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A Study on the Changes in Support Behavior of Barrett Pile Embedded in Sand ground through Field Loading Test Analysis and Numerical Analysis
No full text도심지 개발과 인구 유입의 가속화에 따른 용지 부족현상으로 인해 최근 건설되는 구조물들은 초고층화되어 가고 있다. 또한, 지하공간 확보를 위해 굴착 심도가 깊어지고 있는 실정이다. 이로 인해 말뚝이 부담해야 하는 상부 하중이 대폭 증가하여 말뚝 선단을 기반암에 근입하는 현장타설말뚝 공법이 주로 사용되고 있다.
하지만 부산 서낙동강 주변은 매우 연약한 지층이 두껍게 분포되어 있으며 연암 이상의 기반암 출현 심도는 G.L –50.0m 이상인 경우가 대다수로 기존의 현장타설 공법을 적용할 경우 말뚝의 세장비가 길어져 구조적으로 불리하고 시공성이 떨어져 공사비 측면에서 매우 비효율적이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 서낙동강 주변에서는 주면장이 크고 강성이 큰 바렛말뚝을 시공하는 사례가 점차 증가하고 있는 추세이다.
기존의 원형 현장타설말뚝과 바렛말뚝기초는 현장타설말뚝으로 분류되지만 굴착장비 및 시공방법은 서로 다르다. 원형 현장타설말뚝의 경우 공벽 유지를 위해 케이싱을 사용하지만 직사각형의 바렛말뚝은 벤토나이트 안정액(Bentonite Slurry)을 사용하여 말뚝의 형상, 시공법 등의 영향으로 지지 거동이 다르게 나타난다. 하지만, 연직하중에 대한 바렛말뚝의 지지력을 산정하기 위한 별도의 지지력 산정식이 제안되어 있지 않아 원형 현장타설말뚝의 지지력 산정식을 그대로 사용하고 있다. 즉 바렛말뚝의 지지력 관련 연구가 부족한 실정이다. 뿐만 아니라, 바렛말뚝의 특성상 형상비(가로 세로의 비율)를 자유롭게 변화시킬 수 있지만 형상비 변화에 대한 연구도 미흡한 실정이다. 따라서, 본 연구에서 바렛말뚝의 지지력에 관한 연구를 수행하였다.
서낙동강 일대 동일 지반 및 유사 지반에 시공된 바렛말뚝과 원형 현장타설말뚝의 재하시험 결과를 직접 비교 분석하였다. 그 결과 시공법(공벽유지방법)의 차이에 따라 바렛말뚝의 극한단위주면마찰력은 원형 현장타설말뚝 대비 40% 작게 발현됨을 확인할 수 있었다.
바렛말뚝은 동일 단면적에서 형상비를 크게 하면 주면장이 증가하여 설계산정식에서 주면저항력이 크게 산정된다. 하지만 현장재하시험 결과를 역해석하여 시공법(공법유지방법)을 고려한 매개변수를 설정하여 동일한 조건의 지반에서 형상비를 키우더라도 실제 지지력의 크게 향상되는 것은 기대하기 어려운 것으로 나타났다. 이에 따라 형상비와 지지력비의 상관관계에서 유도 가능한 관계계수 vB=0.097Xar+0.9845를 제안하였다.
모래, 자갈층에 시공된 바렛말뚝의 극한주면저항과 표준관입시험결과와의 상관관계를 분석하면 fs,b=2.4N로 확인되었다. 모래자갈층에 근입된 바렛말뚝의 허용지지력을 qE,B=100N(극한선단지지력) +fS,B=2.4N(극한주면저항력)에 허용안전율 3.0을 나눈 값을 적용하고 형상비 변화에 따른 관계계수인 vB=0.097Xar+0.9845를 곱하여 허용지지력을 산정하면 실제 현장시험에서 나타나는 실제 거동과 유사한 지지력 값을 산정할 수 있었다.
향후 바렛말뚝의 현장재하시험의 자료를 추가 수집하여 다양한 지층에서 바렛말뚝의 지지력 산정식에 대한 연구가 추가적으로 필요할 것으로 판단된다.제 1 장 서 론 1
1.1 연구배경 및 목적 1
1.2 연구내용 3
제 2 장 문헌연구 4
2.1 개요 4
2.2 바렛말뚝 관련 연구문헌 분석 5
2.3 소결 14
제 3 장 현장타설말뚝의 지지력 산정식 15
3.1 개요 15
3.2 점성토층에 근입된 현장타설말뚝 16
3.2.1 주면마찰력 16
3.2.2 선단지지력 18
3.3 사질토층에 근입된 현장타설말뚝 20
3.3.1 주면마찰력 20
3.3.2 선단지지력 23
3.4 암반층에 근입된 현장타설말뚝 26
3.4.1 주면마찰력 26
3.4.2 선단지지력 34
3.5 소결 39
제 4 장 현장 말뚝재하시험 40
4.1 개요 40
4.2 말뚝정재하시험 41
4.2.1 시험방법 41
4.2.2 항복하중 평가법 42
4.2.3 기타 평가 방법 44
4.3 양방향말뚝재하시험 50
4.3.1 양방향 말뚝재하시험의 개요 50
4.3.2 양방향 말뚝재하시험의 장·단점 53
4.3.3 현장타설말뚝에서의 양방향 말뚝재하장치 설치위치 56
4.3.4 등가 하중–침하량 곡선 58
4.4 하중전이시험 62
4.4.1 실험적 방법 62
4.4.2 하중전이 함수 방법 65
4.4.3 탄성-고체법 68
4.4.4 유한요소법 70
제 5 장 현장타설말뚝 현장재하시험 시험결과 분석 71
5.1 개요 71
5.2 동일 지반에서 시공된 사례 72
5.2.1 개요 72
5.2.2 시험 말뚝의 개요 및 시험조건 72
5.2.3 바렛말뚝의 시공방법 및 시험결과 78
5.2.4 원형 현장타설말뚝의 시공방법 및 시험결과 83
5.2.5 시험 결과 비교 88
5.3 유사 지반에서 시공된 사례 92
5.3.1 개요 92
5.3.2 바렛말뚝 사례 1 92
5.3.3 바렛말뚝 사례 2 98
5.3.4 원형 현장타설말뚝 사례 1 103
5.3.5 원형 현장타설말뚝 사례 2 108
5.3.6 원형 현장타설말뚝 사례 3 113
5.3.7 원형 현장타설말뚝 사례 4 118
5.3.8 원형 현장타설말뚝 사례 5 123
5.3.9 원형 현장타설말뚝 사례 6 128
5.4 단위저항 비교 133
5.4.1 개요 133
5.4.2 동일 지반에 시공된 사례 비교 133
5.4.3 유사 지반에 시공된 사례 비교 134
5.5 소결 140
제 6 장 유한요소 수치해석을 이용한 바렛말뚝의 거동분석 및 허용지지력 관계식 제안 142
6.1 개요 142
6.2 역해석 142
6.2.1 유한요소망과 경계조건 142
6.2.2 해석 결과 147
6.3 형사비에 따른 거동 분석 151
6.3.1 형사비 설정 151
6.3.2 지반조건 152
6.3.3 건축구조설계기준 설계산정식을 이용한 허용지지력 153
6.3.4 유한요소 수치해석을 통한 허용지지력 분석 155
6.3.5 설계산정식과 유한요소 수치해석의 허용지지력 비교 160
6.3.6 수치해석 결과를 이용한 형상비 변화에 따른 관계식 166
6.3.7 모래,자갈층에 근입된 바렛말뚝의 허용지지력 산정식 제안 167
6.4 소결 168
제 7 장 결론 및 제언 171
7.1 바렛말뚝과 원형 현장타설말뚝의 현장 의한 비교 연구 171
7.2 유한요소 수치해석에 의한 바렛말뚝의 거동연구 172
7.3 제언 173Docto
A Study on Density Analysis based on Marine Spatial Big Data for Establishment of Maritime Traffic Route
No full text최근 해상교통은 수출입 물동량의 증가, 선박의 대형화, 자율운항선박의 출현 등으로 새롭고 다양한 교통환경에 직면해 있다. 선박의 광범위한 활동과 해양관광 및 해상풍력발전단지 개발 등으로 해양이용에 대한 수요가 증가함에 따라 연안을 항해하는 선박의 해상교통안전 확보의 중요성이 대두되고 있다.
