Marine accidents caused by ships are very diverse, such as collision, sinking, stranding, grounding and fire. In particular, persons on passenger ship are unspecified and not trained, so it makes evacuation harder. For this reason, an evacuation plan that considers diverse situation in ship is needed. Effective evacuation planning requires training in consideration of various evacuation situations. In this paper, we investigated the time elapsed on evacuation in various situations from “HANMIR,” the fishery training ship of the Korean Institute of Maritime and Fisheries Technology, using a Ship Evacuation Analysis Program (SEA-Pro) which is introduced to the society. We assumed a situation that has not only inconveniences for real training but also the possibilities of happening. Not all trainees are resting in their cabin, so we assumed positions such as they are in the bridge or engine room and applied fire and flooding situations. We assumed that the time for alerting the situation would be short, so we applied only elapsed time of movement. Those analyses could be helpful in three ways. The first is predicting the consequence of possible accidents. There are some conditions that can be appliable to this model, such as the decreased area of sight in those situations. The second is concluding the optimal limit of carriage and placement of safety instruments on building a new ship. The third is to be a base data for ships to make a new effective evacuation plan based on these analyses.

선박은 충돌방지를 위해 해상충돌예방규칙에 의해 운항한다. 하지만 다수의 선박이 동시에 운항하는 특수상황 시에는 해상충 돌예방규칙을 적용하기 곤란하며 이때는 운항자의 개인능력에 의한다. 이러한 경우 해상교통관제를 통한 교통상황 관리가 필요하다. 이에 전 세계적으로 VTS(Vessel Traffic Services)를 통해 해상교통이 관리되고 있으며 운용 방법은 관제요원이 VTS 시스템을 이용하여 위험상황을 판단하고 통신시설을 이용하여 선박들에게 안전운항을 권고한다. 이 연구에서는 기존 방법에 AI(Artificial Intelligence) 기법을 추가하여 운항자의 관점에서 위험상황을 판단하는 방법에 대해 고찰한다. 또한, 관제 효율성 증대를 위해 AR(Augmented Reality)기법을 추가한 해상교통안전모니터링 시스템에 대해 설명한다. 이 시스템은 위험상황 및 위험 우선순위 예측이 정량적으로 가능하여 복잡한 교통상황시 실제 운항자가 충돌회피하는 방법과 동일한 순차적 위험상황 해소가 가능하다. 특히, 위험상황을 관제요원의 관점뿐만 아니라 각 선박의 운항자의 관점에서 분석할 수 있어 기존의 방법보다 실제적이다. 또한, 분석결과를 통해 정량적인 위험수역 파악이 가능하여 충돌회피를 위한 권고항로 지원이 가능하다. 결과적으로 이 시스템은 해상교통상황이 복잡한 해역에서의 선박간 충돌방지에 도움이 될 것이다. 특히, 해양분야 제4차 산업혁명에 주요한 분야를 차지하는 자율운항선박에 충돌방지 기능으로 사용될 수 있을 것이다.

선박은 해양사고 발생 시 최악의 경우 퇴선을 해야 하나 특성상 협소하고 복잡하며 해상에서 운항하므로 퇴선이 쉽지 않다. 특히, 여객선의 경우 해상에서의 안전훈련을 이수하지 않은 불특정 다수의 승객들로 인해 더욱 퇴선이 어려운 상황이 된다. 이런 경우 승무원들의 피난 유도가 상당히 중요한 역할을 하게 된다. 그리고 구조자가 사고 선박에 진입하여 구조 활동을 하는 경우 어느 구역으로 진입해야 가장 효과적인지에 대한 검토가 필요하다. 일반적으로 승무원 및 구조자는 최단경로를 택하여 이동하는 것이 일반적이나 최단 경로에 사고 상황 등이 발생했을 경우 제2의 최적 경로 선택이 필요하다. 이러한 상황을 해결하기 위해 이 연구에서는 머신러닝(Machine learning)의 기법 중에 하나인 강화학습(Reinforcement Learning)의 Q-Learning 이용하여 퇴선 경로를 산출하고자 한다. 강화학습은 인공지능(Artificial Intelligence)의 가장 핵심적인 기능으로 현재 여러 분야에 사용되고 있다. 현재까지 개발된 대부분의 피난분석 프로그램은 최단경로를 탐색하는 기법을 사용하고 있다. 이 연구에서는 최단경로가 아닌 최적경로를 분석하기 위해 머신러닝의 강화학습 기법을 이용하였다. 향후 AI기법인 머신러닝은 자율운항선박의 최적항로 선정 및 위험요소 회피 등 다양한 해양관련 산업에 적용 가능할 것이다.

