특집기획｜선박 및 해양안전 분야-이내비게이션

위성통신, 선박충돌회피, 해적방어 등 관련 기술 다양

선박과 ICT가 접목된 융합기술의 결과물이 다양하게 나타나고 있다. 우선 선박-ICT 융합기술의 핵심으로 기대되고 있는 이내비게이션(e-Navigation) 개발이 정부의 전폭적인 지원을 등에 업고 차근차근 진행 중이다. 이미 전자해도 등 연관산업에서 탁월한 성과를 내고 있는 산업계와 더불어 정부도 이내비게이션 관련 표준화 사업 등 국제시장에서 선도적 입지를 다지기 위해 노력하고 있다. 국내 통신업계 선두주자인 SK와 KT는 해상위성서비스를 각각 제공하며 해사분야의 위성통신 사업을 강화하고 있으며, 안전한 선박운항을 위해 선박충돌회피시스템, 해적방어시스템 등이 개발돼 상용화를 앞두고 있다.

선박 ICT 기술개발에 있어서 우리 정부가 가장 중점적으로 육성하는 분야는 선박 e-Navigation(이하, 이내비)이다. 이내비는 기존 선박에서 이용되던 전자해도를 발전시켜 전자해도 기반 항법시스템 표준화를 구축하고, 육상에서 운항되는 해상정보를 분석 모니터링해 다시 선박으로 운항정보와 안전운항을 원격 지원하는 시스템이다. 국제해사기구IMO는 지난 2006년 5월 인적요인에 의한 해양사고 감소를 위해 이내비 도입을 결정하고 2019년부터 도입을 계획하고 있다.
 

이내비게이션- IMO 2019년 도입 결정,
세부계획 수립 중, 방대한 해사서비스MSP 16개 항목 이내비 하나로 해결
기존 전자해도에 운항정보, 해상정보는 물론 도선정보까지 다양한 데이터가 구현될 것으로 기대되는 이내비의 구체적인 도입방안은 아직 논의 중이다. 지난해 11월 IMO가 전략 이행계획을 발표했지만, 이내비게이션에 어떠한 데이터가 필수로 포함돼야 하는지 혹은 이내비게이션 장착을 신조선에 국한할 것인지, 중고선까지 확대할 것인지 등의 구체적인 방안은 아직 확정되지 않았다. 해양수산부 송태봉 해사안전시설과 사무관은 “예를들어 도선정보의 경우, 현재 일부 도선사들은 도선에 필요한 단말기를 사용하고 있는데 이러한 단말기에서 제공하는 정보들을 이내비에 얼마만큼 포함할 것인지에 대한 표준이 나와있지 않은 상태”라며, “국제 협의와 민간사업자와의 협의를 통해 조만간 액션플랜을 구체화할 것”이라고 밝혔다.

다만 현재까지 IMO가 계획하고 있는 해사서비스 포트폴리오(MSP, Marine Service Portfolio)가 향후 이내비에 포함될 주요 정보로 자리잡을 가능성이 크다. 해양수산부에 따르면, MSP는 총 16개로 △VTS정보서비스IS △항해보조서비스NAS △통항기구서비스TOS △지역항구서비스LPS △해상안전정보서비스MSI △도선서비스 △터그서비스 △선박육상보고 △원격의료 보조서비스TMAS △해상보조서비스MAS △해도서비스 △항해출판물서비스 △방해항해서비스 △기상정보서비스 △실시간 수로정보와 환경정보서비스 △수색과 구조SAR서비스 등으로 구성돼 있다.

