[논문]충돌위험 회피를 위한 선박 운항자의 초동조치에 관한 연구

이윤석; 박준모; 안영중

doi:10.5394/kinpr.2014.38.4.327

충돌위험 회피를 위한 선박 운항자의 초동조치에 관한 연구
A Study on the Initial Action of Navigators to Avoid Risk of Collision at Sea 원문보기

한국항해항만학회지 = Journal of navigation and port research, v.38 no.4, 2014년, pp.327 - 333

이윤석 (한국해양대학교 선박운항과) , 박준모 (한국해양대학교 대학원) , 안영중 (한국해양수산연수원)

초록
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해상에서의 충돌사고 예방을 위한 충돌회피 원칙 및 각종 항법 등을 규정하고 있는 국제해상충돌예방규칙은 선박 간 충돌회피를 위한 초기대응 기준에 대해 대부분 선박 운항자 경험 및 주관적 판단에 의해 결정하도록 명시되어 있다. 그러나 초임 해기사나 학생들은 선박 운항 환경을 종합적으로 판단할 수 있는 경험 및 능력이 부족하므로, 충돌방지를 위한 최소한의 정량적인 초동조치 기준을 제시해 줌으로써 충돌사고를 효과적으로 예방할 수 있을 것으로 사료된다. 본 연구에서는 해상충돌예방규칙 및 기존 충돌위험 관련 연구 동향을 분석하였으며, 다양한 승선경력을 가진 선박 운항자들을 대상으로 설문을 실시하여 선박 간 조우관계에 따라 주관적으로 판단하는 최소 안전 이격거리와 초기대응의 개시 거리 및 변침각도를 조사하였다. 이러한 분석 결과를 기초로 선박 조우 관계별 충돌회피를 위한 초기 동작이 필요한 거리, 안전 이격거리 및 변침각도를 제시한다. 초기대응 기준은 해양사고 예방뿐만 아니라 점진적인 운항 기술의 향상에 기여할 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

The Convention on the international regulations for preventing collisions at sea, 1972(COLREGs) defines the collision avoidance principles and various navigation rules for the prevention of collision at sea. In particular, the initial responses to avoid risk of collision are mainly decided by navigation officer's experience and subjective judgement. However, collision accidents could be effectively prevented if the minimum criteria of quantitative initial response are suggested to the junior officers and the cadets who have insufficient sea experience and navigation competency. This study reviewed the COLREGs terms related to the initial response and the existing papers concerned with risk assessment model. A questionnaire survey is also carried out for safe passing distance, degrees of alternating course and initial response distance to avoid collision in accordance with various encounter situations. Base on these results, we propose the proper minimum safe passing distance between the vessels, the initial response distance and required turning angles for alternation in each encounter situations. The suggested criteria of initial response will contribute to the prevention of collision at sea as well as the improvement of gradual navigation technology.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

선박의 충돌사고 예방을 위해 해기교육 측면에서 다양한 항행환경과 위험한 조우관계를 망라할 수 있는 정량적인 충돌회피 초동조치 기준은 아니더라도 안전적인 측면에서 해양사고 예방을 위한 기본적인 충돌회피 원칙과 기준을 수립하여 제시한다면 도움이 될 것으로 판단된다. 그래서 본 절에서는 설문조사 및 DCPA 결과를 반영하여 선박의 조우상황별 초동조치 거리, 안전이격거리 및 변침각도 기준을 제시하고자 한다.
본 연구에서는 선박의 충돌사고를 방지하기 위해 초임 해기사 및 해기사 양성 교육에 사용할 수 있는 정량적인 초동조치 거리, 초기 변침각도 및 안전 이격거리 등을 제시하기 위해 국제해상충돌예방규칙에 명시된 충돌방지항법 분석, 기존에 수행된 충돌위험도 평가 모델에 대한 연구자료 분석 및 선박 운항자를 대상으로 설문조사 및 검증을 실시하였다.
본 연구에서는 해기사의 충돌회피와 관련된 선박 운항술 교육 차원에서 선박의 조우 관계에 따른 초기대응 시기와 안전 이격거리 및 변침각도를 검토하고자 국제해상충돌예방규칙에 명시된 충돌회피 기본 항법을 분석하고 모든 선박에 적용되는 항법에 따라 경계의 기준이 되는 선박간 거리를 분석한다. 또한 실무 현장에서 충돌회피와 관련한 주관적인 초기대응 기준에 대한 분석을 위해서 항해사 경력을 가진 192명을 대상으로 초기대응 거리, 안전이격거리 및 변침각도에 대한 설문을 실시하였고, 이 결과를 이론적인 계산을 통해 검증하였다.
또한 실무 현장에서 충돌회피와 관련한 주관적인 초기대응 기준에 대한 분석을 위해서 항해사 경력을 가진 192명을 대상으로 초기대응 거리, 안전이격거리 및 변침각도에 대한 설문을 실시하였고, 이 결과를 이론적인 계산을 통해 검증하였다. 이러한 연구를 통해서 위험한 조우관계별 충돌회피를 위한 최소한의 초기대응 시기, 안전 통과 거리 및 변침각도를 일반화하여 제시하고자 한다.

