신재생 에너지 자원중 풍력발전은 비약적인 기술 발전과 시장 규모가 급속하게 성장하고 있다. 최근 육상풍력발전단지의 공간적 한계, 환경 문제 등으로 인하여 설치 공간이 해상으로 이동되었고, 더욱 풍부한 풍황 조건을 가진 깊은 수심에 설치되는 부유식 해상 풍력단지의 개발이 활발하게 진행되고 있다. 해상교통관점에서 해상풍력단지의 최적위치 선정은 선박과 풍력기들의 간섭을 최소화 하고 사고 확률이 적은 곳이며, 선박 밀집도가 낮은 해역이 최적위치로 선정된다. 본 연구에서는 유전 알고리즘 기반의 계절별 1주일 기간 선박자동식별장치 데이터를 유전자 및 염색체로 구성하였다. 80개의 유전자로 구성하고 유전 알고리즘의 적합도 평가를 거쳐 부유식 해상 풍력단지의 계절별 최적위치를 선정하였다. 더 나아가 계절별 최적위치 점수를 합산하여 최종 최적위치를 선정하였다. 분석 해역에서 최적위치는 11개로 나타났으며, 해상교통관점에서 유전 알고리즘을 통한 최적위치 선정이 적용 가능함을 확인하였다.

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.

서남해 해상풍력발전단지 내 선박 통항 금지와 조업 제한으로 인해 사업자와 어민간의 갈등이 심화되고 있다. 이러한 문제 해결을 위하여 국내에서도 유럽의 해상풍력발전단지와 같이 발전단지 내 선박 통항과 어로작업 허용을 검토하고 있다. 이 연구는 서남해 해상풍력발전단지 내 선박 통항을 가정하여 항로의 형태에 따른 해상교통위험도 발생비율을 ES 모델과 IWRAP을 이용하여 분석하였다. 또한, 항로의 형태(십자형 항로 및 격자형 항로)와 선박 통항량(현재, 3배, 5배, 10배)에 변화를 주어 위험도를 정량적으로 평가하였다. 주요 평가결과는 다음과 같다. 현재의 교통량에서 십자형 항로와 격자형 항로를 운영할 경우 조선부담감(종합환경스트레스치가 750 이상)이 높은 구간은 발생하지 않았으며, 연간 충돌확률도 큰 차이가 발생하지 않았다. 그러나 통항량이 현재보다 3배, 5배, 10배 증가함에 따라 교차지점에서 조선부담감과 연간 충돌확률이 급격히 증가함을 확인하였으며, 이를 통해 격자형 항로에서 교통류 분리를 통해 위험도를 효과적으로 분산시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 서남해 해상풍력발전단지 내에서 항로설정, 항로운영방식, 안전대책 등에 활용이 가능할 것으로 기대된다.

해상풍은 해양 현상을 이해하고, 지구 온난화에 의한 지구 환경의 변화를 분석하기 위한 필수 요소이다. 전세계 연구 기관은 해상풍을 정확하고 지속적으로 관측하기 위해 산란계(scatterometer)를 개발하여 운영해오고 있으며, 정확도는 풍향이 ±20°, 풍속이 ±2 m s−1 안팎이다. 하지만, 산란계의 해상도는 12.5-25.0 km로, 해안선이 복잡하고 섬이 많은 한반도 근해에서는 자료의 결측이 빈번하게 발생하여 활용도가 감소한다. 그에 반해, Synthetic Aperture Radar (SAR, 합성개구레이더)는 마이크로파를 활용하는 전천후 센서로, 1 km 이하의 고해상도 해상풍이 산출이 가능하여 산란계의 단점 보완이 가능하다. 본 연구에서는 일반적으로 활용되는 SAR 자료 기반 해상풍 산출 알고리즘인 Geophysical Model Function (GMF, 지구 물리 모델 함수)를 밴드별로 분류하여 조사하였다. 상대 풍향, 입사각, 풍속에 따른 후방산 란계수를 L-band Model (LMOD, L 밴드 모델), C-band Model (CMOD, C 밴드 모델), X-band Model (XMOD, X 밴 드 모델)에 적용하여 모의하였고, 각 GMF의 특성을 분석하였다. 이러한 GMF를 SAR 탑재 인공위성 자료에 적용하여 산출한 해상풍의 정확도 검증 연구에 대해 조사하였다. SAR 자료 기반 해상풍의 정확도는 영상 관측 모드, 적용한 GMF의 종류, 정확도 비교 기준 자료, SAR 자료 전처리 방법, 상대 풍향 정보 산출 방법 등에 따라 변하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 국내 연구자들의 SAR 자료 기반 해상풍 산출 방법에 대한 접근성이 향상되고, 고해상도 해상풍 자료를 활용한 한반도 근해 분석에 이바지할 것으로 기대된다.