민관협력 거버넌스 ‘이내비게이션 포럼’ 창립
국제 표준 위해 호주, 일본과 협력.. “시장선도 나선다”
이와 더불어 정부는 최근 이내비 민관협력 거버넌스를 창립하고, 국제표준 워크숍을 개최하는 등 동 산업 발전을 위해 적극적으로 움직이고 있다. 4월 14일 창립된 ‘이내비게이션 포럼’은 국내 산·학·연·관 전문가 48명으로 구성돼 이내비 사업의 성과평가 및 사업계획에 대한 자문, 그리고 연계·활용 가능한 사업을 발굴하는 등 협업기능을 수행하게 된다. 해수부에 따르면, 이날 포럼 창립식에는 보건복지부 보건의료정책관, 질병관리본부 센터장, 국립전파연구원장, 국방부 해군본부 관계자, 국민안전처 관계자 등이 참석했다. 이내비 사업이 국가 해상운송과 안전은 물론 원격의료, 국가 방위 등 연관분야에 시너지 효과를 낼 수 있다는 기대에서다.

정부는 이내비게이션 산업 육성을 위해 2016년부터 1,200억원 이상의 예산을 투입할 계획이다. 이내비게이션 관련 표준기술 및 선박위치기반 모니터링·원격운항지원 기술 등에 2020년까지 670억원, 연안해역 통신장벽 해소를 위한 초고속 해상무선통신망 확충 및 육상 이내비 종합운영센터 구축 등 인프라 확충 예산에 2020년까지 639억원이 투입된다.
 

4월 20일에는 국제표준 워크숍을 개최했다. 동 워크숍은 그간 우리 정부가 이내비관련 소프트웨어 산업 육성을 위해 IMO에 소프트웨어 품질인증 기준 도입 필요성을 제안했으며, 올 3월 IMO가 ‘IMO 항해통신수색 및 구조전문위원회(NCSR 2)’에서 ‘이내비게이션 SQA/HCD 통합 가이드라인’을 승인함에 따라, 이에 대한 후속조치를 마련하기 위한 자리였다.
 

우리 정부가 제안하고 호주, 일본 등 국내외 전문가가 참여한 작업반의 연구를 통해 승인된 동 가이드라인은 SQA/HCD로 SQA는 소프트웨어 품질보증(Software Quality Assurance) HCD는 인간중심설계(Human Centered Design)이며, HCD내에 사용성시험 측정·평가(UTEA, Usability Testing Evaluation Assessment)가 포함된다. SQA는 이내비 관련 소프트웨어의 생산부터 폐기까지 전체주기에 대한 품질관리 기준이며, HCD는 시스템 설계와 개발 과정에서 인적 요소와 관련된 정보와 기술을 보장하는 기준이다. 또한 HCD에 포함되는 UTEA는 시스템설계와 개발 과정에서 사용자 요구사항과 안전성을 충족하도록 보장하는 기준이다. 정부는 동 워크숍을 통해 논의된 결과를 내년 ‘IMO 항해통신수색 및 구조전문위원회(NCSR3)’에서 보고할 예정이다. 해양수산부 관계자는 “우리나라의 이내비 선도적 역할 수행에 중요한 계기가 마련되고 있으며, 향후 산·관·연 등 공동연구를 통해 세부기술기준을 마련할 것”이라며, “세계시장 선점의 기회로 활용해 이내비 시장을 선도하는데 크게 기여할 것”이라고 밝혔다.
 

KT SAT, SK텔링크 위성통신 이용해 해상에서도 실시간 인터넷 가능
정부가 추진하는 이내비 사업과 더불어 선박과 해양안전을 도모하는 ICT 기술의 근간에는 통신기술이 있다. LTE 등의 지상망뿐 아니라 위성통신망을 활용해야만 육상과 해상간 정보 교류와 원격제어 또한 가능하기 때문이다.

이에 국내 대표 통신사인 SK와 KT는 각각 위성통신 자회사인 SK텔링크, KT SAT를 통해 해상위성서비스를 제공하고 있다. 이들 서비스들은 국제해사위성기구(인말새트, INMARSAT)와 국제전기통신위성기구(인텔샛, INTELSAT)를 이용해 관련 서비스를 공급하고 있는 상황이다.

