선박의 안전과 해양사고 예방을 위해서는 선박이 안전한 운항을 담보할 수 있어야 한다. 선박은 선박검사를 통하여 안전운항 적부를 논하게 되며, 검사 규 정의 근간은 IMO 국제해사협약과 각 나라의 국내법이 된다. 우리나라 선박안 전 및 검사제도 법령은 일제 강점기를 거친 역사로 인하여 일본의 그것과 매우 흡사하나 잘 사용하지 않는 용어 수정, 제도 보완 등의 과제가 남아 있다. 또한, 우리는 아직도 해외의 선진법제를 도입하고 있는 처지에 있어 해운 선진국의 위치에 있는 미국과 영국의 법제를 연구하는 것은 우리나라 관련 법제를 정비 하는데 큰 도움이 될 것이다. 이러한 이유로 불문법 체계를 가진 미국과 영국 그리고 우리나라와 같이 성문법 체계를 가진 일본의 선박안전 및 검사 법령을 고찰하였다. 미국과 영국은 불문법 체계를 가지나, 성문법 국가인 우리나라에 비하여 뒤 지지 않을 만큼 제정법화 되어 있으며 통합적인 법 체계를 구성하면서도 세분 화된 검사대상을 규정하여 보다 효과적으로 이행하고 있다. 이에 반하여 우리 나라 선박검사 관련 법령은 여러 기술고시에 산재하여 있는 등 상대적으로 복 잡한 구성을 취하고 있어 수범자로 하여금 규범 준수의 어려움이 있다. 따라서, 선박안전법 및 해양환경관리법 하위의 복잡하고 관리가 어려운 기술고시 및 기 준을 간소화하거나 통합하는 것이 필요하다. 일본의 경우, 법령의 명칭과 용어 사용에 있어서 우리와 매우 유사한 체계를 가지고 있어 구조적인 보완점이나 시사점을 도출하기에는 어려운 사실이 있다. 그러나, 선박안전 및 검사제도 법령을 위반할 경우 벌칙이나 과태료 조항을 관 련 법 조문 뒤에 명기하고 있는 형식을 참조하여 선박검사 관계법령에 한해서 라도 법 조문에 대한 시인성과 직관성을 높이는 방안을 고려할 필요가 있다. 선박검사와 관련하여 국제항해에 종사하는 선박은 국제해사협약을 적용하도 록 하고 국내항해에 종사하는 선박은 각 나라의 특징과 실정에 맞도록 국내법 을 제정하여 적용하는 검사규범 이원화를 고려할 필요가 있다. 또한, 획일화된 규정 제정보다는 특별히 안전관리가 필요한 선박별로 규정을 강화하는 검사규 정 집중화도 요구된다.

본 연구에서는 연안이나 항만에 방치돼 해양환경과 선박운항 안전에 위협이되는 폐 FRP 선박의 처리 법률과 정책에 관한 개선방안을 제시하고자 한다. FRP 선박의 방치가 늘고 있는 것은 처리에 비용이 많이 들고, 적절한 수거처리 시스템이 갖추어지지 않았기 때문이다. 해양수산부 등록어선통계에 따르면 2020년 기준 우리나라 등록어선 척수는 65,774척이고, 이중 FRP 재질의 어선은 63,314척으로 전체의 95%를 차지한다. 그중에서 폐선 선령으로 분류되는 26년 이상의 선박이 6,411척이다. 그 뿐만 아니라 2020년 말 기준으로 해양경찰청에 등록된 동력수상레저기구 중 FRP 선박은 21,903척인데, 대부분 일본 등지에서 수입한 중고선이어서 현재 폐선 연령에 도달한 선박도 상당수로 추정된다. 우 리보다 먼저 방치 FRP 선박 처리문제를 겪은 일본은 2005년부터 레저보트와 어선 등 FRP 선박 처리를 위해 FRP 선박 리사이클링 시스템을 운영하고 있다. 미국 주정부는 방치선박 제거를 위해 방치선박법 제정, 방치선박 제거프로그램 운영과 기금을 설치하고 있고, 선박반납프로그램도 운영하고 있다. 또한 2020년 부터 미국 연방정부는 2016년 로드아일랜드 주정부에서 시작한 FRP 보트 리사 이클링 시스템을 다른 주정부로 확산하고 있다. 우리나라도 선령 26년 이상의 FRP 어선이 연간 800척씩 증가하고, 폐선 선령에 도달한 레저선박도 적지 않아 일본과 미국과 같은 방치 FRP 선박의 재활용을 위한 시스템 구축이 시급하다. 방치되는 FRP 선박 문제를 해결하기 위해서는 선박 광역수거처리 시스템 구 축, 폐 FRP 선박 재활용 활성화, 선박 반납제도 도입, 레저선박 등록시스템 구 축이나 레저선박 소유자의 책임보험가입 의무화 등 법률과 정책 개선이 필요하다

