우리나라의 주요 무역항을 입${\cdot}$출항하는 선박의 증가, 대형화${\cdot}$고속화 및 새로운 항만의 건설 등은 해양교통 환경변화에 큰 변화를 가져오고 있다. 이러한 상황에서 항로에 설치된 등부표의 기능을 재검토하는 것이 요구되고 있다. 또한 이용자 중심의 서비스 향상 및 해상교통 안전 확보를 위한 대책 마련이 필요하다. 등부표는 안전항행을 도모하여 해양사고를 미연에 방지하는 역할을 수행 하지만 이의 배치와 관련한 연구가 미진하다. 따라서 본 논문에서는 연구의 일환으로서 국내 주요 무역항만을 출입하는 선박의 동부표 이용자들을 대상으로 등부표 배치에 관련한 선호도를 설문조사하여 분석하였다.
출입항로에서 중요한 역할을 하는 등부표는 주로 항로를 표시하거나 위험 장소를 표시한다. 등부표를 적절한 간격으로 배치하여 항해자가 자연스럽게 이용할 수 있도록 하는 것이 다른 항법시스템이 없더라도 안전을 확보할 수 있는 길이 될 것이다. 이런점에 고려하여 이 논문에서는 동부표의 적절한 배치(이하 '최적 배치'라 한다.)를 하기 위한 원칙을 제시하려고 한다. 이 원칙을 먼저 항만의 수역 설계와 관련한 규정을 검토하고, 면담 및 설문 조사에서 얻은 결론, 실측한 등부표 시인거리, 마지막으로 개개의 항만에 어떻게 적용되는가를 탑 혹은 풀미션 선박조종시물레이터으로 검증하는 방법으로 진행하려고 한다.
본 논문에서는 국내 무역항 항로에 배치되는 등부표의 최적 배치에 대한 기준을 설정하기 위한 기초자료로서 항해자들을 대상으로 등부표의 시인거리와 배치에 대한 선호를 분석하였다. 무역항의 각 규모를 감안하여 항만별로 약 $30{\sim}150$부의 설문지를 배포하였고, 총 356부의 유효한 설문지가 분석에 사용되었다. 육안으로 청명한 날씨의 주간에 부표를 인지하는 거리는 $2{\sim}4$마일이 55.0%로 가장 많았다. 부표의 배치방식에서는 양측 부표방식의 선호가 62.1%로써 가장 높았다 또한 부표의 전후사이의 선호 간격은 평균 1.09마일이었다 쌍안경 없이 시인할 수 있는 부표의 기수는 2기가 40.6%로 가장 선호되었다.
항로표지인 등부표는 항해자에게 해역환경 및 위험요소에 관한 정보전달을 위해 형상 및 광원의 섬광을 이용하고 있으며, 이때 광원의 섬광은 다양한 주기를 가지고 동작한다. 최근 주요항만에는 다양한 항만시설이 배치됨에 따라 배후광이 증가하고 있으며, 또한 복잡한 해안을 따라 다수의 항로표지들이 배치되어 있어, 등부표의 정보 전달 시인성을 높이기 위해 다양한 점멸 방식이 운용중이다. 대표적으로 동기점멸과 순차점멸 방식이 있으며, 이에 관련하여 국내외 항만 및 타분야 관련 규격 및 적용사례 등에 대해 조사 분석하였다.
항로표지 시뮬레이터는 항로표지 설계, 최적 배치계획 수립을 지원하는 시스템이다. 이 시스템에서 가시화는 사용자가 항로표지의 인지, 배치 결과 예측 및 평가를 하는데 중요하다고 할 수 있다. 본 논문에서는 항로표지 시뮬레이터 가시화의 핵심 요소 및 개발 방안 도출에 초점을 두고 연구를 수행하였다. 항로표지 시뮬레이터 개발을 위한 테스트베드로 사용 중인 선박운항 시뮬레이터를 활용하여 항만, 선박, 부표 등을 배치하고 시각(Time of day), 기상상태 등을 모사하여 해상 환경을 재현 하였다. 이를 통해 항로 표지의 운동 재현, 배후광을 고려한 야간 상황 가시화, 항로표지 및 등화의 종류에 따른 가시화 등의 항로표지 시뮬레이터 기능들에 대한 개발 방안을 수립하고 계획에 반영하였다.
