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문제 정의
- K-MACFOS는 해양사고의 수량화 D/B(Numerical D/B : N-D/B), 해양사고 예측모델, 통계결과 가시화 시스템 등으로 구성되어 있다. 이 논문에서는 N-D/B 구축에 관해서 기술한다.
- 해양사고 예보 시스템(K-MACFOS) 개발을 위한 첫 번째 과정으로서, 해양사고 수량화 D/B 구축과 그 유효성 평 가방 법에 관해서 연구하였다. 연구결과 요약은 다음과 같다.
제안 방법
- (1) 평문으로 구성된 해양사고의 질적 데이터 (qualitative data)를 양적 데이터 (quantitative data)로 변환할 수 있는 평가지표들을 개발한 후, 목포를 중심으로 하는 연구 대상 지역의 해양사고 수량화 DZB를 구축하고, 그 유용성을 확인하였다.
- (3) 정확한 해양사고 분석과 향후 해양사고 예측을 위한 모델 개발을 위하여 최적기간선정 방법을 제안하고 유효성을 평가하였다.
- 구축한 N-D/B는 지역구분 없이 전체사건을 수량화한 것과, 지역별로 해양사고를 재분류한 것으로 구분하였다. 지역 구분 N-D/B는 정밀한 해양사고 분석을 위하여 연구대상 지역의 위도 33N-35N 사이를 10분 간격으로 분할하고, 경도 124E-127E 사이를 20분 간격으로 분할하여 38(9x12)개의 셀(cell)에 연도별, 월별 등으로 해양사고 데이터를 입력한 것이다.
- N-D/B는 MATLAB'。을 이용하여 D/B 구축 프로그램을 작성한 후, Appendix Table 3의 수량화 목록을 기반으로 구축하였다. 구축한 N-D/B는 지역구분 없이 전체사건을 수량화한 것과, 지역별로 해양사고를 재분류한 것으로 구분하였다.
- 이 논문에서는, 먼저 N-D/B 구축을 위한 변환척도 (conversion scale) 개발과정과 N-D/B 구축내용을 기술하고, 구축한 N-D/B를 분석하여 연구대상지역의 해양사고 특징을 추출한 후, 그에 따른 N-D/B 유효성을 평가하였다. 그리고, 예측 모델을 개발할 때 고려해야할 사항을 검토하였다.
- 10은 NTD/B를 이용하여 11년간 연도별 연구대상 지역에서 발생한 해양사고 총 건수에 대한 막대그래프이다. 적용 기간에 따른 해양사고 예측결과를 검토하기 위하여, 1990-2000년의 11년간, 1991~2000년의 10년간, 1992 ~2000년의 9 년간 등 9가지의 적용기간별 해양사고 총 건수에 하나의 예측모델로서, 선형 파라미 터 법 (Linear-In-the-Parameter: UP)을적용하여 2001년 이후의 해양사고를 예측하였다. X-축은 연도, y-축은 사고건수 이다.
대상 데이터
- N-DZB 개발 대상기간은 비교적 해양사고 통계자료가 체계적으로 정리되고 발표된 1990년부터 최근 2000년까지 11년간으로 정하였다. 그리고, 11년간의 기간 중에서 해양사고 분석과 예측에 적용할 최적기간 결정은 다시 평가하였는데, 이 내용에 대해서는 상세하게 후술한다.
- 수량화 DZB(Numerical D/B : N-D/B) 개발대상 해역은 Fig.l에 나타낸 바와 같이 해양사고 다발지역인 목포를 중심으로 위도 33N-35N, 경도 124E~ 127E(제주도 연근해 포함) 의 서남권 해역으로 한정하였다. 대한민국 전체 해역에 대한 N-D/B 구축은 그 양이 방대하기 때문에 향후 정부주도로 추진되어야 할 것으로 사료된다.
- 이 연구의 최종목적은 해양사고 예측건수와 위험수준을 일기예보처럼 방송할 수 있는 대한민국 해양사고 예보 시스템 (Korean MArine Forecasting System : K-MACFOS) 구현에 있다. K-MACFOS는 해양사고의 수량화 D/B(Numerical D/B : N-D/B), 해양사고 예측모델, 통계결과 가시화 시스템 등으로 구성되어 있다.
이론/모형
- 국외 해양사고 통계 및 가시화 기법에 관한 연구는, P. Tuovinen et 弘1984)이 발틱해 (Baltic Sea) 에서 선박 해양사고에 통계학을 적용 . 분석한 것이 시초이다.
