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Journal of Korean Navigation and Port Reserch KCI 등재 한국항해항만학회지

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권호

Vol.31 No.3 (2007년 4월) 14

1.
2007.04 서비스 종료(열람 제한)
동북아는 최근에 중국의 급격한 경제성장에 따라 세계 경제발전의 성장축으로 물류에 있어서도 많은 변화를 겪고 있다. 아시안하이웨이, 대륙횡단철도 등 동북아 역내 교통 인프라를 증진시키고, 운송수단의 다각화를 모색함으로써 경제의 부흥과 정치적 안정, 국가간의 배타적인 부분을 완화하여 NAFTA, EU에 대항하는 하나의 경제 블럭을 만들어 가기 위해 노력하고 있다. 이러한 사업의 기종점을 부산이 아닌 일본으로 연장하려는 노력으로 한일간 해저터널이 거론되고 있으나 아직 구체화된 수준은 아니다 따라서 본 연구에서 한일간 해저터널에 대해 그간 논의된 내용을 정리 요약하고, 경로분석을 통해 건설 전후의 철도와 해상수송수단의 소요시간 및 소요비용을 분석 비교해 향후 동북아와 한국에 미치는 영향분석을 시도하였다. 이 결과는 앞으로의 한일 해저터널에 대한 연구에 촉진적 역할을 할 것으로 기대된다. 분석결과 해저터널 건설 가정 시 소요시간과 비용측면에서는 효용이 있는 것으로 도출되었고, 이를 바탕으로 동북아차원, 국가 균형발전차원, 부산 지역경제차원, 부산 해상물류차원에서 그 효과를 간단히 살펴보았다.
2.
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해상교통관리 방법 중에서 국내외적으로 혼잡한 해역에서의 해상교통 흐름을 정류하여 통항선박의 해상교통 안전성을 향상시키는 방법 중 주로 이용되고 있는 것은 항로 설정 및 통항분리대의 설정이다. 항로 및 통항분리대의 설정 시 지침이 되는 설계지침 가운데 국내외적으로 항로 설계지침은 존재하지만 통항분리대에 대한 설계지침에 대한 언급은 어느 문헌에도 없어 전문가의 주관적 판단에 의하여 설정이 되고 있는 실정이다. 현재까지 통항분리대의 설정 시 해양사고의 감소효과에 대한 연구는 다소 있지만, 통항분리대의 설계지침에 대한 연구는 없다. 본 연구는 통항선박의 안전을 위하여 설정되는 통항분리제도에 대한 설계지침을 선박 운항자의 관점에서 본 정량적 수치로 제공하고자 한다. 특히 통항분리대는 많은 선박의 통항을 분리하기 위한 제도이기 때문에 통항하는 선박의 교통용량을 고려하여 설계하였다.
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대내외적인 해운 항만환경여건의 변화에 따라 점층적으로 고조되고 있는 항만간 경쟁에서 살아남기 위해서는 컨테이너화물을 유치하기 위한 항만마케팅의 필요성이 더욱 절실하다. 특히 인천항의 경우 중국경제의 급성장과 남북간 경제협력 시대가 열리면서 황해가 세계물류거점으로 떠오르고 있는 현 시점에서 컨테이너화물 유치를 위한 항만마케팅은 한 단계 도약을 위한 필수조건이다. 이에 인천항을 포함하여 부산, 상해, 청도, 대련 등을 기항하고 있는 25개 컨테이너 선사의 실무자들을 대상으로 조사한 항만마케팅 분석 결과를 토대로 인천항의 실현가능한 마케팅 중점추진요소를 선정하여 개선방향을 제시하면 아래와 같다. 첫째, 입출항 및 육상비용과 인센티브 개선에 역점을 두어야 할 것이며, 둘째, 입출항 접안 서비스의 개선이 이루어져야 할 것이며, 셋째, 육상 항만시설의 현대화 및 효율성 향상이 이루어져야 할 것이며, 마지막으로 배후수송체계의 정비를 위한 노력이 필요할 것이다.
4.
