항만 및 연안의 관제구역 내에서는 VHF를 이용하여 24시간 해상교통관제가 이루어지고 있다. 그러므로 VHF 교신을 분석하면 관제구역 내의 선박 움직임이나 관제사의 관제패턴을 확인할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 VHF 교신분석으로 관제사가 관제구역 내 위험상황을 관제하는 간격을 도출하고 관제 가이드라인 및 위험한 상황을 사전에 대비할 수 있는 기초 자료로 제공하고자 한다. 이를 위하여 부산항을 대상으로 7일간 VHF 교신을 청취하고, VTS가 직간접적으로 관제한 선박에 대하여 Park 모델을 이용하여 위험도를 도출하였다. 이를 이용하여 단위시간당 일정 위험도 이상의 선박을 관제하는 빈도확률이 푸아송 분포를 따르고 있음을 확인하였고, 그 결과 VTS가 선박을 직접 관제에 개입할 경우는 3.50시간마다, 특히 주간시간대의 경우 2.85시간마다 관제하는 것으로 분석되었다. 그리고 3.84시간마다 일정 위험도 이상의 선박간의 교신이 있음을 확인하였다.

본 연구에서는 해상교통혼잡도에 영향을 미치는 요소인 선박점용영역크기, 선박의 속력, 항로폭에 대한 민감도 분석을 실시하였으며, 가장 민감한 요소로 선박점용영역을 도출하였다. 선박점용영역에 대해 일본, 덴마크 해협, 중국 상하이항에서의 점용영역에 대한 기존 연구사례를 조사하고, 우리나라 진해만 피항시의 해상교통관측조사를 통한 선박점용영역을 도출하여 비교 분석하였다. 민감도 분석 결과, 선박속력 1노트 변화시 10 %, 항로폭 100미터 변화시 18 %, 점용영역 장직경 1L 변화시 34 %∼43 %의 영향이 미치는 것으로 분석되었다. 그 결과, 현행 진단제도에서 사용하는 8L×3.2L, 6L×1.6L은 일본의 3.5L×1.5L, 중국 상하이항 5.9L×2.2L, 덴마크 해협 4L×5B 및 진해만 피항시의 선박점용영역 3L×2L과 큰 차이가 있음을 확인하였다.

해상에서는 선박 운항과 관련하여 크고 작은 해양사고가 지속적으로 발생하고 있으며, 이러한 해양사고는 소중한 인명의 사상과 재산상의 손실뿐만 아니라 심각한 해양환경 오염 피해를 유발하고 있다. 그리고 해상물동량 증가 및 교통 환경의 복잡화에 따른 해양사고 발생 개연성 및 사고로 인하여 해양오염 피해가 증가하고 있는 것 또한 사실이다. 최근 우리나라에서는 이러한 해상에서의 해상교통 안전성 평가를 위하여 대상해역에서의 해상교통환경과 관련된 일반적인 정보 및 위험도 정보를 제공하고, 해상교통환경 평가를 통한 해역 위험도 여부를 평가할 수 있는 평가지표 개발이 진행 중이다. 본 연구에서는 선박운항자의 위험의식을 바탕으로 하여 다양한 운항 조건에서 선박운항을 재현할 수 있는 선박조종 시뮬레이션을 이용하여 해상교통 평가의 유효성을 확인하고자 하였다. 이러한 시뮬레이션 결과에 대한 주관적 위험도의 측정이 통항선박의 해상교통 평가의 유효성을 대표하는지를 확인하기 위하여 분산분석법을 이용하여 선박운항자의 특성과 선박간 거리, 속력, 조우형태와 같은 각 요소들 간에 차이가 존재하는지를 분석하였다. 또한 각 요소들 간의 위험도 차이 정도를 다중비교를 통하여 분석하여 위험도 차이를 통계적 측면에서 수치의 변화를 확인할 수 있었다.

