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

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권호

Vol.25 No.2 (2019년 4월) 12

Research Paper

1.
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우리나라 해역에서 발생하는 해양사고 중 어선사고가 약 70%를 차지하고 있음에도 불구하고, 대부분의 연구는 해양사고 전체를 대상으로 하고 있으며 단순히 사고 발생률에 대한 분석과 사고 발생 빈도를 줄이기 위한 대책 마련에 중점을 두고 있다. 그러나 효과적인 사고 저감 대책의 수립과 이를 실행하기 위해서는 정량적인 사고 위험도 예측 및 평가가 반드시 선행되어야 한다. 본 연구에서는 해양안전심판원의 최근 5년간의 어선사고 통계에 근거하여 9가지 사고유형에 대한 위험도를 연도별로 비교하였다. 또한 현재 우리나라의 경우 객관적인 위험도 평가기준이 없다는 점을 고려하여 이에 대한 대안으로 사고 유형별 사고 빈도와 사고 피해의 조합을 4사분면 상에 표시하는 2차원 사고 빈도-피해 매트릭스를 제안하고 이를 이용하여 사고 빈도와 사고 피해의 영향을 쉽게 확인할 수 있도록 하였다. 이러한 과정을 통한 위험도 평가 결과는 저감대책을 수립하고 안전대책을 마련하는 정책 제안자로 하여금 보다 다양하고 현실적인 사고 저감 대책을 마련하는데 도움을 줄 것이다. 또한 위험도 평가 매트릭스를 이용하여 각 사고유형에 대한 인적오류를 포함한 사고 원인의 상대적인 빈도 및 결과를 비교함으로써 사고 유형별로 원인에 따른 차별화된 위험 저감 대책을 수립할 수 있다.
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2.
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도로 교통에서는 차세대 지능형 교통시스템(C-ITS)의 핵심 기술인 차량용 무선통신기술(WAVE)을 활용하여 교통사고 예방을 위한 차량과 차량, 차량과 인프라간 교통상황 등 정보를 전달하고 있다. 현재 해상에서는 상대선박의 상태 등의 정보를 전달하는 수단으로 AIS를 많이 활용하고 있으나 AIS 과부하 등 문제점이 대두되고 있어 차량용 무선통신기술을 해상에 적용하는 등 이를 해결하기 위한 다양한 연구들이 수행되고 있다. 본 연구에서는 선행연구를 통해 검증된 차량용 무선통신기술(WAVE)의 해상적용을 바탕으로 소형 선박에 적합한 선박 충돌경보시스템을 개발하였고 실선 TEST를 통해 충돌경보시스템의 적정성을 검토하였다. 차량용 무선통신기술을 활용한 시스템의 적용을 통해 해양사고 예방뿐만 아니라 e-Navigation이나 자율운항 선박 등 차세대 해양안전기술의 발전에 많은 기여를 할 것으로 예상이 된다.
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3.
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본 연구는 수중활동에서 나타나는 인체의 생리적 변화와 알코올 섭취로 인한 생리적 변화를 살펴보고 알코올 섭취가 스쿠버다이버에게 미치는 영향을 규명하는데 그 목적이 있다. 미국 내부통제연구소위원회의 내부통제 프레임워크를 기초로 본 연구에 적합하도록 새롭게 정립한 ‘리스크 평가 및 분석(RAA, risk assessment and analysis)’ 기법을 활용하여 알코올 섭취 전과 후의 리스크 분석을 실시하였다. RAA기법은 리스크 간 상관관계를 분석하는 1단계, 리스크를 정량화하고 리스크 데이터베이스를 구축하는 2단계, 그리고 이를 도식화하여 리스크맵을 분석하는 3단계로 이루어져 있다. RAA기법을 통해 알코올 섭취로 인한 수중활동의 리스크수준이 전반적으로 증가하여 고위험군의 비율이 높아진 것을 확인하였고 리스크수준의 정량화와 고위험군 분류를 통해 리스크관리 측면에서 우선통제대상을 지정할 수 있었다. 본 연구 결과는 알코올 섭취 후 행해지는 스쿠버다이빙의 위험성을 명확하게 알리고 이에 대한 스쿠버다이버들의 의식 개선을 도모하여 보다 안전한 스쿠버다이빙 환경을 제시할 수 있을 것으로 기대한다.
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4.
