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Journal of Korean Navigation and Port Reserch KCI 등재 한국항해항만학회지

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권호

Vol.38 No.4 (2014년 8월) 14

1.
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해상에서의 충돌사고 예방을 위한 충돌회피 원칙 및 각종 항법 등을 규정하고 있는 국제해상충돌예방규칙은 선박 간 충돌회피를 위한 초기대응 기준에 대해 대부분 선박 운항자 경험 및 주관적 판단에 의해 결정하도록 명시되어 있다. 그러나 초임 해기사나 학생들은 선박 운항 환경을 종합적으로 판단할 수 있는 경험 및 능력이 부족하므로, 충돌방지를 위한 최소한의 정량적인 초동조치 기준을 제시해 줌으로써 충돌사고를 효과적으로 예방할 수 있을 것으로 사료된다. 본 연구에서는 해상충돌예방규칙 및 기존 충돌위험 관련 연구 동향을 분석하였으며, 다양한 승선경력을 가진 선박 운항자들을 대상으로 설문을 실시하여 선박 간 조우관계에 따라 주관적으로 판단하는 최소 안전 이격거리와 초 기대응의 개시 거리 및 변침각도를 조사하였다. 이러한 분석 결과를 기초로 선박 조우 관계별 충돌회피를 위한 초기 동작이 필요한 거리, 안 전 이격거리 및 변침각도를 제시한다. 초기대응 기준은 해양사고 예방뿐만 아니라 점진적인 운항 기술의 향상에 기여할 것이다.
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최근 고유가와 환율변동 등 어려운 시장상황 속에서 해운선사는 선박의 대형화와 고속화를 요구하고 있다. 선사들은 선박의 운용 유지비 절감을 우선적으로 요구하고 있으며, 이에 조선소에서는 기술경쟁력 유지를 위한 방안으로 속도성능 향상에 중점을 두고 지속적으로 노력 하고 있다. 본 논문에서는 에너지 절약형 선형개발에 중점을 두고 유동제어 띠를 사용한 선박의 저항성능 향상에 관하여 소개한다. 본 연구는 혹등고래(Humpback Whale)의 배 주위에 있는 기다란 줄 무늬 형상을 응용하여 선체표면에 “오목하고 길게 팬 줄 형상 또는 볼록하 고 기다란 줄 형상”(이하, 유동제어 띠라고 함)을 단일로 적용하였다. 현재, 제안된 형상은 특허출원이 되어 있다. 이 형상은 선체표면의 압력 분포 변화와 압력강하 현상 등을 효과적으로 제어하는 역할을 한다. 실선 적용 시 장점은 블록조립이 완성된 후에 선체표면에 부가물을 부착 하는 종래기술과 비교하여 볼 때 블록제작 단계에서 단면형상을 반영할 수 있다는 점에서 비용을 절약할 수 있다고 판단된다.
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새로운 해상통신망 모델로 자율망 모델과 광대역 무선접속기술의 다양성과 혼재성을 활용하고 경로상의 홉 단위로 최적노드와 캐리 어를 선택하는 경로배정방식(MCS-NLTC)을 새롭게 제안한다. 여기서는 일반적인 홉 수가 아니라 목적지 선박과의 거리(위치정보)가 기본적 인 기준이 되고 캐리어의 전송특성의 정규값을 가중치로 삼아 최적경로를 탐색하는 방식이다. 위치정보가 기본적으로 고려되기 때문에 탐색 수 렴성이 개선되어 탐색시간이 크게 단축되고 경로의 최적성도 향상되었다. 기존 전송특성의 절대값을 상호 비교하는 최다승방식(OMH-MW)과 전송특성의 정규값만을 고려하는 방식(MCS-NTC)과 성능을 비교하여 이를 확인하였다.
