• 한국항해항만학회지
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• 제28권6호
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• pp.481-489
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• 2004

선박의 충돌ㆍ좌초 등과 같은 사고는 이들 사고의 방지를 위한 꾸준한 노력에도 불구하고 끊임없이 발생하고 있다. 환경오염방지와 해상에서의 안전성확보에 대한 요구가 지속적으로 증가함에 따라, 선박안전과 해양환경오염을 야기할 수 있는 잠재적인 위험을 최소화시키고 궁극적으로 사고발생확률을 경감시키고자 하는 노력이 아주 중요하게 되고 있다. 본 논문에서는, 본 연구실에 의해 수행된 선박의 좌초ㆍ충돌 문제에 대한 최근의 연구결과를 정리한다. (최, 1999; 백, 1999; 최, 1999; 연, 2003; 강, 2002; 연, 2002) 충돌ㆍ좌초사고 문제에 있어서 유용한 도구로 알려져 있는 유한요소법의 활용상의 주의점, 즉 사용요소의 크기와 파괴기준 그리고 해석에 사용하는 재료 물성치 설정에 대한 주의 깊은 고찰을 바탕으로 실제 충돌문제에 대한 수치시뮬레이션을 수행하였다. 실제 선박을 대상으로 하는 시리즈해석 수행을 목표로, 46,000 dwt Product/chemical carrier를 대상으로 운항속도, 충돌각도, 적재조건 등의 변화를 고려한 충돌성능 분석을 비선형 유한요소해석법을 이용하여 수행하였다. 해석결과를 이용하여 사고 시나리오별 흡수에너지-진압량 관계를 정량적으로 도출하였고, 이를 근거로 하는 선박의 내충돌성능 평가용 설계기준을 제안하였다.

• 대한조선학회지
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• 제61권1호
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• pp.16-29
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• 2024

2014년 4월 18일 오전 8시 48분경 전라남도 병풍도 인근 해역에서 세월호는 전복된 후 침몰하였다. 사고 당시 이 배에는 승객 443명과 선원 및 승무원 33명 모두 476명이 타고 있었고, 이 중 미수습자 5명을 포함하여304명이 생명을 잃었다. 그 동안 공식적인 사고원인 규명활동이 꾸준히 진행되어 이 사고의 원인을 규명하기 위한 조사가 네 차례 있었다. 하지만 아직까지 사고 원인이 무엇인지 명쾌하게 밝혀지지 않고 있다. 이 글에서는 먼저 그동안 있었던 네 차례의 공식적인 세월호 사고원인 규명활동을 정리하였다. 가장 먼저 사고원인 규명활동을 전개한 해양안전심판원 특별조사부는 2014년 사고 직후부터 그해 12월까지 활동하였다. 특별조사부 최종보고서에는 화물의 과적과 평형수 적재 부족으로 인한 선박복원성 기준 미달, 타각의 대각도 조타와 장시간 유지로 인한 부적절한 조타, 화물의 부실한 고박으로 인한 화물의 이동, 수밀문의 관리 부실로 인한 조기 침수와 비상대피장소(muster station)로의 승객대피 조치 미이행을 사고의 원인으로 들고 있다. 2015년 3월부터 2016년 6월까지 활동한 4·16세월호참사 특별조사위원회(특조위)는 '4·16 세월호 참사 특별 조사위원회 청산 백서'만을 간행하고 최종보고서를 제출하지 못한 채 활동을 종료하였다. 세월호 선체조사위원회(선조위)는 2017년 4월부터 2018년 8월까지 활동하였다. 선조위는 세월호 사고원인 규명을 위한 다른 기구에 비해 위원의 구성도 균형이 있었고, 직권사건 위주의 조사방법도 적절하였다. 또한 조타기와 조타 과실 여부, 급선회 항적 및 횡경사와 핀안정기의 물리적 손상에 관한 용역을 국내 여러 기관에 발주하였다. 뿐만 아니라 다양한 해양사고 원인규명 용역에 참여한 실적이 있는 영국의 기술용역회사인 Brookes Bell에 급선회와 빠른 침몰의 원인 조사를 요청하였다. 아울러 세계에서 가장 활발히 수조실험을 수행하고 있는 상업 연구소인 네덜란드의 MARIN에 수조시험과 시뮬레이션도 의뢰하였다. 하지만 아쉽게도 선조위는 서로 다른 사고 원인을 주장하는 두 권의 종합보고서를 간행하였다. 종합보고서로 '내인설' 종합보고서[6]는 타기 솔레노이드 밸브의 고착으로 시작된 급선회를 사고의 직접 원인으로 지목하고 있다. 하지만 '열린안' 종합보고서[7]에서는 수중체와의 충돌을 직접적인 사고 원인으로 밝히고 있다. 마지막으로 가습기살균제 사건과 4·16세월호 참사 특별조사위원회(사참위)가 2019년 3월부터 2022년 9월까지 활동하였다. 사참위는 위원으로 조선해양공학과 항해학 전문가가 포함되어 있지 않아 세월호의 사고원인 규명활동을 효과적으로 수행하기에는 적절하지 못하였다. 사참위는 주로 조타장치 고장에 따른 세월호 전타 선회현상 검증, 세월호 변형 손상부의 확인 및 원인 조사와 세월호 횡경사 원인과 침수과정 분석을 직권 과제로 추진하였다. 또한 네덜란드 MARIN에 자유항주시험을 추가로 의뢰하였으며, 핀란드의 NAPA group에도 복원성 계산과 침수해석을 의뢰하였다. 사참위는 선조위의 두 가지 사고원인에 대해 '내인설'의 솔레노이드 밸브 고착은 사고원인일 가능성이 매우 낮고, '열린안'의 수중체와의 충돌 시나리오는 근거가 부족함을 확인하였다. 이상에서 정리한 바와 같이 규명활동이 진행됨에 따라 사고원인이 수렴되어야 함에도 불구하고 아직까지 원인을 시원하게 밝히지 못하고 있다. 이 글에서는 사고원인 규명활동을 수행한 네 개 기구의 구성과 활동 내용을 비교하고, 사고조사 위원회의 바람직한 구성과 위원회의 운영 방법을 제시하고 있다. 또한 Brookes Bell 보고서에 수록된 출항 당시의 흘수에 근거한 배수량과 선미 램프의 폐쇄 전후의 횡경사각으로부터 도출한 GoM도 소개하고 있다. 아울러 출항 당시의 GoM값으로 추정한 사고 당시의 GoM값도 소개하고 있고, 수중체와의 충돌 시나리오를 후보 사고 시나리오에서 제외시켜야 할 이유도 열거하고 있다. 끝으로 해양사고 원인규명 활동이 보다 과학적으로 그리고 보다 합리적으로 이루어질 수 있기 위해 그리고 우리 사회의 안전문화 제고를 위한 몇 가지의 방안을 제시하고 있다. 또한 세월호 사고로 치른, 아직도 치르고 있는 희생을 딛고 해양안전문화가 한 걸음 더 나아가기 위해서는 세월호 사고의 원인을 반드시 규명해야 한다는 말씀으로 글을 마무리하고 있다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제20권2호
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• pp.43-57
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• 2021