제안 방법

선박 운항자들의 주관적인 초기대응 판단 기준을 조사하기 위해 설문양식을 구성하여 2013년 3월부터 6월까지 약 3개월간 온라인 설문조사를 이용하여 실시하였다. 192명이 본 설문조사에 응하였으며, 선장을 포함한 다양한 경력을 가진 선박 운항자들의 설문조사 결과를 통해 초기대응 경향을 분석하여 정량화 하였다. 설문조사의 내용은 선박 운항자들이 타선 조우 시 안전 통과를 위해 확보하고자 하는 최소 안전 이격거리와 초동조치 개시거리 및 변침각도를 정량화하기 위한 항목들로 구성하였다.
Crossing 상황에서의 초기대응 기준을 제시하기 위해 타선과의 조우각도가 90°인 경우에 대한 DCPA를 도출하였으며 그 결과는 Fig. 6과 같다.
Head-on 상황에서의 초기대응 기준을 제시하기 위해 DCPA를 도출하였으며 그 결과는 Fig. 5와 같다. 즉, 초동조치 개시거리가 6.
Overtaking 상황에서의 초기대응 기준을 제시하기 위해 DCPA를 도출하였으며 그 결과는 Fig. 7과 같다. 즉, Overtaking 상황에서는 초동조치 개시거리 3.
국제해상충돌예방규칙에 명시된 규정 중에서 선박 간 충돌회피와 직접 관련이 있는 기본원칙 및 해당 규정에서 묵시적으로 시사하고 있는 초동조치 관련 내용을 분석한다.
설문조사의 내용은 선박 운항자들이 타선 조우 시 안전 통과를 위해 확보하고자 하는 최소 안전 이격거리와 초동조치 개시거리 및 변침각도를 정량화하기 위한 항목들로 구성하였다. 기본적인 초기대응 교육지침을 마련하기 위하여 설문의 내용은 연안항해 시 복합적인 조우상황들을 제외한 두 선박 간의 일대일 조우 상황으로 한정하였고, 항해 시의 경험과 소속회사의 지침 등을 고려하여 작성토록 요청하였다. 조우상황에 대해서는 Head-on, Crossing, Overtaking으로 크게 세 가지로 분류하였고, 조우각도에 따라 위험도를 느끼는 수준이 상이하므로 Fig.
또한 설문조사 결과인 초동조치 거리 및 변침각도를 계산값과 비교하여 선박 운항자가 주관적으로 생각하는 초동조치가 정량적인 계산과 얼마나 차이가 있는지 확인하였다.
본 연구에서는 해기사의 충돌회피와 관련된 선박 운항술 교육 차원에서 선박의 조우 관계에 따른 초기대응 시기와 안전 이격거리 및 변침각도를 검토하고자 국제해상충돌예방규칙에 명시된 충돌회피 기본 항법을 분석하고 모든 선박에 적용되는 항법에 따라 경계의 기준이 되는 선박간 거리를 분석한다. 또한 실무 현장에서 충돌회피와 관련한 주관적인 초기대응 기준에 대한 분석을 위해서 항해사 경력을 가진 192명을 대상으로 초기대응 거리, 안전이격거리 및 변침각도에 대한 설문을 실시하였고, 이 결과를 이론적인 계산을 통해 검증하였다. 이러한 연구를 통해서 위험한 조우관계별 충돌회피를 위한 최소한의 초기대응 시기, 안전 통과 거리 및 변침각도를 일반화하여 제시하고자 한다.
