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ISSN : 1229-3431(Print)
ISSN : 2287-3341(Online)
Journal of the Korean Society of Marine Environment and Safety Vol.28 No.4 pp.507-514
DOI : https://doi.org/10.7837/kosomes.2022.28.4.507

A Study on the Safety Measures for Typhoon Shelter in Jinhae Bay Based on AHP Assessment

Ni-Eun Kim*, Myoung-Ki Lee**, Gokhan Camliyurt***, Do-Hyeong Park***, Dae-Won Kim****, Young-Soo Park****
*Ph.D. Candidate, Ocean Science and Technology School, Korea Maritime & Ocean University, Busan 49112, Korea
**Research Professor, Korea Maritime & Ocean University, Busan 49112, Korea
***Graduate school, Korea Maritime & Ocean University, Busan 49112, Korea
****Professor, Division of Navigation Convergence Studies, Korea Maritime & Ocean University, Busan 49112, Korea

* First Author : nieun1003@g.kmou.ac.kr


Corresponding Author : youngsoo@kmou.ac.kr, 051-410-5085
April 1, 2022 May 6, 2022 June 27, 2022

Abstract


Jinhae Bay is used as a major typhoon shelter in the southeastern region of Korea. However, when a typhoon strikes, the Jinhae Bay is facing the possibility of marine accidents caused by dragging anchors and the increased number of ships. This paper suggested ways to safely and efficiently manage the port of Jinhae Bay when a typhoon strikes from Vessel traffic service operators in the sea, derived relative importance by conducting an Analytic Hierarchy Process assessment to ship operators, and suggested safety measures reflecting manager and user opinions. In order to select safety measures factors for the AHP survey, VTS operators analyzed the evaluation of measures when a typhoon strikes in Jinhae Bay. As a result of conducting a survey based on the selected safety measure factors, it was found that ship operators consider the safety of ships more than twice as important as efficient management, and comprehensively consider them in the order of management of evacuated ships, management of anchorage area, management of evacuation information, preparation regulations and guidelines, improvement of system equipment, education, publicity, and notification activities. Through the measures and relative importance identified in this paper, it is believed that Jinhae Bay can serve as the basis for safely and efficiently managing typhoon shelters.



AHP 기법 기반 진해만 태풍 피항지 내 안전대책에 관한 연구

김 니은*, 이 명기**, 교칸 참르율트***, 박 도형***, 김 대원****, 박 영수****
*한국해양대학교 해양과학기술전문대학원 박사과정
**한국해양대학교 연구교수
***한국해양대학교 일반대학원
****한국해양대학교 항해융합학부 교수

초록


진해만 해역은 태풍 내습 시에 우리나라 남동권 해역의 주요 태풍 피항지로 이용되고 있다. 하지만 태풍 내습 시 진해만 내 선박이 폭주하고 주묘가 다수 발생하는 등 해양사고 발생 가능성이 존재한다. 본 논문은 태풍 내습 시 진해만 피항지에 대해 안전 확보 및 효율적으로 관리할 수 있는 방안을 해당 해역의 VTS 관제사로부터 도출하고, 이를 선박 운항자에게 AHP 기법을 통하여 상대적 중요 도를 도출하여 관리자와 이용자 의견이 반영된 안전대책을 제시하였다. AHP 설문조사를 위한 안전 대책 요소를 선정하기 위하여 진해만 내 태풍 내습 시 VTS 관제사의 대응 조치 평가 내용에 대해 분석하였다. 선정된 안전대책 요소를 기반으로 설문조사를 실시한 결과, 선정 된 요소에 대해 선박 운항자는 선박의 안전을 효율적 관리보다 약 2배 이상 중요하게 생각하며, 종합적으로 피항선 관리, 정박구역 관리, 피항정보 관리, 규정 및 지침 마련, 시스템 장비 개선, 교육 및 홍보·알림 활동 순으로 중요하게 고려함을 파악하였다. 본 논문에서 식별된 방안 및 상대적 중요도를 통해서 진해만 태풍 피항지를 안전하고 효율적으로 관리하는 기반이 될 수 있을 것으로 사료된다.



