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해양환경안전학회지 KCI 등재 Journal of the Korean Society of Marine Environment and Safety

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권호

Vol.24 No.1 (2018년 2월) 14

1.
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선박의 안전 확보를 위해 준수해야 하는 IMO 복원성 규칙에는 복원정 곡선(GZ Curve) 등에 관한 내용이 다양하게 규정되어 있다. 이 IMO 복원성 규정에는 다양한 항목의 만족 기준이 제시되고 있으나, 선박을 운항하는 선장에게 선박의 복원성능을 종합적이며, 간편하게 제공할 수 있는 방법은 부재한 상황이다. 이를 위해 본 연구에서는 복원성을 하나의 값으로 표현할 수 있는 지수를 개발하였다. IMO에서 규정한 선박의 6가지 복원성 항목과 대상선박의 적재상황에 따른 복원성 계산결과를 바탕으로 지수산정식이 도출되었다. 또한 개발된 지수산정식을 적용하여 다양한 화물 적재 상황별 복원성 지수(Stability Index)를 계산하였으며, 복원성능의 전반적인 정도를 수치적으로 적절하게 설명할 수 있음을 검증하였다. 이는 선박의 선장에게 복원성 평가하고 판단하는데 도움을 줄 것으로 판단된다.
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2.
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종합 안전관리체계인 e-navigation을 준비하기 위해 선박의 의도된 경로를 선박 대 선박, 그리고 선박 대 육상 간에 공유하는 경로교환에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 하지만 경로교환을 위한 기술적인 측면에서의 연구·개발은 진행되고 있으나, 그 효과나 문제점 등 도입 필요성에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구는 선박조종 시뮬레이션을 통해 경로교환이 항해 안전에 미치는 영향을 정량적으로 분석하고, 시뮬레이션 수행자들의 주관적인 평가를 종합하여 경로교환의 효과를 검증하였다. 선박 간 경로교환을 할 경우 최초 충돌회피 시점은 평균 3.43분 더 빨라졌으며, 충돌회피 방향은 60%가 변경되었다. 또한 타선 A와의 최근접점은 31% 더 가까워지고, 평균 타 사용지수는 57% 줄어들었다. 그리고 설문 응답자의 95%는 경로교환이 충돌회피 의사결정에 영향, 85%는 안전운항에 긍정적인 영향, 90%는 사고예방 효과, 70%는 항해사의 심리적 부담 경감, 70%는 경로교환을 실무에 도입해야한다고 답하였다.
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3.
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한국의 해군은 점증하는 대양해군의 역량강화에 따라 충분한 항해능력의 확보와 우수한 병력을 확보하는 것이 요청되고 있다. 그러나 병력자원의 확보측면에서는 최근 전체적인 인구감소 추세에 따라 병력의 효율적인 활용이 요구되고 있다. 이 연구에서는 가용자원의 확보를 위해 국방민간인력으로서 선원을 활용검토하고 미국의 해상운송사령부를 벤치마킹하였다. 검토결과 해상운송사령부를 설립하여 작전지원함정을 운영할 경우 해군의 전투능력이 확장이 가능하다. 게다가 기존에 구축된 해양대학 등 국가 교육시스템과 민간의 해기자원을 활용하는 것이 가능하다. 또한 승선근무예비역 제도와 지정국제선박을 보다 효율적으로 운영할 수 있을 것이다.
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Research Paper

4.
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세계풍력발전협회(GWEC) 2017년도 Global Wind Report에 따르면 전세계 풍력에 의한 발전용량은 2001년도 23,900MW에서 2016년도 486,790MW로 비약적으로 발전하고 있다. 반면 국내 발전원별 총발전량 비중에서 풍력에 의한 발전은 0.2% 불과하다. 국내외 발전원별 정산단가가 풍력으로 전기를 생산하는 데 드는 발전원가가 석유 등 화석연료 발전원가와 같아지는 Grid Parity에 이미 도달하여 풍력발전에 의한 전기의 생산은 더욱 확대될 것이다. 본 연구에서는 전 세계 해상풍력설비의 88%가 위치하고 있는 유럽의 주요 해상풍력발전단지의 선박통항 규정과 어로활동에 대한 기준을 분석하여 향후 국내 해상풍력발전단지 설치 시 선박통항 및 어로활동 기준 설정 시 고려되어야 할 사항을 제시하였다.