선박 운항자들의 주관적인 초기대응 판단 기준을 조사하기 위해 설문양식을 구성하여 2013년 3월부터 6월까지 약 3개월간 온라인 설문조사를 이용하여 실시하였다. 192명이 본 설문조사에 응하였으며, 선장을 포함한 다양한 경력을 가진 선박 운항자들의 설문조사 결과를 통해 초기대응 경향을 분석하여 정량화 하였다.
선박 운항자를 대상으로 선박간의 최소 안전 이격거리와 초기 변침각도 등에 관한 주관적 기준을 설문조사를 통해 통계 처리 후 이론적인 계산방법을 통해 검증하고 조우 상황별 초동조치 기준을 제시하였으며, 그 결과는 다음과 같다.
설문조사 결과를 검증하기 위해 Fig. 4와 같이 충돌회피를 위한 초기대응 개시거리(D) 및 초기 변침각도로 변침하였을때 두 선박간의 DCPA(최단근접거리; Distance at Closest Point of Approach)를 식(3,4,5)을 이용해 도출하였다(단, 선박의 선회성능은 계산에 반영하지 않음).
192명이 본 설문조사에 응하였으며, 선장을 포함한 다양한 경력을 가진 선박 운항자들의 설문조사 결과를 통해 초기대응 경향을 분석하여 정량화 하였다. 설문조사의 내용은 선박 운항자들이 타선 조우 시 안전 통과를 위해 확보하고자 하는 최소 안전 이격거리와 초동조치 개시거리 및 변침각도를 정량화하기 위한 항목들로 구성하였다. 기본적인 초기대응 교육지침을 마련하기 위하여 설문의 내용은 연안항해 시 복합적인 조우상황들을 제외한 두 선박 간의 일대일 조우 상황으로 한정하였고, 항해 시의 경험과 소속회사의 지침 등을 고려하여 작성토록 요청하였다.
기본적인 초기대응 교육지침을 마련하기 위하여 설문의 내용은 연안항해 시 복합적인 조우상황들을 제외한 두 선박 간의 일대일 조우 상황으로 한정하였고, 항해 시의 경험과 소속회사의 지침 등을 고려하여 작성토록 요청하였다. 조우상황에 대해서는 Head-on, Crossing, Overtaking으로 크게 세 가지로 분류하였고, 조우각도에 따라 위험도를 느끼는 수준이 상이하므로 Fig. 1과 같이 Crossing에 대해서는 Fine, Broad, Converging으로 분류하여 선박 운항자의 조우 상황에 따른 주관적인 초기대응 개시거리와 변침각도를 조사하였다.

