부산 신항에 2020년부터 24,000 TEU급 초대형 컨테이너선이 입항하기 시작하였다. 본 연구에서는 부산 신항을 대상으로 24,000 TEU급 초대형 컨테이너선의 안전한 접․이안을 위한 예선의 소요마력을 산출하기 위해 선체에 작용하는 풍압력과 유압력을 계산하였다. 풍속이 10m/s(20kts)일 때, 13,000 TEU 컨테이너선의 경우에는 현행 「부산항 예선 운영세칙」의 예선의 소요마력 기준을 만족하나, 16,000 TEU 및 24,000 TEU 컨테이너선의 경우에는 그 규정을 만족하지 못하는 것으로 나타났다. 따라서, 현행 예선사용 기준의 최대선박인 ‘G/T 15만톤 이상’의 선박 규모를 2단계로 분할하여 예선 사용기준을 상향하는 방안을 제시하였다. 14만톤은 12,100마력, 17만톤은 14,500마력, 23만톤은 18,000마력의 예선이 요구되므로, 15만톤 이상~20만톤 미만은 16,000마력, 20만톤 이상은 18,000마력으로 예선의 사용기준 개선안 을 제시하였다.

본 연구에서는 부산신항에서 스크러버를 장착한 선박이 세정수를 배출하였을 때 인근 해역에 미치는 영향을 검토하기 위해 확산예측을 수행하였다. 세정수에 포함된 용존무기탄소(DIC)의 농도를 통제한 채로 세정수의 pH 조건별로 해역에 미치는 영향을 대조기 와 소조기로 나누어 평가하였다. 선박 1대에서 24시간 동안 세정수를 배출할 때, pH가 최대 0.076, 0.083 감소하였다. DIC의 경우 0.561mg/L, 0.612mg/L 증가하였다. 부산신항에 수용가능한 선박수인 24대를 전부 가정하여 실험하였을 경우 pH는 0.200, 0.545 감소하였고, DIC는 1.464mg/L, 3.629mg/L 증가하였다. 일반적으로 스크러버가 세정수를 처리하였을 때 pH 6.1인 것을 감안하여 선박 1대에서 pH 6.1인 조건으 로 24시간 동안 세정수를 배출하는 경우 우리나라 연근해의 연간 pH 변화량보다 약 33.7배 더 큰 폭으로 감소하는 것으로 계산되었다. 선 박이 24대일 경우에는 하루이상 표층의 성층화를 유발하고 수심 4m까지 영향을 주는 것으로 예측되었다.

본 연구는 조위 관측자료를 이용하여 부산항에서의 장기 조위 자료를 생성하는 Long Short-Term Memory (LSTM)으로 구현된 순환신경망 모델을 개발하였다. 국립해양조사원의 부산 신항과 통영에서 관측된 조위 자료를 모델 입력 자료로 사용하여 부산항의 조위 를 예측하였다. 모델에 대하여 2019년 1월 한 달의 학습을 수행하였으며, 이후 2019년 2월에서 2020년 1월까지 1년에 대하여 정확도를 계 산하였다. 구축된 모델은 부산 신항과 통영의 조위 시계열을 함께 입력한 경우에 상관계수 0.997 및 평균 제곱근 오차 2.69 m로 가장 성 능이 높았다. 본 연구 결과를 바탕으로 딥러닝 순환신경망 모델을 이용하여 임의 항만의 장기 조위 자료 예측이 가능함을 알 수 있었다.

우리나라는 지정학적으로 대륙으로의 육로가 폐쇄된 분단국가이고, 자원빈국 의 무역의존도가 높은 국가경제구조이기 때문에 국가간 교역을 위해서는 해상 운송이 절대적으로 필요하다. 따라서 선박이 안전하게 입출항하고, 화물을 안 전하게 싣고 내릴 수 있는 시설을 갖춘 항만은 국가간 교역에 없어서는 안 되는 필수적인 산업시설이다. 육지와 인접하는 해안을 가진 국가들에게 항만은 국가경제성장을 위한 불가결조건과 같은 시설이라 할 수 있고, 다른 전후방의 연관 산업에도 큰 영향을 미치는 핵심적인 산업시설이다. 정부는 항만관리운영의 전문성과 효율성을 제고하기 위해 2003년 항만공사 법을 제정하여 부산항만공사를 설립하였다. 그러나 부산항만공사는 당초 항만 공사제도를 도입한 취지와는 달리, 「공공기관의 운영에 관한 법률」에 의해 공공기관으로 지정되어 재정 및 임직원 임명 등 경영상의 제약을 받고 있는 것 은 물론, 항만 관련 법령들에서 예정하고 있는 해양수산부의 행정통제들로 인 해 그 독립성과 자율성이 크게 훼손 받고 있다. 따라서 항만전문가 및 항만이 용자 등 이해관계자들로부터 항만관리운영에 관한 자치권 보장을 본질로 하는 항만공사제도의 본래적 목적과 가치를 크게 훼손 받고 있다는 비판이 꾸준히 제기되고 있다. 이 논문은 부산항과 직접 또는 간접적으로 이해관계를 가지는 부산항만공사 (BPA), 부산항과 인접해 있는 지방자치단체 소속 공무원(창원시, 경상남도, 부 산광역시), 부산항에 기반을 두고 활동하는 항만 관련 기업, 지역시민단체(창원 시, 경상남도, 부산광역시)를 대상으로 부산항만공사의 자율성 강화를 위해 항 만관리 법제도 개선과 관련하여 중요하게 생각하는 것들은 어떠한 것들인지 인 식조사를 실시하였다. 이 설문조사를 통해 부산항만공사의 사업범위 확대 등 운영의 자율성을 보장하는 것이 필요하며, 부산항만공사의 자율성 강화를 위해 서는 관련 법제도의 개선이 필요하다는 것에 공감하고 있는 것을 확인할 수 있었다.

