해상교통시스템은 국내의 경제 활동을 촉진하고 국가 간의 운송에 많은 역할을 담당하고 있다. 해상교통시스템의 가능이 유지되고 더욱 발전하기 위해서는 해상에서의 선박교통흐름에 대한 정확한 이해가 필요하다. 지금까지의 해상교통에 대한 연구는 일정기간의 선박 입출항 데이터를 기초로 한 통계적인 분석이 주로 수행되어 왔다. 본 연구에서는 피항판단평가함수에 의하여 자동 피항이 이루어지는 선박교통흐름을 재현하였다. 모델 구축을 위하여 상대선박의 동작에 따른 본선의 피항판단영역의 설정과 피항판단평가의 함수를 고려한 충돌회피 알고리즘을 구성하였다. 또한 선형구성, 속력 및 발생시간간격 등을 고려하여 다수 선박군내에서의 흐름을 재현하는 통합프로그램을 구축하였고, 시뮬레이션을 실시하여 선박 발생 및 그 피항 관계를 검증하였다.

오늘날 해운산업분야에서 해상의 인명.재산, 해양환경보호에 가장 큰 관심을 기울이고 있다. 국제해사기구(IMO)에서는 해상에서 선박운항으로 인하여 발생하는 충돌, 좌초, 침몰 등 해양사고에 대한 위험성을 정량적으로 평가하여, 그에 대한 제어방안을 마련하고 합리적인 안전규정을 제.개정하기 위한 절차적 수단으로 FSA(Frnnal Safety Assessment)를 도입하여 과학적이고 체계적인 대응방안을 마련하고자 노력하고 있다. 따라서 본 연구에서는 FSA평가시스템을 이용하여 사고발생빈도와 사고로 인한 인적, 물적, 환경오염 피해가 막대한 선박충돌사고의 발생위험성을 분석하였다. 또한 선박충돌사고 발생에 가장 큰 영향을 미치는 위해요소(Hazard)인 인적요소(Human Factor)에 대해서 전문가집단의 의견을 수렴하여 FSM법을 이용하여 각 위해요소를 계층화하고, 요소 상호간의 관련성을 분석하여 선박충돌사고를 예방하기 위한 적절한 제어방안을 제시 하였다.

The prevention of marine accidents has been a major topic in marine society and various policies and countermeasures has been developed, applied to the industries. Formal Safety Assessment is a structured and systematic methodology, aimed at enhancing maritime safety, including protection of life, health, the marine environment and property, by using risk and cost-benefit assessments. In addition, it provides a means of being proactive, enabling potential hazards to be considered before a serious accident occurs. In this paper, we has been screening and ranking of hazards using fuzzy structural modeling method and quantitative risk assessment for the ship's collision in the last 10 years marine accidents.

현행 국제해상충돌방지규칙 제14조의 마주치는 상태의 항법에서 피항선들이 피항동작을 취할 시기의 기준이 되는 피항개시거리를 선체운동학적으로 해석산출하기 위하여, 수척의 대소형 선작의 실선시험에서 구한 조종성지수를 이용하여 피항개시거리를 산출하고 이를 검토고찰하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 2척의 동력선이 충돌의 위험이 내포되도록 정면 또는 거의 정면으로 마주치는 경우 변계만으로 피항동작을 취할 때 최소피항개시거리는 자선 길이의 약 5배이다. 2. 2척의 동력선이 충돌의 위험이 내포되도록 정면 또는 거의 정면으로 마주치는 경우 피항동작을 취할 안전피항개시거리는 자선 길이의 약 10배이다. 3. 특정한 선형에 대하여는 본 연구에서의 계산법에 의한 최소피항개시거리와 안전피항개시거리를 산출하여 두면 감각에 의한 조선방법으로 야기되는 충돌해난사고를 지양할 수 있으리라 생각된다.

