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Journal of Korean Navigation and Port Reserch KCI 등재 한국항해항만학회지

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권호

Vol.39 No.4 (2015년 8월) 13

1.
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함정에 사용되는 선체재료로는 연강, 고장력강, 고강도강, 알루미늄 합금 및 복합재료 등이 있다. 그 중 함정의 선체는 수밀과 강도 의 유지 및 탑재장비의 지지 등 기본적인 기능을 위하여 철강 재료를 주로 사용하고 있다. 함정의 주 임무는 해양에서 작전을 수행하는 것이 므로 해수에 의한 선체 부식이 필연적으로 발생하게 된다. 선체의 부식을 방지하기 위하여 도장 방법, 희생양극법 및 강제 전류 방식이 사용 되고 있다. 특히 Al 및 Zn을 활용한 희생양극법의 경우 부식특성 개선을 위하여 인듐(In), 카드뮴(Cd) 및 납(Pb) 등의 중금속이 첨가되어 있 다. 하지만 이러한 중금속은 인체 및 환경에 매우 유해하므로 전 세계적으로 사용이 점차 규제되고 있다. 이에 본 논문에서는 인체 및 환경에 무해한 미세원소(Ma, Ca, Ce 및 Sn)를 첨가하여 Al 및 Zn 합금을 제조하였다. 제조된 함정용 Al 및 Zn 희생양극의 효율 특성 측정을 위하여 SEM, XRD, 동전위 분극실험 및 전류효율 평가를 실시하였으며, 실험결과 Al-3Zn-0.6Sn 및 Zn-3Sn 합금의 양극 성능이 다른 합금 보다 효 율성이 우수하였다.
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해상 사고에 의한 익수자는 저체온증에 의한 사망 위험에 노출되어 있다. 구명 동의 등을 착용함으로써 부력은 유지할 수 있으 나 해수의 낮은 온도에 의한 신체의 열손실은 짧은 시간 내에 체온을 하강시키고 그에 따른 저체온증 사망이 우려된다. 전통적인 구명 동 의는 고체형 부력체를 사용하여 부력을 향상 시키고 있으나, 구명 동의에 공기를 채움으로써 부력 및 체온 보존 효과를 얻을 수 있을 것으 로 판단된다. 본 연구는 고체형 충진재를 이용한 기존의 비 팽창형 구명 동의와 공기를 채운 팽창형 구명 동의의 단열 성능을 비교하고, 각 각의 방법이 체온 변화에 미치는 영향을 정성적으로 평가하고자 한다. 먼저 열저항 모델을 이용한 대략적인 단열 성능의 비교를 실시하고, 유한요소법을 이용하여 Pennes의 신체 열전달 해석을 수행하여 시간에 따른 체온 변화를 수치적으로 검토하였다.
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수중 음향 통신은 과거 군사적 목적을 위해 제한적으로 사용되어졌으나, 수중 탐지, 운동체 추적, 잠수함, 부이를 이용한 해양의 날씨 변화 등 해양에서의 통신에 대한 연구가 활발히 이루어지며 활용 분야가 확대되고 있는 추세이다. 수중음향통신은 다중경로로 인한 신 호간의 간섭으로 성능 및 전송율이 열약한 실정이다. 따라서 다중 경로 전달 환경인 수중음향통신에서 원활한 통신과 함께 수신 신호의 성능 을 향상시키기 위하여 낮은 SNR에서도 우수한 성능을 보이는 채널 부호화 기법에 대해 연구하였다. 본 논문에서는 데이터 길이의 가변성이 좋은 BCJR기반 (2,1,7) 컨볼루션 부호를 적용하였으며, 다중 경로 전달로 인해 왜곡된 데이터를 보상하기 위해 결정 궤환 등화기가 결합된 터 보 등화기 구조를 적용하였다. 문경시 경천호에서의 실제 수중 실험을 통하여 BCJR 기반의 터보 등화 구조가 다른 비터비 복호방식의 경판 정, 연판정 기법에 비해 성능이 우수함을 검증하였다. 이러한 BCJR 복호의 성능은 반복횟수는 평균 1회에서 3회 정도에 오류가 정정되고, 복 호기 입력단의 오류율이  이하이면 모두 복호가 가능함을 볼 수 있으며, 16번의 수중통신 실험은 약 83%의 성공률을 획득하였다.
