• 해양환경안전학회지
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• 제28권4호
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• pp.632-638
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• 2022

우리나라는 연안해역을 집약적으로 활용하기 때문에 폐기물로 인한 해양사고 발생률도 높은 편이다. 항해하는 선박의 추진기에 해양부유물, 폐로프, 폐어망 등이 감기는 사고를 부유물감김사고로 정의하고 있다. 이러한 사고를 예방하기 위해 본 연구에서는 국내에 상용화되어 세이버 타입(Shaver type)의 로프절단장치를 유한요소법을 이용하여 구조안전성 검토와 수조시험을 통해 절단 과정 및 성능평가를 진행하였다. 그 결과 로프절단장치를 구성하는 모든 파트는 0.5s 도달하기 전 파손되었으며, 인장강도 대비 발생한 최대응력을 기준으로 각 파트의 안전계수는 최소 2이상으로 나타났다. 수조시험에서는 세이버타입의 절단장치의 절단 과정을 살펴보았고, 실제 해상에서 부유중인 폐로프가 다양한 각도로 진입하는 것을 고려하여 케이스 별로 설치 각도를 설정하였다. 그 결과 모든 케이스에서 절단이 되었으며, 절단 날이 어떠한 각도에 장착되어도 로프를 절단하는데 문제가 없을 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권4호
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• pp.525-532
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• 2022

목포항은 우리나라에서 가장 많은 연안여객선과 연안여객선의 항로를 운영 중이며, 지형적인 영향으로 목포항으로 입출항하는 연안여객선은 서남해안 곳곳의 좁은 수로를 통항하고 있다. 상대적으로 대형선박이 이용하는 항로에 비하여 연안여객선이 이용하는 좁은 수로에 대한 해상교통환경의 안전성을 체계적으로 검토한 사례는 찾아보기 어렵다. 이에 본 연구에서는 목포항 항계 부근에 위치한 좁은 수로에 대하여 대상이 되는 연안여객선의 통항 안전성을 항만 및 어항설계 기준에서의 항로 폭, 수심, 굴곡도 기준에 따라 분석하였다. 분석 결과, 맥도와 달리도 사이의 좁은 수로 폭이 대상 연안여객선이 통항 가능한 전장의 1.5배보다 좁을 뿐만 아니라, 수로의 굴곡 정도가 기준값인 30°를 초과하여 조선이 쉽지 않고, 좁은 수로 인근에 어구가 다수 존재하여 통항 시 지장을 초래하는 것으로 나타났다. 따라서, 본 연구의 결론으로, 동 좁은 수로에서 대상 연안여객선의 주간 단독 통항 및 야간·시계제한·저조 시의 경우 항내의 지정 항로로 우회하여 통항할 것을 개선방안으로 제시하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권4호
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• pp.533-541
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• 2022

최근 5년간 발생한 해양사고를 분석한 결과, 소형선박은 전체 좌초사고의 77.0 %를 차지하고, 인명사상도 66.1%로서 매우 높았다. 목포지방해양안전심판원은 2021년 72건을 재결하였고, 이중 좌초사건은 10건이었다. 그리고 좌초사건 중 8건은 소형어선에서 발생하였다. 본 논문은 2021년 목포지방해양안전심판원에서 재결하였던 소형어선에서 발생한 8건의 좌초사고에 대해 분석하였다. 이 소형어선의 좌초사고는 맑은 날씨에 시정이 2~4마일로 양호하고, 파고 1미터 이내로 양호한 해상상태에서 발생한 것을 파악되었다. 그리고 좌초사고의 주요 원인은 피로에 따른 졸음 운항, 경계 소홀, 선위확인 소홀, GPS Plotter 과신, 해도도식 및 조석간만의 차에 대한 이해부족 등인 것으로 나타났다. 이에 소형어선의 좌초사고 저감을 위해 다음의 방안을 제시하였다. 첫째, 갑판부 항해당직 부원교육을 이수한 선원이 선장을 보좌하도록 하여야 한다. 둘째, 졸음 방지용 경보장치는 조타실에 설치하여야 한다. 셋째, GPS Plotter의 성능기준과 최신화를 위해 제도는 마련되어야 한다. 마지막으로, 소형어선 선장은 주기적으로 해도도식과 기초 지문항법을 숙지할 수 있도록 교육을 받아야 한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권2호
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• pp.211-218
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• 2021