한편, 정부 국정과제로‘해상교통망 구축’이 선정되어 전국 연안에 유형별 해상교통로를 지정하여 관리하고자 추진 중이다. 해상교통망은 선박의 운항상 안전을 확보하고 원활한 운항흐름을 위하여 해양수산부장관이 영해 및 내수에 설정하는 각종 항로, 각종 수역 등의 해양공간과 이에 설치되는 해양교통시설의 결합체를 의미한다. 연안에 형성된 관습적 통항로를 해상교통로로 지정하고 보전하여 선박교통환경 변화에 대비하고 해상에서 선박의 안전한 통항흐름이 이루어질 수 있도록 하기 위한 목적이다. 해상 및 항만에서의 해상교통 위험요소를 조사하고 안정성을 평가하는 해상교통평가를 통해 식별한 항행안전 저해요소를 해소하고 선박통항이 잦은 해역을 해상교통로로 지정하고 관리하는 것이 주요 내용이다.
본 연구는 우리나라 연안해역을 대상으로 수심과 선박 항적 데이터를 이용하여 해양 공간분석을 수행하였다. 먼저, 저수심 및 제한수역이 빈번한 연안해역에서 선박의 정밀한 가항수역 계산과 확보를 위해 기존 ENC에서 제공하는 표준등심선 이외에 1m 단위의 고밀도 등심선을 생성하고자 수심 데이터를 기반으로 공간분석을 수행하였다. 개별 포인트마다 수심과 위치 정보를 포함하고 있는 수심데이터를 이용하여 TIN(Triangulated Irregular Network) 보간 알고리즘을 적용하여 서로 중첩되지 않은 삼각형 면을 구성한 고도표면을 생성하였다. 이를 래스터 구조인 DEM(Digital Elevation Model)으로 변환하고 선형 보간을 통해 최종적으로 1m 간격의 등심선을 생성하였다.
또한, 연안해역 내 관습적인 선박 통항흐름을 파악하기 위해 공간분석을 수행하였다. 선박자동식별시스템(Automatic Identification System, AIS) 데이터인 해상교통 빅데이터를 이용하여 밀집도 분석을 수행하였다. 우리나라 전 연안해역을 대상으로 공간적 분석범위를 정의하고 1km × 1km 크기의 그리드 셀을 생성하였다. 분석에 사용할 AIS 데이터를 추출하고 전처리 과정을 거쳐 계절별 1개월 기간의 주요 선종을 대상으로 그리드 셀 내 선박의 점유시간을 계산하는 밀집도 분석을 수행하였다. 위치정보인 공간적 개념에 선박 항해시간이라는 시간적 개념을 추가하여 새로운 시공간 밀집도 분석방법을 구현하였다. 결과값의 로그스케일 적용을 통해 정규성을 높이고 스트레치 시각화 방법을 적용하여 통계적으로 지도화하였다. 그 결과, 외해통항로, 연안통항로, 내해통항로, 접속항로 등 유형별 다양한 형태의 통항로를 식별할 수 있었다. 또한, 상대적으로 밀집도가 높은 영역을 식별하고자 스트레치 색상 램프의 비율을 줄여가면서 표출하였다. 그 결과, 평균으로부터 양측으로 표준편차 1개 범위 내를 연장하고 색상 표출을 전체 램프의 25%만을 나타내었을 때 우리나라 연안을 순환하는 형태의 주요 통항로를 식별할 수 있었다. 마지막으로, 일정 기준 이상의 밀집도 값을 가진 영역을 추출하여 최소한으로 보존해야 할 관습 통항로를 제시하였다.제1장 서론 1
1.1 연구 배경 및 목적 1
1.2 연구 내용 4
제2장 등심선 생성 알고리즘 5
2.1 ENC 등심선 및 ECDIS 안전기능 개요 5
2.2 수치해도 데이터 10
2.3 등심선 생성 알고리즘 모델링 15
2.3.1 보간 알고리즘 18
2.3.2 TIN 표면의 DEM 변환 20
2.3.3 고밀도 등심선 생성 21
2.3.4 라인 스무싱 알고리즘 22
2.4 실해역 분석결과 23
제3장 GIS 기반 해상교통 밀집도 분석 28
3.1 지리정보시스템(GIS) 28
3.2 선박자동식별시스템(AIS) 데이터 32
3.3 밀집도 분석 방법 33
3.3.1 point density 35
3.3.2 transit counts 37
3.3.3 line density 38
3.3.4 spatial-temporal density 40
3.4 정량 데이터 시각화 방법 42
3.4.1 내추럴 브레이크(Jenks) 44
3.4.2 등도수(Quantile) 44
3.4.3 등간격(Equan-interval) 44
3.4.4 지오메트리 간격(Geometry interval) 45
3.4.5 스트레치(Stretch) 45
3.5 밀집도 분석 및 시각화 방법 비교 46
3.5.1 밀집도 분석 방법 비교 49
3.5.2 시각화 방법 비교 52
제4장 해상교통로 추출 56
4.1 연안해역 밀집도 분석 모델링 56
4.1.1 밀집도 분석 절차 57
4.1.2 분석 해역 모델링 59
4.1.3 AIS 데이터 모델링 60
4.2 연안해역 밀집도 분석 결과 62
4.2.1 선박 항적도 생성 결과 62
4.2.2 밀집도 결과 기술통계분석 63
4.2.3 로그스케일 적용 65
4.2.4 density map 생성 67
4.3 연안해역 해상교통로 추출 73
4.3.1 속성값 기반의 래스터 추출 73
4.3.2 래스터 데이터의 폴리곤 변환 75
4.3.3 폴리곤 집계 76
4.3.4 폴리곤 스무싱 78
4.4 해상교통로 통항안전성 검증 80
제5장 결론 83Maste
A Study on the Constraining Factors of Human Resources Balance at the Logistics Center in Busan New Port Distripark
No full text국제 무역의 핵심인 해운·항만 물류산업은 고부가가치산업이자 국가 기간산업으로 국가 경쟁력 강화에 중요한 역할을 담당하고 있다. 부산항 신항 배후단지 물류센터 또한 부산항의 경쟁력 강화에 중요한 역할을 담당한다. 물류인력 양성을 위한 많은 연구와 정책들이 발표되었지만 부산항 신항 배후단지 물류업체는 심각한 인력난을 겪고 있다. 글로벌 복합물류 중심기지로 부산항 신항 배후물류단지가 발전하기 위해서는 유능한 인력의 원활한 수급이 필수요건이다. 이에 본 연구에서는 지금까지 비교적 범위가 넓었던 해운·항만 인력 양성 및 수급에 관련한 연구에서 세분화하여 심각한 인력난을 겪고 있는 부산항 신항 배후단지 물류센터의 인력수급 저해요인을 알아보고자 하였다. 이를 위하여 부산항 신항 배후단지 물류센터에 종사하는 구성원을 대상으로 인력수급 저해요인 관련 설문조사를 진행하였다. 이후 설문결과를 바탕으로 다양한 분석방법론을 통해 인력난의 원인을 파악하고, 부산항 신항 배후단지 물류센터 인력수급 활성화에 있어 중요하게 고려하여야 할 요인이 무엇인지 알아보았다.
