BSPOxxx-xxx-xxx
무인 해양 정보 수집 시스템 설계
Design for the Unmanned Marine Information Collection System (UMICS)
2017.03.31.
한 국 해 양 과 학 기 술 원
제 출 문
한국해양과학기술원장 귀하
본 보고서를 “무인 해양 정보 수집 시스템 설계” 과제의 최종보고서로 제출합니다.
2017. 03.
총괄연구책임자 : 양 현 참 여 연 구 원 : 김 태 영
“ : 송 유 재
“ : 백 승 재
“ : 임 성 훈
“ : 허 재 무
보고서 초록
과제고유
번호 E99452 해당단계 연구기간
2016/04/01~
2017/01/31 단계 구분 응용, 개발
연구사업명 중사업명 주요사업
세부사업명 신진 연구자 및 창의적 아이디어 지원 연구과제명 대과제명 무인 해양 정보 수집 시스템 설계
세부과제명 -
연구책임자 양현
해당단계 참여연구원수
총 : 5 명 내부: 4 명 외부: 1 명
해당단계 연구비
정부: 91,000 천원
기업: 천원
계 : 천원
총연구기간 참여연구원수
총 : 5 명 내부: 4 명 외부: 1 명
총 연구비
정부: 91,000 천원
기업: 천원
계 : 천원
연구기관명 및 소속부서명
한국해양과학기술원 참여기업명
국제공동연구 위탁연구
요약(연구결과를 중심으로 개조식 500자 이내) 보고서 면수
- 본 연구를 통해 무인 해양 정보 수집 시스템을 위한 설계를 완료하였으며, 그 내용으로는 시 스템 개발 필요성 및 타당성 분석, 개발 요구사항 분석, 시스템 구조 설계, 시스템 개발 방법 론 등이 포함되어 있음.
- 또한, 한국전자통신연구원과 협력하여, 해저 광통신용 리피터에 해일, 지진, 압력, 온도 등을 측정하는 과학용 센서를 부착하여 광통신 중계기 역할과 함께 광대역 해저 환경을 실시간 모 니터링 하기위한 해저 스마트 리피터 개발 기획도 수행하였음.
- 본 연구를 통해 해안선을 상시 관측하는 CCTV 영상으로 부터 해안선을 자동으로 추출하는 기법을 제안하였고, 통영해상과학기지에 네트워크 인프라를 구축하는 작업도 수행하였음.
색인어 (각 5개 이상)
한 글 해양 정보 수집, 무인화 시스템, 해양/정보기술 융합
영 어 Marine Information Collection, Unmanned System, Ocean/IT Fusion
요 약 문
Ⅰ. 제 목
- 무인 해양 정보 수집 시스템 설계
Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성
- 운영자 없이 원하는 해역으로 이동하여 수온, 기압, 풍향/풍속, 습도, 해 류 등의 해양 정보를 자동으로 수집하기 위한 무인화 시스템 개발
- 무인 해양 정보 수집 시스템 개발을 위한 RFP 작성 및 설계
Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
- 무인 해양 정보 수집 시스템 설계 연구 - 스마트 리피터 개발 기획(ETRI 협력)
- CCTV 영상의 해안선 추출 기법 개발 및 시험
- 통영해상과학기지 네트워크 인프라 구축(남해연구소, 통영해상과학기지 협 력)
Ⅳ. 연구개발결과
- 해양 정보 수집 과정을 무인화 해야 할 필요성 및 타당성 분석
- 무인 해양 정보 수집 시스템 개발 시 필요한 요구사항 및 요소기술 분석 - 무인 해양 정보 수집 시스템 구조 설계
- 무인 해양 정보 수집 시스템 개발 추진 체계 확립
- 무인 해양 정보 수집 시스템 개발에 적합한 시스템 개발 방법론 제안
Ⅴ. 연구개발결과의 활용계획
- 설계 연구 결과를 토대로 무인 해양 정보 수집 시스템 개발 및 구현 - 무인 해양 정보 수집 시스템을 이용한 해양/정보기술 융합연구 추진
SUMMARY 및 KEYWORDS
Ⅰ. Title
- Design for the Unmanned Marine Information Collection System (UMICS)
Ⅱ. Research and Development Goal and Necessity
- A development of the unmanned system for collecting the marine information automatically such as temperatures, pressures, winds, humidities, currents, and so on.