- 이 연구에서는 yl 년도부터 调 년도까지의 적용기간에 따른 해양사고 건수의 평균, 표준편차, 중간값 사이에 차가 가장 작게 나타나는 기간 D 源를 최적 적용기간으로 선정하는 방법(P. Tuovinen et al, 1984)을 이용하여 다음 수식(1)을 정리하였다.
- 3에서 1990~1996년까지 해양사고가 일정하게 발생한 지역이 199%년 이후에도 지속적으로 발생하고 있다. 이러한 특징은 후술하는 최적기간선정 기법에 고려하였다.
성능/효과
- (2) 수량화 D/B 분석결과, 연구대상지역의 해양사고는 1996 년을 기 점으로 지수함수적으로 감소하며, 기간경과와 함께 해양사고 특징이 다양한 형태로 변하기 때문에 올바른 해양사고분석을 위해서는 분석 적용기간 선정에 유의해야한다.
- 결론적으로, Fig.3부터 Fig.9까지의 분석결과로부터 연구대상 지역의 시대적 어업환경변화와 해상교통 환경변화 등을 감안할 때 구축한 N-D/B가 유용함을 알 수 있다. 그리고, 연구대상 지역의 경우, 1996년부터 2000년까지 5년간의 데이터를 적용하여 해양사고를 분석하는 것이 타당함을 알 수 있다.
- 9까지의 분석결과로부터 연구대상 지역의 시대적 어업환경변화와 해상교통 환경변화 등을 감안할 때 구축한 N-D/B가 유용함을 알 수 있다. 그리고, 연구대상 지역의 경우, 1996년부터 2000년까지 5년간의 데이터를 적용하여 해양사고를 분석하는 것이 타당함을 알 수 있다.
- 이러한 Fig. 4부터 Fig. 7까지의 결과는 연도에 따른 월별, 일별, 주별, 시간대별 등 시간관련 분석결과 들인더】, 대부분과 거 11년간의 데이터 모두를 적용한 분석보다는 1996년부터 최근 5년간의 데이터를 적용하여 분석하는 것이 최근의 어업환경 변화를 보다 적절하게 반영할 수 있음을 알 수 있다.
후속연구
- l에 나타낸 바와 같이 해양사고 다발지역인 목포를 중심으로 위도 33N-35N, 경도 124E~ 127E(제주도 연근해 포함) 의 서남권 해역으로 한정하였다. 대한민국 전체 해역에 대한 N-D/B 구축은 그 양이 방대하기 때문에 향후 정부주도로 추진되어야 할 것으로 사료된다.
- 장기 발전계획으로 표준화된 재결서양식을 개발할 예정(나 등, 2003)이다. 본 연구는 이러한 재결서양식 개발에 유용한 자료로 사용될 수 있을 것으로 생각한다.
- 또한, 해양수산부에서는 1970년대부터 해양사고의 집계 . 분석 결과를 통계백서(해양수산부, 2002a), (해양안전심판원, 2003)로 발표하고 있는데, 단순한 막대 그래프에 통계 결과를 표시하는 수준에 머물고 있어 통계 전문지식이 없는 사람도 쉽게 이해할 수 있는 가시화 기법개발도 필요하다. 국내 해양사고 D/B 구축과 관련된 연구는 '해상교통 D/B 구축을 위한 기본설계'(해양수산개발원, 1999)가 유일한 것으로 조사되었으나, 연구내용이 선박의 입 .
- 한편, 향후 해양사고 예측모델을 개발하는 경우를 고려할 때, 해양사고 분석과 마찬가지로 5년간의 데이터를 적용하는 것이 타당한지를 검토할 필요가 있다.
- 그래서 최종 N-D/B 구축에는 이러한 정보들에 대한 항목은 제외하였다. 해양안전 심판원에서도 이러한 재결서 작성 시의 문제점을 인식하여 향후 표준화된 재결서양식(나 등, 2003)을개발할 예정이다. Appendix의 Table 4와 Table 5에 나타낸 변환척도는 질적 데이터(qualitative data)를 양적 데이터 (quantitative data)로 변환하기 위하여 상선의 로그북(Log Book)에 기록되는 항목과 해양사고백서 등에 제시되고 있는 해양사고 분류기준을 따른 것이다.
- 향후, 개발한 수량화 D/B를 토대로 해양사고 예측모델을 개발하여 해양사고 예보 시스템을 구축할 예정이다.
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