차량 및 화물 고박불량과 횡경사에 따른 화물의 이동으로 인한 여객선 침몰사고 이후 화물 고박의 중요성이 제기되었고 카페리선박의 구조 및 설비 등에 관한 기준이 개정되어 풍속 7 m/sec, 파고 1.5미터를 초과하는 해상상태에서는 평수구역을 운항하는 카페리여객선에 적재된 모든 차량은 고박을 실시해야 한다. 본 연구에서는 평수구역을 운항하는 여객선의 해상상태에 따른 선체운동을 계측하고 NSM(New Strip Method) 계산 결과와 비교 하였으며, 대상선박은 풍속 6 ~ 8 m/s, 파고 0.5 ~ 1.0미터의 해상상태에서 최대 1.41° 및 1.37°의 종 동요와 횡 동요를 하였고, 풍속 10 ~ 12 m/s, 파고 1.0 ~ 1.5미터의 해상상태에는 최대 1.49° 및 2.43°의 종 동요와 횡 동요를 하였다. 선체운동 결과를 반영하여 외력과 지지력을 비교해 본 결과 고박하지 않은 상태의 지지력이 더 강한 것으로 평가되어 해당 기상조건에서는 고박을 하지 않아도 차량이 미끄러지거나 전도되지 않는 것으로 평가되었다. 향후 다양한 선박의 선체운동 측정, 외력 및 지지력 비교를 통해 보다 합리적인 차량고박 기준 개정이 요구된다.
차량 및 화물 고박불량과 횡경사에 따른 화물의 이동으로 인한 여객선 침몰사고 이후 화물 고박의 중요성이 제기되었고 카페리선박의 구조 및 설비 등에 관한 기준이 개정되어 풍속 7 m/sec, 파고 1.5미터를 초과하는 해상상태에서는 평수구역을 운항하는 카페리여객선에 적재된 모든 차량은 고박을 실시해야 한다. 본 연구에서는 평수구역을 운항하는 여객선의 해상상태에 따른 선체운동을 계측하고 NSM(New Strip Method) 계산 결과와 비교 하였으며, 대상선박은 풍속 6 ~ 8 m/s, 파고 0.5 ~ 1.0미터의 해상상태에서 최대 1.41° 및 1.37°의 종 동요와 횡 동요를 하였고, 풍속 10 ~ 12 m/s, 파고 1.0 ~ 1.5미터의 해상상태에는 최대 1.49° 및 2.43°의 종 동요와 횡 동요를 하였다. 선체운동 결과를 반영하여 외력과 지지력을 비교해 본 결과 고박하지 않은 상태의 지지력이 더 강한 것으로 평가되어 해당 기상조건에서는 고박을 하지 않아도 차량이 미끄러지거나 전도되지 않는 것으로 평가되었다. 향후 다양한 선박의 선체운동 측정, 외력 및 지지력 비교를 통해 보다 합리적인 차량고박 기준 개정이 요구된다.
In recent years, cargo lashing has received much importance, to help prevent the sinking of passenger ships due to the failure of vehicle and cargo lashing during the transshipment of cargo. Consequently, the standards for lashing equipment and the structure of car ferries have been revised. Accordi...
In recent years, cargo lashing has received much importance, to help prevent the sinking of passenger ships due to the failure of vehicle and cargo lashing during the transshipment of cargo. Consequently, the standards for lashing equipment and the structure of car ferries have been revised. According to the current standards, all vehicles loaded on a car ferry sailing in smooth sea areas must be secured if the wind speed and wave height exceed 7 m/s and 1.5 m, respectively. In this study, we measured the roll and pitch of a passenger ship sailing in smooth sea areas, and compared the measurements with the results of the New Strip Method (NSM). The vessel had a maximum pitch of 1.41° and a maximum roll of 1.37° at a wind speed of 6-8 m/s and a wave height of 0.5-1.0 m, and a maximum pitch of 1.49° and a maximum roll of 2.43° at a wind speed of 10-12 m/s and a wave height of 1.0-1.5 m. A comparison of the external forces due to the motion of the hull and the bearing capacity without lashing indicated that the bearing capacity was stronger. This suggests that vehicles without lashing will not slip or fall due to weather conditions. In future, the existing vehicle lashing standards can be revised after measuring the hull motions of various ships, and comparing the external force and bearing capacity, to establish more reasonable requirements.
