• 한국통신학회논문지
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• 제39C권7호
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• pp.582-588
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• 2014

IMO (International Maritime Organization)와 IALA (International Association of Lighthouse Authorities)는 VHF (Very High Frequency) 해상이동업무에서 음성과 데이터를 효율적으로 전송하는 향후의 디지털통신 시스템을 구현하기 위한 GMDSS (Global Maritime Distress and Safety System) 현대화와 E-navigation 등의 프로젝트를 진행하고 있다. IALA는 해상무선통신 계획을 발표하고 E-navigation을 위한 시스템 구성, 신기술 및 표준을 검토하고, ITU (International Telecommunication Union) R은 해상통신 시스템의 기술적 특성에 관해 규정하고 있다. ITU-R에서는 선박운항과 항만보안 및 항해안전을 지원하기 위한 스펙트럼의 효율적인 활용 연구로 WRC (World Radiocommunication Conference) 07, Resolution 357을 의결하고, IALA와 ITU WP5B는 기술개발 및 스펙트럼 문제를 협력하고 있다. WP5B는 권고문 ITU-R M.1842-1을 승인하여 VHF 해상이동업무에서 50kHz와 100kHz의 광대역으로 데이터 서비스를 제공할 수 있도록 규정하였다. 본 논문은 E-navigation을 위한 VHF 데이터 교환, VHF 육상이동업무에서 기지국과 이동국간 데이터전송, 권고문 ITU-R M.1842-1에 대한 분석 및 육상이동업무의 표준을 근거로 해상이동업무의 데이터전송 요구를 만족하는 시스템의 성능평가 방안에 대하여 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.681-688
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• 2018

최근 강화된 환경규제 및 높은 연비에 대한 요구로 인해 천연가스를 연료로 사용하는 선박이 증가하고 있다. 친환경 선박 연료로 대두되고 있는 LPG 혹은 메탄올을 사용한 선박의 요구도 증가하고 있다. 이러한 흐름의 연장선상으로 LPG 혹은 메탄올을 사용하는 ME-LGI 엔진에 대한 연구가 최근 활발히 이루어지고 있다. ME-LGI 엔진을 탑재한 선박은, 선박 항해 중 연료분사밸브의 작동 신뢰도를 지속적인 테스트를 통해 확인해야할 필요가 있다. 따라서 연료분사밸브 테스터의 개발은 ME-LGI 엔진의 상용화를 위해 반드시 필요하다. 이에 본 연구에서는 요구조건 분석, 기능분석, 설계 합성의 순서로 진행되는 시스템 엔지니어링 프로세스를 활용하여 ME-LGI 엔진용 연료분사밸브 테스터의 개념설계를 수행하였다. 요구조건 분석 단계에서 먼저 연료분사밸브의 작동 프로세스를 분석하였고, 밀폐 오일 누유 여부 확인의 필요성을 도출하였다. 그 다음 기능분석 단계에서 연료분사밸브 테스터의 기능 및 기능의 흐름을 수준별로 정의하였다. 이후 설계 합성 단계에서 각 기능에 해당하는 장비들을 설정하였고, 이를 바탕으로 process block diagram을 도출하였다. 또한 시스템 분석 및 조정 단계의 일환으로 초기위험도 분석을 수행하여 안전 방안을 개념설계 안에 추가하였다. 본 연구는 시스템 엔지니어링 프로세스가 개념설계에 적용되는 과정을 상세히 보여줌으로써 향후 타 시스템의 개념 설계 시 좋은 참고자료가 될 수 있을 것으로 기대된다.

• Composites Research
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• 제28권4호
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• pp.219-225
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• 2015

선박 분야에서 이산화탄소($CO_2$) 배출을 줄이고 연료 효율을 높이기 위한 방법의 하나로 항해하는 선박의 공기 저항을 줄이기 위한 에어 스포일러를 장착하는 방안이 검토될 수 있다. 본 연구에서는 대형 선박에 적용될 수 있는 복합재 에어 스포일러의 체결부를 설계하고, 이에 대한 정적, 피로강도를 평가하였다. 하중은 선박의 운항 중 발생하는 청파(Green Water Pressure) 0.1 MPa이 에어 스포일러에 수직하게 가해지는 것으로 가정하였다. 에어 스포일러는 유리섬유 면재에 발사 코어를 갖는 샌드위치 형태로 제작하였고, 여러 개의 샌드위치 패널이 셀(Cell) 형태로 강(Steel) 프레임에 볼트로 체결되는 것으로 가정하였다. 에어 스포일러와 프레임의 체결부는 베어링 파손을 가지도록 설계하고, 정적(베어링) 시험과 피로(4점 굽힘) 시험을 수행하였다. 시험 결과 개발된 에어 스포일러는 정해진 외부하중을 견딜 수 있는 충분한 안전여유를 갖는 것을 확인하였다. 개발된 에어 스포일러는 조만간 대형 상업용 선박에 적용될 예정이다.