- A Design of RFP for developing the UMICS
Ⅲ. Contents and scope
- A design research for UMICS
- A planning research for the smart repeater
- A network infrastructure construction for Tongyoung Marine Science Station
Ⅳ. Results
- The necessity analysis for UMICS
- Requirements and element technologies for UMICS - A design of structure for UMICS
- An establishment of research promotions for UMICS - A suggestion of the system development methodology for
UMICS
Ⅴ. Future Work
- The development and implementation for UMICS
- Research promotions for marine/IT fusion using UMICS
C O N T E N T S
Chapter 1 Introduction
1 Research and Development Target 2 Background
3 Goal and Expectation
4 Connectivity to Superordinate Goal
Chapter 2 Research and Development Necessity 1 Technical
2 Economy Industrial 3 Sociocultural
Chapter 3 Research Trends 1 Internal
2 International 3 Existing Research
Chapter 4 Researt 1 Design for UMICS
2 Planning Research for Smart Repeater 3 Coastline Estimation using CCTV
4 Network Infrastructure Construction for Tongyoung Marine Science Station
Chapter 5 Future Work and Plans 1 Future Work
목 차
제 1 장 서론
제 1 절 연구개발 목표 제 2 절 연구개발 추진배경
제 3 절 연구개발 목적 및 기대효과 제 4 절 상위목표와의 연계성
제 2 장 연구개발 필요성 제 1 절 기술적 측면 제 2 절 경제/산업적 측면 제 3 절 사회/문화적 측면
제 3 장 연구동향 제 1 절 국내동향 제 2 절 국외동향 제 3 절 선행연구분석
제 4 장 연구 내용 및 결과
제 1 절 무인 해양 정보 수집 시스템 설계 제 2 절 스마트 리피터 개발 기획
제 3 절 CCTV 영상의 해안선 추출 기법 제안 제 4 절 통영해상과학기지 인프라 구축
제 5 장 향후 연구방향 및 성과활용 계획 제 1 절 향후 연구방향
제 2 절 성과활용 계획
제 1 장 서론
제 1 절 연구개발 목표
○ 해상에서 다양한 해양 정보를 자동으로 수집하기 위한 무인화 시스템 개발
- 수온, 기압, 풍향/풍속, 습도, 해류 등의 해양 정보를 운영자 없이 수집할 수 있는 자동화 시스템 개발
○ 무인 해양 정보 수집 시스템(Unmanned Marine Information Collection System ;UMICS) 설계
- 해양 정보 수집 과정을 무인화 해야 할 필요성 및 타당성 분석
- 무인 해양 정보 수집 시스템 개발 시 필요한 요구사항 및 요소기술 분석 - 무인 해양 정보 수집 시스템 구조 설계
- 무인 해양 정보 수집 시스템 개발 추진 체계 확립
- 무인 해양 정보 수집 시스템 개발 시 가장 적합한 시스템 개발 방법론 제안
제 2 절 연구개발 추진배경
○ 해양 과학기술 발전을 위해 가장 중요한 작업 중 하나는 정확한 현장 자료를 가 능한 많이 수집하는 것임.
○ 신뢰성 있는 현장자료가 많을수록 해양재해 감시 및 예측, 장단기 기후변동 분석 등의 정확도가 향상됨.
○ 그러나 기존의 해양 현장자료 수집 방법에는 아래와 같은 문제점이 존재함.
- 인적 과오(Human Error)로 인해 현장자료 수집 정확도가 떨어짐.
- 고가의 선박사용료 및 인건비는 충분한 현장자료를 획득하는데 방해요인이 됨.
- 지금까지는 사람이 직접 현장자료를 수집해 왔기 때문에 태풍과 같은 위험한 상황에서는 현장자료를 수집하기가 용이하지 않음.
제 3 절 연구개발 목적 및 기대효과
○ 이 연구는 주어진 문제점을 해결하기 위해 해양 과학기술 분야와 최신 정보기술 분야를 융합함으로써, 운영자 없이 원하는 해역으로 이동하여 수온, 기압, 풍향/
풍속, 습도, 해류 등의 해양 정보를 자동으로 수집할 수 있는 무인화 시스템을 개발하는 것임
○ 무인 해양 정보 수집 시스템을 통해 현장자료 수집 과정의 전 과정을 자동화하여 인적 과오를 제거하고, 선박사용료 및 인건비를 제거함으로써 해양 정보 수집 비 용을 절감시킬 수 있으며, 태풍과 같은 위험한 상황에서도 현장자료를 용이하게 수집할 수 있게 될 것이라 기대하고 있음.
