[논문]AHP 기법을 활용한 선박과 승객대피 의사결정 요인 분석

윤동협; 신일식; 임남균

doi:10.5394/kinpr.2018.42.3.195

AHP 기법을 활용한 선박과 승객대피 의사결정 요인 분석
Analysis of Decision-making Factors for Ship and Passenger Evacuation Using AHP 원문보기

한국항해항만학회지 = Journal of navigation and port research, v.42 no.3, 2018년, pp.195 - 200

윤동협 (중소조선연구원) , 신일식 (중소조선연구원) , 임남균 (목포해양대학교 항해학부)

초록
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여객선은 선박사고가 발생을 하게 되면 인명의 피해로 직결되기 때문에 선장의 순간적인 결정이 매우 중요하다. 본 연구에서는 선박의 이상증후가 발생하였을 때 선박 및 승객대피 의사결정을 위한 주요요인을 정량적으로 분석하고 의사결정에 있어 기초 자료를 제공하고자 하였다. 8개의 주요요인에 대하여 전문가 설문조사를 실시하였으며 계층분석방법(Analytic Hierarchy Process: AHP)을 이용하여 가중치를 선정하고 우선순위를 결정하였다. 그 결과 가중치가 가장 높은 주요요인은 전복(횡경사 발생)이었으며, 그다음이 화재/폭발로서, 의사결정에 있어서 가장 큰 영향을 미칠 수 있다. 추후 세부 설문조사를 실시하여 유효수를 높여 신뢰도를 향상시킬 것이며, 본 결과는 선박과 승객대피 의사결정의 주요요인을 결정하는 기초자료로 활용 될 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

When a ship accident occurs, it is imperative that the captain makes a prompt decision because the accident directly leads to the loss of human lives. The purpose of this study is to quantitatively analyze the main factors and to provide basic data for making decisions in case of ship related contingencies. Experts were surveyed using questionnaires containing eight main factors. The priorities based on relative importance of those factors were determined using the analytic hierarchy process (AHP). As a result, the main priority factors were capsizing (heeling occurs), and fire/explosion, which could have the greatest impact on decision making. We plan to do a larger, more detailed scale survey to improve the reliability of the results. The results above will be used as a basis for the main factors of ships and passenger evacuation decision-making procedures.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그러나 위의 연구는 선박사고를 바탕(재결서)으로 원인요인에 대한 항목을 도출의 연구에 초점이 맞추어져 있으며 선박사고가 일어나기 전 선장이 선박 및 승객대피 의사결정을 하기 위한 주요요인으로 고려하기에는 부족하며 우선순위를 결정하기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 주제어를 바탕으로 계층분석 방법을 이용하여 각 주요요인들을 분석하고 주요요인을 수치화하여 우선순위를 결정, 추후 선박 및 승객대피 의사결정에서 요인에 대한 우선순위를 제안하는 것을 목적으로 한다.
따라서, 본 연구는 선박의 이상증후가 발생하였을 때 선박 및 승객대피 의사결정을 하기 위한 주요요인에 대하여 분석하고 동시에 발생하였을 경우 우순순위에 따라 대응을 하고자 하였다. 해양사고의 종류로는 충돌, 접촉, 좌초, 화재폭발, 침몰, 기관손상, 추진축계 손상, 조타장치 손상, 속구손상, 인명 사상, 안전저해, 운항저해 및 행방불명으로 나누어져 있다.
본 연구는 선박 및 승객대피 의사결정을 위한 주요요인을 정량적 방법으로 분석을 하였다. 선박 설계와 안전 설계를 하는 연구기관(연구자), 안전관리와 항해지원을 하는 유관기관(관리자), 직접 승선을 하여 항해 업무를 하는 승무원, 선박 건조 후 최종 점검 부서(시운전 팀) 등 직접적으로 선박 및 승객의 안전에 기여를 하는 업종 종사자들에게 설문을 하여 각 주요요인을 쌍대 비교하여 우선순위를 제안하였다.
그러나 이러한 분류는 정성적인 평가를 통하여 분석을 하며 사고요인간의 중요도를 파악할 수 없어 선박 및 승객대피 의사결정을 하기 위한 우선순위를 정하기에 어려움이 있다. 이에 본 연구는 의사결정에 필요한 주요요인을 각 그룹별로 정량적으로 판단하여 우선순위를 도출함으로써 선박 및 승객대피 의사결정에 주요항목을 제안하는 것을 목적으로 한다.