• 대한지리학회지
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• 제48권6호
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• pp.914-928
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• 2013

바다를 이용한 항로의 발달과 바다를 터전으로 하는 어업활동의 증가에 따라 안전한 항해를 위한 바다의 경계와 그 공간을 지칭하는 지명의 제정은 필수적이다. 바다의 경계를 획정하는데 있어 국내 외적인 기준이 존재하지는 않지만, 국제수로기구에서 출판한 "해양과 바다의 경계; S-23"에 대한 보고서는 공식적인 문서로써 바다의 경계에 대한 기준을 제시해 줄 수 있다. 이에 본 연구는 S-23 보고서를 기초로 하여 바다경계 변화에 대해 살펴보고, 2002년 제4판 draft를 분석하여 바다의 속성지명 및 바다경계를 획정하는데 사용된 자연지리적 대상을 찾아 경계획정의 근거를 분석하는데 목적이 있다. 분석 결과 S-23(2002)에 나타난 바다는 9개의 속성지명, 즉 Ocean, Sea, Channel, Passage, Strait, Sound, Gulf, Bay, Bight로 분류되었다. 각각의 속성지명은 계층관계를 보이며 하부 계층의 바다는 배타적 또는 포함관계로 표현되었다. IHO의 용어사전에서 정의하는 속성지명의 특성과 현실에서의 바다특성이 상이하게 사용된 예도 발견되었다. 바다의 경계획정기준은 조약에서 제시한 경 위도, 대륙의 최외곽에 있는 곶 또는 갑, 하천하구와 사주 등으로 나타났다. 해저지형의 경우 대륙붕, 해구, 해곡, 해저융기부, 해저퇴, 암초가 경계로 이용되었는데, 특히 남극과 북극지역의 바다 경계는 대륙붕 또는 해저융기부의 경계가 이용되는 사례가 많았다. 해저지형에 의한 경계획정은 S-23 1953년 3판까지 제시된 것과는 달리 2002년 초안에서 주로 발견되는데, 이는 해저탐사기술이 발달하면서 해저지형에 대한 이해가 개선되고, 이러한 지식이 해양경계획정에 사용된 것으로 유추해볼 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.1310-1316
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• 2014

IMO(International Maritime Organization)에 의하면 2017년부터 해상을 항해하는 모든 선박은 VHF(Very High Frequency) 디지털통신을 운용할 수 있도록 권고되어 있다. 국내에서도 5톤이상의 어선 및 모든 선박에 대하여 무선설비 관련 규정에서 안전운항을 확보하고 해양사고 발생시 신속하게 대응하기 위하여 선박의 소유자는 해양수산부 장관의 고시에 따라 디지털방식에 의한 위치자동발신 장치를 갖추도록 규정하고 있다. 따라서 2012년 어업정보통신국에서는 동해안에 VHF DSC(Digital Selective Calling)에 의하여 위치정보를 자동 수신하는 해안국을 설치하여 운용하고 있다. 한편, 남해안과 서해안은 복잡한 해안선과 다도해의 지형적 환경으로 VHF 통신서비스에 많은 제약을 받는다. 본 연구는 남해안에 VHF 해안국의 입지를 선정하기 위하여 해상에 대한 전파커버리지를 분석하였고, 해안국의 통신권 설정을 위하여 RSSI(Received Signal Strength Indication) 비교 및 VMS(Vessel Monitoring System)에 의한 선박추적 기법을 제안하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제27권1호
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• pp.33-47
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• 2022

다중빔측심자료를 이용하여 우리나라 전 연안 해역에 발달한 해저 사퇴의 분포를 확인하고, 해역별 지형 특성을 파악하고자 하였다. 이를 위하여 국립해양조사원의 황해와 대한해협 수심자료를 이용하여 DEM 자료를 작성한 후 TPI 기법을 적용하여 사퇴의 경계를 정밀하게 추출하였다. 그 결과 우리 해역에 분포하는 총 200개의 사퇴를 확인하였으며, 그들의 규모(폭, 길이, 둘레, 면적, 높이)와 형태(폭/길이 비율, 높이/폭 비율, 선형·분기형, 노출·비노출형)에 대한 통계분석을 실시하여 사퇴의 지역별 특성을 분석하였다. 이러한 연구 결과는 연안 항해안전은 물론 해양지명 선정 지원, 해사골재자원 파악, 수산자원 관리 등에 활용될 수 있다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권4호
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• pp.495-508
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• 2019

