해상수색구조를 위한 표류체 이동경로 예측 기술 검증 연구

Abstract

Recently, the frequency of maritime distress in Korea has been rising due to the increase in marine activities, posing a threat to the lives and property of citizens. This study aims to validate the trajectory prediction technology for drifting objects to contribute towards mitigating the damages caused by maritime distress. In this study, the verification of OpenDrift was conducted using satellite drifter data from the Korea Hydrographic and Oceanographic Agency. OpenDrift, a Monte-Carlo based Lagrangian trajectory modeling framework, allowing the consideration of Leeway, which is an important factor in predicting the movement of maritime drifting objects. Four methods (Normalized Cumulative Lagrangian Separation, Root Mean Squared Error, Mean Absolute Error, Euclidean Distance) were used to evaluate the performance of the simulation results, and no significant performance difference was observed between the simulations considering both ocean current and Leeway and those only considering ocean current. However, in the analysis of Location Prediction Conformance for maritime search and rescue appropriateness, the simulation considering Leeway showed better performance. Thus, this study suggests the importance of considering Leeway in the trajectory prediction experiment for effective maritime search and rescue. It is expected that future improvements in this research methodology can be utilized in determining the movement trajectories and predicted location of various floating objects such as marine debris, satellite drifters, and sea ice.| 최근 국내 해상활동 증가에 따라 해상조난사고의 발생빈도가 높아지고 있어 국민의 생명과 재산이 위협받고 있다. 본 연구는 표류체 이동경로 예측기술을 검증하여 해상조난사고 피해 저감에 기여하는 것을 목표로 한다. 실험은 국립해양조사원의 위성뜰개 자료를 활용해 OpenDrift 검증을 수행하는 것으로 진행되었다. OpenDrift는 Monte-Carlo 랜덤 입자 기반 라그랑지언 이동경로 추적 프레임워크로써, 해상 표류체의 이동경로를 예측함에 있어 중요한 요소인 Leeway를 고려할 수 있다. 모의 결과의 성능 평가를 위해 네 가지 방법 (Normalized Cumulative Lagrangian Separation, Root Mean Squared Error, Mean Absolute Error, Euclidean Distance)을 사용하였는데, 해수유동과 Leeway를 함께 고려한 경우와 해수유동만을 고려한 모의에서 뚜렷한 성능 차이를 보이지 않았다. 그러나, 해상수색구조 적합성을 평가하기 위한 Location Prediction Conformance를 분석한 결과, Leeway를 고려한 모의에서 더 좋은 성능을 보였다. 따라서, 이 연구의 결과는 효과적인 해상수색구조를 위한 표류체 이동경로 예측실험에서 Leeway를 고려하는 것이 중요함을 제안한다. 향후에는 이러한 연구방법을 개선하여 해양쓰레기, 위성뜰개, 해빙 등 다양한 부유체의 이동경로 및 예상 위치를 판별하는 데 활용할 수 있을 것으로 기대된다.