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Modbus는 각종 자동화 장비 감시 및 제어에 전 세계적으로 널리 사용되고 있는 자발적 산업표준 통신 프로토콜이다. 그러므로 선박, 빌딩, 기차, 비행기 등 Modbus를 이용하는 모든 장비들과 연결이 가능하여 환경변수의 측정 및 원격제어가 가능하게 된다. 본 논문에서 는 퍼지제어 시스템을 이용하여 외부환경요인을 각각 조합한 불확실한 내용을 정량적인 값으로 변환하여 LED 조명으로 표현하기 위해 알고 리즘을 설계하고, 설계한 알고리즘에 Modbus 통신 프로토콜을 추가하여 선박의 통합관리 시스템에서 외부환경요인 확인 및 원격제어가 가능 한 감성조명용 LED 제어기 회로를 설계 및 구현 하였다. 외부환경요소인 온도, 습도, 조도 값을 센서를 통해 제어기로 받아들이고 이 값들을 퍼지제어 알고리즘을 통해 LED로 표현된다. Modbus는 Serial 통신으로 RS485를 이용하여 다른 기기와 연결 되어 온도, 습도, 조도 상태 및 LED 출력 값 확인이 가능하고 또한 사용자가 원격으로 RGB 값을 변경 할 수 있기 때문에 원하는 색으로 변경이 가능하게 된다. 제작한 제 어기로 온도, 습도, 조도에 따라 LED 조명색상이 변화 되는 것을 확인 하였다.
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ARPA(Automatic Radar Plotting Aid)는 자동레이더 플로팅 장치로써, 레이더 물표의 상대침로와 상대방위로 구성된 운동벡터에 본선의 침로와 방위로 구성되는 운동벡터를 가감 연산(벡터연산)하여, 물표의 진침로와 진방위 및 최근접점과 근접시간을 계산하는 장치를 말한다. 본 연구의 목적은 ARPA 레이더를 구현하기 위한 물표의 획득 및 추적 기술을 개발하는 것으로, 이에 관한 여러 선행 연구를 검토하 여 적용 가능한 알고리듬 및 기법을 조합하여 기초적인 ARPA 기능을 개발하였다. 주요 연구내용으로, 레이더 영상에서 물표를 획득하기 위 하여, 회색조 변환, 가운시안 평활 필터 적용, 이진화 및 라벨링(Labeling)과 같은 순차적 영상 처리 방법을 고안하였고, 이전 영상에서의 물표 가 다음 영상에서의 어느 물표인지를 결정하는데 근접이웃탐색알고리듬을 사용하였으며, 물표의 진침로와 진방위를 계산하는 거동해석에 칼 만필터를 사용하였다. 또한 이러한 기법을 전산 구현하여 실선실험을 수행하였고, 이를 통해 개발된 ARPA의 기능이 실용상 사용가능함을 검 증하였다.
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최근 국적취득조건부나용선에 승무하는 외국인 해기사에게 우리나라의 승무자격증을 발급받아야 하는지에 대한 의문에 제기되었 다. 이는 선박직원법 제25조 제1항의 준용규정과 제10조의2의 승무자격증 발급규정과의 관계에 대한 해석상 이론이 제기될 수 있어 발생하는 문제이다. 이 연구는 동 준용규정을 검토하여 그 해석론적 해결방안을 제시하는 것을 목적으로 한다. 이 연구의 결론은 다음과 같다. 첫째, 국 적취득조건부나용선에 대한 관할권은 해당 선박이 치적한 그 3국에 귀속하고, STCW협약상 외국인 해기사에게 발급되는 승무자격증은 기국 에 의하여 발급되어야 한다. 둘째, 법 제25조의 준용규정은 동법의 개정입법취지에 맞게 BBC/HP에 대하여 외국선박의 기국이 가지는 관할권 을 침해하여 우리 선박직원법의 요건을 적용하지 않도록 하여야 한다. 셋째, 이 준용규정은 국제규범에 따라 기국이 관할권을 가지는 각종 증 명서의 발급에 관한 규정을 제외하고 승무기준과 같이 STCW협약에서 규정하지 않는 분야에 대해서만 준용하도록 하여야 한다. 넷째, 제10 조의2 제1항은 BBC/HP에 승무하고자 하는 외국인 해기사에게 우리나라 승무자격증을 발급받도록 요구하는 규정은 아니다. 요약하면, 제10 조의2의 규정은 한국선박에 승무하고자 하는 외국인 해기사에게 승무자격증을 발급받도록 하는 규정으로만 운용되어야 할 것이다.