4차 산업혁명시대에 해운산업에서는 자율운항 선박의 출현이 예상되고 있다. 이와 관련된 충돌회피 시스템 연구는 활발하지만 대부분 상선을 중심으로 추진되고 있다. 자율운항 선박이 조우하게 될 모든 선박을 고려하였을 때 어선과의 충돌회피 시스템 연구 또한 반드시 필요하다. 본 연구에서는 어선의 점용면적(Ship’s domain) 반영한 충돌회피 모델의 연구를 위하여 부산항과 인근 해역의 중·소형 어선과 모든 선박과의 통항 이격거리를 조사하였다. 통항량이 가장 많은 기간의 AIS 데이터 중에서 조우관계에 있는 어선과 모든 선박간 상대위치를 원형산포도로 나타내었고, 이를 대상선박으로부터 방위별 평균 이격거리 및 최다 통항 이격거리로 분석하였다. 분석 결과, 어선의 속력이 증가할수록 평균 이격거리는 방위별 4L에서 8L 정도로 증가하였고, 선박 길이가 증가할수록 10L 이상이던 평균 이격거리가 약 6L 정도로 감소하는 경향이 나타났다. 추후 어선의 점용면적 일반화를 통한 충돌회피 모델에 연구에 본 기초결과가 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

중대한 해양사고의 위험성을 사전에 인지하고 예방하기 위하여 준해양사고를 분석하는 것은 매우 중요하며, 이는 하인리히의 법칙을 이론적 배경으로 들 수 있다. 부산항 VTS의 관제구역에서는 2019.1.1. ~ 2019.12.31.까지 11건의 충돌사고가 발생하였으며, 같은 기간 24건의 VTS 관점 준해양사고가 보고되었다. 하인리히의 법칙에 따르면 보고된 24건 사례 이외에 더 많은 잠재적인 위험 상황이 있을 것 으로 예상된다. 이에 본 연구에서는 선행 연구와 부산항VTS 관제사를 대상으로 한 설문조사 및 준해양사고 24건의 분석을 통해 VTS 관점 준해양사고 기준을 설정하였다. 이를 기준으로 잠재적인 위험 상황을 파악하기 위해서 3일간 교통조사를 실시하였다. 3일간 교통조사 실시 결과 216건의 잠재적 위험 상황을 확인했으며, 1년으로 환산하면 약 26,280건으로 분석된다. 설문조사를 통한 준해양사고 발생의 중요 한 원인인 ‘VHF 통신 피드백 누락’ 등의 조건이 반영되지 않았음을 감안하더라도 관제구역 내 많은 잠재적인 위험이 있는 것으로 보이며, 이를 통해 VTS 관점의 준해양사고 보고제도 강화에 대한 필요성을 검증하였다.

부산 남항은 도심 속의 다기능 항만으로 공동어시장, 선박수리소, 연근해 및 원양어선 접안시설 등이 설치되어 산업 활동이 활발하다. 산업 활동으로 인해 발생한 유해화학물질이 해저퇴적물에 지속적으로 유입되어 축적되면 수생생태계와 인간에게 영향을 끼칠 수 있다. 따라서 부산 남항에서 2013년 11월(1차), 2014년 11월(2차)에 8개 정점을 선정하여, 해저퇴적물 중 다환방향족탄화수소류(PAHs), 폴리 염화비페닐(PCBs), 부틸계유기주석화합물(BTs)를 분석하여 부산 남항의 농도분포 특성 및 유입원을 밝혀내고자 하였다. 연구 지역에서 PAHs의 평균 농도는 1차, 2차 조사에서 각각 4174.0 ng/g-d.w., 1919.0 ng/g-d.w., PCBs의 평균 농도는 1차, 2차 조사에서 각각 166.3 ng/g-d.w., 21 ng/g-d.w.를 보였으며, BTs의 평균 농도는 1차, 2차 조사에서 각각 50.9 ng/g-d.w., 30.8 ng/g-d.w.를 나타내었다. 유기오염물질의 검출농도는 1차에 비해 2차에서 해저퇴적물 수거로 인해 낮아지는 경향을 보였으며, 본 조사에서 PAHs, PCBs, BTs 유입원은 각각 연소기원, 육상기원, 도시하수 또는 산업폐수에 의한 기원을 확인 할 수 있었다.