• 해양환경안전학회지
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• 제23권7호
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• pp.783-790
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• 2017

해상교통안전진단제도의 해상교통시스템 적정성 평가 항목 중 통항안전성 근접도 평가 기준은 충돌확률이 $1.0{\times}10^{-4}$ 미만일 경우에 선박의 안전 확보가 가능하다고 제시하고 있다. 1970년대 선박 충돌에 관해 Fujii 와 Macduff의 연구를 시작으로 많은 연구자와 연구기관에서 충돌확률 예측 모델을 제시하였다. 이 같은 다양한 연구에서 충돌확률은 $1.0{\times}10^{-4}$을 크게 벗어나지 않는 수준이지만, 대부분 가정된 상황을 기준으로 제시됨에 따라 다양한 형태의 실제 항로 기준에 적용하는데 근거가 부족한 문제가 있다. 이 연구는 직선항로와 곡선항로를 통항한 선박들의 GICOMS 데이터를 이용하여 선박의 크기별로 근접도 평가를 조사하였다. 이를 근거로 모든 선박에 일률적으로 적용되던 평가 기준을 선박의 크기별로 근접도 평가를 적용 하는 것이 보다 더 합리적이라 판단되어 항로 형태에 따른 선박 크기별 충돌확률을 제시하였다. 향후 보다 다양한 상황과 형태의 항로에서의 해상교통시스템 적정성 평가 기법에 대한 정확성 개선연구가 필요하다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2011년도 춘계학술대회
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• pp.225-226
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• 2011

IALA Waterway Risk Assesment(IWRAP)에서 선박의 충돌확률은 기하학적인 선박의충돌확률(geomatric probability)에 인과관계 확률(causation probability) 곱한 값으로 해당수역의 양적인 충돌확률 평가에 이용되고 있다. 이를 통해 목포대교부근에 통항하는 선박의 선종별 충돌확률 및 입출항 선박 전체 충돌 확률 값을 분석하고자 한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2020년도 추계학술대회
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• pp.85-86
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• 2020

자율운항선박을 위한 충돌회피 알고리즘은 여러 연구자들을 통해 다양한 방식으로 개발되고 있다. 본 연구에서는 한국 연안 지역 특성 및 선박운항자의 의식을 기반으로 한 해상교통위험도 평가 모델인 PARK Model을 적용하여 충돌회피 알고리즘을 개발하였다. 이렇게 개발된 충돌회피 알고리즘은 자율운항선박과 사람이 동시에 항해하는 과도기에 선박운항자의 의식을 반영한 충돌회피를 수행하여 다른 선박운항자들에게 이질감 및 부담감을 주지않을 것으로 사료된다. 본 연구의 충돌회피 알고리즘은 PARK Model 위험도를 기반으로 COLREGS 규정을 반영하여 회피동작을 수행하며, 여러 규모의 선박을 대상으로 마주치는 상황, 횡단하는 상황, 추월하는 상황과 이들이 복합적으로 발생하는 상황에 대한 시뮬레이션 결과 모두 충돌을 회피할 수 있었다. 또한, 과거 AIS Data를 이용한 실해역 시뮬레이션 실험에서도 충돌회피를 수행하여 본 충돌회피 알고리즘의 성능을 검증하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.516-518
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• 2012

해상에서 선박의 충돌확률을 평가하는 것은 해당해역의 잠재적인 해상교통 위험성을 평가하는데 있어 중요하다. 서남해권 해상교통에 중요한 요충지인 완도해역은 동서방향으로는 횡간수도 통과선박들이 항해를 하며, 남북방향으로는 완도항 입출항 선박과 다도해 섬들을 입출항하는 여객선들이 통항을 이루고 있다. IALA 정량적인 해상안전 평가방법인 IWRAP은 통항량, 선속, 길이, 선박의 통항분포로부터 해상에서 통항의 위험도를 평가하므로 인적, 지리적, 환경적 등 주관적인 요소들이 많은 정성적인 평가방법에 비해 적용이 간단하다. 본 연구에서는 VTS 섹터 관제의 관점에서 항로구간별 해상교통의 특징과 개선책을 세우기 위해 IWRAP을 활용하여 완도 해역의 충돌확률을 산출하고자 한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.103-105
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• 2014

