항만 및 및 어항 설계기준에서는 항로의 설정 시 선박의 안전 항행을 보장하고 조선이 용이하도록 설계되어야 한다고 정의하 고 있다. 그중 항로 폭 설정은 항로를 설정함에서 중요한 조건 중 하나이다. 그러나 우리나라 항로 폭 설정 기준은 국외의 정량적 평가 기준과 비교하여 정성적 평가 기준에 비중이 있다. 선박이 항주 중에 받는 저항에 직·간접적으로 영향을 미치는 것이 바람, 조류, 파랑 등 의 자연환경 요소이다. 자연환경 요소의 크기에 따라 항주 중인 선박에 미치는 영향이 안전 운항에 위협이 되기도 한다. 이를 방증하듯 우리나라에서는 자연환경 여건에 따라 선박 출항 통제를 규정하고 있다. 이처럼 선박 안전 운항에 밀접한 관계가 있는 자연 환경적 요인 을 반영하기 위해 국외의 항로 설계지침에서는 자연환경 요소들의 정량적 평가 기준을 제시하여 항로 폭 설계 시 반영하고 있지만 우리 나라는 외력을 고려한 구체적인 평가 기준이 마련되어 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 목포항 입·출항 선박들의 항적을 기초 자료로 활용하여 실제 선박들이 운항하면서 사용한 항로 폭과 자연환경 요소와의 관계를 분석하고 이를 바탕으로 조류 크기에 따른 필요 항로 폭을 제시하고 국외의 항로 설계지침과 비교하였다.

본 논문에서는 마리나 항의 상하가 시설 및 장비의 형태를 분석하고 마리나 이용 대상 선박을 기준으로 기 설치된 마리나의 상하가 시설(리프트 피어)과 장비(마린 모바일 리프트)에 대한 분석을 통해 상하가 시설 및 장비의 설치기준을 마련했다. 국내에서 운항중인 선박 총톤수에 따라 요구되는 리프트 피어의 내부 간격은 35톤 선박은 5.50 m, 50톤 선박은 6.20 m이며, 이를 상하가하기 위한 마린 모바일 리프트의 내측 폭은 35톤 선박은 6.10 m, 50톤 선박은 6.80 m가 필요하다. 국내 마리나에 설치된 리프트 피어는 목표한 선박을 인양할 수 있는 곳은 2곳으로 나타났으며, 그 외 다른 마리나의 리프트 피어 내부 간격은 0.35 ~ 0.50 m가량 좁았다. 또한 운용 중인 마린 모바일 리프트 중 목표한 선박을 상하가하기 위해 필요한 내측 폭을 확보한 장비는 2개로 나타났으며, 그 외 마린 모바일 리프트 내측 폭이 0.3 ~ 0.6 m가량 부족했다.

최근 총톤수 16만 톤급 이상의 대형 크루즈선이 국내 항에 정기입항하고 있다. 크루즈를 이용한 국내 관광객이 증가함에 따라 정부에서는 크루즈산업 활성화를 위해 항만기반시설 확충에 많은 노력을 하고 있다. 현재 국내 주요 항구에서 크루즈전용부두 공 사가 진행되고 있다. 그러나 국내 항만 및 어항설계기준에는 크루즈선 및 접안시설에 대한 표준제원이 제시되어있지 않다. 대상선박의 표준제원이 제시되어있지 않아 전용시설물 설계 및 인허가에 많은 어려움이 예상된다. 그래서 본 연구에서는 크루즈선에 대한 표준제 원을 제시하기 위하여 현재 운항중인 크루즈선의 톤수별 대표선형의 제원을 분석하고 PIANC 사례 및 국내 항설기준을 비교분석 하였 다. 분석결과 크루즈선은 연안여객선과 선박제원 및 선박조종성능에 차이가 있음을 알 수 있었다. 따라서 크루즈 전용시설물 설계를 위해서는 반드시 대상선박의 제원이 국내항설기준에 반드시 포함되어야 한다. 그리고 선박의 범위를 산정하기 위하여 크루즈선 평균 제원 값에 커버율(75%)을 적용하여 크루즈선 표준제원과 수역시설물에 대한 기준을 제시하였다.