    1. 서 론

    진해만 해역은 태풍 내습 시에 우리나라 남동권 해역의 주요 태풍 피항지로 이용되고 있다. 지난 2년(2019~2020)간 한반도에 영향을 준 태풍은 총 10개이며, 이 기간 내 진해만 인근 해역을 피항지로 이용한 선박은 총 1,728척으로 태풍당 평균 약 200척이 피항지를 이용한다(Kang et al., 2021). Masan VTS(2020)에 따르면 태풍 내습 시 닻이 끌리는 주묘 사고 및 주묘로 인한 인근 선박과 충돌·접촉 사고, 좌주 사고 등 피 해 규모가 크지 않은 사고들이 빈번하게 발생하고 있다. 이 처럼 태풍 내습 시 진해만에서 선박이 폭주하고 피항선박 간 근접 투묘 및 주묘 등으로 인한 해양사고 발생 가능성이 존재한다.

    이러한 현황을 개선하기 위한 진해만 피항 선박 및 피항 지에 관한 연구로 Park et al.(2012)은 진해만 인근으로 피항하 는 선박이 선박 수용 능력 대비 폭주하고 있음을 확인하고, 해상교통관제(Vessel Traffic Service, 이하 VTS)의 관제사 관점 에서 개선방안을 도출하고자 하였다. 또한, Jeong et al.(2006) 은 진해만 내 선박간 최소 정박지 거리를 제공함으로써 선 박운항자에게 신속하고 정확한 정박지 선정에 도움이 되고 자 하였으며, Kang et al.(2021)은 진해만 태풍 피항 선박을 대 상으로 주묘 위험성에 대해 평가하고 주묘 한계 풍속에 대 해 제시하였다.

    한국의 진해만과 유사하게 일본에는 오사카, 오나하마 항 구의 대피 행동 등을 관찰한 연구가 있는데, 태풍 및 지진의 영향을 자주 받는 일본 오사카만의 정박 선박을 대상으로 교통 위험을 파악하여 대피 상황 및 분포를 분석하거나(Gao and Makino, 2017), 쓰나미 경보 발생 이후 오나하마 항구의 선박들의 대피 행동을 관찰하여 쓰나미가 선박에게 미치는 영향을 파악하였다(Makino et al., 2012).

    이처럼 기존의 연구에서는 선박의 AIS 데이터를 통하여 실제 자연재해가 발생하였을 때, 선박의 행동에 대해 관찰 하고 위험성에 대해 제시하는 것에 중점을 두고 있으며, 피 항지로 활용되는 해역의 이용자 및 관리자를 대상으로 한 구체적인 안전대책 방안에 관한 연구는 부재한 실정이다.

    본 연구의 목적은 진해만 내 선박안전 및 효율적 관리와 관련된 안전대책 요소의 상대적 중요도를 도출하여, 관리자 인 VTS 관제사와 이용자인 선박운항자가 수용 가능한 안전 대책을 제시하는 것이다. 이를 위해 태풍 내습 시 선박의 피 항 현황 및 사고 사례를 조사하여 진해만 태풍 피항지 현황 을 파악하였다. 또한, VTS 관제사의 의견을 반영한 안전대 책 요소를 식별하고 선박운항자를 대상으로 의사결정계층 분석(Analytic Hierarchy Process, 이하 AHP)기법을 이용한 설문 조사를 실시하여 상대적 중요도를 도출하였다.

    2. 진해만 태풍 피항지 현황 조사

    2.1 태풍 내습 시 선박 피항 현황

    Table 1은 최근 2년(2019~2020) 사이에 진해만 인근 해역을 내습한 총 10개의 태풍에 대한 정보이다(KMA, 2019;KMA, 2020;Masan VTS, 2020).

    AIS 데이터 분석을 통하여 해당 기간 동안 진해만 인근에 는 다수의 피항 선박이 몰렸음을 알 수 있으며, 2019년 18호 태풍인 미탁 내습 시 240척으로 가장 많은 선박이 진해만으 로 피항했음을 알 수 있다. 또한, 태풍의 세기를 나타내는 최대 풍속 및 중심기압과 무관하게 약 200척 정도의 선박이 진해만 인근 해역으로 피항함을 알 수 있다.

