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.

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.

본 연구에서는 대정해상풍력단지 설치 해역과 인근수역을 이용하는 선박교통량과 해상교통흐름의 패턴을 분석하고 단지 조성 후 합리적인 대체통항로 지정에 따른 교통량을 예측하였다. 또한 예측된 교통량을 근거하여 통항로별 통항안전성을 평가하고 검토함으로써 선박의 안전운항에 필요한 제반조건 및 대책을 제시하였다. 풍력단지 설치 해역과 인근수역의 해상교통흐름 패턴을 분석한 결과 총 8가지의 교통흐름으로 분류되었고, 연간 교통량은 8,975 척으로 예측되었다. 이를 근거로 단지 조성 후 4가지의 대체 통항로 지정에 따른 교통량을 예측하였다. 예측된 교통량과 SSPA의 동력선충돌모델을 이용하여 통항안전성을 평가한 결과 충돌 및 침로이탈확률에 관한 국내 안전기준 10-4 이하를 만족하므로 계획된 대체통항로가 유용함을 확인하였다.