1. 서 론

우리나라에는 항로를 가로지르는 수면상 높이 40m 이상인 교량이 7개 주요 항만에 8개 건설되어 있다. 그러나 인천대교를 제외한 모든 교량에 교량 하부 수로를 안전하게 항해하기 위한 안전 규정 등이 마련되어 있지 않다.

항로나 항만 입구를 가로지르는 교량과 선박이 충돌한다면 교량과 선박의 손상, 교량 이용자의 피해, 화물의 손상과 같은 직접적인 피해와 육상 및 해상 운송 서비스의 중단과 같은 사회적 손해 및 환경파괴와 같은 간접적인 피해가 발생할 것이며, 피해의 정도는 외관상의 손상에서부터 재난 상황까지 될 수 있다(Yin, 2014).

특히 목포항에는 목포항의 입출항 수로를 가로지르며, 항로의 만곡부에 위치하여 통항선박이 대각도 변침을 하여야 하는 구간에 목포대교가 위치하고 있다. 그러므로 통항선박간 또는 선박과 교각 등 구조물 간의 충돌을 포함한 해양사고의 위험에 노출되어 있으므로 선박의 통항안전성을 확보할 수 있는 여러 가지 안전대책 방안이 필요한 실정이다(Yim, 2010)

선박-교량 통항 관련 연구 성과로는 Pan et al.(2024)은 교량을 통과하는 선박과의 충돌사고 위험을 정확히 평가하기 위해 AIS(Automatic Identification System, AIS) 데이터를 활용하여 선박의 위치, 속도, 선수각 분포를 수집·분석하여 AASHTO 기준과 비교하였다. 이를 통해 AIS 기반 실제 통항 데이터를 활용하는 것이 교량 충돌위험 평가의 정확성을 높이는 데 필요함을 제안하였다. Wang and Wang(2014)은 직선 및 만곡 수로 모두에 적용 가능한 선박-교량 충돌확률 평가 모형을 제안하였다. 모형은 수로 장애물과 수위 변화를 고려하고, 기하학과 운동학을 기반으로 교각이나 장애물과 충돌할 수 있는 이상 선박의 정의와 판단 기준을 제시하였다. Son et al.(2022)은 AIS 기반 선박 분포를 분석해 교량별 최적 통항분포를 도출, 안전 통항폭을 산정하여 선박 운항 안전성 확보 방안을 제시하였다.

목포대교의 선박 통항 관련 연구 성과로는 Yim(2010)은 목포대교와 선박 간 충돌위기 평가를 위해 실시간 선박-교량 충돌모델(RT-BVCM)을 제안하였다. Yang et al.(2004)은 목포대교 건설시 선박 운항 안전성을 평가하였다. 구체적 지침이 부재 상황에서 평면 배치 계획을 검토하고, 실시간·배속 시뮬레이션을 통해 교각 충돌 위험을 분석하였다. 또한 선박 항행 궤적이 정규분포를 따른다는 가정하에 통계적 접근을 수행하여 교량 계획 단계에서 고려해야 할 안전성 평가 절차를 제시하였다.

이와 같이 선박-교량 충돌위험 평가와 목포대교의 선박 통항 관련 연구는 꾸준히 수행되고 있으나, 목포항 내 목포 대교의 수역시설 설계 기준을 검토하고 AIS 장치를 이용한 선박 통항 자료를 분석하여 목포대교 부근의 선박 안전성 확보 방안을 도출한 연구는 거의 수행되지 않고 있다.

그러므로 본 연구는 목포항에 건설되어 있는 목포대교의 선박 통항 안전성을 국내외 수역시설 설계 기준에 따라 검토 하였으며, AIS 장치를 이용한 선박의 통항 자료를 분석하여 목포대교 접근 수로를 포함한 교량 하부 수로를 통과하는 선박의 운항 형태를 분석하여 이를 바탕으로 선박과 교량의 통항 안전성 확보 방안을 모색하고자 한다. 특히 선박 항적의 중첩 정도에 의한 ‘해상교통 밀집도 분석’, 수로를 따라 항해하는 선박의 운항 형태를 파악하기 위해 ‘통과선 분석’과 선박과 교량 교각과의 충돌 확률을 산출할 수 있는 ‘근접거리 분석’을 도입하였다. 이를 통해 목포대교를 통항하는 선박의 안전성을 향상시킬 수 있는 방안을 도출하였다.

