지능형 해상교통정보 연계시스템에서의 개인정보 보안에 관한 연구

송용학(Yong-hak Song),김현(Hyun Kim),조득재(Deuk-Jae Cho),백종화(Jong-Hwa Beak),김도연(Do-yeon Kim) 한국항해항만학회 2023 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2023 No.1

해양수산부는 지능형 해상교통정보 체계 운영을 통해 해사안전 서비스를 제공 중이며, 제공 중인 서비스의 경쟁력 확보를 위한 신뢰성 및 품질 향상 연구가 지속적으로 필요한 상황이다. 이러한 경쟁력 확보를 위해, 지능형 해상교통정보 체계의 실시간 운영 영향을 최소화하는 대용량 해양정보 연계 시스템에 대한 기본설계를 수행하고, 개인정보 보안 문제와 전체적인 시스템 실현을 위해 가명화/암호화 절차가 적용된 이론적 하드웨어 구조도를 제시한 바 있다. 하지만 제시한 구성도 및 설계는 전체적인 개념만을 포함하며, 실제 사용되고 있는 실시간 해양정보 연계를 위해서는 대한민국의 개인정보 보호법을 만족할 수 있는 상세한 개인정보 보안 방안이 요구된다. 이 연구는 이러한 문제의 해결을위해 지능형 해상교통정보 연계 시스템에서 연계하는 실시간 해양정보 내에서 개인정보 보호법을 침해할 수 있는 요소(선주, 선사, 선장, 항해사, 어민 등의 개인정보)를 식별하고, 식별한 개인정보를 가명화/암호화하여 타 기관으로 연계할 수 있는 방법을 연구한다. The Ministry of Oceans and Fisheries is providing maritime safety services through the operation of the Korean e-Navigation service, and research is continuously needed to improve reliability and quality to secure the competitiveness of the system. In order to secure such competitiveness, we presented the basic design for the big-data maritime information gateway system for minimizes the real-time operation impact of the Korean e-Navigation service, and a theoretical hardware structure diagram including pseudonymization procedures to implement the overall system and solve privacy security issues. However, the proposed structure diagram and design include only the overall concept, to link real-time maritime information, required detailed privacy security method to satisfy the Privacy Act of the Republic of Korea. To solve this problem, this study will identify factors to violate the Privacy Act within the real-time maritime information(privacy of shipowner, shipping company, captain, navigator, fisherman, etc.) linked by the big-data maritime information gateway system, and research the method to link the secured information to other institutions by encrypting identified the factors.

항적 데이터를 활용한 가중치 기반 항로 추론에 대한 연구

심승(Seung Sim),김현진(Hyun-Jin Kim),민영수(Young-Soo Min),조준래(Jun-Rae Cho),우정훈(Jeong-Hun Woo),석호준(Ho-June Seok),조득재(Deuk-Jae Cho),백종화(Jong-Hwa Baek),정재룡(Jaeyong Jung) 한국항해항만학회 2023 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2023 No.1

해상교통 안전을 위한 지능형 해상교통정보서비스에서는 수심, 해사안전법, 기상정보, 연료 소모량 등의 정보를 고려한 안전하고 효율적인 최적 안전항로를 제공하는 서비스를 운영하고 있다. 하지만 서비스 사용자들 입장에서 불필요한 우회, 해상 객체에 대한 보수적인 안전거리 등으로 개인의 운항 경험, 스타일 등에 맞는 항로를 선호한다. 본 연구는 LTE-M을 통해 수집한 선박의 항적 데이터로 선박이 자주 운항하는 구역에 대해 간선 가중치를 조절하여 별도의 해상 환경을 반영하지 않고도 서비스 사용자들의 경험에 기반한 최적 안전항로를 추출할 수있는 모델을 연구하였다. Intelligent maritime traffic information service for maritime traffic safety operates a service that provides safe and efficient optimal safety routes considering information such as water depth, maritime safety law, weather information, and fuel consumption. However, from a service user's point of view, they prefer a route that suits their personal navigation experience and style, such as unnecessary detours and conservative safety distances for maritime objects. In this study, the optimal safety route can be extracted based on the experience of service users without reflecting the separate maritime environment by adjusting the weight of the trunk line for the area where the ship frequently navigates with the ship's track data collected through LTE-M model was studied.

