본 연구에서는 해상교통혼잡도에 영향을 미치는 요소인 선박점용영역크기, 선박의 속력, 항로폭에 대한 민감도 분석을 실시하였으며, 가장 민감한 요소로 선박점용영역을 도출하였다. 선박점용영역에 대해 일본, 덴마크 해협, 중국 상하이항에서의 점용영역에 대한 기존 연구사례를 조사하고, 우리나라 진해만 피항시의 해상교통관측조사를 통한 선박점용영역을 도출하여 비교 분석하였다. 민감도 분석결과, 선박속력 1노트 변화시 10 %, 항로폭 100미터 변화시 18 %, 점용영역 장직경 1L 변화시 34 %~43 %의 영향이 미치는 것으로 분석되었다. 그 결과, 현행 진단제도에서 사용하는 $8L{\times}3.2L$, $6L{\times}1.6L$은 일본의 $3.5L{\times}1.5L$, 중국 상하이항 $5.9L{\times}2.2L$, 덴마크 해협 $4L{\times}5B$ 및 진해만 피항시의 선박점용영역 $3L{\times}2L$과 큰 차이가 있음을 확인하였다.
본 연구에서는 해상교통혼잡도에 영향을 미치는 요소인 선박점용영역크기, 선박의 속력, 항로폭에 대한 민감도 분석을 실시하였으며, 가장 민감한 요소로 선박점용영역을 도출하였다. 선박점용영역에 대해 일본, 덴마크 해협, 중국 상하이항에서의 점용영역에 대한 기존 연구사례를 조사하고, 우리나라 진해만 피항시의 해상교통관측조사를 통한 선박점용영역을 도출하여 비교 분석하였다. 민감도 분석결과, 선박속력 1노트 변화시 10 %, 항로폭 100미터 변화시 18 %, 점용영역 장직경 1L 변화시 34 %~43 %의 영향이 미치는 것으로 분석되었다. 그 결과, 현행 진단제도에서 사용하는 $8L{\times}3.2L$, $6L{\times}1.6L$은 일본의 $3.5L{\times}1.5L$, 중국 상하이항 $5.9L{\times}2.2L$, 덴마크 해협 $4L{\times}5B$ 및 진해만 피항시의 선박점용영역 $3L{\times}2L$과 큰 차이가 있음을 확인하였다.
This research concluded that the area is most sensitively affected by the maritime traffic congestion rather than other factors including the ship's speed and fairway width. We performed a literature review for the area used in Japan, Denmark, and Shanghai ports, and analyzed by comparing with the a...
This research concluded that the area is most sensitively affected by the maritime traffic congestion rather than other factors including the ship's speed and fairway width. We performed a literature review for the area used in Japan, Denmark, and Shanghai ports, and analyzed by comparing with the area in Jinhae, Korea through the observation survey of marine traffic. The result of sensitivity analysis concluded that the congestion is affected by amount of 10% by changing 1 knot of the ship's speed, 18% of 100m of the fairway width, and 34%~43% of 1L of ship's length. By applying the result into the current audit system using $8L{\times}3.2L$, $6L{\times}1.6L$, we found that there is big difference with $3.5L{\times}1.5L$ in Japan, $5.9L{\times}2.2L$ in Shanghai, $4L{\times}5B$ in Denmark, and $3L{\times}2L$ in Jinhae, Korea. For this reason, further studies should be carried out in near future to the area mostly affected by congestion.
This research concluded that the area is most sensitively affected by the maritime traffic congestion rather than other factors including the ship's speed and fairway width. We performed a literature review for the area used in Japan, Denmark, and Shanghai ports, and analyzed by comparing with the area in Jinhae, Korea through the observation survey of marine traffic. The result of sensitivity analysis concluded that the congestion is affected by amount of 10% by changing 1 knot of the ship's speed, 18% of 100m of the fairway width, and 34%~43% of 1L of ship's length. By applying the result into the current audit system using $8L{\times}3.2L$, $6L{\times}1.6L$, we found that there is big difference with $3.5L{\times}1.5L$ in Japan, $5.9L{\times}2.2L$ in Shanghai, $4L{\times}5B$ in Denmark, and $3L{\times}2L$ in Jinhae, Korea. For this reason, further studies should be carried out in near future to the area mostly affected by congestion.
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문제 정의
우리나라 해역에서 선박간 점용영역이 별도로 조사 분석된 연구 사례는 없다. 이 연구에서는 선박통항이 가장 많을 것으로 추정되는 진해항 태풍 피항 이후 회항하는 시기에 대한 교통자료를 통하여 선박 점용영역을 분석하고자 한다.