2. 목포대교 현황조사

목포항 입출항 수로를 가로지르는 목포대교는 물류비 절감과 목포권 관광 발전을 목적으로 서해안고속도로와 신항만을 연결하는 교량으로 Fig. 1과 같이 3경간 연속 유선형 강 상판 사장교 구조이며, 주탑 2개와 교각 36개, 상판 슬라브 36경간으로 이루어져 있다(Wikipedia, 2025). 이 목포대교의 위치는 어선이 주로 이용하는 북항을 제외한 목포항 항만시설 및 군사시설을 이용하는 선박의 유일한 입출항 수로를 가로지르는 곳이며, 주경간장을 구성하는 2개의 주탑(Pylon, PY)이 항로의 측방 경계선에 가까이 위치한다. 남측 주탑(PY1)에는 휀더형 고무 충돌방지공, 북측 주탑(PY2)에는 콘크리트 충돌방지공이 설치되어 있다. 교량의 주경간장 하부 에는 5만톤급 선박이 통과할 수 있는 형하고 53m 이상인 폭 400m의 항로가 설정되어 있다.

목포대교의 하부를 통항하는 선박과 교량이 충돌시 미칠 수 있는 피해 규모를 파악하기 위해 목포시 교통정보센터에서 2024년 한 해 동안 목포대교 연결 도로의 교통량 정보를 분석 결과는 Table 1과 같다. 목포대교 교통량은 목포에서 고하도 방향이 3,264,522대, 고하도에서 목포 방향이 2,174,228대로 조사되었다. 1일 최대 통행량은 고하도 방향은 9월 14일에 11,122대, 목포 방향은 6월14일 7,386대이다. 차량 통행량을 시간대로 분석하면, 목포에서 고하도 방향의 통행량은 신항만, 인근의 조선소 및 공업단지의 출근 시간인 5~9시에 집중되는 것으로 나타났다. 고하도에서 목포 방향의 통행량은 반대 방향 통행 특성과 비슷하지만 퇴근 시간인 16~19시에 집중되는 것으로 나타났다. 그러므로 선박이 안전하게 교량 하부를 통항하지 못하여 교량과 충돌이 발생할 경우 인근 지역에 교통 대란이 발생할 것이다(ITC, 2025).

목포대교 아래 항로를 선박이 안전하게 통항하기 위한 안전 규정을 제안하기 위해 목포항 항계 내에서 목포대교 개통일(2021. 6. 29)이후부터 2024년 12월 31일까지 발생한 해양 사고를 중앙해양안전심판원 자료를 이용해 분석하였다. 총 85건의 해난사고가 발생하였으며, 선종별로는 어선 41, 예인선 15, 기타선박 12, 화물선 10, 여객선 7건이 발생하였고, 사고원인별로는 기관손상 40건, 충돌 13건, 접촉 좌초 전복 화재 각 3건이 발생하였다. 특히 화물선의 사고 중 교량 구조물과 충돌에 관련될 수 있는 기관손상 4건, 조타장치손상 2건, 충돌 4건이 발생하였다. 그 중 목포대교 부근의 사고는 Fig. 2와 같으며, 목포대교 중앙을 기점으로 반경 700m 이내의 수역에서도 충돌 4회, 접촉 3회, 기관손상 7회의 사고가 발생하였다(Korean Maritime Safety Tribunal, 2025).

3. 항로설계기준 분석

목포대교를 통과하기 위한 항로의 굴곡부는 Fig. 3과 같이 해도에 표시된 항로의 중앙을 기준으로 입항하는 항로의 경우 제4번등부표와 제8번등부표 사이는 036도, 제8번등부표와 제10번등부표 사이는 026도, 제10번등부표와 제14번등부 표 사이는 090도 및 제14번등부표 이후에는 145도로 총3회 S 자형으로 변침하는 형태이다. 목포대교 부근으로 국한한다면 제8등부표에서부터 제14등부표 이후 사이 해역의 설정된 항로는 119도 대각도 변침하는 항로이다.

