최근 해사산업 분야에서는 4차 산업혁명의 대명사로서 자율운항선박 관련 자율운항기술 및 원격운항기술 등의 개발이 활발히 진행되어 자율운항선박에 대한 본격적인 실증이 현실화되고 있다. 이러한 자율운항선박이 현실화가 된다 면 이러한 선박이 국제해사협약 체계 내에서 아무 문제없이 운항이 가능해야 할 것이며, 이를 위한 정책적, 법제적 준비가 제대로 이루어져야 할 것이다. 이 를 위해 자율운항선박이 운용되기 위하여 반드시 고려되어야 하는 인적요인의 역할 변화에 대한 법제적 및 기능적 검토가 필요하다. 먼저 국제협약 및 국내법에서는 인적요인에 대한 여러 규정을 두고 있으며 선박의 해상에서의 안전을 확보하기 위하여 자격 있는 선원의 승선 및 통제를 전제로 하여 선박과 인적요인을 분리하고 있지 않다. 다만, 자율운항선박의 경 우 기국이 재량에 따라 판단하여 선원이 승선하지 않아도 안전하고 효율적으로 선박을 운항할 수 있다고 판단한다면 반드시 선원의 승선이 필요한 것은 아니 라고 볼 것이다. 특히, 선박의 안전운항을 위하여 그동안 선장 및 해기사가 수 행해 온 역할들이 누락없이 축소된 최소 선원, 원격운항자 및/또는 첨단기술로 적절히 이전된다면 그러한 시대변화를 뒷받침할 수 있을 것으로 보인다. 따라서 이 논문에서는 IMO에서 논의가 되고 있는 원격운항자의 역할과 책임 과 관련하여 기존 해기사의 기능 중 원격운항자가 이어 받아 수행할 수 있는 기능을 식별하고 그러한 기능에서 요구되는 해기능력을 확인하여 제시하고자 하였으며, 향후 원격운항자의 요구능력으로 참조할 수 있을 것이다.

곧 다가올 미래에는 자율운항선박, 육상 원격제어센터에서 제어되는 선박, 그리고 항해사가 탑승하여 운항하는 선박이 함 께 공존하며 해상을 운항할 것이며, 이러한 상황이 도래했을 때 해상 교통 환경의 안전을 평가할 수 있는 방법이 필요할 것으로 사료 된다. 이에 본 연구에서는 자율운항기술을 사용하여 항해사가 직접 조종하는 선박과 자율운항선박이 공존하는 해상환경 하에서 선박 조종시뮬레이션을 통해 통항 안전성을 평가하기 위한 방안을 제시하였다. 자선은 6-자유도 운동 기반의 MMG 모델을 심층 강화학습 기법 중 하나인 PPO 알고리즘으로 학습하여 자율운항 기능을 갖출 수 있도록 설계하였다. 타선은 평가 대상 해역의 해상 교통 모델 링 자료로부터 선박이 생성되도록 하였고, 기 학습된 선박모델을 기반으로 자율운항 기능을 구현되도록 하였다. 그리고 해양기상 자 료 데이터베이스로부터 조위, 파랑, 조류, 바람에 대한 자료를 수집하여 수치 모델을 수립하고 이를 기반으로 해양기상 모델을 생성하 여 시뮬레이터 상에서 해양 기상이 재현되도록 설계하였다. 마지막으로 안전성 평가는 기존의 평가 방법을 그대로 유지하되, 선박조 종시뮬레이션에서 해상교통류 시뮬레이션을 통한 충돌 위험성 평가가 가능하도록 하는 시스템을 제안하였다.

4차 산업혁명의 도래로 인한 기술혁신은 자율운항선박을 중심으로 해상 운송분야까지 활발한 발전을 불러왔다. 특히, 현재의 선원이 직접 운항하는 방식인 유인선박 사이에서 운항하게 될 자율운항선박은 자율도에 따라 원격제어를 통해 운항을 수행하며, 육상에 서 이를 제어할 원격운항자에 대한 관심 또한 늘어나고 있다. 하지만 아직 원격운항자가 개입이 필요한 상황이 동시에 발생하는 등을 고 려한 원격운항자 최소 인력 요구사항에 대한 연구는 부족한 상황이다. 본 연구는 특정 해역 구간의 누적된 항적데이터를 활용하여 선박 간에 발생할 수 있는 조우상황에서 원격운항자의 개입이 필요한 상황을 정의하고, 해당 구간을 특정 규모의 자율운항선박 선대로 운항하 였을 때, 원격운항자의 개입이 동시에 필요한 상황이 얼마나 발생하는지를 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 연구의 결과는 향후 실제 자율 운항선박 선대를 운행할 원격운항센터의 원격운항자의 적정인력 배치 등의 계획 또는 정책 수립에 활용될 기초 자료로 활용될 것으로 기 대한다.