제안 방법

2는 주요요인에 대한 랭킹을 나타낸 그래프이다. 먼저각 분야별로 분석하였을 때, 연구자, 승조원, 시운전 팀은 선박 및 승객대피 의사결정에 있어서 전복(복원성 상실)이 가장 주요요인으로 응답하였다. 선박에서는 전복(복원성 상실)의경우 선박의 고유 특성 중 하나이기 때문에 연구자들은 설계에서 고려 항목 중 하나이기 때문에 가장 높은 순위에 있으며,승조원 및 시운전 팀의 경우 선박을 직접 운항하는 측면에서 전복(복원성 상실)은 최종적으로 퇴선을 해야 하는 항목 중하나이기 때문에 가장 높은 순위에 있다고 판단되었다.
본 연구에서는 쌍대비교를 통해 하위계층으로 구성된 주요 요인들의 중요도를 평가하고자 선박 안전 관련 전문가 집단들에게 9점 척도의 쌍대 비교로 구성된 설문조사를 수행하였다. 2017년 7월∼8월까지 선박 설계와 안전 설계를 하는 연구기관 내의 연구자, 안전관리와 항해지원을 하는 유관기관 내의 관리자, 직접 승선을 하여 항해 업무를 하는 승무원, 선박 건조 후 최종 점검을 하는 시운전 팀 등 총 52명에게 쌍대 비교 설문을 진행하였으며, 설문비율은 Fig.
선박 건조 후 최종 점검 부서인 시운전 팀 11명에 대하여 설문을 받았으며 총 8명의 설문이 유효하였으며 선박 및 승객대피 의사결정 주요요인을 서로 쌍대 비교하여 요인의 중요도를 평가하였다. 시운전 팀은 선박 및 승객대피 의사결정 주요 요인을 전복(가중치: 0.
선박 설계와 안전 설계를 하는 연구기관 내의 연구자 7명에 대하여 설문을 받았으며 총 5명의 설문이 유효하였으며 선박 및 승객대피 의사결정 주요요인을 서로 쌍대 비교하여 요인의 중요도를 평가하였다. 연구자들은 선박 및 승객대피 의사결정 주요요인을 전복(가중치: 0.
본 연구는 선박 및 승객대피 의사결정을 위한 주요요인을 정량적 방법으로 분석을 하였다. 선박 설계와 안전 설계를 하는 연구기관(연구자), 안전관리와 항해지원을 하는 유관기관(관리자), 직접 승선을 하여 항해 업무를 하는 승무원, 선박 건조 후 최종 점검 부서(시운전 팀) 등 직접적으로 선박 및 승객의 안전에 기여를 하는 업종 종사자들에게 설문을 하여 각 주요요인을 쌍대 비교하여 우선순위를 제안하였다.
선박사고의 원인요인을 분류하기 위하여 많은 선행연구가 있었으며 Table 1에 정리하였다. 선행연구들의 분류는 요인분석연구, 초기대응연구, 우선순위 연구 등의 진행여부에 대하여 분류하였다. Byun(2001)에서는 선박사고의 원인을 인적요인,선박적 요인, 자연적 요인, 교통환경적 요인, 관리요인 등으로 분류하는 것에 초점을 맞추었으며, Yim(2009)은 데이터를 활용하여 주제어를 압축, 그리고 Yim(2017)은 공통단어의 축소에 관한 연구를 하여 각 주제어를 제시하여 초기대응과 우선순위 관저보다는 요인의 세부항목 및 정의를 내리는 것에 집중하였다.
전체적인 연구의 흐름은 설문을 통하여 계층분석을 위한 기초자료를 수집 후 계층분석 방법을 사용하여 주요요인의 우선순위를 도출하였다. 설문은 선박 및 승객 대피를 위한 결정사항에 영향을 미치는 주요요인이기 때문에 선박을 직접 탑승하여 운항을 하는 항해사와 승무원, 선박을 설계하거나 안전도를 평가하는 연구기관, 선박의 운항 상태를 확인하고 최종적인 구조 등의 활동을 할 수 있는 관련 기관 그리고 선박의 건조 후 선박의 상태를 점검하는 시운전 팀 등으로 각 그룹별로 각 요인들 간의 쌍대 비교 설문을 하여 최종적으로 계층분석 방법을 적용하였다.
쌍대비교의 신뢰도를 평가하고자 본 설문조사에 응답한 의사결정자들의 일관성을 일관성비율을 척도로 하여 검증하였다. 일관성 비율이 0.
안전관리와 항해지원을 하는 유관기관의 관리자 8명에 대하여 설문을 받았으며 총 4명의 설문이 유효하였으며 선박 및 승객대피 의사결정 주요요인을 서로 쌍대 비교하여 요인의 중요도를 평가하였다. 관리자들은 선박 및 승객대피 의사결정 주요요인을 횡경사 발생(가중치: 0.
전체 52명에 대하여 유효한 35명의 설문에 대하여 선박 및 승객대피 의사결정 주요요인을 서로 쌍대 비교하였으며 요인의 중요도를 평가하였다. 선박 및 승객대피 의사결정 주요요인 중 가장 가중치가 높은 요인은 전복(가중치: 0.
전체적인 연구의 흐름은 설문을 통하여 계층분석을 위한 기초자료를 수집 후 계층분석 방법을 사용하여 주요요인의 우선순위를 도출하였다. 설문은 선박 및 승객 대피를 위한 결정사항에 영향을 미치는 주요요인이기 때문에 선박을 직접 탑승하여 운항을 하는 항해사와 승무원, 선박을 설계하거나 안전도를 평가하는 연구기관, 선박의 운항 상태를 확인하고 최종적인 구조 등의 활동을 할 수 있는 관련 기관 그리고 선박의 건조 후 선박의 상태를 점검하는 시운전 팀 등으로 각 그룹별로 각 요인들 간의 쌍대 비교 설문을 하여 최종적으로 계층분석 방법을 적용하였다.
직접 승선을 하여 항해 업무를 하는 승무원 24명에 대하여 설문을 받았으며 총 16명의 설문이 유효하였으며 선박 및 승객대피 의사결정 주요요인을 서로 쌍대 비교하여 요인의 중요도를 평가하였다. 승무원들은 선박 및 승객대피 의사결정 주요요인을 전복(가중치: 0.
주요요인으로 사고 유형을 바탕으로 나누었을 경우 횡경사 발생(환경 영향), 충돌/접촉(선박과 선박간, 선박과 부유체 간,선박과 해저면 간), 전복(복원성 상실), 침수(환경 영향), 화재/폭발(선박 내 화재 및 폭발), 기계고장(엔진, 러더 고장), 승객사고(익사자), 해양오염(자선의 사고로 인한 기름 유출) 등이다. 횡경사 발생, 충돌/접촉, 전복, 침수 등은 외부요인이며, 화재/폭발, 조종불능, 승객 원인, 해양오염은 내부요인으로 1계층을 나누었다. 횡경사 발생, 전복 및 침수의 경우 외부 환경적인 요인(바람, 파랑, 조류)에 대해서만 고려를 하며 내부에서 발생하는 요인(화물 및 중량물 이동, 운항 중 청수/유류 사용 불균형 등)으로 인해 발생하는 경우는 제외한다.

