크루즈선 주요 제원분석을 통한 항만 및 어항설계기준 개선 연구 A Study on Supplement of Harbour and Fishery Design Criteria through the Statistical Characteristics Analysis of Cruise Ship's Specification원문보기
최근 총톤수 16만 톤급 이상의 대형 크루즈선이 국내 항에 정기입항하고 있다. 크루즈를 이용한 국내 관광객이 증가함에 따라 정부에서는 크루즈산업 활성화를 위해 항만기반시설 확충에 많은 노력을 하고 있다. 현재 국내 주요 항구에서 크루즈전용부두 공사가 진행되고 있다. 그러나 국내 항만 및 어항설계기준에는 크루즈선 및 접안시설에 대한 표준제원이 제시되어있지 않다. 대상선박의 표준제원이 제시되어있지 않아 전용시설물 설계 및 인허가에 많은 어려움이 예상된다. 그래서 본 연구에서는 크루즈선에 대한 표준제원을 제시하기 위하여 현재 운항중인 크루즈선의 톤수별 대표선형의 제원을 분석하고 PIANC 사례 및 국내 항설기준을 비교분석 하였다. 분석결과 크루즈선은 연안여객선과 선박제원 및 선박조종성능에 차이가 있음을 알 수 있었다. 따라서 크루즈 전용시설물 설계를 위해서는 반드시 대상선박의 제원이 국내항설기준에 반드시 포함되어야 한다. 그리고 선박의 범위를 산정하기 위하여 크루즈선 평균제원 값에 커버율(75%)을 적용하여 크루즈선 표준제원과 수역시설물에 대한 기준을 제시하였다.
최근 총톤수 16만 톤급 이상의 대형 크루즈선이 국내 항에 정기입항하고 있다. 크루즈를 이용한 국내 관광객이 증가함에 따라 정부에서는 크루즈산업 활성화를 위해 항만기반시설 확충에 많은 노력을 하고 있다. 현재 국내 주요 항구에서 크루즈전용부두 공사가 진행되고 있다. 그러나 국내 항만 및 어항설계기준에는 크루즈선 및 접안시설에 대한 표준제원이 제시되어있지 않다. 대상선박의 표준제원이 제시되어있지 않아 전용시설물 설계 및 인허가에 많은 어려움이 예상된다. 그래서 본 연구에서는 크루즈선에 대한 표준제원을 제시하기 위하여 현재 운항중인 크루즈선의 톤수별 대표선형의 제원을 분석하고 PIANC 사례 및 국내 항설기준을 비교분석 하였다. 분석결과 크루즈선은 연안여객선과 선박제원 및 선박조종성능에 차이가 있음을 알 수 있었다. 따라서 크루즈 전용시설물 설계를 위해서는 반드시 대상선박의 제원이 국내항설기준에 반드시 포함되어야 한다. 그리고 선박의 범위를 산정하기 위하여 크루즈선 평균제원 값에 커버율(75%)을 적용하여 크루즈선 표준제원과 수역시설물에 대한 기준을 제시하였다.
Recently, the number of tourists using cruise ships in Korea is increasing. and an big cruise ship with an gross tonnage of 160,000 tons or more has entered the domestic ports. Therefore, the government has been making a lot of efforts to confirm the cruise infrastructure for revitalization of the d...
Recently, the number of tourists using cruise ships in Korea is increasing. and an big cruise ship with an gross tonnage of 160,000 tons or more has entered the domestic ports. Therefore, the government has been making a lot of efforts to confirm the cruise infrastructure for revitalization of the domestic cruise industry. However, there are no standards for cruise ship specifications and water facilities in the domestic port and fishery design standards. Currently, construction of dedicated cruise facilities is under way in major domestic ports. However, due to lack of specifications and domestic standards for cruise ships, it is difficult to design and license special facilities. Therefore, in this study, PIANC rule and domestic harbor and designing standard of fishing port were compared and analyzed in order to present the standard specification of cruise ships. And analyzed the representative linearity of cruises currently being operated. As a result of the ship characteristics analysis, There was a difference in coastal passenger ship in specifications and ship maneuverability. Therefore, in order to design facilities dedicated to cruising, the specifications of the target ship must be included in the domestic design standard. In addition, in order to calculate the scope of the target ship, I applied the coverage rate of 75% to the average specification value of the cruise ship and presented the standards of the cruise ship and the standard of the water area facilities.
