[논문]주요항만의 실측조사 기반 해상교통혼잡도 평가 연구

유상록; 정초영; 김철승; 박성현; 정재용

doi:10.7837/kosomes.2013.19.5.483

주요항만의 실측조사 기반 해상교통혼잡도 평가 연구
A Study on Evaluation of Marine Traffic Congestion based on Survey Research in Major Port 원문보기

海洋環境安全學會誌 = Journal of the Korean society of marine environment & safety, v.19 no.5 = no.58, 2013년, pp.483 - 490

유상록 (목포해양대학교 대학원) , 정초영 (목포해양대학교 대학원) , 김철승 (목포해양대학교) , 박성현 (목포해양대학교) , 정재용 (목포해양대학교)

초록
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본 연구는 우리나라 전국 무역항 중 입항 선박이 많은 주요 4개 항만을 선정하여 10일간의 AIS 실측 자료를 분석하였다. 실측 조사로 산출한 주요항만의 피크시간 혼잡도는 시간당 평균혼잡도 보다 약 3.8~5.7배 높게 나타났다. 이는 기존의 Port-MIS 통계자료로 울산항 본항의 해상교통혼잡도를 평가한 선행연구 사례에서 피크시간 혼잡도가 시간당 평균혼잡도 보다 약 1.7배 높은 것과는 많은 차이가 있어 현 항로의 교통특성을 왜곡하는 문제를 확인할 수 있다. 따라서 해상교통혼잡도를 평가할 때에는 Port-MIS 통계자료보다 실측조사를 기반으로 해상교통혼잡도를 산출하는 것이 타당하다고 본다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, we analyzed AIS measured data for ten days by selecting the four main ports with many ships arriving in the national ports. The peak time congestion of the main ports, calculated by survey research, was about 3.8-5.7 times higher than the hourly average congestion. This is very different from the results of the advanced research, evaluating the marine traffic congestion of the Ulsan main port based on the existing Port-MIS statistical data, which showed a peak time congestion of about 1.7 times higher than the hourly average. This identifies the problem of distorting the traffic characteristics of the current passage. Therefore, in order to evaluate marine traffic congestion, it would be more appropriate to calculate it based on survey research, rather than Port-MIS statistical data.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구는 기존의 Port-MIS 통계자료를 기반으로 해상교통혼잡도를 평가한 선행연구 사례를 살펴보고, 실측조사를 기반으로 해상교통혼잡도를 산출한 후 상호 비교·분석하여 실측조사를 통한 피크시간 혼잡도 적용의 타당성을 입증하고자 한다.
하지만, 실측조사 기간이 모집단에 가까운 표본 조사가 이루어 졌는지에 대한 검증의 한계가 있고, 항만별 표준선박과 점용영역의 장직경 및 단직경을 적용하지 못한 아쉬움이 있어 향후 연구 과제로 진행하고자 한다. 또한 연구 대상을 전국 항만으로 넓혀 시간당 평균혼잡도와 피크시간 혼잡도와의 관계를 분석하여 회귀식으로 도출하고자 한다.
본 연구는 Port-MIS 통계자료로 해상교통혼잡도를 평가한 기존의 방법과 실측조사를 기반으로 산출한 결과를 상호 비교하여 실측조사를 통한 피크시간 혼잡도 적용의 타당성을 입증하였다는 점에서 의의가 있다. 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.