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.

As invigoration plan of the marine tourism, Busan City has the plan to operate the cruise ship inside of the harbor, but the area has narrow water way with heavy traffic. As a result it is requested to evaluate the safety for the preparation of actual navigation. In this study, the Ship Handling Simulation (SHS) Assessment was conducted, which is regulated by the Maritime Traffic Safety Audit Scheme (MTSAS) in compliance with the Marine Safety Law and the Maritime Traffic Risk Assessment System based on the Electronic Chart Display and Information System (ECDIS). The proximity assessment, control assessment and subjective assessment were implemented, which is enacted by the Marine Safety Law by using the SHS. In the case of proximity assessment, the probability of trespass was not analyzed. As the control assessment, the swept path was measured at 11.7 m and 11.5 m for port entry and port departure respectively, which exceeded the width of the model vessel, 10.4 m over; it was considered as a marginal factor. As a result of the subjective evaluation of the navigator, there would be no difficulty on ship maneuvering by paying particular attention to the mooring vessel nearby the Busan Bridge and Yeongdo Bridge as well as the coming vessel from the invisible sea area when the vessel is entering and departing the port. The Marine Traffic Risk Assessment System analyzed as [Cautious] level until the vessel passed the Busan bridge and the curved area at 5 kts and it became to [Dangerous] level from where it left 75 m to the Busan Bridge. When the vessel passed the Busan Bridge and the curved area at 10 kts and entered the narrow area, it indicated the [Dangerous] level and became to [Very dangerous] level from where it left 410 m to the Busan bridge. In conclusion, the vessel should maintain at the speed of 5 kts to reduce the risk when it passes this area.

선원들은 선박의 충돌, 침몰, 좌초 및 화재 등의 여러 가지 원인으로 긴급 피난을 감행해야 하는 경우가 많이 발생한다. 이러한 사고 발생 시 인명 생존율을 높이기 위해서는 피난시간 단축이 아주 중요한 요소이나 선박의 좁고 복잡한 구조는 신속한 피난에 장애 요소가 되고 있다. 또한, 선박은 해상에서 운항하는 특성으로 좋지 않은 바다 상태에서는 행동의 제약이 발생한다. 이 연구에서는 선원들의 피난시간을 증가 시킬 수 있는 요인을 확인하기 위해 현재 승선중인 선원들을 대상으로 다양한 실험을 실시하고 그 데이터를 정리하였다. 실험 시나리오는 선원들에게 피난 공간 구조를 설명한 후와 하지 않은 후로 구분하였으며 가시거리를 0 m, 3 m, 5 m으로 구분하여 피난 시간을 확인하였다. 그 결과 피난속도는 구조 설명 여부에 따른 영향은 크지 않았으나, 가시거리의 경우 5 m와 0 m 및 3 m는 최대 2.5 ~ 2.6배 차이가 있음을 알 수 있었다. 즉, 피난시간을 감소에 필요한 요인인 가시거리는 5 m 이상 확보가 중요한 요소임이 확인되었다. 향후 선박에 승객 및 선원들의 인명 생존율을 향상시키기 위해서 가시거리 확보를 위한 노력이 필요할 것이다.