In recent years, cargo lashing has received much importance, to help prevent the sinking of passenger ships due to the failure of vehicle and cargo lashing during the transshipment of cargo. Consequently, the standards for lashing equipment and the structure of car ferries have been revised. According to the current standards, all vehicles loaded on a car ferry sailing in smooth sea areas must be secured if the wind speed and wave height exceed 7 m/s and 1.5 m, respectively. In this study, we measured the roll and pitch of a passenger ship sailing in smooth sea areas, and compared the measurements with the results of the New Strip Method (NSM). The vessel had a maximum pitch of 1.41° and a maximum roll of 1.37° at a wind speed of 6-8 m/s and a wave height of 0.5-1.0 m, and a maximum pitch of 1.49° and a maximum roll of 2.43° at a wind speed of 10-12 m/s and a wave height of 1.0-1.5 m. A comparison of the external forces due to the motion of the hull and the bearing capacity without lashing indicated that the bearing capacity was stronger. This suggests that vehicles without lashing will not slip or fall due to weather conditions. In future, the existing vehicle lashing standards can be revised after measuring the hull motions of various ships, and comparing the external force and bearing capacity, to establish more reasonable requirements.
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문제 정의
본 연구에서는 평수구역을 운항하는 여객선의 고박 타당 성을 알아보기 위해 평수구역을 운항하는 여객선의 해상상 태에 따른 선체운동을 계측하고 선체운동 계산 프로그램 결과와 비교하였다. 풍속 6 ~ 8 m/s, 파고 0.
제안 방법
Fsx와 Fsy는 선체 길이 방향 및 수평 방향 외력에 대해 차량이 미끄러지지 않는 최대 정지 마찰력을 의미하고, 차량의 타이어와 도료가 칠해진 차량갑판 사이의 마찰계수(μ)는 0.7을 적용하고, 종 동요와 횡 동요 시 발생하는 수직방향 관성력을 적용하였다.
본 연구에는 선체운동 계산을 위해 Takagi-Tasai에 의해 개발된 이론식을 적용한 NSM(New Strip Method) 내항성능 계산 프로그램을 사용하였다. SMC IMU로 실측한 당시와 유사한 해상상태를 NSM에 적용하여 대상선박의 횡 동요와 종 동요를 계산하였다. 선박과 파랑의 만남각은 선수(Head sea, 000°) 로부터 30°간격으로 선미(Following sea, 180°)까지 7개의 상태에 대하여 계산하였고 그 결과는 Fig.
따라서 본 논문에서는 우리나라 평수구역을 항행하는 차량구역이 폐위되지 않은 카페리 여객선(이하 차도선)의 선체운동을 측정하고 선체운동 계산 프로그램 결과(NSM)와비교·분석하였다. 계측된 횡 동요(rolling) 및 종 동요(pitching) 값에 따른 외력을 선박에 적재된 차량에 적용하여 차량이 고박하지 않고 자체적으로 견딜 수 있는 지지력과 비교함으 로써 고박 기준의 타당성을 검토하였다.
따라서 본 논문에서는 우리나라 평수구역을 항행하는 차량구역이 폐위되지 않은 카페리 여객선(이하 차도선)의 선체운동을 측정하고 선체운동 계산 프로그램 결과(NSM)와비교·분석하였다.
선박과 파랑의 만남각은 선수(Head sea, 000°) 로부터 30°간격으로 선미(Following sea, 180°)까지 7개의 상태에 대하여 계산하였고 그 결과는 Fig. 4와 같다.