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이 연구는 다음과 같이 정리할 수 있다. 첫째, 인천내항 재개발의 추진 주체와 절차, 방법론에 대한 충분한 검토가 추가로 이어져야 한다. 인천내항 이해당사자의 요구를 적극 수용하여 사업 추진에 차질이 없도록 해야 한다. 둘째, 인천내항 재개발의 적정성 및 정책 추진의 타당성을 확보하여야 한다. 이에 대한 국민의 공감을 반드시 얻어야 한다. 셋째, 인천내항 재개발의 올바른 추진 체계를 확립하여야 한다. 이를 위하여 주민의 민의를 수렴하는 거버넌스 체계를 구축하여야 한다. 이 연구의 결론은 다음과 같다. 항만재개발은 항만법에 근거하여 전 국항만재개발기본계획 및 수정계획을 추진하고 있다. 인천내항 재개발은 타 지역의 항만과는 다소 상이점을 보이고 있다. 재개발계획의 수립에 앞서 이해당사자 간의 의견 조율과 요구 사항을 수용이 필수이다. 이는 항만 업계에서 요구하는 선결조건으로 대체부두 제공과 부두근로 자들의 고용보장이 사전에 해결되면 이 지역에서 발생되는 갈등구조를 해결할 수 있다. 더불어 친환경적인 친수레저공간 계획을 수립하고 지역의 주민과 상인의 요구사항을 수용한 정책 대안을 마련하여야 한다.
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최근 국내 대표적인 플로팅건축물인 세빛섬의 운영 정상화로 플로팅건축물에 대한 이미지가 매우 긍정적인 방향으로 개선되었다. 플로팅건축의 특장점은 특별한 공간체험(29.9%) > 랜드마크(27.6%) > 수해양문화 향유(21.5%) > 관광 및 개발의 거점(16.0%) > 지구온난화 에 대비하는 친환경성(4.8%) 순으로 나타났다. 플로팅건축물은 일반인들에게 특별한 공간체험을 제공하며 차별화된 이미지를 가지고 있다. 따라서 플로팅건축물의 공간디자인마케팅은 특별한 공간을 매개로 지자체나 기업이 주민이나 고객들과 아이덴티티와 이미지를 교환하는 형 태로 일어난다. 이때, 건축물이 지닌 기본적인 공간 속성에 방문객들의 공간수요를 반영한 프로그램 선정과 사업주체 및 운영주체의 일원화가 중요하다. 플로팅건축의 프로그램은 상업시설이나 문화시설, 친수공간 확보 조건을 활용한 마리나시설이 적절하며, 향후 플로팅건축 시장도 활성화될 것으로 전망된다.
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본 연구에서는 반응성 피복소재인 제올라이트, 몬모릴로나이트, 제강슬래그의 피복두께에 따른 오염된 해양퇴적물 내 중금속 용출 차단 효율을 평가하였다. 실험결과, As의 용출차단에는 제올라이트, 몬모릴로나이트, 제강슬래그 모두 효과적이지 못하였다. 제올라이트는 Cr 용출 차단에 부정적인 영향을 미치는 것으로 나타났지만, 몬모릴로나이트 5 cm 피복은 Cr 용출 차단에 매우 효과적이었다. As 및 Cr과는 대 조적으로 Cd, Ni, 그리고 Pb은 미피복 퇴적물에서 조차 용출되지 않았다. Cu와 Zn은 피복 조건에 따른 영향이 가장 뚜렷한 중금속이었다. Cu 의 용출은 몬모릴로나이트 피복 두께 1 cm 이상 그리고 제올라이트 피복 두께 3 cm 이상에서 효과적으로 차단되었다. 해양퇴적물에서 Zn의 용출은 모든 피복 물질에서 효과적이었다. 본 연구를 통해서 제올라이트, 몬모릴로나이트, 제강슬래그를 오염된 해양퇴적물에서 Cr, Cu, Zn의 용출 차단을 위한 효과적인 피복소재로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
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실험실 규모의 관 실험을 통하여 연안오염퇴적물의 생물정화 효능에 대한 생물활성촉진제 주입 깊이의 영향을 평가하였다. 생물활성 촉진제를 실험관에 충진 된 오염퇴적물의 표면과 표면으로부터 3cm, 6cm, 10cm 위치에 주입한 후 1개월 및 3개월 후 퇴적물의 유기물 및 중금 속의 특성 변화를 조사하였다. 시험 오염퇴적물의 화학적 산소요구량, 총고형물 및 휘발성고형물 함량은 생물활성촉진제를 주입하지 않은 대조 구에 비해 1개월 후 및 3개월 후에서 크게 감소하였으며, 생물활성촉진제 주입 깊이 3cm에서 최대값을 보였다. 그러나, 오염퇴적물에 주입한 생물활성촉진제의 깊이를 6cm 및 10cm로 증가하였을 때 유기오염물질 감량정도는 점차 감소하였다. 중금속 존재형태변화는 생물활성촉진제 주입 깊이 3cm에서 안정한 형태인 유기물 결합분율과 광물내 잔류분율이 현저하게 증가하였다. 오염퇴적물의 현장생물정화를 위한 최적의 생 물활성촉진제 주입 깊이는 퇴적물의 상부 표면으로부터 3cm로 평가되었다.