, 2010)되고 있을 정도로 중요한 지표이며, 최근에는 신뢰성 향상을 위한 다수의 연구가 진행되고 있다. 이 중 해상교통특성을 평균적으로 산정함으로써 왜곡될 수 있는 피크시간 혼잡도 산출의 한계점을 해소하기 위하여 실측조사를 기반으로 하여 평가한 사례(Yoo et al., 2013)를 비롯하여, 혼잡도에 영향을 미치는 요소인 선박길이의 현실성을 반영하기 위하여 국내 무역항에 입출항한 선박의 길이를 제시한 연구(Lee and An, 2013), 혼잡도 평가를 위한 진단기술기준 개선을 위한 연구(Um et al., 2012)등을 통하여 혼잡도 항목의 정밀성을 높이고자 하였다. 하지만 이러한 연구들은 현재 해상교통혼잡도를 표현하는 기본교통용량 산출 항목의 기준, 예를 들어 선박 전후점용영역이 6L~8L이 적합하다는 전제로 연구가 진행된 것으로 볼 수 있다.
이에 이 연구에서는 해상교통혼잡도의 기준이 되는 기본 교통용량을 산출하는 항목인 표준선박 길이, 선박점용영역 크기, 평균속력, 항로폭별로 교통용량 결과값에 어느 정도 영향을 미치는지를 분석하고, 이 항목 중 기본교통용량 산출에 가장 민감하게 반응하는 항목을 식별한 후, 이 항목에 대하여 선박들이 수로를 가장 많이 통항할 것으로 사료되는 우리나라 진해만 태풍 피항 이후 회항시기의 관측 조사 사례를 통하여 해상교통혼잡도 기준 설정 시 유의하여야 할 사항을 제시하는 것을 목적으로 한다.
해사안전법의 해상교통안전진단 수행시 평가항목인 해상 교통혼잡도는 실용교통용량 산출값에 따라 혼잡도에 영향을 미치며, 이 실용교통용량은 선박점용영역 설정 값에 의하여 민감하게 반응하는 것으로 분석되어, 이 선박점용영역에 대한 면밀한 검토가 있어야 할 것이다. 이에 이번 연구에서는 선박점용영역에 대하여 최신 연구와 우리 연안의 해상교통분석 사례를 통하여 선박점용영역에 대하여 고찰하였다.
제안 방법
기존 점용영역의 범위 안에 얼마나 많은 선박이 통항하였 을까를 살펴보기 위하여 이번 연구에서는 8L×4L을 기준으로 하여, 이 범위 안에 선박이 존재할 비율을 100 %로 하여 p=1.0으로 하여 표시하였으며, 선박점용영역 4가지에 대한 선박 존재 비율을 나타내면 Fig. 13과 같다.
이러한 해상교통량이 많은 해역의 혼잡에 영향을 미치는 선박속력, 항로폭, 선박 점용영역에 대한 민감도를 분석하였다. 분석 결과, 선박 속력 1 kts 변화시 10 %, 항로폭 100 m 변화시 18 %, 점용영역 장직경 1L 변화시 34 %∼43 % 영향이 미치는 것으로 분석되어, 선박 점용영역의 변화에 따라 해상교통혼잡도는 크게 영향을 받는 것으로 확인되었다.
태풍 소멸 후 진해항에 피항한 선박이 회항하는 상황에서 선박통항량이 많은 시간대인 2007년 9월 17일 09시부터 30분간 가덕수도를 통하여 출항하는 선박간의 이격거 리를 Fig. 8과 같이 부산신항 VTS 모니터 화면을 통하여 확인하였으며, Fig. 9와 같이 선박간의 거리 및 방위를 산출하여 선박의 점용영역을 추출하였다. 30분간 추출된 선박의 척수는 40척이였으며, 선박 평균 길이는 80.
해상교통혼잡도의 항목별 변화에 따른 민감도를 분석하기 위하여 다음과 같이 설정하여 실용교통용량을 기준으로 비교 분석하고자 한다. 속력 파라미터는 4 kts, 6 kts, 8 kts, 10 kts, 항로폭은 350 m, 450 m, 550 m, 점용영역은 6×1.
대상 데이터
2006년 10월 8일에 중국 상하이 입항시 목포해양대학교 실습선(길이 100 m)을 중심으로 레이더 상에 통항하였던 타선박의 항적을 Fig. 4와 같이 조사하여 Fig. 5와 같이 선박 점용영역을 분석하였다. 이 때 도출되었던 선박점용영역은 장직경 5.
선박 점용영역을 산출하기 위하여 30분간의 VTS 모니터화면을 1분 간격으로 구분하여 데이터를 수집하였으며, 총 1,550개의 데이터를 산출하여 선박간 거리 및 방향 데이터를 분석하였다.
