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Journal of Korean Navigation and Port Reserch KCI 등재 한국항해항만학회지

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권호

Vol.34 No.5 (2010년 6월) 14

1.
2010.06 서비스 종료(열람 제한)
예부선 산업의 발전은 예부선 교통량의 증가와 해상교통환경의 변화 등으로 인하여 해양사고가 꾸준히 증가하고 있는 추세이다. 예부선 해양사고의 주요 요인으로는 운항과실로 인한 충돌 접촉 사고가 전체의 70% 이상을 차지하고 있다. 이러한 운항과실 중에서도 예부선의 야간항해 시에 소형 선박들이 예선과 부선을 연결하고 있는 예인삭을 무분별하게 횡단함으로 인한 사고가 가장 큰 요인으로 조사되었다. 따라서 이 연구에서는 예부선의 야간항해 시에 소형 선박들이 예인삭을 쉽게 식별할 수 있도록 하는 여러 가지 방안을 제시하였다.
2.
2010.06 서비스 종료(열람 제한)
하역장치가 장착된 모바일하버 선박은 새로운 해상운송시스템 개념으로, 특정 정박지에서 대형 컨테이너 선박에 계류하여 해상상태 3 이하 조건에서 신속하면서 효율적인 컨테이너 하역작업을 수행하는 것이다. 모바일하버와 관련한 주요 연구로는 고속하역시스템, 부유체 구조 설계, 안벽하역시스템 해석 및 작업크레인 설계 등의 원천기술 개발을 중심으로 수행되었다. 본 연구는 모바일하버 선박의 하역작업 중 동적안정성 확보를 위한 계류안정화시스템을 개발하고자 하는 것으로, 국내외 계류장치에 대한 현황 분석을 기초로 현재 선박에 탑재되어 있는 의장장치인 윈치시스템에 계류안정화 기능을 추가시킨 포지셔닝윈치를 개발하여 모선과의 상대운동을 최소화하는 방안에 대한 개념설계를 제안한다.
3.
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국제해사기구(IMO)는 해양 사고의 예방 및 원인 분석을 목적으로 선박에 항해기록장치(VDR)의 설치를 의무화하였다. 그러나 해양사고의 약 10%를 차지하고 있는 전복 침몰 사고의 경우 기존의 VDR 기록 데이터로는 사고 원인 분석에 한계가 있다. 따라서, 본 연구에서는 기존의 VDR에 기록되어져야 하는 IMO 권고 기록 데이터 이외에 내항성능 평가에 필요한 선체 상하가속도를 VDR의 추가 기록 데이터로 채택하여 선박의 항해위험도를 평가함으로써 전복 침몰 사고에 대한 정량적인 원인 분석에 적용하고자 한다.
4.
2010.06 서비스 종료(열람 제한)
선박의 조종성능 향상을 위해 적용되고 있는 쌍동타의 유체력 평가를 위해 Re=1.5×104에서 쌍동타의 상 하부 러더 간격을 변화시켜 쌍동타 주위 유동을 계측하였다. 영각의 변화에 따른 쌍동타 주위에서 생성되는 와의 생성과 소멸 메커니즘을 이해하기 위해 속도 및 에너지 분포를 2-프레임 그레이레벨 상호상관 PIV기법을 이용하여 비교 분석하였다. 쌍동타의 상 하부 러더 간격 L=0.75C에서 물리적 한계영역으로 정의되었다.
5.
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원형실린더가 균일한 유입유동에서 자유수면 으로부터 깊이를 달리했을 경우 박리점, 경계층 및 칼만 와열의 주기 등의 변화로 인하여 시스템 전체 에너지에 변화를 초래한다. 본 연구에서는 원형실린더의 침수 깊이를 변화시키며 Re=1.0×103에서 유동장을 계측하였다. 2차원 그레이 레벨 상호상관 PIV기법을 이용하여 원형실린더 주위의 유동특성을 알아보기 위하여 상호 비교하는 방법을 적용하였다. 자유수면의 점성과 마찰에 의해 발생하는 원형실린더 주변유동은 경계층을 변화시키고 후류유동에 교란을 일으킨다. 특히, 몰수체의 깊이가 d=1.0D의 경우에 있어서 경계층의 변화가 후류로 길게 형성되었다. 원형실린더의 깊이가 d=1.5D에서부터 자유수면의 영향이 감소하고 칼만 와열이 발달하였다.
6.
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오늘날과 같이 해상 교통량이 많은 상황에서는 선박의 안전운항을 위해 항로표지의 역할이 더욱 중요해지고 있다. 국제항로표지협회에서는 항로표지 통신시스템의 체계화된 기능 및 서비스기반에 관한 국제표준화를 추진하고 있다. 본 논문에서는 e-NAV에 대비한 항로표지 통합 관리 및 관련정보의 서비스를 위해 항로표지 정보 서비스 통신망을 설계하고 실험한다. AIS 기반의 항로표지 통신망은 외부 정보 수집과 실험을 위해 AIS AtoN과 합성(Synthetic) 및 가상(Virtual)을 포함하여 설계했다. 시스템 내부적으로는 AIS와 WCDMA 등의 무선망을 연동하는 복합구조의 통신망을 구성했다. 육상의 통신을 연계한 항로표지 정보 서비스 통신망을 통해 국제표준에 부합되는 AIS 기반 항로표지 정보를 제공할 수 있다.