선박의 운항분포는 교량충돌확률이나 선박충돌위험도 등을 계산할 때 매우 중요한 요인으로 작용하지만, AASHTO모델이나 해상교통안전진단에서의 근접도 평가모델 등 많은 충돌 또는 위험도 계산 모델에서는 선박의 운항분포가 단순한 정규분포임을 가정하고 있다. 따라서 특정 항로나 해역에서의 정확한 충돌, 위험 또는 안전 등에 관한 확률을 구하고자 할 경우에는 그 항로나 해역의 특성에 맞는 선박 운항분포를 사용해야 한다. 이 연구에서는 일주일간의 통항선박 위치정보(AIS정보)를 이용하여 다양한 특성을 가지는 항로별로 각각 고유한 특성의 선박 운항분포를 찾아내기 위해, sech 함수를 이용한 새로운 충돌위험도 평가법에서 피항구역의 문턱값을 결정하는 방법을 분석하고 실제 상황에 적용 가능한 식을 개발하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.731-734
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• 2011

본 연구에서는 강재로 구성된 선박충돌방호공의 최대방호능력을 산정하기 위하여 선박과 충돌방호공을 모델링하고 충돌거동을 해석하였다. 이러한 비선형충돌해석은 매우 큰 요소망과 고도의 비선형성을 려해야하기 때문에 이의 해석비용이 일반적인 해석에 비하여 매우 크므로 해석의 경제성을 확보하기 의사정적해석방법을 이용하여 해석을 수행하였다. 이 과정에서 효율적인 해석을 위한 수치 해석기법이 추가되었다. 해석결과 얻어진 선박과 방호공의 에너지소산곡선을 바탕으로 충돌선박이 교량하부구조에 도달하는 시점을 추정하고 이를 바탕으로 대상선박의 최대충돌속도를 산정하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.691-697
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• 2011

본 연구에서는 방호공의 최대방호능력을 산정하기 위하여 선박충돌방호공과 선박을 수치적으로 모델링하고 준정적해석으로 충돌해석을 수행하였다. 방호공은 구조물의 비선형 거동과 지반의 지지효과 및 인발을 고려하여 모델링되었다. 충돌선박은 비선형거동이 집중되는 선수부분을 정밀하게 모델링하고 효율적인 해석을 위해 mass scaling기법을 사용하였다. 동일한 해석모델에 대하여 동적해석을 추가적으로 수행하여 두 해석방법의 차이점과 효율성을 평가하였다. 선박과 방호공의 에너지소산곡선을 바탕으로 충돌선박이 교량하부구조에 충돌력을 전달되는 시점을 추정하고, 이를 바탕으로 대상선박의 최대충돌허용속도를 산정하였다. 이러한 추정방법이 방호공의 에너지소산한계를 명확히 판단할 수 있어 공학적으로 효율적인 산정방법임을 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1A호
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• pp.11-19
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• 2006