선박 복원 성능 평가를 위한 실시간 데이터 수집 및 DTW 적용에 대한 연구

우정훈(Jeong-Hun Woo),석호준(Ho-June Seok),심승(Seung Sim),조준래(Jun-Rae Cho),조득재(Deuk-Jae Cho),백종화(Jong-Hwa Baek),정재룡(Jaeyong Jung) 한국항해항만학회 2023 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2023 No.1

지능형 해상교통정보서비스는 해상교통 안전을 위한 서비스들을 제공하고 있지만, 선박들의 제원과 적재량 차이로 인해 선박 복원력 이상 판단 방법은 일반화하지 못하였다. 이번 연구에서는 선박 복원성 계산을 위한 경사계 및 GPS 데이터의 수집, 가공 방법을 정립하였다. 또한 실 해역의 기상요인을 반영하지 못하는 근사적 GM 계산에서 벗어나, 각기 선박 특성 및 외력을 반영할 수 있는 데이터 과학 알고리즘을통해 선박 운항 상태를 실시간 판별할 수 있는 모델을 연구하였다. Intelligent maritime traffic information services provide services for maritime traffic safety, but due to the difference in ship specifications and loading condition, the method of determining abnormalities in ship stability has not been generalized. In this study, we established a method for collecting and preprocessing Accelerometer and GPS data for calculating ship stability. In addition, we have researched a model that can determine the real-time ship stability through data science algorithms that can reflect each vessel specifications and external forces, breaking away from approximate calculations that cannot reflect weather factors in the real ocean.

소형 초고속해상무선통신망 송수신기 성능 검증 방안에 관한 연구

우석,김부영,심우성 해양환경안전학회 2023 해양환경안전학회지 Vol.29 No.7

This study evaluated the performance test of a small-sized LTE-Maritime(LTE-M) transceiver that was developed and promoted to expand the use of intelligent maritime traffic information services led by the Ministry of Oceans and Fisheries with the aim of supporting the prevention of maritime accidents. Accoriding to statistics, approximately 30% of all marine accidents in Korean water occur with ships weighing less than 3 tons. Therefore, the blind spots of maritime safety must be supplemented through the development of small-sized transceivers. The small transceiver may be used in fishing boats that are active near coastal waters and in water leisure equipment near the coastline. Therefore, verifying whether sufficient performance and stable communication quality are provided is necessary, considering the environment of their real usage. In this study, we reviewed the communication quality goals of the LTE-M network and the performance requirements of small-sized transceivers suggested by the Ministry of Oceans and Fisheries, and proposed a test plan to appropriately evaluate the performance of small-sized transceivers. The validity of the proposed test method was verified for six real-sea areas with a high frequency of marine accidents. Consequently, the downlink and uplink transmission speeds of the small-sized LTE-M transceiver showed performances of 9 Mbps or more and 3 Mbps or more, respectively. In addition, using the coverage analysis system, coverage of more than 95% and 100% were confirmed in the intensive management zone (0–30 km) and interesting zone (30–50 km), respectively. The performance evaluation method and test results proposed in this paper are expected to be used as reference materials for verifying the performance of transceivers, contributing to the spread of government-promoted e-navigation services and small-sized transceivers. 해양사고 예방 지원을 목표로 해양수산부 주도의 지능형 해상교통정보서비스가 지난 21년 1월부터 시작되었고 그동안 이용이 제한되었던 3톤 미만 선박까지 확대하기 위해 개발·추진되는 소형 초고속해상무선통신망(이하 LTE-M) 송수신기의 성능 검증 방안에 대해 연구하였다. 국내 해양 사고의 약 30%가 3톤 미만의 선박에서 발생되고 있기 때문에 소형 선박 전용의 송수신기 개발을 통한 해양안전 사각지대 보완이 필요하다. 소형 LTE-M 송수신기는 연안에서 조업 활동이 활발한 어선과 육지 인근의 수상레저기구 등을 대상으로 적용될 수 있다. 따라서 실제 송수신기가 설치·이용되는 환경을 고려하여 충분한 성능 및 안정적인 통신 품질 제공 여부를 검증하는 방안이 필요하다. 본 연구에서는 LTE-M 망의 통신품질 요구 기준과 해양수산부의 소형 송수신기 성능 요구 기준을 검토해보고, 소형 송수신기의 성능을 적합하게 평가할 수 있는 시험 방안을 제안하였다. 제안한 시험 방안은 해양 사고 빈도가 높은 6개 실해역 노선을 대상으로 타당성을 검증하였으며, 소형 송수신기 다운링크 및 업링크 전송속도가 각각 9Mbps 이상 및 3Mbps 이상의 성능을 보임을 확인할 수 있었다. 또한 커버리지 분석시스템을 활용하여 집중관리구역(0~30km) 및 관심구역(30~50km)에서 각 95% 이상 및 100%의 커버리지를 확인하였다. 본 논문에서 제안한 성능 평가 방안 및 시험 결과는 송수신기의 성능 검증을 위한 참고 자료로 활용되어 정부가 추진하는 바다 내비게이션 서비스 및 소형 송수신기의 보급 및 확산에 기여할 것으로 기대된다.