    Fig. 1은 진해만 인근 해역의 태풍 피항시 선박의 피항지 로 사용되는 주 해역을 나타낸 것이다.

    피항선박 현황을 보다 정밀하게 분석하기 위하여 고현만, 진해만, 초리도, 잠도, 연도 해역으로 구별하였으며, Fig. 2는 2019~2020년 태풍 내습 시 Fig. 1에 따른 해역별 태풍 피항 선박의 척수이다.

    진해만 인근 해역을 각 세부 해역별로 피항선박 척수를 조사한 결과, 최근 2년간 태풍 내습 시 진해만에 가장 많은 선박이 피항했음을 알 수 있다.

    2.2 진해만 내 태풍 피항 시 선박 사고 사례

    Kang et al.(2021)은 진해만 내 피항하는 선박 간 이격거리 가 짧아 묘박중인 선박이 주묘될 경우 엄청난 피해와 혼란 이 발생할 것으로 예상하였다. Table 2는 FUTAI호 주묘 사건 을 포함하여 최근 2년(2019~2020)간 태풍 내습시 진해만 내 에서 발생한 선박 사고 중 VTS에 보고된 사고 4건을 나타낸 것이다.

    NAUTA호와 KHANA호 간의 충돌 사고는 투묘 중인 선박 사이의 이격거리가 좁아 투묘를 위한 이동 중에 충돌이 발 생한 것이다. 이 외의 VTS에 보고된 사고는 주묘로 인한 사 고가 대부분이었으며, 피항지 내에서 주묘가 된다면 타 정 박선과 충돌을 하거나 좌초가 되는 등 2차 사고로 이어질 수 있다.

    3. 진해만 태풍피항지 안전대책 마련

    3.1 안전대책 마련을 위한 AHP 분석 기법 도입

    이 장에서는 진해만 태풍 피항지 안전대책 마련을 위해 피항지에 대한 VTS 관제사의 의견을 조사하였다. 조사된 VTS 관제사 의견을 기반으로 AHP 분석 기법을 도입하기 위 한 설문조사지를 개발하였으며, 개발한 AHP 설문조사지를 통하여 선박운항자를 대상으로 설문을 실시하였다.

    AHP 기법은 Saaty(1980)에 의해 개발된 문제해결을 위한 합의형성 모델이다. 이는 의사결정을 함에 있어서 2개 이상 의 다수 평가 기준이 존재할 때 평가 기준을 계층화한 후 계 층 및 요소에 따른 중요도를 정하는 의사결정 기법이다.

    AHP 기법의 중요도를 나타내는 가중치 계산은 고유벡터 법(Eigen Valuse)을 사용하여 평가지표간의 상대적 가중치를 추정한다. 따라서 개별 평가자의 설문 평가를 종합하기 위 하여 개인의 쌍대비교행렬에 고유벡터 계산법을 적용하여 가중치와 평점에 대한 우선순위 벡터를 구하여야 한다. 평 가항목 i를 평가항목 j와 비교하여 어느 정도 중요한지를 나타내는 상대적 중요도를 aij라 하면 쌍대비교행렬 A는 식 (1)과 같다.

    A = [ a i j ] = ( a 11 a 12 a 1 n a 21 a 22 a 2 n a n 1 a n 2 a n n ) = ( w 1 w 1 w 1 w 2 w 1 w n w 2 w 1 w 2 w 2 w 2 w n w n w 1 w n w 2 w n w n )
    (1)

    여기서 w i ( i = 1 , 2 , , n ) i번째 평가항목의 가중치를 의 미하며, 이 행렬은 원소 aij에 대하여 aij = 1/aji관계가 성립 하는 역수행렬이 된다. 일반적으로 n × n의 쌍대비교행렬 A 에 대해서 AW = λW을 만족하는 스칼라 λ와 그에 대응하 는 n × 1의 고유백터 W = [Wi]가 존재하는데, 고유벡터 W 가운데에서 W j = 1 을 만족하는 정규화된 고유벡터가 상 대적 가중치가 된다(Hong, 2011).