Recently, the number of tourists using cruise ships in Korea is increasing. and an big cruise ship with an gross tonnage of 160,000 tons or more has entered the domestic ports. Therefore, the government has been making a lot of efforts to confirm the cruise infrastructure for revitalization of the domestic cruise industry. However, there are no standards for cruise ship specifications and water facilities in the domestic port and fishery design standards. Currently, construction of dedicated cruise facilities is under way in major domestic ports. However, due to lack of specifications and domestic standards for cruise ships, it is difficult to design and license special facilities. Therefore, in this study, PIANC rule and domestic harbor and designing standard of fishing port were compared and analyzed in order to present the standard specification of cruise ships. And analyzed the representative linearity of cruises currently being operated. As a result of the ship characteristics analysis, There was a difference in coastal passenger ship in specifications and ship maneuverability. Therefore, in order to design facilities dedicated to cruising, the specifications of the target ship must be included in the domestic design standard. In addition, in order to calculate the scope of the target ship, I applied the coverage rate of 75% to the average specification value of the cruise ship and presented the standards of the cruise ship and the standard of the water area facilities.
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문제 정의
그래서 본 연구에서는 크루즈 전용시설물 설계를 위한 기본 자료가 되는 선박제원과 수역시설에 대한 제원(안)을 제시하기 위하여 세계 4대 크루즈 운항선사(Carnival corporation 48 %, Royal caribbean Cruise Ltd 24 %, Norwegian Cruise Line 11 %,MSC 5 %)의 대표선박 24척에 대한 선박 제원분석을 실시하였고, PIANC 사례 및 국내외 항만시설 설계기준을 비교 분석하여 국내 항설기준과의 차이점을 분석하였다. 항만시설설계기준이 되는 대표선박(Design Ship)의 표준 선박제원의 범위는 커버율 개념(Coverage Rate Concept)을 적용하여 산정하였다.
본 연구에서는 대상선박(Design Ship)에 대한 제원과 부두 시설물에 대한기준을 제시하였다. 하지만 크루즈 터미널은 선박의 접·이안에 필요한 수역시설과 여객이 이용하는 터미널 빌딩과 같은 부대 시설물이 포함되어 있다.
첫째, 크루즈선에 대한 표준 선박제원을 일반 여객선과 구별하여 반영하는 것이다. 국내 항설기준에는 10만 톤급 여객선에 대한 선박제원과 부두 시설물 제원은 명시를 하고 있으나 크루즈선에 대한 기준은 명시되어 있지 않다.
제안 방법
PIANC 보고서에 제시하고 있는 크루즈선 24척의 주요제원 중 총톤수, 길이, 폭, 흘수에 대한 분석을 실시하였다. 선박의 규모별 분포특성 파악을 위하여 총톤수에 따른 주요제원의 빈도분포를 분석하였고 선박 규모별 선형특성을 파악하기 위하여 평균값과 표준편차를 구하였다.
그러나 PIANC 기준에는 선·수미 여유길이의 산정 방법을 제시하고 있다. 그래서 국내 항설기준에 제시된 선박 길이 제원을 PIANC에서 제시한 여유길이 산정방법에 적용하여 Table 7과 같이 부두길이를 계산하고 각 기준별 길이차를 비교하였다.
그러나 국내 주요 항구에서는 크루즈 기반시설 구축을 위한 많은 공사가 시행되고 있음에도 불구하고 국내 항설기준에는 크루즈선에 대한 제원과 전용시설물에 대한 기준을 찾아 볼 수 없었다. 그래서 본 연구에서는 PIANC 크루즈 터미널 설계기준과 국내 항설기준을 비교하여 개선점을 도출하였다.
그러나 크루즈선은 톤수별 용도에 따다 선형이 다양하고 일부 크루즈을 대표 선형으로 정하여 크루즈선의 표준 선형으로 정하는 것은 문제가 있다. 그래서 전 세계 크루즈 선복량의 88 %를 차지하고 있는 4대 크루즈 운영 선사의 대표 선형에 대한 주요 선박제원을 분석하였다. 그리고 국내 항설기준 및 일본 항만 시설물 설계 기준에서 대상선박을 특정할 수 없는 경우 선박의 주요 치수를 산정하는 커버율 개념을 적용하여 크루즈선의 표준제원과 부두시설물에 대한 제원을 제시하였다.
