부산남항은 개항질서법상 항계 밖으로 1975년부터 부산시가 관리권을 위임받아 관리하는 지방정부가 관리하는 항구로서 하루 평균 약 450여척의 선박이 계류되어 있는 상태에서 빠르게 운항하는 여객선, 냉동운반선, 수리조선소의 각종 이동선박 및 어선 등 많은 선박이 통항하고 있으나 선박통항의 해상교통관제가 이루어지지 않아 항상 선박안전사고 발생 가능성을 내포하고 있다. 따라서 부산남항 선박통항의 안전성 증대와 안전사고 대책 등을 대비할 수 있는 총체적인 선박 안전관리시스템을 구축하기 위하여 부산남항의 해상교통 상황을 조사 분석하고 이에 대한 대책 방안으로 적합한 선박 안전관리시스템을 제안하고 그 장단점 비교 분석한다. 해상교통량을 조사한 결과 하루 평균 1,157척, 1시간 평균 48척으로 선박통항량이 가장 많은 시간인 16~17시 사이에는 120척의 선박이 통항하는 것으로 조사되어 선박통항의 안전성을 확보하기 위한 시스템을 반드시 운영되어야 하는 것으로 분석되어 좁은 수역에 가장 효율적인 선박 안전관리시스템을 설계 분석하여 그 대책 방안으로 제시하고자 한다.
울산 신항 남항지구에 설치되는 SPM은 설치 위치와 공사의 특성상 제4항로 전면을 일정 기간 잠식함과 더불어 상당히 광범위한 공사구간이 요구됨으로써 제4항로 통항 선박 및 공사구간을 통항하는 선박들의 통항 안전 및 작업선들의 작업 안전에 대한 대책 마련이 필요한 바 이 연구에서는 제4항로의 임시항로 설정과 임시항로의 통항안전성 평가가 더불어 통항 선박 및 작업선의 해상교통 안전대책을 수립하였다.
VLCC에 의한 SK에너지 울산CLX와 인천CLX의 일원화된 효율적 원유 수급체계에 따른 물류비용의 절감, 이에 따른 국가 산업 경쟁력확보 및 항만경쟁력 강화를 위한 고도화 사업의 일환으로 고부가가치 선박인 VLCC가 인천항에 처녀입항하게 되었다. 이로 인한 해상교통관제센터(VTS)의 안전대책이 요구되어 비교적 통항량이 많고 항로길이가 긴 인천항의 VLCC운항 계획에 따른 해상교통 혼잡도 등, 다각적인 통항 안전성 및 VLCC 입출항에 따른 타 통항선과의 항행안전 관계등을 점검하여, 계속적인 VLCC 입항에 따른 항행 위험성을 파악하고, 앞으로의 인천항만 안전을 위한 통항안전관리대책을 모색하고자 한다.
최근 우리나라의 해상에서는 육상과 섬 또는 섬과 섬을 연결하는 해상교량이 건설 중이거나 건설 예정이다. 선박의 통항로에 해상교량이 설치되면 선박통항의 안전성은 당연히 위해가 되지만, 국가 및 지역의 경제발전을 위해서 설치가 불가피한 경우도 있다. 이러한 선박통항 안전성과 지역 경제성 간에 트레이트 오프(trade off) 관계가 있는 해상교량을 설치하기 위해서는, 선박통항 안전성 면에서 고려되어야 할 요소를 해상교통공학적인 측면에서 조사ㆍ검토하고, 그 요소들을 평가하여 교통 흐름을 원활하게 하고 해역의 안전을 보장하기 위한 것이 이 연구의 목적이다. 주교각폭이 넓은 교량을 설치하면 선박의 통항 안전성 측면에서는 유리하겠지만, 지형적인 영향이나 경제성 측면 때문에 충분한 항로폭을 확보할 수 없는 경우도 있을 수 있다. 따라서 이 논문에서는 해상교통류 시뮬레이션 기법을 이용하여 선박통항의 안전성을 확보하기 위한 통항량 규제와 같은 대안을 검토한다.
최근 우리나라는 육지와 도서 및 도서간을 연결하는 해상교량을 건설하는 공사가 활발히 이루어지고 있다. 이러한 교량은 보통 그 하부를 선박이 통항하기 때문에 건설 이전에 통항 선박의 안전성을 충분히 검토할 필요가 있다. 따라서, 본 연구는 건설예정에 있는 목포대교를 사례로 하여 교량하 통항 안전성을 검증한다. 이를 위해 인접 수로의 특성을 분석하고 교량하 통항 안전성에 관한 문헌을 검토한 후 선박 조종 시뮬레이터를 이용하여 그 타당성과 안전성을 평가한다.