    한편, Kim and Kim(2019)은 AHP 기법을 활용하여 해상교 통관제사의 상대적 업무 중요도 및 작업 부하에 대해 가중 치를 도출하였으며, Jeong(2017)은 AHP기법을 이용하여 해상 교통관제사의 직무분석 및 관제사 교육에 관한 규범 등을 비교, 분석하여 개선요인을 도출하고 해상교통관제사 교육 제도 개선에 영향을 미치는 기준 요인과 세부요인을 나누어 각 요인의 우선순위를 파악하였다.

    이처럼 선행연구에서 VTS 관제사 업무와 관련하여 AHP 기법을 활용한 연구들이 있었으며, 본 연구에서는 해당 해 역 VTS가 제시한 안전대책을 기반으로 안전대책 요소를 선 별한 후 선박운항자들을 대상으로 AHP 기법을 적용한 설문 을 실시하여 상대적 가중치를 분석하고자 하였다.

    3.2 VTS 관제사 의견 기반 안전대책 요소 식별

    먼저 AHP 기법을 적용한 설문조사를 실시하기 위한 안전 대책 요소를 식별하였다. 이는 진해만 태풍 피항지의 안전 유지와 효율적 관리 방안에 대한 중요지표를 도출해 내기 위함이며, 그에 따라 안전대책 수립 시 상대적 중요도를 측 정하기 위한 요소를 선정하여야 한다. 안전대책 요소 선정 을 위해서 진해만 인근 해역을 관제하는 마산 VTS의 태풍 내습 시에 발생 상황에 대한 조치 사항들을 참고하고자 하 였으며, Table 3은 태풍 내습 시 마산 VTS의 대응 조치 평가 에 대한 내용이다(Masan VTS, 2020).

    태풍 내습 시 VTS 관제 주요 우수 조치 사항으로는 고위 험선박 확대 관리, 진해만 섹터 세분화를 통한 정밀 주묘 감 시, 최적의 인력 배치 및 역할 분담, 어학 특기자 조력 등이 있으며, 미비 사항으로는 피항지 관리 근거 규정 미비 및 악 천후 출동 가능 세력 미확보, 선박 대피령 시점 부적절 및 피항정보 알림 활동 중단, 대응 인력 부족으로 과중한 업무 부담, 피항 선박 장비 상태 미확인 및 관리체계 부재 등이 있었다.

    본 연구는 진해만 피항지의 선박 몰림 현상 및 사고 방지 를 위하여 진해만 피항지 내 안전유지와 효율적 관리를 위 하여 선박의 안전과 효율적 관리를 제1계층으로 선정하였 다. 또한, Table 4에 따른 조치 평가 내용을 기반으로 식별된 필요사항들을 제2계층으로 유사 항목끼리 구분하여 세부적 인 대안 요소를 수립하였다.

    Fig. 3은 도출된 제1계층, 제2계층 요인을 이용하여 설계 한 AHP 모형이며, Table 4는 도출된 제2계층과 상세 내용을 나타낸 것이다.

    3.3 선박운항자 의견 기반 안전대책 우선순위 선정

    3.3.1 선박운항자 의견 응답 현황

    식별된 안전대책에 대한 해역 이용자 의견 반영을 위해 AHP 기법을 이용하여 선박운항자 35명을 대상으로 안전대 책에 대한 중요도를 조사하였다. AHP 기법의 신뢰성 분석은 각 평가 요소들 사이의 상대적 중요도를 평가하는 경우 전 문가 개개인의 판단상의 오차 정도를 측정하는 방법인 일관 성 비율(Consistency Ratio, 이하 CR) 계산을 통해 분석한다. CR은 그 값이 작을수록 판단의 일관성이 있다고 볼 수 있으 며, 통상적으로 CR이 10%(0.1)보다 작을 경우 응답자가 상당 히 일관성 있게 이원비교를 수행한 것으로 판단된다(Saaty, 1980). 따라서 본 조사에서도 총 응답지 35부 중 CR 0.1 이상 인 응답을 제외하고 유효하다고 판단되는 19부에 대하여 분 석을 시행하였다.