국제적으로 통용되고 있는 PIANC 설계지침과 우리나라 항로 설계 기준인 ‘항만 및 어항 설계기준’의 내용 중 목포대교 부근의 항로가 만족하지 못하는 것으로 판단되는 항로의 배치 및 항로를 가로지르는 교량에 관한 내용을 요약하면 다음과 같으며, 요약표는 Table 2와 같다.

3.1 PIANC 설계지침

3.2 항만 및 어항 설계기준 분석(MOF, 2017)

그 밖에 수로를 가로지르는 교량의 위치로 가장 이상적은 것은 첫째 선박통항량이 많지 않을 것. 둘째 선박통항에 위험요소인 횡방향 외력이 존재하는 수역이 아닐 것. 셋째, 교량에 접근하는 항로는 직선 항로일 것. 넷째, 교량 부근에는 접안시설이 없을 것. 이는 접이안 과정에서 선박의 제어력이 가장 취약하기 때문이다. 다섯째, 교량의 배치는 가급적 수로에 직각일 것. 여섯째, 교량 경간의 중심이 수로의 중심이 될 것. 마지막으로 교각은 천수역에 위치하여 충돌방지 구조물 역할을 할 것이다(Larsen, 1993).

그러나 목포대교는 항만의 입구에 위치하여 선박통항량이 많으며, 조류와 바람이 강하며, 교량 전후로 직선 항로를 확보하지 못하고 있으며, 교량 주탑 부근에는 접안시설이 존재하고, 교량의 배치가 수로와 직각을 이루지 않고 주탑 중 하나에는 교각에 대한 충돌방지구조물이 없어 설계기준에 맞지 않는 실정이다.

4. 해상교통량 관측

본 연구를 위해 2025년 1일 13일 10시부터 20일 10시까지 총 7일간 목포항 인근 해역의 AIS 정보를 수집하여 분석하였다. Fig. 4는 수집한 AIS 정보의 전체 선박 항적도를 선종 별로 나타내고 있다. 수신된 AIS 정보는 총 541척이며, 기타 선박이 가장 많은 척수를 나타내지만, 25척의 여객선이 매일 정기 노선을 운항하므로 세부적인 항적 빈도수는 여객선이 가장 많을 것으로 고려된다. 또한 목포항의 특성상 73척의 어선이 전체의 13%를 차지하고 있으며, 선박의 톤수별로는 전체 선박의 84%가 100톤 미만의 소형 선박이다.

4.1 항적 분석

목포대교 하부 항로의 실재 운항 환경을 파악하기 위해 이 항로를 매일 정기적으로 운항하는 여객선 중 가장 큰 총 톤수의 선박인 GT 2만6천톤급 여객선 두 척(A, B)의 항적을 대상선박으로 선정하여 분석하였다. 대상선박은 분석하고자 하는 항로를 주간 및 야간에 매일 2회 운항하므로 항로의 특성과 외력상황에 대해 충분히 인지하고 있는 운항자가 조선하는 것으로 판단되어 선정하였다. Fig. 5는 대상선박의 항적을 나타내고 있으며, 관측 기간 동안 입항14회 출항 14회 운항하였으며 입항시 평균속력 11.2노트, 출항시 평균속력 11.6노트로 목포대교를 통과하였다.

대상선박이 목포대교에 접근하는 방식은 다음과 같다. 입항 선박은 목포대교에서 2,230m 이격된 제6번등부표에서 16(036도에서 026도)도 좌현 변침하여 1,500m 이동하고, 목포대교에서 730m 이격된 제10등부표에서 119도인 대각도 우현 변침하여 목포대교를 통과하여 145도로 정침하였다. 즉 굴곡부와 반대 방향 굴곡부가 이어지는 S자형으로 목포대교를 통과하였다. A 선박은 제10번등부표에서 대각도 변침한 이후 085방위로 목포대교를 통과하였다. B 선박은 제10번등부 표와 제12번등부표 사이의 동서 방향 직선 부분은 연속된 굴곡부라기 보다는 대각도 굴곡부 사이에서 항로폭을 내측으로 확장한 것으로 항해하였다. 출항 선박은 320도로 접근하여 목포대교에서 350m 지점에서 변침을 시작하여 목포대교 통과한 이후 목포대교에서 850m 지점에서 변침을 완료하고 213도로 정침하여 항해하였다.

