최근 IMO에서는 산적화물선 및 유조선, 대형여객선에 이어 '일반화물선의 안전(general cargo ships safety)'에 대한 논의의 필요성이 제기(IMO, 2006a)되고 있으며, 본격적인 논의를 위한 준비 작업으로 국제선급협회(IACS)를 통한 공식안전성평가(Formal Safety Assessment, 이하 FSA) 작업이 수행되고 있다. FSA란 위험도(risk)분석과 비용-효과 평가(cost-benefit assessment)를 바탕으로 인명, 해양환경 및 재산의 보호를 포함한 해사안전의 향상을 목적으로 한 구조화되고 체계적인 방법론으로서 새로운 법규의 평가, 기존법규와 새로운 (제안) 법규와의 비교, 그리고 여러 이해관계자의 공감대 형성을 통해 법규 변경/개발을 용이하게 하는 수단이다(IMO, 2007). 본 연구는 국적일반화물선의 안전성 평가를 위한 수단으로서 IMO FSA방법론의 유용성을 확인하고, 향후 IMO에서의 '일반화물선 안전'에 대한 논의에 대응하기 위한 기초자료의 확보를 목적으로 하고 있다. 본 논문에서는 국적일반화물선에 대한 FSA의 1, 2 단계에 해당하는 위험요소 식별(Hazard identification) 및 사고시나리오에 대한 위험도 분석(Risk analysis) 결과를 중심으로 소개하였다.
최근 IMO에서는 산적화물선 및 유조선, 대형여객선에 이어 '일반화물선의 안전(general cargo ships safety)'에 대한 논의의 필요성이 제기(IMO, 2006a)되고 있으며, 본격적인 논의를 위한 준비 작업으로 국제선급협회(IACS)를 통한 공식안전성평가(Formal Safety Assessment, 이하 FSA) 작업이 수행되고 있다. FSA란 위험도(risk)분석과 비용-효과 평가(cost-benefit assessment)를 바탕으로 인명, 해양환경 및 재산의 보호를 포함한 해사안전의 향상을 목적으로 한 구조화되고 체계적인 방법론으로서 새로운 법규의 평가, 기존법규와 새로운 (제안) 법규와의 비교, 그리고 여러 이해관계자의 공감대 형성을 통해 법규 변경/개발을 용이하게 하는 수단이다(IMO, 2007). 본 연구는 국적일반화물선의 안전성 평가를 위한 수단으로서 IMO FSA방법론의 유용성을 확인하고, 향후 IMO에서의 '일반화물선 안전'에 대한 논의에 대응하기 위한 기초자료의 확보를 목적으로 하고 있다. 본 논문에서는 국적일반화물선에 대한 FSA의 1, 2 단계에 해당하는 위험요소 식별(Hazard identification) 및 사고시나리오에 대한 위험도 분석(Risk analysis) 결과를 중심으로 소개하였다.
Following the application of Formal Safety Assessment(FSA) to bulk carriers, crude oil tankers and large passenger ships, an urgent need to consider the safety of general cargo ships has recently been raised through the International Maritime Organization(IMO)(IMO, 2006a), and related FSA studies ar...
Following the application of Formal Safety Assessment(FSA) to bulk carriers, crude oil tankers and large passenger ships, an urgent need to consider the safety of general cargo ships has recently been raised through the International Maritime Organization(IMO)(IMO, 2006a), and related FSA studies are being carried out by International Association of Classification Societies(IACS) as a preparatory work for the discussion on the issue of general cargo ship safety in the IMO committee. FSA is a structured and systematic methodology which is based on the techniques of risk analysis and cost benefit assessment to assist in the decision-making process, and aims at enhancing maritime safety, including protection of life, health, the marine environment and property. FSA can be used as a tool to facilitate the development of regulatory changes equitable to the various parties, with a view to aiding the achievement of consensus, and to help in the evaluation of new regulations and in making a comparison between existing and possibly improved regulations(IMO, 2007). This study aims at verifying the usefulness of FSA methods as a tool to conduct a safety assessment of general cargo ships flying the Korean flag, and providing useful information on 'the safety of general cargo ships' for IMO committee's discussion on the matter at a future session. FSA comprises five steps, however, steps 1(Hazard identification) and 2 (Risk analysis) from the FSA study for the Korean-flagged general cargo ships are discussed in this paper.
