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Journal of Korean Navigation and Port Reserch KCI 등재 한국항해항만학회지

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권호

Vol.29 No.6 (2005년 8월) 16

1.
2005.08 서비스 종료(열람 제한)
평택·당진항의 내항에 대한 항만형식은 1990년 '아산공업기지 항만계획 기본계획용역'에서 갑문식으로 채택되었으나, '2001년 '평택·당진항 종합개발 기본계획 정비용역'에서 감조식으로 변경되었다. 따라서 서해대교 하부에 건설된 남측호안이 철거되어 내항을 입·출항하는 선박은 상시 통항이 가능하게 되었다. 그러나 서해대교 하부의 통항 안전성을 고려할 때 내항의 통항여건은 통항가능 최대 규모선박이 단독통항을 전제로 한 50,000 DWT급이며. 교행 가능한 선박이 30,000 DWT급 이하라는 제약을 가지고 있다. 이에 본 연구에서는 평택·당진항의 남측호안이 철거된 후 내항의 전망된 물동량을 처리하기 위한 연간 입·출항 선박 척수를 가정하고, 이리한 통항제약 상황에서 이들 선박들이 내항을 입·출항함으로써 발생되는 교통혼잡도를 예측하고 평가하였다. 평택·당진항의 서해대교하부 항행구간에 대한 교통혼잡도는 이를 통항하기 위해 2006년 0.005~0.011(h), 2011년 0.02~0.054(h). 그리고 2020년 0.034~0.098(h)의 평균대기시간이 소요될 것으로 예상되어 통항의 지장이 크게 발생되지 않을 것으로 판단되었다.
2.
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전 세계는 테러리스트에 의한 세계무역센터의 공격으로 인해 테러로부터의 안전과 보호를 강화하기 위해 초점이 맞추어져 있다. 본 연구는 해상테러 위험요소의 구조와 우선순위를 분석하고자 한다. 이를 위해 먼저 테러의 유형과 사례를 토대로 브레인스토밍법을 이용하여 해상테러 위험요소를 추출하였고, 퍼지구조모델법을 이용하여 위험요소를 그래프로 구조화 하였으며, 계층분석법을 이용하여 위험요소간의 우선순위를 분석하였다. 그 결과 외부영향이 가장 큰 위험요소인 것으로 나타났다.
3.
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최근 컨테이너물동량 증가로 인하여 선사들간의 경쟁이 심화되고 있다. 따라서 운항선사들은 노선에 투입되는 자사 선박들에 대해서 운항효율성을 분석하고 대응방안을 강구할 필요성이 대두되고 있다. 이러한 배경에서 출발한 본 연구는 선사 입장에서의 내부적 운항효율성을 분석하고 도출된 결과를 바탕으로 효율성을 향상시킬 수 있는 방안을 제시하고자한다. 효율성분석을 하기 위해서 본 연구에서는. 운항선사의 실제 운항자료를 바탕으로 항차를 의사결정단위로 하여 비교적 객관적이고 상대적인 효율성을 파악할 수 있는 DEA모형을 이용하여 분석을 수행하었다. 그리고 효율성 분석결과를 바탕으로 운항선사의 운영측면에서 전체적인 효율성을 높이는 방안을 모색해 보고자 하였다.
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연안해운과 관련한 최근 환경 변화는 남북해운합의서 발효에 따른 남북물류의 증대 가능성과 환황해권, 환동해권의 동북아 연안 부상 등을 언급할 수 있다. 그러니, 연안해운에 대한 국가 정책의 소외는 우리나라라 물류거점화 되는데 많은 문세점을 노출하고 있다. 이러한 문제점을 해소하고 외항과 연안간 균형발전을 도모하여 우리나라가 동북아 물류거점화 할 수 있는 방안을 크게 연계수송체제의 강화. 연안해운의 체질강화 및 정부의 체계적인 지원정책으로 구분, 제시하는 것이 본 연구의 목적이다. 연구결과에 의하면, 첫째로, 연계수송체계를 강화하기 위해 거점항만내에 연안피더 전용선석의 구축으로 연안피더운송의 연계성 강화가 필요하며 둘째로, 언안부두에 화주즐 유인할 수 있는 공동장치장 및 하역설비를 대폭 보강하여 일괄 서비스체제의 확립, 노후 비경계선의 Ro-Ro 선 혹은 고속컨테이너선으로의 대체. 화물선에 대한 면세유 공급과 각종 세제의 실질적인 혜댁부여로 환경 친화적이며 균형있는 외항-연안 물류사슬체계(Logistics Chain System)를 갖추는 것이 필요한 것으로 나타나고 있다.