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수중통신에서는 다중경로로 인해 심벌간의 상호간섭이 발생하여 시스템의 성능을 저하시킨다. 최근 수중 통신시스템에서는 이러한 열악한 채널환경을 극복하고 전송률을 향상시키기 위하여 등화기 및 채널 부호화와 시공간 부호화 방식의 효율적인 연접 구조가 수중통신에서 MIMO시스템으로 응용되어 연구되고 있다. 수중 MIMO 환경에서 시공간 부호화 방식 중에서는 시공간 블록 부호화 방식과 시공간 격자 부호 화 방식이 있으며, 시공간 격자 부호화 방식이 등화기 및 채널 부호화 방식에 최적이다. 따라서 본 논문에서는 다중경로 채널 환경에서 효율적 인 전송을 위해 터보 Pi 부호화기를 외부부호로 사용하고, MIMO시스템에서 전송 다이버시티와 부호화이득을 동시에 가지는 시공간 격자부호 를 내부부호로 구성한다. 그리고 심볼간 상호 간섭 제거를 위해 Zero Forcing 등화기법을 사용하여 수중채널에서의 시뮬레이션을 통해 성능을 확인하였다.
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IMO에서는 2003년 12월 제23차 총회에서 ‘Guidelines on places of refuge for ships in need of assistance’를 총회 결의서 Res. A.949(23)으로 채택하여, IMO 협약국에 선박 피난처를 지정할 것을 권고하고 있다. 선박 피난처란 ‘원조를 필요로 하는 선박이 선박을 정상 상태로 복원하고 항해의 위험을 줄이고 인명이나 환경을 보호하기 위한 장소’라고 IMO에서는 정의하고 있다. 선박 피난처를 지정·운영하는 것은 자국의 연안 환경을 보호하기 위한 국가 정책과 밀접한 관련이 있어, 국가적으로 아주 예민한 문제이다. 그러나 선박 피난처를 지정·운 영하는 것은 해양 사고로 인한 2차적 피해의 확산을 방지하여, 환경적·재산적 손실을 최소화 할 수 있다. 현재 외국의 여러 국가에서는 선박 피난처를 지정·운영하고 있다. 그러나 국가별로 선박 피난처 입지 선정 방법·기준이 달랐으며 표준화된 선박 피난처 입지 선정 모델은 없었 다. 따라서 본 연구에서는 향후 국내 선박 피난처 제도의 도입 시 합리적이고 효율적인 선박 피난처 입지를 선정하기 위하여, 외국의 선박 피 난처 입지 선정 시 고려되었던 요소들을 검토·분석 하였으며, 이러한 고려 요소들의 정성적인 자료를 정량적인 수치로 표현하여 객관적인 지 표에 따른 선박 피난처 입지 지정 모델을 제시하고자 한다. 선박 피난처 입지 지정 모델은 선박 해양 개연성 평가, 입지 분석, 지원 시설의 접 근성 평가 과정을 통하여 최종 선박 피난처 입지를 제시하였다.
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선박이 운항 중 해난 사고가 발생하여 선원이나 승객이 물에 빠지는 경우 신속히 이들을 구조하는 것은 매우 중요한 일이다. 대부 분의 해난 사고의 경우 물에 빠진 사람이 구명조끼를 입고 있으므로, 구명조끼에 GPS 및 Cospas-Sarsat 통신을 위한 모듈이 내장된다면 구 조가 용이할 것이다. 본 논문에서는 구명조끼에 내장이 가능하며 GPS 및 Cospas-Sarsat 통신을 위한 이중대역 안테나를 개발하고자 한다. 안테나는 두께 0.2mm 인 FR4 기판을 사용하여 유연성을 확보하였고, 1.575 GHz와 406MHz에서 동작하며, 구명조끼의 어깨 부근에 장착이 될 수 있는 안테나를 설계하였다. GPS 통신용 안테나는 원형편파 특성을 갖는 링 슬롯 안테나로 구현하였고, 미앤드 형태의 선형 편파 안테 나를 Cospas-Sarsat 통신용으로 사용하였다. 단일 마이크로스트립 선로를 통해 급전이 이루어지며, 두 공진 안테나간의 상호 간섭을 최소화 하기 위해 개방형 스터브를 사용하였다. 제작한 안테나를 구명조끼에 장착하여 반사손실 측정을 통해 GPS 및 Cospas-Sarsat 주파수에서 안 테나의 성능을 확인하였다.