대상 데이터

2017년 7월∼8월까지 선박 설계와 안전 설계를 하는 연구기관 내의 연구자, 안전관리와 항해지원을 하는 유관기관 내의 관리자, 직접 승선을 하여 항해 업무를 하는 승무원, 선박 건조 후 최종 점검을 하는 시운전 팀 등 총 52명에게 쌍대 비교 설문을 진행하였으며, 설문비율은 Fig. 2과 같다.
기존의 선행연구와 해양안전심판원, IMO, 관련법규 등을 바탕으로 9개의 사고 유형으로 나눌 수 있으며 이를 바탕으로 Table 4와 같이 총 8가지의 주요요인을 수집하였다.

데이터처리

즉, 계층 분석 방법은 의사결정을 위하여 몇 가지의 기준 및 대안으로 구성된 계층 구조를 통해 복잡한 문제를 해결하는데 최적의 기법이다. 쌍대비교의 신뢰도를 평가하여 의사결정자의 논리적인 일관성을 검증하며 이에 대한 척도는 일관성 비율(Consistency Ratio, CR)로 판단한다. 일관성 비율이 0.

이론/모형

일관성을 검정하기 위해서 무작위지수(Random Index;RI) 또는 난수지수라는 것을 사용하는데 Saaty(1980)가 제시하는 RI 값은 9점 척도를 이용하여 표본크기를 100으로 하여 무작위로 만들어낸 역행렬에서 일관성지수의 평균값으로 역수행렬의 차원 1에서 15까지의 값을 Table 2에 제시하였다. 따라서 일관성을 검정하기 위해 일관성 지수를 평균무작위지수로 나눈 일관성 비율(Consistency Ratio; CR)을 사용한다. 일관성에 대한 가설과 검정 통계량은 Table 3와 같다.