먼저, 항만배후단지의 개념 및 기능, 부산항 신항 항만배후단지 현황을 조사하였다. 그리고 설문결과를 바탕으로 문헌조사에서 도출한 요인에 대하여 탐색적 요인분석을 진행하고 물류센터 종사자를 인사담당자와 직원으로 구분하였다. 이후 T-test 분석, 저해요인에 대한 중요도 평가, 만족도 수준에 대한 다중회귀분석을 진행하여 다음과 같은 결론을 도출하였다.
첫째, 탐색적 요인분석 및 신뢰도 분석결과 저해요인으로 기업신뢰도, 근로환경, 경제적 보상 및 복리후생 3가지 요인이 도출되었다.
둘째, T-test 분석결과 인사담당자와 직원 간 만족도 수준은 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다.
셋째, 인력수급 저해요인의 중요도 평가결과 근로환경 요인의 저임금, 열악한 환경, 과도한 업무량 및 업무시간이 주요요인으로 도출되었다.
넷째, 직원의 만족도 수준에 대한 다중회귀분석 결과 3가지 요인(기업신뢰도, 근로환경, 경제적 보상 및 복리후생) 모두 직원의 만족도 수준에 영향을 주지 못하는 것으로 나타났다.
분석결과에 따르면 저해요인이 개선되더라도 직접적으로 직원의 만족도는 영향을 받지 않는다. 현재 부산항 신항 배후단지 물류센터 각 업체에서 임금 인상, 인센티브, 복리후생에 관련하여 나름의 개선방안을 진행하고 있지만, 본 연구의 결과는 이러한 노력들이 현실적으로 직원들의 만족도에 영향을 주지 못하고 있는 현실을 보여준다. 따라서 단편적이고 일회성에 그치는 정책들을 지양하고 구성원들이 피부와 와 닿을 수 있는 장기적이고 체계적인 정책을 수립할 필요가 있다.제 1 장 서론 1
제1절 연구 배경 및 목적 1
제2절 연구 방법 및 구성 3
제 2 장 이론적 배경 5
제1절 부산항 신항 배후단지 물류센터 현황 5
1. 항만배후단지 개요 5
2. 국내 항만배후단지 주요 현황 8
3. 부산항 신항 배후단지 현황 11
제2절 항만배후단지 인력수급 관련 선행연구 고찰 15
1. 해운·항만 인력수급 활성화 관련 선행연구 15
2. 다른 산업군의 인력수급 저해요인 관련 선행연구 18
제3절 선행연구와의 차별성 25
제 3 장 연구설계 26
제1절 자료의 수집 및 분석방법 26
1. 자료의 수집 26
2. 부산항 신항 배후단지 물류센터 인력수급 저해요인 도출 26
3. 설문응답자 일반특성 28
제2절 측정항목의 평가 30
1. 분석개요 30
2. 탐색적 요인분석 및 신뢰성 분석 31
제 4 장 실증분석 34
제1절 인력수급 저해요인 T-test 분석 34
제2절 인력수급 저해요인 중요도 평가 36
제3절 직원의 만족도 수준에 대한 다중회귀분석 39
제 5 장 결론 42
제1절 연구결과의 요약 및 시사점 42
제2절 연구의 한계점 및 향후 연구방향 45Maste
The Impact of ESG Activities on Corporate Performance in Shipping, Port and Logistics Companies
No full text글로벌 지속가능성 위기에 대응하여 ESG (Environmental, Social, and Governance)는 모든 산업 분야의 비즈니스에 필수적인 요소가 되었다. 한국경제의 중추적인 역할을 하는 해운항만물류 산업도 예외는 아니다. 해운항만물류 산업 역시 글로벌 기후변화 대응요구가 심화되고 있는 가운데, 중대재해처벌법 등 안전관리에 관한 규제와 사회적 요구가 거세지고 있어 우리 해운항만물류업계도 ESG 경영을 본격적으로 이행할 시기가 도래하고 있다.
본 연구의 목적은 ESG 활동이 국내 해운항만물류기업의 기업성과에 미치는 영향을 실증적으로 분석하는데 있다. 본 연구는 ESG 활동을 도입과 실행에 영향을 주는 외부적 압력(정부, 투자자, 고객, 국제적 압력)과 내부적 압력(경영자, 임직원)이 해운항만물류기업의 ESG 도입과 실행에 미치는 영향을 주는 요인을 분석하고, ESG 활동이 기업의 신뢰, 이미지를 향상시키는 정도를 파악하여 ESG 실행이 물류 기업의 기업성과에 어떤 영향을 미치는지 실증적으로 분석하는 것을 목적으로 한 연구이다. 그리고 추가분석을 통하여 ESG 활동이 신뢰, 이미지를 경유하여 어떻게 기업성과에 영향을 미치는지 규명한 것으로, 해운항만물류기업이 ESG 활동은 신뢰, 이미지를 통해 기업성과에 어떻게 영향을 미치는지 간접경로에 대한 검증을 진행하였다.