제안 방법

각 항만별로 일자별 평균혼잡도, 시간대별 평균혼잡도, 주·야간시간대 평균혼잡도를 통해 항만별 교통 특성을 비교하였고, 시간당 평균혼잡도와 피크시간 혼잡도간 차이를 분석하였다.
이는 이론적인 실용교통량 환산비율인 25 %보다는 낮은 수치이지만, 현실적으로 양질의 해상교통관제(Vessel Traffic Service, VTS) 하에서 안전한 통항의 가능 한계를 나타낸 것으로 판단하여 실용교통용량을 기본교통용량의 20 % 수준으로 적용하였다. 본 연구에서는 국내 실정에 적합한 실용교통용량에 관한 연구가 더 필요하므로 이론적인 실용교통량 25 %를 적용하였다.
, 1967). 본 연구의 연구대상이 상황에 따라 감속 운항해야 하는 항만내 좁은 항로이므로 장직경 6 L, 단직경 1.6 L을 적용하였다.
1과 같이 통과선을 설정하여 이 통과선을 통항한 선박의 시간-톤수별 척수, 속력 등을 조사하였다. 설정한 각 항만별 통과선의 실용교통용량과 L² 환산교통량을 계산하여 해상교통혼잡도를 산출하는 등 Fig. 2와 같은 절차로 본 연구를 진행하였다. 각 항만별로 일자별 평균혼잡도, 시간대별 평균혼잡도, 주·야간시간대 평균혼잡도를 통해 항만별 교통 특성을 비교하였고, 시간당 평균혼잡도와 피크시간 혼잡도간 차이를 분석하였다.
시간-톤수별로 L² 환산교통량을 산출한 후, Table 9의 실용교통용량과 비교하여 다음 5.2절과 같이 해상교통혼잡도를 분석하였다.
시간대별 L² 환산교통량을 산출하기 위해 통과선을 통항한 선박을 일자별로 시간-톤수별 척수를 조사하였다. Table 10은 부산항 조도방파제를 사례로 총 10일간의 통항선박을 톤수별로 나타낸 것이다.
52 %으로 확인하였다. 이는 이론적인 실용교통량 환산비율인 25 %보다는 낮은 수치이지만, 현실적으로 양질의 해상교통관제(Vessel Traffic Service, VTS) 하에서 안전한 통항의 가능 한계를 나타낸 것으로 판단하여 실용교통용량을 기본교통용량의 20 % 수준으로 적용하였다. 본 연구에서는 국내 실정에 적합한 실용교통용량에 관한 연구가 더 필요하므로 이론적인 실용교통량 25 %를 적용하였다.
즉, 현재 또는 장래의 항만 입·출항 선박의 척수와 크기를 조사하고 이를 토대로 해상교통량(QT, Traffic volume)을 추정하여 항로가 수용할 수 있는 실용교통용량(QP, Practical traffic volume)과 비교한 후 해상교통혼잡도(TC, Traffic congestion)를 평가한다.
항만별 선박 통항량이 밀집되는 항로에 Fig. 1과 같이 통과선을 설정하여 이 통과선을 통항한 선박의 시간-톤수별 척수, 속력 등을 조사하였다. 설정한 각 항만별 통과선의 실용교통용량과 L² 환산교통량을 계산하여 해상교통혼잡도를 산출하는 등 Fig.
해상교통혼잡도 산출을 위해 통항한 선박들의 평균 속력과 항로 폭을 적용하였다

대상 데이터

교통량은 최소 3일 이상의 조사가 필요하며, 7일 정도의 조사 기간이 유효성을 갖는다는 연구 결과가 있다(Inoue, 1973). 따라서 본 연구는 2012년 1월 1일부터 1월 10일까지 10일간의 AIS 실측 자료를 분석하였다.
, 2012). 본 연구는 우리나라 연안선 평균 톤수에 가까운 총톤수 1,000~1,500 톤급의 길이 70 m 선박을 표준선박으로 정했다.
우리 나라 전국 무역항 중 입항 선박이 많은 주요 4개(인천항, 광양항, 부산항, 울산항) 항만을 선정하였다(Statistical yearbook of MLTM, 2012). 정확한 교통량 분석을 위해 1년 이상의 연속 실측이 필요하나 많은 시간과 노력 및 비용이 소요되기 때문에 어렵다.

성능/효과

Port-MIS 통계자료를 기반으로 울산항 본항의 해상교통혼잡도를 평가한 선행연구 사례를 통해 피크시간 혼잡도가 시간당 평균혼잡도 보다 약 1.7배 높은 것을 알 수 있다.
, 2012)와 국내 무역항의 톤수별 입항 척수를 기초로 500톤 미만의 소형 선박을 제외할 경우, 누적 빈도수가 50 % 이상 차지하는 기준점을 분석하여 표준선박을 제시한 연구가 진행되었다(Lee and Ahn, 2013). 이러한 선행 연구 결과들을 종합적으로 고려하면, 점용영역과 표준선박 선정에 따라 해상교통혼잡도 값에 유의한 영향을 미치는 것을 알 수 있다.
7로 분석되었다. 전반적으로 부산항 조도방파제, 울산항 동방파제, 광양항 1항로, 인천항 인천대교 순으로 혼잡한 것으로 나타났다.
둘째, 실측조사를 통한 해상교통혼잡도 산출이 좀 더 실질적인 교통상황을 반영할 수 있을 것으로 판단된다. 주요 항만의 실측조사로 산출한 피크시간 혼잡도는 시간당 평균혼잡도 보다 약 3.8~5.7배 높게 나타났다. 이는 Port-MIS 통계자료를 기반으로 울산항 본항의 해상교통혼잡도를 평가한 선행연구 사례에서 피크시간 혼잡도가 시간당 평균혼잡도보다 약 1.
3 %로 나타났다. 주요 항만의 피크시간 혼잡도는 시간당 평균혼잡도 보다 약 3.8~5.7배 차이가 있는 것으로 분석되었다.
첫째, 항만별 해상교통혼잡도의 상대적 비교를 위해 시간당 평균혼잡도가 가장 높은 부산항을 상대 지수 100으로 했을 때, 울산항 53.5, 광양항 39.9, 인천항 36.7로 분석되었다. 전반적으로 부산항 조도방파제, 울산항 동방파제, 광양항 1항로, 인천항 인천대교 순으로 혼잡한 것으로 나타났다.
0 % 순으로 나타났다. 항만별 혼잡도의 상대적 비교를 위해 시간당 평균혼잡도가 가장 높은 부산항을 상대 지수 100으로 했을 경우, 울산항은 53.5, 광양항 39.9, 인천항 36.7로 분석되었다.