본 연구는 해상풍력발전단지 내 어업의 가능성을 살펴보고자, 어구 및 어법이 해상풍력발전단지 내 터빈과 해저케이블에 미치는 위험도를 평가하였다. 서남해 해상풍력발전단지를 연구 대상 해역으로 설정하여, 주변 국가어항의 선박 현황을 조사하였다. 어선의 현 황을 참조하여 22개의 어구 및 어법에 대하여 위험도 평가 기준을 설정하고, 전문가를 통해 위험도를 평가하였다. 위험도가 낮아 해상풍 력발전단지 내에서도 조업이 가능하다고 판단되는 어구 및 어법은 외줄낚시, 대낚시, 멸치챗배였으며, 위험도가 보통으로서 조업이 가능 하기는 하나, 주의가 필요하다고 생각되는 어구 및 어법은 바닥주낙, 뜬주낙, 끌낚시, 오징어채낚기, 문어단지, 주꾸미소호, 연안통발, 주목망, 낭장망, 고정자망, 유자망이었다. 위험도가 높아 해상풍력발전단지 내 조업이 어렵다고 판단되는 어구 및 어법은 형망, 빔트롤, 건착망 류였으며, 위험도가 아주 높아 해상풍력발전단지 내 어업이 허용되기 어렵다고 판단되는 어구 및 어법은 안강망, 기선권현망, 오터트롤, 외끌이기선저인망, 쌍끌이기선저인망이었다.

항로에서의 위험도 평가 모델은 해상 교통량을 기초로 다양한 형태의 수학적 분석 방법 등이 응용되고 있다. 국내 해상교통안 전진단에서는 항로를 통항하는 선박 규모를 표준화시킨 해상교통혼잡도 모델을 활용하고 있으며, 해상교통혼잡도가 높으면 충돌과 같은 위험상황이 발생할 개연성이 높다고 해석하고 있다. 그러나 항로의 특정 지점에서 관측된 해상 교통량의 밀도 변화가 항로의 위험도를 표현할 수 있는지 보다 면밀한 과학적 검토가 필요하다고 판단된다. 본 연구에서는 항로에서의 충돌 및 좌초 등의 위험도를 확률적 기법으로 평가하는 IWRAP Mk2(IALA 공식 추천 평가모델) 모델로 항로 위험도를 체계적으로 평가하고, 동일 해역에서 해상교통혼잡도 모델로 해상교통혼잡도를 평가하여 항로 위험도와 해상교통혼잡도의 연관성을 분석하였다. 분석 결과, R2이 0.943인 선형함수가 도출되었으며, 유의수준에서도 유의성이 있는 것으로 분석되었다. 또한 Pearson 상관계수가 0.971로 높게 나타나 강한 정적 상관관계를 보였다. 이처럼 각각의 수학모델의 공통적인 입력 변수의 영향으로 항로 위험도와 해상교통혼잡도는 강한 연관성을 가지는 것으로 확인되었다. 이러한 연구 결과를 기반으로 항로 위험도를 예측할 수 있는 평가 기법이 고도화될 수 있는 모델 개발을 위한 응용 자료로 활용되기를 기대한다.