이를 위해 국내 해운항만물류기업 종사자를 대상으로 2023년 3월 20일부터 25일까지 총 6일 동안 구글 설문지를 활용하여 온라인 설문조사를 실시하였다. 총 474부를 회수하였으며, 그중 실증분석에 적합하지 않은 설문지 11부를 제외한 463부를 실증분석에 사용하였다. 이 데이터를 통해 Smart PLS 4.0 프로그램을 이용하여 PLS 구조방정식 분석을 실시하였다.
연구 결과를 요약하면 다음과 같다.
첫째, 외부 압력인 정부 압력은 환경적 책임활동, 투자자 압력은 사회적 책임활동과 거버너스 책임활동에 유의미한 영향을 미친다. 내부 압력인 경영자는 환경적 책임활동에, 임직원은 ESG 책임활동 모두에 영향을 미친다.
둘째, 환경적 책임활동은 기업이미지에 영향을 미치며, 사회적 책임활동과 거버넌스 책임활동은 신뢰와 기업 이미지 모두에게 영향을 준다.
셋째, 신뢰와 기업이미지는 재무적 성과와 비재무적 성과 모두에게 유의미한 영향을 준다.
넷째, 추가분석을 통해 신뢰는 사회적 책임활동과 비재무적성과와 거버넌스 책임활동과 비재무적성과 사이에서 통계적으로 유의한 수준에서 매개하였고, 기업이미지는 ESG 모든 활동과 재무적, 비재무적인 성과 모두에게 각각 유의한 매개 효과가 나타났다.
본 논문은 해운항만물류기업의 ESG 활동이 기업성과에 미치는 영향을 분석한 첫 번째 시도로서, 해운항만물류 기업들이 미래 성장을 위한 기반을 마련할 수 있도록 도움을 주고자 작성되었다.
본 논문의 기여는 해운항만물류기업들이 ESG 활동을 적극적으로 추진하여 환경, 사회, 거버넌스 측면에서 책임 있는 기업 이미지를 구축하고 고객들의 신뢰를 얻을 수 있는 방법에 대해 제시하고 있다는 점이다. 이를 통해 물류업계의 ESG 활동에 대한 인식을 높이고, 지속가능한 경영을 위한 중요성을 인식할 수 있도록 도움을 주고자 한다.| In response to the global sustainability crisis, environmental, social and governance (ESG) have become essential for businesses across all industries. The Shipping, Port and logistics industry the backbone of the Korean economy is no exception. The Shipping, Port and Logistics industry is also facing intensifying demands to respond to global climate change while regulations and social demands for safety management such as the Serious Accidents Punishment Act are intensifying. Thus the time has come for the Korean Shipping, Port and Logistics industry to implement ESG management in earnest.
The purpose of this study is to empirically analyze the impact of ESG activities on the corporate performance of domestic Shipping, Port and Logistics companies. The aim of this study is to analyze the factors that influence the adoption and implementation of ESG activities in Shipping, Port and Logistics companies through external pressures (government, investors customers international pressures) and internal pressures (management, employees). It also aims to identify the extent to which ESG activities improve corporate trust and image and empirically analyze how ESG implementation affects the corporate performance of Shipping, Port and logistics companies.
Through further analysis it was determined how ESG activities affect corporate performance through trust and corporate image and the indirect path of how ESG activities affect corporate performance through trust and corporate image in Shipping, Port and logistics companies was verified.
For this purpose we conducted an online survey using Google Forms for a total of 6 days from March 20 to 25, 2023, for employees of domestic Shipping, Port and Logistics companies. A total of 474 questionnaires were collected, out of which 463 were suitable for empirical analysis, excluding 11 questionnaires. The data were analyzed using PLS structural equation modeling using the Smart PLS 4.0 program.
The results of the study are summarized as follows.
First government pressure an external pressure has a significant effect on environmental responsibility activities and investor pressure has a significant effect on social responsibility activities and governor responsibility activities. The internal pressures of management affect environmental responsibility activities and employees affect both ESG responsibility activities.
Second environmental responsibility activities affect corporate image and social responsibility activities and governance responsibility activities affect both trust and corporate image.
Third trust and corporate image have significant effects on both financial and non-financial performance.
Fourth further analysis reveals that trust mediates the relationship between social responsibility activities and non-financial performance and governance responsibility activities and non-financial performance at a statistically significant level while corporate image has a significant mediating effect on all ESG activities and both financial and non-financial performance.
This paper is the first attempt to analyze the impact of ESG activities on corporate performance in Shipping, Port and logistics companies and is intended to help logistics companies lay the foundation for future growth. Shipping, Port and Logistics companies need to make active efforts to fulfill the ESG needs of their customers and the international community which can help them gain customer trust and improve their long-term business performance.
The contribution of this thesis is that it shows how Shipping, Port and logistics companies can actively promote ESG activities to build a responsible corporate image in terms of environmental social and governance aspects and gain the trust of customers. In doing so we hope to raise awareness of ESG activities in the Shipping, Port and logistics industry and help them recognize their importance for sustainable management.제 1 장 서론 1
제 1 절 연구의 필요성 1
제 2 절 연구의 목적 5
제 3 절 연구방법 및 구성 7
제 2 장 이론적 배경 9
제 1 절 ESG 경영 9
1. ESG 경영의 개념 9
2. ESG 경영의 등장 배경 12
3. ESG 경영의 영향요인(내·외부 압력) 26
4. ESG 경영이 기업성과에 미치는 영향 29
제 2 절 해운항만물류기업의 ESG 경영 32
1. 해운기업의 ESG 경영 33
2. 항만기업의 ESG 경영 36
3. 물류기업의 ESG 경영 38
제 3 절 기업의 신뢰와 이미지 41
1. 기업신뢰의 개념 및 구성요소 41
2. 기업이미지의 개념 및 구성요소 45
3. 기업신뢰 및 이미지와 기업성과의 관계 48
제 4 절 기업성과 49
1. 기업성과의 개념 및 구성요소 49
2. 비재무적 성과 53
3. 재무적 성과 55
제 3 장 연구설계 57
제 1 절 연구모형 57
제 2 절 연구가설 58
1. 외부 압력이 ESG 책임활동에 미치는 영향 58
2. 내부 압력이 ESG 책임활동에 미치는 영향 60
3. ESG 활동이 기업의 신뢰, 이미지에 미치는 영향 61
4. 기업의 신뢰, 이미지가 기업성과에 미치는 영향 62
제 3 절 변수의 측정방식 64
1. 외부 이해관계자의 압력 측정 64
2. 내부 이해관계자의 압력 측정 65
3. ESG 책임활동의 측정 66
4. 신뢰, 이미지 측정 66
5. 기업성과(재무적 성과, 비재무적 성과)의 측정 67
6. 인구통계학적 설문문항 68
제 4 장 실증분석 69
제 1 절 조사의 개요 69
제 2 절 수집된 자료의 특성분석 70
제 3 절 측정모형의 신뢰도 및 타당도 검증 73
1. 측정모형의 신뢰도 검증결과 74
2. 측정모형의 타당도 검증결과 77
제 4 절 가설검증 결과 86
1. 구조방정식모델 적합성 평가 86
2. 가설검증 결과 91
3. 가설검증 결과의 해석 93
제 5 절 추가통계분석 111
1. 기업 신뢰·이미지 매개효과 분석 111
2. 분석결과 및 해석 111
제 5 장 결론 및 시사점 119
제 1 절 연구결과 및 시사점 119
1. 연구결과 119
2. 시사점 123
제 2 절 연구의 한계 및 향후 연구방향 125
참고문헌 126
국문초록 150Docto
A study on analysis of the test requirements for type approval of fuel cell system for ships
No full textIMO에서 선박의 배출가스에 대해 규제하고 조선소와 기자재 회사들은 규제를 만족하기 위한 기술을 개발하고 있다. 규제를 만족하지 못하는 선박은 운용할 수 없도록 규제하고 있기 때문에 해운사도 규제에서 자유로울 수 없다. 따라서 LNG, 암모니아, 메탄올, 수소와 같은 저탄소/무탄소 연료를 이용한 추진시스템에 대한 연구가 성황이다. 특히 연료전지에서 생성되는 전기에너지는 전기추진시스템에 적용 가능하다. 배터리와 함께 구성하여 운용되는 연료전지는 친환경선박을 위한 대체 추진시스템 중 하나이다. 따라서 연료전지를 선박에 적용하기 위해 안전성 및 환경 적합성을 검증해야 한다.
