4차 산업 혁명으로 해양산업은 해사 관련 기술 및 시스템, 특히 선원의 역할에 상당한 변화가 생길 것으로 예상됩니다. 특히, 자율운항선박(MASS)은 인적과실에 의한 안전사고의 예방과 해상 작업 환경의 개선을 위하여 개발되고 있습니다. IMO는 교육 및 훈련 분야를 포함한 모든 분야에서 MASS의 도입에 대한 준비작업을 하고 있습니다. 이에 반해 국내지정교육기관은 아직 MASS에 탑승할 선원을 육성하기 위한 자격기준이나 교육훈련에 대한 계획을 수립하지 못하고 있는 상황입니다. 따라서 본 논문은 MASS의 특성과 적용기술을 검토하고, AI, 빅 데이터, 사이버 보안 등 급변하는 기술 환경에 최적화될 수 있는 스마트 선원의 능력 및 교육 훈련에 대한 필요성을 제시하고자 한다.
중앙해양안전심판원(2019)에서 발표한 최근 5년의 해양사고통계자료에 따르면 충돌사고의 대부분은 20톤 미만의 어선에서 발생하고 있으며 전방 부주의, 경계 소홀 등의 운항과실로 인한 사고가 주요 원인으로 나타나고 있다. 이러한 사고 방지를 위해 운항자를 대상으로 훈련 및 교육을 강화하고 있지만 충돌사고는 빈번히 발생되고 있으며 충돌 사고를 줄이기 위한 기술적인 방안 또한 지속적으로 개발중에 있다. 본 연구에서는 고속 활주형 소형 선박에 WAVE 통신 기술을 적용하여 선박 간 거리, 속도, 방위에 기반한 조우 상황을 고려하여 충돌 회피 동작이 가능한 제어 알고리즘을 개발하였으며, WAVE 통신-제어기를 결합하여 충돌 회피 시스템을 구축하였다. 그리고 충돌 회피 동작의 검증을 위해 두 소형 선박간의 정면, 추월, 교차의 3가지의 조우 시나리오에 대해서 시뮬레이션을 수행하고 실선 시험을 통해서 충돌 회피 알고리즘을 검증하였다.
우리나라를 비롯한 전 세계의 최근 물동량 증가로 우리나라 항만에 입출항 척수가 지속적으로 증가하고 있다. 이로 인해 연안 해역뿐만 아니라 원양 해역에서도 선박간의 조우 상황이 다수 발생하고 있으며, 특히 국내 연안 해역은 빈번한 선박 조우로 인한 해양사고 발생이 상당히 빈번하게 발생하고 있는 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 선박 및 해양 관련 업무 종사자들의 인적과실로 인한 해양사고를 예방하고, 해기인력의 질 향상을 위한 기초연구에 그 목적이 있다. 또한 이 연구를 통하여 해기인력의 해양사고예방을 위한 기존 시스템의 하드웨어 및 소프트웨어적인 측면에서 미흡한 부분을 보완하는 자료로 활용하고, 해기인력의 운항능력향상에 중점을 둔 기존 IT기반 시뮬레이터의 문제점과 개선 방안 등을 기초로 향후 해양사고 예방용 통합 시뮬레이션 개발의 주요자료로 활용할 수 있을 것이다.
우리나라 첫 연안VTS인 진도 연안VTS의 운영 성과를 분석하고, 운영 사례를 조사하여 연안VTS기능에 관하여 실증적으로 분석하였다. 연안VTS는 관제구역이 넓어 해상교통 특색이 장소마다 상이하며, 집중 관제를 필요로 하는 곳이 많았고, 통항선박 중어선과 같은 비관제 대상 선박이 다수를 차지하여 이들의 관제가 중요한 것으로 조사되었다. 그리고 선박 운항자의 집중도가 항내보다는 떨어지므로 인적과실에 의한 사고 개연성이 높은 것으로 분석되었다. 연안VTS는 항만VTS와 같이 정보제공, 항행지원, 교통관리의 역할을 주로 하고 있지만, 수색구조 지원, 해상 보안, 해상치안 업무, 해양오염 대응, 비관제 대상 선박 업무 및 수상레저 안전관리 등의 기능을 강화되는 것으로 나타났다.
해상에서 선박을 운항하는 항해사의 피로도 (Fatigue) 는 안전항해와 매우 밀접한 관계를 가지고 있으며 당직근무 중에 피로가 누적되어 업무수행능력이 저하되면 선박의 충돌 및 좌초 둥과 같은 매우 위험하고 중대한 해양사고를 유발할 가능성이 높아지게 된다. 따라서 본 연구에서는 항해사의 근무환경, 피로유발요인 및 피로증세 등에 대하여 조사하였고, 항해경험자를 대상으로 정신적 육체적인 작업부하도에 대한 피로도 평가관련 설문조사를 실시하고 그 결과를 분석하였다. 그리고 이와 같은 피로도 조사 및 설문조사 분석결과를 바탕으로 항해사의 피로도 평가항목을 선정하고 이를 토대로 항해사의 업무수행능력을 평가하기 위한 피로도 평가모델을 제시하였다.