성능/효과

또한 Converging crossing, Overtaking의 경우는 타선의 선미를 보며 통과하기 때문에 심리적 부담이 타 조우상황보다 적은 것으로 판단된다. 또한 선박 운항자의 초동조치 개시거리 설문조사 결과는 국제해상충돌예방규칙에서 초동조치 거리에 대해 묵시적으로 시사하고 있는 Head-on 6.0마일, Crossing 및 Overtaking 3.0마일과 유사함을 확인하였다.
0마일로 분석되었다. 선박 운항자들이 응답한 초동조치 기준을 검증하기 위해 DCPA 계산을 수행한 결과 타선의 협력동작이 없을 시 1.0마일 이상의 최소 안전 이격거리를 확보할 수 없음이 검증되었다. 초동조치 개시 후 지속적인 경계와 주의를 기울이며 추가적인 변침이 이루어져야 최소 안전 이격거리를 확보할 수 있으므로 본 연구에서 기준으로 제시하지는 않았지만, 선박 운항자가 이를 충분히 인지해야 하며, 해기교육에도 이러한 내용을 반영할 필요가 있다.
선박 운항자를 대상으로 한 설문조사 결과 전체 응답과 직책에 따른 그룹별 응답이 유사하였으며, 최소 안전 이격거리는 0.5마일에서 1.0마일로 분석되었다. 선박 운항자들이 응답한 초동조치 기준을 검증하기 위해 DCPA 계산을 수행한 결과 타선의 협력동작이 없을 시 1.
선박 운항자의 설문조사 결과와 같이 Head-on 상황에서 충돌을 회피하기 위한 초동조치 개시거리가 6.0마일이고 최소 안전 이격거리가 0.5마일∼1.0마일이며 초기 변침각도가 10°∼15°라는 점, 타선의 선속을 본선의 0.5배, 1.0배, 1.5배로 설정하고 설문조사 결과를 적용하여 DCPA를 계산한 결과 필요한 초기 변침각도가 평균 15°로 도출되었다는 점, XTE(Cross Track Error)등을 고려해 보았을 때 Head-on 상황에서의 초기대응 기준은 타선의 선속이 본선의 0.5배, 1.0배, 1.5배일 경우 초동조치 개시거리가 6.0마일, 초기 변침각도는 15°로 제시한다.
조우상황 별 초기대응 변침각도는 전체 응답 중 가장 많은 응답으로 Head-on의 경우 10°, Crossing의 경우 Fine 15°, Broad 20°, Converging 30° 및 Overtaking은 10°로 설문결과 확인되었다.
즉, Crossing 상황에서는 초동조치 개시거리 3.0마일 및 0.5마일 이상의 최소 안전 이격거리로 타선을 통과할 때 적정 변침각도는 4.0마일과 2.0마일의 중첩위치에 해당하는 변침각도 20°가 적정한 것으로 분석되었다.
즉, Overtaking 상황에서는 초동조치 개시거리 3.0마일 및 1.0마일 이상의 최소 안전 이격거리로 타선을 통과할 때 적정 변침 각도는 타선의 선속에 따라 7°∼10°인 것으로 분석되었다.
조우상황 별 초기대응 변침각도는 전체 응답 중 가장 많은 응답으로 Head-on의 경우 10°, Crossing의 경우 Fine 15°, Broad 20°, Converging 30° 및 Overtaking은 10°로 설문결과 확인되었다. 즉, 선박 운항자가 타선과 조우하는 각도가 작아질수록 초기대응을 시작하는 개시거리는 커지는 반면 변침각도는 작아지는 경향이 있는 것으로 분석되었다.
즉, 설문조사 결과에 있어 직급별 차이는 있으나, Head-on 상황과 Fine crossing 상황의 경우 6.0마일, Broad crossing, Converging crossing 및 Overtaking의 경우는 3.0마일로 확인되었다. 이 결과에 있어 특징적인 것은 결과가 일관되지 않고 상황별로 초동조치 거리의 차이를 보인다는 것이다.