본 논문에서는 연료전지와 관련된 표준과 지침을 분석했다. 선박에 연료전지 탑재를 위해 검증해야 하는 시험 요구사항들을 연구하여 정립했다. 이를 통해 선박에 연료전지 모듈과 연료전지 전력설비, 가압수소용기가 시험 요구사항을 통해 안전성 및 환경 적합성이 검증되어 설치되고 운용될 수 있다.| The IMO regulates ship emissions, and shipyards and equipment companies are developing technologies to satisfy the regulations. Ships that do not meet the regulations are regulated so that they cannot be operated, so shipping companies also cannot be free from the regulations. Therefore, research on propulsion systems using low or carbon-free fuels such as LNG, ammonia, methanol and hydrogen is booming. In particular, electric energy generated from fuel cells can be applied to electric propulsion systems. Fuel cells configured and operated together with batteries are one of the alternative propulsion systems for eco-friendly ships. Therefore, safety and environmental compatibility must be verified in order to apply fuel cells to ships.
In this paper, guidelines and standards related to fuel cells were analyzed. I researched and established the test requirements that need to be verified to mount fuel cells on ships. Through this, fuel cell modules, fuel cell power facilities and pressurized hydrogen containers can be installed and operated on ships after verifying safety and environmental compatibility in accordance with test requirements.1. 서론 1
1.1 연구배경 1
1.2 연구내용 2
1.3 논문의 구성 3
2. 선박용 연료전지 개요 5
2.1 개요 5
2.1.1 연료전지시스템 구성 5
2.1.2 선박용 연료전지 기술 동향 7
2.2 연료전지 분석 8
2.2.1 고온형 연료전지 특성 9
2.2.2 저온형 연료전지 특성 11
2.3 연료전지시스템 적용 선박 추진시스템 구성 12
3. 선박용 연료전지시스템 기준 14
3.1 연료전지 국외 기준 14
3.1.1 IEC 국제표준 14
3.1.2 IMO 가이드라인 15
3.2 연료전지 국내 기준 16
3.2.1 한국선급 지침 16
3.2.2 KS 국가표준 17
3.2.3 해양수산부 기준 18
4. 선박용 연료전지 시험 요구사항 제언 22
4.1 연료전지 모듈 시험 요구사항 22
4.1.1 연료전지 모듈 기준 분석 22
4.1.2 연료전지 모듈 시험 및 검사 24
4.2 연료전지 전력설비 시험 요구사항 33
4.2.1 연료전지 전력설비 기준 분석 33
4.2.2 연료전지 전력설비 시험 및 검사 34
4.3 가압수소용기 시험 요구사항 54
4.3.1 가압수소용기 기준 분석 54
4.3.2 가압수소용기 시험 및 검사 55
5. 결론 57Maste
A Study on Difference of Perception in Container Safe Rates System Among Different Freight Related Party
No full text본 연구는 컨테이너 안전운임제에 대한 주체별 인식차이를 알아보고, 현행 안전운임제의 중점개선 요인을 알아보았다. 분석에 앞서, 2020년 안전운임제가 도입되고 나서 추진현황을 살펴보았으며, 컨테이너 안전운임제 평가요인에 대하여 주체별(화주, 운송주체)로 구분하여 설문조사를 진행하였다. 이후 설문결과를 바탕으로 컨테이너 안전운임제 평가요인에 대하여 신뢰성 분석을 진행하였다. 그리고 컨테이너 안전운임제 평가요인의 세부평가항목에 대하여 T-test 분석, IPA 분석을 진행하였으며 다음과 같은 결론을 도출하였다.
첫째, 컨테이너 안전운임제 평가요인에 대한 신뢰도 분석결과, 안전운임 타당성 0.928, 근로환경 개선 0.921, 이해관계 개선 0.844, 만족도 향상 0.935, 교통안전 효과 0.964로 나타나 높은 신뢰도를 확보하였다.
둘째, 컨테이너 안전운임제 평가요인의 T-test 분석결과 5가지 평가요인(안전운임 타당성, 근로환경 개선, 이해관계 개선, 만족도 향상, 교통안전 효과)에 대하여 화주와 운송주체(운송사+화물차 기사) 간 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다.
셋째, 컨테이너 안전운임제 평가요인의 세부평가항목에 대한 T-test 분석결과 각 평가요인의 세부평가항목 중 추가비용 타당성(안전운임 타당성, 평균차이: 1.551), 근로시간 단축(근로환경 개선, 평균차이: 1.590), 화물연대와의 이해관계 개선(이해관계 개선, 평균차이: 1.685), 만족도 향상(컨테이너 안전운임제, 평균차이: 1.562), 과적 감소효과(교통안전효과, 평균차이: 1.987)의 주체별 인식차이가 가장 큰 것으로 나타났다.