조석현상이 뚜렷한 연안에서 항해, 연안 구조물 설계, 해양영토 획정, 침수범람 예보 등을 위하여 여러 조위 기준면들(tidal datums)이 사용된다. 우리나라 수로학 분야와 해안공학 분야에서는 수심을 측량하는 기본 수준면(datum level)으로 약최저저조위(ALLW)를 사용하고, 해안선과 안전수직높이(vertical clearances) 기준면으로는 약최고고조위(AHHW)를 사용하고 있다. 그러나 최근에 미국, 호주, 영국을 포함하여 국제적으로는 최저 천문조위(LAT)와 최고 천문조위(HAT)를 기본 수준면과 안전수직높이의 기준면으로 사용하고 있다. 이 연구에서는 서해안과 남해안 9개 조위 관측소에서 19년(1999-2017년) 동안 1시간 간격으로 관측한 해수면 높이 자료를 '19년 벡터평균 분석', '19년 연속 분석', '1년 연속 분석' 방법으로 각각 1분 간격으로 19년간 예측한 조위로부터 LAT와 HAT를 계산하였다. 이 연구에서는 19년 연속 관측자료의 조석 조화분해와 19년 연속 조석 예측에 모두 적합한 UTide 프로그램을 사용하였다. 각 조위 관측소에서 '19년 벡터평균 분석'과 '19년 연속 분석' 방법으로 각각 계산한 LAT 또는 HAT 값들의 차이는 대부분 ±1 cm 미만으로 큰 차이를 보이지 않았으며, 이 두 방법은 서로 거의 일치하는 결과를 생산하였다. 반면에 각 조위 관측소에서 19년간 연속 관측한 자료를 연별로 19개로 나누어 각각 1년 자료씩 조석 조화분해한 후 각각 19년간 조위를 예측한 '1년 연속 분석' 방법은 서로 크게 다른 19개의 LAT와 HAT 값들을 산출하였으며, 그 19개들의 표준편차는 3~7 cm이었다. '1년 연속 분석' 방법으로 구한 이들 값들은 '19년 연속 분석' 방법으로 산출 값과 비교하면 서해안과 남해안에서 LAT는 -16.4~10.7 cm의 차이를 보였으며, HAT는 -8.2~14.3 cm의 차이를 보였다. 계산된 LAT와 HAT를 ALLW와 AHHW와 정량적으로 비교했을 때, 서해안과 남해안에서 LAT는 ALLW보다 평균적으로 46.2 cm 더 낮았으며, HAT는 AHHW보다 평균적으로 33.6 cm 더 높았다. 이러한 차이에 가장 크게 기여하는 분조는 ALLW와 AHHW 계산에 고려되지 않은 진폭이 비교적 큰 S_a와 N₂ 분조이었다. 또한 천해분조가 강하게 발달한 내만에서는 M₄와 MS₄ 분조가 추가적으로 그 차이에 상당히 기여하였다. LAT와 ALLW 간 차이와 HAT와 AHHW 간 차이가 같지 않은 이유는 ALLW와 AHHW를 계산할 때는 주요 4대 분조의 진폭만을 사용하지만 LAT와 HAT를 계산할 때는 실질적으로 67개 분조의 진폭뿐만 아니라 지각도 사용하기 때문이다.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권5호
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• pp.628-636
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• 2018

현재 운용되고 있는 대형 등부표는 대부분 철소재로 제작되어, 부식과 침식에 취약할 뿐 아니라 중량이 커서 설치 및 유지보수가 어렵다. 또한, 주위를 항해하는 선박과 충돌시 등부표 및 선박의 구조적 피해는 물론 인명피해를 발생시키기도 한다. 이러한 철소재 등 부표의 문제점들을 해결하고자 친환경, 경량화 재질을 사용한 등부표가 주목을 받고 있고, 최근 국내에서도 부체와 상부구조물에 각각 친환경 경량소재인 EPP(Expanded Polypropylene)와 알루미늄 소재를 적용한 경량 등부표가 개발된 바 있다. 등부표가 본연의 기능을 수행하기 위해서는 복원성능 및 파랑중 (동적) 운동성능의 확보가 중요한데, 경량화 등부표는 기존의 철재 등부표와 중량 분포 및 운동특성이 다르기 때문에 이에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 새롭게 개발된 전원일체형 경량 7마일 등부표의 복원성능과 다양한 환경조건(파도, 바람, 조류)하에서의 운동성능을 평가하였다. 계류시스템을 고려한 운동해석에는 ANSYS사의 AQWA를 사용하였으며, 운동성능 추정의 정도 향상을 위하여 상용 CFD SW인 Simens사의 STAR-CCM+를 사용해 추정한 풍하중 및 조류하중을 운동해석에 사용하였다. 추정된 등부표의 유의운동의 최대값을 비교한 결과, 바람보다는 파도와 조류가 운동성능에 상대적으로 큰 영향을 미치며, 해상상태가 나빠질수록(Beaufort No. 3이상) 운동이 급격히 커지는 것으로 예측되었다. 이는 해상상태가 나빠지면서 불규칙 파 에너지 스펙트럼의 최대 주파수가 등부표의 고유주파수에 근접하기 때문으로 추정된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권6호
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• pp.875-882
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• 2021