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다수의 선박이 조우하였을 경우, 충돌 피항을 위해 상대 선박의 의도를 파악하는 것은 매우 중요한 문제이다. 또한 다수의 선박의 의도를 동시에 고려하여 충돌 피항 계획을 세우는 것은 항해사에게 큰 부담이 될 수 있다. 이를 위해 분산 알고리즘이 제안 되었다. 분산 알고리즘은 각각의 선박이 다수의 상대 선박과 정보 교환을 통해 안전한 코스를 탐색할 수 있도록 한다. 본 논문에서는 분산 알고리즘의 하나인 분산 확률 탐색 알고리즘을 선박 충돌 피항에 적용하였다. 분산 확률 탐색 알고리즘에서 선박은 비용 감소가 가장 큰 코스와 기존의 코스를 확률과 제한 조건에 따라 선택한다. 분산 확률 탐색 알고리즘은 확률과 제한 조건에 따라 다섯 가지 종류로 나눠진다. 본 논문에서는 다섯 가지 종류의 분산 확률 탐색 알고리즘을 선박 충돌 피항을 위해 적용하였으며 선박 충돌 피항에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 어떠한 분산 확률 탐색 알고리즘이 충돌 피항에 적합한지를 실험하였다. 실험 결과 다섯 가지 버전의 분산 확률 탐색 알고리즘에서 A와 B방식이 효과적으로 선박 충돌 피항을 수행하였다. 본 알고리즘은 분산 시스템 환경에서 선박 충돌 방지를 위해 적용 가능할 거라 기대된다.
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5.
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충돌 피항 동작은 선박 간 끊임없이 영향을 주고받는다. 특히 다수의 선박이 조우하는 경우, 상대 선박의 피항 의도를 파악하고 서로에게 얼마나 영향을 미치는 지를 파악하는 것은 어려운 일이다. 이를 위해 분산 확률 탐색 알고리즘이 제안되었다. 분산 확률 탐색 알고리즘은 이웃 선박과 반복적인 메시지 교환을 통해 비용을 가장 크게 낮출 수 있는 코스를 탐색 후 확률과 제한 조건에 따라 기존의 코스를 유지할지 아니면 새로운 코스를 선택할지를 결정한다. 그러나 분산 확률 탐색 알고리즘에 사용된 파라미터가 충돌 피항에 어떠한 영향을 미치는지 증명되지 않았다. 본 논문에서는 분산 확률 탐색 알고리즘의 파라미터와 가중치가 충돌 피항에 어떠한 영향을 미치는지 분석하였다. 또한 타선과의 피항 거리를 조절하기 위한 충격 흡수 영역을 소개한다. 실험 방법은 두 선박이 조우할 수 있는 세 가지 상황, 즉 정면에서 조우하는 상황, 횡단하는 상황, 추월하는 상황에 파라미터와 가중치의 변수들을 조합하여 실험을 진행하였다. 각 상황 당 8,000회, 총 24,000회의 실험이 진행되었다. 실험 결과 모든 실험에서 한 건의 충돌도 발생하지 않았다. 선박이 목적지에 큰 가중치를 줄 경우, 즉 이기적인 행동을 할 경우, 비용은 증가함을 보였다. 타선의 움직임을 더 길게 예측할수록 항행 거리, 메시지 교환 횟수는 작아지는 경향을 보였다.
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6.
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2017년 말 기준으로 우리나라 취업 선원은 약3만5천명이며, 한국 선원은 매년 조금씩 감소하는 반면에 외국인 선원은 증가하고 있다. 우리나라 선원은 해방기 이후 외화가득의 주역이며 비상시 군수물자를 운송할 수 있는 사회경제적으로 가치 있는 직업이다. 그러나 최근 선원 직업의 사회적 인식이 다소 부정적이고, 예전처럼 젊은 선원의 유입비율의 증가가 높지 않으므로 우수한 선원의 확보는 국내·국제적으로 중요 이슈이다. 본 연구는 20대에서 50대 사이의 일반 대중을 대상으로 Q 방법론을 활용, 선원 직업을 어떻게 인식하는지 이미지 인식의 유형과 특성을 분석하였다. PQ Method 프로그램을 활용하였고, Q 요인분석에 의한 선원 직업 이미지 인식은 3개 유형으로 분류되었다. 제1유형은 ‘High Risk, High Workload and High Stress’ 직업으로 선박의 사고 위험 가능성을 높게 인식하며 동시에 선원의 업무가 고부하로 피로와 스트레스를 받을 것으로 인식하였다. 제2유형은 ‘Dangerous, Dirty and Difficult’ 직업으로 선박이 사고 위험성에 노출되어 있음을 인식하는 반면에 어선이라는 특정 선종에 한정하여 선원이 존재한다고 인식하였다. 제3유형은 ‘Low Social Recognition’ 직업으로 선원과 선원 직업이 사회적 위치와 위상이 낮다고 인식하였다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 해운산업의 핵심 인적자원인 선원을 안정적으로 확보하고, 선원 또한 해양산업종사자들의 직업적 만족도와 취업률을 높이기 위해서는 대중들이 인식한 선원의 부정적 직업 이미지를 전환할 수 있는 다양한 방안을 마련해야 할 것이다.