성능/효과

각 쌍대비교 결과 전복(복원성 상실)과 화재/폭발이 선박 및 승객대피 의사결정에 주요요인으로 우선순위가 높았으며 추후 의사결정이 필요할 경우 전복(복원성 상실)과 화재/폭발이 다른 주요요인보다 중요하다.
또한, 각 가중치를 외부요인과 내부요인에 대해 분석한 결과 외부요인의 중요도가 내부요인의 중요도 보다 높았다.
관리자의 경우 횡경사가 가장 주요요인으로 응답을 하였다. 선박 외부에서 상황을 보고 받기 때문에 선박의 자세에 대한 실시간 정보를 바탕으로 선박의 위험도를 평가할 수 있으므로 가장 높은 순위에 있는 것으로 판단되었다.
먼저각 분야별로 분석하였을 때, 연구자, 승조원, 시운전 팀은 선박 및 승객대피 의사결정에 있어서 전복(복원성 상실)이 가장 주요요인으로 응답하였다. 선박에서는 전복(복원성 상실)의경우 선박의 고유 특성 중 하나이기 때문에 연구자들은 설계에서 고려 항목 중 하나이기 때문에 가장 높은 순위에 있으며,승조원 및 시운전 팀의 경우 선박을 직접 운항하는 측면에서 전복(복원성 상실)은 최종적으로 퇴선을 해야 하는 항목 중하나이기 때문에 가장 높은 순위에 있다고 판단되었다. 관리자의 경우 횡경사가 가장 주요요인으로 응답을 하였다.
전체 종합 분석에서는 전복이 가장 주요요인이 되었다. 상대적으로 많은 유효부수가 선박을 직접 운항하거나 설계하는 응답자로부터 받았기 때문에 위의 결과가 나왔다라고 할 수 있다.

후속연구

하지만 본 연구에서는 주요요인의 우선순위를 규명하는 것에 한정되었으며 2개 이상의 복합적인 요인에 따른 우선순위 선정에 대해서는 규명하기가 어렵다. 따라서 향후 연구에서는 주요요인 개별의 순위를 바탕으로 복합적인 순위를 결정하는 연구가 필요하다.
본 연구는 선박 및 승객대피 의사결정에 있어서 선장의 순간적인 결정을 하는데 필요한 주요요인을 찾는 것을 목적으로 하였으며 추후, 선장이 선박 및 승객대피 의사결정에 있어서 우선순위를 바탕으로 주요요인별 선박 이상증후에 대한 대처방안 매뉴얼의 기본 자료로 활용될 예정이다. 하지만 본 연구에서는 주요요인의 우선순위를 규명하는 것에 한정되었으며 2개 이상의 복합적인 요인에 따른 우선순위 선정에 대해서는 규명하기가 어렵다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	Byun(2001)의 연구에서 선박사고의 원인을 어떻게 분류하였는가?	선행연구들의 분류는 요인분석연구, 초기대응연구, 우선순위 연구 등의 진행여부에 대하여 분류하였다. Byun(2001)에서는 선박사고의 원인을 인적요인,선박적 요인, 자연적 요인, 교통환경적 요인, 관리요인 등으로 분류하는 것에 초점을 맞추었으며, Yim(2009)은 데이터를 활용하여 주제어를 압축, 그리고 Yim(2017)은 공통단어의 축소에 관한 연구를 하여 각 주제어를 제시하여 초기대응과 우선순위 관저보다는 요인의 세부항목 및 정의를 내리는 것에 집중하였다. 추가적으로, 선박 사고의 80% 이상이 인적 오류와 조직의 문제에 의해 발생한다고 보고하였으며 초기대응에 대한 언급과 추후 연구로 남겨두었다(IMO, 2000; Kim et al.
	해양사고의 종류는 무엇인가?	따라서, 본 연구는 선박의 이상증후가 발생하였을 때 선박 및 승객대피 의사결정을 하기 위한 주요요인에 대하여 분석하고 동시에 발생하였을 경우 우순순위에 따라 대응을 하고자 하였다. 해양사고의 종류로는 충돌, 접촉, 좌초, 화재폭발, 침몰, 기관손상, 추진축계 손상, 조타장치 손상, 속구손상, 인명 사상, 안전저해, 운항저해 및 행방불명으로 나누어져 있다. 그러나 이러한 분류는 정성적인 평가를 통하여 분석을 하며 사고요인간의 중요도를 파악할 수 없어 선박 및 승객대피 의사결정을 하기 위한 우선순위를 정하기에 어려움이 있다.
	의사결정자의 논리적인 일관성을 검증하기 위한 일관성 비율은 그 값에 따라 어떻게 판단하는가?	쌍대비교의 신뢰도를 평가하여 의사결정자의 논리적인 일관성을 검증하며 이에 대한 척도는 일관성 비율(Consistency Ratio, CR)로 판단한다. 일관성 비율이 0.1이하라면 합리적인 평가라고 규정하고, 0.1을 초과할 경우에 해당 의사결정자의 설문은 재평가 또는 제외해야한다. 일관성을 검정하기 위해서 무작위지수(Random Index;RI) 또는 난수지수라는 것을 사용하는데 Saaty(1980)가 제시하는 RI 값은 9점 척도를 이용하여 표본크기를 100으로 하여 무작위로 만들어낸 역행렬에서 일관성지수의 평균값으로 역수행렬의 차원 1에서 15까지의 값을 Table 2에 제시하였다.

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표제어: PCR

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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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