80,000 G/T급 크루즈선이 입항할 수 있는 터미널을 계획하고 있는 제주신항에 대하여 자연 ·환경 조건 및 방파제 등의 구조물 등을 고려하여 선박조종시뮬레이션을 실시하여 입 ·출항 및 접 이안의 안전성을 평가하고자 한다. 안전성 평가는 항로경계의 침범여부, 구조물과의 최근접거리, 선박조종자의 주관적 평가를 통계적으로 해석하는 방법을 이용하였다.
80,000 G/T급 크루즈선이 입항할 수 있는 터미널을 계획하고 있는 제주신항에 대하여 자연 ·환경 조건 및 방파제 등의 구조물 등을 고려하여 선박조종시뮬레이션을 실시하여 입 ·출항 및 접 이안의 안전성을 평가하고자 한다. 안전성 평가는 항로경계의 침범여부, 구조물과의 최근접거리, 선박조종자의 주관적 평가를 통계적으로 해석하는 방법을 이용하였다.
In accordance with the development plans of Jeju for international free city, Jeju new harbor will be constructed cosidering supporting Jeju city as an international tour city, safe arrival and departure at the terminal of 80.000G/T cruise ship. In this study, we used a full-mission ship handling si...
In accordance with the development plans of Jeju for international free city, Jeju new harbor will be constructed cosidering supporting Jeju city as an international tour city, safe arrival and departure at the terminal of 80.000G/T cruise ship. In this study, we used a full-mission ship handling simulator adopting 80.000G/T cruise ship manoeuvered at the planned Juju international cruise terminal. Five masters who have had a long experience of shop maneuvering ware called to carry out the simulations of which No. 1 , Np. 2, and No.4 scenario of simulation were tried twice, completed the total of 10 times and No.3 scenario of simulation once, reached at the total of 5 time. The marine traffic safety was assessed in terms of 1) the closest point of approach(CPA) to breakwater and quay in the vicinty and the probability of crossing fairway limit, 2)subjective evaluation such as the mental burden and the maneuvering disfficulty of shiphanders and 3) the opinions of shiphandlers. From th result of this simulation, we have a conclusion that the 80.000G/T cruise ship can be maneuvered safely at the planned terminal.
In accordance with the development plans of Jeju for international free city, Jeju new harbor will be constructed cosidering supporting Jeju city as an international tour city, safe arrival and departure at the terminal of 80.000G/T cruise ship. In this study, we used a full-mission ship handling simulator adopting 80.000G/T cruise ship manoeuvered at the planned Juju international cruise terminal. Five masters who have had a long experience of shop maneuvering ware called to carry out the simulations of which No. 1 , Np. 2, and No.4 scenario of simulation were tried twice, completed the total of 10 times and No.3 scenario of simulation once, reached at the total of 5 time. The marine traffic safety was assessed in terms of 1) the closest point of approach(CPA) to breakwater and quay in the vicinty and the probability of crossing fairway limit, 2)subjective evaluation such as the mental burden and the maneuvering disfficulty of shiphanders and 3) the opinions of shiphandlers. From th result of this simulation, we have a conclusion that the 80.000G/T cruise ship can be maneuvered safely at the planned terminal.
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문제 정의
『국제자유도시 개발계획』에 따라 제주지역을 국제관광 도시로 개발하기 위하여 80,000 G/T급 크루즈선이 자유롭게 입·출항 할수 있는 항만을 건설하기로 하였다. 이 연구에서는 80,000 G/T급 크루즈선이 계획된 국제여객부두에 안전하게 입·출항 및 접·이안이 가능한지 선박조종 시뮬레이터를 이용하여 고찰하였다.
따라서 이 연구에서는 80,000 G/T급 크루즈선의 접·이안이 가능토록 건설 예정인 제주신항에 대한 선박운항 안전성에 대해 고찰하고자 한다. 이 연구를 수행하기 위하여 전기능 실시간 선박조종시뮬레이터(Full-mission Ship Handling Simulator, 이하FMSHS이라 한다)를 사용하였으며 시뮬레이션은 조종 경험이 많은 선장 출신의 연구진들이 모델 선박을 직접 조종하고 그 결과를 통계적으로 분석·평가하여 안전성 여부를 확인하는 단계로 수행하였다.
또한, 선박이 바람, 조류 및 파랑을 우현 정횡에서 받는 경우에는 선박이 비록 동방파제 연장 선상의 항계를 침범하지 않았으나 동남쪽으로 심하게 압류되어 10m의 수심을 준설한 수역에 근접하게 되므로 통항 안전을 위해 다음과 같은 조치를 제안한다.
대상으로 하였다. 이 모델 선박은 실제 선박과 동일한 운동특성을 가지고 있으며 항해장비들 또한 실제 선박과 유사하게하여, 시뮬레이션 결과에 대한 신뢰성을 높이고자 하였다. 모델 선박의 제원은 Table 1과 같다.