○ 무인 해양 정보 수집 시스템으로부터 획득한 현장자료를 이용하여 실시간으로 해 양 환경을 모니터링 함으로써 해양재해 감시에 활용할 수 있으며, 기계학습 및 딥마이닝 등의 정보기술을 활용하면 해양재해 예측의 정확도 향상에도 기여할 수 있을 것이라 사료됨.
○ 나아가 무인 해양 정보 수집 시스템을 대중화하여 해양 전문가들뿐만 아니라 타 분야에서도 해양 정보를 손쉽게 수집할 수 있도록 도와줄 수 있을 것이라 전망하 고 있음.
- 예를 들어, 어업활동에 필요한 해상 정보를 손쉽게 획득할 수 있도록 지원할 수 있으며, 낚시, 해수욕, 유람선 등에서 일반 사용자가 해양 상태를 손쉽게 파악해 볼 수 있도록 도와줄 수 있을 것이라 기대하고 있음.
제 4 절 상위목표와의 연계성
○ 해양과기원 임무 및 경영목표 등과의 연계성
- 해양과학기술 및 해양산업 발전에 이바지하기 위해 보다 정확하고 비용 절약적 인 무인 해양 정보 수집 시스템을 개발하고자 함.
- 해양 분야에 정보기술 분야를 접목함으로써 보다 실용적인 해양 정보 수집 시 스템을 개발할 계획임.
○ 국가적 아젠다와의 연계성
- (과학기술을 통한 창조 산업 육성): 기존에는 없었던 해양 현장 자료 수집을 자동화 및 무인화 하는 연구개발을 새롭 게 추진함으로써 창조 산업 육성에 기여
- (IT/SW 융합을 통한 주력산업 구조 고도화): 해양 분야의 고유 영역이었던 현장 자료 수집 기술에 자동화 및 무인화 기술 등과 같은 정보기술 분야를 융합하 여 보다 정확하고 비용 절약적인 방향으 로 연구개발 추진
- (산/학/연/지역 연계를 통한 창조산업 생태계 조성): 정보기술 관련 대학 및 산업체와 연계하여 새로운 기술개발을 시도 함으로써 창조산업 생태계 조성에 기여
제 2 장 연구개발의 필요성
제 1 절 기술적 측면
○ 인적 과오(Human Error) 제거를 통한 해양 정보 수집 정확도 향상
- 사람이 직접 현장자료를 수집할 경우, 실수가 발생하거나 매번 오차가 있을 수 있음.
- 자동화 된 무인 해양 정보 수집 시스템을 활용하면 위와 같은 부정확성을 개선 시킬 수 있음.
○ 해양 자료 수집에 대한 진입장벽 제거
- 지금까지 현장자료 수집은 전문가들만이 할 수 있는 작업이었으나,
- 무인 해양 정보 수집 시스템을 이용할 경우, 현장자료 수집에 대한 전문기술 없 이도 현장자료를 획득하는 것이 가능해짐.
제 2 절 경제/산업적 측면
○ 선박사용료 및 인건비 제거를 통한 해양 정보 수집 비용 절감 - 매번 현장자료를 수집하기 위해서는 선박사용료를 지불해야 하며, - 사람이 직접 현장자료를 수집할 경우 인건비가 발생 함.
- 무인 해양 정보 수집 시스템을 통해 위와 같은 비용을 절감할 수 있으며, 여기 서 절감한 비용은 다른 연구개발에 재활용할 수 있음.
제 3 절 사회/문화적 측면
○ 태풍 등 위험한 상황에서도 해양 정보 수집 가능
- 지금까지는 태풍 등과 같은 위험한 상황에서 현장자료를 습득하기 어려웠으며, - 태풍에 의한 해양환경 변화 연구는 모델 자료에 의존해 왔음.
- 무인 해양 정보 수집 시스템은 위험한 해상으로 이동하여 현장자료를 수집할 수 있으며, 이렇게 획득한 현장자료는 모델 결과의 정확도를 향상시키는데 기여할 수 있음.
제 3 장 연구동향
제 1 절 국내동향
○ 최근 4차 산업혁명시대에 접어들면서 라즈베리파이, 아두이노 등 초소형 임베디 드시스템 및 마이크로컨트롤러를 활용한 사물인터넷 기술이 각광을 받고 있는 추 세임.