Following the application of Formal Safety Assessment(FSA) to bulk carriers, crude oil tankers and large passenger ships, an urgent need to consider the safety of general cargo ships has recently been raised through the International Maritime Organization(IMO)(IMO, 2006a), and related FSA studies are being carried out by International Association of Classification Societies(IACS) as a preparatory work for the discussion on the issue of general cargo ship safety in the IMO committee. FSA is a structured and systematic methodology which is based on the techniques of risk analysis and cost benefit assessment to assist in the decision-making process, and aims at enhancing maritime safety, including protection of life, health, the marine environment and property. FSA can be used as a tool to facilitate the development of regulatory changes equitable to the various parties, with a view to aiding the achievement of consensus, and to help in the evaluation of new regulations and in making a comparison between existing and possibly improved regulations(IMO, 2007). This study aims at verifying the usefulness of FSA methods as a tool to conduct a safety assessment of general cargo ships flying the Korean flag, and providing useful information on 'the safety of general cargo ships' for IMO committee's discussion on the matter at a future session. FSA comprises five steps, however, steps 1(Hazard identification) and 2 (Risk analysis) from the FSA study for the Korean-flagged general cargo ships are discussed in this paper.
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문제 정의
본 연구에서는 우리나라 연안을 항행하는 국적일반화물선의 안전수준 평가 및 안전성 제고를 위한 합리적인 방안을 식별함은 물론, 향후 IMO에서 논의될 일반화물선 안전에 대한 기초 자료의 확보를 목적으로 한 국적일반화물선에 대한 초기안전성평가(High-level FSA) 작업을 IMO FSA 절차에 따라 수행하고 있다.
가설 설정
각 사고 시나리오에 대한 초기 값(사고발생 빈도)은 한국해운조합의 사고 데이터로부터 도출하였다. 2004년도부터 2008년도까지 5년 동안 운항된 500톤 이상 25,000톤 이하 국적일반 화물선은 총 1,464척이며, 본 연구에서는, 한국해운조합의 데이터 상에서 각 해당년도에 발생한 등록선박의 등록변경 및 새로운 등록과 등록 해제 사항의 정확한 파악이 어려운 상황을 감안하여 연간 운항일수를 365일로 가정하고 이에 따라 5년간 운항된 선박들이 위험에 노출된 총 선박연(ship year)은 1,464년으로 가정하였다. Table 4는 각 사고 시나리오에 대한 선박 연간(per ship year) 사고발생 빈도를 나타내고 있다.
제안 방법
HAZID 작업의 결과를 토대로 정량적인 위험도 분석이 요구되는 고 위험요소(high risk area)를 식별하였다. Table 3은 검토대상 위험의 유형 중 선원의 인명안전과 관련된 위험도 지수(RI) 6.
계류 중 적하역(Ⅰ) 세션은 선박이 안벽에 접안하여 하역작업 등을 할 때 발생할 수 있는 위험요소들을 식별하기 위한 세션이며, 항계 내 및 제한수역(통항밀집수역) 항해(Ⅱ) 세션은 항계 내에서의 항행과 선박 통항량이 많은 통항 분리대 또는 협수로 등 통항밀집해역에서의 항해, 연안 항해(Ⅲ) 세션은 연근해에서의 항행, 원양 항해(Ⅳ) 세션은 평수, 연근해 구역 이외의 해역을 항행할 때 발생할 수 있는 위험요소들을 식별하기 위한 세션들이다. 또한, 각 세션에서 선박운항 중 발생할 수 있는 위험요소들의 식별을 위하여 세션별 관련 카테고리들을 분류하였다. Table 1에 제시된 단계별 사고 카테고리를 바탕으로 전문가들의 브레인스토밍을 통하여 총 115개의 위험요소(hazards)가 식별되었다.