A 360 m이다. 그래서 크루즈선 표준제원 분석 대상을 최소선형과 최대선형을 제외한 7만 톤급에서 최대 선형인 17만 톤급 선박으로 구분하여 6개의 그룹으로 구분하여 선박의 전장, 선폭, 흘수에 대하여 분석하였다(Cho et al., 2016).
국내 기준에는 크루즈선의 표준제원이 명시되어 있지 않고 일반 화물선에 비하여 다양한 선형이 존재한다. 그래서 현재 운항중인 크루즈선의 규모별 대표 선형(24척)에 대한선박 제원을 분석하여 크루즈선 선형의 특성을 파악하였다.
그래서 전 세계 크루즈 선복량의 88 %를 차지하고 있는 4대 크루즈 운영 선사의 대표 선형에 대한 주요 선박제원을 분석하였다. 그리고 국내 항설기준 및 일본 항만 시설물 설계 기준에서 대상선박을 특정할 수 없는 경우 선박의 주요 치수를 산정하는 커버율 개념을 적용하여 크루즈선의 표준제원과 부두시설물에 대한 제원을 제시하였다.
선박의 규모별 분포특성 파악을 위하여 총톤수에 따른 주요제원의 빈도분포를 분석하였고 선박 규모별 선형특성을 파악하기 위하여 평균값과 표준편차를 구하였다. 그리고 선박제원 분석 자료에 Table 12의 커버율(Coverage Rate; 이하 P)을적용하여 크루즈선박의 표준제원을 제시하였다. 선박제원은 P값 60 ~ 95 % 범위에서 계산하였다.
둘째, 항설기준에 제시된 선석 길이 산정기준이 명확하지 않아 합리적인 선석길이 산정을 위한 방안을 마련하기 위하여 PIANC 설계기준안을 사용하였다. 선박의 길이에 따른 필요 여유거리를 계산하고 선박의 전장과 여유거리를 합하여 선박의 크기별 부두설계 기준을 제시하였다.
크루즈선에 대한 표준제원은 현재 국내 항설기준 및 일본항만설계기준에서 적용하고 있는 커버율 75 % 범위에서 계산한 값과 최대선형인 22만 톤급 선박은 현존선의 제원을사용하여 Table 17과 같이 크루즈선 표준제원으로 제시하였다. 또한 10만 톤급 선박의 경우 전장의 분포 범위가 넓기 때문에 P값 90 %를 적용하였으며, 흘수는 선박의 규모에 따라 큰 차이를 나나내고 있지 않기 때문에 9만 톤급 선박의 흘수 변화량과 동일한 값을 적용하여 산정하였다.
PIANC 기준에 의한 접·이안에 필요한 부두 여유길이 산정 방법은 Table 6과 같다. 부두 여유길이는 전장의 10 %와 선폭의 1.0B를 기준으로 여유거리를 계산하여 비교하였다.
부두의 수심은 현재 항설기준에서 적용하고 있는 흘수와 여유수심(흘수의 10 %)의 합으로 산정하였다.
둘째, 항설기준에 제시된 선석 길이 산정기준이 명확하지 않아 합리적인 선석길이 산정을 위한 방안을 마련하기 위하여 PIANC 설계기준안을 사용하였다. 선박의 길이에 따른 필요 여유거리를 계산하고 선박의 전장과 여유거리를 합하여 선박의 크기별 부두설계 기준을 제시하였다.
위에서 분석한 선박의 주요제원을 기준으로 P값의 범위 60 ~ 95 % 범위에서 선박의 주요제원 중 수역시설 설계에 필요한 전장, 선폭, 흘수에 대한 표준제원을 계산하였다. 선박의 표준제원은 위에서 분석한 크루즈선 제원의 각 요소별 평균값(P: 50 %, k: 0)에 커버율(P)을 합하여 계산하였다.
위에서 분석한 선박의 주요제원을 기준으로 P값의 범위 60 ~ 95 % 범위에서 선박의 주요제원 중 수역시설 설계에 필요한 전장, 선폭, 흘수에 대한 표준제원을 계산하였다. 선박의 표준제원은 위에서 분석한 크루즈선 제원의 각 요소별 평균값(P: 50 %, k: 0)에 커버율(P)을 합하여 계산하였다.
