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문제 정의
- 하지만 부산항내는 항로가 좁고, 많은 어선 및 소형 선박의 통항으로 해상교통이 아주 혼잡한 수역으로 안전한 통항을 위해서는 해상교통 안전성 평가가 필요하다. 이러한 안전성 평가는 부산항 및 부산항 신항의 경우 해상교통안전진단과 논문을 통해 선박조종시뮬레이션과 해상교통혼잡도 검토 (Yon et al., 2007; Yoo et al., 2013; Kang et al., 2017)가 있었지만 부산항내에 대한 연구 논문은 거의 없어 이 연구에서 고찰하고자 한다. 본 연구에서는 부산항내 유람선을 취항과 관련한 운항 안전성 평가를 수행하기 위해 해사안전법의 해상교통안전진단에서 정한 기준에 따라 통항 안전성 평가를 수행하였으며, 추가로 해상교통위험성 평가시스템을 활용하여 위험도를 분석하였다.
제안 방법
- 선박의 통항 및 접․이안 안전성에 영향을 미치는 요인은 수로, 항로표지시설, 통항제어 등 항만시스템과 조류, 바람, 시계 등 환경요인, 교통량과 통항방식 등 통항조건, 선박의 신뢰성 및 조종자의 인적요인 등을 들 수 있다. 본 연구에서는 부산 항만시스템과 통항조건 등의 현황을 조사하여 반영하였으며, 환경조건은 부산항 입항 및 출항 조건에 따라 입력하여 시뮬레이션을 수행하였다. 선박조종시뮬레이션에서 사용된 장비는 Transas사의 NTPro 5000이고, 유람선 모델의 제원은 배수톤수 310.
- 본 연구에서는 부산항내 선박 통항안전성을 분석하기 위해 선박조종시뮬레이션과 해상교통위험성평가시스템을 이용하여 안전성 평가를 수행하였으며, 분석결과는 다음과 같다.
- , 2017)가 있었지만 부산항내에 대한 연구 논문은 거의 없어 이 연구에서 고찰하고자 한다. 본 연구에서는 부산항내 유람선을 취항과 관련한 운항 안전성 평가를 수행하기 위해 해사안전법의 해상교통안전진단에서 정한 기준에 따라 통항 안전성 평가를 수행하였으며, 추가로 해상교통위험성 평가시스템을 활용하여 위험도를 분석하였다.
- 선박조종시뮬레이션과 동일한 해역에서 같은 시나리오로 전장이 50m, 그리고 선속은 5kts와 10kts로 한두 경우로 분석하였다. 분석결과에서 녹색은 [주의], 노란색은 [위험] 그리고 [붉은색]은 매우위험을 나타낸다.
- 0 m이다. 선박조종시뮬레이션을 부산항에서 유람선을 운항하고 있는 3급 항해사면허를 소지한 두 분의 선장님들이 부산항의 입출항하는 선박들의 평균 속도로, 그리고 부산항 최악의 바람과 조류 조건으로 수행하였다. 선박조 종시뮬레이션에서 사용된 3D 항만 및 선박 모델과 시나리오는 Fig.
- 제어도는 모델선박의 사용타각, 기관사용량, Swept path 그리고 여유제어량 등으로 평가한다. 통항선박이 지나간 수역을 의미하는 Swept path는 안전성 평가 기준에 따르면 선폭의 최소 1배로 규정한다.
- 조종자의 주관적 평가는 조종자들이 시뮬레이션을 수행한 후 조종자들의 주관적 의견으로 조종 난이도 평가표를 작성하여 평가하였으며, 평가의 난이도는 Table 2와 같이 7점도 평가로 시행하였다.
대상 데이터
- Fig. 3은 근접도 평가 기준점을 나타내는 것으로 운항중 가장 위험할 것으로 예상되는 지점 3곳 (①은 부산대교, ②는 저수심지역, ③은 부산항대교)을 선택하였다.
- 본 연구에서 사용된 해상교통위험성 평가시스템의 주화면은 Fig. 5와 같이 메뉴바(①)는 선박입력창, 사용자 정의 영역창, 측정창, 위험성 평가창으로 구성되어 있다. 선박입력창은 자선(②)과 타선(③)의 전장 및 선속을 입력하고, 측정창(④)은 특정 지점의 방위와 거리를 측정한다.
- 본 연구에서는 부산 항만시스템과 통항조건 등의 현황을 조사하여 반영하였으며, 환경조건은 부산항 입항 및 출항 조건에 따라 입력하여 시뮬레이션을 수행하였다. 선박조종시뮬레이션에서 사용된 장비는 Transas사의 NTPro 5000이고, 유람선 모델의 제원은 배수톤수 310.8 ton, 전장 38.8 m, 선폭 10.4 m, 흘수 2.0 m이다. 선박조종시뮬레이션을 부산항에서 유람선을 운항하고 있는 3급 항해사면허를 소지한 두 분의 선장님들이 부산항의 입출항하는 선박들의 평균 속도로, 그리고 부산항 최악의 바람과 조류 조건으로 수행하였다.
이론/모형
- 해상교통위험성 평가시스템은 선박의 길이, 속력 및 선박조종성능이 고려된 동적선박영역 (Wang, 2010)을 충돌위험 평가식 (Kobayashi and Endoh, 1976)에 적용하여 전자해도에 표시하였다 (Kim et al., 2017). 해상교통위험성 평가시스템에 사용된 충돌위험평가식 (Collision Judgement:CJ)의 기본개념은 Fig.