넷째, 컨테이너 안전운임제 평가요인의 세부평가항목에 대한 주체별 IPA 분석결과 화주와 운송주체 모두 중점 개선영역(제2사분면)으로 화물연대와의 이해관계 개선, 고정비용 타당성, 변동비용 타당성, 추가비용 타당성을 선정하였다.제 1 장 서론 1
제1절 연구배경 및 목적 1
제2절 연구방법 및 구성 2
제 2 장 이론적 배경 4
제1절 화물자동차 안전운임제 현황 4
1. 안전운임제 도입 목적 및 필요성 4
2. 안전운임제 도입 추진현황 6
3. 안전운임제 도입 기대효과 8
제2절 안전운임제 평가요인 관련 선행연구 고찰 11
제3절 선행연구와의 차별성 18
제 3 장 조사설계 및 분석방법 19
제1절 설문조사 개요 19
1. 자료의 수집 19
2. 세부 평가속성 도출 19
3. 설문응답자 일반특성 20
제2절 분석방법 22
1. 신뢰도 분석 22
2. T-test 분석방법 22
3. IPA 분석방법 22
제 4 장 실증분석 24
제1절 분석개요 24
제2절 신뢰성 분석 25
제3절 T-test 분석 26
1. 컨테이너 안전운임제 5개 평가요인에 대한 T-test 분석 26
2. 컨테이너 안전운임제 평가요인별 세부평가항목에 대한 T-test 분석 27
제4절 컨테이너 안전운임제에 대한 주체별 IPA 분석 32
1. 컨테이너 안전운임제에 대한 주체별 인식차이 32
2. 컨테이너 안전운임제 평가요인 세부평가항목에 대한 IPA 분석(화주) 33
3. 컨테이너 안전운임제 평가요인 세부평가항목에 대한 IPA 분석(운송주체) 35
4. 컨테이너 안전운임제에 대한 IPA 분석 시사점 36
제 5 장 결론 38
제1절 연구결과의 요약 및 시사점 38
제2절 연구의 한계점 및 향후 연구방향 40Maste
Effect of Initial Grain Size on Residual Stress of AlSi10MnMg Alloys Manufactured from High-Pressure Die Casting and Gravity Die Casting
No full textRecently, the proportion of automobile parts manufactured using an aluminum casting process to reduce the weight of vehicles is increasing. Aluminum alloys are recognized as representative lightweight materials that can replace steel materials with about 1/3 of the weight of steel materials, and are used in engine-related parts such as bodies, tire wheels, cylinder heads, and cylinder blocks. Casting is a manufacturing process in which a melt is injected into a mold and then solidified to produce a product of the desired shape. The casting process repeats the process of putting molten material in one frame and solidifying it, and products produced in the same mold have the same shape and dimension. Therefore, the casting process has the advantage of being able to mass-produce items with the same shape and dimensions, and it is possible to easily manufacture products with internal shapes that are difficult to manufacture by other processing methods. However, solidification and cooling during the casting process inevitably cause uneven temperature distribution in the product, and residual stress occurs due to differences in molten solidification rates during the aluminum casting process.
The residual stress of the casting part is the stress remaining in the casting after the casting has been removed from the mold. Residual stress caused by uneven expansion and contraction within the casting degrades the mechanical properties of the parts, such as fatigue life, dimensional stability, and breaking strength, and causes unexpected destruction during the casting process. When a product with a complex shape such as a cylinder head is made through a casting process, the rate and time of solidification vary for each part, resulting in residual stress. Residual stress arising from aluminum castings is a defect that can never be ignored and requires control of residual stress for the production of high-quality castings.
Therefore, in order to analyze the effect of the grain size that changes due to heating and contraction during the casting process on residual stress, an experiment was conducted using specimens manufactured by High-Pressure Die Casting (HPDC) and Gravity Die Casting (GDC). AlSi10MnMg alloys with different grain size were heat treated at 500°C for 2 hours and then furnace-cooled, air-cooled and water-quenched to control variables that could affect residual stress in addition to microstructural changes. The average grain size of an as-cast HPDC specimen without heat treatment was about 30 times smaller than that of an as-cast GDC specimen, and the residual stress value of the gravity die specimen having a large grain size was about 20 MPa larger. The grain size of the furnace-cooled GDC specimen was about 50 times larger than the average grain size of the furnace-cooled HPDC specimen, and the residual stress value was also the largest difference of about 40 MPa. The average grain size of the air-cooled GDC specimen was about 400μm larger than that of the air-cooled HPDC specimen, and the residual stress value was also about 40 MPa larger in air-cooled GDC. The average grain size of the water-quenched gravity die casting specimen and the HPDC specimen was about 10 times different, and the residual stress value of the water-quenched gravity die casting specimen was about 8 MPa higher.
The larger the grain size, the more low-angle grain boundaries (LAGB) that are easily penetrated by the dislocation are distributed. Therefore, the larger the grain size, the more LAGB is distributed, so it can be seen that many dislocation are distributed inside and around the grain. It can be seen that the distribution of dislocation affected the residual stress.1. 서론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 국내·외 연구 동향 7
1.3 연구 목적 8
2. 이론적 배경 9
2.1 잔류응력 9
2.1.1 주조 시 발생하는 잔류응력 9
2.1.2 거시적 잔류응력 (Macro-residual stress) 13
2.1.3 미시적 잔류응력 (Micro-residual stress) 17
2.2 알루미늄 주조 공정 19
2.2.1 고압 다이캐스팅 (High-pressure die casting) 19
2.2.2 중력 금형 주조 (Gravity die casting) 21
2.2.3 사형 주조 (Sand casting) 22
2.2.4 저압다이캐스팅 (Low-pressure die casting) 23
2.3 알루미늄 합금 열처리 24
2.3.1 용체화 처리 (Solution treatment) 24
2.3.2 퀜칭 (Quenching) 24
2.3.3 시효 경화 (Aging hardening) 25
2.3.4 용체화·자연시효 처리 (T4) 25
2.3.5 용체화·인공시효 처리 (T6) 25
2.3.6 안정화 처리 (T5) 26
3. 실험 방법 27
3.1 시험편 제작 27
3.1.1 실험 재료 27
3.1.2 제작 과정 28
3.2 분석 장비 30
3.2.1 미세구조 분석 30
3.2.2 잔류응력 측정 31
4. 결과 및 고찰 32
4.1 Secondary dendrite arm spacing (SDAS) 32
4.2 잔류응력 36
4.3 결정립 크기 38
4.4 결정립계 41
4.5 전위밀도 42
5. 결론 44
참고문헌 47Maste
Machine Learning based Analysis on Maneuvering Data in Port for Automatic Berthing
No full textAs interest in autonomous ships has increased in recent years, various research on collision avoidance, route optimization, and automatic berthing of ships are being actively conducted. Among such research topics, the docking process is one of the most sophisticated areas of research as it consists of complex maneuvering movements in a narrow port, and is greatly affected by environmental disturbances. Unfortunately, accidents still occur, especially during the berthing process and pilotage.