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본 논문에서는 위성항법시스템(GNSS)의 다양화에 따른 DGNSS 기준국(RSIM, Reference Station and Integrity Monitor)의 재구축 을 위하여, 유럽연합(EU) 위성항법시스템인 Galileo의 E1 의사거리 보정정보 생성 알고리즘과 GPS/Galileo 시뮬레이션을 통한 성능검증에 대 해 다룬다. 먼저 DGPS RSIM에서 DGNSS RSIM으로 전환을 위한 운영적 측면에서의 기술 및 메시지 표준과 사용자 방송 측면에서의 메시지 표준에 대해 살펴본다. 일반적으로 GNSS의 의사거리 보정을 위해서는 정확한 GNSS 위성위치와 사용자 위치를 알아야만 한다. 그러므로 Galileo 위성위치를 정확하게 계산하기 위해서, Galileo ICD 문건의 위성위치 계산식을 이용하여 사용자 수신기에서 제공하는 궤도력 정보를 기 반으로 해당 위성 위치를 추정한다. 그리고 위성시계 옵셋과 사용자 수신기의 시각오차, GPS와 Galileo 위성의 시스템 타임 옵셋을 계산하여 GPS/Galileo 의사거리 보정정보를 생성한다. GPS/Galileo 시뮬레이터를 연동한 성능검증 플랫폼을 기반으로 GPS/Galileo 보정정보의 오차를 분석하고, 측위정확도를 분석하여 그 성능을 검증하였다. 국제기구(RTCM)에서 요구하는 기준국 운영을 위한 측위 성능을 충족할 수 있음을 확인하였다.
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선박 침몰사고 중 유조선이 침몰한 경우에는 일반적으로 대형 유류오염사고를 예방하기 위해 잔존유를 회수해야만 한다. 그러나 수중작업의 특성상 이러한 잔존유 회수작업 완료 후 육안으로 완료 상태를 확인하기 곤란하므로 합리적인 회수작업 종료절차 수립이 매우 중 요하다. 본 연구에서는 국내에서 실제 이루어 진 두 차례의 잔존유 회수작업 사례(제1유일호 및 제3오성호, 경신호)의 서로 다른 회수방법에 따른 작업종료 절차의 상호 비교분석을 통해 합리적 작업종료 절차를 제안하였다. 구체적으로 과거 적용된 방법 및 기술을 조사하여, 작업의 신속성, 안전성, 경제성 등 다양한 각도에서 상호 비교분석을 하였다. 본 연구에서 제안한 잔존유 회수작업 종료절차는 화물유 탱크별 잔존유 회수 및 세척작업 진행 중 독립검정사가 만족할만한 수준에서 화물유 탱크별 선체 최상단부분의 잔존유 유무를 막대로 확인하고, 선체 최상 단부 또는 해치를 개방하는 순서로 단계별로 구분되어 진행된다. 또한, 각 단계별 진행과정은 발주자, 작업수행자, 독립검정사 상호간 협의에 따라 탄력적 적용이 가능토록 설계되었다.
