해양오염사고가 발생하면 삼면이 바다인 우리나라는 막대한 피해를 입게 된다. 국내 해양오염사고를 분석한 결과 오염원 대부분이 소형어선과 예인선이었으며 특히, 예인선의 좌초에 의한 해양오염사고 발생률이 높아 시급한 안전대책이 요구된다. 본 연구의 목적은 해양오염사고의 주요 오염원인 예인선에 의한 좌초사고 예방방안을 마련함으로써 2차적으로 발생 가능한 해양오염사고를 감소시키는데 있다. 이러한 방안을 마련하기 위하여 보령해역을 운항하는 예인선 61척의 GPS 플로터에 과거 좌초사고 발생위치 63개소를 표시하고 선장들에게 표시된 좌초위치를 주의하여 확인하면서 운항하도록 하는 실험을 하고 효과여부를 조사하였다. 실험결과 20개월의 실험기간 동안 피험선박에 의한 좌초사고 발생이 한 건도 없었고 선장대상 설문조사 결과 응답자 40명 중 36명(90%)이 안전항해에 상당한 도움이 되었다고 응답하여 실험 효과가 검증되었다. 실험결과를 적용하여 GPS 플로터에 좌초사고 위치표시 및 알려지지 않은 암초 위치정보를 홈페이지에 게시하는 등의 방법으로 제조사 및 사용자에게 정보제공 방안 제안 등 다양한 좌초사고 예방에 관한 정책제언을 하였다.

선박의 안전한 접·이안을 담당하는 예선은 항만의 안전하고 효율적인 운영을 위한 여러 요소들 중 무엇보다 중요한 사항이라 고 할 수 있다. 그러나 항만의 특징에 따라 보유해야 하는 적정 예선 척수 및 규모에 대한 연구가 부족한 상황이고, 이로 인하여 관계자 간 분쟁이 자주 발생하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 울산항을 중심으로 시뮬레이션 기법을 사용하여 예선의 적정 척수 및 예선 마력 비율을 제시하였다. 먼저, 시뮬레이션 구축을 위한 첫 번째 과정으로 항만 입·출항 및 예선 운영 시스템을 설계하였다. 다음으로, 모델링 시 정의한 입력 변수는 울산항의 2019년 선박 입·출항 데이터를 조사하여 도출하였으며, ARENA 소프트웨어에 입력 가능한 형태로 표준화하였다. 그리고 선박의 입·출항 프로세스를 설계하고, 이를 ARENA 모델로 구현하였다. 마지막으로 6가지의 시나리오에 대한 시뮬 레이션 수행 결과, 울산항의 예선 척수를 42척으로 조정할 경우 효과적인 예선 운영이 가능한 것으로 도출되었다.

해상에서의 안전한 예인 업무를 수행하기 위해서는 정확한 예인력의 추정이 필요하며, 이를 위해서는 예선의 저항성능 특성에 대하여 정확히 파악해 두어야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 먼저 정수중 예선 주위의 유동 특성 및 예선의 저항추진 성능을 파악하고자 회류수조에서 예선 모형을 이용하여 실험을 실시하였다. 모형실험은 무한수심 조건에서의 1/33.75 축척으로 제작된 예선 모형을 이용하였으며, 설계속도를 7노트로 선정하고 역조와 순조의 조류 영향을 고려하여 5~10노트의 속도 구간에서 각 속도별로 실행하였다. 또한 파랑에 의한 예선의 운동응답 함수와 부가저항을 추정하기 위하여 수치계산을 실행하였으며, 이에 대한 결과를 정수중에서의 실험을 통하여 얻게 된 데이터와 비교하였다. 이와 같은 해석 결과 파랑중 부가저항은 선수파 및 속도가 높아질수록 증가하며, 유효마력은 정수중에 비하여 70 % 정도 증가하고 있는 현상을 확인할 수 있었다.

국내 주요 무역항에서는 예선운영 및 업무처리요령에 근거하여 지방해양항만청장이 예선의 사용기준을 정하여 운영하고 있다. 그러나 예선의 사용기준 및 소요마력에 대한 산출 방식이 각 항만마다 상이하고, 일부 항만의 경우 예선 사용마력에 대한 사용척수와 총 사용마력이 달라 예선 운용에 혼선이 예상된다. 본 연구에서는 국내 주요 무역항의 예선 사용기준을 상호 비교하여 문제점을 도출하고, 예선의 총 소요마력 산출 근거를 기초로 선박규모별 예선 사용에 대한 일원화된 기준을 제안하였다. 또한, 현행 예선사용기준은 풍속이 10m/s 미만인 통상적인 경우에 해당되므로 갑작스런 돌풍 및 태풍 등으로 인한 재난대비 차원에서 그 이상의 풍속에 대한 기준도 제시하여 예선 운영세칙에 포함할 젓을 제안하였다.