최근 선진국과 국제무역기구의 동향에 따르면, 9·11테러 이후 선진해운국들은 국제 사회의 주요 이슈로 등장한 선박, 항만, 항공, 철도 등을 포함한 국제물류 전 단계에서의 보안과 효율성 강화, WCO, 미국, EU가 주도하는 무역안전망 등을 확보를 위한 국제물류보안체제 구축을 적극적으로 추진하고 있다. 특히 최근 자율운항선박 및 위험물 운반선박 등과 관련된 사이버 보안 위험에 대한 관심과 관리의 중요성 부각되고 있음에도 불구하고, 여전히 단위 연결점에 대한 안전관리만 이루어지고 해상물류 전 구간에서 발생할 수 있는 보안 사고를 사전에 예방하는 관리가 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 따라서 이 연구에서는 선박 보안사고의 실태 및 원인을 파악하여 선박보안 관리의 특성을 고찰함과 동시에 선박보안 관리 시스템의 취약성을 분석하였다. 그리고 이 연구는 해상공급사슬보안(maritime supply chain security)의 개념과 특징, 보안위험과 공급사슬의 취약성을 파악하고, 국제기구와 관련된 해상공급사슬보안제도와 주요국의 해상공급사슬보안 인증제도에 대한 현황 분석 및 시사점을 도출하여 해운물류회사의 경쟁력 향상을 위한 정책적 개선(안)을 제시하였다.

민간선박을 대상으로 한 해적행위는 선박과 선원의 안전을 위협하는 위해요인으로서 국제사회는 공조를 통하여 다양한 안전조치들을 마련하기 위해 노력하고 있다. 이 중 국제해운업계의 대응책으로서 육상의 민간경비원과 같이 선박에 승선하여 경비업무를 실시하는 해상특수경비원은 해적공격으로부터 효과적으로 대응할 수 있는 조치로서 주목을 받으며 빠른 속도로 전 세계적으로 확산되었다. 국내적으로도 지난 2017년 12월 국제항해선박 등에 대한 해적행위 피해예방에 관한 법률을 시행함으로써 그 동안 해상특수경비원과 관련된 국내 법적 미비사항을 정비하였다. 그러나 국내외적으로 갑작스럽게 단기간에 등장한 해상특수경비원에 대한 법적 지위에 대한 검토가 이루어지 않았으며, 이에 대한 국제법도 마련되어 있지 않다. 이 논문에서는 ILO의 해사노동협약, 국내법으로서 선원법과 경비업법의 검토를 통해서 이들이 선원으로서의 법적 지위를 가질 수 있는지, 그리고 선원의 지위를 부여함에 있어서 어떠한 법적인 제한이 있는지를 검토하였다. MLC은 해상특수경비원을 명시적으로 선원의 지위를 인정하고 있지는 않지만 제도적 제한은 없다. 그러나 국내법적으로 해상특수경비원은 경비업법상 특수 경비원과는 구별되는 경비원으로서 매우 유사한 개념으로 이해된다. 또한 선원 법상의 선원의 지위로서 인정되기에는 제도적 제한이 있으며, 사회적인 협의가 이루어지지도 않은 상황이다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로서 선박 안전법상의 임시승선자 지위를 부여하는 방안을 제시한다.