후속연구

본 연구에서 제안한 초동조치 기준은 초급 해기사 교육 및 각종 해운선사의 현장교육에 반영하여 그 동안 선박 운항자의 주관에 의존했던 충돌회피 이격거리와 변침각도를 정량적인 기준으로 운항 현장에 적용할 경우 일정한 거리에서부터 타선의 경계를 높임으로써 선박 간 충돌사고 예방에 기여할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 복합적인 관계가 아닌 자선과 타선만의 기본적인 조우관계를 분석하였고, 추후 다양한 상황이 동시에 발생하는 다수 선박과의 초기대응에 대한 추가적인 연구를 수행하여 해기교육에 적용한다면 해양사고 중 충돌사고 예방에 큰 도움이 될 것으로 판단된다.
본 연구에서 제안한 초동조치 기준은 초급 해기사 교육 및 각종 해운선사의 현장교육에 반영하여 그 동안 선박 운항자의 주관에 의존했던 충돌회피 이격거리와 변침각도를 정량적인 기준으로 운항 현장에 적용할 경우 일정한 거리에서부터 타선의 경계를 높임으로써 선박 간 충돌사고 예방에 기여할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 복합적인 관계가 아닌 자선과 타선만의 기본적인 조우관계를 분석하였고, 추후 다양한 상황이 동시에 발생하는 다수 선박과의 초기대응에 대한 추가적인 연구를 수행하여 해기교육에 적용한다면 해양사고 중 충돌사고 예방에 큰 도움이 될 것으로 판단된다.
선박의 충돌사고 예방을 위해 해기교육 측면에서 다양한 항행환경과 위험한 조우관계를 망라할 수 있는 정량적인 충돌회피 초동조치 기준은 아니더라도 안전적인 측면에서 해양사고 예방을 위한 기본적인 충돌회피 원칙과 기준을 수립하여 제시한다면 도움이 될 것으로 판단된다. 그래서 본 절에서는 설문조사 및 DCPA 결과를 반영하여 선박의 조우상황별 초동조치 거리, 안전이격거리 및 변침각도 기준을 제시하고자 한다.
0마일 이상의 최소 안전 이격거리를 확보할 수 없음이 검증되었다. 초동조치 개시 후 지속적인 경계와 주의를 기울이며 추가적인 변침이 이루어져야 최소 안전 이격거리를 확보할 수 있으므로 본 연구에서 기준으로 제시하지는 않았지만, 선박 운항자가 이를 충분히 인지해야 하며, 해기교육에도 이러한 내용을 반영할 필요가 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	국제해상충돌예방규칙이란 무엇인가?	해상에서 선박 간 충돌사고 예방을 위한 선박운항의 원칙으로 국제해상충돌예방규칙이 널리 통용되고 있다. 또한 해양 사고 발생 시 이 규칙을 기초로 항법위반에 따른 운항과실이나 법규위반, 근무태만과 부주의 등을 판결하고 있는 등 해상에서의 안전, 특히 충돌방지를 위해 해기사들이 꼭 익혀야 할 핵심 규칙이다. 그러나 실제 이 규칙을 자세히 살펴보면 선박 간 위험 상황에서의 충돌회피 원칙을 규정하였으나, 초기대응의 시기와 정도에 대해서는 당시 선박의 운항 환경을 종합적으로 판단하여 선박 운항자의 주관 및 경험에 따라 실시하도록 권고하고 있다.
	국제해상충돌예방규칙 제2장 항법규정에서 명시하고 있는 선박운항의 기본 요건은 무엇인가?	국제해상충돌예방규칙 제2장 항법규정 중 모든 시계 내에서 공통적으로 적용되는 항목으로 경계, 안전속력, 충돌위험, 충돌회피동작, 협수로 및 통항분리방식이 선박운항의 기본 요건으로 명시되어 있다. 특히 충돌위험성을 사전에 파악하기 위해 적절한 경계 및 안전속력을 유지할 것을 규정하고 있으며, 충돌의 위험성에 대해서는 이용 가능한 항해 장비를 최대한 활용해서 상대 선박과의 방위변화를 충분히 검토해야 하고, 충돌회피 동작은 적극적으로 충분한 시간을 두고 적절한 운용술을 발휘토록 규정하고 있다.
	국제해상충돌예방규칙에서 선박 간 위험상황에서 선박 운항자의 주관에 대처를 맡기는 이유는 무엇인가?	그러나 실제 이 규칙을 자세히 살펴보면 선박 간 위험 상황에서의 충돌회피 원칙을 규정하였으나, 초기대응의 시기와 정도에 대해서는 당시 선박의 운항 환경을 종합적으로 판단하여 선박 운항자의 주관 및 경험에 따라 실시하도록 권고하고 있다. 이것은 선박 통항환경의 복잡성과 다양성 등으로 인하여 정량적인 값을 제시하기에 무리가 있기 때문이라고 볼 수 있다. 그러나 선박 경험이 없는 초임항해사나 항해사 교육을 받고 있는 학생들에게는 선박운항 환경을 종합적으로 판단할 수 있는 능력이 부족하기 때문에 이러한 규칙과 더불어서 최소한의 초동조치 거리, 통과 시 적정 이격거리 및 초기 변침각도 등의 제시를 통해 선박안전 확보에 큰 도움이 될 것으로 판단되나 아직 관련 연구의 진행이 미비한 실정이다.

참고문헌 (9)

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저자의 다른 논문 :

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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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