지난 2012년 국내 최초의 위성전문회사로 설립된 KT SAT은 Fleet Broadband, M2M&SeaOne-Traking, Regional MVSAT, 글로벌 MVSAT 등 다양한 해상위성통신 솔루션을 제공하고 있다.

인말새트를 이용한 가장 안정된 해상위성통신 서비스인 Fleet Broadband는 전세계 해역에서 데이터, 스트리밍, 음성통화, SMS 및 505 긴급전화 서비스를 지원하고, M2M&SeaOne-Tracking은 실시간 해상 선박, 육상 차량의 위치추적을 가능하게 한다. KT SAT이 직접 쏘아올린 ‘무궁화5’호 위성망을 이용해 근해해상에서 서비스 되는 Regional MVSAT도 서비스되고 있으며, ‘무궁화5’호 위성망과 SpeedCast社의 글로벌 위성망을 이용해 글로벌 해역에서 서비스 되는 글로벌MVSAT도 안정된 서비스를 제공하고 있다.

특히 글로벌 오대양을 운항하는 선박에 안정적인 통신을 제공하는 MVSAT은 선상 WiFi 환경을 구축하고, SNS 솔루션인 ‘SeaOne Talk’를 이용해 선원들이 가족과 자유로운 소통을 할 수있게 해 큰 인기를 끌었다. 나아가 MVSAT은 선원복지 향상을 위한 솔루션 개발과, 소규모 이동통신 기지국을 이용해 한국에서 사용하는 휴대전화를 선박에서도 동일하게 사용할 수 있는 위성LTE 상용 서비스를 준비중이다.

KT SAT 측은 “선박에서도 육상과 동일하게 정보교환이 이뤄지는 시기가 도래할 것”이라면서, “육상 이동통신이 2G에서 LTE로 급속도로 변화한 만큼 해상에서도 무제한 해상위성인터넷서비스인 MVSAT을 통해 실시간 정보교환이 가능하다”고 소개했다.

KT SAT은 앞으로 정부가 추진하는 이내비 프로젝트는 물론 해운사에서 요구하는 에너지효율관리시스템, 실시간 선박운항 및 기상정보와 같은 효율적 운항관리를 위한 솔루션을 위성 IoT 기반으로 제공하며 추가 R&D 개발에 주력하고 있다.

SK텔링크가 지난해 출시한 ‘SK 스마트 샛(Smart Sat)’은 인말새트와 인텔샛을 이용해 선박, 육지, 항공기 등 위성통신이 필요한 영역에서 전화, 팩스, 고품질 데이터 통신을 지원한다. 동 서비스는 인말새트 ‘E&E(Existing&Evolved)’는 물론 인말새트 4세대인 ‘FB(FleetBroadband)’를 제공해 해상에서 바로 인터넷에 접속해 이메일, 뉴스검색, SNS 이용 등 다양한 인터넷 서비스와 안티바이러스, 해양기상정보, 선박운항 실시간 상태 모니터링 등 부가 서비스를 이용할 수 있다.

이와 함께 전서계 어디서나 초고속 고품질의 데이터 통신을 무제한으로 이용할 수 있는 VSAT 서비스도 지원한다. VSAT 서비스는 종량제부터 무제한 정액제까지 고객 요구에 맞춰 서비스가 가능하며, 데이터를 활용해 인터넷전화VoIP 서비스를 이용하거나 화상회의, 선박 CCTV 육상관제, 선원대상 원격교육 등 다양한 부가서비스와 연계해 활용 가능하다.

또한 IHO(국제수로기구) 표준규격에 따라 디지털로 제작된 전자해도인 ECDIS(Electronic Chart Display and Information System)를 제공한다. ECDIS는 위성통신과 연계해 월정액으로 이용할 수 있어 선사의 초기 구축비용 부담을 덜어준다는 설명이다.

SK텔링크는 향후 선내 무선인터넷 구축(선원별 데이터할당 및 제어 기능), 선박연료절감을 위한 하드웨어 기반 선박 최적 경제운항 지원 솔루션(Ship Performance Monitoring System), 선내 ICT 해사시스템(Vessel Information System) 등 위성통신과 연계한 특화 솔루션을 지속적으로 선보여 선원복지 및 선박 운항 경쟁력 향상에 기여할 계획이다.