자율운항선박이 부두 근처에 도착하여 예선이나 도선사의 도움 없이 선박을 자동으로 접·이안하기 위해서는 부두를 인식하고 주어진 외력 조건에서 부두까지 정해진 접안속도로 접안하기 위한 스러스터 출력과 출력각을 산정해야 한다. 이에 본 연구에서는 선박이 접안 중에 작용하는 외력과 모멘트를 분석하고 자동접안을 위한 스러스터의 출력 계산과 자동접안 프로그램 개발을 위한 기본개념을 설 계하였다. 선박이 접안 중 바람에 의해 선체에 작용하는 풍압력은 풍압면적을 기초로 선형과 풍향각에 따라 계산하였으며, 선체에 작용하 는 유압력은 조류에 의한 유압력과 접안속도에 따른 유압력을 분리하여 계산하였다. 그리고 선박의 횡방향 힘에 따라 선박을 회전시키는 회두모멘트를 계산하였다. 접안 중 선박에 작용하는 힘과 회두모멘트를 고려하여 부두와 평행하게 접안하기 위한 스러스터 출력과 출력 각을 계산할 수 있는 이론식을 제시하고 다른 변수들로 인한 회두를 PID 제어기로 제어하였다. 또한, 이론식에 필요한 입력요소를 분석하 여 프로그램 개발을 위한 기본개념을 제시하였다.

IMO에서는 자율운항선박의 자율화등급을 제1단계부터 제4단계까지 분류하 였고, 등급이 올라감에 따라 선박조종의 주체는 선원, 원격운항자, 인공지능으 로 바뀐다. 한편, 현행 해상법에서는 선박충돌사고가 발생했을 때, 직접적인 선 박충돌의 행위자는 선원이지만 그 책임은 과실과 관계없이 선원을 고용한 선박 소유자가 진다. 그런데, 선원과 원격운항자는 법인격을 가진 사람이지만 인공지능은 사람도 아니고 선박소유자의 피용자도 아니다. 따라서 내적요소인 인공 지능과 외적요소인 선박이 결합된 완전자율운항선박의 충돌사고에서는 손해배 상책임을 선박소유자에게 이전시킬 수 없을 뿐만 아니라 직접적인 선박조종을 실행하여 사고를 일으킨 인공지능에게 피해자는 손해배상책임을 물을 수도 없다. 이러한 이유로 완전자율운항선박 충돌사고에서 손해배상책임을 어떻게 적용 할 것인가를 다각적으로 검토하였다. 그 방안으로 인공지능에 대한 법인격 부 여, 제조물책임, 공작물책임, 위험책임주의가 검토되었고, 그 중에서 위험책임 주의가 가장 적합한 것으로 보인다.

자율운항선박 기술은 점차 발전하고 있다. 하지만 완전 자율운항선박이 등장하기 전까지는 원격운영센터에서 원격운영자가 제 어하는 형태를 가지게 될 것이다. 그러나 현재 그들의 면허체계는 국내외적으로 정해지지 않았다. 역량이 검증되지 않은 원격운영자의 등 장은 항행 안전에 위험이 될 것이다. 본 논문에서는 문헌 연구를 통해 원격운영자의 면허체계를 위해 고려해야 할 평가기준과 국내 해기 사 면허체계 내에서 수립할 수 있는 방안을 모색하고 AHP를 활용하여 분석하였다. 그 결과 원격운영자의 면허체계를 위해서는 우선적으 로 법률제정이 필요하고 선박직원법 제4조 해기사 면허의 직종에 원격운영자의 직종을 추가하는 방안이 가장 선호되었다. 이에 따라 원 격운영센터의 조직구성도 기존 선박의 선교인적관리 조직과 유사하게 형성할 수 있을 것이다. 본 연구는 자율운항선박의 인적 관리 측면 에서 원격운영자의 효율적인 양성과 항행 안전에 이바지할 수 있을 것이다.