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5.
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이 연구는 운항자가 항해 중 위험을 느끼는 고정 및 이동 물표에 대한 해상교통위험성평가에 대한 것이다. 이를 위해 선박 길이와 속력, 선박조종성능이 고려된 동적선박영역을 기초로 한 충돌위험평가식을 구하였다. 특히, 동적선박영역과 충돌위험평가식을 하이브리드 결합하여 자선의 크기, 속력 등의 영향을 정량적으로 지표화한 항해위험성평가모델을 검토 및 개선하고자 한 것이다. 기존 항해위험성평가 모델에 적용이 부족한 속장비(speed length ratio) 즉, 선박의 길이와 속력에 대한 비가 고려된 새로운 형태의 해상교통위험성평가 모델을 제안하고자 한다. 그 결과 무차원 속력 즉, 속장비가 클수록 CJ 값이 크며, CJ 값은 속장비에 의해 잘 표현되고 있다. 또한, 속장비가 크면 속장비가 작은 경우보다, 보다 먼 거리에서부터 [주의], [경계], [위험] 또는 [매우위험]상태에 도달한다. 이 연구의 결과는 위험항로 회피 또는 최적항로 구축, 방파제폭이나 교량경간 등을 포함한 항로나 항만개발, 연안항해용 안전해도 개발 및 향후 자율운항선박과 같은 스마트선박의 운항 중 충돌방지와 최적항로 선정에 자료로 사용될 수 있을 것이다.
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6.
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세월호 사고 이후 내항선 안전관리분야에서의 가장 큰 변화는 해사안전감독관 제도의 도입이라 할 수 있다. 이 제도의 도입으로 내항여객선의 안전관리는 운항관리자와 해양경찰로부터 운항관리자와 새로이 도입된 해사안전감독관으로 변경되었다. 또한 내항화물선의 안전관리도 선박검사관으로부터 해사안전감독관과 선박검사관에 의한 안전관리의 체계로 전환되었다. 그러나 새로이 도입된 이 제도는 전문임기제에 따른 감독관의 신분상의 불안으로 인한 업무연속성 부족, 감독대상의 현실을 무시한 감독관의 자격요건 설정, 내항화물선에 대한 심사와 지도·감독기관의 분리로 인한 업무혼선 및 감항성 확보를 위한 항행정지 개선명령 분야의 한계 등에 대한 문제점이 여전히 남아 있다. 내항선의 안전관리를 보다 강화하기 위해서는 내항선 안전관리 업무를 실질적으로 수행하고 있는 해사안전 감독관 제도의 정착이 필수적이라 아니할 수 없다. 따라서 이러한 문제점을 개선하기 위해서는, 내항화물선에 대해서 통합된 단일기관에 의한 체계적인 안전관리가 이루어져야 하며, 전문임기제인 감독관의 신분상의 제약에 대한 개선이 동시에 이루어져야 한다. 또한 항행정지 개선명령의 분야를 확대하고, 선장·기관장 및 국제선급의 검사원 경험자 위주로 감독관의 자격을 강화해서 보다 체계적이고 실질적인 내항선의 안전관리가 되도록 해야 할 것이다.
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7.