- 라즈베리 파이: 임베디드 리눅스를 운영체제로 하는 초소형 컴퓨팅 시스템
라즈베리파이 보드 예시 (출처: RasPi.TV)
- 아두이노: 자바기반의 오픈소스 프로그래밍을 지원하는 마이크로컨트롤러
아두이노 보드 예시 (출처: arduino.cc)
○ 사물인터넷과 같은 정보기술 분야를 기타 다양한 분야에 융합하는 연구개발에 대 한 필요성이 강조되고 있음.
○ 해양 현장 자료 획득 시 정확성 향상 필요
- 사람이 직접 현장자료를 수집할 경우 발생할 수 있는 인적 과오로부터 정확도 가 낮아지는 문제를 해결해야 함.
○ 해양 현장 자료 획득 시 고비용 발생
- 현장 자료를 획득하고자 하는 해역으로 이동하기 위해 지불되는 선박사용료와 현장 자료 획득 시 발생하는 인건비가 매우 고가임.
○ 위험한 해역에서도 현장 자료 획득이 필요해짐
- 태풍 등 위험한 상황에서도 현장 자료 획득이 필요하지만, 현재 사람이 직접 위험한 해역으로 이동하여 현장 자료를 획득하기에는 한계가 있음.
제 2 절 국외동향
○ USV(Unmanned Surface Vehicle), ASV(Autonomous Surface Vehicle), ROV(Remotely Operated Vehicles) 등 해양에서 활용될 수 있는 효율적이면 서도 비용 절약적인 무인화 시스템 개발이 활발히 이루어지고 있음.
- 최근 해양 기후 자료 획득, 군사적 목적 등을 위해 개발되고 있으며,
- 해양 과학에 정보기술 분야를 접목하여 보다 효율적이고 비용 절약적인 시스템 을 개발하기 위한 노력이 많이 시도되고 있음.
ASV 시스템 예시 (출처: asvglobal.com)
제 3 절 선행연구 분석
○ 군사 목적용 무인 수중 글라이더 개발
- 국방과학연구소와 한국해양과학기술원이 개발한 무인 수중 글라이더
- 부력 제어를 위한 과학기술과 자세제어를 위한 정보기술을 융합한 연구개발
수중 글라이더 제작시제 (출처: 이신제 외, 한국군사과학기술학회 2014)
○ 해양/정보기술 융합 연구개발 부족
- 무인 해양 정보 수집 시스템을 완성하기 위해서는 사물인터넷, 소프트웨어공 학, 로보틱스, 전자/전기/컴퓨터공학, 무인항법기술 등 다양한 분야를 융합해 야 하는데, 현재는 이러한 시도가 많이 이루어지지 않고 있음.
○ 대외 기술 의존도가 높음
- 현재 해양과기원은 정보기술을 융합하는데 있어서 국외/대외 사설 업체에 의존 하는 경향이 강함.
- 해양과기원 내부에서 직접 정보기술융합을 설계하고 개발할 수 있어야 함.
제 4 장 연구 내용 및 결과
제 1 절 무인 해양 정보 수집 시스템 설계
○ 무인 해양 정보 수집 시스템 개발을 위한 시스템 구조 설계 완료
- 센싱 모듈: 수온, 기압, 풍향/풍속, 습도, 해류벡터 등의 정보를 센싱
- ADC(Analog to Digital Converter) 모듈: 센싱된 아날로그 자료를 디지털 신호로 변화하는 모듈
- 처리/저장: 해양 정보를 처리 및 저장하는 모듈 - GPS 모듈: 장치의 위치를 파악하기 위한 모듈
- 전력 모듈: 태양렬, 풍력, 배터리, 연료 등으로부터 장치 구동을 위한 전력을 제공하는 모듈
- 무선통신 모듈: 비용이 많이 발생하는 위성 통신은 제어/비상용으로 활용하고, 수집된 해양 정보 전송은 HF를 활용하는 모듈
무인 해양 정보 수집 시스템 구조 설계도
○ 무인 해양 정보 수집 시스템 개발을 위한 추진체계 마련
- 대학, 기업, 연구소와 협업하는 방식으로 추진 체계를 마련 함.
- 한국해양과학기술원은 시스템 개발뿐만 아니라 개발된 시스템에 대한 제도화/
표준화도 함께 진행 해야 함.