본 연구는 종방향과 횡방향에서 규칙파가 외란으로 입사하는 선박의 종동요 및 횡동요를 억제하는 문제를 다룬다. 선박의 안전 운항을 위해서 파랑 중 선박의 종동요 및 횡동요를 안정화시키는 것은 필수적인 과제로 여겨진다. 종동요 및 횡동요 거동에서 중요한 특징 중에 하나는 공진인데, 이 현상은 특정한 조건에서 예상치 못한 큰 응답을 초래한다. 종동요와 횡동요는 두 운동이 상호 결합되어 있고 복원항이 강한 비선형을 갖고 있음으로 계의 파라미터에 따라 다양한 동적 거동을 보이는 것이 중요한 특징인데, 특히 종동요에서 이 특성이 두드러지게 나타난다. 무엇보다, 선박의 조종성능 및 안전을 위해 선박의 종동요 가속도 응답을 완전히 억제하는 것은 상당히 도전적인 과제이다. 이 연구에서는 준 슬라이딩 모드 제어 기법을 이용하여 종동요와 횡동요를 줄임으로 파랑 중의 선박을 안정적인 직립 상태로 유지시키고, 아울러 채터링을 감소시키는 목적을 달성하였다. 리아프노프 이론으로 준 슬라이딩 모드 제어의 안정성을 판명하였고, 수치 시뮬레이션으로 제어 방식의 유효성을 증명하였다. 제시한 기법으로 종동요 및 횡동요 응답의 수렴 및 채터링 감소라는 두 가지 목표가 효과적으로 달성되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권2호
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• pp.262-269
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• 2022

최근 10년간 국내에서 발생한 해양사고현황에 따르면, 총톤수 10톤 미만의 소형어선이 차지하는 비중은 전체 해양사고 중 47.51%로 높게 확인되었다. 또한 해양사고의 증가추세 역시 다른 선종/크기(총톤수)에 비해 매우 가파르게 증가하고 있어 이에 대한 대책마련이 시급한 실정이다. 한국해양교통안전공단에서는 소형어선의 선박검사제도 개선방안으로 자체검사제도의 도입을 제안한 바 있으며, 해양수산부에서는 최근 비대면 검사방법의 도입을 위해 '원격방식에 의한 선박검사 지침'을 마련하여 시행하였다. 본 연구에서는 소형어선의 해양사고 감소 방안으로서 자체검사승인제도를 제시하고, 원격방식의 선박검사제도의 정형화 방안마련을 위해 모바일 애플리케이션을 개발하여 실효성을 분석하였다. 그 결과 어선소유자의 자발적인 안전관리를 유도하기 위한 자체검사승인제도의 도입과 함께 모바일 애플리케이션 기반 선박검사제도 도입의 필요성이 확인되었으며, 자체검사승인제도는 선박소유자의 안전의식을 고취시켜 해양사고 감소에 대한 실효성이 있음을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권2호
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• pp.307-313
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• 2022

지구 온난화와 기후변화에 대응하기 위해 국제적으로 재생 에너지의 개발이 확대됨에 따라 풍력발전의 비중도 점차 늘어가고 있다. 태양광발전에 비해 24시간 생산이 가능하지만 대형 풍력발전기를 대규모로 설치하기 때문에 주변의 레이더나 통신 장비들의 동작에 간섭을 일으키는 지에 대한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 해상풍력 발전단지 외해를 항해하는 선박이 VHF 대역으로 조난 통신을 송신할 경우, 육지의 기지국에서 신호를 수신할 수 있는지를 분석하였다. 대상지역 주변의 수치지형도, 풍력발전기 캐드 모델, 풍력발전단지 배치도를 바탕으로 주변 해역 및 발전단지를 수치해석이 가능하도록 모델링하였다. 광범위한 지역에 대한 전파 분석에 적절한 고주파 해석기법 중 PO, SBR 기법을 적용한 전용 프로그램으로 전자파 간섭 여부를 분석하였다. 해상풍력 발전단지 외곽에서 송신한 VHF 대역 전자파에 대해 육상 기지국에서는 약간의 수신전력 저하는 있지만 기준치 이상의 전력을 수신하였다. 선박과 육상 기지국 사이의 가시선을 완전히 가리는 경우에 수신 전력의 저하가 발생하였으나, VHF대역이 파장이 길어 회절이나 반사 등의 효과로 육상 기지국까지 충분한 전파가 도달하는 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권2호
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• pp.280-289
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• 2022

내수란 영해기선의 육지측 수역으로 연안국의 주권이 미치는 수역이며, 다만 직선기선을 채용하여 새로이 내수로 편입된 곳에서는 연안국의 주권과 함께 외국선박에게는 무해통항권이 인정된다. 특히, 우리나라는 서남해안에 직선기선을 채용하여 무해통항이 인정되는 넓은 내수를 보유하고 있는데, 어업 안전 환경 안보 등 연안 이익을 보호하기 위해 내수를 이용하는 외국선박을 적절히 관리할 필요가 있다. 또한, 영해의 경우에도 연안국의 주권이 미치는 수역으로 연안국의 주요 이익의 보호를 위해 매우 중요한 수역이다. 최근 내수나 영해에서 무단정박 정류하는 외국선박과 충돌사고가 빈번히 발생하여 우리나라에 큰 위협이 되고 있다. 이에 이 논문은 우리나라 내수 또는 영해에서 무단으로 정박·정류한 외국선박의 충돌사고에 관한 사례를 분석하고, 외국선박의 내수 및 영해 통항에 관련된 국내외 법체계를 확인하고 고찰하여, 내수 및 영해에서 외국선박의 무단정박은 무해통항요건을 위반한 것으로, 관련 법률에 따른 처벌가능성을 제시하였고, 내수 및 영해통항 및 정박에 관한 바람직한 법제도 정비방안을 제시하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.1086-1091
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• 2022