대부분의 해양사고는 인적요인에 의한 과실이 대다수이며 이 문제를 해결하기 위해 해양수산부는 국제 e-Navigation의 주도를 위해 한국형 이네비게이션 사업단을 선정하여 연구과제를 수행 중에 있다. 이네비 연구과제의 사고 취약선박 모니터링 지원 서비스는 선박, 해역, 환경의 취약상황을 반영한 항해 위험도를 산출하는 알고리즘을 개발한 바 있으나 개발한 알고리즘의 타당성 검증이 남아있는 상태이다. 이 연구는 개발된 위험도 산출 알고리즘을 검증하고 알고리즘의 지식베이스 및 인자를 검증하기 위한 툴 개발의 타당성을 보이며, 그 개발결과를 보인다.
최근에 선박충돌사고나 좌초사고와 같은 중대한 해양사고를 조사할 때 사고관련자의 피로도(Fatigue)는 선박의 안전운항에 부정적인 영향을 미치는 인간과실(Human error) 유발요인으로써 항해사의 인지능력 및 업무수행능력을 저하시키는 중요한 요인으로 인식되고 있을 뿐 만 아니라, 이에 대한 많은 조사가 수행되고 있는 것이 각종 연구보고서를 통하여 나타나고 있다. 따라서 본 연구에서는 국내 해양사고관련자에 대한 피로도를 체계적으로 조사$\cdot$분석하기 위한 일환으로 미국연안경비대의 피로도 조사프로그램을 토대로 국내 해양안전심판원 웹싸이트에 조사프로그램을 구현하고 그 결과를 고찰하여 효율적인 피로도조사가 이루어질 수 있도록 몇 가지 방안을 검토하였다.
최근 5년간 우리나라 해양사고 현황을 살펴보면 어선 사고가 약 68.2%, 100톤 미만의 선박 사고가 약 80%를 차지하고 있으며, 사고건수도 매년 증가하는 추세이다. 특히 어선 사고 중 11.6%는 충돌사고로 기관손상 다음으로 높은 비율을 차지하였으며, 이는 운항 과실에 의한 해양사고가 대부분을 차지하였다. 본 연구에서는 이러한 소형 선박의 충돌사고를 예방하기 위하여 육상에서 활용되고 있는 WAVE 통신기술을 기반으로 실용적으로 사용할 수 있는 소형 선박 충돌예방 로직을 고안하고자 한다. 로직은 충돌위험 선박의 판별, 알고리즘에 의한 계속적 감시(계산), 충돌위험 알람 발생의 3단계로 구분되며, 알람 발생에 대한 기준을 마련하기 위하여 사용자 설문 및 시뮬레이션 실험을 수행하였다. 그 결과 DCPA 기준 $8(L_a+L_b)$와 TCPA 기준 2분(항해 중), 6분(조업 중)을 도출하였고, 이를 적용하여 로직을 개발하였다. 추후 로직 고도화 및 시스템화를 통하여 소형 선박의 충돌사고를 예방하는데 기여할 수 있을 것이다.
자동차, 철도, 광산업이 시작되면서 등장한 새로운 위험에 대하여 사회적 유용성을 이유로 활성화된 세계를 유지하고자 출발한 허용된 법리에 대하여 우리나라의 학계에서는 다수가 인정하고 있는 분위기인데 반하여 판례에서는 아직까지 기존의 과실론 체계로 해석하고 있다. 그러나 첨단 과학기술영역의 하나인 항공 운항에 있어서 사건이나 사고의 원인이 되는 청천난류(CAT)나 요란(turbulence)을 갖고 있는 뇌우는 환자의 불안전한 예후처럼 실시간 완벽한 탐지가 곤란하고 위험 발현 여부와 크기를 확정할 수 없으며 수시로 변화하는 이상 기상 현상이다. 이러한 이유가 있음에도 청천난류(CAT)가 존재할 수 있는 jet 기류의 이용은 시간과 연료를 대폭 절감하고 치명적 위험으로 발현되지 않은 뇌우가 있는 공항으로의 접근 착륙은 승객들의 정시 출 도착을 보장하기에 사회적 유용성이 높은 운항 형태라고 할 수 있다. 위험이 예견되고 회피할 수 있는 방법이 있으나 사회적 유용성을 이유로 개연성이 낮은 청천난류(CAT)나 요란(turbulence) 위험 지역을 운항하다가 발생한 사건이나 사고에 대하여는 허용된 위험의 법리를 적용하여 조종사들의 일정한 주의의무에 대한 완화가 필요하다.
최근 해난사고가 난로 증가되고 있으며, 특히, 인적과실로 인한 충돌사고의 비중은 $70\%$에 이르고 있다. 본 연구에서는 실시간 충돌위험도 표시 시스템을 개발함으로써, 충돌위험도를 사전에 인지함으로써 비상상황에 효과적으로 대처하고, 인적과실로 인한 충돌위험도를 줄이고자 하였다. 이를 위해 충돌위험도 추정에 있어, 2가지 방법을 비교 검토하였는데, 선박들 간에 충돌위험도를 평가하는 퍼지 알고리즘을 이용한 방법과 항해사가 느끼는 환경스트레스를 이용하여 충돌위험도를 평가하는 방법이다. 개발된 실시간 충돌위험도 표시 시스템을 검증하기 위해 선박운항 시뮬레이터에 설치하고 다양한 시뮬레이션을 수행하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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