    Fig. 4는 유효 응답자의 세부사항을 나타낸 것이다.

    연령대별로는 60대 이상(36.84%)이 가장 많이 응답하였고, 설문 응답자의 최고 경력은 선장(47.37%)이 가장 많았으며, 응답자의 주 승선 선종은 유조선(36.84%)이 가장 많았다. 또 한, 근무 경력은 30년 이상 근무자(42.11%)가 가장 많았으며, 응답자의 주 승선 선박 톤수는 3,000톤 미만(57.89%)이 가장 많음을 알 수 있다.

    3.3.2 식별된 안전대책 중요도 산출

    Fig. 5는 제1계층의 중요도 비율을 나타낸 것이다.

    제1계층인 선박 안전과 효율적 관리에 대해서 상대적 중 요도를 비교한 결과, 선박 안전은 0.687, 효율적 관리는 0.313 으로 선박 안전이 효율적 관리보다 약 2배이상 더 중요하게 생각하는 것으로 나타났다.

    Fig. 6은 제1계층 요인과 함께 제2계층 요인에 대한 상대 적 중요도를 분석한 결과이다.

    선박 안전의 측면에서는 피항선 관리(0.213), 정박 구역 관 리(0.193), 피항 정보 관리(0.182), 규정 및 지침 마련(0.146), 시스템 장비 개선(0.137), 교육 및 홍보·알림 활동(0.137) 순으 로 상대적 중요도가 측정되었다. 효율적 관리 측면에서는 피항선 관리(0.223), 피항 정보 관리(0.206), 정박 구역 관리 (0.200), 규정 및 지침 마련(0.128), 시스템 장비 개선(0.123), 교육 및 홍보·알림 활동(0.121)순으로 상대적 중요도가 측정 되었다. 각 측면에 따라 차이가 다소 존재하긴 하였지만 피 항선 관리를 상대적으로 가장 중요하게 여긴다는 점이 동일 하였다.

    Fig. 7은 선박 안전 측면과 효율적 관리 측면을 종합하여 상대 중요도를 나타낸 결과이다.

    제1계층과 제2계층의 상대적 중요도를 곱으로 계산하여 결과를 취합하였으며, 취합 분석 결과 피항선 관리(0.216), 정 박 구역 관리(0.195), 피항 정보 관리(0.189), 규정 및 지침 마 련(0.140), 시스템 장비 개선(0.133), 교육 및 홍보·알림 활동 (0.127)순으로 중요도가 나타났다.

    3.3.3 소결론

    제1계층 요인을 종합적으로 고려하여 제2계층에 대한 결 과를 분석하였을 때 가장 중요하다고 여겨지는 요인(피항선 관리, 0.216)과 상대적으로 덜 중요하다고 여겨지는 요인(교 육 및 홍보·알림 활동, 0.127)은 약 1.7배의 차이임을 알 수 있었다.

    제1계층 요인인 선박 안전과 효율적 관리 측면에서 제2계 층 요인에 대해 상대적 중요도를 분석한 결과와 종합적 결 과는 선박 안전측면에서의 상대적 중요도와 동일한 순서를 보였다. 종합적으로 제2계층을 분석하였을 때, 효율적 관리 측면에서의 제2계층을 분석하였을 때와 비교하면 피항정보 관리와 정박구역 관리의 상대적 중요도 순위가 차이가 있으 나 그 차이는 미미했으며 나머지 대안 요소의 중요도에 대 한 순위는 동일함을 알 수 있다.

    결과적으로 진해만 태풍 피항지의 안전 및 효율적 관리를 위해서는 피항선 관리가 우선되어야 하며, Table 4에 따라 사고 취약 선박을 관리, 교신이 곤란하거나 무응답인 선박 을 관리, 선박 피항 계획서 제출을 통해 피항선 관리가 이뤄 져야 할 것으로 보인다.