최근 국내외적으로 국제물류의 교역은 높은 관심이 대상이 되고 있으며 국내의 경우 1970년대 이후 수 출입물동량이 급격히 증가 하였으며 수출입 의존도가 높아 국제교역화물의 99.7%가 항만을 통해 수송되 고 있으며 경제구조상 항만은 국가경제발전의 필수 기반시설이다. 국내뿐만 아니라 중국항만의 광범위한 개발계획에 따른 물동량 급증에 힘입어 지난 20세기 후반 이후 동남아시아 내의 신흥잠재시장인 인도, 말 레이시아, 베트남 등 개발도상국들의 교역규모와 물동량의 증가세가 지속되고 있다. 이에 수많은 항만이 개발되어 있고 장래의 발전에 대비하여 계속하여 새로운 항만이 개발되고 있다. 항만시설의 발전과 환경 변화에 따른 컨테이너 항만 효율성을 평가한 결과 대부분의 국내 항은 매우 낮은 효율성을 보이고 있어 추가 시설투자보다는 효율적인 운영시스템의 고도화가 요구되는 시점이다. 포장형식의 선정이 적정하지 않으면 포장에 손상이 발생하고 하역시스템의 기능저하를 가져올 뿐 아니라 고가의 유지보수비가 소요되 고 항만 시스템 운영에 큰 지장을 초래하게 된다. 국가 간 수출입의 증가에 따라 차량이나 컨테이너를 취 급하는 하중에 오랜 기간 견딜 수 있도록 효율적인 포장구조가 필요한 것이다. 현재 국내 항만포장 설계 의 경우 AASHTO 86과 Ta 설계법을 혼용하여 항만의 물동량을 설계교통량으로 환산하여 포장의 구조두 께를 취하고 있다. 항만포장은 도로포장이면서도 도로의 설계기준을 적용받지 않고 있으며, 뚜렷한 표준 시방서도 갖추어져 있지 않으며, 과 설계 되고 있는 것이 현실이다. 이는 미국과 일본의 설계기준을 그대 로 수용하여 적용하고 있는 것으로 서로 다른 개념에서 개발된 설계법을 혼용하는 과정에서 문제점이 생 길 소지가 있으며 설계단면의 편차가 크게 나타난다. 국내 항만포장 설계 시 설계에 필요한 여러 설계 변 수들이 이론적인 검토 없이 일반 도로에 적용되는 값과 동일하게 적용되고 있으므로 항만에 적합한 교통 량 패턴이나 지형적 조건을 알맞게 적용하지 않고 있는 현실이다. 예를 들어, 컨테이너를 운반할 때 동적 인 충격이 가해지며 컨테이너, 트랙터 등 하역장비에 대한 하중 산정방법이 명확하지 않다. 또한 포장구 조의 설계방법 선정은 교통특성 및 구조특성이 적절히 반영되고 있지 않으며 하역작업을 주목적으로 하는 중 차량의 저속주행에 의한 소성변형을 감안할 수 있어야 한다. 이에 최근 항만 건설 분야의 시설물 안전 및 공사시행의 적정성과 품질 확보를 위해 표준적인 시공기준인 Heavy Duty Pavement Design Guide(John Knapton, 2007)의 사용이 증가하는 추세이다. 따라서 본 연구에서는 항만포장설계법과 일 반도로 포장설계법의 개념적인 차이를 규명하기 위해 Heavy Duty Pavement Design Guide를 사용한 베 트남 호치민 근교 Cai Mep International Terminal의 Main Road에 대한 설계조건을 동일하게 하여 AASHTO86 설계법에 의한 단면설계를 실시하여 비교 분석하였다. 분석 결과 표층 두께를 동일하게 고정 하였을 경우 AASHTO 86 단면설계의 전체포장구조의 감소가 이루어졌으며 기층두께는 75mm, 보조기층 두께는 45mm 감소하였다. 이는 항만포장의 표층은 마모층의 개념으로 사용되기 때문에 구조적인 기능을 수행하는 기층설계를 실시하며 AASHTO 86 단면설계는 전체 교통하중을 지지하는 포장구조 형식으로 설 계되었기 때문이다.

