 채택되었다.

2) IEC 61162-460[19]

IEC 61162-460은 선박 통합 네트워크 구성 시, 특히 이더넷 기반의 선박장치들을 통해 선박장치 간 또는 이종 시스템 간의 통합 시스템 구성 시에 발생하는 안전성과 보안을 보장하기 위한 기본 요구사항을 정의한 표준이다. 특히, e-navigation에서 요구하는 선박과 육상 간 통신을 위한 선박 네트워크 구조와 이를 위한 요구사항들을 정의하고 있다.

본 표준은 ETRI에서 프로젝트 리더로서 활동하고 있으며, 지난 2014년 6월 스톡홀름회의에서 CDV 초안 문서를 작성하였으며, 2016년 초에 국제표준으로 채택될 예정이다.

3) 항해 통신장치를 위한 S-100 인터페이스

국제해사기구에서 선박과 육상 간 정보교환을 위한 공통 해사 데이터 모델을 정의하고 있기 때문에, 선박에서 이를 처리하고 제공하기 위한 인터페이스 표준의 필요성이 제기되었다. 따라서, 2013년 9월 미국 샌디에이고에서 열린 IEC TC 80 총회에서 선박 항해 통신장치들에 대한 S-100 인터페이스 표준에 대한 신규 표준 항목으로 채택되었으며, 이를 위한 신규 국제표준 초안 작업을 준비 중에 있다.

2014년 6월 스웨덴 스톡홀름에서 열린 WG 6(디지털 인터페이스 워킹그룹)에서는 대표적인 선박 인터페이스인 IEC 61162-1에 대한 Product Specification 작업을 진행하기로 결정하였다.

V. 해양 IoT

1. Maritime Internet of Things

최근 ICT 분야의 핫 이슈인 IoT(Internet of Things)을 해양 분야 비즈니스에 활용하기 위한 키워드로 IoMT(Internet of Maritime Things) 또는 해양 산업인터넷(Maritime Industrial Internet)에 대한 접근이 이뤄지고 있다. 해양 IoT에서는 선박과 해양에 존재하는 다양한 센서 장치들로부터 정보를 자동으로 받아들여, 선박의 운영과 유지보수를 최적화하기 위해 적용되고 있다. 해양 IoT는 다양한 해야 분야에서 적용되어, 최적의 의사결정을 도와줄 것으로 기대되고 있다[5][6].

2. 적용분야[6]

가. 컨테이너 선박

컨테이너 선박의 경우 IoT를 장비들의 신뢰성을 증가시킴으로써 일정의 신뢰성을 증가시고, 이를 통해 보다 나은 배달(delivery)을 제공할 수 있다. 또한, 선상의 장비들을 보다 효과적으로 운용함으로써 배들을 효율적으로 관리하도록 할 수 있다. 마지막으로, 선박의 속도와 전체 연료 소비량을 최소화 함으로써 비용을 절감시킬 수 있다.

나. 어선

엔진, 제너레이터, 기어 그리고 냉장고 장비들로부터 수집된 정보들을 통하여 연료 소비량을 최소화하고, 시장에 최적화된 상태로 채취물 보관을 가능하게 한다. 이를 통해 어획된 수산물들을 안전하게 저장하고, 연료와 유지보수 비용을 절감할 수 있도록 한다.

다. Off-shore

Off-shore 산업에서 장애가 발생하면, 엄청난 금전적 손실이 발생한다. 따라서, 실제 장애 전에 장애를 미리 알려주거나 다른 방식으로 변경이 가능하다면 수백만 달러의 비용을 절감할 수 있다. 따라서, IoT를 통해 운영시간의 증가를 가져올 수 있다.

또한, OSV(Off-shore Supply Vessel) 운영자에게도 IoT는 유용하다. 운영자는 단순히 유지보수와 운영비용 절감 효과 외에도 장비들의 상태와 조건에 대해서 고객들에게 정확히 알려 줄 수 있고, 고객들은 이들 정보를 통해 최적의 의사결정을 지원할 수 있다.

3. 활용방안

세계 최고의 클래스를 차지하고 있는 국내 조선소들은 좀 더 진화된 스마트 선박 건조를 위해 선내/외 유무선 통신 인프라 기반에 선박 기자재와 센서 기술이 접목하려고 하고 있으며, 해양분야에도 자연재해/재난 예방 및 사후처리 등을 위해 각종 센서 장비들의 개발이 이뤄지고 있다. 또한 향후 선박 IoT 기자재와 해양 센서 장비로부터 수집된 대량의 데이터를 안전/경제운항을 위한 해양 빅데이터 기술로의 연계에 관해서도 관심이 높은 상황이다.

VI. 국내동향

우리나라는 국제해사기구에서 추진하고 있는 e-navigation 필수 서비스에 더해서 어선 및 소형선박에 대한 연근해 e-navigation 서비스를 포함한 한국형 e-navigation을 추진하고자 하고 있다. 이는 선박 충돌사고의 주요 원인인 소형선박의 안전을 고려하고 우리나라 연근해 환경과 운항정보까지 고려해야만 e-navigation에서 추구하고자 하는 가치를 달성할 수 있기 때문이다.

한국형 e-navigation의 특징은 단순히 대상 선박의 확장에만 있는 것은 아니다. IT 강국인 우리나라의 장점을 활용한 연근해 정보통신 인프라와 해상용 스마트 단말 및 응용서비스 개발을 통해 e-navigation 필수 서비스를 지원 및 보완할 수 있는 개념이다.