상법 제795조 제2항과 제796조는 운송인의 손해배상책임에 대한 다양한 면책 사유를 규정하고 있다. 상법상 위와 같은 운송인의 면책사유들은 그 법적 성질 과 요건이 각 상이하다는 차이점은 있으나, 그 논리적 전제로서 운송도구로서의 감항능력을 갖춘 선박과 함께 선박을 조종하는 인적요소로서의 선원 등을 구비할 것을 공통적으로 요구하고 있다. 그런데 최근의 정보공학기술 및 인공 지능 등의 발전에 따라 과거에 인간에 의해 이루어지던 운송수단의 조종이 무인화 되고 있고, 해상운송에 있어서도 무인선박의 건조 및 운항이 현실화되고 있다. 조만간 상용화될 것으로 예상되는 무인선박의 운항은 기존 해상운송 법 제와 전반적인 측면에서 법리적 문제를 발생시킬 것으로 예상되는데, 특히 무인선박의 운항이 상법 795조 제2항과 제796조가 규정하는 면책사유의 해석과 적용에 어떤 영향을 미칠 것인가 하는 점에 대한 고찰은 실천적 가치가 있다. 무인선박의 경우 운송인 등의 감항능력주의의무 위반사실이 인정되지 않는 한, 선내에 선원이 승선하지 않는다는 점에서 원칙적으로 선원 등의 항해과실을 이유로 한 면책이 적용될 소지는 없다고 볼 것이다. 또한 무인선박의 경우에는 선박의 운항을 위한 각종 정보통신 관련 기기 및 전자장비가 유인선박에 비해 상대적으로 더 많이 장치되어야 한다는 점에서 이들 운항 관련 장비들의 적절 한 유지 · 관리상 과실로 인해 발생한 손해에 대해서는 운송인 등이 면책될 소지도 있을 것이나, 상법 제796조에서 규정하는 법정면책사유 중 하나인 「선박 의 숨은 하자」와의 관계에 있어서는 해석상 어려운 문제를 제기한다. 나아가 상법 제796조가 규정하는 법정면책사유인「해적행위나 그 밖에 이에 준한 행위」·「해상에서의 인명이나 재산의 구조행위 또는 이로 인한 항로이탈이나 그 밖의 정당한 사유로 인한 항로이탈」·「선박의 숨은 하자」의 해석과 관련해서 도법적 문제가 제기될 수 있다. 특히「해적행위나 그 밖에 이에 준한 행위」 의 해석 · 적용과 관련해서는 외부의 제3자가 자율운항선박의 운항장비 등을 해킹하는 등 불법적으로 통제하는 방법으로 자율운항선박 및 운송물의 점유를 취득하는 경우에 현행 법제상 운송인이 면책될 수 있을 것인가 하는 문제가 있다. 입법론으로서, 향후 사이버 해킹 등을 통한 선박 등의 탈취행위의 경우에도 일정한 요건 하에서 운송인의 면책을 허용할 수 있도록 포괄적 면책규정을 상법 제796조에 신설할 필요가 있다.

동해 연안지역의 고해상도 파랑예측을 위하여 통계적 규모축소화 방안을 적용하여 고해상도 동해 연안 파랑예측시스템을 구축하였다. 예측시스템을 구축하기 위하여 기상청 현업에서 예측된 동해 및 남해 연안파랑예측모델과 전구 파랑예측모델의 예측결과를 이용하였다. 3일까지는 연안파랑예측모델들의 결과를 그대로 활용하였고 3일 이후 7일까지는 전구파랑예측모델의 예측결과를 통계적 규모축소화 방안(역거리 가중 내삽방법과 조건부합성방법)을 적용하여 예측하였다. 예측된 고해상도 연안예측시스템을 이용하여 예측된 파고의 2차원 공간분포는 연안예측모델의 초기장(분석장)과 자기상관관계를 이용하여 검증하였고 부이 등 해양관측소 자료를 이용하여 파고 및 풍속 예측을 검증되었다. 수치모델의 예측성능과 유사하게 초기시간에는 예측성능이 높게 나타났으나 시간이 지남에 따라 예측성능이 점진적으로 감소되었다. 전체 기간의 파고 예측결과를 파고 관측자료를 이용하여 검증하였을 때 역거리 가중 내삽과 조건부합성방법 적용에 따른 상관계수와 평균 제곱근 오차는 0.46과 0.34 m에서 0.6과 0.28 m로 개선되었다.

이 논문에서는 지진 하중을 받는 꼬인 삼각대 지지구조를 갖는 해상풍력발전기의 지진 신뢰성 해석 방법을 제시한다. 수 평하중에 대해서 면외 변위가 발생하는 꼬인 삼각대지지 구조의 기하학적 특성과 지반의 비선형성을 포함한 지반-말뚝 상호작용을 고려하기 위한 구조물의 3차원 동적 유한요소 모델을 제시하였다. 지진신뢰성 평가를 위해 재현주기별 인공지진파를 사용한 시간이력 해석을 통해 말뚝 두부의 수평변위로 정의된 한계 상태식에 대하여 파괴확률을 산정하였다. 비선형 시간이 력해석에 의한 한계상태식 평가를 고려하여 효율적으로 신뢰성 해석을 하기 위해 Markov Chain Monte Carlo 샘플링 방법을 적용한 부분집합 시뮬레이션 방법의 적용을 제시하였다. 제시한 방법은 2차원 모델 및 정적해석만으로는 정확한 결과를 도출할 수 없는 꼬인 삼각대 지지구조를 갖는 해상풍력발전기의 신뢰성 평가 및 설계기준 개발에 활용될 수 있음을 보였다.