정박지 통항선박의 충돌위험 모델 개발을 위한 기초연구 - 정박지 통항선박의 안전 - Basic Research for the Development of Collision Risk Model of Passing Vessels at an Anchorage (Safety Domain)원문보기
본 연구는 충돌 사고 중에서 정박지에서 대기하고 있는 선박과 이 정박지를 통항하는 선박 간 충돌사고가 자주 발생함에 따라, 정박선 사이를 통항하는 선박의 충돌위험을 예측할 수 있는 모델을 개발하기 위한 기초 연구로 통항 선박의 안전 영역을 도출하는 것이 목적이다. 이를 위해 우리나라 최대 항만인 부산항 남외항 정박지를 대상 해역으로 선정하고 정박선이 가장 많이 대기한 기간 VTS(Vessel Traffic Service) 항적 자료를 추출하여 분석하였다. 정박선 사이를 통항하는 선박의 길이(L)를 기준으로 정박선과 어느 정도의 안전한 거리(D)를 두고 통과하는지를 알기 위하여 통항 선박의 방위별 D/L 비를 구하였다. D/L 비 분포의 평균 domain을 기준으로 기존 선박 domain 범위 안으로 정박선이 존재할 비율을 분석하여 VTS 관제사의 위험 정도를 반영한 domain을 도출하였다. 추후 연구로는 정박선 사이의 최소 안전거리인 Domain-watch와 정박지 통항 선박의 안전 domain을 활용한 정박지 통항 선박의 충돌위험도 평가 및 분석을 하고, 이를 통해 VTS가 정박지를 좀 더 효율적이고 안전하게 관리하기 위한 모델을 개발하고자 한다.
본 연구는 충돌 사고 중에서 정박지에서 대기하고 있는 선박과 이 정박지를 통항하는 선박 간 충돌사고가 자주 발생함에 따라, 정박선 사이를 통항하는 선박의 충돌위험을 예측할 수 있는 모델을 개발하기 위한 기초 연구로 통항 선박의 안전 영역을 도출하는 것이 목적이다. 이를 위해 우리나라 최대 항만인 부산항 남외항 정박지를 대상 해역으로 선정하고 정박선이 가장 많이 대기한 기간 VTS(Vessel Traffic Service) 항적 자료를 추출하여 분석하였다. 정박선 사이를 통항하는 선박의 길이(L)를 기준으로 정박선과 어느 정도의 안전한 거리(D)를 두고 통과하는지를 알기 위하여 통항 선박의 방위별 D/L 비를 구하였다. D/L 비 분포의 평균 domain을 기준으로 기존 선박 domain 범위 안으로 정박선이 존재할 비율을 분석하여 VTS 관제사의 위험 정도를 반영한 domain을 도출하였다. 추후 연구로는 정박선 사이의 최소 안전거리인 Domain-watch와 정박지 통항 선박의 안전 domain을 활용한 정박지 통항 선박의 충돌위험도 평가 및 분석을 하고, 이를 통해 VTS가 정박지를 좀 더 효율적이고 안전하게 관리하기 위한 모델을 개발하고자 한다.
The purpose of this study is to obtain a safe area for a passing vessel between anchored vessels by developing a model to predict the collision risk, frequent collisions occur between the anchored vessel and the passing vessel through the anchorage. For this, this study selected the southern anchora...
The purpose of this study is to obtain a safe area for a passing vessel between anchored vessels by developing a model to predict the collision risk, frequent collisions occur between the anchored vessel and the passing vessel through the anchorage. For this, this study selected the southern anchorage of Busan port, which is the largest harbor in Korea, as the target area and extracted and analyzed VTS (Vessel Traffic Service) data during the period in which anchored vessels were the most waited. The ratio of D/L for each bearing was obtained to determine the safe distance (D) passes based on the length (L) of the passing vessel between anchored vessels. Based on the average domain of the D/L ratio distribution, the percentage of anchored vessels within the scope of the pre-studied ship's domain was analyzed to obtain a domain reflecting the degree of risk of VTSOs. Further research will evaluate and analyze the collision risk of a passing vessel using Domain-watch, the minimum safe distance between anchored vessels, and the safe domain of a passing vessel through anchorage, to develop a model for VTS to manage anchorages more efficiently and safely.
The purpose of this study is to obtain a safe area for a passing vessel between anchored vessels by developing a model to predict the collision risk, frequent collisions occur between the anchored vessel and the passing vessel through the anchorage. For this, this study selected the southern anchorage of Busan port, which is the largest harbor in Korea, as the target area and extracted and analyzed VTS (Vessel Traffic Service) data during the period in which anchored vessels were the most waited. The ratio of D/L for each bearing was obtained to determine the safe distance (D) passes based on the length (L) of the passing vessel between anchored vessels. Based on the average domain of the D/L ratio distribution, the percentage of anchored vessels within the scope of the pre-studied ship's domain was analyzed to obtain a domain reflecting the degree of risk of VTSOs. Further research will evaluate and analyze the collision risk of a passing vessel using Domain-watch, the minimum safe distance between anchored vessels, and the safe domain of a passing vessel through anchorage, to develop a model for VTS to manage anchorages more efficiently and safely.
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문제 정의
따라서 본 연구는 정박선과 정박선 사이를 통항하는 선박의 충돌위험을 예측할 수 있는 모델을 개발하기 위한 기초연구로 통항 선박의 안전 영역을 도출하기 위하여 우리나라 최대 항만인 부산항 남외항 정박지를 대상 해역으로 선정하고 정박선이 가장 많이 대기하여 정박지가 포화 상태인 연말과 연초를 조사 기간으로 VTS 항적 자료를 분석하였다.
본 연구는 VTS에서 부산항 남외항 정박지와 같은 집단정박지를 효율적이고 안전하게 관리하기 위한 방안으로 정박선과 정박선 사이를 통항하는 선박의 충돌위험을 예측하기 위한 통항 선박의 안전 영역을 도출하는 것이므로, Fujii 와 정박선이 거의 존재하지 않는 최소 domain보다는 VTS 관제사가 선박의 근접 상황을 효율적으로 관리하기 위해서는 이를 처리할 수 있는 시간적인 여유가 충분한 domain이 필요하다.
본 연구는 충돌 사고 중에서 항해하는 선박 간에 발생하는 사고 외에도 정박지에서 대기하고 있는 선박과 이 정박지를 통항하는 선박 간에도 충돌사고가 자주 발생하므로 이에 대한 대책 마련과 연구가 필요하여 진행하게 되었다.
본 연구에서는 정박선 사이를 통항하는 선박의 안전영역을 구하기 위하여 부산항 VTS의 항적 데이터를 추출하였고, Fig. 5와 같이 정박지에 가장 많은 선박이 투묘하여 여유 공간이 없는 상황에서 이 정박선 사이를 통항하는 선박 길이를 기준으로 정박선과의 거리를 방위별로 구하였다.
제안 방법
본 연구는 VTS에서 부산항 남외항 정박지와 같은 집단정박지를 효율적이고 안전하게 관리하기 위해 정박선과 정박선 사이를 항해하는 선박 간의 충돌위험을 예측하기 위한 기초 연구로, 2장에서 선박 점용영역과 관련된 국내외 연구와 정박지 안전영역을 분석한 연구를 살펴보고, 3장에서 정박선이 최대로 수용되었을 때 정박선 사이를 통과하거나 입출항하는 선박이 정박선과 방위별 안전거리를 어느 정도 유지하고 통과하는지를 선박 길이를 기준으로 분석함으로써 정박지를 통항하는 선박의 안전영역을 도출하고, 4장에서 연구의 한계점 및 향후 연구 계획을 제시한다.
연구 방법은 정박선 사이를 통항하는 선박의 길이를 기준으로 정박선과 어느 정도의 안전한 거리를 두고 통과하는지를 알기 위하여 방위별 D/L 비 분포를 구하고, 이 D/L 비 분포에 따른 평균 domain과 기존 제시된 선박 점용 영역을 비교하고 VTS 관제사의 위험 정도를 반영한 domain을 도출하였다.
대상 데이터
조사 기간 동안 정박선 사이를 통항하는 선박의 방위별 거리(D)를 통항 선박 길이(L)를 기준으로 한 D/L 비는 총 3, 002개를 얻었고, 이 중 D가 1,000m 이상인 데이터를 필터링하여 총 1, 451개의 데이터를 추출하였다. 정박선 사이를 통과하는 선박의 선수(0°)에서 우현 180°, 좌현 -180°로 방위별 D/L 데이터를 표시하면 Fig.
조사 기간은 부산 남외항 정박지에 정박선이 가장 많이 투묘한 2017년 12월 31일부터 2018년 1월 2일까지 3일 동안이다.
성능/효과
이에 본 연구에서 얻은 평균 domain에서 VTS 관제사의 위험 정도를 반영하면 p가 .60~.70 범위에 있는 domain을 적용하는 것이 적절하다 판단되며, 이를 만족하는 domain으로 평균 domain의 95% 신뢰구간 중 하한에 해당하는 domain이 있다. 이 domain의 장반경은 5.
후속연구
또한 본 연구의 한계로 VTS의 항적 데이터만을 이용하여 분석하였기에 정박선의 선수 방향에 따른 점유 면적을 반영하지 못한 부분과 당시 바람 방향 및 세기, 조류 등 외부 환경적 요소를 고려하지 못한 부분이 있다.
본 연구에서는 다른 항만 정박지의 데이터와 서로 비교하지 않았기 때문에 본 연구에서 도출한 domain을 모든 항만의 정박지를 통항하는 선박의 안전영역으로 적용하는데 한계가 있으나, 좁은 수로 등에서 사용되는 기존 domain보다 그 범위가 넓기 때문에 통항하는 선박의 최소 안전영역으로 적용 가능하리라 판단된다.
정박지 통항 선박 domain에 대한 좀 더 객관적인 결과를 도출하기 위하여 통항 선박의 속력에 따른 domain의 변화 정도를 연구하고 AIS 정적 정보 또는 레이더 영상 등을 활용하여 정박선의 선수 방향에 따른 통항 선박의 domain 변화 등에 관한 추가적인 연구가 필요하다 판단된다.
향후 연구 과제로는 선행연구에서 확인된 정박선간의 최소 안전거리인 Domain-watch(2.85L)와 정박지 통항 선박의 안전 domain을 이용하여 정박지 통항 선박의 충돌 위험도를 평가ㆍ분석하여 VTS 차원에서 정박지를 좀 더 효율적이고 안전하게 관리하기 위한 지속적인 연구를 진행할 예정이다.
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