Therefore, by making the berthing process automatic, it is widely acknowledged that the entire docking process can become more efficient. Also, automation will eliminate the need for human pilotage which has been the major cause of accidents. Generally, in order for a ship to berth, an experienced pilot, crew, and tugboat are required. However, since automatic berthing is performed without manpower and tugboat, automatic berthing guidance and control system needs to be highly accurate. In this thesis, three studies were conducted for automatic berthing; Pilot research was conducted in relation to manpower and two studies on trajectory analysis and berthing velocity were conducted for automatic berthing induction.
Piloting can be split into two types: sea piloting (navigation in fairways) and harbour piloting (maneuvering of the ship in the harbour area). In this study, ship berthing velocity data (harbour piloting) and trajectory data (sea piloting) were used as the main maneuvering data for automatic berthing. This is because the berthing velocity has the greatest influence on the amount of impact generated by contact between the ship and the dock facility, and trajectory data is the record of pilotage on which the automatic berthing will be based.
This study focused on optimal berthing velocity calculation based on ship berthing velocity. In order for the ship to dock safely, the appropriate berthing velocity should not be exceeded and the berthing energy should be smaller than the absorbed energy of the fender. This study intends to derive the allowable berthing velocity for different ship sizes by taking fender performance and berthing capability into account, and defines the extrapolated berthing velocity as the relative value calculated according to ship size and the berthing capability of the pier. The regression equation for allowable berthing velocity by ship size was derived by calculating the berthing energy for different fender performances.
The study also focused on automatic berthing (Automation of the entire berthing process). However, since it is technically impossible for an off shore vessel to be completely automated, several other methods that aid such vessels are necessary. One way to achieve this is by using shore-based pilotage. A group of experienced pilots on the shore can provide quantitative analysis of data, and help a pilot in the process of automatic berthing. In this process, berthing velocity and berthing energy were employed as basic data, and the mean and standard deviation values for each pilot after preprocessing were used for analysis. As a result of using the agglomerative clustering algorithm, we grouped pilots into three types: cautious, efficient, and hazardous.
The clustering algorithm was then applied to analyze the pattern of arrival trajectory data during sea piloting, and as a result, clustering showed the highest performance in spectral clustering. In operating the online control of the autonomous berthing, it is effective to use the predefined trajectory derived from trajectory planning and control input as a reference for tracking control obtained by the optimization problem. Using the trajectory data, a quaternary function through polynomial regression was set as the optimal trajectory (guideline), and the results were compared according to the presence or absence of the guideline through reinforcement learning.
A basic study was conducted for automatic berthing to reduce human error through the presentation of allowable berthing velocity and clustering of pilot maneuvering types. In addition, through the analysis of entry patterns and learning of routes through guidelines, a crucial step that contributes to automatic berthing can be completed.1. Introduction 1
1.1 Background and Purpose 1
1.2 Overview 3
2. Analysis on Berthing Velocity Data 4
2.1 Outline of Berthing Velocity Data 4
1) Berthing Velocity 4
2) Data Collection 5
3) Docking Aid System (DAS) 8
2.2 Statistical Analysis 9
2.3 Allowable Berthing Velocity by Ship Size 16
1) Relationship between Berthing Energy and Energy Absorption 16
2) Calculation of Allowable Berthing Velocity by Ship Size 17
3) Derivation of Extrapolated Velocity 23
3. Grouping of Pilots’ Maneuvering Type 29
3.1 Outline of Analytic Data 29
1) Analytic Data 29
2) Exploratory Data Analysis (EDA) 31
3.2 Data Preprocessing 35
1) Missing Value Imputation 35
2) Data Reshaping 36
3) Data Scaling 36
3.3 Agglomerative Clustering 37
1) Ward Linkage 38
2) Dendrogram 39
3.4 Result of Pilots’ Maneuvering Type 41
3.5 Cluster-Specific Characteristics 46
1) Basic Assumptions of ANOVA 46
2) Results of ANOVA 47
3) Post-Hoc Test 48
4. Analysis on Trajectory Data 49
4.1 Outline and Preprocessing of Trajectory Data 49
4.2 Arrival Pattern Analysis 53
1) (H)DBSCAN 53
2) K-MEANS 56
3) Spectral Clustering 58
4.3 Reinforcement Learning 65
1) DQN 65
2) Create Guideline 68
3) Results 70
5. Conclusion 73
5.1 Conclusion 73
5.2 Future work 76
6. References 77Maste
중국 유학생 취업에 영향을 미치는 요인 분석 - 한국 석사 학위 취득 중국 유학생을 중심으로
No full text한국은 2004년 '스터디 코리아 프로젝트(Study Korea Project)'를 실시한 후, 우수한 유학생유치를 통한 고등교육의 국제화를 추진하고 있으며, 현재 '유학생 10만 시대'를 앞두고 있다. 현재, 한국 내 유학생 수는 전반적으로 증가하는 추세를 보이고 있으다. 특히, 한중 양국이 경제적으로 긴밀한 관계를 유지하면서 한국으로 유학을 오는 중국인 유학생 수는 전체 외국인 유학생 중 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 따라서 본 논문은 한국에서 석사 학위를 취득한 중국인 유학생을 중심으로 연구 범위를 한정하여 해당 그룹의 특성을 밝히는 것을 목표로 하였다. 또한, 한국에서 석사 학위를 취득한 중국인 유학생의 취업과 취업 후 월급 및 직장의 만족도에 영향을 미치는 요인에 대한 연구를 진행했다.
본 논문은 설문 조사 방식을 채택하였으며, '텐센트' 소프트웨어로 링크를 생성한 후 중국인 유학생들이 자주 사용하는 통신 APP인 WeChat으로 해당 설문 조사를 배포하였다. 이를 특정 중국인 유학생 그룹에 배포한 뒤 온라인으로 작성하는 방식으로 진행되었다. 유효 응답 설문지는 총 188개이며, 그중 취업한 사람이 작성한 설문지는 123개이다. 본 논문은 선행연구를 바탕으로 상관관계 분석을 제시하고, 중국 학생들의 취업, 취업 후 평균 월급 및 첫 직장의 만족도에 영향을 미치는 요인을 밝히기 위해 로지스틱 회귀분석을 실시하였다.
분석 결과를 보면 학교 순위, 비교육적 프로그램, 한중관계 수업, 나이, 외동 여부가 취업에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 대학원 종류(전문대학원), 전공(이공계열), 부모의 학력은 중국인 유학생들의 취업 후 평균 월급과 비례 관계에 있는 것으로 나타났으며, 나이가 높을수록 직장의 만족도는 낮은 것으로 나타났다.
