[논문]선박의 의장시스템에 대한 안전성 및 Redundancy 평가 방법론 연구

문경태; 양영순; 윤여표; 유원선

doi:10.3744/snak.2010.47.1.076

선박의 의장시스템에 대한 안전성 및 Redundancy 평가 방법론 연구
The Study on Risk and Redundancy Assessment Methodology of Ship Machinery System 원문보기

大韓造船學會論文集 = Journal of the society of naval architects of korea, v.47 no.1, 2010년, pp.76 - 87

문경태 (서울대학교 조선해양공학과, 해양시스템공학연구소(RIMSE)) , 양영순 (서울대학교 조선해양공학과, 해양시스템공학연구소(RIMSE)) , 윤여표 (삼성중공업 여객선설계팀) , 유원선 ((주)인포겟시스템)

Abstract ▼ AI-Helper

According to the new rules and regulations (New SOLAS), major safety critical systems are to be designed to be redundant, which is called 'Redundancy Design'. This paper was to quantitatively analyze the degree of influence of the redundancy design applied to major safety critical systems using IMO's FSA(formal Safety Assessment) method. For the purpose of this study, the diesel engine system, which is actually one of major safety critical systems, was dealt with FMEA, FTA and ETA technique. In addition, whether the redundancy was met or not was verified and the degree of safety, or redundancy, was represented in terms of reliability. In conclusion, the safety of propulsion systems is possibly assessed systematically by estimating the risk level in terms of frequency and fatality.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서, 본 연구에서는 주요 의장시스템인 추진시스템의 고장 및 오작동으로 인해 생길수 있는 위험도의 평가방법론을 제시하였다,
본 논문에서는 현재 큰 이슈가 되고 있는 성능 기반 기준(performance based standard)인 SRtP 법규와 관련된 주요 의장시스템의 리던던시(redundancy)가 실제 안전성에 미치는 영향을 IMO 의 공식안전성평가(Formal Safety Assessment, FSA) 과정을 통하여 정량적으로 평가할 수 있는 방법론을 연구하였으며, 이를 통한 위험도 기반 접근방법 및 GBS 에 대한 대비를 도모하였다.
본 평가의 목적은 추진시스템의 고장으로 인한 인명 피해의 위험성 및 여유설계를 통한 안전성 향상 수준의 정량적 평가이다. 기존의 FSA 의 분석은 주로 사상자(fatality)가 일어나는 충돌(collision), 화재/폭발(fire/explosion) 등의 위험도 모델을 기반으로
가설 설정
- 4. Flooding 으로 인한 fatality rate 는 Slow sinking 의 경우 12%, Rapid capsize 의 경우 66%라 가정. (시뮬레이션을 통한 계산 값)
- 후)4.해석">4. 해석 시 혼동의 여지가 없도록 구체적이어야 한다.

제안 방법

본 논문에서는 추진시스템의 안전성 및 리던 던시를 정량적으로 평가하기 위해서 SRtP 의 대상이 되는 RoPax 선박에 대한 FSA 를 통해 Loss of propulsion 의 위험도 모델(risk model) 을 구성하였고, 이를 바탕으로 추진시스템의 위험도를 F-N curve 로 도출하였다.
본 분석단계에서는 추진시스템의 고장으로 인해 일어날 수 있는 Consequence 를 사건수 분석 (Event Tree Analysis, ETA)을 통해 분석하였다. 추진시스템의 고장을 Initial Event 로 보고 이와 관련하여 영향을 미칠 수 있는 통제척도(Control measure, CM)들을 선정하여 전체 ETA 를 ">이루어져왔다. 본 연구에서는 추진시스템의 고장이라고 하는 위험도를 분석 대상으로 삼았기 때문에, 추진시스템의 고장으로 인해 좌초(stranding/grounding)가 연쇄적으로 일어나는 사고 시나리오를 설정하여 위험도 모델을 구성하였고 이를 통해 계산된 위험도 수준을 F-N curve 로 나타내었다.
본 연구에서는 7 개의 CM 을 설정하여 Event Tree 를 구성하였다. Hansson and Kiær(1997)에 의하면 좌초(grounding)가 일어날 확률은 FSA 의 대상이 되는 시스템은 여유설계가 요구되는 추진시스템이다. 시스템은 고장 확률 데이터가 존재하는 수준에서 제시하였다. 후)사건 수">사건수 분석 (Event Tree Analysis, ETA)을 통해 분석하였다. 추진시스템의 고장을 Initial Event 로 보고 이와 관련하여 영향을 미칠 수 있는 통제척도(Control measure, CM)들을 선정하여 전체 ETA 를 구성하였다. 일반적으로 CM 의
대상 데이터
- FSA 의 대상 선종은 SRtP 가 적용되는 RoPax 로 선정하였다. Table 3 에서 제시된 GCAF 는 각 RCO 의 경제적 효율성을 따지는 순위의 척도로 보는 것이 적절하다. 본 연구에서 제시된 RCO 중 가장 효율적인 RCO 는 RCO3(Improved system repairability)이다. 각 RCO 의 효과는 Fig.
- 후)이때의">이 때의 관련 자료는 기존의 IMO FSA:RoPax 연구자료(IMO 2008b)를 참고하였다.