할수 있는 항만을 건설하기로 하였다. 이 연구에서는 80,000 G/T급 크루즈선이 계획된 국제여객부두에 안전하게 입·출항 및 접·이안이 가능한지 선박조종 시뮬레이터를 이용하여 고찰하였다. 그 결과로서 제주신항을 입·출항 및 접·이안하는 크루즈선(80,000 G/T)은 이 연구의 결과에서 살펴본 바와 같이 장애물과의 근접거리에 여유가 있어 통항 안전성이 확보될 것으로 판단된다.
제안 방법
항로표지의 경우는 서방파제 끝단과 동방파제 끝단에 광달거리 20마일의 등대를 설치한다. 그리고 시뮬레이션 시나리오는 5명의 선장이 4회의 친숙과정을 실시한 후 미리 설정한 환경조건에 따라 무작위로 실시간 시뮬레이션을 실시하였다. 이상을 요약하면 Table 3과 같다.
되었다. 따라서, 제주신항에 대한 대형선박 입·출항 및 접·이안의 안전성, 최적의 항로, 항로표지의 배치, 선박운항에 대한 통제의 필요성 및 대형선박의 접·이안에 따른 예인선의 필요성 등을 검토하기 위하여 선박조종 시뮬레이션을 통한 전반적인 검토를 하였다.
최신 해도, 조석 및 조류도를 사용하였다. 또한 바람, 조류 및 수심 등과 같은 자연조건도 상기의 보고서에 언급한 신항만 건설이후 발생할수 있는 조건을 이용하였으며, 해도 및 수로서지는 현재의 자료를 이용하여 시뮬레이션을 실시 하였다. 상기와 같은 자료를 이용한 시뮬레이션의 조건 값은 Table 2와 같다.
또한, 시뮬레이션을 통한 안전성 검토와 함께 이 연구의 신뢰성을 높이고 예상되는 문제점을 최소화하기 위하여 현장조사, 관련기관과의 협의 및 면담 등을 통한 실태조사를 병행하였다.
4노트로 시뮬레이션을 실시하였다. 또한, 풍향과 유향이 선박에 동일한 방향으로 영향을 주는 최악의 상황을 적용하였으며, 해도의 수심을 사용하되 항로의 수심은 DL(-)13.0m, 항내 선회장의 수심은 DL(-) 11.5m로 한다. 제주 신항의 항로폭은 200m를 적용한다.
선박의 근접도 평가는 다음과 같이 실시한다. 먼저 접근시 위험이 예상되는 기준점 또는 기준선을 설정한후, 이 기준점 또는 기준선과의 최근접거리를 측정한다. 접·이안 안전성 평가의 경우 선회장의 외곽선이나 둘러 싸인 방파제 및 인근 부두에 접안한 선박이 위험 기준선이 될 수 있으며, 항구 입·출항시의 안전성을 평가할 경우에는 항로외곽선, 특정 부표 및 방파제 끝단 등이 기준선 또는 기준점이 될 수 있다.
조류를 이용하였다. 방파제가 건설된 후, 제주신항의 접·이안시의 조류는 낙조류 090°, 1.4노트, 창조류 265°, 1.4노트로 시뮬레이션을 실시하였다. 또한, 풍향과 유향이 선박에 동일한 방향으로 영향을 주는 최악의 상황을 적용하였으며, 해도의 수심을 사용하되 항로의 수심은 DL(-)13.
선박의 제어도에 관해서는 특정 수역에서의 조종성능, 항만배치 및 환경 조건에 따른 선박의 제어도를 평가하며, 평가 내용으로는 선수방위의 변동량, 요오레이트(yaw rate), 타각 사용량, 기관 사용량, 선박의 속력 및 접·이안시의 소요시간 등이며, 이 평가를 통해서 최적의 선박제어 내용을 알 수 있다.
실시간 선박조종 시뮬레이터를 이용하여 시뮬레이션을 실시한 모델 선박의 항적을 출력하여 장애물과의 근접도, 선박의 제어도를 파악하고, 조종자의 심적 부담도, 조종의 난이도 등 조종자의 주관적 평가를 파악하여 기록하였다.
이 연구 수행 중 선박조종에 영향을 줄 수 있는 항로, 천소 위치 등의 지리적 조건은 기본설계보고서를 참고하여 수행하였고, 최신 해도, 조석 및 조류도를 사용하였다. 또한 바람, 조류 및 수심 등과 같은 자연조건도 상기의 보고서에 언급한 신항만 건설이후 발생할수 있는 조건을 이용하였으며, 해도 및 수로서지는 현재의 자료를 이용하여 시뮬레이션을 실시 하였다.
0m/s)로 보고 있고, 자동차 전용선의 경우에는 접·이안이 가능한 한계 풍속으로 20노트를 보고 있다. 이 한계풍속 이상에서는 특별한 경우를 제외하고는 접·이안이 금지되기 때문에 이 연구에서는 풍속에 영향을 많이 받는 크루즈선의 경우 조종한계치를 자동차선과 동일한 풍속인 20노트를 한계풍속으로 사용하였다.
