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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 부산항 제1항로 진입해역을 대상으로 해상교통량 조사를 실시하여 선박의 통항 항적을 분석하였고 통항 안정성을 고려하여 두 가지 항로 개선안을 도출하였다. 또한 Full Mission Ship-handling Simulator(이하, FMSS)를 이용하여 현행 항로와 제안된 항로에 대하여 각각 선박 조종 시뮬레이션을 실시하고, 그 결과를 분석하여 현행 항로에 대한문제점과 제안된 항로 개선안의 타당성을 검증하였다.
- 본 연구에서는 통항선박의 대형화, 교통량의 증가 등으로 변화하고 있는 부산항 통항 환경의 변화에 대응하고자 통항 개선안을 제시함으로써, 보다 안전하고 효율적인 부산항의 선박 통항 안전성을 보전할 수 있을 것이다.
- 여기서는 항로설계안 이외에 부산항 접근해역에 선박의 안전 통항을 위한 방안 검토하고자 한다.
제안 방법
- 개선된 항로설계안 이외에도 부산항의 진입항로 개선을 위해 오륙도 방파제 전면의 천수역을 준설, 예인선 및 예부 선의 통항 확보, 해군함정에 대한 관제 강화 등을 제안하였다.
- 근접도 평가요소로서 부산방파제 끝단을 근접도 측정 기준점으로 정하여 시뮬레이션 수행시마다 대상 선박이 부산방파제를 통과할 때 최근접거리를 측정하였다. 그 결과는 다음의 Table 5와 같으며 개선안 1안, 2안에 대한 최근접거리를 측정하여 평균값으로 나타냈다.
- 끝으로 부산항 진입해역의 안전한 통항 환경과 해양사고 방지를 위해 방파제 전면의 수심 준설 구간과 예부선의 통항 방안 및 해군 함정에 대한 관제의 필요성을 제안하였다.
- 단, 출항항로에서는 항로의 확장을 통해 부산 북항에서의 출항에 문제가 없다고 판단되어 현행항로 및 2개의 항로 설계안의 입항에 대하여 시뮬레이션을 실시하였고 그 결과를 다음에 제시한다.
- 또한, 현재 제1항로와 약 29°정도의 각을 이루도록 설치되어 있는 통항분리대의 출항항로 남쪽 한계선을 조도방파제 끝 부근에서 제1항로와 약 38°정도의 각을 이루도록 변경함으로써, 출항 선박이 조도 방파제를 통과한 후 가능한 한 좀 더 많이 우현으로 변침하여 내려가도록 하였다.
- 시 뮬레 이 션은 한국해 양대 학교에 마린시 뮬레 이 션 센터 에 설치되어 있는 FMSS를 이용하여 실시하였고, 부산항 도선사 2 명을 초빙하여 최악의 환경조건에서 시뮬레이션을 실시하였다. 단, 출항항로에서는 항로의 확장을 통해 부산 북항에서의 출항에 문제가 없다고 판단되어 현행항로 및 2개의 항로 설계안의 입항에 대하여 시뮬레이션을 실시하였고 그 결과를 다음에 제시한다.
- TSS에 대한 두 가지 항로 설계안을 도출하였고. 이 두 가지 설계안에 따라 FMSS를 이용하여 시뮬레이션을 실시하였다.
- 제1항로와 약 38°정도의 각을 이루도록 변경함으로써, 출항 선박이 조도 방파제를 통과한 후 가능한 한 좀 더 많이 우현으로 변침하여 내려가도록 하였다.
- 제어도 평가요소의 기술 통계량으로서 타각사용량, 기관사용량, 선회율 등을 사용하여 항로안전성을 평가하고자 한다. 각 요소에 대하여 시나리오 별로 평균과 편차를 산출하였다.
- 11의 항적도에서 볼 수 있듯이 선박은 통항분리대의 진입항로내의 북쪽 한계수역 가까이 접근하여 방파제 사이로 진입하였다. 출항하는 상대 선박과의 조우를 피하기 위하여 항로의 오른쪽 수역으로 항행하였으며, 결국 1척의 선박은 부산 방파제 0.5 마일 앞에서 항로의 경계를 벗어났다. 대부분의 선박은 입항하는 동안 계속적인 횡 압류로 인해 선박이 좌측으로 편류되었으며, 통항분리대의 진입항로 가운데 수역을 이용하여 방파제로 진입하였다.
- 현행 항로에 대한 시뮬레이션 수행 후 항적도를 분석하였다. 아래의 Fig.
- 현행항로의 문제점이 인식됨에 따라 부산항 제1항로 진입해역 TSS에 대한 두 가지 항로 설계안을 도출하였고. 이 두 가지 설계안에 따라 FMSS를 이용하여 시뮬레이션을 실시하였다.
- 환경조건은 시뮬레이션에 가장 불리한 조건으로 NE 20 kts, 조류는 최강창조류(230 °, l.lkts) 및 최강낙조류(050 °, 1.6kts)로 설정하였다.
대상 데이터
- 부산항 진입항로인 제1항로를 대상해역으로 설정하여 대상 선박은 부산 북항을 입출항하는 선박 중 AIS를 탑재한 선박이고, 2006년 8월 3일 15시부터 24시간 동안의 통항 선박의 항적을 조사 분석하였다.
- 시뮬레이션에 사용된 선박모델은 부산항을 주로 통항하는 선박인 4, 000TEU급 컨테이너선이다. 모델 선박의 상세는 Table 2와 같다.