성능/효과
- 10에서 분석된 위험성평가 결과를 그래프로 나타낸 것으로, 부산대교 지점에서 위험성이 가장 증가하였으며 통과 후 위험성이 감소되었다. 그러나 부산항대교 진입 전부터 다시 위험성이 증가하는 것으로 나타났으며, 부산항대교 통과와 동시에 위험도는 감소되었다.
- 4 m를 초과하였으나 그 차이가 미미하여 큰 어려움은 없는 것으로 나타났다. 그리고 조종자의 주관적 평가 결과 입항과 출항 시 보이지 않는 수역에서 나오는 선박과 영도대교와 부산대교 부근에 계류된 선박에 대하여 주의를 기울이고 조종한다면 선박조종에 별다른 어려움은 없다는 의견이 제시되었다.
- 따라서 선박조종시뮬레이션과 해상교통위험성평가 시스템을 이용한 부산항내 선박 통항안전성 평가 결과에서는 위험성이 분석되지 않았으며, 선박조종자에 대한 주관적 평가 결과는 해상교통위험성 평가시스템에서 분석결과와 유의성이 확인되었다. 향후 해상교통 위험성 평가시스템을 이용한 정확한 결과분석을 위해서 peak time 시 교통상황의 시나리오로 평가할 필요성이 있다.
- 선박조종 시뮬레이션에 의한 분석결과 중 근접도 평가의 경우 모든 시나리오에서 침범확률이 분석되지 않았으며, 제어도 평가의 경우도 여유제어량이 90% 이상으로 안전운항에 지장이 없는 것으로 나타났다. 또한 Swept path를 분석한 결과, 통항의 경우는 swept path인선폭의 최소 1배를 기준으로 하는데 11.7 m, 출항의 경우는 11.5 m로 선폭인 10.4 m를 초과하였으나 그 차이가 미미하여 큰 어려움은 없는 것으로 나타났다. 그리고 조종자의 주관적 평가 결과 입항과 출항 시 보이지 않는 수역에서 나오는 선박과 영도대교와 부산대교 부근에 계류된 선박에 대하여 주의를 기울이고 조종한다면 선박조종에 별다른 어려움은 없다는 의견이 제시되었다.
- 선박이 입항 및 통항할 때 swept path의 안전성 기준은 선폭의 최소 1배로 하는데 선박조종시뮬레이션 평가 분석결과, 12.6m로 대상 모델선박의 선폭인 10.4m를 초과하였다. 여유제어량을 분석한 결과, Table 4와 같이 모든 시나리오에서의 여유제어량이 90% 이상인 것으로 나타나므로 선박제어에는 별다른 어려움이 없는 것으로 분석되었다.
- 선박조종 시뮬레이션에 의한 분석결과 중 근접도 평가의 경우 모든 시나리오에서 침범확률이 분석되지 않았으며, 제어도 평가의 경우도 여유제어량이 90% 이상으로 안전운항에 지장이 없는 것으로 나타났다. 또한 Swept path를 분석한 결과, 통항의 경우는 swept path인선폭의 최소 1배를 기준으로 하는데 11.
- 4m를 초과하였다. 여유제어량을 분석한 결과, Table 4와 같이 모든 시나리오에서의 여유제어량이 90% 이상인 것으로 나타나므로 선박제어에는 별다른 어려움이 없는 것으로 분석되었다. 선박조종자의 조종 난이도에 대한 주관적 평가의 결과는 Table 5와 같이 조종자들이 약간의 안전함을 느끼면서 운항한 것으로 나타났다.
- 해상교통위험성 평가시스템에 의한 분석결과 중 5kts의 선속으로 입항한 경우, 부산항 대교를 통과하고 만곡부를 통과할 때까지는 [주의]단계로 나타났으나 부산대교 750m 이전부터 [위험]단계로 높아짐을 알 수 있었고, 10kts의 선속으로 입항한 경우 부산항 대교 진입 전 [위험]상태를 유지하다가 통과와 동시에 [주의]상태로 위험성이 감소하였으나, 만곡부를 통과하고 좁은 수역을 진입할 때 다시 [위험]단계, 부산대교 410m 이전부터 [매우위험]단계로 높아짐을 알 수 있었다. 그리고 5kts로 출항한 경우, 부산대교를 통과할 때 [위험]단계로 나타났으나 전체적으로 [주의]단계로 위험성이 낮아짐을 알 수 있었고, 10 kts로 출항한 경우, 부산대교를 통과할 때 [매우위험]단계, 그리로 좁은 수역에서는 [위험]단계로, 넓은 수역이 나타남과 동시에 [주의]단계로 낮아졌다.
후속연구
- 따라서 선박조종시뮬레이션과 해상교통위험성평가 시스템을 이용한 부산항내 선박 통항안전성 평가 결과에서는 위험성이 분석되지 않았으며, 선박조종자에 대한 주관적 평가 결과는 해상교통위험성 평가시스템에서 분석결과와 유의성이 확인되었다. 향후 해상교통 위험성 평가시스템을 이용한 정확한 결과분석을 위해서 peak time 시 교통상황의 시나리오로 평가할 필요성이 있다.
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