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중국은 '중국의 아시아 비즈니스 중심화'라는 전략을 수립하고 항만 및 물류분야 인프라 구축 및 집중 개발정책을 적극 추진하고 있다. 그 중점적인 개발 대상은 상하이항과 장강유역이다. 이러한 중국정부의 상하이항과 장강유역의 개발이 동북아시아의 물류집중화를 더욱 촉진시키고 있고, 또한 중화권의 해운항만이 더욱 활성화되는 기폭제가 되고 있다. 이에 따라, 우리나라의 대응전략으로 크게 세 가지를 제시하였다. 첫째, 중화물류권의 성장에 따른 우리선사들의 차별화된 서비스와 네트워크, 둘째, 장강 유역에서 화물 운송 서비스사업에 나서기 위해서는 중국 기업과 합작 투자, 셋째, 상하이항과 장강 개발에 따른 환황해권 해상교통망을 구축하는 것이다.
5.
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1999년부터 2002년까지 4년간 부산항 환적 컨테이너의 연평균 증가율은 34%를 상회하는 고속 성장을 하였다. 하지만 2003년부터 2006년까지의 4년간 연평균 증가율은 7.7%로 급격히 감소하였으며, 더구나 2006년에는 0.6% 성장에 그쳐 그 동안 부산항 물동량 증가에 견인차 역할을 해오던 환적 컨테이너의 지속적인 성장이 관심사항으로 대두되었다. 이러한 현상은 부산항 환적 컨테이너의 45% 이상을 차지하고 있는 중국과 일본 항만의 환경 변화와 밀접한 관련이 있다. 즉, 북중국 주요 3개 항만에 대한 대형 선사들의 직 기항 증가와 상해의 심수항 개장은 부산항의 환적 컨테이너 유치에 심각한 타격을 가하고 있다. 일본 역시 항만 경쟁력을 높여 자국화물을 지키기 위해서 슈퍼 중추 항만 구상을 실현해 가고 있다. 본 연구는 부산항의 항로 교차형 및 중심 분산형의 환적 유형 및 처리 실태를 분석하고, 이를 토대로 환적 컨테이너를 지속적으로 유치할 수 있는 정책적 방향을 모색해보고자 한다. 즉, 대형 선사들이 부산항을 환적 거점항으로 이용할 수 있도록 전용 터미널을 제공하는 것 등이 바로 그것이다.
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인천항에서는 인천대교 건설을 계기로 남외항 건설을 추진함과 더불어 인천 내항 등의 기능 재배치가 추진되고 있다. 본 논문은 기능 재배치 계획에 따라 2011년과 2015년의 해상교통량을 추정하고, 내항의 갑문 운용에 따른 선박의 대기시간을 항만운용 시뮬레이션에 의하여 분석하여 내항에 기항하는 선박들의 체선 체화비용을 산정 분석하고자 하였으며, 최종적으로 2011년부터 2015년까지 내항에 기항하던 컨테이너선들의 남항/남외항으로의 이전에 따른 경제적 효과를 평가하고자 한다. 주요한 연구결과는 다음과 같다. (1) 갑문 이용율이 약 7~8%P 낮아졌다. (2) 갑문 대기시간 및 체선 체화비용이 약 25%P 절감되는 효과가 나타났다. (3) 자문 이용료와 선석 이전에 따른 항로 단축 편익 등을 제외하고 갑문 운용에 따라 발생되는 체선 체화비용은 연간 약 8억원의 절감효과가 있었다.
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최근의 선박은 설계 단계부터 그 수명을 다할 때 까지 여러 가지 환경적인 측면이 중요하게 고려되어 제작되고 있다. 이 중 유조선의 좌초충돌에 의한 기름 유출사고는 심각한 해양오염의 일으키는 주요한 원인이 된다. 따라서 본 논문에서는 선박의 층돌해석코드를 이용한 시뮬레이션을 수행하여 선박이 어떠한 손상을 입게 되는지 알아보고자 하였다. 이를 위해서 105k 탱커모델을 구성하고 일련의 시리즈해석을 LS-Dyna3D로 해석을 수행하였다. 연구수행은 먼저, 요소크기의 수렴성을 확인하여 요소크기를 결정하였고, 좌초시나리오를 구성하여 해석한 후, 결과를 분석하여 나타내었다.