최근 해상교통안전진단제도가 국내에 도입되면서 선박의 안전여부를 판별하는 중요한 핵심 기술 요소로 다양한 항행 환경을 인위적으로 재현하는 선박조종시뮬레이션이 활용되고 있다. 그러나 현행 시행지침에 명시된 진단기술은 국내 시뮬레이터 보유 기관에서 공통적으로 활용하고 있는 수행 절차 및 평가 방법 등을 일반화한 것으로 이에 대한 적절한 보완 또는 개선이 필요하다. 본 연구는 현행 선박조종시뮬레이션 진단기술의 기술력 분석과 함께 한계점 및 문제점 등의 적정성 평가를 수행하였다. 또한 선박조종시뮬레이션 선박모델의 표준화, 표준조선법, 평가 방법 등의 고도화 방안을 제시하였다. 이러한 연구 결과는 선박조종시뮬레이터 시스템 개선은 물론 해상교통안전진단제도에 활용되고 있는 진단 기술의 정량화 및 신뢰성 향상에 기여할 것으로 사료된다.

To establish a vessel safety management system for improving the safety of vessel's traffic and preventing vessel's traffic accidents, the state of marine traffic in the Busan South Port was investigated and analyzed as preliminary survey of the countermeasures. As a result of the study, there are 1,158 vessels in a day, 48 vessels in an hour, and the maximum traffic is about 118 vessels between 16:00 and 17:00 hours everyday, which requires to establish and operate a traffic control system necessarily for ensuring vessel's traffic safety. Furthermore, passages of tanker, passenger ship, cargo vessel and government vessel showed to sail along main traffic lane to be obtained enough sea depth at the survey area. However, passages of fishing vessel and launch showed to sail freely at all survey area owing to outstanding maneuverability and a shallow draft. Some vessels of launch sailed along main traffic lane, but other vessels crossed to sail it. The passages to cross main traffic lane is higher the risk of collision. Therefore, safety measures are urgently needed for the operation of the Busan South Port management system and the prevention of marine pollution.

우리나라 연안 해역은 빈번한 선박조우로 인한 해양사고 발생 잠재 위험이 높은 해역이며 현재 각 항만의 VTS 관제실에서 VHF통달거리를 넘어서 통항하는 선박에 대하여는 정보 파악 자체가 불가능하고, VTS 관제범위 바깥해역에서는 효율적인 교통관리가 어려워 관련사고 예방이 어려운 실정이다. 최근 우리나라는 항만의 확장 및 신항만 개발에 따른 해상교통안전성 평가는 있지만 실시간으로 변화하는 해상교통환경 변화에 따른 위험도 정보를 제공할 수 있는 시스템은 없는 실정이다. 따라서 대상해역에서의 해상교통환경과 관련된 일반적인 정보 및 위험도 정보를 제공하고, 해상교통환경 평가를 통한 해역 위험도 여부를 평가할 수 있는 평가지표 개발이 필요하다. 본 연구에서는 선박운항자의 위험의식을 바탕으로 선박의 전장별, 선박의 조우 형태 중 횡단(Crossing situation) 상황에 따른 마주치는 각도(045˚, 090˚, 135˚), 추월(Overtaking) 및 정면으로 마주치는 경우(Head-on situation)와 좌현, 우현에서 선박을 조우하였을 경우와 항계 내 및 항계 밖에서의 경우, 타선과의 속력 중 비슷하거나 또는 느리거나 빠를 경우, 타선과의 속력차에 따른 경우, 타선과의 거리에 따른 선박운항자의 주관적 위험도를 조사 분석하여 해상교통안전성 평가모델 개발을 위한 기초 식을 제안하였다. 제안한 기초 식은 국내 해상교통환경 평가에 적합한 것임을 확인하였다.

컴퓨터 비젼을 이용한 항행선박의 항적을 계산하고 교통량을 측정하는 방법은 해양사고의 예방관점에서 사고발생 가능성 여부를 예측해 볼 수 있는 유용한 방법이다. 본 연구에서는 컴퓨터 비젼을 이용하여 영상축소, 미분연산자, 최대 최소값 등을 이용하여 선박을 인식한 후 실세계 상에서의 좌표 값을 계산하여 실시간 항적을 전자 해도에 표시함으로서 해상 구조물과의 충돌여부를 직접 육안으로 확인 할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 알고리즘은 영역 정보를 기반으로 개발되었기 때문에 점 정보에 의존하고 있는 기존 레이더 시스템의 단점을 보완하는 장점을 지니고 있다.