3차원 하중 맵을 이용한 지능형 화물적재 시스템의 설계

초록

4차 산업혁명의 시대로 접어들며 국가 간의 교역과 물동량이 크게 증가하는 추세이다. 현존하는 운송 방법중 가장 효율적인 방법인 컨테이너를 이용하는 대량, 다량의 해상운송이 가장 증가하고 있는데, 이에 따라 해상 운송사고 또한 증가하고 있다. 해상운송 사고의 유형 중 가장 많은 사례를 차지하고 있는 화물 추락은 부적절 중량 신고 컨테이너, 허용중량 초과적재로 인한 컨테이너 적재, 과적재 등 불균형 적재로 인해 발생하고 있다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 룰-베이스를 기반으로 생성된 3-D 하중 맵을 이용한 지능형 화물 적재 시스템을 제안한다. 특히, 로드셀을 활용하여 실시간 화물의 적재량과 적재 분포를 확인하여 사용자에게 보여줌과 동시에, 선박의 안정화를 유도하는 최적의 적재 적부 솔루션을 구현한다. 현재 컨테이너를 적재하고 선박에 적부하는 방식으로는 프로그램을 이용한 시뮬레이팅을 통해 이루어지고 있다. 하지만 부적절 중량신고 컨테이너의 경우, 화물의 컨테이너를 다 꺼내서 다시 측량을 받아야 하기에 시간과 비용적으로 소모가 크고, 시뮬레이팅을 통하여도, 실시간 무게 데이터를 통한 실측이 아닌 서류상의 무게 데이터를 통한 컨테이너 공간의 효율화 적재로만 이루어지고 있다. 본 논문에서 제안한 방식은 각 무게 센서들을 컨테이너 하단에 부착하여, 무게의 분포도와 실시간 무게를 확인하여, 임베디드 시스템을 통해 서버 DB에 저장하고, 룰-베이스 시스템이 룰-베이스 엔진을 통해 룰을 생성하여 무게 편향 코드를 생성한다. 컨테이너들이 선박에 적부됨에 따라 컨테이너에 부여된 무게 편향 코드들은 시스템상에서 행렬화 되어 컴팩션 과정을 거쳐 무게 가중치의 평준화를 통해 3-D 하중 맵이 나오게 된다. 임베디드 시스템은 Arduino Mega 상에서 Python을 사용해 구성하였으며, 시리얼을 통해 상호 간 실용성 및 효율성을 입증한다. 또한 본 시스템을 프로토타입으로 제작하여 시스템의 실용성 및 효율성을 입증한다.

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