5.
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선박의 조종성능은 선체와 프로펠러 그리고 하의 상호작용에 의하여 결정되며 선박의 항해 시 선박의 안전성과 밀접한 관계를 가지고 있다. 그 중에서 선체에 부착된 타의 성능은 선박의 조종성능과 직접적인 관계를 가지고 있으며, 타에 의한 선박의 조종성능을 향상시키기 위하여 특수타를 채택하는 사례가 늘어가고 있는 실정이다. 본 논문에서는 특수타의 일종인 플랩타의 2차원 단면에 대한 연구를 수행하였다. 플랩타의 성능을 예측하기 위하여 주날개의 받음각과 플랩의 각도를 바꾸어 가면서 모형실험을 수행하였으며 모형실험 시 유동장내의 속도분포를 얻기 위하여 PIV 계측기법 중 동일임자 추적법의 하나인 2프레림 입자추적법을 사용하였다. 모형실험은 Re=1.027×104에서 수행하였으며, 계측된 결과들을 서로 비교하였다.
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선체를 구성하는 판부재는 일반적으로 면내하중과 횡하중의 조합하중이 작용하게 된다. 면내하중으로서는 주로 전체적인 선체거더의 휨과 비틀림에 의한 압축하중 및 전단하중이 있다. 횡하중은 수압과 화물압력에 의해서 작용하게 된다. 이러한 하중의 요소들은 항상 동시에 작용하는 것이 아니지만 한 개 이상의 하중이 존재하고 상호작용하게 된다. 그러므로, 좀더 합리적이고 안정적인 선박구조의 설계를 위해서는 이러한 조합하중이 선체판에 작응할 경우에 발생하게 되는 좌굴 및 최종강도거동의 상호관계를 좀더 자세히 분석할 필요가 있다. 실제로 선체판은 슬래밍과 팬팅과 같은 충격하중을 제외하고는 상대적으로 적은 수압이 작용하게 된다. 본 연구논문에서는 조합하중을 받는 선체판부재의 거동에 있어서 최종한계상태설계법에 기반을 둔 탄소성대변형 유한요소해석을 수행하였다. 본 연구에서는 압축하중과 횡하중이 판부재에 작용하였을 경우 횡하중의 크기에 따른 영향을 탄소성대변형 유한요소해석(ANSYS)을 수행하여 분석하였다.
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장애물이 있는 배관속의 점성유동을 다양한 난류모형을 적용하여 해석하였다. 적용한 난류모형은 k-ε, k-Ω, Spalart-Allmaras, Reynolds stress 이고, 배관내의 격자는 구조격자(structured grid) 이다. 속도벡터, 압력분포 반복계산(iteration)에 의한 잔류치(residual), 양정(dynamic head) 등을 모사하였다. 4개의 난류모형을 배관유동에 적용하였고 상용 프로그램을 사용하여 해석을 수행하였다.
8.
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최근 들어 초대형 선박에 대한 논의가 활발해진 가운데 선사들은 선박 대형화에 의한 규모의 경제 효과를 꾸준히 추구하고 있다. 기술과 경제성이 보장되는 한 당분간 이러한 선박 대형화의 추세는 지속될 전망이다. 선박대형화에 따라 거주공간의 위치변화에 대한 필요성이 조심스럽게 제기되고 있다. 본 논문은 초대형 컨테이너선의 거주 공간 재배치에 따른 경제성 평가 분석에 관한 내용을 다루었다. 선박의 초기 설계 단계에서, 도면 생성의 보완과 검증을 통하여 거주구역과 엔진실의 공간을 분리하는 제안을 하였다. 그에 관한 장단점을 분석하고, 실현 가능성 여부를 경제성 평가 분석을 통해 검토하였다. 경제성 평가 방법을 위한 목적함수는 요구운임지수를 사용하였다. TEU 증가에 의한 경제성을 전망하고, 이러한 공간 재배치에 따른 조선소와 선주의 경제성 평가를 분석하여 선적 개수의 증가에 따른 경제성 전망을 제시하였다.