후속연구

둘째, 실측조사를 통한 해상교통혼잡도 산출이 좀 더 실질적인 교통상황을 반영할 수 있을 것으로 판단된다. 주요 항만의 실측조사로 산출한 피크시간 혼잡도는 시간당 평균혼잡도 보다 약 3.
본 연구에서 도출한 분석결과는 해상교통관제 측면에서 섹터별ㆍ항로별 관제 범위설정, 피크시간대 선임관제사와 같은 적정 인원 배치 및 시간분할 교통관리 등 해상교통관련 연구의 기초자료가 될 것으로 기대한다.
하지만, 실측조사 기간이 모집단에 가까운 표본 조사가 이루어 졌는지에 대한 검증의 한계가 있고, 항만별 표준선박과 점용영역의 장직경 및 단직경을 적용하지 못한 아쉬움이 있어 향후 연구 과제로 진행하고자 한다. 또한 연구 대상을 전국 항만으로 넓혀 시간당 평균혼잡도와 피크시간 혼잡도와의 관계를 분석하여 회귀식으로 도출하고자 한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	해상교통혼잡도란?	해상교통혼잡도는 대상 해역의 교통 용량을 조사하여 현재 및 미래에 대상 해역 항로가 해상교통을 충분히 수용할 수 있는지를 평가할 수 있는 개념이다. 해상교통혼잡도는 해사안전법에 따라 해상교통안전진단 시행지침에 이를 평가하도록 규정되어 있어 선박 통항의 혼잡한 상황을 수치로 나타내고 항로의 해상교통특성을 분석하는데 활용되고 있다.
	실용교통용량은 어떤 용량인가?	실용교통용량은 기본교통용량에서 기상상태, 선박항행의 자유성, 교통체계에 따라 정해지는 서비스 수준과 실선박의 통항 가능 용량으로부터 정해지는 용량이다. 즉 실용교통용량은 실제 허용 가능한 교통량의 한도로 기본교통용량의 25 % 수준이다(Fujii, 1981).
	범퍼 모델을 이용한 해상교통혼잡도는 무엇을 비교하여 평가하는가?	범퍼 모델을 이용한 해상교통혼잡도는 항로가 수용할 수 있는 실용교통용량과 실제 해상교통량과의 비교로 이뤄진다. 즉, 현재 또는 장래의 항만 입·출항 선박의 척수와 크기를 조사하고 이를 토대로 해상교통량(QT, Traffic volume)을 추정하여 항로가 수용할 수 있는 실용교통용량(QP, Practical traffic volume)과 비교한 후 해상교통혼잡도(TC, Traffic congestion)를 평가한다. 해상교통혼잡도는 교통 조사를 바탕으로 구한 실제 해상교통량을 실용교통용량으로 나누어 그 값을 백분율하여 최종 해상교통혼잡도 값을 얻게 되며 다음 식 (1)과 같다.

참고문헌 (17)

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Park, Y. S., J. Y. Jeong and J. S. Kim(2010), A Study on the Minimum Safety Distance between Navigation Vessels based on Vessel Operator's Safety Consciousness, Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety, Vol. 16, No. 4, pp. 401-406.
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Um, H. C., W. J. Jang, K. M. Cho and I. S. Cho(2012), A Study on the Assessment of the Marine Traffic Congestion and the Improvement of a Technology Standards, Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety, Vol. 18, No. 5, pp. 416-422.

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Yeo, K. T., H. G. Lee, S. M. Soak and C. Y. Lee(1998), A Simulation Study on the Marine Traffic Congestion in Pusan Port, Journal of Korean Port Research, Vol. 12, No. 2, pp. 1-17.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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