자율주행의 핵심기술인 첨단 운전자 지원 시스템(Advanced Driver Assistance Systems) 중 대표기술인 전방충돌경보(Forward Collision Warning)를 대상기술로 선정하여, 주행시뮬레이션 실험 기반의 교통사고 예방효과를 추정하였다. 효과척도로 ①인지반응시간(s) ②감속도(m/s2) ③충돌여부(회)로 선정하여, 전방충돌경보 미설치시와 설치시의 변화량 측정하였다. 실험 시나리오는 운전자 전방의 차량의 급정거하는 시나리오(1)과 옆차로에서 차량이 끼어드는 시나리오(2)를 진행하였으며, 주간/야간으로 구분하였다. 분석결과, 전방충돌경보장치를 설치하였을 경우, 인지반응시간(s)이 감소하였으며, 감속도(m/s2)는 감소하였다. 운전자의 위험상황을 빠르게 감지하여 여유로운 감속을 할 수 있게 되었으며, 그에 따른 전방충돌횟수도 감소한 것으로 분석되었다. 향후 운전자의 운전성향을 반영하고 실험 시나리오를 다양화하면, ADAS의 설치효과를 증대시키고 다른 기술의 효과추정에도 활용될 수 있을 것이다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제18권2호
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• pp.58-76
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• 2019

국내에서 발생하는 교통사고에 의한 인적피해의 정도는 꾸준히 감소하고 있으나 경상자와 부상신고자수는 증가하는 추세이다. 그러나 도덕적 해이로 인한 허위 과다 치료와 입원으로 발생하는 사회적 비용은 전 세계적으로 사회, 경제적 문제로 대두되는 실정이다. 경미한 교통사고의 유형 중, 추돌사고의 경우 피해차량 즉, 피추돌차량 탑승자가 주로 호소하는 질병은 해부학적, 방사선학적 근거가 없는 임상적 추정에 의한 목 상해(경추염좌)이다. 그러나 국제적인 상해 분류기준인 AIS(Abbreviated Injury Scale)와 경추염좌를 비교했을 때 임상적 추정에 의한 목 상해는 상해라 보기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 추돌사고에 연루된 추돌차량과 피추돌 차량의 중량과 충돌속도가 탑승자의 목 상해에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해, MADYMO를 활용하여 중량과 충돌속도를 다양하게 반영한 총 100가지 시나리오의 추돌사고를 재현하였다. 그리고 결과 값인 피추돌차량의 속도변화량과 충격가속도 값을 상해역치와 비교하였다. 그 결과 동일한 중량 간의 추돌사고에서 충돌속도 15km/h 이상일 때 상해가 발생할 가능성이 큰 것으로 나타났으며, 중량을 고려하지 않을 경우 충돌속도 15km/h 일 때 36%, 20km/h이상일 때 약 84%의 상해 발생 가능성이 나타났다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.392-397
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• 2014