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제주도는 전통적으로 전년 내내 온화한 해양기후조건을 가지고 있으며 청정한 자연환경과 극적인 해안경관으로 세계적인 휴양지로 유명하다. 그러나 우리나라 곳곳의 해안지역에서처럼 제주도 역시 해안구조물 건설 및 항만 재개발에 자연환경의 변화에 따른 예측하지 못한 해안침식 문제가 심각하게 대두되고 있다. 이들 지역에서는 섬의 남쪽 해안선에서 침식으로 인한 해안선의 급격한 변화를 보이는 것은 물론 해안선 절벽까지도 무너져 내리는 현상까지 나타나고 있다. 이미 선진국에서는 여러 해안공학자 및 연구자들이 해안침식에 대한 연구를 오랫동안 심도 있게 다루어 왔으나 우리나라에서는 아직 이 방면에 연구 활동이 미약하고 기초연구자료도 미흡하여 대책공법의 수립에 어려움이 존재하며, 무분별한 대책공법의 시행으로 인해 청정해안 환경에 복잡하고 치명적인 영향을 초래할 우려가 있다. 이에 본 연구에서는 외국에서의 여러 사례를 조사하고 해안선 침식방지는 물론 환경친화적이고 친수기능을 겸비한 종합적인 방재 대책공법으로 인공리프, 부유식 방파제 그리고 이중원통 케이슨식 방파제를 찾아내어 제안하고자 하였다. 제안된 방법은 수치모델을 통해 대상해역에 적용하여 그 결과를 비교하여 그 타당성을 평가해 보았다.
10.
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본 연구에서는 수직배치형 장치장 블록형태의 자동화 컨테이너 터미널을 대상으로 안벽에서 컨테이너의 양·적하 작업을 수행하는 안벽크레인(Q/C)에 대한 하역생산성을 평가해 보았다. 분석 대상이 되는 안벽크레인의 유형으로 기존의 싱글트롤리 타입외에 차세대 안벽크레인으로 인식되고 있는 듀얼트롤리 더블트롤리, 수직순환식의 하역방식을 가지는 네 가지 장비이다. 이들은 각기 다른 방식으로 선박의 컨테이너를 하역하며, 이들 각각에 대해 기계적 생산성과 순작업 생산성을 산출해 보았다. 특히, 안벽크레인의 순작업 생산성을 산출하기 위해 각 장비에 대한 시뮬레이션 모델을 수립하고 이를 적용한 시뮬레이션 시스템을 개발하였으며, 개발된 시뮬레이션 시스템을 통해 내 가지 안벽크레인에 대한 다양한 시뮬레이션이 수행되었다.
11.
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전체 시스템을 최적상태로 유지하기 위한 정보공유의 필연성 등으로 대다수의 제어 시스템이 디지털 제어 시스템으로 대체되고 있다. 이러한 디지털 제어 시스템이 원활하게 운영되기 위해서는 전통적인 점대점 연결방식이 아닌 네트워크를 기반으로 한 시스템이 필수적이며, 이러한 산업용 네트워크를 지능형 항만 물류 시스템에 적용하기 위할 연구가 최근 다양하게 이루어지고 있다. 본 논문에서는 NMEA 2000의 기반이 되는 CAN 프로토콜을 이용한 크레인 시스템의 타당성을 검증하기 위하여 단순화된 네트워크 기반 제어 시스템을 구현하였다.
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본 연구에서는 풍하중 설계 기준에 따른 50톤급 컨테이너 크레인의 안정성을 비교·분석하였다. '항만시설장비기준 /크레인강 구조부분 설계 기준(KS A 1627)'과 건설교통부의 '건축물하중기준'에 의거한 풍하중이 산정되었으며, 이리한 풍하중이 컨테이너 크레인에 작용할때, 컨테이너 크레인의 각 지지점에서 발생돠는 반력을 분석함으로써 구조적 안정성을 비교·평가하였다. 연구결과. 컨테이너 크레인의 설계 풍하중 산정 시 설계풍속의 명확한 정의가 필요하고, 컨테이너 크레인의 구조 안정성 분석을 위하여 인장력 평가와 지반 안정성을 고려하기 위한 최대 압축력 검토의 필요성을 확인하였다.
