전기전자/정보통신

전자정보통신학회지_2022.2 소특집 (p163~167)

해운 ICT 기술의 최신 동향
시장동향 및 기술동향

머리글

세계의 인구 증가에 따라, '사람', ‘사물’의 움직임도 활발해지는 가운데, 세계의 생명선이자 글로벌 경제에 직결되는 해운 업계에는 ICT의 거대한 비즈니스 찬스가 존재한다. 해운 업계에서는 글로벌한 개편이 진행되고 있으며, ICT를 활용한 솔루션이 잇따라 탄생하고 있다. 이번 보고서에는 해운 업계에 대한 젊은이들의 참여를 기대하며, 해운 업계의 디지털화 증가치의 크기를 전달함과 동시에, 해운 분야에서 세계 및 일본이 안고 있는 과제와 그 대책을 위한 ICT 활용의 최신 동향에 대해서 설명한다.

각 장의 구성으로는 2장에서 해운 업계의 개관에 대해서 설명하며, 3장에서는 해운 업계가 안고 있는 큰 과제와 대응 사례에 대해서 기재한다. 4장에서는 환경보호와 해운 디지털화에 관한 국내외 제도·정책의 동향에 대해서 개요를 기재하며, 5장에서는 과제에 대응하기 위한 다양한 기술의 동향을 예를 들어 구체적으로 기재한다. 6장에서는 향후의 기대에 대해 정리한다.

5. 시장동향 및 기술동향
5. 1 육해공 선박 연료의 변화, 조선 시장의 동향
SeaASIA2019에 보고된 DNV GL에 의한 연간 에너지 사용량의 예측에 따르면, 2050년까지 자연에너지 등의 비(非)화석 에너지의 사용 비율이 50%까지 증가할 것으로 예측되고 있다(나머지 50%가 원유 및 천연가스 등의 화석 에너지), 화석 에너지의 내역으로는 2020년대 후반부터 석유·석탄의 사용량은 하향세가 되면서 천연 가스의 사용량이 주(主)가 될 예상이다.

5.2 오픈화(협업)의 동향
해운을 포함한 해양 사업권 전체는 지금까지는 폐쇄적인 세계라고도 할 수 있으며, 각종 과제에 대한 대책도 한 기업만의 경험, 지식에 의한 대응이 이뤄져 왔다. 그러나 지금까지 이상의 개선을 실시하려면 선박 회사, 조선소, 기기 제조사 등의 외부 파트너와의 개방적인 연계가 필요하게 되었다. 그래서 최근에는 예컨대 연료 비용 삭감이라고 하는 과제에 대해서도, 각 조직이 연계해 효율적인 비용 절감을 이뤄내기 위한 기반의 하나로서, 선박 데이터 센터와 같은 데이터 축적·분석·공유 플랫폼 등이 협업으로 구축되고 있다. 각 기업은 그 동안의 마인드 변혁을 통해 타사 협업 전략을 중시하고 있다.

5.3 해운 ICT 기술의 동향
Marine Industry4.0의 시대가 되었다고 일컬어지고 있으며, ICT 기술의 진화를 통해 해운은 사물을 옮길 뿐만 아니라, 배를 운항하는 것 자체도 비즈니스가 될 수 있다. 해역 정보나 선내를 센싱하여 얻을 수 있는 항해 정보 등도 판매되는 시대가 되었다. 선박에는 다양한 센서를 탑재해, IoT(Internet of Things) 기술로 운항 정보로서 송신되어 AI, 시뮬레이션, 모델링과 같은 기술로 처리된 효율적인 운항에 응용된다. 선박 간, 항구 간, 각 거점 간은 온라인으로 연결되어 정보가 교환되고 있다. 조선 업무나 항해 계기의 운용도, 스마트폰이나 스마트안경으로 관리하는 시대가 되었다. 한편, 배, 항구, 사업 거점 간이 연결됨으로써 시큐리티 대책과 같은 커다란 과제도 생겨나고 있으며, 사이버 시큐리티 기술도 주목되고 있다. 또한, 각 거점이 연결되기 위해서는 주고받는 데이터의 호환성, 예를 들면 데이터 포맷 이나 스토리지 등의 아키텍처의 통일화도 커다란 과제가 되고 있다.