더불어 5세대 위성통신서비스로 일컬어지고 있는 Global ExpressGX 서비스도 지원할 계획이다. GX는 인말새트에서 개발한 차세대 위성서비스로 초고속·대용량 데이터 서비를 지원하며, 동 서비스를 통해 선박에서는 통신을 통한 업무효율화 뿐 아니라 인터넷 이용과 같은 선원복지 향상에도 도움이 될 것으로 기대된다.

이처럼 위성통신 서비스는 선박과 해사산업에 큰 변화를 일으키고 있다. 현재 저속통신에서 고속통신으로의 변화는 수많은 솔루션과 연계돼 선박·해사산업의 발전을 가능하게 할 것으로 보인다. 선박 원격 모니터링, 화상회의, 선박 CCTV 뿐 아니라 다양한 어플리케이션을 진화된 위성통신을 통해 이용 가능하다. 바꿔 말하면 연료절감 등 선박의 효율적 관리, 진화된 안전관리, 선원들의 인터넷 접근성 강화를 통한 복지향상은 위성통신의 진화·발전이 필수라고 할 수 있다.

운항시 각종 위험정보 자동탐지 충돌 회피 시스템, 지능형 해적방어시스템 개발
이내비게이션, 선박위성통신 등과 함께 ICT 기술의 발전은 선박 안전과 보안분야에서 큰 역할을 할 것으로 기대된다. 지난해 현대중공업은 선박의 안전 운항을 돕는 ‘충돌 회피 지원시스템’HiCASS을 개발했다. 동 시스템은 항해 중인 선박이나 해상의 암초 등 각종 위험물을 최대 50㎞ 밖에서 자동으로 탐지해 충돌을 피할 수 있도록 최적의 항로를 제안하고 항해사의 행동지침 등을 안내해주는 것이 특징이다.

특히 LNG선, 컨테이너선 등 선종별 운항 특성과 파고, 해류, 바람 등 환경적인 변수를 고려해 위험 정보에 대한 정확도를 높여준다. ‘주의’, ‘위기’, ‘위험’ 3단계로 충돌 위험도를 알려 선박 운항의 안전성을 한층 향상시켰다.
 

특히 동 시스템은 ‘자동 레이더 추적장치’ARPA, ‘선박자동식별장치’AIS, ‘전자해도시스템’ECS 등 선박항해시스템과 연동되며, IMO의 선박 충돌방지규정(IMO COLREGS)에 따라 위험물의 위치와 거리 등 모든 정보를 종합·분석한다.
 

현대중공업은 지난해 개발한 충돌 회피 지원시스템을 장기 시운전 운항을 통해 성능 및 안정성 평가를 마친 뒤 오는 2016년부터 상용화할 계획이다. 현대중공업 측은 “충돌회피 지원시스템은 향후 선박의 안전 운항에 큰 역할을 한다”며 “국내 조선산업의 신성장 동력인 스마트십을 한 단계 진화시킬 수 있는 운항지원시스템 및 통합항해시스템INS 발전에도 기여할 것”이라고 밝혔다.
 

지능형 해적방어 시스템도 개발됐다. 대우조선해양이 개발한 지능형 해적방어 시스템DAPS은 해상에서의 해적선박 식별 및 퇴치를 위한 종합 선박보안 시스템으로, 기존 선박에 설치된 레이더 신호를 이용해 영상정보를 분석하고, 분석된 정보를 바탕으로 지능형 소프트웨어를 이용해 원거리의 의심 물체를 실시간으로 파악한다. 이를 통해 위험을 가할 수 있는 해적인지의 여부를 자동으로 판가름하는 것이다.
 