Fig. 6은 목포대교 주경간 사이를 10m 간격으로 나누어 누적 통과 횟수를 나타낸 것이다. 구간별 최대 통과 구간은 PY1에서 270-280m 사이 구간으로 입항 선박이 4회 통과하였다. 입항 선박의 항적은 8개 구간, 출항 선박의 항적은 9개 구간에서 이루어졌으며, 입항 선박 항적과 출항 선박 항적이 중첩되는 구간은 없었다. 교각과의 최소 접근 거리 구간은 PY1는 120-130m 구간으로 입항 선박이 2회, PY2는 170-180m 구간으로 출항 선박이 1회 관측되었다.

항적의 표준편차가 적은 B선박의 운항 항적에 의한 굴곡부 형태는 Fig. 7과 같이 입항 선박은 119도 변침하며, 곡률 반경은 약 635m로 대상선박길이(170m)의 3.7배이며, 출항선 박은108도 변침하며, 곡률반경은 약 700m로 대상선박길이의 4.1배이다.

항적 분석 결과 선박의 교량 통과 시점보다는 선박 조종 방법, 외력이나 타선박의 존재 여부 등에 따라 항적의 분포가 매우 달라질 수 있음을 알 수 있다. 따라서 일관성 있는 목포대교 통행을 지원하는 시스템이 필요할 것으로 판단된다.

4.2 해상교통 밀집도

해상교통 밀집도는 관측기간 동안 대상 해역을 항해한 선박의 항적을 컴퓨터 화면에 중첩하고, 컴퓨터 화면의 픽셀 단위별로 누적되는 횟수를 계산하고 상대 등급에 따라 색으로 구분한 것이다. 이는 선박이 주로 이용하는 수역을 식별하기 위한 것이다.

Fig. 8은 관측기간 동안 목포대교 주변 해역의 해상교통 밀집도를 나타내고 있다. 목포항의 갑문인 목포구 및 소형 어선의 정박지인 북항의 입구 해역은 주변 해역에 비해 해상교통밀집도가 높은 것으로 나타났다. 목포대교 남동쪽 해역은 상대적으로 항로폭이 좁고 정기선 운항이 많아 교통밀 집도가 높은 것으로 나타났으나 입항 선박과 출항 선박의 항적이 확연하게 분리되어 있는 것을 알 수 있다. 해상교통 밀집도가 가장 높은 곳은 제10번등부표 서쪽으로 이는 입항 선박과 출항 선박의 항적이 서로 중첩되기 때문이다.

4.3 통과선 분석

통과선(GateLine, GL) 분석은 해상 교통 흐름 방향을 가로지르는 가상의 통과선을 만들고, 선박 항적의 전 위치와 바로 다음 위치를 이은 직선과 통과선의 교차점이 있는 경우 해당 통과선을 지나간 것으로 판단하며, 교차점이 발생한 시점의 선박의 선수방위로 입항과 출항을 구분하며, 통과 시점의 AIS 정적 데이터 및 동적 데이터를 분석한다.

또한 통과선의 시점에서 종점 사이를 일정한 간격으로 구간을 설정하고, 구간별 통항 실태를 분석하기 위해 ‘통과선 도수분포(Gate Line Frequency Distribution, GLFD)’를 도시한다.

본 연구에서는 대상 해역에 5개의 통과선을 설정하고 각각의 통과선을 통과하는 선박 통항 실태를 분석한다. 통과 선상에서 10m 간격의 구간을 설정하고 GLFD로 분석한다. 이 중 GLFD와 통과선박의 항적을 중첩하여 분석시에는 통과 선박 전체 척수로 분석이 불가하므로 내항, 목포대교 및 외항 통과선을 모두 통과하는 선박의 최소 톤수인 5천톤급 이상의 선박을 대상으로 분석하였다.

1) 내항 통과선

목포대교로부터 1,000m 남동쪽으로 이격된 지점에서 항로 경계선과 직교하도록 통과선을 설정하였다. 통과선의 시점은 34.79N 126.37E, 종점은 34.78N 126.36E이며, 시점에서 246m에서 860m에 항로의 경계선이 위치하며 전체 통과선의 길이는 1,100m이다.