국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)를 중심으로 자율운항선박 도입을 대비한 해사안전 및 보안관련 국제 협약을 제정하고 있다. 국내에서도 선급 및 산업체를 중심으로 자율운항시스템 기술개발에 착수하고 있으며 연안선박에서 발생하는 사고를 줄이기 위해 연안선박을 대상으로 하는 자율운항선박 기술적용 방안 연구가 진행되고 있다. 국내외적으로 자율운항선박에 대한 관심이 크게 증가하고 있으며 실제 개발된 기술의 검증을 위한 해상실증이 본격적으로 추진되고 있다. 본 연구에서는 연안선박에 적용하기 위한 디지털트윈 기술 관련 실증선박과 육상 플랫폼(원격지원센터)의 설계를 위한 기초연구를 진행하였다. 디지털트윈 기술을 선박에 적용하기 위해 8m 소형 배터리 전기추진선박을 대상으로 선정하였으며, 선박과 육상 플랫폼 간 통신을 통해 선박 항해 및 운전 데이터가 서버시스템에 저장되고 전기추진선박의 원격제어 명령이 가능한 디지털트윈 통합 플랫폼의 기본 설계를 진행하였다. 이러한 디지털트윈 기술을 적용한 선박 성능관리, 운항 및 운영 최적화, 예지제어 등이 가능할 것으로 판단되며, 위기상황에 대응이 가능한 안전하고 경제성 있는 디지털트윈 기술의 선박적용이 가능할 것이라 사료된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.1063-1069
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• 2022

국내 대기오염물질 배출량 통계에 따르면 상당한 대기오염물질이 선박에 의해 발생하고 있다. 따라서 선박으로부터의 대기오염물질 배출 제한과 항만지역 대기질 개선을 위해 다양한 정책들이 시행되고 있고, 국제적으로도 선박에 의한 해양오염 방지를 위해 국제 협약 등이 이루어지고 있다. 하지만 실제 운항하는 선박에서 배출되는 대기오염물질 측정에 관한 연구와 실험은 거의 이루어지고 있지 않아, 본 연구는 이동식배출가스측정장비(PEMS)를 사용하여 실제 운항하는 9,169톤급 선박에서 발생하는 대기오염물질 배출량 평가에 대한 방법과 가능성을 제시하였다. RPM과 부하에 따라 배출량의 차이가 있었으며, NO_X 배출량은 497-2,060ppm, CO₂는 1.55-6.9%, CO는 0.002-0.14% 수준이다. 엔진 제조사에서 제공하는 Shop Test에 명시된 배출량과 실제 측정된 배출량에 차이가 있음을 확인하였다. 대상선박의 전 항해구간에서 발생하는 각 대기오염물질 최대 배출량이 PEMS 측정 구간에 포함되는 것을 확인하여, 총톤수 10,000톤급 이내 선박에 PEMS 활용 가능성을 검증하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권7호
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• pp.1059-1066
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• 2021

우리나라는 해상활동의 중요성이 크며, 산업화에 따른 이상기후 현상 등을 규명하기 위해 육상에 많은 자동기상 관측설비를 운영 중이지만 해상에서는 그 수가 매우 부족하다. 또한, 해양안전정보 구축 등을 위해 해양조사선을 운영 중이나 접근이 어려운 곳이 많고 높은 운영비용이 요구된다. 따라서 다양한 해양관측 등이 가능한 소형무인화선박의 개발이 필요하다. 한편 소형 무인화 선박에서 세일(Sail)은 항해 성능에 큰 영향을 미치므로 이에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 기존 에어포일 형상보다 높은 공기역학적 성능을 갖는 것으로 알려진 트윈커브세일(Twin curvy sail)의 설계변수인 캠버(Camber)효과에 대해 검토하였다. 5 종류의 캠버에 대해 유동해석 결과, 캠버 크기가 9 %일 때 가장 높은 양력계수를 나타내었다. 트윈커브세일의 경우 Port sail과 Starboard sail의 상호작용에 의해 받음각 23°에서 가장 높은 양력계수를 갖고, Port sail의 경우 받음각 20°에서 가장 높은 양력계수를 Starboard sail의 경우 받음각 15°에서 가장 낮은 양력계수를 나타내었다. 또한, 트윈커브세일은 모든 받음각에서 에어포일 형상인 NACA 0018보다 높은 양력계수를 나타내었다.