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최근 선박의 대형화와 전용화가 현저하게 진행됨에 따라 갑판 상부의 구조물이 비교적 큰 컨테이너선, LNG 운반선, 자동차운반선, 여객선 등이 출현하여 운항되고 있다. 이러한 선박들이 부두에서 접 이안 또는 항내에서 저속으로 운항할 경우 바람, 조류 등과 같은 외력의 영향을 받기 쉬우며, 외력이 과도할 경우에는 압류나 회두 현상으로 인해 선박 운항에 지장을 초래할 수 있으므로 특정 외력 하에서의 선체 거동에 대한 분석은 선박의 안전운항에 있어서 매우 중요한 자료라 할 수 있다. 본 연구는 수면 상부의 구조물이 상대적으로 큰 실습선 한나라호를 대상으로 정상풍 하에서의 선체에 작용하는 풍압력 및 풍압모우멘트 영향을 분석하였다. 또한 정상풍 하의 선박 운항에 있어 주요한 정보인 표류각과 대응 타각을 상대 풍향과 풍속을 기초로 산출하였고, 풍속 선속비에 따른 조종 한계 풍속, 선속별 풍향에 따른 조종 한계 풍속, 최대 풍압력에 의한 횡경사각 등을 정량적으로 산출하여 제시하였다. 이러한 자료는 한나라호의 입출항 조종 및 태풍 피항을 위한 운항 현장에서 직접 활용될 수 있고, 실선에서 해당 결과를 비교 평가할 수 있으므로 향후 이론식에 대한 수정 및 보완과 함께 교육 자료로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.
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본 논문은 브이용 PV 시스템 성능과 최대전력점추적기의 알고리즘에 대하여 기술하고자 한다 현재 운영되고 있는 브이는 대부분 태양광을 활용한 독립형 전력 시스템을 이용하고 있다. 이러한 태양광 전력 시스템은 직류 출력 특성을 가지고 있으며 직류 버스와 연결된다. 태양광 전지판의 I-V 출력 특성은 일사량, 전지판의 온도에 따라 변화하며 태양광 전지 마다 그 특성이 각기 다르게 나타나기 때문에 태양광 전지는 최대전력추적방식의 알고리즘에 의해 운영되어야 한다. 이에 본 논문은 태양광 전지의 특성, 최대전력추적방식, 태양광 전지판의 최적경사각을 논의하고자 한다.
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선체의 갑판부와 선저부 그리고 해양구조물의 기본적인 구조는 보강판이다. 보강판넬은 한쪽방향으로 위치한 보강재 혹은 종/횡 방향으로 복잡하게 위치한 구조를 이루고 있으며, 후자의 모델을 그릴리지 구조라고 부른다 선체구조설계 단계에서 선박의 종강도 평가는 가장 중요한 항목이다. 일반적으로, 극심한 해상상태에 놓인 선박의 선저부에는 호깅조건에 의해 발생되는 횡모멘트에 기인하여 압축하중이 작용하게 되며, 이와 동시에 수압하중 작용으로 인한 국부휭모멘트가 작용된다. 본 논문에서는, 구조해석 결과의 검증을 위해서 여러 가지 해석프로그램 및 현재 사용되고 있는 선급룰과의 비교를 하여 횡하중의 영향에 따른 압축최종강도에 대해 분석하고, 여러 가지 설계변수를 변화하여, 각각의 영향을 검토하고, 최종적으로 조합하중 조건에서의 횡하중의 영향에 대해서 분석하였다. 본 연구에서 얻어진 결과들은 최종한계상태설계법에 기반을 두고, 조합하중이 작용하는 선체보강판의 구조강도 거동에 대해서 하중성분에 대한 관계를 고찰하였다.
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항만의 하역 향상성을 위해 그동안 컨테이너 크레인의 작업효율을 높이는 연구가 진행되어 왔다. 특히 화물이 목표치에 도달했을 때 흔들림을 단시간에 제어하는 데 초점이 맞추어져 왔다. 일반적으로 컨테이너 크레인을 제어하기 위해서 PID 제어나 LQ제어가 주로 사용되었는데, 이는 제어기 설계가 용이하고, 주어진 제어 환경 하에서 우수한 제어성능을 발휘하기 때문이다. 본 연구에서는 LQ 제어의 관점에서 실수코딩 유전알고리즘을 이용한 상태 피드백 제어기의 설계 방법을 제안한다. 즉, 실수코딩 유전알고리즘을 이용하여 상태 피드백 이득을 탐색하는 방법이다. 실수코딩 유전알고리즘은 주어진 목적함수가 최소가 되도록 상태 피드백 이득을 최적으로 탐색한다 컴퓨터 시뮬레이션은 이렇게 탐색한 상태 피드백 이득을 컨테이너 크레인의 선형 및 비선형 모델에 적용하여 그 유효성을 확인한다.