다른 응용분야에 비하여 개략적인 성능을 요구했던 해양 분야에서도 최근 들어 항만 영역에 따라 수치적으로 구체화된 성능을 요구 하고 있고, 측위 정확도뿐만 아니라 무결성, 연속성, 가용성 면에서도 보장을 요구하고 있다. 현 DGPS 기준국의 서비스를 사용하는 사용자 입 장에서, DGPS 서비스는 아직 IMO에서 요구하는 성능을 모두 만족시키기에 불충분하다. 특히, HEA 영역에서 요구하는 측위 정확도 수준은 대 부분 만족하나 무결성 측면에서는 성능을 보장할 수 없다. 본 논문에서는 기존 DGPS 기준국의 감시, 보장, 공지 기능을 강화하여 무결성 측면 에서 보강하기 위한 향상된 감시 개념을 제안하고자 한다. 이를 위하여 현재 DGPS 서비스 감시 기능의 취약점을 제시하고 이에 대한 영향을 분석하였으며 이를 토대로 대책을 마련하였다. 본 연구결과는 추후 DGPS 서비스 개선을 위한 기초연구로 활용할 수 있을 것이다.

열악한 작업환경 때문에 수중항만공사를 기계화하려는 많은 노력들이 시도되고 있다. 본 논문은 수중항만공사 중 사석 고르기 작업을 수행하는 수중건설로봇에 대해 기술한다. 로봇의 블레이드는 울퉁불퉁한 지형에서도 사석 마운드를 기준면에 대해 평편하게 고르고, 다목적 암은 사석을 파고, 채울 수 있게 설계되었다. 본 연구는 로봇에 설치된 위치 및 방위 센서와 동기를 이루면서 주행과 스윙운동이 포함된 다목 적암과 블레이드의 기구학을 해석한다. 기준수심센서에 부여된 월드좌표에 대해서 블레이드와 다목적암의 위치와 방위를 나타내고, 기준면과 나란한 고르기 작업을 위한 형상을 찾는다. 고르기 작업을 위한 유압제어시스템을 개발하며, 로봇에 의한 육상 및 수중 사석 고르기 작업을 실시해 실험결과를 보인다. 로봇의 작업속도는 잠수부보다 8배 정도 빠르며 작업품질도 우수한 것으로 평가된다. 잠수부가 작업할 수 없는 대 수심에서는 효율성이 더 좋을 것으로 기대된다.

해안항만 분야 문제해결을 위하여 여러 가지 방법이 적용되어 왔다. 특히 전통적으로 수행되어온 방법으로는 수리모형실험과 수치해석을 들 수 있다. 특히 수치해석의 경우 컴퓨터의 발전과 더불어 수치기법의 다양화, 3차원 해석, 계산영역의 확대, 다양한 변수의 적용 등 많은 발전이 이루어져 왔다. 수리모형실험에 있어서도 전자장비의 발전과 더불어 조파장치의 발달, 첨단계측장비의 개발 등 많은 개선이 이루어져 왔다. 그렇지만 여전히 수리실험은 원형의 성능을 사전에 파악하고, 또한 지배적인 외력을 대상으로 실험을 실시하여 원형에서의 현상을 미리 예측하고 분석하여 대응방법을 세우는 것이 목적이다. 이러한 수리실험을 수행하기 위해서는 실험목적을 달성하기 위하여 실험장비 적용 및 한계, 실험자의 적절한 경험이 필요하다. Hughes(1993)은 실험자의 경험에 의한 수리모형의 설계가 실험의 단계에 있어 가장 중요하다고 제시하고 있다. 본 발표에서는 기존 연구자료(Hughes, 1993; HydralabⅢ, 2011)에서 제시하고 있는 기본적인 수리실험의 적용한계 및 장비구성 등에 대하여 기술하며, 국내외 대표 실험인프라에 대하여 소개하고자 합니다. 그리고 특히 유럽내 Hydralab의 사례를 바탕으로 국내 해안항만 실험 연구분야 및 실험인프라의 활성화에 대한 제언을 하고자 합니다.

In this paper, a finite element analysis to design hybrid reinforcing polymer bars was presented. Two different types of hybrid FRP bar were considered in finite element modeling. To offer the necessity and validity of finite element modeling for the hybrid reinforcing polymer bars, shape and material properties were assumed. Input conditions for analyzing the hybrid reinforcing polymer bars using FEM were verified. Using the results of the finite element analysis, the hybrid reinforcing polymer bars were optimally designed and the results are presented in this paper..