본 연구를 위한 FSA 작업팀은 운항안전 및 사고사례, 위험 모델 및 FSA 기법, 해사법규 및 국제기구, 선박설계, 인적요소관련 분야의 전문가 13인으로 구성되었으며, FSA 작업은 작업 단계에 따라 총 6회의 회의와 이메일을 이용한 통신작업을 통하여 진행되었다.
FSA 수행을 위한 대상 선박은 국토해양부에서 분류한 산적 화물선을 포함하는 일반화물선으로, 컨테이너 전용선, 냉동 화물선 등 특수목적 전용선을 제외한 선박으로 제한하였으며, 선 급공통구조규칙(IACS CSR-Common Structural Rules)의 적용을 받는 선박(길이(L) 90m 이상) 이외의 국적일반화물선에 대한 안전성 향상을 위하여 우리나라 연안 항해에 종사하는 선박을 중심으로 안전성 평가 작업이 진행되었다. 이후 위험요소식별 등 후속작업의 효율성을 위한 대표선박(generic model) 으로는 연안을 항해하는 자체 크레인을 가진 산적화물선을 선정하였다(Fig. 2 참조).
본 연구에서는 SAFEDOR FSA 작업 결과와의 비교검토를 위하여 SAFEDOR에서 수행한 컨테이너선에 대한 HAZID 절차 및 방법을 참고하였다(SAFEDOR, 2005). 즉, FMEA(Failure Mode and Effects Analysis) 기반의 worksheet를 사용하였으며, 작업 단계 및 검토대상 시스템 카테고리를 많은 부분 공유하였으나, 각 카테고리와 관련된 위험요소들은 대상 선박인 국적일반화물선의 특성을 반영하여 식별되었다. Table 1은 HAZID 작업을 위하여 분류된 4개의 세션 및 각 세션별 사고 카테고리를 보여주고 있다.
대상 데이터
또한, 각 세션에서 선박운항 중 발생할 수 있는 위험요소들의 식별을 위하여 세션별 관련 카테고리들을 분류하였다. Table 1에 제시된 단계별 사고 카테고리를 바탕으로 전문가들의 브레인스토밍을 통하여 총 115개의 위험요소(hazards)가 식별되었다.
그리고 본 연구에 사용되어진 사고 데이터는 한국해운조합에 등록된 총톤수 500톤 이상 25,000톤 이하의 일반화물선으로 분류되어진 선박에 대한 5년간(2004년 ∼ 2008년)의 자료를 사용 하였다.
이론/모형
F-N 선도에서 사회적으로 허용되어지는 위험도(risk) 기준을 정의하기 위하여 MSC 72/16 문서에 제시되어진 다음 수식 들을 사용하였다(IMO, 2000).
본 연구에서는 SAFEDOR FSA 작업 결과와의 비교검토를 위하여 SAFEDOR에서 수행한 컨테이너선에 대한 HAZID 절차 및 방법을 참고하였다(SAFEDOR, 2005). 즉, FMEA(Failure Mode and Effects Analysis) 기반의 worksheet를 사용하였으며, 작업 단계 및 검토대상 시스템 카테고리를 많은 부분 공유하였으나, 각 카테고리와 관련된 위험요소들은 대상 선박인 국적일반화물선의 특성을 반영하여 식별되었다.
우리나라의 사회적 위험도 허용기준을 구하기 위하여 국가통계포털 사이트에 제시된 2001년부터 2006년까지의 통계를 사용하였다(KOSIS, 2009). 해당 기간 동안에 발생한 사상자의 수는 5,207명이며 동 기간 동안의 국민총생산(본 논문에서는 명목 국민총소득(GNI)을 사용함)의 합은 약 2.
위험요소는 HAZID 팀 전문가들의 브레인스토밍을 통하여 식별되었으며, 위험도 평가는 시간 관계상 전문가들이 각자 매긴 등급을 다음 회의에서 토론하여 의견을 조율하는 방식의 델파이(Delphi) 방법을 사용하였다.