선박조종 시뮬레이터를 이용한 연안 해역 디지털 트윈 구축에 연구

이은규(Eunkyu Lee),한재석(Jae-Seok Han),고광현(Kwang-Hyun Ko),박은비(Eunbi Park),박경훈(Kyunghun Park),안성필(Seong-Phil Ann) 한국항해항만학회 2023 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2023 No.1

디지털 트윈 기술은 현실 세계의 문제점을 해결하고 비용을 최소화하기 위한 가상세계를 만드는 방법으로 다양한 분야에 사용되고있으며, 대규모 시스템인 선박이나 해양플랜트 등 해사 분야에도 적극적으로 활용되고 있다. 본 논문에서는 선박조종 시뮬레이터를 이용하여연안 해역의 디지털 트윈을 구축하고자 하였으며, 이렇게 개발된 연안 해역의 디지털 트윈은 실제 해역의 해상교통 환경을 제공하여 해상교통이 복잡한 우리나라 연안 해역을 안전하게 관리하는 데 사용될 수 있다. 또한, 충돌위험 상황 및 사고 상황 등 가혹한 환경에 대한 가상의 해상교통 환경을 제공하여 연안 해역에서 자율운항선박과 관련된 기술과 지능형 해상교통정보 서비스를 개발하고 고도화하는 데 유용하게 사용될수 있다. 더불어 실제 해상교통상황의 모니터링이 필요하지만 물리적으로 모니터링이 어려운 구역에 대한 3D 기반 모니터링 장비로 사용될 수 있으며, 항만/관제 구역의 항공뷰, 운항 중인 선박의 선교뷰/맹목구간뷰 등의 해상교통상황을 안전하게 관리하기 위한 기능을 제공할 수 있다. Digital twin technology is used in various fields as a method of creating a virtual world to minimize the cost of solving problems in the real world, and is also actively used in the maritime field, such as large-scale systems such as ships and offshore plants. In this paper, we tried to build a digital twin of coastal waters using a ship-handling simulator. The digital twin of the coastal waters developed in this way can be used to safely manage Korea's coastal waters, where maritime traffic is complicated, by providing a actual maritime traffic data. It can be usefully used to develop and advance technologies related to maritime autonomous surface ships and intelligent maritime traffic information services in coastal waters. In addition, it can be used as a 3D-based monitoring equipment for areas where physical monitoring is difficult but real-time maritime traffic monitoring is necessary, and can provide functions to safely manage maritime traffic situations such as aerial views of ports/control areas, bridge views/blind sector views of ships in operation.