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시뮬레이터는 다양한 형태와 기능을 갖춘 여러 장치들로 구성되어 있으며, 이 장치들이 네트워크로 연동된 복잡한 구조를 이루고 있다. 이러한 이유로 시뮬레이터 개발 및 유지보수 과정에 많은 시간과 비용이 소요된다. 시뮬레이터의 성공적인 개발을 위해서는 관련 전문 가들이 협력하고 업무를 분담하여 병렬적으로 수행하는 것이 이상적이지만 업무의 상호 의존성이 이를 어렵게 한다. 본 논문에서는 시뮬레이 터 개발 업무를 알고리즘 구현과 이를 제외한 시스템 구현으로 나누어 두 업무의 상호 의존성을 낮추고 전문가를 지원하는 방안을 검토하였 다. 특히 알고리즘 구현을 담당하는 도메인 전문가의 요구 사항을 분석함으로써 시뮬레이터 개발 지원 도구를 설계하고, 이를 활용한 시뮬레 이터 개발 절차를 제안하였다. 또한 도메인 전문가의 알고리즘 개발 지원과 유연한 데이터 관리를 위해 데이터셋 개념을 도입하였고, 시뮬레 이터 장비들이 유연하게 재구성될 수 있도록 네트워크 구조를 설계 하였다. 시뮬레이터 개발 지원 도구를 통해서 도메인 전문가는 알고리즘 개발에 전념할 수 있고, 효율적인 협업이 가능할 것으로 기대된다. 또한 개발 절차가 체계화 되고 더 명확해지기 때문에 개발 계획 및 관리가 용이해질 것으로 예상 된다.
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광역보정시스템은 GPS와 같은 위성항법을 이용하는 사용자의 정확성, 무결성을 개선시키기 위하여 고안된 시스템이다. 본 논문에서 는 개발된 의사위성 기반의 광역보정시스템의 전체 구조에 대하여 설명하고, 후처리 기반으로 상용 수신기에 대하여 성능 테스트를 수행하는 실험 방법 및 결과에 대하여 설명한다. 보정정보 생성을 위하여 총 5개의 NDGPS 기준국에서 수집되는 데이터가 활용되었으며 이를 광역기준 국, 중앙처리국 소프트웨어에서 처리하였다. 생성된 보정정보는 SP3, IONEX 데이터와 비교하여 정확도를 테스트하였다. 상용 수신기 실험에서 는 사용자의 RF 신호를 수집, 보정정보를 생성하였으며, 이후에 RF신호와 보정정보가 실린 의사위성 신호를 동시에 방송하여 테스트를 수행하 였다. 테스트는 3대의 상용수신기를 활용하여 수행되었으며 MSAS, GPS 단독 측위 수신기와 비교하여 성능을 검증하였다. 각 수신기의 위치 해 출력 결과로부터 위치오차를 비교하였으며 보정정보를 적용함으로써 향상된 위치해가 출력됨을 확인하였다.
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컨테이너터미널의 증가로 터미널 물량이 분산되어 기존 물동량 보존과 새로운 물동량 유치 경쟁이 치열해지고 있으며 이에 터미 널 물동량 처리 능력과 유치에 다양한 방법을 모색하고 있다. 컨테이너터미널은 물동량처리 능력을 향상시키기 위해서 최신 장비 확충과 최 신 터미널 시스템 개발을 통해 터미널의 생산성 향상과 효율성 극대화에 노력을 기울이고 있다. 컨테이너터미널의 생산성 향상에 영향을 줄 수 있는 요인은 다양하게 존재 한다. 그중 야드 이송장비의 경우, 특정 선석크레인(GC, Gantry Crane)에 야드 트랙터(YT, Yard Tractor)가 고정 할당되는 방식에서 다수 선석크레인(GC, Gantry Crane)에 야드 트랙터(YT, Yard Tractor)가 적절하게 분산 할당 방식으로 처리하는 Pooling System으로 전환하게 되면 터미널 생산성과 YT의 가용성을 높일 수 있다. 컨테이너터미널에서 생산성 지표가 되는 KPI는 GC 생산 성이고 GC 생산성은 물리적인 GC 작업 속도를 넘어설 수 없기에 Pooling System 적용하여 생산성을 높이는데 의미와 효과는 크다. 본 논문 에서는 컨테이너터미널에서 생산성 향상을 위해 이송장비 운영을 더 효율적으로 할 수 있도록 Pooling System 알고리즘을 제시하고 실제로 컨테이너터미널에 적용하여 Non Pooling System과 Pooling System 생산성을 비교하였다. 이송장비 풀링시스템을 도입하여 타 터미널에 비 해 생산성을 향상함으로써 터미널 비즈니스에 있어 지속적인 서비스 질과 수익성 향상을 위한 필수불가결한 요소가 될 수가 있다.