위험요소들에 대한 발생빈도와 심각도의 등급기준4)은 다른 FSA작업과의 비교를 위하여, IMO FSA 지침서(IMO, 2002)에서 제시하고 있는 빈도 지수(frequency index, FI)와 심각도 지수(severity index, SI)를 이용하였으며, 빈도 지수는 1 ∼ 7등급, 심각도 지수는 1 ∼ 4등급으로 나누어 고장모드의 등급 매김 작업을 위한 기준으로 사용하였다.
성능/효과
HAZID의 결과 일반화물선의 대표적인 사고 시나리오는 화재/폭발, 충돌, 접촉 및 좌초 등의 사고와 인적 과실, 도선사 승하선 작업, 기계고장 등과 관련된 위험요소들이 높은 위험도를 가진 것으로 나타났다. 그러나 인적과실 또는 기계고장의 경우 충돌, 화재/폭발 등 사고 카테고리에 공통적인 원인요소로 정의될 수 있으며, Fig.
상기 수식에 의한 계산결과, 국적일반화물선의 경제활동을 고려하여 평균적으로 받아들여질 수 있는 한명 또는 그이상의 사상자가 발생하는 사고의 빈도는 1.99 x 10-3이 되므로, 국적 일반화물선의 선원에 대한 최대허용 위험도 기준은 평균적으로 허용된 사고발생 빈도의 10배인 1.99 x 10-2가 되며, 무시해도 좋을 정도의 위험도 기준은 평균적으로 허용된 사고발생 빈도의 1/10배인 1.99 x 10-4가 된다. Fig.
지금까지의 연구를 통하여 국적일반화물선의 안전수준이 ALARP 영역에 존재하며, 또한 국제항해 선박에 비해 상대적으로 위험수준이 높음을 확인하였다. 그러나 정량적 평가를 위한 데이터의 부족 및 작업 내용에 대한 충분한 검토기간의 부족 등으로 인하여 결과의 신뢰성에 대한 재검토와 신뢰성 제고를 위한 보완과정의 필요성 또한 존재하며, 이러한 신뢰성 제고를 위한 노력이 수반될 경우, 국적일반화물선의 안전수준평가를 위한 수단으로서 IMO FSA 방법론은 유용한 것으로 판단된다.
후속연구
계속적인 연구를 통하여, 차기 논문 ‘국적일반화물선 초기안전성평가 연구(2)’에서는 국적일반화물선의 위험수준을 저감할 수 있는 위험성제어방안들(RCOs)을 식별하는 단계(step 3)와 식별된 방안들 중 전문가 의견수렴을 통하여 선별된 방안들을 대상으로 한 비용-효과 평가 단계(step 4) 그리고 비용-효과 평가의 결과를 정리하여 국적일반화물선의 안전성 제고를 위한 구체적인 방안을 제안하는 단계(step 5)의 결과를 정리 할 예정이다.
계속적인 연구를 통하여, 차기 논문 ‘국적일반화물선 초기안전성평가 연구(2)’에서는 국적일반화물선의 위험수준을 저감할 수 있는 위험성제어방안들(RCOs)을 식별하는 단계(step 3)와 식별된 방안들 중 전문가 의견수렴을 통하여 선별된 방안들을 대상으로 한 비용-효과 평가 단계(step 4) 그리고 비용-효과 평가의 결과를 정리하여 국적일반화물선의 안전성 제고를 위한 구체적인 방안을 제안하는 단계(step 5)의 결과를 정리 할 예정이다. 또한, 본 연구의 결과는 향후 IMO에서 본격적으로 논의될 일반화물선 안전 및 MSC 88차 회의부터 본적 적인 논의가 예상되는 SLA기반 GBS의 개발을 위한 기초 자료로 활용할 예정이다.