선박은 항해 중 해상상태의 영향으로 6자유도 운동(Rolling, Pitching, Yawing, Heaving, Surging, Swaying)을 하게 되는데, 비교적 잔잔한 평수구역에서 고박된 차량에 영향을 크게 줄 것으로 판단되는 횡 동요와 종 동요만을 측정하였다.
대상 데이터
대상선박에 대한 선체운동 측정은 2019년 12월 22일 (State(1)이라 함)과 12월 29일(State(2)라 함)에 실시하였다.
이에 국내 중소 조선소 에서 건조한 총톤수 500톤급 차도선을 실험 대상으로 선정 하였다. 대상선박은 우리나라 평수구역 제8구에 해당되는 완도 화흥포항에서 노화도 동천항을 운항하며, 주요 치수와 선박의 항로는 Table 1 및 Fig. 1과 같다.
선박의 횡 동요와 종 동요 값을 측정하기 위해 Fig. 2와 같이 SMC IMU를 대상 선박의 선교에 설치하였다. 측정 장치의 사양은 Table 2와 같고, 선체운동 측정 결과는 Fig.
여기서 Weight, Gy, Gcz는 한국해양교통안전 공단에서 차량 고박장치 및 적재 배치도면 승인 시 사용하는 차량별 데이터를 사용하였고, 선박의 회전중심(Go)은 일본 국토 교통성(MLIT, 2019)에 따라 식(12)을 사용하여 산정하였다.
우리나라 평수구역에는 총톤수 69톤부터 총톤수 997톤인 차도선이 총 78척이 운항하고 있다. 이에 국내 중소 조선소 에서 건조한 총톤수 500톤급 차도선을 실험 대상으로 선정 하였다. 대상선박은 우리나라 평수구역 제8구에 해당되는 완도 화흥포항에서 노화도 동천항을 운항하며, 주요 치수와 선박의 항로는 Table 1 및 Fig.
이론/모형
본 연구에는 선체운동 계산을 위해 Takagi-Tasai에 의해 개발된 이론식을 적용한 NSM(New Strip Method) 내항성능 계산 프로그램을 사용하였다. SMC IMU로 실측한 당시와 유사한 해상상태를 NSM에 적용하여 대상선박의 횡 동요와 종 동요를 계산하였다.
성능/효과
「화물적재고박 등에 관한 기준」에 따라 적재된 모든 차량을 고박해야 하는 해상상태와 유사한 조건(State(1): 풍속 6 ~ 8 m/s, 파고 0.5 ~ 1.0미터)에서는 최대 횡요각이 1.37°, 평균 횡요주기가 4.83초로 측정되었으며, 최대 종요각이 1.41°, 평균 종요주기가 4.90초로 측정되었다.
SMC IMU를 이용한 선체운동 실측치와 NSM 프로그램을 이용한 선체운동 계산치를 비교한 결과 그 값이 유사한 것을 확인하였다. 따라서 두 자료의 최대값을 차량에 미치는 외력 및 지지력 계산을 위한 입력값으로 사용하였고, 각각 State(1-2)와 State(2-2)로 표시하여 Table 5에 나타내고 있다.
풍속 6 ~ 8 m/s, 파고 0.5 ~ 1.0미터의 해상상 태에서는 1.41°와 1.37°의 종요 및 횡요, 풍속 10 ~ 12 m/s, 파고 1.0 ~ 1.5미터의 해상상태에서는 1.49°와 2.43°의 종요 및 횡요가 발생하였으며(선미트림 1.2° 조건), 이러한 선체운동 시차량에 미치는 외력과 지지력을 비교한 결과 승용차 및 트럭 모두 지지력이 외력보다 강하여 미끄러지거나 전도되지 않음을 알 수 있었다.