이를 바탕으로 한국 대학의 정책 및 향후 한국 유학을 선택하는 중국 학생들에게 참고 자료를 제공한다. 첫째, 학교들은 비교육적 프로그램을 최대한 늘리고 프로그램을 다양화하여 학생들의 참여도를 보장하기 위해 노력해야 한다. 둘째, 학교는 더욱 긴밀해지는 한중 관계와 발맞춰 한중 관계와 관련된 수업을 늘려야 한다. 이를 통해 중국인 유학생들로 하여금 한국 생활 및 학업에 보다 빠르게 적응할 수 있도록 해야하며, 양국 학생들이 서로의 문화를 더욱더 이해하고 양국 국민 간의 교류를 증진시킬 수 있도록 해야한다. 외국인 유학생들은 한국의 생활 양식과 자신의 미래 계획을 신중하게 고민한 후 자신과 알맞은 지역과 전공을 선택해야 한다.
또한 본 논문의 경우 연구 데이터 및 조사 인력의 한계 등으로 인하여 제한적인 연구 결과를 얻었으나, 본 연구에서 사용한 연구 대상 및 종속 변수에 미치는 영향간의 조합의 경우 후속 연구에 많은 도움이 된다고 생각된다.
키워드: 중국인 유학생, 취업, 월급, 직장의 만족도, 로지스틱 회귀제 1 장 서 론 1
제1절 연구 배경 1
제2절 연구 목적 및 주요 문제 3
제3절 논문 구성 6
제 2 장 선행연구 7
제1절 유학생에 대한 선행연구 7
제2절 유학이 취업에 주는 도움 선행연구 10
제 3 장 연구방법 및 모형 설정 13
제1절 연구 구도 13
제2절 변수 설명 17
제3절 연구방법 22
제 4 장 분석 결과 24
제1절 상관관계 분석 24
제2절 취업 여부에 대한 로지스틱 회귀결과 28
제3절 평균 월급과 직장 만족도에 대한 서수 로지스틱 회귀결과 34
제 5 장 결 론 41
제1절 요약 및 논의 41
제2절 시사점 및 한계점 44
참고문헌 47
국내문헌 47
국외문헌 48
국문초록 53
부 록 55
설 문 지(한국어) 55
설 문 지(중국어) 66Maste
Development of digital twin system for Busan coastal waters using sensor fusion
No full textDigital twin refers to the reproduction and implementation of a physical model of the real world in a digital environment. Using digital twins, we can predict what happens in reality in advance in the virtual world, and gain advantages such as improving product quality and reducing development costs. In practice, research and development are being actively conducted in the field of smart city and manufacturing. If digital twin system is built and utilized to verify the algorithm of an autonomous ship, benefits can be obtained in terms of time and cost. However, there are currently few examples of implementing a port environment with a digital twin. In the field of autonomous ship, verification of unmanned ships is important, but enormous costs are incurred when manufacturing autonomous ships. Besides, there are many difficulties in demonstration due to problems such as accessibility to the experimental environment and the risk of accidents.
Therefore, this study proposes a digital twin system that can verify the autonomous ship algorithm in Busan port using sensor fusion. It implements the Busan port sea area on the simulator and real ships existing in the sea. To implement the digital twin, ROS Gazebo ship simulator is used. In order to acquire the location of target ships, sensor data is collected from the sea area data collection device installed on the ground. The data collection device consists of AIS, radar, and camera. The radar obtains the location information of other ships through image processing from PPI (Plan Position Indicator) image information, and the camera obtains the pixel coordinates of a specific ship through deep learning to calculate the location information. An Extended Kalman filter is used to predict and correct the position of other ships. In addition, a data association technique is applied to associate some of the sensor data with a specific ship. Finally, the digital twin is implemented using the result of convergence of multiple sensor data such as AIS, Radar, and Camera.|디지털 트윈은 현실 세계의 물리적 모델을 디지털 환경에 복제하여 구현하는 것을 뜻한다. 디지털 트윈을 이용하면 현실에서 이루어지는 일들을 가상의 세계에서 미리 진행하여, 미래를 예측할 수 있고 제품 품질 향상, 개발비용 절감 등의 이점을 얻을 수 있다. 실제로 스마트시티나 제조분야에서는 연구 및 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 이처럼 자율운항 선박의 알고리즘을 검증하기 위해 실제 항만에 존재하는 선박들을 재현하는 디지털 트윈을 구축하고 이를 활용한다면 시간적·비용적 측면에서 이득을 얻을 수 있다. 하지만 현재 디지털 트윈으로 항만 환경을 구현하는 사례는 미비한 상황이다. 자율운항 분야에서는 무인선의 검증이 중요한데, 실제 크기의 자율운항 선박 제작 시 막대한 비용이 발생하며 실험환경으로의 접근성과 사고 발생 위험성 등의 문제로 실증에 다수의 어려움이 존재한다.
따라서 본 연구는 센서 융합 기술을 활용한 부산항 해역 디지털 트윈으로 자율운항 알고리즘을 검증할 수 있는 시스템을 제안한다. 시뮬레이터 상에 실제 부산항과 유사한 해역 환경을 구성하고, 해상에 존재하는 실제 선박을 배치한다. 디지털 트윈을 구현하기 위해 ROS Gazebo 선박 시뮬레이터가 활용된다. 타선의 위치정보를 획득하기 위해 지상에 설치된 해역 데이터 수집장치로부터 센서 데이터를 수집한다. 데이터 수집장치는 AIS, 레이더, 카메라로 구성되어 있다. 레이더는 PPI(Plan Position Indicator) 영상정보에서 이미지 처리를 통해 타선의 위치 정보를 획득하고, 카메라는 딥러닝을 통해 특정 선박의 픽셀 좌표를 획득하여 위치 정보를 계산한다. 타선의 위치를 예측하고 보정하기 위해 확장 칼만 필터를 사용한다. 또한 여러 센서 데이터 중 일부를 특정 선박과 연관시키기 위한 Data association 기법을 적용한다. 마지막으로, AIS, Radar, Camera 등, 다수의 센서 데이터를 융합한 결과를 이용하여 디지털 트윈을 구현한다.1. 서론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 목표 및 방법 3
1.3 논문 구성 5
1.4 디지털 트윈 시스템 구성 6
2. 선행 연구 조사 9
2.1 센서 융합 기술 9
2.2 디지털 트윈 10
3. 선박 추적 시스템 15
3.1 센서 구성 및 이론 15
3.1.1 AIS 17
3.1.2 레이더 19
3.1.3 카메라 23
3.1.4 센서별 특징 32
3.2 센서 융합 기술 33
3.2.1 칼만 필터 33
3.2.2 확장 칼만 필터 34
3.2.3 데이터 연관 36
3.3 추적 결과 38
3.3.1 시스템 모델 38
3.3.2 시뮬레이션 성능 검증 39
3.3.3 실데이터 기반 추적 48
4. 디지털 트윈 시스템 51
4.1 ROS Gazebo 시뮬레이터 51
4.2 시뮬레이션 환경 개발 52
4.2.1 부산 해역 지형 구현 52
4.2.2 실해역 타선 구현 55
4.3 자율운항 알고리즘 검증 선박 58
4.3.1 테스트 선박 58
4.3.2 가상 센서 58
5. 결론 60Maste