• 해양환경안전학회지
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• 제22권1호
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• pp.129-137
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• 2016

본 연구의 목적은 가까운 미래의 선박운동정보를 이용하는 피드포워드 제어알고리즘과 FPSO 운동 수치 시뮬레이션 모델을 개발하고 시뮬레이션을 통하여 제어알고리즘의 성능을 검증하는 것이다. 본 논문에서는 조류, 바람, 파력 등의 환경하중에 의하여 발생한 선체운동의 미래 예측치를 활용한 피드포워드 제어력을 추가적으로 가지는 Dynamic Positioning System에 대하여 연구한다. 먼저, 조류력, 풍력 및 파력에 대한 수학모델을 선정하여 환경하중에서의 선체운동을 계산하고, 현재의 선체운동 값과 Brown 지수평활 예측모형을 활용하여 미래 선체운동 값을 예측하였다. 또한 위치 유지와 Heading angle 제어를 위한 제어력을 PID(Proportional-Integral-Derivative)이론을 이용하여 결정한 피드백 제어기와 미래 선체운동 값을 이용하여 결정한 피드포워드 제어기로 구성하였다. 그리고 각 Thruster에 요구되는 추력은 라그랑지승수법을 활용하여 분배하였다. 마지막으로 FPSO(Floating Production Storage and Offloading)의 운동과 Dynamic Positioning System에 대한 시뮬레이션 모델을 구축하여 선박의 위치 및 Heading angle 제어에 관한 시뮬레이션을 수행하여 제안하는 피드백 제어기와 피드포워드 제어기를 동시에 가지는 제어시스템의 성능을 평가하였다. 본 연구의 결과, 피드백 및 피드 포워드 제어기가 적용된 DPS 제어시스템이 기존의 피드백 제어기보다 위치유지 및 헤딩각 유지 능력에서 개선되었고 각 Thruster에 요구되는 평균 제어력 및 최대 제어력의 크기도 감소함을 보였다. 이에 따라 DPS에 요구되는 동력 감축과 Azimuth Thruster 용량의 감소로 인하여 비용 절감의 효과를 기대할 수 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제19권5호
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• pp.531-537
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• 2013

본 연구에서는 한국해양대학교 실습선 한바다를 이용하여 선박의 입 출항 및 약 150 rpm의 정속 운항 할 때 주기관에서 배출되는 배기가스를 실시간 계측하였다. 실측 결과 질소산화물의 농도는 정속 운항시 800 ppm 에서 1,000 ppm 사이인데 반해, 입 출항시에는 210 ppm 에서 1,230 ppm 까지 큰 범위에서 값이 변화하였다. 일산화탄소의 농도 역시 정속운항 상태 보다 입 출항시 측정값의 변화가 크게 나타났다. 이러한 결과는 입 출항시 가능한 한 주기관의 부하변동이 급격히 발생되지 않도록 하는 선박 조종 스킬이 필요하다는 것을 의미한다. 또한, 배기가스 저감 기술의 적용에 있어 입 출항시와 정속 운항할 때 그 차이를 고려할 필요가 있다는 것을 나타낸다.

• 해양환경안전학회지
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• 제16권4호
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• pp.407-414
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• 2010

명량수도 인근에 위치한 율도와 송도 해역의 항로는 통항분리대와 항로표지에 의해 잘 정비되어 있다. 그러나 율도 해역은 해상교통이 교차하고 있을 뿐만 아니라 항해에 잠재적 위험성이 있다. 안개 등의 기상 현상, 서측 통항대를 이용해야 하는 선박의 대부분이 동쪽 통항대를 이용하여 혼잡을 야기하기 하고 있으며, 율도의 위치와 높이로 인해 시야를 가리고 있기 때문이다. 이 논문은 통항분리대를 개선하여 수역에서의 항행을 효과적으로 가이드 하고자 한다. 이 연구에서는 지난 5년간의 환경 여건과 72시간 동안의 해상교통조사를 실시하고, 항해 위험과 해양사고를 도출하며, 그 결과를 분석하여 통항분리대개선을 위한 기초 자료로 사용한다. 통항분리대 개선안에 대해 ES 모델 지표를 사용한 해상교통류시뮬레이션과 전기능 선박조종시뮬레이션을 이용하여 평가한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권6호
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• pp.665-673
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• 2020