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세월호 사고 이후 우리나라의 해사안전분야에 해사안전감독관 제도가 도입됨으로써 내항선분야의 안전관리는 한층 강화되었다. 해양사고의 방지를 위해 도입된 해사안전감독관 제도는 정기 및 수시 지도·감독을 통하여 해양사고 방지활동을 하고 있다. 이들은 지도·감독 중에 발견된 여러 결함들에 대해서는 선박시설의 보완이나 대체, 소속 임직원에 대한 교육 및 훈련의 실시, 소속 직원의 근무시간 등 근무환경의 개선, 그 밖에 해사안전관리에 관한 업무의 개선 등의 4가지 분야로 분류하여 시정조치를 요구하는 개선명령의 조치를 취하고 있다. 또한 이들 중 선박의 시설분야는 그 시설의 보완이나 대체가 완료될 때까지 항행정지를 같이 명령할 수 있도록 하여 해양사고 예방에 기여하고 있다. 그러나 선박의 안전운항에 심각한 위협을 주는 결함에 대해서는 비단 시설분야뿐만 아니라 다른 분야에서도 항행정지 명령의 처분을 할 수 있어야 한다. 그럼에도 불구하고 현재의 항행정지명령 제도는 시설분야만으로 제한되어 있어서 해양사고 예방활동을 위한 감독관의 지도·감독에는 한계가 있다. 따라서 감항성 확보를 통한 해양사고 예방을 위하여 선박의 시설분야뿐만 아니라 화물적하운용, 증서 및 문서, 안전관리체제, 비상훈련을 포함한 인적요소, 근로조건 등의 분야까지 확대하여 항행정지 명령이 가능하도록 해사안전감독관의 항행정지 명령 제도의 개선이 필요하다.
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8.
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본 연구는 한국 해양대학교의 트위닝을 활용한 국제화 경영전략으로 학령인구 절벽에 직면한 한국 대학의 공통된 문제점을 해운, 조선 특성화 대학의 장점을 살려 한국 해운교육의 수출을 통한 대학경영 기여 및 대학의 국제화, 학생의 글로벌화, 해운사의 국제경쟁력 강화를 위해 일반적인 외국대학 및 국내대학의 국제화 배경에 대한 문헌조사와 한국 해양대학의 국제화 현실, 국제화 장애요소와 촉진요소를 파악하여, 현행법에 근거한 고등교육 수출 유형에 따른 한국의 해양대학교가 나아갈 현실성 있는 국제화 방향을 타 대학의 외국인 유학생 유치 현황 및 추세, 교육과정 공동 운영에 대한 법적 타당성 및 활성화 방안, 연구자의 경험을 통하여 연구, 제시하고자 한다.
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9.
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자란만 퇴적물 중 유기물과 중금속의 농도분포와 오염현황을 파악하기 위하여 2014년 11월 15개 정점에서 표층 퇴적물을 채취하여 입도, 총유기탄소(TOC), 총질소(TN) 및 중금속(As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Pb, Zn)을 분석하였다. 평균입도(Mz)는 8.6-9.8Ø(9.3±0.3Ø) 사이였으며, 니(Mud)와 점토(Clay)의 세립한 퇴적물로 구성되어 있었다. TOC와 TN은 각각 1.51-2.39%(1.74±0.22%), 0.20-0.33%(0.23±0.03%)의 범위로 전반적으로 공간적인 농도차이를 보이지 않았다. 모든 퇴적물에서 C/N 비 값은 5-10 사이를 보여 자란만 표층 퇴적물 중 유기물은 주로 해역 내에서 발생한 해양기원성 유기물인 것으로 파악되었다. 중금속 중 Cr, Fe, Mn은 만의 입구 쪽에서 높고 그 외 중금속(As, Cd, Cu, Hg, Pb, Zn)은 자란만의 안쪽에서 높은 농도를 보였다. 한편, 퇴적물 기준(SQGs), 농축계수(EF), 농집지수(Igeo), 오염부하량지수(PLI), 생태계위해도지수(ERI) 등 다양한 평가기법을 이용하여 자란만 표층 퇴적물의 중금속에 대한 오염정도를 살펴본 결과, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Zn은 오염되지 않은 상태이거나 일부해역에서 오염된 상태를 보였지만 As는 전 해역에서 높은 오염도를 보였다. 또한, 분석된 모든 중금속 농도를 고려한 전체적인 오염도를 살펴본 결과, 모든 해역에서 중금속에 대하여 오염되었고 특히, 일부 해역에서는 저서생물에 위해성을 줄 수 있는 상태인 것으로 파악되었다. 따라서, 자란만 내 양식 수산물의 안전성 확보와 지속적인 어장 생산성 유지를 위해서 자란만 퇴적물 내 유기물과 중금속의 오염원에 대한 체계적인 관리가 필요하다.