5.4 AI 기술 활용의 동향
예컨대 조선 업무를 예로 들면, 업무가 복수의 복잡한 프로젝트 구성이 되어 있으며, 또한 짧은 납기, 전문가 부족, 복잡한 도구(Tool)들, 노하우 결여 등의 다양한 과제를 안고 있다. 따라서, 작업을 높은 신뢰 및 효과적인 작업에 최적화할 필요가 있으며, 그러기 위해 업무의 내부에서 데이터 처리 등에 AI가 활용되어 업무를 지원하고 있다.

5.5 탐사 정보 제공 기술의 동향
IoT 기술에 의한 해역 정보나 운항 정보의 센싱에 관해서는 엣지(선박 측)에서의 처리가 요망되고 있다. 데이터의 전송 비용 및 보안이나 지연을 고려하여 대량의 센싱 데이터를 전부 클라우드에 전송하는 것이 아니라, 어느 정도 처리하고 결과를 클라우드에 전송하는 것이 고려되고 있다. 엣지 측으로부터 전송되어 온 정보의 처리에 관해서는 단순히 가시화시키는 것뿐 아니라, 기계 학습도 활용해 예측도 포함한 운항 지원 처리가 요구되고 있다.

5.6 위성 통신 기술의 동향
바다에서는 육지와 멀리 떨어진 곳으로 나가면 4G와 5G와 같은 모바일 네트워크가 연결되지 않아, 주로 위성통신이 통신 수단이 된다. 선박 위성통신은 육지에서의 통신보다 15년 뒤처져 있다는 말도 있지만, 지금까지 메일 등을 이용할 수 있는 ‘아날로그 선박’ 수준에서 현재는 한정적으로 인터넷 이용이 가능한 ‘커넥티드 선박’ 수준에 달하고 있다.

또한 비교적 저지연으로 고속통신을 가능하게 하는 LEO(Low Earth Orbit satellite, 저궤도 회전 위성)의 활용도 주목되고 있다. 통신의 신뢰성도 중요하며, 예를 들면 Marlink사가 제공하는 위성 회선의 특징은 항상 2개에서 3개의 위성과 연결되어 있는 용장(冗長) 구성으로, 단 1초도 끊기지 않는 통신을 목표로 하고 있다고 한다.

한편, 이리듐 위성통신도 진화하고 있으며 Iridium사에 따르면, 이리듐 NEXT 위성으로의 교체를 이미 마쳤으며, 새로운 Iridium Certus라는 위성통신에서는 704 kbit/s(그 다음의 1.4 Mbit/s에 까지 대응 가능)의 통신이 가능하다. 이는 과거 인마샛(Inmarsat)의 Fleet Broadband FB500의 432kbit/s보다 훨씬 빠른 것이다.

5.7 자율운항 기술의 동향
GPS정보를 바탕으로 배를 자동으로 항해하는 기술은 예로부터 있었으며, 일본의 어선도 이러한 오토 파일럿 기능으로 자율운항을 하고 있는 경우도 많다. 현재는 기본적으로 메뉴얼대로 키를 잡을 필요는 적지만, 더욱이 지금은 적절한 항로까지 자동으로 설정해 주는 기능으로 진화하고 있다. 적절한 항로란, 예를 들면 안전하고 저연비로 항행 가능한 항로를 의미한다.

이를 시스템 측에서 자동 계산한다. 다만 어려운 점으로는 자동차일 경우, 기본적으로 도로, 신호, 다양한 시그널이라는 센싱 대상이 있으므로 자율주행 기술이 검토되고 있지만, 바다에는 그런 표시가 기본적으로 없다. 그런 가운데 어떻게 리스크를 회피하면서 자율적으로 항해할 지가 어렵다.

해외에서는 2025년의 자율해사운용시스템을 목표로 한 OneSea프로젝트 등의 실시도 추진되고 있다. 국내 동향에 관해서는 토탈 코스트에서 경쟁력이 있는 것은 완전 무인화가 아니라 유인 자율운항 선박이라는 견해가 있으며, 유인 조선(操船) 지원 시스템의 구축이 주로 실시되고 있다.

예를 들어, 전자 해도(海圖, Charts) 상에 대한 항로 작성, AR에 의한 주변 시인(視認)의 지원(특히 야간 항행 시의 감시 지원), 바다 기상 정보 표시, 입출항 시의 선내 작업의 템플릿화(효율화)와 같은 지원을 실시할 수 있는 시스템 구축을 통해 인적 오류의 커버 및 저연비 대책 등 유인에서의 조선(操船) 지원이 실현되려고 하고 있다.