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본 연구는 컨테이너 터미널의 하역시스템을 새롭게 구성하고 그 성능을 평가하는데 목적을 두고 있다. 기존 터미널에서 사용되고 있는 하역장비는 기능이나 설계구조 측면에서 유연성이 부족하며, 이를 기반으로한 하역시스템 구성은 상당부분 이전에 설계된 형태이기 때문에 성능과 기능면에서 터미널의 생산성을 향상시키는데 한계가 있다고 할 수 있다. 일반적으로, 컨테이너 터미널의 하역시스템은 크게 안벽시스템, 이송시스템, 야드시스템, 게이트시스템의 4가지 하위시스템으로 구분될 수 있으며, 이들 각 하위시스템은 적합한 시설과 장비를 사용하여 터미널의 하역서비스를 수행하고 있다. 이에, 본 연구에서는 기존보다 우수한 성능 및 기능을 갖춘 여러 장비를 토대로 다양한 시설배치에 적용한 차세대 하역시스템 설계안을 제시하고, 그 성능을 평가해 보았다.
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적조는 1994년 이전에는 남해에서 산발적으로 발생했으나, 1995년 이후로는 주기적으로 발생하고 있으며, 발생지역 또한 남해와 동해 전역으로 넓게 퍼지고 있다. 이에 따라 적조의 연구 분야도 다양한 변화를 격고 있으며, 적조를 모니터링하기 위해 원격지 센싱, GIS, 퍼지 모델 시스템 등의 다양한 기술들이 적용되고 있다. 본 논문의 목적은 무선 센서 네트워크를 이용하여 적조와 해양 생물학적 인자 데이터를 수집하는 적조 모니터링 시스템을 개발하는 것이다. 무선 센서 네트워크는 유비쿼터스 컴퓨팅을 실현시키기 위한 핵심 기술로 알려져 있으며 다른 지역의 센서들로부터 기상관측과 환경 탐색을 위한 데이터를 수집하는데 사용된다. 본 논문은 무선 센서 네트워크를 이용하여 적조 데이터 베이스를 효율적으로 설계함으로써 적조 모니터링 소프트웨어와 웹서비스를 제공하는 것에 관한 것이다.
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선체구조는 기본적으로 판부재의 조합으로 이루어져 있으며, 이러한 판부재의 하중분담 능력 혹은 최종강도 평가는 선체구조의 합리적인 설계 및 구조의 안정성 평가에 있어서는 아주 중요하다. 또한, 선체구조를 구성하고 있는 구조요소들은 작용외력에 대하여 개별적으로 작용하지 않으며 전체적으로 연속거동을 하게 된다. 실제 선박에서의 붕괴형태 중 한가지는 종방향 굽휨에 의해서 갑판 혹은 선저부에 좌굴 및 소성붕괴이다. 그래서, 합리적인 설계에서는 이러한 급작스런 붕괴형태를 방지하기 위하여 좌굴 및 소성붕괴 거동을 파악하는 것이 아주 중요하며, 실제 선박에서는 갑판부와 선저부에서는 하중분담 능력을 증가시키기 위하여 여러개의 종보강재를 가진 보강판 구조의 설계를 하게 된다. 본 연구에서는 선체 판넬구조의 모델링 방법에 따른 최종강도 거동의 차이를 분석하여, 합리적인 모델링영역을 규명하고자 한다. 사용된 해석 모델은 실제 상선의 이중저구조에서 사용되는 판넬에서 채택하였으며 유한요소해석 모델링 시 3가지 단면형상에 대해 각각 6가지 서로 다른 해석모델을 적용하였으며, 이때 보강재의 단면형상을 변화하였다. 본 연구의 목적은 압축하중이 작용하는 선체 보강판구조에서 해석영역에 대한 좌굴 및 최종강도 거동의 특성을 분석하였다.