실운항 데이터를 활용한 FFT 기반의 선박 횡동요 주기 추정 알고리즘 성능 분석

Abstract

선박은 안정적인 운항을 위해 충분한 복원성을 가져야 하며, 운항 중인 선박은 주로 GM(Metacentric Height)을 이용하여 선박의 복원성을 판단한다. 그러나 실시간으로 변화하는 해상 상태를 고려한 정확한 GM을 측정하기 위해서는 큰 비용과 복잡한 계산이 필요하다. 본 연구에서는 GM을 계산하는 방법의 대안으로 GM과 횡동요 주기와의 관계성을 이용하여 선박의 복원성을 추정하고자 한다. 전자경사계를 통해 수집된 시계열 데이터를 기반으로 주파수 분석과 통계 기법을 통해 선박의 횡동요 주기를 추정하였다. 결과적으로 선박의 복원성 판단 여부 가능성을 확인함으로써 소형선박 복원성 확보를 위한 초기 연구로 활용하길 기대한다.

Ships must have sufficient stability for stable operation, and ships in operation mainly use GM(Metacentric Height) to determine the stability of ships. However, it requires a lot of cost and complex calculations to measure the exact GM considering the changing sea conditions in real time. In this study, as an alternative to the method of calculating GM, the stability of ships is estimated using the relationship between GM and the rolling period. Based on the time series data collected through the electronic inclinometer, the rolling period of the ship was estimated through frequency analysis and statistical techniques. As a result, it is expected to be used as an initial study to secure the stability of small ships by confirming the possibility of determining the stability of ships.