본 연구에서는 임의의 수상기준점을 배치하고, UAV를 활용하여 해상에서의 사진측량 정확도 분석을 수행하였다. 소규모 저수지를 연구지역으로 선정하여 20개의 부표를 임의의 수상기준점으로 사용했으며, 사용되는 기준점의 수를 조절하여 위치 좌표의 오차를 확인하였다. 사진당 기준점수에 따라 case별로 분류하였으며 X의 정확도는 0.141m ~ 0.166m, Y의 정확도는 0.137m ~ 0.241m로 나타났다. 해상경계측량을 위한 오차범위가 ${\pm}2m$임을 고려할 때, 이 수치는 해상과 같이 특이점이 부족하여 사진측량이 어려운 곳에서 임의의 기준점을 이용한 무인항공기 사진측량으로 사용 가능한 수준의 위치 데이터 정확도를 확보할 수 있을 것으로 사료된다. 또한, 사진당 기준점 평균 사용수, 기준점 사용 부표수, 면적당 기준점비율, 기준점 사용 부표 비율등 4개의 수치와 x, y의 상관분석을 실시하였다. 각 요소와 x, y는 강한 음의 상관관계를 보였고 면적당 기준점 비율, 사진당 기준점 평균 사용수 기준점 사용 부표 비율의 순서로 x, y와의 상관도가 높은 것으로 나타났다. 기준점 사용 부표수와 x, y간의 관련성은 매우 낮은 것으로 나타났다. 이러한 상관분석의 결과는 실제 사용되는 기준점의 총 개수보다 각 사진에 사용되는 기준점의 수가 위치 정확도에 더 큰 영향을 미친다고 분석할 수 있다.
국내에는 선박의 안전항해를 위해서 다양한 종류의 항로표지가 설치되어 운영되고 있으며, 각 지방해양항만청에서 개별적으로 관리되고 있다. 현재 운영되고 있는 항로표지의 종류는 유인 등대를 포함하여 등부표, 입표, 음향표지, 전파 표지 등이 있으며, 그 설치 형태와 기능이 너무 다양하기 때문에 일반화 된 형태의 데이터로 통합 관리되지 못하고 있는 실정이다. 한편, 국제항로표지협회(IALA)에서는 항로표지 설계와 배치 계획에 대한 의사 결정을 지원하고 검증할 수 있는 항로표지 시뮬레이터 시스템의 필요성을 제기하고 있으며, 이를 위해서는 국내의 항만별 항로표지 데이터에 대한 통합 데이터베이스 구축이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 국내 주요 항만에 설치되어 있는 주요 항로표지의 속성정보를 분석하고, 이를 바탕으로 항로표지 시뮬레이터용 데이터베이스 시스템을 설계하고 구축하는 방법에 대하여 기술한다.
항로표지는 항행하는 선박에 대하여 가항수역의 위치·방향 및 장애물의 위치 등을 알려주는 항행보조시설이다. 항로표지가 가항수역의 한계를 표시할 때에는 해당 수역을 처음 이용하는 항해자의 입장에서 편리하게 이용할 수 있도록 배치되어야 한다. 우리나라의 서남해안에는 지형적인 영향으로 많은 수의 좁은 수로가 형성되어 있으며, 좁은 수로를 따라 IALA 해상부표식에 따른 측방표지 및 방위표지 등이 배치되어 있다. 본 연구는 우리나라 서남해안 좁은 수로에 배치된 항로표지가 양식장 개발 등의 해상교통 환경 변화 이후, 선박운항 안전에 대한 역할을 제대로 수행하고 있는지 검토한 실증 사례 연구이다. 서남해안의 5가지 좁은 수로에 대한 사례 검토 결과, 항로표지가 표시하는 가항수역 상에 양식장이 분포하여 항로표지로서의 역할을 제대로 수행하지 못하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과로, 해당 항로표지의 종별 혹은 위치 변경, 양식장 표지의 설치, 해도상 양식장 위치 표기 등의 개선방안을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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