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10.
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난류경계층이 유지되기 위한 에너지 공급은 경계층 내 구조물인 와류들의 상호작용으로 끊임없이 이루어진다. 이러한 난류 유동은 수송분야의 마찰저항 및 해양구조물의 침식 및 진동을 유발하기 때문에 유동 제어를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 제어의 극대화를 위해서는 난류 에너지 전달이 어떻게 이루어지는지에 대한 메카니즘 규명이 필수적이고, 이를 위해서는 층류경계층 내 유동현상으로 파악하는 것이 명확하고 용이하다는 장점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 층류경계층 내 평판에 반구를 설치하여 역압력구배을 발생시킴으로써 교란된 유동현상의 상호작용을 분석하였다. 즉, 반구를 둘러싼 목걸이 와류와 반구 표면의 유동 박리에 의한 후류영역에서 머리핀 와류가 생성되어 상호 유기적으로 영향을 주고받는다. 이 과정에서 목걸이 와류는 후류영역으로 높은 운동량의 유체를 유입시켜 머리핀 와류의 발생 주파수를 증가시킨다. 반구 전방에 구멍을 뚫어 국부적인 흡입제어로 목걸이 와류의 와도를 감소시킴으로써 그 영향이 완화되는 과정을 유동 가시화 및 열선유속계로 측정하여 정성 및 정량적으로 분석하였다.
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11.
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정부는 기후변화로 인하여 변화하고 있는 해양생태계를 보전하기 위해 노력하고 있다. 이와 관련하여 정부는 해양생태계를 보전하고 관리하기 위하여 보호대상해양생물 77종을 지정하여 특별히 관리하고 있다. 산호의 경우 해양생태계를 예측할 수 있는 중요한 생물군 중 하나이며, 해양생물에게는 서식지를 제공하는 매우 중요한 역할을 하고 있다. 인간의 다양한 활동으로 인해 산호는 위협받고 있으며, 이에 대한 보전과 관리가 시급하다. 따라서 산호의 가치를 평가하여 이해하는 것은 정책 입안자 및 일반 대중 모두에게 산호의 지속적인 관리의 혜택을 입증 할 수 있는 효과적인 방법이 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 조건부 가치측정법을 적용하여, 국내 대표 산호군락지인 문섬 등 주변해역 생태계보호구역 내 산호군락지의 보전가치를 평가해보고자 한다. 이를 위해 전국 1,000가구를 대상으로 일대일 개별면접을 실시하여, 문섬 등 주변해역 생태계보호구역 내 산호군락지의 보전을 위한 대중의 지불의사를 평가하였다. 질문법으로 1.5경계 양분선택형 모형을 활용하였으며, 0의 WTP를 처리하기 위해 스파이크 모델을 적용하였다. 그 결과 문섬 등 주변해역 생태계보호구역 내 산호군락지의 보전을 위한 가구당 연간 평균 WTP는 3,016원이었으며, 유의수준 1%에서 통계적으로 유의했다. 이 값을 모집단 전체로 확장하면, 문섬 등 주변해역 생태계보호구역 내 산호군락지의 보전가치가 연간 589억원으로 계산된다. 본 연구는 산호군락지 보전을 위해 국민들이 상당한 금액을 기꺼이 지불 할 의향이 있다고 판단하였다.
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12.