무인 해양 정보 수집 시스템 개발 추진 체계도
○ 해양 정보 수집 과정을 무인화 해야 할 필요성 및 타당성 분석
○ 무인 해양 정보 수집 시스템 개발 시 필요한 요구사항 및 요소기술 분석
○ 무인 해양 정보 수집 시스템 개발 시 가장 적합한 시스템 개발 방법론 제안
제 2 절 스마트 리피터 개발 기획
○ 스마트 리피터 개발 관련 동향
- 지난 2012년 캐나다 빅토리아 대학의 Chris Barnes를 의장으로 하여 ITU/WMO/UNESCO IOC JTF(Joint Task Force)가 과학 센서를 부착 한 해저 리피터 개발을 위해 설립된바 있음.
- 기존 상용 리피터에 수온, 압력, 지반 가속도, 해류, 염도, 전도성, 지진, 수중 청음 등의 과학용 센서를 부착하여, 해당 리피터를 통해 전력 공급 및 실시간 통신하기 위한 연구개발을 하는 것이 주요 내용임.
- 이 JTF는 아래와 같은 기관들이 참여하고 있음.
출처: http://www.itu.int/en/ITU-T/climatechange/task-force-sc/Pages/default.aspx
○ 스마트 리피터 개발 기획 추진
- 한국전자통신연구원(ETRI)과 협력하여 해양 과학용 스마트 리피터 연구 개발 기획 추진
- 해저 광통신용 리피터에 해일, 지진, 압력, 온도 등을 측정하는 과학용 센서를 부착하여 광통신 중계기 역할과 함께 광대역 해저 환경을 실시간 모니터링 하 는 해저 스마트 리피터 연구 개발 기획 추진
- 이를 통해, 한반도 근해에 센서 망을 구축하여 실시간 해양 환경 감시망을 구 축하기 위한 계획 수립
- 최근 정보통신분야에서 각광받고 있는 센서라이제이션 기술을 해양 안전/보안 강화를 위해 도입 함.
- 스마트 리피터를 이용한 해양 환경 강시망 개관도 -
○ 2016 스마트케이블 워크샵 참관
- 2016년 독일 포츠담 GFZ Telegrafenberg Campus에서 열린 스마트케이블 워크샵 참관
+ JTF 스마트 케이블 소개 및 설명
+ 쓰나미 경고 시스템 등을 위한 Wet Demo 소개
+ CTBTO(Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization) 에서 개발한Hydroacoustic network를 이용한 해양 모니터링 시스템 설명
+ 쓰나미 경고를 위한 자료 전송 방법 제시 + NOAA 홈페이지를 통해 연안 예측 결과 제공 + 쓰나미 경고 절차 제시
+ 칠레의 지진 및 쓰나미 경고 시스템 설명 + 인도네시아의 쓰나미 경고 시스템 소개
개념 설명
+ MONSOON 소개
+ 그리스의 스나미 경고 센터(Hellenic National Tsunami Warning Center; HL-NTWC) 소개
+ 흑해의 지진 및 쓰나미 모니터링 및 예측에 관한 연구 설명
+ 쓰나미 경고 서비스를 위한 Intergovernmental Coordination Group for the Tsunami Early Warning and Mitigation System in the North-eastern Atlantic, the Mediterranean and connected seas (ICG/NEAMTWS)에 대해 설명
+ 쓰나미 서비스 프로바이더(Tsunami Service Provider; TSP) 소개 + 준실시간 지진 감지를 위한 IDS(Iterative Deconvolutionand
Stacking) 기법 설명
+ 모델링을 통해 쓰나미를 예측하여 조기 경보하기 위한 방법 설명
+ 스마트케이블이 모델링 방법의 정확도 향상에 얼마나 도움을 줄 수 있는 지에 대해 고찰
+ 해저 압력 게이지로부터 얻은 신호를 해석하기 위한 연구 설명
+ DART(Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis) 부 이로부터 얻은 신호의 정확성 향상을 위한 OSSE(Observation System Simulation Experiment) 설명
+ GeoSEA(Geodetic Earthquake Observatory on theSEAfloor) 시 스템 설명
+ MSM-Network(Modular Subsea Monitoring-Network) 설명 + 모듈화를 통해 확장성이 있는 네트워크 시스템 개발
+ MARS, VENUS, NEPTUNE, DONET, S-NET, ALOHA 등 해저 관측망 소개
+ OOI(Ocean Observatories Initiative)의 해저 관측망 설명
○ 스마트 리피터 개발을 위한 도전과제 - 기술적 해결과제
+ 신뢰성(Reliability): 특히 수온은 리피터에서 나오는 열에 의해 왜곡됨.