최근 지능형 자동차의 능동적 안전 기술에 많은 관심이 집중되고 있다. 능동적 안전 기술은 시스템이 운전자에게 위험 상황을 경고 하거나 교통사고를 회피하는 방향으로 차량 제어의 일부를 도와주어 운전자의 부주의 및 과실로 발생하는 교통사고의 발생 가능성을 감소시킨다. 이러한 능동적 안전 기술을 구현하기 위해서는 주변의 환경 정보를 정확하게 인식하고 분석하는 것이 필수적인데, 주변의 차량과 자차량간의 충돌 위험도를 판단하는 것도 그중 하나이다. 하지만 충돌이 발생하기 이전에 충돌 가능성을 판단하는 것은 일반적인 방법으로는 불가능하기 때문에 몬테 카를로 모의실험을 통하여 이를 해결한다. 하지만 몬테 카를로 모의실험은 연산시간이 길기 때문에 실시간으로 동작해야하는 충돌 경고 시스템에는 적합하지 않다. 이때 신경회로망을 이용하면 이러한 문제를 해결 할 수 있으며, 본 논문에서는 자차량과 주변 차량간의 상태정보에서 충돌에 영향을 주는 충돌 특징점을 추출하여 신경회로망의 성능을 높이는 방법을 제안한다. 제안된 알고리즘은 시나리오 기반으로 Tass사의 PreScan을 이용하여 생성된 충돌 실험데이터에 적용하여 성능을 평가한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권1호
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• pp.15-22
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• 2009

자동운항 알고리즘은 인적요인에 의한 해난사고를 방지하고, 보다 효과적이고 안전한 운항을 위해 개발되어 왔다. 그러나, 대부분의 알고리즘이 수많은 선박이 입출항하는 항만근처의 실제 통항상황을 고려하여, 성능을 입증하지 않았기에, 실제 선박에 설치되어 운용된 사례는 거의 없다. 본 연구에서는 충돌사고의 위험성을 줄이고, 안전운항을 지원하기 위하여, 퍼지 이론과 가변공간 탐색법 개념을 사용한 충돌회피 알고리즘을 고안하였다. 충돌회피 알고리즘은 크게 3단계로 구성되어 있다. 첫 번째 단계에서는, 현재시간(t=to)에 타선들의 위치 및 속도정보와 자선의 위치 및 속도정보를 이용하여 퍼지 이론에 의한 충돌위험도를 계산하고 이를 바탕으로 회피를 위한, 행동공간을 구성한다. 두번째 단계에서는, 일정시간 이후($t=to+{\Delta}t$)의 타선 및 자선의 위치 및 속도를 추정하여, 다시 충돌위험도를 계산하는데, 이때는 변화된 위험도를 바탕으로 행동공간을 다시 재구성하게 된다. 세 번째 단계에서는, 추정된 행동공간들을 대상으로 최적화 기법을 사용하여, 가장 안전하고, 효율적인 회피경로를 결정하게 된다. 이와 같이 3단계로 구성된 충돌회피 알고리즘은 실시간으로 계산되어, 지속적으로 갱신된다. 본 논문에서는 고안된 가변공간 탐색법을 이용한 충돌회피 알고리즘을 한국해양연구원의 선박운항 시뮬레이터에 구현하여, 대양항해 시나리오를 대상으로 성능시험을 수행하였다. 타선박의 항해정보는 AIS 정보를 가정하였고, 최종 선정된 회피경로는 Auto-pilot에 의해 자동운항 되도록 구성하였다. 본 논문에서는 고안된 가변공간 탐색법을 이용한 충돌회피 알고리즘의 특징과 성능시험 결과에 대해 소개한다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제18권6호
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• pp.202-210
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• 2019