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국제화 시대에 발맞추어 세계 각국은 국가 간 빈익빈 부익부 현상을 해결하고 개발도상국의 경제발전 및 복지수준 향상을 위해, 공 적개발원조(ODA; Official Development Assistance)를 통한 그들 간의 협력에 힘쓰고 있다. 과거 수원국에서 공여국의 입장으로 위상이 변화된 우리나라 역시 아직 초기단계에 머물러 있지만, OECD의 회원국으로서 ODA 사업에 적극 동참하고 있다. 특히 최근 들어 우리나라에서는 항만 과 관련된 분야에서 ODA의 중요성이 부각되고 있다. 따라서 본 연구는 신제도주의와 사마리아인의 딜레마 게임의 관점에서, 우리나라 항만분 야 ODA의 현황 및 관련 제도를 분석하여 사마리아인의 딜레마 상황을 발생시킬 수 있는 구조를 찾아내고, 이러한 딜레마를 해소하기 위한 제 도적 방안을 모색하는 것을 연구목적으로 하였다. 분석을 통해서 항만분야 ODA 제도와 관련된 딜레마 구조를 확인하였다. 그리고 분석결과는 현장 중심 원조체제의 강화, 수원국의 협력을 유도하는 보상체제 확립, 신뢰할 수 있는 협박의 제도화 등과 같은 제도개선방안들을 제안하였다. 이와 같은 연구의 분석결과는 ODA 연구의 이론적 모형을 개발하고 항만분야 ODA의 효과성을 제고시키는데 기여할 수 있을 것이다.
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In order to protect coastal facilities mainly from wave and current actions, the self-locking eco blocks constituting elements of protecting shore structures against scouring were designed. These blocks are adapted to the sloping bottom, coastal dunes, and submerged coastal pipelines, counteracting the destructive and erosive impulse action. A series of laboratory experiments has been conducted to investigate the reflection of water waves over and against a train of protruded or submerged shore structures and compare the reflecting capabilities of incident waves including wave forces. In this study the hydraulic model experiment was conducted to identify the performance of newly designed water affinity eco blocks to keep the coast slope and bottom mound from scouring by reduction of the wave reflection and to convince stability of the block placement. Revised design of each block element was also tested for field conditions. From the result of experiments, the field applicability of the developed blocks and placement was discussed afterward.
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일반적으로 공공시설에 대한 지정관리자제도 도입은 운영관리의 예산삭감과 민간에 의한 이용자 서비스 향상을 도모하기 위한 행 정개혁의 일환으로 추진되고 있다. 일본의 경우 2006년부터 본격적으로 공공마리나시설에 지정관리자제도가 도입되기 시작하였으며 경제적 측면(예산절감)에서의 효율성에 대해서는 긍정적 평가를 받고 있다. 하지만 주된 업무가 서비스인 마리나에 있어 이용자 측면의 서비스 만족 등 효율성에 대한 논의는 전무하다. 따라서 본 논문의 목적은 첫째 일본의 지방자치단체법 개정에 의해 실행된 지정관리자제도(Designated Manager System, 이하 DMS)를 도입한 마리나의 현황을 파악하여 이점과 문제점을 도출한다. 둘째 공공마리나 시설 이용자의 관점에서 DMS 도입 전과 후의 이용자 서비스에 대해 비교조사를 실시한다. 첫 번째 목적에서 본 연구에서는 DMS의 경제적 이점과 지방자치단체 레 벨에서 DMS의 중요성을 명확히 하였다. 이것은 DMS를 도입하여 공공시설 운영 및 관리에 참여하려는 민간 사업자, NPO에게 도움이 될 것 이다. 또한 지금까지의 대부분의 연구는 DMS를 도입한 지방자치단체의 경제적 경비절감에만 중점을 두고 있었다. 따라서 본 연구에서는 이 용자의 관점에서 DMS의 이점과 문제점을 밝혀내었으며 이것을 바탕으로 DMS를 도입한 마리나 시설의 운영 방향에 대해 검토하였다.