위험의 정도는 거리 반경에 따라 1,2단계로 나뉜다. 반경 약 2㎞까지 해적 의심 선박이 접근한 1단계에서는 의심선박에 고출력 지향성 스피커로 접근금지 경고방송을 함과 동시에 선내 경고방송으로 해적 침투에 대비한 선내 경계 근무 및 해적 퇴치 준비에 들어간다. 1단계에도 의심선박이 계속 접근할 경우 고출력의 음향대포와 물대포, 레이저를 사용해 해적의 접근을 실질적으로 무력화한다. 자동제어로 이뤄지는 1,2단계 수행에도 불가항력적인 해적의 공격이 계속되면, 선원들이 피난처로 대피한 후 안전한 공간에서 모니터링 및 상황별 대처가 가능하도록 설계돼 있다.
 

대우조선해양 측은 “항해 중 관할 국가 연안에서의 무기 소유 및 발포가 금지되고 있는 상황에서 DAPS는 선원의 신변보호를 위한 효율적인 솔루션”이라며 “앞으로 위성을 이용한 영상정보 제공 등의 기능을 보강해 해적 방어 뿐 아니라 각종 해양 사고의 원인 분석 등에도 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.

다산네트웍스 등 9개 산학기관, 선박·해양플랜트 해양네트워크 장비 국산화 나서
한편 외산 장비 의존도가 높은 해양 네트워크 장비 국산화를 위해 산·학·연이 힘을 모아 장비 국산화에 나서기로 했다. 지난해 발족된 ‘스마트크루즈도시포럼’은 9개 산학기관이 참여하는 사업단을 출범시켰다.
 

동 포럼은 통신장비 개발업체인 다산네트웍스를 중심으로, 창조경제연구회, 부산대학교 선박해양플랜트 기술연구원, 한국과학기술원 실내위치인식센터, 한국디지털병원 수출사업협동조합, 힉스코리아, 아시아태평양 도시관광진흥기구, 한국조선해양 기자재연구원이 함께 모여 대형선박 및 플랜트 등 조선해양 ICT 산업분야의 네트워크 장비 국산화 사업을 추진한다. 그간 값비싼 외국 장비에 의존해왔던 선박 및 해양플랜트 통신장비가 국산화될 경우, 수입대체 효과만 수조원에서 수십조원에 달할 전망이다.
 

동 사업단은 재래방식의 선박과 플랜트 및 항구도시를 ICT 기술을 융합해 스마트하게 변화 발전시킨다는 목표 아래 연구개발 및 사업화를 공동으로 추진할 계획이다. 다산네트웍스는 외산 조선해양 ICT 융합 산업 장비를 대체할 국산 네트워크 솔루션 개발을 담당한다.
 

선체에 적용되는 스위치 장비를 비롯해 무선랜(Wi-Fi) 및 IP 기반 무전서비스 등 선체 내외부 어디서나 신속하게 정보를 전달할 수 있는 네트워크 솔루션을 개발, 공급할 계획이다. 또 무선랜 기술에 기반한 크루즈 내 IoT(사물인터넷) 서비스도 만든다. 이를 활용하면 GPS 위치기반 서비스와 CCTV 연동을 통해 여객의 안전 및 크루즈 내 위험지역 통제를 용이하게 할 수 있다.
 

다산네트웍스 측은 “대한민국은 선박과 ICT 분야에서 글로벌 최고 수준이지만, 선박과 ICT 융합분야는 외산 기술에 의존하고 있는 것이 현실”이라며 “이번 ‘스마트크루즈도시포럼’ 발족을 통해 다산네트웍스가 해양산업계 네트워크 기술의 국산화를 선도하고 세계 시장으로 진출할 수 있도록 노력하겠다”고 포부를 밝혔다.
 

한편 ‘스마트크루즈도시’ 사업은 현재 국내 2만톤급 ‘팬스타크루즈’를 통한 테스트베드 선박 협력이 완료된 상태며, 올 상반기 중 5개 내외의 해외 대형 크루즈와 별도 협정이 진행될 예정이다.