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7.
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선박의 안전과 보안의 유지는 공급망의 각 단계에서 화물운송 및 여객의 인명 안전을 보장하는데 중추적인 역할을 한다. ISPS Code는 선원과 선박을 보안 위협으로부터 보호하기 위해 SOLAS 협약에 채택되었고, STCW 2010 마닐라 개정에 따라 선원은 반드시 보안교육을 이수해야 한다. 효과적인 선원의 교육과 훈련은 선박의 보안 관련한 위험을 최소화하기 위한 적절한 이행활동의 수준을 보장하는데 중요하다. 이 연구의 목적은 선원들이 이수한 보안교육과 선원의 보안인식 및 선박의 보안성과 사이의 관계를 실증 분석하는데 있다. 연구 결과에 따르면 (1) 선박 보안 교육을 이수한 선원들은 선박 보안에 대한 인식이 높고 (2) 이러한 보안 교육 및 보안 인식은 선박의 보안성과에 긍정적 영향을 미치며, (3) 보안 인식은 보안 교육과 보안성과 관계에서 매개 효과가 있는 것으로 분석되었다. 따라서 보안 교육과 훈련은 선원의 보안인식과 보안성과에 중요한 영향을 미치며, 이는 결과적으로 해운산업에서 보다 경제적․운영적 및 이미지 측면에서 주요 이점으로 해석될 수 있을 것이다.
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8.
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본 연구는 우리나라 제주 해역의 여름철 해조 군집 특성과 갯녹음 현황을 파악하고자 수행하였다. 연구는 2017년 7월부터 9월까지 스쿠버 다이빙(SCUBA Diving)을 이용하여 정량 조사 및 정성 조사를 시행하였다. 연구 결과 녹조류 11종(9.1%), 갈조류 24종(19.8%), 홍조류 86종(71.1%) 등 총 121종의 해조류가 확인되었다. 지역별로는 형제섬이 60종으로 출현종수가 가장 많았으며, 하례가 18종으로 가장 적었다. 연구 지역의 평균 생물량은 1,503.0g·m-2이며, 주변 도서의 평균 생물량(3,268.7g·m-2)이 본섬의 평균 생물량(914.7g·m-2)보다 높았다. 우점종은 주변 도서에서 Sargassum macrocarpum, 본섬에서 Ecklonia cava로 나타나 생물량뿐만 아니라 종 조성에서도 차이를 보였다. 해조 군집 특성(종 조성, 생물량, 대형 갈조류의 생물량 비율), 무절산호말류의 피복도, 조식동물의 밀도 등을 토대로 연구 지역의 여름철 해조 군집 상태를 평가한 결과, 형제섬과 마라도 두 지역은 우수한 해조 군집을 유지하고 있는 것으로 판단되어 보전 및 지속적인 관리가 요구되며, 다른 6개 지역은 각 지역별로 해조 군집의 조성 내지 복원이 필요한 실정이다. 갯녹음 현상이 가속화됨에 따라 모니터링뿐만 아니라 현재 해조 군집의 현황 파악이 제대로 이루어지지 않은 지역을 대상으로 해양 생태계의 실태를 파악하는 일도 시급한 것으로 판단된다.
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9.
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동해 남서해역에서의 살오징어 유생 출현 특성을 파악하기 위해 2015년 8, 9, 11월 여수 근해부터 평해 연안까지 총 35개 정점에서 IKMT 네트(망목 : 500μm)를 사용하였으며, 초기 생활단계의 주요 해양환경 인자인 수온은 CTD(SBE9plus)로 관측하였다. 유생의 월별 외투장 자료의 통계처리를 위하여 SPSS software(ver. 12.0)를 이용하였다. 채집된 살오징어 유생의 개체수는 총 228개체로 외투장 범위는 1.4-21.9㎜였다. 유생밀도 범위는 8월에 0.2-5.2inds./1,000m3, 9월에 0.1-3.2inds./1,000m3, 11월에 0.3-7.9inds./1,000m3로 나타났다. 전반적으로 유생은 연안측 정점보다 조사해역의 동남부인 부산 근해에서 더 높은 밀도를 보였다. 8, 9, 11월의 유생출현률은 각각 64.3%, 62.9%, 68.6%였다. 평균외투장 범위는 5.24-5.68㎜였으며, 월별 평균외투장은 유의한 차이를 나타내지 않았다(p>0.05). 또한 외투장 분포에서 4-5㎜ 구간의 유생이 최다 출현빈도를 보였다. 유생이 채집된 정점에서 유생의 생존이 가능한 수온대가 8월에는 대부분의 정점에서 표층부터 약 20m 부근까지 유생이 서식하기에 부적합한 수온대가 존재하였던 반면, 9월과 11월에는 표층부터 유생이 서식하기 적합한 수온대가 형성되었다. 또한 얕은 수심의 연안쪽 정점에서는 표층에서 저층까지 적수온대가 형성되었으며, 100m 이상의 깊은 수심의 외양 쪽 정점에서는 표층부터 수온약층의 상층부까지 유생의 생존가능한 수온대가 형성되었다.