해상상태가 더욱 악화된 조건(State(2): 풍속 10 ~ 12 m/s, 파고 1.0 ~ 1.5미터)에는 최대 횡요각이 2.34°, 평균 횡요주기가 4.33초로 측정되었으며, 최대 종요각이 1.49°, 평균 종요주기가 3.98초로 측정되었다.
후속연구
향후 보다 다양한 기상조건과 선박을 대상으로 선체운동 측정, 외력 및 지지력 비교를 통해 보다 합리적인 차량고박 기준 개정이 요구된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
카페리선박의 구조 및 설비 등에 관한 기준이 개정되어 어떤 상태에서는 평수구역을 운항하는 카페리여객선에 적재된 모든 차량은 고박을 실시해야 하는가?
차량 및 화물 고박불량과 횡경사에 따른 화물의 이동으로 인한 여객선 침몰사고 이후 화물 고박의 중요성이 제기되었고 카페리선박의 구조 및 설비 등에 관한 기준이 개정되어 풍속 7 m/sec, 파고 1.5미터를 초과하는 해상상태에서는 평수구역을 운항하는 카페리여객선에 적재된 모든 차량은 고박을 실시해야 한다. 본 연구에서는 평수구역을 운항하는 여객선의 해상상태에 따른 선체운동을 계측하고 NSM(New Strip Method) 계산 결과와 비교 하였으며, 대상선박은 풍속 6 ~ 8 m/s, 파고 0.
선체운동 결과를 반영하여 외력과 지지력을 비교해 본 결과 고박하지 않은 상태의 지지력이 더 강한 것으로 평가되어 해당 기상조건에서는 고박을 하지 않아도 차량이 미끄러지거나 전도되지 않는 것으로 평가되었는데 이를 통해 향후 요구되는 기준은 무엇인가?
선체운동 결과를 반영하여 외력과 지지력을 비교해 본 결과 고박하지 않은 상태의 지지력이 더 강한 것으로 평가되어 해당 기상조건에서는 고박을 하지 않아도 차량이 미끄러지거나 전도되지 않는 것으로 평가되었다. 향후 다양한 선박의 선체운동 측정, 외력 및 지지력 비교를 통해 보다 합리적인 차량고박 기준 개정이 요구된다.
무엇으로 인한 여객선 침몰사고 이후 화물 고박의 중요성이 제기되었는가?
차량 및 화물 고박불량과 횡경사에 따른 화물의 이동으로 인한 여객선 침몰사고 이후 화물 고박의 중요성이 제기되었고 카페리선박의 구조 및 설비 등에 관한 기준이 개정되어 풍속 7 m/sec, 파고 1.5미터를 초과하는 해상상태에서는 평수구역을 운항하는 카페리여객선에 적재된 모든 차량은 고박을 실시해야 한다.
참고문헌 (6)
Choung, J. M., H. S. Jo, K. H. Lee, and Y. W. Lee(2016), Study on Structural Safety of Car Securing Equipment of Coastal Carferry: Part II Assessment of Lashing Safety according to Acceleration Prediction Approaches, A Journal of Ocean Engineering and Technology, Vol. 30, No. 6, pp. 451-457.
IMO(2011), International Maritime Organization, Code of Safe Practice for Cargo Stowage and Securing, Annex 13, pp. 3-13.
IMO(2018a), International Maritime Organization, Sub-Committee on Carriage of Cargoes and Containers, 5th session, Agenda item 7.
IMO(2018b), International Maritime Organization, Sub-Committee on Carriage of Cargoes and Containers, 6th session, Agenda item 7.
MLIT(2019), Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism, On Cargo Securing of Ocean-Going RORO ships (in Japan), Available at: http://www.mlit.go.jp/common/000147418.pdf (Accessed: 17 Dec 2019).
MOLEG(2019), Ministry of Government Legislation, The National Law Information Center, Available at: http://www.law.go.kr (Accessed: 17 Dec 2019).
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