- 아래의 Fig. 8 및 Fig. 11의 항적도에서 볼 수 있듯이 선박은 통항분리대의 진입항로내의 북쪽 한계수역 가까이 접근하여 방파제 사이로 진입하였다. 출항하는 상대 선박과의 조우를 피하기 위하여 항로의 오른쪽 수역으로 항행하였으며, 결국 1척의 선박은 부산 방파제 0.
데이터처리
- 한다. 각 요소에 대하여 시나리오 별로 평균과 편차를 산출하였다. Table 4을 보면 현행에서의 제어도와 항로설계안에서의 제어도 는 현저한 차이가 있는 것을 알 수 있다.
- 도출하였다. 또한 Full Mission Ship-handling Simulator(이하, FMSS)를 이용하여 현행 항로와 제안된 항로에 대하여 각각 선박 조종 시뮬레이션을 실시하고, 그 결과를 분석하여 현행 항로에 대한문제점과 제안된 항로 개선안의 타당성을 검증하였다.
이론/모형
- 부산항 접근수역에 대하여 선박교통흐름을 파악하기 위하여 AIS 및 전자해도 기반 해상교통량 분석시스템(정 외, 2007)을 이용하여 해상교통 조사를 실시하였다.
성능/효과
- ① 현행 항로에 비하여 남측항로에서 조도방파제 부근의 수역이 확장되어 있어 출항선이 조도방파제 통과 후 바로 변침함으로써, 본선의 방파제 통과와 출항선에 대한 피항이 수월한 것으로 파악되었다.
- ② 선박조종의 타각, 엔진사용량 및 선회율 등의 제어요소에 대한 분석결과, 현행 항로보다 현저히 낮게 나타났으며, 제 2안이 조선곤란도가 가장 낮게 나타났다.
- ③ 주관적평가결과 현행항로보다 선박통항에 안전한 것으로 조사되었다. 다만 저11안에서는 출항선과 교각이 커져 변침부담이 존재하는 반면, 횡압력으로 인한 항로침범의 위험은 줄어드는 것으로 나타났으며, 제2안은 제1안에 비해 출항선과의 침로 교각은 적으나 횡압력으로 인한 항로침범위험이 높은 것으로 분석되었다.
- 다만 저11안에서는 출항선과 교각이 커져 변침부담이 존재하는 반면, 횡압력으로 인한 항로침범의 위험은 줄어드는 것으로 나타났으며, 제2안은 제1안에 비해 출항선과의 침로 교각은 적으나 횡압력으로 인한 항로침범위험이 높은 것으로 분석되었다.
- 도출된 항로설계안의 타당성을 검토하기 위하여 현행항로 및 설계안에 따라 선박조종 시뮬레이션을 실시하였고, 그 결과 두 가지 항로설계안은 진입항로를 이용하는 선박이 현행항로 보다 넓은 진입수역을 확보하여 방파제 입구에서의 출입항 선박 통항 위험도를 줄임으로써 선박입출항 통항 안 전성을 높일 수 있는 것으로 분석되었다.
- 또한 부산항 진입항로의 경우 지리적 특성상 방파제 전면의 넓은 해역에서 방파제사이의 항로 폭 340m에 해당하는 가항수역으로 선박을 안전하게 조종하기 위해 다수의 입출항 선박들이 현행 항로의 경계를 벗어나 항행하는 것으로 해상교통조사 결과 분석되었다. 이러한 자연적 환경과 지리적인 특성으로 인해 통항에 위험을 느끼는 선박들이 진입항로를 준수하지 못하는 경우가 발생하고 있어 항로의 개선과 통항 선박의 안전 대책이 시급히 요구되고 있다.
- 이를 통해, 현행의 항로에서의 항행이 항로설계안에서의 선박 조종 제어에 보다 곤란한 것으로 나타났다. 특히 항로설계안 중 2안이 조선곤란도가 가장 낮은 것으로 파악할 수 있다.
- 제1안의 경우는 Fig. 9, Fig. 12의 항적결과도에서 나타난 바와 같이 북측항로의 확장으로 인해 본선의 좌측으로 여유 수역을 확보하여 접근함으로써, 출항선과 조우 시 평균 155m의 이격거리로 비교적 안전하게 피항할 수 있었으며, 근접 기준점과의 이격거리에는 별 차이가 없는 것으로 나타났다.
- 조사기간 동안 관측된 출항 선박은 총 21척이었으며, 조도방파제를 통과한 후 대체로 통항분리대의 출항 항로를 준수하며 통항하고 있음을 알 수 있었으나, 그 중 4척(19%)의 선박은 항로를 지키지 않고 출항하였다.
- 항로 설계안에 대한 시뮬레이션 평가 시 종합적인 조종 선호도를 조사해 본 결과 제1안과 제2안에 대한 비율이 7:5로 제1 안에 대한 선호도가 다소 높은 것으로 평가되었다.
후속연구
- 길이 397m)。〕입출항 하기에는 항로 폭이 부족한 것으로 검토(미국 항로설계지침의 최소 항로 폭 만족 및 PIANC Rule의 편도항로 최소 항로 폭 만족)되며(정 외, 2005; 박, 2001), 수심 역시 충분하지 못하여 저】1항로의 일부 구간과 신선대 및 감만부두 전면 수역에 대해 준설이 이루어져야 할 것으로 분석되었다. 또한 오륙도 방파제 전면에는 수심 17.
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