양식장 부표 등과 같은 해상의 소형 장애물을 탐지하고 거리와 방위를 시각화시켜 주는 해상물체탐지시스템은 선체운동으로 인한 오차를 보정하기 위해 3축 짐벌이 장착되어 있지만, 파도 등에 의한 카메라와 해상물체의 상하운동으로 발생하는 거리오차를 보정 하지 못하는 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 외부환경에 따른 수면의 움직임으로 발생하는 해상물체탐지시스템의 거리오차를 분석하 고, 이를 평균필터와 이동평균필터로 보정하고자 한다. 가우시안 표준정규분포를 따르는 난수를 이미지 좌표에 가감하여 불규칙파에 의 한 부표의 상승 또는 하강을 재현하였다. 이미지 좌표의 변화에 따른 계산거리, 평균필터와 이동평균필터를 통한 예측거리 그리고 레이저 거리측정기에 의한 실측거리를 비교하였다. phase 1,2에서 불규칙파에 의한 이미지 좌표의 변화로 오차율이 최대 98.5%로 증가하였지만, 이동평균필터를 사용함으로써 오차율은 16.3%로 감소하였다. 오차보정 능력은 평균필터가 더 좋았지만 거리변화에 반응하지 못하는 한계 가 있었다. 따라서 해상물체탐지시스템 거리오차 보정을 위해 이동평균필터를 사용함으로써 실시간 거리변화에 반응하고 오차율을 크게 개선할 수 있을 것으로 판단된다.

최근 주요 국가들은 자율운항선박의 핵심기술을 개발하고 실제 선박에 대해 시범운항을 거쳐 상용화를 추진하고 있다. 이러한 자율운항선박의 시범운항 또 는 실증시 예기치 않은 사고가 발생할 경우 책임은 누구에게 있는지 그에 따른 손해보상은 어떻게 이루어지는지 확인할 필요가 있다. 먼저 규제자유특구 및 지역특화발전특구에 관한 규제특례법에 따라 자율운 항선박 실증시 사고 발생에 따른 인적 손해 및 물적 손해 등에 대해 실증사 업자에게 1차적 책임이 있다. 아울러 이러한 손해배상책임을 보장하기 위하여 실증사업자에게 책임보험이나 공제에 가입하도록 규정하고 있다. 이는 유럽연 합, 벨기에, 핀란드 등의 해외 사례에서도 시범운항에 대한 전적인 책임을 시 험기관에 부과하고 있으며, 선박보험, 책임보험 등의 가입을 의무화하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 기본적으로 실증사업자인 실증기관·연구단체에 책임이 있으나, 제조물의 결 함으로 손해를 입힌 경우 제조업자에게 책임을 물을 수 있을 것으로 보인다. 즉, 자동계류시스템, 원격제어시스템의 오류·결함 등으로 인해 손해가 발생한 경우 예상 가능한 오류로 인해 사고가 발생하였다면 원격시스템 개발자에게 제조물 책임을 물을 수 있으나, 예상 불가능한 오류일 경우에는 개발자에게 제조물 책임을 묻기 어려울 것으로 보인다. 자율운항선박 실증시에는 충돌 등의 사고로 인해 시험선, 타 선박에 물적 손해, 인적 손해, 해양오염 손해 등을 야기할 수 있다. 충돌사고로 인한 시험 선 물적 손해의 경우 모두 선박보험에서 보상되며, 타 선박의 물적 손해의 경 우 3/4은 선박보험에서 보상하고 나머지 1/4은 P&I보험에서 보상하게 된다. 부두의 물적 손해는 기본적으로 P&I보험에서 보상되며, 인적 손해, 해양오염 손해 또한 기본적으로 P&I보험에서 보상되기 때문에 선박 실증 전에 선박보 험회사나 P&I 조합에 실증시 위험에 대한 보상 여부를 확인하고 추가 보험료 가 있는지를 확인해야 한다.