국제해상충돌예방규칙(International Regulations for Preventing Collision at Sea) 제 15조, 제 16조 및 제 17조는 횡단상태에 있는 선박들의 피항방법에 대해서 지시하고 있으나, 피항선이 피항동작을 취할 안전한계접근거리에 대해서는 전혀 언급이 없으므로 본 논문에서는 이 거리를 선체운동학적으로 해석하여 이에 대한 산출식을 도출하였다. 실선시험에서 소형 및 대형선의 조종성지수를 구하고, 이를 산출식에 적용하여 안전한계접근거리를 계산하였다. 이 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 소형선 및 대형선을 막론하고 가장 큰 거리를 두고 피항동작에 들어가야 하는 경우는 양선박이 조우하는 침로교각이 90˚부근의 각도이며, 안전한계 접근거리는 소형선(200~300 ton급 선박)에서는 자선길이의 약 5배 이상, 대형선(100,000 ton급 선박)에서는 자선 길이의 약 11배 이상이 되어야 한다. 2. 양선박이 조우하는 침로교각이 크게 둔각인 경우에는 적은 예각인 경우보다 충돌의 위험이 더 크므로, 더 큰 거리를 두고 피항동작에 들어가야 하며, 특히 대형선인 경우에는 주의를 요한다. 3. 국제해상충돌예방규칙 제 16조의 피항선의 동작은 물론, 동 제 17조 a항(ii)호의 유지선의 피항동작도 위의 안전한계접근거리 밖에서 이루어져야하며, 부득이 안전한계접근거리이내에서 피항동작을 취할 때는 주기관의 동작이 반드시 수반되어야 한다. 4. 횡단상태에 있는 양선박간에 피항선이 변침만으로 피항동작을 취하는 경우 본 논문에서 계산한 각침로교각에 대한 안전한계거리를 미리 염두에 두고 피항조선을 하게되면 감각에 의한 조선방법으로 야기되는 충동해난사고를 지양할 수 있으리라 생각된다.

우리나라 항구 주변에는 입․출항하는 선박으로 인하여 해상교통흐름이 복잡하다. 이러한 선박통항의 안전과 효율성을 증진하기 위 해 우리나라에서는 해상교통관제 서비스를 시행하고 있다. 24시간 쉴 틈이 없는 해상교통 관제사들의 노력에도 불구하고 관제구역 내에서의 충돌사고는 지속적으로 발생하고 있으며, 위험 상황이 약 20분에 1회씩 발생하고 있는 것으로 분석되어 그 위험성은 크다고 할 수 있다. 이러한 사고는 선박운항 및 해상교통관제 정보 제공 시 충돌 위험에 대한 안전 기준을 적시에 제공함으로써 사고를 감소시킬 수 있을 것으로 조사되었 다. 이에 본 연구는 선박의 충돌위험도를 선박운항자의 관점에서 평가할 수 있는 모델을 이용하여 그 위험을 선박의 속도, 침로 등을 조정하여 각 교통 상황별 충돌 위험도를 사전에 예측 할 수 있는 위험도 예측 모듈을 개발하였다. 이 모듈을 이용하여 선박운항자 및 관제사는 복잡한 교통 상황에서 위험요소를 쉽게 식별 할 수 있어, 가까운 장래의 위험 정도의 변화를 선박침로 및 속력변경 등을 제시할 수 있는 등의 적절한 피항조치를 취할 수 있다. 이 모듈의 효용성을 검증하기 위해 부산항 해역을 대상으로 조우 상황별 위험도를 예측 후 구체적인 침로 및 속력 변경에 따른 위험도 변화를 식별할 수 있는 것으로 확인되었다.

The studies on automatic ship collision avoidance system, which have been carried out in the last 10 years, are facing on new situation due to newly developed high technology such as computer and other information system. It was almost impossible to make it used in real navigation field 3-4 years ago because of the absence of any tool to give other ship's information, however recently developed technology suggests new possibility. This study is carried out to develop the automatic ship collision avoidance support system which considers ship's manoeuvrability into it's collision avoidance algorithm. One of the important part in ship collision avoidance system is collision decision module which can calculate collision risk with other ships and act properly to avoid the situation. Many of previous researches are using present ship's dynamic data such as present speed, position and course to calculate collision risk. However when a ship commences avoidance action, the real situation is quite different with one that has been estimated by the ship's initial data due to the ship's manoeuvring characteristic. Therefore it is better to take into account ship's manoeuvring characteristic from the stage of collision decision in ship collision avoidance system. In this study, these effects are included in the developed system. The proposed system are verified its usefulness in numerical simulation environments.

지금까지(1988∼2000년) 국내 해양안전심판원에서 재결한 선박충돌사고의 원인분류 통계데이터를 살펴보면 전체 2,290건의 인적과실(Human Error) 중에서 상대선박에 대한 경계의무소홀이 929건으로 약 40.6％나 되는 가장 많은 비중을 차지하고 있는 것으로 파악되고 있다. 선박충돌사고는 좌초사고와 더불어 인적과실로 기인한 수많은 인명피해와 재산피해 및 해양환경오염을 유발하는 심각한 해양사고로서 이에 대한 사고원인을 철저히 분석하고 그 예방대책 마련이 무엇보다 중요한 과제가 되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 선박충돌사고의 인적과실을 분석하기 위한 목적으로 목포해양안전심판원에서 재결한 선박충돌사고(1990∼2002, 65건)에 대하여 상대선 경계의무소홀이나 동정감시 불충분으로 기인하여 발생한 충돌사고를 조사항목별로 분석하고, GEMS 동적모델을 이용하여 선박충돌사고의 인적과실 유형을 체계적으로 분류하였다.