본 연구에서는 현수교의 선박충돌해석을 위한 설계선박을 결정하기 위하여 선박충돌위험도해석을 수행한다. 선박충돌에 대한 설계선박을 결정하기 위하여 AASHTO 설계기준에서 제시한 3개의 선박충돌 설계방법 중 확률기반 해석방법인 Method II를 사용한다. 선박충돌 위험에 노출된 각각의 교각에 대해 선박충돌위험도 평가를 하여 교각의 충돌설계수평강도를 결정한다. 해석과정은 반복적인 것으로 교량부재의 충돌저항강도를 가정하고 연간파괴빈도를 계산하여 허용기준이 만족하도록 설계 변수를 수정한다. 허용기준은 예상연간파괴빈도에 근거한 가중치를 이용하여 교각에 할당한다. 해석결과에서 안전성과 경제성을 얻기 위해 이 할당방법을 주탑집중 할당방법과 비교한다. 비록 주탑집중 할당방법이 주탑에 비해 과대평가되는 교각의 설계수평강도를 적절히 수정할 경우 보다 경제적인 결과를 가져오지만, 가중치에 의한 할당방법이 설계인자의 특성을 정량적으로 고려하기 때문에 더 합리적인 것으로 보인다. 그리고 선박충돌위험도 평가로부터 얻어지는 충돌설계수평강도에 상응하는 각각의 교각에 대한 설계선박이 결정된다. 같은 교량에 대해서도 충돌설계수평강도가 수로 및 교량의 특성과 선박통행량에 따라 상당히 변화한다. 따라서 허용기준의 할당과 설계선박 선정에 대한 많은 연구가 요구된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권4호
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• pp.483-491
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• 2021

수역 내 충돌 위험 식별은 항해의 안전을 위해 중요하다. 본 연구에서는 거리 요인을 기반으로 한 군집화 방법인 계층 클러스터링을 포함하는 새로운 충돌 위험 평가 방법을 도입했으며, 주변의 선박이 많은 경우 실시간 데이터, 그룹 방법론 및 예비 평가를 사용하여 선박을 분류하고 충돌위험평가를 기반으로 평가하였다(HCAAP 처리라 부른다). 조우하는 선박들의 군집은 계층 프로그램에 의해 모아지고, 예비 평가와 결합되어 상대적으로 안전한 선박을 걸러내었다. 그런 다음, 각 군집 내에서 조우하는 선박 사이의 최근접점(DCPA) 및 최근접점까지의 도착시간(TCPA)까지의 시간을 계산하여 충돌위험지수(CRI)와의 관계를 비교하였다. 조우하는 선박들간의 군집에서 CRI와 DCPA 및 TCPA 수학적 관계는 음의 지수 함수로 구성되었다. 이러한 CRI로부터 운영자는 명시된 해역에서 항해하는 모든 선박의 안전성을 보다 쉽게 평가할 수 있으며, 프레임워크는 해상운송의 안전과 보안을 개선하고 인명 및 재산 손실을 줄일 수 있다. 본 연구에서 제안된 프레임워크의 효과를 설명하기 위해 국내의 목포 연안 해역에서 실험 사례 연구를 수행하였다. 그 결과, 본 연구의 프레임워크가 각 군집 내에서 조우 선박 간의 충돌 위험 지수를 탐지하고 순위를 매기는 데 효과적이고 효율적이라는 것을 보여 주었으며, 추가연구를 위한 자동 위험 우선순위를 지정할 수 있게 해주었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제45권6호
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• pp.298-305
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• 2021

자율운항선박(Maritime Autonomous Surface Ships, MASS)의 선회특성이 충돌회피에 미치는 영향을 식별하는 것은 MASS의 충돌회피에 핵심적인 단서를 제공할 수 있다. 본 연구의 목적은 다양한 타각과 선속에 의해서 변할 수 있는 선회특성이 충돌회피에 미치는 영향을 식별하기 위한 것이다. 선회특성이 충돌회피에 미치는 영향은 전장 161 미터 선박의 수학 모델을 이용하여 선회권을 관측한 후, 네 가지 충돌조우상황에 대한 충돌회피 수치 시뮬레이션의 결과를 이용하여 분석하였다. 두 선박 사이의 최소상대거리와 최소시간을 평가 변수로 이용하여 평가한 결과, 타각은 최소상대거리의 변화에 주요한 영향을 미치고, 선박의 속력은 최소시간의 변화에 주요한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제안한 평가 방법은 MASS의 원격제어에서 충돌회피를 하나의 방법으로 적용 가능할 것으로 기대된다.