크루즈선 제원 분석 자료와 해외사례 분석 자료를 바탕으로 크루즈선의 표준제원과 수역시설에 대한 설계기준(안)을 제시 하였다. 동 기준을 제시함으로써 현재 국내 주요 항구에서 진행되고 있는 크루즈 전용부두 건설의 적정성 여부를 판단해 볼 수 있는 기준으로 활용될 수 있을 것이라 생각된다.
데이터처리
PIANC 보고서에 제시하고 있는 크루즈선 24척의 주요제원 중 총톤수, 길이, 폭, 흘수에 대한 분석을 실시하였다. 선박의 규모별 분포특성 파악을 위하여 총톤수에 따른 주요제원의 빈도분포를 분석하였고 선박 규모별 선형특성을 파악하기 위하여 평균값과 표준편차를 구하였다. 그리고 선박제원 분석 자료에 Table 12의 커버율(Coverage Rate; 이하 P)을적용하여 크루즈선박의 표준제원을 제시하였다.
이론/모형
그래서 본 연구에서는 크루즈 전용시설물 설계를 위한 기본 자료가 되는 선박제원과 수역시설에 대한 제원(안)을 제시하기 위하여 세계 4대 크루즈 운항선사(Carnival corporation 48 %, Royal caribbean Cruise Ltd 24 %, Norwegian Cruise Line 11 %,MSC 5 %)의 대표선박 24척에 대한 선박 제원분석을 실시하였고, PIANC 사례 및 국내외 항만시설 설계기준을 비교 분석하여 국내 항설기준과의 차이점을 분석하였다. 항만시설설계기준이 되는 대표선박(Design Ship)의 표준 선박제원의 범위는 커버율 개념(Coverage Rate Concept)을 적용하여 산정하였다. 그리고 수역시설에 대한 제원은 대상선박의 표준선박제원을 기준으로 PIANC 사례와 기존 항설기준의 시설 규모 설계기준을 참고하여 국내 항만 사정에 적합한 방법을 적용하여 계산하였다.
성능/효과
최근 국내항에 총톤수 16만 톤, 전장 340 미터 이상의 초대형 크루즈선이 정기 입항하고 있다.2) 또한 PIANC(Permanent International Association of Navigation Congresses; 이하 PIANC) 보고서에는 지난 30년 동안 선박의 규모는 지속적으로 커져 왔으며 미래에 선박의 규모가 커지는 추세를 반영하여 전용 터미널을 설계해야 할 것이라 밝히고 있다. 또한 HDC에는 전용부두 건설 시 ‘대상선박의 특성을 충분히 반영하여야 한다.
116(Berthing Operation of Tanker to Oil and Gas Terminals)에서도 Oil Tanker의 부두접안 작업 시 선박 간 여유거리를 15 ~ 30 m로 설정하고 있다.4) 그리고 크루즈선은 일반선박과 달리 특수추진기(Azipod, Twin CPP,Thruster)에 의해 조종성능이 매우 우수한 것으로 알려져 있으므로 위에서 제시한 안전거리를 적용하는 것이 합리적이다.5)
총톤수에 대한 표준편차는 Table 8과 같이 9만 톤급 선박의 표준편차가 가장 작은 값, 10만 톤급 선박이 가장 큰 값으로 나타났다. 9만 톤급은 총톤수가 유사한 선형임을 알 수 있고 10만 톤급 선박은 총톤수 분포 범위가 다양하다는 것을 알 수 있다.
선·수미 여유거리 산정 결과 총톤수 20,000 톤급 선박까지는 33 ~ 35 m 내외로 비슷하였으며, 총톤수 50,000 톤급 이상 선박의 총 부두길이는 증가하지만 선박의 규모가 커질수록 여유거리는 오히려 점점 줄어들었다는 것을 알 수 있다.
그러나 전장의 경우와 같이 총톤수의 증가 비율에 따라 선폭이 일정하게 증가하지 않는다는 것을 알 수 있다. 조사 대상선박의 선포별 분포비율은 선폭이 32 ~ 42 m인 선박이 23척으로 가장 많은 것으로 나타났다.
후속연구
크루즈선 제원 분석 자료와 해외사례 분석 자료를 바탕으로 크루즈선의 표준제원과 수역시설에 대한 설계기준(안)을 제시 하였다. 동 기준을 제시함으로써 현재 국내 주요 항구에서 진행되고 있는 크루즈 전용부두 건설의 적정성 여부를 판단해 볼 수 있는 기준으로 활용될 수 있을 것이라 생각된다.