본 연구에서는 대정해상풍력단지 설치 해역과 인근수역을 이용하는 선박교통량과 해상교통흐름의 패턴을 분석하고 단지 조성 후 합리적인 대체통항로 지정에 따른 교통량을 예측하였다. 또한 예측된 교통량을 근거하여 통항로별 통항안전성을 평가하고 검토함으로써 선박의 안전운항에 필요한 제반조건 및 대책을 제시하였다. 풍력단지 설치 해역과 인근수역의 해상교통흐름 패턴을 분석한 결과 총 8가지의 교통흐름으로 분류되었고, 연간 교통량은 8,975 척으로 예측되었다. 이를 근거로 단지 조성 후 4가지의 대체 통항로 지정에 따른 교통량을 예측하였다. 예측된 교통량과 SSPA의 동력선충돌모델을 이용하여 통항안전성을 평가한 결과 충돌 및 침로이탈확률에 관한 국내 안전기준 $10^{-4}$ 이하를 만족하므로 계획된 대체통항로가 유용함을 확인하였다.
해상교량은 선박의 통항 안전성 관점에서 가항수역을 줄이는 간섭요인으로 작용한다. 본 연구에서는 선박의 안전한 통항을 위해 최적 통항분포에 기반한 안전 통항폭을 분석하였다. 해상교량을 통항하는 선박의 안전 통항 폭에 대한 분석을 위해 AIS data에 기반한 선박교통분포를 조사하여 K-means clustering을 통해 선박을 크기에 따라 분류하였다. 군집화된 데이터에 대하여 최적분포 분석을 한 결과, 인천대교와 부산항대교에서는 대수정규분포, 목포대교와 마창대교에서는 정규분포가 최적분포에 가까운 것으로 분석되었다. 대수정규분포와 정규분포를 기준으로 선박 안전 통항 범위를 신뢰구간의 95%로 가정하여 분석한 결과, 인천대교의 경우 정규분포와 대수정규분포 간의 차이가 64~97m로 가장 큰 것으로 나타났으며, 최소 차이는 10m로 마창대교에서 나타났다. 이에 따라, 인천대교의 경우에는 정규분포보다 대수정규분포로 안전 통항 폭을 제시하는 것이 적합한 것으로 분석되었다. 타 교량의 경우에는 정규분포와 대수정규분포 간의 통항 폭 차이가 크지 않기 때문에 둘 중 어떤 분포를 사용해도 유사한 결과를 얻을 수 있는 것으로 분석되었다. 위 결과를 토대로, 해상교량의 안전통항 범위를 제시한다면 선박의 안전한 운항 및 사고 예방에 도움이 될 것이다.
조류신호표지는 강한조류가 있는 항만입구나 항로페서 조류정보를 제공함으로 통항선박 안전에 중요한 역할을 한다. 우리나라는 서남해안은 일부지역에서 강한조류가 흘러 선박통항에 위험을 초래하고 이로인해 해양사고 위험성이 내포하고 있어, 선박통항의 안전을 위해 우리나라 연안에 조류신호표지 설치가 필요한 위치에 대한 타당성을 연구하고자 하였다.
주교각폭이 넓은 교량을 설치하면 선박의 통항 안전성 측면에서는 유리하겠지만, 지형적인 특성이나 경제성 측면 때문에 충분한 항로폭을 확보할 수 없는 경우도 있을 수 있다. 이러한 선박통항 안전성과 경제성간에 트레이드 오프(trade off) 관계가 있는 해상교량을 설치하기 위해서, 선박통항 안전성 면에서 고려되어야 할 요소를 해상교통공학적인 측면에서 조사 $\cdot$검토하고, 그 요소들을 평가하여 교통 흐름을 원활하게 하고 해역의 안전을 보장하기 위한 것이 이 연구의 목적이다. 본 연구에서는 해상교통공학적인 측면에서 해상교량 아래로 통항하는 선박의 안전성을 평가하기 위한 교통요소 중 첫 번째 단계로 통항교통량과 선박 크기를 검토 요소로 하여 주교각폭을 변수로 해상교통류 시뮬레이션 기법을 이용하여 조선 곤란성 측면에서 선박의 크기별로 평가하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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