목포해양대학의 해사대학은 학생들에게 선박과 해양에 대한 특수성에 적응할 수 있는 교육 및 훈련 프로그램을 운영하고 있다. 본 연구의 목적은 사회맞춤형학과 교육 프로그램의 운영을 통한 프로그램의 만족도가 학생의 핵심역량 향상과 자기주도역량 향상에 미치는 영향을 확인하는 것이다. 사회맞춤형학과 비교과 교육 프로그램을 조사하였으며, 그 중 통계분석이 가능한 비교과 교육 프로그램인 TALK+를 분석 대상으로 선정하였다. TALK+ 프로그램은 해사대학의 특수성을 반영한 인사담당자와 소통을 할 수 있게 연결해주는 프로그램이며, 259개의 만족도 조사 결과를 분석하였다. 분석 결과, 전체적으로 Likert 척도가 평균 4점 이상으로 높은 만족도를 나타내었으며, 만족도는 핵심역량 및 자기주도역량과 통계적으로 강한 양의 상관관계를 나타내었다. 또한 선형회귀분석을 실시하였으며, 만족도는 핵심역량 향상 및 자기주도역량 향상에 통계적으로 유의한 영향을 미치는 것으로 분석되었다(p < 0.001). 본 연구를 통해 다양한 비교과 프로그램의 개발과 동시에 무엇보다도 만족도를 향상시키기 위한 노력이 필요한 것으로 확인되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권2호
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• pp.149-155
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• 2020

해양사고는 대규모 인명피해와 해양환경 피해를 가져오므로 인명구조와 함께 선박 및 화물에 대한 신속한 구난작업이 중요하다. 우리나라의 경우 국내 구난역량이 미흡하여 대형해양사고 발생 시 구난작업은 대부분 해외 대형구난업체에 의존하고 있다. 본 연구의 목적은 국내 구난산업의 현황과 문제점을 도출하여 민간 구난산업의 육성을 위한 정부의 지원방안을 제시하는 데 있다. 본 연구에서는 국내 구난산업의 현황분석을 위해 산업계 현장조사 및 종사자들과 면담을 실시하였고, 민간 구난산업 육성방안으로 구난산업 지원전담기관의 설치방안과 전담기관에서 수행해야 할 기능을 식별하여 제시하였다. 또한, 구난업의 진흥 및 국가 해양사고 대응역량 강화를 위하여 '구난산업의 육성에 관한 법률안'의 주요 골자를 제시하였다. 법률안 초안 마련을 위해 관련 국내법과 국제협약을 폭넓게 검토하였다. 본 연구의 결과로 제시된 법령 제정방안을 바탕으로 관계부처가 중심이 입법 활동이 추진되어야 하며, 성공적인 입법을 위해서는 관련 학계와 민간업계의 협력이 요구된다. 본 연구가 국내 해양 구난산업의 발전 및 국가의 해양사고 대응역량 향상에 기여할 것으로 기대한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권1호
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• pp.86-93
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• 2015

최근 선박의 안전항해를 위해 해사서비스 목록인 MSP에 대한 국제적인 논의가 활발하게 진행되고 있다. 성공적으로 MSP를 개발하기 위해서는 먼저 MSP의 구조와 데이터 표준화가 되어야 한다. 또한 육상-선박, 선박-선박 간 제공되는 IT서비스가 안전항해에 효과적인지 평가하고 데이터의 전달 및 표현방법에 대한 사전 적합성 검토가 필요하다. 따라서 본 논문에서 제안하는 시뮬레이션 시스템은 항해사 교육 목적으로 사용하는 선박 조종 시뮬레이터와 달리 일반 PC 환경에서 동작하여 MSP의 IT서비스를 개발하고 검증하는 것을 목적으로 설계하였다. 시스템은 시나리오 편집기 모듈과 항해환경 3차원 시각화 모듈, 항해기기 2차원 시각화 모듈로 구성되어 있다. 시나리오 편집기 모듈은 시뮬레이션 시나리오를 작성하고 시뮬레이션을 운용하는 기능을 제공한다. 항해환경 3차원 시각화 모듈은 작성된 시나리오에 따라 해상환경과 항해환경의 상호작용을 3차원으로 표현하는 기능을 제공한다. 항해기기 2차원 시각화 모듈은 선박의 주요 항해기기의 상호작용을 2차원으로 표현하는 기능을 제공한다. 개발된 시뮬레이션 시스템을 이용하여 다수 선박이 항구에 입 출항하는 항해환경을 구성하고 자선을 항구에 입항하는 시험을 행하여 국제해사기구에서 개발되어진 일부 MSP의 효용성을 평가하기 위한 시뮬레이션에 사용할 수 있다는 것을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권2호
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• pp.133-139
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• 2018