+ 지속성(Sustainability): 심해에서 수십 년 운용 가능해야 함.
+ 장애허용성(Fault Tolerance): 듀얼/멀티 센서로 장애 발생시 대체할 수 있어야 함.
+ 통신 프로토콜(Communication Protocol): 센싱된 과학자료를 전달하기 위한 통신 프로토콜이 필요 함.
+ 심해에서의 테스트 방법 - 경제적 해결과제
+ 단일회선을 사용할 경우 기존 리피터에 센서만 추가하면 되므로, 설치비용 이 비교적 저렴하고(약 16% 추가) 센싱 자료 전달을 위해 기존 회선을 활 용할 수 있다는 장점이 있음.
+ 듀얼회선을 사용할 경우 기존 리피터에 센서뿐만 아니라 센싱 자료 전달용 회선도 추가해야 되므로, 설치비용이 비교적 많이 발생한다는 단점이 있지 만, 기존 대역폭을 점유하지 않아도 된다는 장점이 있음.
- 정책적 해결과제
+ 해저 스마트 리피터는 대륙 간 연결되기 때문에 국제 표준화 및 국가간 협 의가 필요함.
+ 기존 통신 사업자와의 협의가 필요하며 센서 추가 및 설치/관리 비용에 대 한 문제도 선결되어야 함.
제 3 절 CCTV 영상의 해안선 추출 기법 제안
○ 해안선 정의
- 해안선이란 육지면과 해수면이 교차하는 선을 말함.
- 해수면은 조석, 파랑 등에 의하여 계속해서 승강하므로 해안선의 위치는 일 정하지 않음.
- 고조시의 해안선은 고조해안선이라 하고, 저조시의 해안선은 저조해안선이 라 하지만, 일반적으로 해안선은 평균해면과 육지와의 경계선을 의미함.
○ 기법 개발 동기
- 근래에는 기후 변화나 개발 등과 같은 원인에 의하여 해안 침식이 가속화되 어 문제가 되고 있음.
- 이에 따라 해안선의 변화를 모니터링하고 이를 이용하여 다양한 정보를 분 석할 필요성이 있으나, 현재 해안선의 상태를 파악하고 그 변화를 모니터링 하는 기술이 개발되어 있지 않다는 문제점이 있음.
○ CCTV 영상을 활용한 해안선 추출 기법 개발
CCTV 영상을 활용한 해안선 추출 방법 흐름도
- 이 기법은 히스토그램, 클러스터링, 에지 검출 등의 영상처리 기법을 이용하여 CCTV 영상으로부터 해안선을 자동으로 추출하는 기법 임.
- 이 기법은 해색 영상을 이용한 해안선 모니터링 장치 및 방법에 관한 것으 로, CCTV와 같이 해양 상태를 색의 강도로 나타내는 해색 영상을 이용하 여 해안선을 추출하고 해안선의 변화를 모니터링 하여 다양한 관련 정보를 분석하는 기법임.
○ 기대효과
- 이 기법을 통해 연안 침식을 정량적으로 평가할 수 있을 것이라 기대하고 있음.
- 이 기법을 통해 장기간 CCTV를 통해 얻은 영상을 활용하여 월별, 계절별 등 장단기 해안선 변화를 분석 해 볼 수 있을 것이라 기대하고 있음.
제 4 절 통영해상과학기지 인프라 구축
○ 통영해상과학기지 네트워크 인프라 구축
- 통영해상과학기지는 다양한 해양 실험 장비들을 테스트하기에 최적의 장소라고 판단됨.
- 통영해상과학기지의 네트워크를 원활히 운영하기 위해 육지로부터 약 1km에 해당하는 해저 광케이블을 설치 함.
- 이 케이블은 남해연구소에서 지원(재활용)하였으며, 케이블 설치를 위해 남해 연구소 및 해양과학기지 연구원들의 많은 노력이 있었음.
통영해상과학기지 네트워크 인프라 개관도
- 통영해상과학기지에 통신 네트워크 인프라를 구축함으로써 해양 실험 장비들로 부터 나오는 자료들을 원격지에서 원활히 모니터링 할 수 있을 것이라 기대하 고 있음.