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세계무역기구(WTO : World Trade Organization)를 설립된 이후 무역은 세계화가 되고, WTO에서 무역 장벽을 낮춰 국가 간의 경제 교류가 점점 증가하면서 국제적인 물류 시스템이 필요하게 되었다. 원가를 절감하기 위해 대랑 수송 수판으로 컨테이너선을 이용하면서 대형 컨테이너 선사들은 국제적인 물류 시스템의 대안으로 기업에게 화물추적 정보시스템의 제공이나 장비, 기기 관리를 위한 정보시스템 네트워크를 구축하여 자동화 시스템을 도입했다. 컨테이너 터미널 자동화를 위해 본 논문에서는 수시로 변경되는 정보를 인식하여 에이전트간의 정보교환을 위해 유동적으로 대처할 수 있는 XML(eXtensive Markup Language)과 JMS(Java Message Service)를 이용한 멀티에이전트간의 통신모델을 제안했다. 이 논문은 기존의 자동화한 컨테이너 터미널 시스템 사례와 자동화 시스템을 개발하는데 어려움, 컨테이너 터미널 시스템이 요구하는 통신과 자동화에 대하여 분석하였다.
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컨테이너 터미널 장치장에 수출을 위하여 반입되는 컨테이너들은 그 무게에 따라 몇 단계의 그룹으로 나뉘어 각 그룹별로 장치된다. 이는 무거운 컨테이너들을 선박에 먼저 실어야 하는 적하 계획을 보다 쉽게 수립하고 장치장 공간을 효율적으로 계획, 관리하기 위함이다. 하지만, 장치장에 컨테이너가 반입될 때 해당 컨테이너의 장치 위치를 결정하는 데 사용되는 컨테이너 무게 정보는 부정확한 경우가 많아 장치장 공간 계획의 의도와는 달리 하나의 스택에 무게 그룹이 다른 컨테이너들이 섞이게 된다. 이러한 경우 적하 작업 시 일부 컨테이너들을 임시로 이동시켜야 하는 재취급이 발생하게 되므로 적하 작업의 지연이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 컨테이너 무게 정보의 부정확성이 재취급을 얼마나 발생시키는지 추정할 수 있는 방안을 제시하고, 무게 그룹의 흔적이 허용되는 상황에서 수출 컨테이너의 장치 위치를 실시간에 결정할 수 있는 간단하면서도 효과적인 규칙을 생성하는 방안을 제안한다. 실험 결과 본 논문에서 제안하는 방안으로 생성한 장치 위치 결정 규칙을 사용하는 경우 하나의 스택에 동일한 무게 그룹으로 추정되는 컨테이너들만 장치하는 기존 방안에 비해 재취급 발생을 20% 정도 줄일 수 있음을 예상할 수 있었다.
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하계 한국 남서연안 해역에는 저온수가 나타나고 안개가 자주 형성되는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 저온수의 출현시기 및 장소와 이 해역에서 형성되는 안개에 미치는 저온수의 영향에 대해 조사·분석하였다. 그 결과, 저수온역은 초여름 대흑산도 부근해역에서 나타나기 시작하여, 이것은 점차 이동하여 7월 말~8월 초 진도 남서쪽 해역에 위치하고, 그 후 10월 중순경 이 해역에서 소멸된다. 그리고 이 해역에서는 주로 4~8월에 안개가 발생하는데, 특히 인근해역에 비해 해면온도가 현저하게 낮은 진도해역에서 안개 발생빈도가 높은 것으로 보아, 이 해역에 나타나는 저온수가 안개의 형성에 상당한 영향을 끼치는 것으로 사료된다.
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연안 준설퇴석물을 열처리, 생물침출공정을 이용한 중금속처리, 중화처리 등의 다양한 방법으로 전처리한 재료를 이용하여 연안해수에 함유된 질산염의 흡착특성에 대한 실험실적 연구를 수행하였다. 전처리된 퇴적물의 흡착평형시간은 생물침출-열처리 퇴적물이 17분으로 가장 빨랐으며 생물침출-중화-열처리 퇴적물과 생물침출퇴적물이 각각 25분. 27분으로 황토와 열처리 황토에서의 3,3분, 32분 보다 빠르게 흡착되는 것으로 평가되었다. 시험된 재료들에 대한 흡착공정은 Freundlich 등온흡착식으로 해석할 수 있었으며, 전처리한 퇴적물의 흡착속도가 황토에 비해 빠름을 알 수 있었다. 질산염의 흡착량은 퇴적물과 열처리 퇴적물에서 각각 2.l2, 2.19 mg NO3-N/g 으로 가장 많았으며 열처리 등으로 전처리된 퇴적물은 연안해수의 수질개선을 위한 흡착재로서 활용 가능한 것으로 평가되었다.