유엔해양법협약에 따라 연안국의 영해는 정해진 통상기선 또는 직선기선으 로부터 12마일 범위에서 정할 수 있다. 영해에 대하여 연안국은 주권을 행사할 수 있고, 외국선박은 무해통항권을 가진다. 무해통항권을 향유하는 외국선박은 연안국의 평화, 공공질서 또는 안전을 해치지 않는다면 연안국의 영해에서 자 유롭게 항행할 수 있다. 그러나 우리나라 주변을 항행하는 외국선박 중 일부 선박들은 우리나라의 주권이 미치는 영해를 통항하면서 무단으로 투묘를 하는 등 무해통항의 요건 을 충족시키지 못하고 있다. 이러한 외국선박의 유해한 통항은 우리나라 영해 에서의 해양사고를 유발할 수 있으며, 해양환경 오염을 발생시킬 우려가 있 다. 또한 우리나라 주권을 침해하고 해상보안을 위협할 수 있으며, 이러한 외 국선박의 행위는 명백한 불법행위이다. 따라서 우리나라 정부는 주권 행사를 위하여 국가적 차원에서 강력하게 대응할 필요가 있다. 이 연구는 우리나라 영해에 무단 투묘하는 선박에 대하여 적법성 및 문제 점을 검토하고, 대응방안을 제시함으로써 무단정박 선박에 의한 해양환경 오 염 예방과 우리나라 영해에 대한 주권 강화를 목적으로 한다. 이를 위하여 내 수 및 영해의 개념과 외국선박의 통항에 관한 국내외 법제 현황을 살펴보았 고, 현재 우리나라 주변에서 발생하고 있는 외국선박의 통항에 대한 적법성을 검토하였다. 그리고 불법성이 인정되는 외국선박의 무단정박 등에 대한 대응 방안을 제시하였다.

현재의 해양산업의 기술은 스마트 선박 및 자율운항선박 등의 개발과 같은 자율화 및 지능화와 환경규제의 강화에 맞추어 선 박의 운항 효율성을 개선하는 친환경 선박을 위한 기술이 함께 개발되고 있다. 이러한 흐름에 맞추어, 세계각국에서는 선박의 안전운항을 보장하는 선에서 선박운항효율을 극대화하기 위해 다양한 방식으로 노력하고 있다. 본 연구에서는, 현존하는 선박운항효율 개선 기술이 운항 당시의 기상환경, 선박조종 등의 선박운항상태를 실시간으로 반영하지 못하는 문제를 개선하기 위해, 선박에서 수집한 선박운항데 이터를 활용하여 실시간 선박운항효율 분석모델을 개발하고자 한다. 본 연구의 실시간 선박운항효율 분석모델은 연료소모를 기준으로 판 단한 선박운항효율과 당시의 선박운항상태를 감안하여 판단한 선박운항효율을 비교하여, 식별된 선박운항효율의 타당성을 확인할 수 있 는 모델이다. 분석의 주요 내용은 대상선박의 선정과 선박운항데이터의 수집, 선박운항효율 특성과 선박운항상태 특성의 구분, 그리고 이 를 활용한 분류모델의 개발을 포함한다. 연구의 결과는 기존의 선박운항효율과 항해 당시 선박운항상태를 감안한 운항효율을 제시하여 선박 운항자의 의사결정을 지원하여 운항효율을 개선하고자 한다.

Recently, Regulations on ships exhaust gas are being strengthened. Nations around the world are trying to various efforts in many aspects to decrease ship emission gas. As part of these efforts, the shipping industry is working towards establishing green system that reduce the emission gas emitted in port. In this study we measured exhaust emission gases such as by fuel change using A-Ra Training Ship in Port. When sailing, we found that was 3.6% to 6.6% higher when using LRFO compared to using MGO, and during departure and arrival, the load changes were significant. As a result, was on average 29.8% higher and was 42% higher during departure, while was on average 19.5% higher and was 17.4% higher during arrival, with almost no difference in the other components.

In this study, the second-order Nomoto’s nonlinear expansion model was implemented as a Tagaki-Sugeno fuzzy model based on the heading angular velocity to design the automatic steering system of a ship considering nonlinear elements. A Tagaki-Sugeno fuzzy PID controller was designed using the applied fuzzy membership functions from the Tagaki-Sugeno fuzzy model. The linear models and fuzzy membership functions of each operating point of a given nonlinear expansion model were simultaneously tuned using a genetic algorithm. It was confirmed that the implemented Tagaki-Sugeno fuzzy model could accurately describe the given nonlinear expansion model through the Zig-Zag experiment. The optimal parameters of the sub-PID controller for each operating point of the Tagaki-Sugeno fuzzy model were searched using a genetic algorithm. The evaluation function for searching the optimal parameters considered the route extension due to course deviation and the resistance component of the ship by steering. By adding a penalty function to the evaluation function, the performance of the automatic steering system of the ship could be evaluated to track the set course without overshooting when changing the course. It was confirmed that the sub-PID controller for each operating point followed the set course to minimize the evaluation function without overshoot when changing the course. The outputs of the tuned sub-PID controllers were combined in a weighted average method using the membership functions of the Tagaki-Sugeno fuzzy model. The proposed Tagaki-Sugeno fuzzy PID controller was applied to the second-order Nomoto’s nonlinear expansion model. As a result of examining the transient response characteristics for the set course change, it was confirmed that the set course tracking was satisfactorily performed.