성능/효과
가덕수도의 선박 점용영역은 장직경 3L, 단직경 2L일 경우에도 16 %의 선박이, 2L×2L의 경우에는 10 % 정도의 선박 통항이 있었던 것으로 분석되었다.
또한 현재 우리나라에서 사용되고 있는 선박 점용영역인 8L×3.2L, 6L×1.6L 모델은 오래된 모델이며, 현재 교통상황과 적합한지를 검토한 결과, 일본의 3.5L×1.5L, 중국 상하이항 5.9L×2.2L, 덴마크 해협 4L×5B 및 진해만 피항시의 최대허용 실용교통용량을 기반으로 한 선박점용영역인 3L×2L과 큰 차이가 있음을 확인하였다.
분석 결과, 선박 속력 1 kts 변화시 10 %, 항로폭 100 m 변화시 18 %, 점용영역 장직경 1L 변화시 34 %∼43 % 영향이 미치는 것으로 분석되어, 선박 점용영역의 변화에 따라 해상교통혼잡도는 크게 영향을 받는 것으로 확인되었다.
선박 속력 변화에 따른 실용교통용량은 6 kts에서 4 kts변경시에 약 33 %, 8 kts에서 6 kts로 변경시에 약 25 %, 10 kts에서 8 kts로 변경시에 약 20 %의 실용교통용량 감소가 있는 것으로 분석되었다. 즉 평균 속력 1 kts 변경시에 해상교통혼잡도에 영향을 미치는 실용교통용량은 평균적으로 약 10 % 변화하는 것으로 볼 수 있다.
선박간의 이격거리는 400∼500 m 부근에서 최대값이 한번 나타났고 600∼800 m사이에 빈도가 높은 것으로 조사되었다.
이 해역을 통항하는 선박의 길이분포는 Fig. 10과 같이 10~140 m까지의 선박길이를 가진 선박이 통항하고 있었고, 길이 90 m~100 m가 가장 빈도가 높았으며, 선박의 평균 길이는 80 m로 분석되었다. 선박속력은 9 kts전후가 가장 빈도가 높았지만 평균 속력은 10.
선박 속력 변화에 따른 실용교통용량은 6 kts에서 4 kts변경시에 약 33 %, 8 kts에서 6 kts로 변경시에 약 25 %, 10 kts에서 8 kts로 변경시에 약 20 %의 실용교통용량 감소가 있는 것으로 분석되었다. 즉 평균 속력 1 kts 변경시에 해상교통혼잡도에 영향을 미치는 실용교통용량은 평균적으로 약 10 % 변화하는 것으로 볼 수 있다. 항로폭 550 m에서 350 m로 변경하면 실용교통용량이 약 36.
후속연구
이번 연구에서는 횡단선박이 없고 마주 오는 선박이 없는 해역에서 일정한 방향으로 이동하는 선박을 대상으로 하였지만, 추후에는 더욱 복잡한 교통상황이 존재하는 해 역을 대상으로 한 선박점용영역 산출 연구가 필요할 것으로 보인다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
해상교통혼잡도란?
항만 및 수로의 해상교통혼잡 여부를 평가하기 위한 지표를 해상교통혼잡도라 한다(Park et al., 2013).
55년 동안의 우리나라 항만의 기항 선박 척수 및 톤수를 살펴보면 어떠한가?
1과 같다. 우리나라 입출항 선박 척수는 1962년에 100,000척이 넘었으며 1983년도에 200,000척이, 1991년도에 300,000척, 2007년도에 400,000척이 넘게 기항한 것으로 조사되어 선박의 지속적인 척수 증가를 보이고 있다. 한편, 입출항척수 증가와 함께, 입출항한 선박의 1척당 톤수는 1960년에는 657톤, 1976년도에 1,000톤을 초과하였고, 2013년도에는 9,200톤에 이르고 있어 우리나라 항만에 기항하는 선박의 대형화 추세를 확인할 수 있다.
1960년부터 이후 50년간 우리나라 항만에 입출항하는 선박의 변화는 어떠한가?
1960년의 우리나라 항만에는 년간 35,000여척의 선박이 입출항 하던 해상교통 상황이 경제 발전과 더불어 50년이 지난 최근에는 년간 390,000여척의 선박이 우리나라의 항만에 입출항하고 있다. 이러한 선박 척수의 증가와 함께 입출항 선박의 톤수는 50년 동안 14배가 증가할 정도로 선박크기면에서는 대폭적인 증가를 보이고 있다.
참고문헌 (14)
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