다. 입항하는 선박에 대해 정확한 기상, 해상정보를 제공한다. 특히 방파제 입구 부근에 모니터링 설비를 구축하여 기상정보와 함께 조류정보를 실시간으로 제공한다.
대상 데이터
이 연구는 해양수산부의 "제주신항 항만광역개발 기본계획보고서(제3권 신규항만개발계획편)"(1994. 9)(이하 "기본계획보고서"라 한다) 및 "제주신항 방파제(1단계)축조 실시설계용역 보고서" (2000. 12)(이하 "실시설계보고서"라 한다)를 토대로 시뮬레이션을 실시하였다.1)
선박조종 시뮬레이션을 이용한 연구 범위는 제주신항 개발 완료 후의 진입항로, 제주신항내의 선회장 및 부두 접안까지의 모든 수역이며, 연구의 범위는 Fig. 1과 같이 나타내었다.3)
이 연구에서는 제주신항에 대형선박의 접·이안이 가능토록 부두를 설계하므로, 입항 예정 최대선박인80,000G/T급 크루즈선을 대상으로 하였다. 이 모델 선박은 실제 선박과 동일한 운동특성을 가지고 있으며 항해장비들 또한 실제 선박과 유사하게하여, 시뮬레이션 결과에 대한 신뢰성을 높이고자 하였다.
조류는 시뮬레이션을 통하여 제주신항 방파제 건설 이후 발생할 조류를 이용하였다. 방파제가 건설된 후, 제주신항의 접·이안시의 조류는 낙조류 090°, 1.
데이터처리
또한, 시뮬레이션 반복 횟수, 대상 해역 및 선박의 특성 등을 이용하여 평가 및 검토를 하였으며, 시뮬레이션 결과 수집된 각종 자료들을 바탕으로 선박 조종 안전성을 주관적, 통계적 방법을 이용해서 분석 및 평가를 실시 하였다. 시뮬레이션 결과를 평가하는 방법에는 선박의 근접도, 선박의 제어도, 조종자의 주관적 평가법이 있다.
이론/모형
고찰하고자 한다. 이 연구를 수행하기 위하여 전기능 실시간 선박조종시뮬레이터(Full-mission Ship Handling Simulator, 이하FMSHS이라 한다)를 사용하였으며 시뮬레이션은 조종 경험이 많은 선장 출신의 연구진들이 모델 선박을 직접 조종하고 그 결과를 통계적으로 분석·평가하여 안전성 여부를 확인하는 단계로 수행하였다.
성능/효과
이 연구에서는 80,000 G/T급 크루즈선이 계획된 국제여객부두에 안전하게 입·출항 및 접·이안이 가능한지 선박조종 시뮬레이터를 이용하여 고찰하였다. 그 결과로서 제주신항을 입·출항 및 접·이안하는 크루즈선(80,000 G/T)은 이 연구의 결과에서 살펴본 바와 같이 장애물과의 근접거리에 여유가 있어 통항 안전성이 확보될 것으로 판단된다.
느낀다. 그러나 출항시에는 위험하다에서 안전하다고 응답으로 평균 0.0으로 안전하지도 위험하지도 않다고 느끼는 것으로 분석되었다.
따라서 조종자가 느끼는 위험감과 선박제어의 난이도에 의해 판단할 때 바람과 조류가 중첩되는 조건에서의 입항이 위험하다고 판단하는 것으로 분석되었다.
6으로 조사되었다. 따라서 조종자들은 입항시에는 위험하다고 느끼지만 출항시에는 위험하지도 안전하지도 않다고 느끼는 것으로 분석되었다.
이 연구에서 사용된 시뮬레이션은 FMSHS로 조류, 시계 및 바람 등의 환경조건과 파도, 파랑에 의한 영향 및 재현도 가능하여, 해상환경의 이미지를 실제와 유사하게 표현이 가능하다.
조종자가 느끼는 입항시의 위험감은 15매의 설문 중 아주 위험하다가 4회, 위험하다가 4회, 약간 위험하다가 7회로서 평균 -1.8로 조사되었고, 출항시의 위험감은 20매의 설문중 위험하다에서 안전하다가 느끼며 평균 -0.6으로 조사되었다. 따라서 조종자들은 입항시에는 위험하다고 느끼지만 출항시에는 위험하지도 안전하지도 않다고 느끼는 것으로 분석되었다.
후속연구
있다. 하지만 제주는 『국제자유도시 개발계획』이라는 장기계획을 세우고, 제주를 국제관광도시로 개발하기 위하여 대형선박(80,000 G/T급 크루즈선)이 입항할 수 있는 제주신항건설을 계획하고 있어 향후 제주를 국제자유도시로 탈바꿈을 하는데 많은 도움이 될 것으로 판단된다.
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