PIANC 사례에서는 선박의 분류기준을 선박의 톤수에 의한 분규기준 이외에 승객의 수에 따른 선박 분류기준을 추가로 제시하고 있다. 향후 국내 항설기준에도 이와 같은 크루즈 터미널 부대시설물 규모 산정 및 설계를 위한 기준제시를 위한 추가 연구가 필요할 것이라 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
크루즈를 이용한 국내 관광객이 증가함으로써 정부에서는 어떻게 하는가?
최근 총톤수 16만 톤급 이상의 대형 크루즈선이 국내 항에 정기입항하고 있다. 크루즈를 이용한 국내 관광객이 증가함에 따라 정부에서는 크루즈산업 활성화를 위해 항만기반시설 확충에 많은 노력을 하고 있다. 현재 국내 주요 항구에서 크루즈전용부두 공사가 진행되고 있다.
국내 대부분의 주요 항만은 어떤것을 위주로 개발되었는가?
제주 강정항(15만 톤급 2선석), 인천남항(15만 톤급 1선석), 속초항(3만 톤급 1선석) 등 국내 주요기항지에 크루즈선 전용 부두를 확충하고 있으며, 부산항의 기존 크루즈 부두에 22만 톤급 선박이 접안 가능 하도록 부두 확장 공사(2018년 완공예정)를 시행하는 등 기반시설 확충에 박차를 가하고 있다. 국내 대부분의 주요 항만은 화물선 위주의 무역항으로 개발되었다. 부산항 및 인천항 등 국내 연안여객선 터미널 이외에 대형 크루즈선박이 접안할 수 있는 전용시설을 찾아볼 수 없었으나 최근 대형 크루즈선박이 입항 할 수 있는 전용터미널 개발이 이루어지고 있다.
국내에서 시행되는 크루즈전용부두 공사에 문제점은?
현재 국내 주요 항구에서 크루즈전용부두 공사가 진행되고 있다. 그러나 국내 항만 및 어항설계기준에는 크루즈선 및 접안시설에 대한 표준제원이 제시되어있지 않다. 대상선박의 표준제원이 제시되어있지 않아 전용시설물 설계 및 인허가에 많은 어려움이 예상된다. 그래서 본 연구에서는 크루즈선에 대한 표준제원을 제시하기 위하여 현재 운항중인 크루즈선의 톤수별 대표선형의 제원을 분석하고 PIANC 사례 및 국내 항설기준을 비교분석 하였다.
참고문헌 (11)
Busan Port Authority(2016), http://busanpa.com/bpt/Board.do?page7&mCodeMN0066, 2016.07.20.
Choi, H. H., W. S. Koo and J. S. Won(2013), A Study on the Establishment of Size-Computation Planning of the Cruise Terminal, Journal of the Architectural institute of Korea Planning & Design, 29(7), p. 7.
Cho, I. S., J. W. Cho and G. H. Yun(2016), A Study on the Main Ship Specification Analysis of the Cruise Ship for the Application of Standard of Harbour Design, Journal of The Korean Society of Marine Environment & Safety, 2016. 4, pp. 33-34.
Harbour and Fishery Design Criteria(2014).
Jun, S. Y., Y. M. Kim, B. G. Woo and H. Chung(2008), A Systematic Approach to Decide Maximum Berthing Ship Size Coupled with Berth Design Criteria - A Case of Port of Ulsan, Journal of The Korean Society of Marine Environment & Safety, 14(1), p. 46.
Kim, S. W., G. H. Yun and J. K. Kim(2016), A Study on Safety of Berthing Unberthing for Cruise on Accordance with Port Design Standard of Sokcho Passenger Berth Construction, Journal of The Korean Society of Marine Environment & Safety, 2016. 4, pp. 54-55.
Ministry of Ocean and Fishieries(2017), 2014 Safety Management Plan, http://mof.or.kr/surf/list.do, 2017.06.18.
Ministry of Ocean and Fishieries(2017), 2017 Cruise Industry Promotion plan, http://mof.or.kr/iframe/article/multi02/list.do, 2017.06.18.
PIANC Report No. 116(2012), Safety Aspects Affecting the Berthing Operations of Tankers to Oil and Gas Terminals.
PIANC Report No. 152(2016), Guideline for Cruise terminals.
Technical Note of the Port and Harbour Reseach Institute Ministry of Transport, Japan, No.652.
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