    4. 결 론

    진해만 해역은 태풍 내습 시에 우리나라 남동권 해역의 주요 태풍 피항지로 이용되고 있으며, 그에 따라 선박 몰림 현상이 과도하며 해양사고 발생 위험이 있다. 따라서 본 연 구에서는 태풍 내습 시 진해만에 피항하는 선박의 안전관리 를 위해 해당 해역을 관제하는 관제사들로부터 안전 대책 요소들을 식별하고, 이를 선박운항자에게 AHP 기법을 적용 한 설문조사를 실시함으로써 각 요소들의 중요도를 도출하 고자 하였다. 그 결과는 다음과 같다.

    • (1) 진해만 태풍 피항지의 안전 및 효율적 관리를 위해 고 려해야 할 요소를 도출하고자 해당 해역을 관제하는 마산 VTS의 태풍 내습시 발생하는 상황에 대한 조치 평가를 참고 하였다. 이를 통하여 제1계층으로 선박 안전, 효율적 관리, 제2계층으로 시스템 장비 개선, 규정 및 지침 마련, 교육 및 홍보·알림 활동, 정박 구역 관리, 피항선 관리, 피항 정보 관 리를 도출하였다.

    • (2) 제1계층의 요인인 선박 안전 및 효율적 관리에 대해서 상대적 중요도를 비교한 결과, 선박 안전은 0.687, 효율적 관 리는 0.313으로 선박 안전이 효율적 관리보다 약 2배 이상 더 중요하게 여겨짐을 알 수 있었다.

    • (3) 제1계층 요인과 더불어 제2계층 요인에 대한 상대적 중요도를 분석한 결과 피항선 관리를 상대적으로 가장 중요 하게 여긴다는 점이 동일하였다. 종합적 상대적 중요도를 도출하였을 때 선박 운항자는 피항선 관리(0.216), 정박 구역 관리(0.195), 피항 정보 관리(0.189), 규정 및 지침 마련(0.140), 시스템 장비 개선(0.133), 교육 및 홍보·알림 활동(0.127)순으 로 중요하게 여김을 알 수 있었으며, 사고 취약 선박을 관 리, 교신이 곤란하거나 무응답인 선박을 관리, 선박 피항 계 획서 제출을 통해 피항선 관리가 이루어져야 할 것으로 보 인다.

    본 연구는 진해만 해역 내 태풍이 내습할 시 안전 및 효 율적으로 관리할 수 있는 기반이 될 수 있을 것으로 판단된 다. 본 연구의 한계점은 선박 운항자만을 대상으로 설문을 하였기 때문에 해역 이용자 측면만을 고려하여 중요도를 산 출하였다는 것이다. 따라서 추후 연구에서는 해역 관리자인 VTS 관제사를 대상으로 설문을 추가 실시하는 등 설문 응답 표본 수 증가 및 다양화를 통해 진해면 태풍 피항지에 대한 다양한 관점의 의견 반영이 이뤄져야 할 것으로 보인다.

    후 기

    본 논문은 한국해양수산개발원이 후원한 해양수산 미래 리스크 논문 공모전 수상작임을 밝힙니다.

    Figure

    KOSOMES-28-4-507_F1.gif

    Details of typhoon shelter in Jinhae Bay.

    KOSOMES-28-4-507_F2.gif

    Number of evacuated ships by seas (2019~2020).

    KOSOMES-28-4-507_F3.gif

    Structure tree for AHP analysis.

    KOSOMES-28-4-507_F4.gif

    General characteristics of the subjects.

    KOSOMES-28-4-507_F5.gif

    The relative importance of level 1.

    KOSOMES-28-4-507_F6.gif

    The relative importance of level 2 factor.

    KOSOMES-28-4-507_F7.gif

    The comprehensive relative importance of factor.

    Table

    Details of the typhoon in Korea

    Details of accident by typhoon in Jinhae Bay

    Measures to respond to typhoons based on VTSO

    Details of level 2 for AHP analysis

    Reference

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