5.8 사이버 보안 기술의 동향
2017년, NotPetoya바이러스(하드 디스크가 읽을 수 없게 되는 바이러스)에 의해, 매출액 세계 최고의 해운 업체인 머스크(Maersk)사(덴마크)가 큰 피해를 입었다. 머스크사는 세계 각국의 항구에서 15분에 1회 입항할 정도로 거대한 해운 업체이지만, 서버 4,000대, PC 4만 5,000대가 피해를 입고 재설치가 필요하게 되어, 그 피해액은 300억엔에 이른다고 한다.

현재, 해운 업계에 대한 사이버 공격의 종류로는, GPS를 공격해 선박의 위치 확인을 불가능하게 만든 다음, 정상 항로에서 벗어나게 하여 가로채거나, 비축 기지를 온라인으로 공격해 오일과 가스를 착취하는 등의 범죄가 있다. 그 때문에 해적 행위를 감시할 수 있게 하는 시스템의 요구가 있는 반면, 선원의 시큐리티에 대한 교육도 필요하다.

다만 모든 것을 예방하는 것은 어려우며, 사이버 보안에서 사이버 레질리언스의 사고방식이 바뀌는 추세이다. 앞을 예측하고 사고를 줄이는 방안 및 피해를 줄여 얼마나 빨리 회복하느냐가 중요하다고 생각된다.

5.9 훈련·인재 육성을 위한 기술의 동향
새로운 세대에 새로운 스킬이나 규율이 나오면, 새로운 훈련과 시험 솔루션도 필요해진다. 해외에서도 선박의 설계부터 운용까지 지원하는 시뮬레이션 솔루션 등이 판매되고 있으며, 선박에 새로운 기능을 구현하기 전에, 디지털 트윈 수법으로 버추얼(가상) 선박을 만들어, 시뮬레이션을 실시하는 것이 가능해졌다.

5.10 선박 내 캐시리스화 기술의 동향
그 동안, 대부분의 장기 항해선의 선원 급여는 선상에서 현금으로 지급되어 왔다. 그러나 많은 현금을 선박에 실어 지급하는 것은 매우 위험하며, 반대로 배에 매월 송금하는 것 또한 선박 관리 회사로서는 부담이 크다. 비경(秘境)·위험지역을 항행하거나 체류하는 선박에 대해서는 더욱 위험도가 높으며, 선원이 가족에게 송금하는 것도 쉽지 않았다. 그 때문에, 해상 직원용 전자화폐 디지털 플랫폼 서비스 등, 캐시리스화 서비스가 국내에서도 시작되고 있다.

5.11 탄소 대책 기술의 동향
일본유센(郵船)에서도 현재 LNG 연료선으로 시프트하는 경향이 있으며, 세계에서는 이미 LNG선의 운항이 진행되고 있다. 게다가 향후에는 크루즈선도 포함해 배터리 구동 선박의 운용이 예상된다. 그 때문에 배터리나 연료로 얼마나 장거리 항해를 실현하는가 와 같은 과제를 극복할 필요가 있다.

6. 맺는 글
일본은 세계에서도 유수한 해운국가이며, 서두에 말했듯이, 한번에 대량의 짐을 옮길 수 있는 해운은 특히 무역에서 매우 중요한 역할을 맡고 있어, 일본의 경제 및 사람들의 삶의 근저부터 뒷받침하고 있다.

한편, 해운 업계는 인터넷에 연결되는 것이 가장 뒤처진 분야이기도 하며, ICT를 담당할 인력이 적은 업계이기도 하다. 또한, 저출산 고령화로 인해, 미래를 도맡을 젊은 인원도 감소세이다. 이러한 상황에 있기 때문에 더욱 디지털화의 발전 가능성은 매우 크며, 선박의 운항뿐 아니라 항구의 설계, 운용, 에셋 관리 등, 항구에는 스마트화해야 할 필드가 상당히 많이 존재한다.

현재는 코로나19로 큰 영향을 받고 있지만, 코로나19 사태에서 벗어나고 있으며, 물자의 수출입 또한 급속히 늘어나, 세계의 무역량 자체도 증가 추세이므로 장기적인 시점에서 해운 업계는 성장 산업으로 보여진다. 또한, 국제성이 풍부한 이 업계에서는 글로벌 하게 활약할 수 있다는 매력도 있어 젊은이들의 참여도 크게 기대되고 있다.

 -- 끝 --