이론/모형

본고에서 다루는 추진시스템의 고장확률에 대한 분석은 주로 결함수 분석(Fault Tree Analysis, FTA)방법론을 이용한다.
후)이때 구체적인">이 때구체적인 사망자의 수는 FSA:RoPax 연구 자료 (IMO 2008b)를 참고 하여 계산하였다. 후)이때 추진시스템">이 때 추진시스템 및 위험도 모델의 기본적인 구성은 Svein Kristiansen(2005)를 참고 하였으며 Fig.4 와 같다.

성능/효과

이 결과에 따르면 RCO3 을 제외한 대부분의 RCO 가 GCAF>3M 에 있는 범위에 있으나, 본 연구에서는 모든 위험도 모델이 아닌 Loss of Propulsion 에 대해서만 효용성을 따졌기 때문에 실질적인 GCAF 는 낮은 값을 가질 수 있다.

후속연구

또한 본 연구에서 구성된 의장시스템의 위험도 모델이 의장시스템의 설계 시 비용-성능-안전을 모두 고려한 Risk Based Design 을 하는데 이용될 수 있을 것이라 생각된다.
이러한 흐름에 따라 한국의 조선업계에서도 SRtP 및 대체설계 등 위험도/성능 기반 법규에 대한 대비를 할 필요성이 있으며, 실질적으로도 향후 개발할 새로운 개념의 선박들에 대한 안전성 문제를 해결하기 위한 확률 기반의 위험도 기반 접근방법에 대한 연구가 필요하다.
이를 바탕으로 다른 주요 의장시스템들에도 적용하여 선박의 의장시스템에 대한 위험도를 분석하는데 이용할 수 있을 것이라 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	대형 해양사고의 위험이 증가하는 원인은?	최근, 국제교역의 확대에 따른 선박의 고속화및 대형화, 해양자원 개발을 위한 해양구조물의 증가 및 대형화, 대형 여객선의 등장 등으로 인하여 대형 해양사고의 위험도 급격히 증가하고 있다.
	대형 해양사고의 위험에 대응하기 위해 IMO에서 제시하는 것은?	국제해사기구(IMO)에서는 이에 대응하기 위해 지금까지의 경험기반의 결정론적 접근방법 (deterministic approach)이 아닌, 확률기반의 위험도 기반 접근방법(risk based approach)과 이를 적용한 모델링 및 시뮬레이션을 통해 보다 체계적이고 과학적으로 안전성을 확보하는 방안을 제시하고 있다. 이의 가장 대표적인 예는 대체설계(alternative design) 및 여객선의 Safe Return to Port(SRtP) 등이 있다.
	유럽에서 선박의 안전성을 확보하기 위해 하는 노력은?	유럽에서는 생산 및 설계차원의 기술개발에서 안전 및 환경보호를 위한 기술개발로 연구방향을 전환하고, 설계 및 운항 시 안전에 대한 총체적 관점에서의 접근을 통하여 선박의 안전성을 확보하고 관련 법규에 반영하기 위한 노력을 강화하고 있다. 이를 위해 Safer EU-RORO, SAFEDOR 등 EU 공동프로젝트가 수행되었고 추가적인 연구개발을 추진하고 있다.

참고문헌 (12)

Buksa, A., Tudor, M. and Martinovic, D., 2005, “Research of The Failure Incidences In the Diesel-Engine Propulsion System,” 9th International Conference on Traffic Science, pp. 14-15.
Hansson, L. and Kiaer, E., 1997, Technical Failures, System Criticality Ranking, SAFECO Work Package II.6, MARINTEK Report No. MT23 F96-0360/233509.00.01.
IMO, 2008a, Consideration of the GBS Generic Structure(MSC 84/5/4).
IMO, 2008b, FSA-RoPax Ships(MSC 85/17/2).
IMO, 2008c, Guidelines for Formal Safety Assessment for use in the IMO Rule-making Process(MSC Circ 1023).
IMO, 2006a, Guidelines on Alternative Design and Arrangements for SOLAS Chapter II-1 and III(MSC Circ 1212).
IMO, 2006b, SOLAS Regulations II-2/21.4
IMO, 2006c, SOLAS Regulations II-2/21.5.1.2
Lee, J.O., Yeo, I.C. and Yang, Y.S., 2001, “A Trial Application of FSA Methodology to the Hatchway Watertight Integrity of Bulk Carriers,” Marine Structures, Vol. 14, pp. 651-667.

상세보기
SAFEDOR, 2005, “Risk Evaluation Criteria”, SAFEDOR Deliverable D4.5.2.
Svein Kristiansen, 2005, MARITIME TRANSPORTATION, ELSEVIER, Burlington, M.A..
www.safedor.org.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

선박의 의장시스템에 대한 안전성 및 Redundancy 평가 방법론 연구
The Study on Risk and Redundancy Assessment Methodology of Ship Machinery System 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (12)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

선박의 의장시스템에 대한 안전성 및 Redundancy 평가 방법론 연구 The Study on Risk and Redundancy Assessment Methodology of Ship Machinery System 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (12)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

양영순 (60) 윤여표 (1)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

선박의 의장시스템에 대한 안전성 및 Redundancy 평가 방법론 연구
The Study on Risk and Redundancy Assessment Methodology of Ship Machinery System 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper