[논문]VLCC의 인천항 안전 입출항을 위한 선박조종 시뮬레이션을 통한 통항안전성 평가

김세원; 최윤정; 이윤석

문제 정의

인천항만을 보다 활성화하고 또한 경제적으로 선박을 운항하기 위하여 인천북항에서 VLCC의 운용가능성을 검증하기 위한 해상교통안전진단 연구용역이 시행되었고, 그 결과에 따라서 수년 내에 반재(Half loading)한 상태의 VLCC가 인천항을 입출항할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 인천항 동수도 항로의 주변여건을 다각도로 검토하고, VLCC의 조종특성을 감안하여, 이 VLCC 통항안전성 친숙화교육을 통하여 축적된 선박조종 시뮬레이션 자료를 분석하여 표준조선모델과 통항안전성 요소들을 평가하고자 한다. 이를 위하여 VLCC선박의 입항항로에서의 취약수역 5곳을 설정하고 해상교통안전진단에서 규정하고 있는 안전성 평가요소들을 기준으로 분석하였다.
이를 위하여 VLCC선박의 입항항로에서의 취약수역 5곳을 설정하고 해상교통안전진단에서 규정하고 있는 안전성 평가요소들을 기준으로 분석하였다. 또한 친숙화교육 과정에서 수행한 VLCC선박이 인천 항만을 입출항함에 있어서 가장 취약한 항만내의 특정한 위치에서 본선의 장비상의 결함이 발생한 경우를 가상하여 안전하고 회복 가능한 조종의 한계를 감안하여 응급조선에 대응하는 방안에 대하여 제안하고자 한다.

제안 방법

금번 선박조종 시뮬레이션에 사용한 모델선박의 주요제원은 다음과 같으며, 인천항의 수심을 감안하여 반재상태(halfing loading)의 적재조건으로 흘수를 조정하여 설정하였다.
따라서 본 연구에서는 인천항 동수도 항로의 주변여건을 다각도로 검토하고, VLCC의 조종특성을 감안하여, 이 VLCC 통항안전성 친숙화교육을 통하여 축적된 선박조종 시뮬레이션 자료를 분석하여 표준조선모델과 통항안전성 요소들을 평가하고자 한다. 이를 위하여 VLCC선박의 입항항로에서의 취약수역 5곳을 설정하고 해상교통안전진단에서 규정하고 있는 안전성 평가요소들을 기준으로 분석하였다. 또한 친숙화교육 과정에서 수행한 VLCC선박이 인천 항만을 입출항함에 있어서 가장 취약한 항만내의 특정한 위치에서 본선의 장비상의 결함이 발생한 경우를 가상하여 안전하고 회복 가능한 조종의 한계를 감안하여 응급조선에 대응하는 방안에 대하여 제안하고자 한다.
인천항 도선사들을 대상으로 실시한 VLCC의 인천항 입출항 친숙화 교육과정에서 수행한 선박조종 시뮬레이션의 결과를 활용하여 취약수역 5곳의 근접도와 속력 등을 평가요소로 분석 평가하여 다음과 같은 결론을 얻었다.

성능/효과

1) 부두등대 부근해역 통항시 최대 이격거리는 3.37L, 최소 이격거리 1.30L이었고, 평균 이격거리는 2.42L이었다. 그리고 편도항해의 허용 항로폭 1.
2) 백암등대 부근해역 통항시 최대 이격거리는 2.82L, 최소 이격거리 1.22L이었고, 평균 이격거리는 2.07L이었다. 그리고 편도항해의 허용 항로폭 1.
3) 북장자서 부근해역 통항시 최대 이격거리는 3.36L, 최소 이격거리 0.96L이었고, 평균 이격거리는 2.04L이었다. 그리고 편도항해의 허용 항로폭 1.
4) 인천대교 통과시 주경간의 교각과의 최대 이격거리는 4.29B, 최소 이격거리 1.90B이었고, 평균 이격거리는 3.57B였다. 그리고 해상교량 통과시 교각과의 최소 이격거리를 2.
5) SK에너지 돌핀부근에서는 진입돌핀 입구의 돌핀 끝단과의 최대 이격거리는 7.4B, 최소 이격거리 0.5B이었고, 평균 이격거리는 5.26B였다. 그리고 평균 이격거리 5.
SK에너지 돌핀부근을 입항 통항하는 VLCC의 선박조종 시뮬레이션을 수행한 결과, 총 40명의 운항자가 VLCC를 조선하여 대상돌핀에 접안을 위하여 접근조종의 결과자료를 분석하면, 돌핀 끝단에 대한 근접도는 최대 이격거리 430m(1.30L), 최소 이격거리 28m(0.08L)이고, 평균 이격거리는 305.00m(0.92L)였다. 또한 돌핀접근 시의 속력은 최대속력 3.
42L이었다. 그리고 편도항해의 허용 항로폭 1.5L에 못미치는 이격거리를 유지한 경우가 운항자 34명 중에 3명(8.8%)이었으며, 개인차 및 통항시의 통과선속 등을 감안할 때 통항시의 항로폭은 대체적으로 만족함으로써 통항 안전성에는 문제가 없는 것으로 판단할 수 있었다.
92L)였다. 또한 돌핀접근 시의 속력은 최대속력 3.0노트, 최소속력 0.3노트이고, 평균속력은 3.00노트였다.
백암등대 부근을 입항 통항하는 VLCC의 선박조종 시뮬레이션은 총 31명의 운항자가 VLCC를 조선하여 대상해역을 통과한 자료를 결과 분석하면, 가장 좁은 가항수역에서의 좌현측 항로경계선의 근접도는 최대 이격거리 938m(2.82L), 최소 이격거리 405m(1.22L)이고, 평균 이격거리는 688.07m(2.07L)였다. 또한 통과시의 속력은 최대속력 16.
북장자서 부근해역을 입항 통항하는 VLCC의 선박조종 시뮬레이션에서는 총 30명의 운항자가 VLCC를 조선한 결과자료를 분석하면, 가장 좁은 가항수역에서의 좌현측 항로경계선의 근접도는 최대 이격거리 1,115m(3.36L), 최소 이격거리 320m(0.96L)이고, 평균 이격거리는 678.00m(2.04L)였다. 또한 통과시의 속력은 최대속력 16.
인천대교 1마일 전방에서 선박의 엔진이 고장이 난 비상상황을 대비한 선박조종시뮬레이션 결과, 본선 타력과 4,500마력 예인선 2척으로 인천대교 통과 선속이 4kn를 유지하면서 인천대교의 중앙을 안전하게 통과(가항항로 끝단까지의 이격거리는 약 250m)하여 인근 비상 투묘지까지 안전하게 이동이 가능하다는 평가 결과를 얻었다.
인천대교 2마일 전방에서 엔진고장이 발생되었을 경우에는 가급적 본선 앵커 및 Tail Tug를 이용하여 인천대교 통과 전에 전진타력 및 회두력을 제어하여 선박을 정지시키는 유리하며, 선박의 전진타력의 제어는 당시의 선박상황 및 기상상황 등 주위환경에 따라 다르지만, 시뮬레이션 조건에서는 약 1마일 정도가 요구되므로 인천대교 전방 1마일 이내에서 비상상황이 발생하였을 경우에는 본선 타력 및 예인력을 이용하여 대교를 통과하는 것이 유리할 것으로 판단된다.
인천대교 통과 입항 통항하는 VLCC의 선박조종 시뮬레이션 결과를 보면, 총 5명의 운항자가 VLCC를 조선하여 대상해역을 통과한 결과, 주 경간장의 교각에 대한 근접도는 최대 이격거리 249m(0.75L), 최소 이격거리 110m(0.33L)이고, 평균 이격거리는 206.8m(0.62L)였다. 또한 통과시의 속력은 최대속력 8.
인천항만을 보다 활성화하고 또한 경제적으로 선박을 운항하기 위하여 인천북항에서 VLCC의 운용가능성을 검증하기 위한 해상교통안전진단 연구용역이 시행되었고, 그 결과에 따라서 수년 내에 반재(Half loading)한 상태의 VLCC가 인천항을 입출항할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 인천항 동수도 항로의 주변여건을 다각도로 검토하고, VLCC의 조종특성을 감안하여, 이 VLCC 통항안전성 친숙화교육을 통하여 축적된 선박조종 시뮬레이션 자료를 분석하여 표준조선모델과 통항안전성 요소들을 평가하고자 한다.
첫째, 인천항의 동수도 진입항로에서부터 북항의 SK돌핀까지의 항로 중에서 취약수역으로 지정한 부도 부근해역, 백암 등대 부근해역, 북장자서 부근해역, 인천대교, SK돌핀부근 등 5곳의 위험기준점에 대한 근접도와 통과속력에 대하여 최대, 최소값 및 평균값과 표준편차 및 충돌확률 등을 해상교통안전 진단 규정에서 정하고 있는 안전성 평가기준과 비교하였을 때 모두 만족하는 것으로 분석 평가되었다.
총 34명의 운항자(인천항 도선사)가 VLCC를 조선하여 대상 해역을 통과한 결과자료를 분석하면, 가장 좁은 가항수역에서의 좌현측 항로경계선의 근접도는 최대 이격거리 1,120m(3.37L), 최소 이격거리 432m(1.30L)이고, 평균 이격거리는 803.88m(2.42L)였다. 또한 통과시의 속력은 최대속력 14.

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