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본 연구는 생물 다양성에 대한 중요성과 보호라는 관점에서 중국의 멸종위기종에 대한 법률과 관련된 제도를 분석하고 멸종위기 야생동물의 효율적인 보호를 위해 중국의 현행 야생동물 보호 법률에 대하여 요구되는 몇가지 개선점을 제시하는 것을 목적으로 수행되었다. <중화인민공화국 야생동물 보호법>이 1988년에 공포되고 시행된 이래 관리소홀로 인하여 시급한 조치가 필요하다는 사실을 알았다. 중국의 야생동물 보호법은 단조롭고 체계적이지 못해, 전근대적으로 현 시대의 수요에 부합하지 않기에 수정, 보완이 필요하다. 다른 국가들과 비교하였을 때, 입법취지와 감독체제, 보호범위 및 공중 참여제도, 입법 보호 체계의 혼란, 행정 보상제도의 미비와 실행의 난항, 법률 효율 저하, 내용의 공허성과 운용성의 부족, 생물 종 보호 명부가 법률 체계에 포함되어 있지 않는 등 많은 문제점을 가지고 있음을 확인할 수 있다. 이러한 일련의 문제점을 중국의 현 실정에 적합한 법률체계로 확립하기 위해 멸종위기종 보호 법률 법규의 체계상 혼란을 해결할 수 있는 개선방향에 대하여 제시한다.
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13.
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입자기반 전산유체역학 기법은 유체역학에서의 라그란지안 접근법에 기반을 두고 있다. 입자기반 방식은 입자 각각이 물리량을 가지고 움직이며 이러한 입자의 움직임을 추적하는 방식으로 유체의 거동을 구현할 수 있다. 이러한 방식은 격렬한 움직임에 의한 자유표면 혹은 경계면의 운동 재현에 우수성이 있으나 연속체역학을 위반할 수 있다는 문제점 역시 포함하고 있다. 이를 반대로 말하자면 특별한 조치를 취하지 않는 경우에는 연속체가 아닌 물질에 대한 구현이 매우 쉽게 가능하다는 것이기도 하다. 이에 따라, 기존의 유체에서 사용되는 입자기반 전산해석방식을 지배방정식 단계에서부터 고체입자형으로 변형이 가능하다는 것을 알 수있다. 본 연구에서는 입자기반 전산해석방식을 고체입자에 알맞은 형태로 변환하였다. 변환을 위해 유체에서 사용되는 점성항을 제거하고 대신 마찰항을 추가하였다. 본 연구에서 개발된 고체입자형 전산해석 프로그램을 이용하여 고체입자의 붕괴를 구현하였으며 이를 유체입자 붕괴와의 비교를 통해 입증하였다. 또한 유체입자가 가질 수 없는 고체입자만의 특성인 안식각을 구현하여 고체입자를 위한 입자기반 전산해석 프로그램을 완성하였다.
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14.
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본 연구에서는 쌍동형 카페리에 다수 존재하는 유공판의 좌굴강도 설계 수행 결과 및 개선사항을 논의하고 있다. 카페리와 같이 길이가 50미터 이상이고, 길이/폭의 비가 12보다 큰 중/소형 고속선박은 상대적으로 두께가 얇고 연강을 사용함으로서 좌굴강도가 취약해질 가능성이 농후하다. 특히, 작업자의 접근 및 통로로 활용되는 유공판에서 좌굴강도가 취약해질 가능성이 있다. 안전한 구조설계를 위해서는 유공주위의 면내 하중 재 분포에 의한 좌굴강도 및 최종강도에 대한 명확한 검토가 필요하다. 본 연구에서는 유공판의 좌굴 및 최종강도 특성에 영향을 미치는 매개변수의 영향을 종합적으로 고려하기 위하여 유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 활용한 비선형시리즈 해석을 수행하였으며, 주요 변수(종횡비, 유공비, 유공형상)들에 대한 영향을 검토하였다. 이 결과를 바탕으로 하여, 유공판의 좌굴강도를 결정짓는 가장 큰 인자는 유공비였으며, 종횡비와 유공의 형상은 그 영향이 미비하였다.
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