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해양 석유 생산은 ‘해양‘이라는 특성에 기인하는 여러 가지 변수를 동반하면서 막대한 비용과 시간을 필요로 한다. 모든 관련된 프 로세스는 인명, 환경 그리고 재산의 손실을 줄이기 위한 치밀한 일련의 계획에 의하여 통제된다. 이 논문은 해양 석유 생산 및 수송의 최적화 문제를 다룬다. 문제 영역의 범위를 정의하기 위해 해양 석유 생산 및 수송 네트워크를 제시하고 그 문제를 해결하기 위한 혼합정수계획모형 을 구축하였다. 제안된 최적화 모형의 타당성을 확인하기 위해 가상의 해양 유전과 수요 시장을 바탕으로 MS Office Excel의 해찾기를 이용 하여 계산실험들을 수행하였다. 해양 석유 생산 및 수송 네트워크 하위 흐름은 해양 유전에서 생산된 원유를 수요 시장으로 배분하는 해사수 송문제가 된다. 이 해사수송문제를 해결하기 위해 집합 패킹 모형을 이용하여 구축된 MoDiSS(Model-based DSS in Ship Scheduling)를 사 용하였다. 이러한 연구결과들은 실제적인 해양 석유 생산 및 수송 최적화 문제에 의미 있게 적용될 수 있으리라 사료된다.
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풍력에너지는 20여년 전부터 새로운 대체 연료로서 주목받기 시작하여 현재는 글로벌 비즈니스 모델로 성장하고 있다. 전 세계적 으로 풍력발전이 차지하는 비율은 전체 발전량의 30%를 차지하며, 이 비율은 지난 10여 년 간 꾸준히 증가해 왔다. 근래에 들어 일반 발전방 식들의 탄소 배출량 증가 및 온실효과로 인한 환경문제 등으로 인해 풍력발전에 대한 국제적 수요는 점차 커져가고 있다. 본 연구에서는 이러 한 풍력 발전용 부품에 대한 효율적인 운송경로를 제안하기 위해 풍력 발전용 부품의 운송 특성에 따라 그 경로를 접근성 우선 경로, 경제성 우선 경로, 편의성 우선 경로 등으로 분류하였다. 본 연구를 통해 풍력발전부품 제조업체들은 제품의 운송기간의 문제 뿐 아니라 운송경로의 효율성과 경제성까지 판단할 수 있게 되었다. 즉 지금까지 선박회사나 포워더를 통해 이루어지던 운송경로의 결정을 제조업체도 해당 운송경 로의 효율성과 경제성을 분석하고 비교할 수 있게 되었다.
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항만은 우리나라와 같이 국가경제에서 수출입 의존도가 높은 국가에서는 중요기간시설이자 많은 부가가치를 창출하는 매우 중요 한 역할을 맡고 있다. 중요한 시설임에도 불구하고 과거에는 항만에 대한 인식이 미흡했었으나 2000년대에 들어 세계 컨테이너 물동량이 증 가하고 중국의 경제가 발전함에 따라 동북아 지역에 물동량이 많이 발생하게 되어 항만의 역할의 중요성과 인식도 변화하였다. 본 연구는 우 리나라 항만 기본계획 및 항만 구분에 따른 항만 역할을 검토하여 항만 물동량에 영향을 미치는 결정요인을 연구하고자 한다. 연구의 대상으 로는 부산항과 광양항 같이 글로벌 환적항만을 제외한 배후지역 물동량의 영향을 많이 받는 국내 중소형 컨테이너항만을 대상으로 정하였다. 분석결과 항만물동량에 영향을 미치는 요인으로는 접안능력, 활성화정도, 연결국가수, GRDP, 제조업체수로 나타났다.