우리나라는 세월호 사고 이후 해양안전에 대한 중요성이 증대되고 있다. 특히, 해양관련 종사자들에 국한하지 않고 대국민 해양안전의식 고취를 위해 학교 및 해양관련 단체에서 다양한 교육훈련 및 체험교육이 시행되고 있다. 선원의 안전교육은 SOLAS 규정에 의거 여객선은 10일, 상선은 매월 1회 소화 및 퇴선훈련을 실시하고 있다. 세월호 사고 이후 교육훈련의 효과를 증대시키기 위해 교육 정원을 기존 40명에서 20명으로 줄여 모든 교육생이 실제 교육훈련에 참여할 수 있도록 하고 있다. 현재의 교육훈련 형태는 교재에 의거한 이론교육 실시 후 실제 실습을 행하는 2단계 교육훈련이 실시되고 있다. 하지만 현재 인적, 물적 여건상 교육생들에게 많은 실습시간 부여 및 소수인원으로 구성된 실습교육이 곤란한 상황이나 시뮬레이션 기법이 도입될 경우 실습 전 숙달된 능력으로 실습교육의 빠른 진행으로 많은 실제 실습교육 수행이 가능할 것이다. 이러한 이유로 이 연구에서는 해상안전교육 중 소화훈련의 효율성을 증대시키기 위해 총 3단계로 구분한 교육훈련을 제안하고자 한다. 즉, 이론교육 후 시뮬레이션 기법을 통한 개인별 임무 숙지 및 장비 사용법에 대한 이미지트레이닝교육을 추가하고자 한다. 이러한 시뮬레이션 기법을 사용할 경우 이론교육으로 얻어진 지식을 바탕으로 실제 훈련 전 가상으로 먼저 시행함으로서 실습교육에 빠른 적응이 가능하며 시뮬레이션 특성상 실제 훈련에서는 곤란한 긴급상황 대처훈련 및 다양한 시나리오에 의한 반복훈련이 가능하다. 이렇게 실습 전 숙달된 능력을 바탕으로 실습교육의 진행 속도를 증가시켜 많은 실제 실습교육을 수행할 수 있어 교육훈련 효율성이 증대될 것이다. 실제 교육생 설문조사에 의하면 개인별 실습시간 부족을 지적하였다. 이러한 이유로 가상현실 기법을 이용한 시뮬레이터 개발이 필요하여 이 연구에서는 개발방법에 대해 고찰하였다.

일반 상선과 달리 해양플랜트 시설은 발주자가 직접 고용한 인원과 조선소에서 파견된 시운전 종사자들은 2교대로 해양플랜트공사가 종료될 때까지 혼재되어 승선한다. 그러므로 많은 인원들이 안전하게 거주할 수 있는 별도의 해양플랜트 전용생활부선을 사용하는 것이 일반적이다. 따라서 이 연구에서는 인명 안전의 관점에서 해양플랜트 전용생활부선 거주자의 생존율 향상을 위한 방법을 제시하고자 한다. 이를 위해 해양플랜트 전용생활부선에서 발생할 수 있는 다양한 종류의 사고 중 가장 많이 발생할 것으로 판단되는 화재 사고를 가정하였다. 이를 위해 국내·외 규정에 근거한 화재시뮬레이션 전산 모형을 제작하여 종사자들에 대한 피난 안전성을 분석하였다. 특히, 해양플랜트 전용생활부선에서 화재가 발생할 경우 지속적으로 훈련을 받은 선원들과는 달리 다양한 직종, 인종, 문화를 갖고 있는 인력들의 비정형화된 피난 행위로 인하여 위험성이 높아질 것으로 판단되므로 생존가능시간인 유효 피난시간을 증가시키고, 실제 피난에 소요되는 필요 피난시간을 감소시켜 생존율을 향상시킬 수 있는 구조개선 및 안전설비 설치에 대해 제안하였다.