해상교량 하부의 직선항로 길이 확보는 선박 통항 안전을 위한 중요한 요소 중 하나이다. 그러나 항만 및 어항 설계기준에 따르면 해상교량 하부 직선항로 길이는 선박길이의 8배로 획일적인 가이드라인을 적용하고 있다. 본 연구는 적정 해상교량 하부직선길이를 도출하기 위해 ES 모델을 이용하여 항로폭, 통항량, 항로의 곡률, 직선항로길이에 따른 위험도 비율을 확인했다. 확인 결과 항로의 곡률이 $45^{\circ}$의 경우 항로길이가 3L에서 10L로 길어짐에 따라 위험도 비율이 2.27 % 감소했다. 곡률에 따른 위험도는 직선항로의 길이가 3L의 경우 곡률이 $45^{\circ}$에서 $0^{\circ}$로 변하면서 위험도 비율이 4.83 % 감소하는 것을 확인했다. 또한 항로폭 400 m, 시간당 발생선박이 20척의 조건에서 항로의 곡률별, 직선항로에 따른 위험도 비율은 최대 1.45 % 감소하는 것을 확인했다. 이를 통해 해상 교량 건설 시 항로의 혼잡도 및 곡률에 따라 일정 길이 이상의 직선항로가 필요함을 검증했다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권1호
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• pp.161-171
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• 2021

본 연구에서는 20,000 톤급 해양플랜트 상부구조물(Topside)의 플로트오버 설치작업을 위해 개발된 수동형 갑판 지지 프레임(Deck support frame)의 구조설계에 대해 다양한 실험계획법을 이용한 최소중량설계와 민감도 평가의 비교연구를 수행하였다. 수동형 갑판 지지 프레임의 주요 구조부재의 두께 치수 변수는 설계인자로 고려하였고, 응답치는 중량과 강도성능으로 선정하였다. 최소중량설계와 민감도 평가의 비교연구에 사용한 실험계획법은 직교배열설계법, Box-Behnken 설계법, 그리고 Latin hypercube 설계법이다. 실험계획법의 설계공간 탐색의 근사화 성능을 평가하기 위해 반응표면법을 각 실험계획법 별로 생성하여 근사화 정확도 특성을 검토하였다. 또한 최소중량설계를 위해 최상 설계안의 결과로 부터 실험계획법의 특성에 따른 수치계산 비용, 중량감소 효과 등을 평가하였다. 수동형 갑판 지지 프레임의 구조설계에 대해 Box-Behnken 설계법이 가장 적합한 설계 결과를 나타내었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권4호
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• pp.488-498
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• 2022

항해사 교육과정 중에서 가장 많은 시간을 차지하는 충돌 예방에 관한 교육은 실습생에게 중요한 교육 및 실습 과정 중 하나이다. 본 연구의 목적은 실습생의 체계적이고 정량화된 충돌 예방 실습 교육과정 개발을 위해 실습생의 충돌위험도 인식을 조사하는 것이다. 이를 위해 선행연구에서 충돌위험을 판단하는 요소를 도출하고 실습생 대상 설문조사로 실습생 관점의 충돌위험도를 시나리오별로 도출하였다. 그리고 PARK Model을 이용하여 현직 항해사가 느끼는 충돌위험도와 비교하였다. 분석 결과 실습생 및 현직 항해사는 충돌위험요소 중 타선과의 거리를 가장 중요하게 생각하는 것으로 나타났다. 또한 시나리오별 위험도 경향은 유사했으나 실습생의 평균 위험도(5.39)가 현직 항해사의 평균 위험도(5.20)보다 더 높은 것으로 나타났다. 그러나 특정 상황에서는 현직 항해사보다 실습생이 더 낮은 위험도를 체감하였고 이는 실습생의 항해 경험 부족으로 인한 결과로 판단된다. 해당 연구는 실습생의 충돌 위험도 및 현직 항해사의 위험도 차이를 정량적으로 제시하여 충돌 예방 실습 교육 개발의 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권5호
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• pp.547-553
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• 2016

선박용 디젤엔진 배기가스에 포함된 입자상물질(PM) 가운데서 블랙카본(BC)은 극지방의 해빙을 촉진시키고 온난화를 유발하는 원인물질로서 큰 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 향후 예상되는 PM/BC 배출 규제에 선제적으로 대응하고, 저감기술 개발 및 실증을 위한 기초연구의 일환으로 한국해양대학교 실습선 한바다호를 이용하여 실제 운항 중에 주기관의 배기관 수 포인트에서 PM을 샘플링하여 HR-TEM을 통해 그 구조와 특성을 분석하였다. 또한 배기가스 분석기를 이용하여 운전조건별 배기가스 내 유해물질의 배출 경향을 확인하였다. 분석 결과 엔진에서 배출된 PM의 구조는 구형 입자들의 촘촘하지 않은 체인형 결합으로 이루어져 있으며, 과급기로부터 멀어질수록 온도 저하에 의한 응집이 더 많이 관찰되었고 BC 특유의 graphitic 구조를 잃어가면서 점점 amorphous 구조를 띠는 경향이 나타났다. 또한 배기가스 분석을 통해 엔진 회전수가 증가할수록 배기 내 PM의 농도는 감소할 것으로 예측되었다.