이러한 이유로는 SAFEDOR에서 사용한 LMIU(Lloyds Maritime Information Unit) 데이터베이스에 비해 본 연구에서 사용된 한국해운조합 데이터(선박공제 사고보고)의 특성상 사고 보고의 누락 가능성이 상대적으로 낮고, 대상 선박 또한, 국제항해에 종사하는 선박을 대상으로 한 SAFEDOR의 결과에 비하여, 총톤수 10,000톤 미만6) 선박이 주를 이루는 우리나라 연안을 주로 항행하는 선박을 대상으로 한 본 연구의 결과가 위험도 수준이 높게 나오는 것은 자명한 것으로 보인다. 하지만, SAFEDOR에서 수행한 연구에 대한 더욱 객관적인 비교 결과를 얻기 위해서는 다른 여러 선종들에 대한 안전 수준 평가가 추가적으로 수행되어야 한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
위험요소 식별 단계에서는 어떤 작업이 수행되는가?
위험요소 식별 단계에서는 대상선박의 운항 중 인명, 재산 또는 환경을 위협하는 잠재요소(hazard)들을 식별하고 정성적인 평가를 통하여 주요 사고시나리오를 식별하는 과정으로서, 각 분야별 전문가로 구성된 작업팀(HAZID team)에 의한 브레인스토밍(Brainstorming)을 통하여 작업이 수행된다.
IMO FSA의 절차는?
1은 IMO FSA의 절차를 보이고 있다. 그림에서 보는 바와 같이 FSA는 대상 선박 혹은 시스템의 정의(Problem Definition: step 0)를 시작으로, 위해요소 파악(Hazard Identification: step 1), 위험도 분석(Risk Assessment: step 2), 위험도의 제어방안(Risk Control Options: step 3), 비용-효과 평가(Cost-Benefit Assessment: step 4), 그리고 의사결정을 위한 권고(Recommendation for Decision Making: step 5) 등 5개의 단계로 구성되어 있다.
FSA란?
FSA란 국제해사기구(IMO)에서 개발한 선박 등 해양시스템의 안전성평가 방법론으로 인명, 해상환경 및 재산보호를 포함하여 해상의 안전향상을 기하기 위한, 리스크와 비용-효과평가를 사용한 조직적이고 체계적인 안전성 평가 방법이다(IACS, 2008).
참고문헌 (15)
IACS(2008), Formal Safety Assessment of General Cargo Ships - Preparatory Step, pp.1-44.
IMO(2000), FSA-Decision parameters including risk acceptance criteria, Submitted by Norway, MSC 72/16.
IMO(2001a), A trial application of FSA methodology to No.1 cargo hold flooding of bulk carriers, Submitted by the Republic of Korea, MSC 74/INF.14.
IMO(2001b), A trial application of FSA methodology to the hatchway watertight integrity of bulk carriers, Submitted by the Republic of Korea, MSC 74/INF.15.
IMO(2002), Guidelines for Formal Safety Assessment (FSA) for use in the IMO rule-making process, MSC/Circ.1023, MEPC/Circ.392.
IMO(2006a), Work Programme-General cargo ships safety, Submitted by the Russian Federation, MSC 82/21/19.
IMO(2006b), Amendments to the Guidance on the use of Human Element Analyzing Process(HEAP) and Formal Safety Assessment(FSA) in the rule-making process of IMO(MSC/Circ.1022, MEPC/Circ.391), MSC/Circ.1022 & MEPC/Circ.391, pp.1-9.
IMO(2007), Consolidated text of the Guidelines for Formal Safety Assessment(FSA) for use in the IMO rule-making process (MSC/Circ.1023？.MEPC/Circ.392), MSC 83/INF.2.
KOSIS(2009), 국가통계포털(Korean Statistical Information Service), Accessed 13 November 2009, Available at: www.kosis.kr.
SAFEDOR(2005), Hazard Identification for Container ships (SAFEDOR-D-4.4.1 rev-1.5), pp.1-56.
SAFEDOR(2007a), FSA-Liquefied Natural Gas(LNG) Carriers Details of the Formal Safety Assessment, MSC 83/INF. 3.
SAFEDOR(2007b), FSA-container vessels Details of the Formal Safety Assessment, MSC 83/INF. 8.
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