선박 자동화 시스템과 항해 계기

핵심 정리

선박 자동화 시스템은 항해와 기관의 운전·상태를 자동으로 제어하고 감시하여 운항 안전성을 높이는 체계다. 항만의 하역·물류 자동화나 선내 행정 업무와는 구별해야 한다. 선박 자동화는 운항과 기관을 대상으로 하며 항내 물류 자동화와 다르다. 항해 자동화는 선박 자동화 시스템이 담당한다. 자동화가 화물 적재량 자체를 늘리는 것은 아니다. 다만 기관 및 항해 관리 부담을 줄여 승무원의 근무 여건을 개선한다.

기능을 나눌 때는 무엇을 제어하는지 먼저 확인한다. 조타 제어 시스템은 선박의 방향을 조종하고 정해진 침로를 유지한다. 자동 조타 제어 시스템은 선박의 침로를 자동으로 유지하는 장치다. 주기관·추진 제어는 속력, 출력, 회전과 전진·후진을 다루며, 발전기·전력 관리는 전력 생산과 수급을 다룬다. 펌프와 밸러스트 제어는 유체의 이송이나 평형수 주입·배출에 해당한다. 스러스터는 선체에 횡방향 추력을 주어 저속 조종과 접안을 돕는다.

항해 계기는 조타실 또는 선교에 모여 있으며 레이더와 GPS 등이 항해 정보를 제공한다. 항해 계기는 침로·선속 등 항해 상태를 확인하고, 통합 선교 시스템은 선교에 항해 장비를 집중 배치해 정보를 통합 관리한다. 적재 계산기와 혼동하지 않는다. 적재 계산기는 적재 현황에 따른 배수량과 종강도 값을 계산해 표시한다.

자세히

선박의 자동화는 하나의 장치가 모든 일을 대신하는 방식이 아니라, 기능별 제어·감시 시스템이 각자의 대상을 맡고 운항에 필요한 정보를 주고받는 구성으로 이해한다. 항해 분야에서는 위치와 침로, 속력 등 운항 상태를 확인하고 그에 따라 조타나 항로를 제어한다. 기관 분야에서는 주기관과 보조 기계의 운전 상태를 확인하며, 필요한 경우 제어 명령을 전달하거나 이상을 경보한다. 선박 자동화 시스템은 위치 감시와 자동 제어로 운항 안전성을 높인다. 항해와 기관 상태를 한 곳에서 연계해 관리하는 방향은 개별 장치를 따로 보는 것보다 전체 운항 상황을 파악하기 쉽다. 자동화는 판단과 조작의 부담을 줄이는 수단이지, 선박의 적재 능력이나 물리적 성능을 직접 키우는 기능으로 보아서는 안 된다.

항해 계기의 역할은 계기별로 구별한다. 레이더는 전파를 이용해 주변 물체의 위치를 파악하는 데 쓰이며, 항로 표지와의 거리도 레이더 등 항해 계기로 측정한다. GPS는 위치 확인을 포함한 항해 정보의 근거가 되고, 여러 항해 계기는 선교에 설치되어 항해자가 운항 상태를 살피도록 돕는다. 침로와 선속은 항해 계기로 측정하는 항해 상태 값이다. 어군 탐지기처럼 어업 활동을 돕는 장비와 항해 계기의 기능을 혼동하지 않는다. 항해 장비의 정보를 모아 조타와 항로 관리에 활용하는 것이 항해 자동화의 흐름이다. 최적 자동 항해 시스템은 기상·해상 정보를 바탕으로 연료 소비가 적은 항로와 속력을 정한다. 선박 자동화 시스템은 최적 항로 운항으로 연료 소비를 줄일 수 있다.

기능별 제어 장치는 대상 이름과 실제 작동을 연결해 두면 선택지 판별이 쉬워진다. 조타 제어는 타각을 자동으로 조정해 방향을 제어하고, 오토파일럿은 정해진 침로를 따라가도록 조타를 돕는다. 조타 장치는 항해 중 침로를 변경하는 장치이며 주기관의 추진력을 발생시키지 않는다. 반대로 주기관 제어는 속력과 전진·후진을 원격으로 제어하고, 주기관의 회전수와 출력을 조절한다. 추진 제어는 기관의 출력과 추진기 회전을 다루며 주기관의 추진 동력을 제어한다. 프로펠러 제어는 주추진 프로펠러의 회전과 피치를 조절한다.

기관 자동화에는 기관실 기계의 자동 감시·제어가 포함된다. 감시 경보 제어 시스템은 기관 상태를 감시하고 이상이 생기면 경보를 울린다. 정비 관리 시스템은 설비의 점검 시기와 수리 내역을 관리한다. 재고 관리 시스템은 예비품과 부품, 선용품의 수량을 파악하고 관리한다. 사무 관리 시스템은 선내 행정과 서류 업무를 처리한다. 각 시스템은 대상이 서로 다르므로 점검·수리 이력, 경보, 재고, 행정 업무를 한 기능으로 묶지 않는다.

전력 관리 시스템은 발전기와 전력 부하를 제어하고 선박의 전력 수급을 관리한다. 선내 전원은 발전기가 공급한다. 발전기 제어 시스템은 선내 전력을 공급하도록 발전기를 관리하며 전력 생산량을 조절한다. 냉동기 제어 시스템은 냉동·냉장 장치를 관리한다. 펌프 제어 시스템은 선내 유체 이송을 조절하며, 밸러스트나 연료 등의 이송을 제어한다. 하역기기 제어 시스템은 화물 하역 장비를 관리하는 시스템이다.