○ 통영해상과학기지 CCTV 설치
- 2016년 12월, 통영해상과학기지 근해 해황을 모니터링하기 위한 CCTV 설 치 완료
- 한국해양과학기술원 안산 본원(접견실)에서 원격 모니터링이 가능하도록 설정 완료
- 남해연구소 및 통영해상과학기지 연구원들의 많은 지원을 받음
- 현재 CCTV는 아날로그 방식으로 화질이 좋지 않음
- 향후 통영해상과학기지 근해의 해황을 점 더 세밀하게 모니터링하기 위해서는 디지털 방식의 CCTV로 업그래이드가 필요할 것으로 사료됨.
- 통영해상과학기지 CCTV 설치 및 원내 원격 모니터링으로 인해 주변 해역의 실시간 모니터링 및 통영기지를 활용한 연구 의욕이 고취될 것으로 기대하고 있음.
제 5 장 향후 연구방향 및 성과활용 계획
제 1 절 향후 연구 방향
○ 연구 결과를 토대로 무인 해양 정보 수집 시스템 구현
- 무인 해양 정보 수집 시스템을 이용하여 직면한 해양문제를 해결하기 위한 해 양/정보기술 융합연구
- 무인 해양 정보 수집 시스템를 이용한 해양재해 모니터링 연구 - 기계학습 및 딥마이닝을 이용한 해양 자료 기반 해양 재해 예측 연구 - 획득된 자료를 이용한 장단기 해양 기후 변동 연구
제 2 절 성과활용 계획
○ 해양 정보 수집의 정확도 향상 - 인적 과오로 인한 수집 오류 방지
+ 현장 자료 수집 시 사람이 하는 실수를 사전에 방지하여 정확도를 개선시 킬 수 있음.
- 현장 자료 획득 표준화 적립
+ 현장 자료를 수집하는 사람들 간에는 각각 수집 방법에 차이가 있음.
+ 무인화 시스템을 통해 수집할 경우 이러한 차이로 인해 발생하는 오류를 사전에 방지하여 정확도를 향상시킬 수 있음.
○ 해양 정보 수집 비용 절감 - 선박사용료 제거
+ 현장 자료 수집 시 선박을 빌릴 필요가 없기 때문에 선박사용료를 절약할 수 있음.
- 인건비 절감
+ 사람이 현장 자료를 수집할 때 발생하는 인건비를 절약할 수 있음.
○ 해양 정보 수집 범위 확장
- 위험한 해양환경에서도 현장 자료 수집 가능
+ 해양 정보 획득 절차에서 사람의 관여를 제외함.
+ 위험한 해양환경에 대해서도 현장 자료를 수집함으로써 해양 정보 수집 범 위를 확장할 수 있음.
○ 다양한 분야에서 해양 정보를 수집할 수 있도록 지원
- 해양 전문가들뿐만 아니라 다른 분야 혹은 일반인들도 해양 정보를 손쉽게 수 집할 수 있도록 지원
+ 어민들이 어업활동에 필요한 해상자료를 손쉽게 획득할 수 있도록 지원 + 무인 해양 정보 수집 시스템을 소형화하면 낚시, 해수욕, 유람선 등 일반
사용자들도 손쉽게 해양 상태를 수시로 모니터링 해볼 수 있음
○ 해양재해 감시 및 예측 연구
- 실시간으로 모니터링을 통한 해양재해 감시 연구
+ 무인 해양 정보 수집 시스템을 이용하여 실시간으로 해양환경을 모니터링 함으로써 해양재해를 감시할 수 있음.
- 빅데이터 기반 해양재해 예측 연구
+ 기계학습 및 딥마이닝을 이용하여 무인 해양 정보 수집 시스템으로부터 획 득한 자료를 통해 해양재해를 예측하기 위한 연구
○ 장단기 해양 기후 변동 연구
- 무인 해양 정보 수집 시스템으로부터 획득한 자료를 통한 장단기 해양 기후 변 동 연구
주 의
1. 이 보고서는 한국해양과학기술원에서 수행한 주요사업의 연구결과보 고서입니다.
2. 이 보고서 내용을 발표할 때에는 반드시 한국해양과학기술원에서 수 행한 주요사업의 연구결과임을 밝혀야 합니다.
3. 국가과학기술 기밀유지에 필요한 내용은 대외적으로 발표 또는 공개하여서는 안됩니다.
