Abstract
An anti-collision system between equipment is essential on a drill floor where multiple moving machines are operated simultaneously. This is to prevent accidents by halting the machines when required, by inspecting possibility of a collision based on the relative position data sent by the equipment. In this paper, we propose a framework for an Anti-Collision System (ACS) by considering expandability of the number of machines and computational speed, to promote development of drilling machines and corresponding ACS software. Each drilling equipment is represented as an object in the software with its own message format, and the message is constructed with serialization/deserialization to manage any additional equipment or data. The data handling process receives the current status of machines from the drilling control network, and relays a collision related message (including bypass signal) back to the machines. A commercial visualization software shows the bounding boxes moving with the equipment and indicates probable collision. It has been determined that the proposed system maintains total execution time below 5ms to process data from the network and relay the information hence, the system has no effect on the machine control systems having 100ms control cycle.
다수의 대형 이동식 장비들이 운용되는 시추 작업장에는 장비 상호 간의 충돌을 방지하는 시스템이 필요하다. 장비들이 보내는 신호를 수신하여 상대적인 위치를 비교함으로써 충돌 가능성을 검사하고 필요할 때는 정지하도록 하여 사고를 방지하기 위함이다. 복수의 장비 사이에 일어나는 충돌을 검사하기 위해 장비의 형태를 단순화한 경계상자가 사용된다. 경계 상자들이 겹치는 공간을 점검하여 충돌을 파악하는 방식이다. 하지만, 시추 관련 핵심 장비 뿐 아니라, 충돌방지시스템도 소프트웨어를 수입하여 설치만 하였고, 이에 따라 기본 기술은 확보하지 못한 상태이다. 본 논문에서는 시추 작업에 사용되는 장비의 확장성과 연산속도를 고려한 충돌방지시스템의 프레임워크를 구성하여 장비와 충돌방지시스템 개발의 기반을 마련하였다. 각각의 시추 장비는 해당 소프트웨어에서 특정한 메시지 형식을 가진 오브젝트로 표현되고, 추가되는 장비나 데이터 형식에 유연하게 대처할 수 있도록 데이터를 직렬화/역직렬화 방식으로 구성하였다. 전체 시스템을 제어하는 네트워크로 부터 장비의 현 상태를 수신한 후 미리 규정된 약속에 따라 분류하고, 충돌을 검사하며, 바이패스 신호 등을 포함하여 움직임과 관련한 명령을 장비로 되돌려 보내는 데이터 처리 프로세스를 구현하였다. 상용가시화 소프트웨어를 사용하여 충돌 검사를 위한 경계 상자들이 장비와 함께 움직이며 충돌 발생 상황을 보이도록 하였다. 여러 대의 장비로 임의의 시추 작업장을 구성하고, 제시된 프레임워크가 정상적으로 작동하는 것을 확인하였다. 네트워크로부터 신호를 수신하여 처리한 후 관련 정보를 재송신 하는 데 걸리는 시간이 5ms 이하를 유지함으로써, 100ms의 장비 제어주기에 지장을 주지 않는 것을 확인하였다.