본 논문에서는 AEB(Autonomous Emergency Braking)가 장착된 승용차의 차대보행자 충돌상황에 관한 AEB의 기능을 평가하는 실험을 실시하였다. 실차 실험은 2017년식 3,000cc 차량을 대상으로 약 30~60km/h의 속도에서 보행자 정면 및 측면 충돌 시나리오를 설정하여 수행되었다. 실험 결과, AEB가 장착된 차량은 약 30km/h 속도로 주행시 모든 실험조건에서 AEB가 작동하여 보행자 더미를 충돌하기 전에 정지하였다. 그러나 약 40~60km/h의 속도에서는 모든 실험조건에서 실험차량의 AEB 작동으로 속도는 감소되었으나 보행자 더미와는 충돌하였다. 이러한 속도 변화에 대한 paired t-test를 실시한 결과, 유의확률 0.05에서 AEB에 따른 속도차이가 있는 것으로 나타났다. 그리고 AEB의 속도 감소 폭은 차량실험 시나리오별로 큰 차이를 나타내었다. 이러한 결과로부터, 현재의 AEB는 차량 속도가 30km/h에서는 보행자와의 충돌을 예방할 수 있으나, 40~60km/h 속도에서는 차량 감속을 통한 보행자의 상해정도는 경감시킬 수 있으나 보행자와의 충돌을 피할 수 없는 것으로 판단된다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제1권3호
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• pp.41-48
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• 2010

본 논문에서는 폭발하중으로 발생하는 폭풍파의 충격하중과 폭풍파로 초래된 파편의 충돌하중을 동시에 받는 철근 콘크리트 벽체 구조물의 비선형 충돌 손상거동 해석이 수행된다. 이를 위해 먼저 가상 폭발사고 시나리오로부터 철근 콘크리트 구조물에 충격과 충돌 하중이 복합적으로 작용하는 경우를 선정한다. 폭발하중으로 인한 구조물의 저항성능을 확보하기 방안으로는 복합신소재를 보강하는 경우가 고려되고, 복합신소재를 보강하지 않은 철근 콘크리트 벽체 구조물과 보강성능을 비교하여 제시한다. 또한, 막대한 시설과 비용 투자가 요구되는 폭발실험과 근접한 해석을 도출하기 위하여 실제 충격과 충돌 현상을 정확하게 묘사한 구성방정식과 상태방정식을 포함시킨 정교한 해석을 수행한다. 폭발하중과 같은 순간적인 동적 문제를 해석하기 위하여 외연적 고속충돌 해석 프로그램인 AUTODYN-3D을 활용하여 두 가지 대상구조물에 대한 수치 모의실험을 수행하고 복합신소재로 보강된 철근 콘크리트 벽체 구조물의 보강성능을 입증한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권8호
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• pp.629-635
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• 2007

항해사의 업무수행도 감소는 해양사고 발생의 주요 원인 중의 하나로 자주 언급되고 있다. 인터뷰와 항해 기록분석을 통한 선원의 작업시간 분석에 대한 연구는 일부를 수행되었으나, 작업부하, 작업교대, 스트레스, 수면 등이 선원의 인지능력에 미치는 영향을 분석한 사례 매우 한정적이다. 항공, 철도와 같은 다른 운송 산업에서는 승무원의 근무 패턴을 관리하기 위한 피로관리 도구를 개발하고 있고 있는데, 이러한 도구들은 선원, 항해사 및 육상관리자의 효율적인 근무일정을 계획하는데 도움을 줄 수 있다. 따라서 본 연구에서는 항해사의 인지능력을 평가하기 위해, 해상 충돌상황에서의 종합적 대응능력을 평가할 수 있는 소프트웨어 프로그램을 개발하였다. 항해 전문가를 대상으로 한 실험을 통하여, 평가기준을 개발하였으며, 실습 항해사를 대상으로 하여 시스템에 대한 검증이 이루어졌다. 본 시스템은 선박운항 시 충돌사고를 회피하기 위한 항해사의 인지능력을 평가할 수 있으므로, 당직 전 혹은 승선 전에 짧은 시간 동안의 평가를 통하여 항해사의 전반적 인지능력을 평가하고, 이 결과를 항해사에게 경고메시지 형태로 전달할 수 있다.

• 자동차안전학회지
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• 제15권4호
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• pp.39-47
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• 2023

Research on the safety of autonomous vehicle is being conducted in various countries, including the European Union, and computer simulation techniques so called 'Virtual Tool Chain' are mainly used. As part of the crash safety study of autonomous vehicle, 25 car to car collision scenarios were provided as a result of a real accident-based accident reproduction analysis study conducted by a domestic research institution, and a vehicle crash analysis was performed using the FE car to car model of the Honda Accord. In order to analyze the results of the car to car simulation and to construct a database, major crash parameters were selected as impact speed, angle, location, and overlap, and a method of defining them in an indexed form was presented. In order to compare the crash severity of each scenario, a value obtained by integrating the resultant acceleration measured by the ACU of the vehicle was applied. The equivalent collision test mode was derived by comparing the crash severity of the regulation test mode, 30 deg rigid barrier mode, in the same way.