7.
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해상 교통량이 증가함에 따라 높아지는 선박 사고위험을 줄이기 위해 안전 운항을 위한 시스템은 필수적이다. 국제해사기구의 SOLAS에서는 선박에 AIS(Automatic Identification System)의 탑재를 의무화 하였다. AIS는 육상과 타 선박에 신원, 종류, 위치, 항해 상태를 포함한 각종 항해정보와 선박상태를 자동으로 알리는 시스템이다. 안전운항을 위한 응용서비스 개발의 대부분의 경우에 AIS는 활용될 수 있으므로, 체계적인 정보의 관리가 필요하다. 본 논문에서는 수신된 메시지 정보를 관리하기 위해 데이터베이스를 도입하였다. AIS메시지를 정적정보와 동적정보로 나누어 저장하고, 전자해도 기반 AIS 정보를 디스플레이하는 시스템 구현을 통해 설계의 결과를 확인했다.
8.
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2010년 3월 26일 21시 45분경, 백령도 서남쪽 1.6km(1마일)해상에서 대한민국 해군의 초계함 천안함이 원인 미상의 사고로 침몰한 사건이 발생하였다. 이에 연안공학자의 입장에서는 수색 및 구조에 필요한 기초자료인 해상조건들을 제공하고 시뮬레이션을 통한 보다 자세한 예측 및 유추가능한 자료를 제공한다는 것은 뜻깊은 일임에 틀림없다. 이에 본 연구에서는 백령도-대청도 부근해역의 기상, 파랑, 조석 및 조류, 저질, 부유사 상태 등을 조사 분석하고 이를 기초로 해역특성을 분석하였다. 사건당시의 유속상황은 소조기-중조기 사이에 해당하며 사고발생일인 3월 26일이 지나고 4월 3~4일까지는 유속이 가장 강한 대조기가 진행되는 시점으로 수색 및 구조작업에 애로사항이 있는 것으로 파악되었다. 또한, 21:00-22:00 경은 낙조가 진행 중에 있기 때문에 물질이동은 남동쪽이 우세할 것으로 보이며 특히, 불규칙한 해저지형으로 인하여 급격한 와류 등이 존재할 것으로 판단되어 입자추적실험을 수행하였다. 수행결과, 입자는 유속상황에 따라서, 초기에는 남동쪽으로 이동하지만 장기 예측결과, 외해쪽으로 흘러가는 것으로 나타났다. 이를 통하여 추후, 수색작업의 범위를 외해쪽으로 확대시켜야 할 것으로 사료된다.
9.
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본 연구는 항구도시 칭다오가 20세기 전반에 근대도시로 형성되는 과정에 관한 연구이다. 칭다오의 근대도시화 과정은 동아시아 항구도시의 공통점을 보여주며 강대국 등 정치적 지배 세력에 의해 4개 시기로 구분된다. 첫 번째 독일 점령기 동안에는 칭다오의 구도심 영역이 집중적으로 형성되었다. 두 번째 일본 1차 점령기 동안 칭다오의 도심 영역은 북쪽과 동쪽으로 확장되어 기존 도심의 북쪽으로 금융 및 업무시설이 형성되었고 그 북쪽에서 대항에 이르는 지역에는 공업지역이 넓게 형성되었다. 세 번째 북양군벌 및 국민당 통치기 동안 칭다오는 국제적인 상업과 금융, 휴양도시로서 급격하게 확장되었다. 네 번째 일본 2차 점령기 동안 건축 활동은 활발하지 못했으며 이 기간 동안 일본은 중국 대륙 침략의 관문으로서 칭다오를 활용하고자 했다.
10.
2010.06 서비스 종료(열람 제한)
수치해석을 수행할 경우 좀 더 정확한 수치모의를 위하여 해석영역의 특성에 따라 적절하게 요소를 배치하는 것이 필요하다. 본 연구에서 사용한 개별요소법(DEM)은 입자의 마찰력 및 항력을 제외한 반발력과 인장력만을 적용하였다. 초기 쿼드트리(Quad-tree)형식으로 충진된 입자들을 DEM을 이용하여 재배치할 경우 입자의 형상이 원형이기 때문에 입자사이에 존재하는 빈 공간을 최소화 할 수 있다. 결국 입자 중심점의 배치가 정삼각형에 가깝게 되는 특징을 보여준다. 이 재배치된 입자를 대상으로 Delaunay 삼각기법을 이용하여 삼각망을 구성하고, Laplace 보간을 수행하여 격자 품질을 향상시켰다. Laplace 보간 전 후의 형상비(Aspect Ratio: AR)를 비교한 결과 DEM을 이용하여 작성한 격자의 품질도 우수하지만, Laplace보간을 수행한 이후 보다 높은 품질의 격자가 생성되는 것을 확인하였다. 본 연구에서 개발한 기법은 기존의 삼각격자망 생성기법에 비해 다소 계산시간이 오래 걸리는 단점이 있지만, 복잡한 형상과 정확한 지형의 재현을 필요로 하는 파랑 해석용 유한요소 격자망 작성 및 다양한 수치모의 분야에서 그 적용 가능성이 매우 높다고 사료된다.