방충설비는 선박의 접안 및 양하역 과정에서 선박의 충격력을 흡수하여 선박과 접안시설을 모두 보호하는 매우 중 요한 역할을 수행한다. 하지만 이에 대한 최근 연구 및 설계 최적화의 노력이 매우 부족해 보인다. 이에 본 논문은 국내 항만 설계기준에서 제시하고 있는 방충재 설계에 사용되는 선박 접안에너지 산정식을 개선, 보완하기 위하여 연구를 수행하였다. 접 안에너지 산정과정에서 선박 및 접안시설의 조건을 고려하기 위하여 적용되는 영향계수의 변화에 따른 영향을 분석하였으며, 이 과정에서 국내외 설계코드에서 제시하고 있는 산정방법과 최신 선박제원, 국내 설계결과가 활용되었다. 분석에는 최신 선박 의 표준제원과 국내에서 실시된 실제 설계결과가 적용되었다. 그 결과, 국내 항만 설계기준에서 제시하고 있는 영향계수 결정방 법은 선박과 접안시설의 조건을 최적으로 반영하기에는 부족하며, 접안에너지가 20%이상 크게 산정되어 방충재 선정과정에서 과다 설계가 야기될 수 있는 것으로 판단되었다. 이에, 국내 항만 설계기준에서 제시하고 있는 영향계수를 선박 및 접안여건을 고려하여 설계할 수 있도록 최적화된 방법을 제시하였다.

선박용 엔진에서 배출되는 배기가스에는 다량의 수분과 미세먼지를 포함하고 있다. 미세먼지에는 여과성 미세먼지와 배기 배 출 후 액상으로 변화하는 응축성 미세먼지가 포함되어 있으며 배출 전에 걸러지는 고체상 미세먼지보다 응축성 미세먼지가 더 많은 것으 로 보고되고 있다. 본 연구에서는 배기가스의 배기열과 수분을 회수하고 응축성 미세먼지를 제거하기 위한 실험장치를 실험실 내의 가스 보일러 배기가스를 이용하여 테스트 하였다. 배기가스는 1차적으로 냉각방식으로 수분과 응축성 미세먼지가 제거되고 2차적으로 흡수제 방식에 의해 추가적으로 수분이 제거되었다. 상대습도 측정에 의한 배기가스 수분 제거율을 계산하면 1단계 배기냉각 방식으로 73%, 2단 계 흡수제 방식으로 90% 제거되는 것으로 측정되었다. 이 과정에서 응축성 미세먼지는 80~90% 제거되는 것으로 측정되었다. 개발 시스템 에 의해 회수된 열은 공정열로 활용할 수 있으며, 회수된 물은 수처리 과정을 통해 공정수로 활용할 수 있다. 또한 현재 관리 규제가 되고 있지 않지만 미세먼지의 주요 원인인 응축성 미세먼지를 효과적으로 제거할 수 있을 것으로 기대된다.

본 논문에서는 AI 기반 설계 탐색 기법을 활용하여 선박의 주요 치수 최적화를 수행하였다. 설계 탐색 기법은 최적화 프로그램 HEEDS의 SHERPA 알고리즘을 사용하였다. 유동 해석은 상용 CFD 코드인 STAR-CCM+를 사용하였고, 주요 치수 변환은 전처리 과정에서 JAVA Script와 Python을 사용하여 선박의 치수가 자동으로 변환되도록 설정하였다. 대상 선박은 소형 쌍동선형으로 주요 치수 최적화는 한쪽 선형의 길이, 폭, 흘수 그리고 단동선형 간의 간격에 대하여 수행되었다. 최적화 알고리즘에 사용된 목적함수는 총저항이며, 내부 의 장 시스템의 크기 등을 고려한 배수 체적의 범위를 제한조건으로 선정하였다. 그 결과 최적 선형의 주요 치수는 기존 선형 대비 ±5% 내 에서 변화가 있었고 총저항은 약 11% 개선된 결과를 보였다. 본 연구를 통해 선박의 형상을 직접 변경하지 않더라도 주요 치수 최적화를 통해 선박의 저항 성능이 향상됨을 확인하였고, 다양한 선박의 주요 치수 최적화를 통한 성능 향상에 활용이 될 것으로 기대한다.