통상적으로 직업소음에 의한 청력손실을 최소화하기 위해서는 작업자가 8시간 동안 85 dBA 이상 소음에 노출되지 않도록 권고하고 있다. 이번 연구에서는 실습선박에서 7종류의 담당업무별 작업자들의 소음노출레벨을 측정하였다. 항해 중, 24시간 동안 작업자의 위치하는 A특성등가소음레벨(L_Aeq,i)과 소음장소의 지속기간(h) 및 소음기여도(L_ex,24h,i)를 고려한 소음노출레벨(L_ex,24h)을 측정하였다. 그 결과, 갑판사관 그룹 L_ex,24h=56.1 dB, 갑판부원 그룹은 L_ex,24h=58.9 dB, 실습항해사들은 L_ex,24h=62.0 dB, 취사부원들은 L_ex,24h=64.3 dB, 실습기관사그룹은 L_ex,24h=91.1 dB, 기관사관 그룹은 L_ex,24h=91.1 dB, 그리고 기관부원 그룹은 L_ex,24h=95.1 dB를 나타내고 있다. 따라서 기관 업무를 담당하는 기관사들, 기관부원들 그리고 기관실습생들은 반드시 청력보호구를 착용해야함을 알 수 있었다. 소음이 심한 기관실에서 청력보호구를 착용한다면 기관사관그룹은 L_ex,24h=23.1 dB, 기관부원그룹은 L_ex,24h=24.4 dB 그리고 기관실습생들은 L_ex,24h=21.5 dB의 소음노출레벨을 줄일 수 있을 것으로 추정된다. 또한 실습생들의 거주구역인 제2 강의실 겸 식당구역에 바닥시공을 64 mm, A-60-class 뜬바닥 구조로 개선했다면 실습항해사들의 소음노출도는 L_ex,24h=4.3 dB, 실습기관사들은 L_ex,24h=1.8 dB 정도 추가적인 감소가 있었을 것이다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.955-964
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• 2022

최근 5년간 국내에서 발생한 해양사고를 선박용도별로 살펴보면 어선이 67.1%(10,211척)를 차지하고 있으며, 어선에 의한 해양사고는 2016년 1,646건에서 2020년 2,100건으로 매년 증가하고 있다. 특히 최근 5년간 발생한 378건의 전복사고 중 어선의 전복사고가 252건으로 66.7%의 높은 비중을 차지하고 있어 이에 따른 대책 마련이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 어선 제66풍성호의 전복사고의 원인 규명을 위해 복원성 및 해수 유입경로 등의 자료 수집과 풍성호에 설치된 방수구, 추가 갑판 및 바람막이 등이 복원성에 미치는 영향을 정량적으로 분석 후 전복사고의 대응 방안을 제시하였다. 복원성에 영향을 주는 요인으로 풍성호에 설치된 추가 갑판, 바람막이, 방수구가 초기 횡경사를 일으키고, 복원성을 악화시키며 어선구조기준을 충족시키지 못할 뿐만 아니라 풍성호의 선형 특성 등으로 인해 복원성을 약화 시키는 것으로 분석되었다. 사고 당시의 복원성을 추정하기 위해 어로작업 시점의 복원성과 해상 상태 변화에 따른 해수 유입량 및 이에 따른 동요 상황, 그리고 선체 요인에 의한 복원성 변화를 계산하였다. 그 결과, 어로작업의 시점에서는 최소 GoM을 모두 만족하였으나 최대파고 4m에서 복원이 불가하였으며, 선체 경사에 따른 해수 유입, 동요의 영향에 의해 최대파고 4m 상태에서 최소 GoM을 만족하지 못하는 것으로 분석되었다. 그러나, 풍성호의 복원성에 영향을 미치는 요인 중 추가 갑판과 바람막이 설치를 제외한다면 최소 GoM을 만족하는 것으로 분석되었다.