지구 온난화로 인해 북극해에 얼음이 빠르게 해빙되어 상업적 운항이 진행되고 있다. 극한의 조건에서도 북극해 항로를 개척하는 이유는 기존 항로보다 운항거리 단축되어 경제적으로 이익을 가지고 오기 때문이다. 이에 국제해사기구(IMO)에서는 북극해 항로를 안전하게 운항하기 위해 극지운항선박 안전기준(Polar Code)이 제정하였다. 본 연구에서는 북극해 안전 운항을 위해 항해사가 반드시 알아야 하는 얼음의 종류 및 극지운항선박 안전기준에 대해 설명하였다. 그리고 북극해를 운항하는 통항선의 안전 운항에 대한 이론적 지식을 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 그 결과 안전 운항을 위해서 통항선들은 얼음 진입 전 감속을 통해 얼음을 분석하고 얼음을 안전하고 효율적으로 쇄빙하기 위해 직각으로 진입해야 함을 알 수 있었다. 또한, 얼음에 진입 후 항로(lead)운항에 대하여 시뮬레이션을 실시한 결과 변침이 곤란하여 전방의 통항선에 대한 긴급상황 대처 훈련이 필요한 것으로 판단된다. 향후 다양한 조건의 시나리오를 통해 면밀한 분석이 필요할 것으로 본다.

선박에 적재된 곡류, 철강재 등의 산적화물에 여러 가지 이유로 손상이 발생될 수 있다. 본 논문에서는 코일 운반선의 화물손상 원인 중 특히, 결로에 의한 손상과 그에 대한 방지대책에 대해 분석하고자 한다. 결로란 주위 온도가 이슬점 이하로 떨어져 물체 표면에 공기 중의 수증기가 물방울로 맺히는 현상을 말하며 일반적으로 실내외 온도차가 큰 건축물이나 선박의 화물창에서 많이 발생한다. 특히, 비슷한 시기에 기온차가 있는 전 세계를 운항하는 선박에서 흔히 발생할 수 있는 현상이다. 본 연구에서는 코일 운반선의 결로에 의한 화물손상 방지 대책에 대해 고찰하고 화물손상을 방지하기 위해 제습장치와 가열온풍장치를 병용하는 새로운 방법의 제안과 습도, 습기량, 제습장치 용량, 결로수량, 화물 및 공기와 외기의 온도 차이에 따른 화물창 내 공기와 화물 가열에 필요한 열량, 가열장치 용량 등의 산정법을 제시한다.

선박화재는 육상화재와 달리 숙련된 인원과 다양한 장비에 의한 소화활동이 곤란하므로 거의 자체적으로 소화되어야 하므로 소화가 쉽지 않다. 화재발생시 온도 상승에 의한 사망보다 연기에 의해 질식사의 경우가 더 많다. 그 이유는 화재현장에서 충분한 가시거리를 확보하지 못하여 신속하게 피난하지 못하기 때문이다. 이 연구에서는 피난에 필요한 시간을 좀 더 확보하기 위해 선박 거주구역의 높이를 기존의 2.0m에서 공동주택(아파트)의 높이에 해당하는 2.3m로 상향하여 연기거동을 상호 비교하였다. 비교 방법은 기존의 실습선 한바다호의 도면을 바탕으로 30cm 상향조정된 도면을 추가 제작하여 미국의 NIST에서 제작 운용중인 FDS를 이용하여 시뮬레이션을 실시하고 결과를 예측하였다. 온도에 의한 피난 안전시간을 예측한 시뮬레이션 결과, 화재구역에서 10m 떨어진 지점에서 피난 안전시간은 55.8초 증가하였다. 가시거리에 의한 피난 안전시간을 예측한 시뮬레이션 결과, (1) 화재구역에서 10m 떨어진 지점에서 피난 안전시간은 27.1초 증가하였고, (2) 화재구역에서 20m 지점에서는 피난 안전시간이 109.2초 증가하였으며, (3) 화재구역에서 30m지점에서는 피난 안전시간이 73.3초 증가하였다. 즉, 선박의 거주구역 높이를 육상건축물과 동일하게 할 경우 승무원의 피난안전성이 증가하는 것으로 예측되었다.