11.
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본 연구에서는 선박오수 고도처리시스템 개발을 목적으로 SBR 공법을 도입하여 선박용 오수처리장치를 제작한 후 성능 평가를 수행하였다. Lab scale 과 Pilot Plant 규모의 기초 실험을 토대로 제작한 시제품은 시운전 결과 IMO의 Res.MEPC.159(55) 성능 기준을 충분히 만족시켰으며, 질소와 인의 동시처리도 가능하여 강화되어 가는 해양환경기준을 충분히 만족시킬 수 있을 것으로 평가되었다. 선박오수와 유사한 실 하폐수를 대상으로 한 제품 가동 결과 유기물의 경우 90% 이상, 질소와 인의 경우 50% 이상의 처리 효율을 나타내었으며, 운전 기간 내내 안정적인 처리 효율을 보이며 선박이라는 특수한 환경과의 접목성도 매우 우수한 시스템으로 확인되었다.
12.
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본 연구는 크루즈선에 적합한 생물학적 오 폐수처리장치 개발을 위하여 SBR, MBR, MSBR 공정을 Lab scale 실험을 수행하여 오염물 처리 효율과 크루즈선이라는 특수 환경과의 접목성을 검토한 결과 MSBR공정이 처리효율과 장치 운영 면에서 가장 적합한 공정으로 평가되었다. MSBR 공정은 처리 대상 물질이 특정 성분에 국한 되지 않고 유기물, 영양염류, 병원성 미생물 처리에 있어 모두 안정적인 효율을 나타내었으며, 소요용적 및 장치의 운영 면에서도 우수한 결과를 나타내어 선박이라는 특수한 현장 적용에 매우 유리한 공정으로 확인되었다. MSBR 공정의 BOD, COD 및 SS 제거 효율은 99%, 98%, 99%로 나타나 IMO의 규제 기준을 모두 만족하였으며, 총질소와 인의 제거 효율도 76%, 59%로 강화되어 가는 해양오염기준을 충만족시킬 수 있는 공정으로 판단되었다.
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최근 컨테이너항만은 서비스 차별화 전략을 통한 경쟁력 확보의 중요성이 커지고 있다. 서비스 차별화 전략은 기본적으로 고객의 요구사항에 대한 객관적인 평가가 필요하다. 이를 위해서 서비스의 품질을 측정할 수 있는 척도 및 방법을 개발하여야 한다. 본 연구에서는 부산항에 기항하는 주요 컨테이너 선사를 대상으로 연구를 수행하였다. 이에 따라, 선사가 컨테이너항만에 입항하여 출항하기까지 제공되는 서비스에 관한 측정항목을 도출하였다. 조사자료를 기반으로 탐색적 요인분석, 신뢰성 분석, 타당성 분석 등 개발된 정제과정을 통해 평가척도를 제시한다. 제시된 평가척도는 고객만족 및 기항의도와 높은 관련성을 보여주고 있으며, 향후 경영전략 수립에 유용할 것으로 기대된다.
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현재 부산 북항과 부산 신항간의 컨테이너 환적화물의 대부분은 육상을 통하여 운송되고 있으며, 일부 환적화물은 바지선(barge)을 통하여 해상으로 운송되고 있는 실정이다. 본 연구는 녹색물류의 관점에서 부산 북항과 신항간의 환적 컨테이너의 바지선 운송수요가 증가될 것을 예상하여, 바지선 운송의 타당성을 분석해 보고자 하였다. 부산항 환적물동량의 북항과 신항간 바지선 운송에 영향을 미치는 요인들을 고려하여 연간 수익성을 예측함으로써 북항과 신항 간의 컨테이너 물동량의 바지선 운송 사업의 타당성을 분석하였다. 부강과 신항간의 환적 물동량 변동 시나리오를 사용하여 환적 운송물동량의 50%, 60%, 80%, 100% 운송의 경우와 바지선 월간 항차수 25회를 가정하여, 시나리오별 효과를 예측하였다. 바지선 운송사업은 북항과 신항 간의 TEU당 운임과 항차수에 따라 당기순이익이 좌우되는 것으로 나타났다. 따라서 바지선 운송 사업의 당기순이익이 흑자를 유지하기 위해서는 예상되는 최저 환적물동량이 확보되어야 하고 TEU 당 최저운임이 결정되어야 한다. 본 연구는 전세계적으로 녹색물류가 강화되는 시점에서 부산 북항과 신항간 환적 컨테이너의 바지선 운송 필요성을 제안하여 환경오염과 도시교통 체증 등의 사회적 비용감소에 기여하고자 하였다.