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10.
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와편모조류 Alexandrium affine의 생장에 대한 수온, 염분 및 광 조건 실내실험을 통해서 살펴보았다. A. affine의 최대성장속도(0.69 day-1)는 수온 25℃, 염분 25psu로 나타났으며, 최적생장(최대성장속도의 80%)은 수온 20~25℃의 염분은 20~35psu로 나타났다. 따라서 A. affine는 비교적 협온성이며, 광염성의 생리학적 특성을 가지고 있는 것으로 생각된다. 광량에 따른 생장 실험결과에서 유도된 생장식은 μ=0.75(I-4.25)/(I+65.47)로, 보상광량(Ic)은 4.25μmol m-2 s-1, 반포화광량(KI)은 57.0μmol m-2 s-1로 나타났다. 결론적으로 A. affine는 하계에 낮은 광, 염분의 변동 폭이 큰 연안해역에서도 우점화 할 수 있는 유리한 생리적 특성을 보이는 것으로 판단된다.
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11.
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PE(PolyEthylene) 재료를 활용한 해상부유 구조물은 바다, 강 또는 호수의 인근이나 수역 내에 일정한 공간 부를 형성하는 부유식 구조물로, 현재는 그 용도가 소형선박 계류장뿐만 아니라 양식장, 수상 펜션, 해상부교 등에 다양하게 활용되고 있다. 이 제품군의 특징은 유연성이 뛰어나고 재활용할 수 있으며, 내약품성, 내후/내식성이 우수하다. 기존의 PE 제품군을 활용한 부유식 플랫폼은 한 개의 브래킷에 한 개의 부력관을 체결하는 단순한 구조를 구성하였고, 이로 인하여 사용자가 용도 변경 및 사용환경이 변경될 때는 적용하는데 제한이 있었다. 이에 본 연구에서는 한 개의 브래킷에 다양한 크기를 갖는 부력 관을 체결할 수 있는 구조를 개발하고, 제품의 구조 안전성을 유한요소법을 활용하여 검증하였다. 구조해석 결과, 브래킷 하단에 지름 500mm 부력관 모델에서 충돌 하중에 대해 최대값을 나타내었으나, 허용기준을 만족하였다. 본 연구 결과를 기반으로 하여, 향후 다양한 형태의 부유체 플랫폼에 대한 구조 안전성 평가에 관한 연구가 가능하며, 관련 평가 기준에 대한 정립이 필요하다.
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Technical Report

12.
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엽상형 해조류의 간접적인 건중량 추정을 위해 구멍갈파래(Ulva australis), 잎파래(Ulva linza), 개도박(Pachymeniopsis lanceolata), 방사무늬김(Pyropia yezoensis)의 형태적 특성과 생체량의 관계를 분석하였다. 시료는 2017년 2월부터 2018년 12월 까지 남해안 6곳에서 채집되었으며, 총 319개체가 분석에 사용되었다. 엽상형 해조류 네 종의 길이와 생체량에 대한 상대성장 지수는 0.28로 일반적인 1/4(0.25) 지수법칙에 해당하였다. 네 종의 엽체의 표면적과 습중량은 각각 건중량과 유의한 선형관계를 보였으며, 건중량의 94~99%를 설명할 수 있었다. 이 결과는 엽상형 해조류의 표면적 또는 습중량을 통해 개체의 건중량을 매우 정확하게 추정할 수 있다는 것을 의미한다. 이 방법론은 실험실 연구에서 건중량을 직접 측정할 수 없을 때 쉽고 빠르게 활용할 수 있으며, 추가적으로 소요되는 시간과 비용을 절약할 수 있을 것이다.
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