To design the program that can effectively support the port facilities management system for to reduce maintenance costs, to ensure the safety and to extend the age of the facilities(docking facilities, counter facilities, pavement etc.) by effective repair at the optimum time is the purpose of this study. The program was designed by considering the business processes of the system. The program was divided into the database and the operating programs, and composed of a total of five modules.

최근 세계 각지에서는 선박 통항 수역에 해상교량의 건설 운영, 건설 계획 중에 있어 이 해역을 통항하는 선박에게는 위험요소로 작용하여 해양사고를 유발하고 있다. 이 연구는 미국 및 유럽, 일본을 대상으로 해상교량과 관련한 해양사고 인자 분석을 통하여 해상교량 건설 및 기 설치된 해상교량의 안전한 선박통항을 위하여 필요한 환경 요소가 무엇이며 이 환경 요소가 어떻게 설정되어야 하는지에 대하여 분석하였다. 해상교량과 관련한 해양사고 관련 인자는 선박운항자의 실수 이외에 주경간폭, 통항하는 선박크기, 직선거리, 선박교통량 등이 관련하고 있는 것으로 조사되었다. 해양사고 분석을 통한 최소 해상교량 주경간폭은 300m 이상이며, 선박크기가 150m 이상의 선박이 통항하는 해역에서는 주경간폭이 500m 이상이 필요한 것으로 분석되었다. 또한 해상교량 진입 직전 직선거리는 최소한 5L이상이 필요하며 8L(L:선박의 길이) 이상의 확보를 통하여 해양사고를 최소화하여야 할 것이다.

비선형 시스템의 제어를 위해서 일반적으로 사용하는 하나의 동작점에서 얻은 선형모델에 기초한 제어기는 여러 가지 선형제어기법을 응용할 수 있다는 장점이 있지만 파라미터 변동에 대해 적절히 대처하지 못하는 단점을 가진다. 따라서 본 논문에서는 제어대상의 시스템 파라미터가 변동하는 경우에도 제어기가 적응적으로 작동하기 위한 방법으로 보간-LQ 제어기법을 제안한다. 보간-LQ 제어기는 다수개의 서브-LQ 제어기를 설계하고, 이들의 이득을 다시 보간하는 방법을 사용하기 때문에 파라미터 변동에 따라 제어기의 이득이 지속적으로 조정되는 제어기이다. 제안한 방법은 파라미터 변동이 존재하는 컨테이너 크레인 시스템에 적용하여 유효성을 살펴본다.

항만 및 항로의 설계에 있어서 시뮬레이터 적용의 중요성과 그 기능이 강조되고 있다. 본 연구에서는 시뮬레이션의 다른 방법과 그 적용에 대하여 소개하였고, 대축척 시뮬레이션의 개념, 그룹시뮬레이션을 제안하였다. 이 과업을 적절하고 효과적으로 수행하기 위하여 시뮬레이터의 요구조건을 제시하였고, 특별히 항로설계 시뮬레션에서 가장 중요한 선박의 동하중 모델링에서의 몇가지 관점과 주위환경 요소를 설명하고 알고리즘을 나타내었다.

항만 설계에 영향을 미치는 네가지 중요요인인 선박요인, 인간요인, 환경요인 및 항로표지요인들이 실제 항만 및 수로의 설계에 미치는 구체적인 영향들을 각 요인별로 분석하였다. 아울러 항만 및 수로 설계요소인 수심, 항로의 폭, 항로의 배치, 선회수역의 크기 및 부두의 배치 문제에 대한 분석을 기하였다. 그리고, 항만 및 수로의 설계 문제에 관한 최근의 연구결과들과 각국의 설계 Guideline들을 수집하여 특히, 항로의 폭, 항로의 배치 그리고 선회수역의 크기에 대해 그 내용을 비교하고 분석하였다. 이들 연구 결과들과 항만 설계기준들은 연구 방법과 설계 기준을 마련한 기구들에 따라 그 내용의 차이가 있음이 확인되었다. 따라서 이들 기준들은 항만 설계를 위한 1차 계획 수립시에만 활용되고 세부적인 설계는 1차 설계 후 항만 설계 시뮬레이션 기법을 통한 검정을 거쳐야만 안전한 항만의 설계 및 개발이 이루어질 수 있다는 것이 확인되었다.