선박충돌사고는 많은 원인이 서로 복잡하게 상호작용을 하여 발생하고 있으며, 특히 인적요인에 의한 충돌사고가 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 이러한 선박충돌사고 원인분석은 선박의 안전 운항상의 측면에서 매우 중요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구의 목적은 시스템 다이내믹스법을 이용하여 선박충돌사고 인적요인 모델을 구축하고, 선박충돌사고를 감소시키기 위한 가장 효과적인 대책을 수립하기 위한 정책요소를 제시하고자 한다. 본 연구의 수행을 위해 FSM법에 의한 충돌사고원인의 구조분석을 인과지도상의 정량적, 정성적, 피드백 루프로 변환하였다. 그리고 시뮬레이션 기간을 20년간(1993-2012)으로 설정하여 표준시뮬레이션모델과 8가지 정책시뮬레이션모델에 대해 시뮬레이션을 수행하였다.

지금까지 IMO를 비롯한 해운산업분야에서는 해상의 인명 재산, 해양환경보호에 항상 큰 관심을 가지고 해양사고예방을 위한 많은 노력들이 견주되어 왔다. 하지만 이러한 노력에도 불구하고 크고 작은 해양사고가 지속적으로 발생하고 있는 것이 오늘날의 현실이다. 한편, 선박충돌사고는 수많은 원인이 서로 복잡하게 상호작용을 하고 있어서 사고예방대책마련에 어려움이 많다 따라서, 선박충돌사고의 정량적인 분석을 위해서는 이들 상호작용요소간의 관계를 시스템적으로 파악하고 분석하는 것이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 먼저, 지난 10년(1991-2000)간 국내에서 발생한 선박충돌사고에 대한 위험성을 분석하였고, 또한 사고발생에 가장 큰 영향을 미치는 위해요소(Hazard)인 인적요소(Human Factor)에 대해서 전문가집단의 의견을 수렴하여 FSM기법을 이용하여 인적 위해요소를 계층화한 후 각 요소 상호간의 관련성을 분석하였다. 그 결과로써 인적요소에 의한 선박충돌사고의 발생과정과 각 계층에 속한 요소가 사고에 미치는 영향력을 규명하고, 각 요소간 상호관계를 파악하여 사고예방대책마련을 위한 우선순위를 결정할 수 있는 선박충돌사고의 인적요소 구조그래프를 제시하였다.

해상에서 발생한 선박충돌사고 재결과정에서 당사자들의 진술을 통하여 해도나 플로팅용지에 충돌선박의 항적을 플로팅하는 과정을 삼각자 및 디바이더를 이용한 수작업에 의존함으로써 많은 시간이 소모되고 오류가 발생하는 문제점이 대두된다. 따라서 본 논문에서는 다양한 충돌상황에서도 충돌선박 당사자들의 진술내용을 컴퓨터에 입력하여 초인시부터 충돌에 이르기까지 양선박의 시간대별 거동을 그래픽과 수치 및 텍스트로 제시함으로써 충돌당사자 진술의 진위여부를 판단할 수 있고 해양안전심판의 정확도도 높일 수 있는 충돌사고 분석시뮬레이터를 제안하였으며, 해상선박충돌사고 실례들을 시뮬레이터에 적용하여 그 유효성을 확인하였다.

The Maneuvering Indices of a ship are the values that decide the quantity of her motion in turning when her rudder is turned over to an angle to the starboard or the port. They consist of two kinds of indices, one of which is called index K and the other, index T. Index K decides a ship's turning ability and index T does the length of time delay of a normal turning motion after her rudder has finished the turn of an ordered angle. Generally, the values of the indices are calculated through some mathematic formulas with figures of her heading degrees recorded at a fixed time intervals during her Z test. The values of the same kind index of a ship appear differently according to the ship'sspeed, trim, rudder angle and loaded condition, etc. In this paper, the author analyzed all the amthematic formulas required to calculate the values of the indices in their forming process and examined them from the point of mathematics and dynamics and also actually figured out the values of maneuvering indices of the M.S. "HANBADA", the training ship of Korea Merchant Marine College through her Z test. The author supposed a case in which two same typed ships as the "HANBADA" in size, shape and conditions were approaching each other in meeting end on situation and each ship turned her rudder hard over to the starboard respectively when they approached to the distance of 3 times as long as the ship's length. The author worked out mathematic formulas calculating forward and transverse ship's motions within the above mentioned situation for the quantative analysis of the collision avoding action to certify whether they are in collision status or not. Applying the calculated values of the maneuvering indices of the "HANBADA" to the motion calculating formulas, the author found out the two ships were passing over each other with the clearing distance o 39m between their port quarters. With the above mentioned examinations and explanations, the author demonstrated that a ship's motion in any collision avoiding action can be shown with quantities of time and distance within reliable limit.istance within reliable limit.