해양수산부에서는 IMO에서 제정한 17개 필수 서비스에서 한국형 e-navigation에서는 안전, 경제, 외교, 보안상 필요한 서비스, 세계 시장 선점을 위한 서비스, 해양안전을 위해 우리나라의 환경 특성을 고려한 서비스를 중점 서비스로 한국형 e-navigation 예비 타당성 조사를 진행 중에 있다.

VII. 결론

인명 및 해양안전을 위해 제기된 e-navigation은 해양에서의 아날로그시대를 마감하고 디지털시대로의 전환을 알리는 중요한 전환점이라고 할 수 있다. 세계 초일류의 조선 강국에서 세계 초일류의 해양 강국으로 거듭나기 위해서 우리는 많은 준비와 노력이 필요하다.

첫째, 세월호 사건으로 인해 증가된 해양안전을 통한 국내 인명 보호 및 해양환경 보호를 강화해야 한다. 현재 다양한 정부기관 및 산하기관에 분산되어 있는 정보들을 통합하고, 종합적으로 관리함으로써 체계적이고 효율적인 해양 정보 관리 체계를 준비할 필요가 있다. 현재, 해양수산부에서 추진하고 있는 한국형 e-navigation은 이를 위한 하나의 사업으로 향후 국내의 해양사고 예방과 환경보호 증진에 기여할 것으로 기대하고 있다.

둘째, e-navigation을 통한 국내 조선 전자 및 항해 통신 기자재 시장의 활성화가 꼭 필요하다. 국내의 열악한 조선 기자재 업체들이 국제 시장을 확보하기 위해서는 국내의 ICT 기술과 융합된 ICT 융합 기자재 개발이 필요하다. 조선 기자재가 선박건조단가 중 차지하는 비중은 55~65% 정도이며 IT조선기자재는 이중 컨테이너 선박은 7~8%, 탱커5%, LNG 10% 정도이나, e-navigation 이행에 따라 약 20%정도까지 확대될 것으로 기대하고 있다. 따라서, e-navigation을 통해 조선기자재 산업의 IT화에 선구적인 역할을 담당할 것으로 기대된다.

셋째, 국제표준 선도가 필요하다. 국내에서는 주로 국제표준 제정 후 e-navigation 시대에 부응하는 새로운 기능에 관한 기술표준을 제정하고 외국의 연구사례 검토 및 연구방향을 설정하여 기술표준안을 마련하여 국제회의에 반영함으로써 우리나라 조선 기자재 업계가 국제표준에 적합한 e-navigation 관련 기자재를 조기에 개발하여 시장진입을 용이하도록 하기 위해서 표준화가 필요하다. e-navigation의 요소 기술 중 핵심이 되는 기술을 도출하여 국제표준에 반영하고 조기에 국내 조선 기자재 업계에서 기술 개발할 수 있도록 국내 표준을 진행해야 한다.

넷째, 다양한 ICT 융합기술 발굴 및 개발이 필요하다. 우리나라가 강점을 갖고 있는 IT분야 기술을 우선적으로 조선분야에 적용해야 하며, 특히, IT분야 중에서 임베디드 소프트웨어 기술들을 조선분야에 활용할 수 있도록 추진해야 한다. 통신분야에서는 지상의 유선 및 무선통신기술을 해상에 적용하기 위한 응용연구들이 필요하다. 또한 육상에서 사용되고 있는 RFID/USN 기술과 현재 개발되고 있는 IoT 기술들을 선박에 적용하기 위한 연구들이 병행되어야 한다.

약어 정리

AIS

Automatic Identification System

CMDS

Common Maritime Data Structure

CSSA

Common Shore-based System Architecture

HCD

Human Centered Design

IALA

International Association of Lighthouse Authorities

IHDM

IALA Harmonized Data Model

IHO

International Hydrographic Organization

IoMT

Internet of Maritime Things

IoT

Internet of Things

MSC

Maritime Safety Committee

NCSR

Navigation, Communication and Search and Rescue

OSV

Off-shore Supply Vessel

PNT

Positioning, Navigation, Time

SAN

Ship Area Network

SIP

Strategic Implementation Plan

SQA

Software Quality Assuarance

UMDM

Universal Maritime Data Modeling

UML

Unified Modeling Language

[1] 

이광일 외, “선내 통신 국제표준화 동향,” TTA Journal, no. 126, 2009.

[2] 

이광일, 박준희 “조선-IT융합기술 표준동향,” 전자통신동향분석, vol. 28, no. 4, 2013. 8.

[3] 

유영호, “IMO e-navigation의 진행과 국제표준동향-IALA e-Nav 위원회와 IEC 중심으로,” TTA Journal, no. 146, 2013, pp. 73-78.

[4] 

해양수산부, “IMO 차세대 해양안전종합관리체계기술 개발,” 2013.

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R. Bradenham and K. Krooner, “Bringing the Industrial Internet to Maritime,” The Digital ship, Mar. 2014.

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IMO, http://www.imo.org

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모수종, 이승영, 유영호, “e-navigation 국제동향 및 발전방향,” 한국항해항만학회 춘계학술대회, 2011. 6.

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IALA, http://www.iala-aism.org

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IHO, http://www.iho.org

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IEC 61162-460, “Maritime navigation and radiocommunication equipment and systems – Digital interfaces– Part 460: Multiple talker and multiple listeners –Ethernet interconnection- Safety and Security,”

(그림 1)

e-navigation 이행절차

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(그림 2)

e-navigation 구조

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(그림 3)

e-navigation 요소 기술

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(그림 4)

IALA e-navigation 스택

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(그림 5)

IALA e-navigation 구조

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(그림 6)

IALA CSSA architecture

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(그림 7)

ISO 19000 시리즈 기반 S-100 구성체계

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<표 1>

IEC TC 80 제정/개정 중인 표준

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