전체 통과 척수는 829척이며, 이중 입항 422척 출항 407척이다. 선종별로는 기타선박(338척), 여객선(248척), 예인선(92척), 어선(68척), 화물선(61척), 유조선(22척) 순이다. Fig. 9는 내항의 GLFD를 나타내며, 입출항 선박 모두 항로의 우측 경계를 따라 항해하는 형태이나 19개 구간에서 입항 선박과 출항 선박의 항적이 겹치고 있다.

Fig. 10은 5천톤급 이상의 선박의 항적 및 GLFD를 중첩하여 나타내고 있다. 입항 선박은 항로 중앙을 넘지 않고 510-710m 사이로 항해하였으나, 출항선박은 520-610m 사이의 4개 구간에서 5척의 선박이 항로 중앙을 넘어 목포대교 방향을 향하였다.

따라서 출항하는 선박이 목포대교 주변 해역에서 마주치는 상황을 발생하지 않도록 항로의 우측으로 유도하는 조치가 필요하다.

2) 목포대교 주경간 통과선

목포대교 PY2에서 PY1사이의 주경간 500m 구간을 통과선으로 설정하여 분석한 결과는 Fig. 11과 같다. 입항 선박 372척, 출항 선박 388척 및 총 760척이 관측되었다. 입출항 항적 분포에서는 입항선과 출항선이 항로의 우측 경계를 따라 항해하는 형태이나 PY1 근접 8개 구간과 PY2 5개 구간을 제외한 전 구간에서 입항 선박과 출항 선박의 항적이 중복되었다. 입항 선박이 많으면서 겹치는 구간 14개, 출항 선박이 많으면서 겹치는 구간 18개로 나타났다.

선박은 선회를 위한 조타 중에 여유 제어력이 가장 취약하기 때문에 항로의 만곡부에 위치한 목포대교 아래 해역에서 타 선박과 마주치는 상황이 발생하지 않도록 입출항 선박을 각각 항로의 우측으로 유도하는 항해지원시설을 고려해야 한다.

Fig. 12는 5천톤급 이상의 선박의 항적 및 통과선 구간 분포를 나타내고 있다. 이들 선박은 PY1에 최소 180m, PY2에 최소 120m 이격하여 통과하였으며, 출항 선박이 항로 중앙을 넘어 PY1으로부터 300-310m 및 310-320m 구간을 각 1회 통과하였다. 항로중앙을 넘어 출항한 선박은 목포항을 정기적으로 운항하는 선박으로 파악되었다.

출항 선박을 안전한 범위 내에서 PY2 측으로 유도할 필요가 있다. 이로서 목포대교 주경간장에서 마주치는 상황을 피할 수 있으며, 목포대교 통과 이후 대각도 좌현 변침 과정에서도 곡률반경을 크게 할 수 있고 입항선박과 마주치는 상황을 피할 수 있을 것이다.

3) 목포대교 측경간 통과선

Fig. 13의 좌측 그림은 PY1 측경간을 이용한 선박의 항적 및 GLFD이다. 입항 44회 출항 18회 총 62회 선박 통항이 있었으며, 시간별로는 24시간 동안 주야 구분 없이 항해하였으며, 선종별로는 기타 선박이 47회, 어선 14회 및 예인선 1회이다. 최대선박은 136톤의 어선이었으며 나머지는 100톤 미만이었다. 최대속력은 기타 선박이 12.4노트이며, 전체 통과 선박의 평균 속력은 9.9노트이다.

Fig. 13의 우측 그림은 PY2 측경간을 이용한 선박의 항적 및 GLFD이다. PY2측경간으로는 주변에 위치한 관공선 부두을 이용하기 위한 100톤 미만의 선박으로 총5척의 선박이 입항 8회 출항 6회 이용하였으며, 0900-1700시 주간에만 최대 10.8노트 평균 4.6노트의 속력으로 이용하였다. 최대 선박은 41톤이다.

4) 외항 통과선

외항 통과선은 장좌도 남측 끝단에서 시작하여 8번 부위를 지나 고하도로 향하는 직선으로 설정하였다. 시점은 34.78N 126.34E이며, 종점은 34.77N 126.36E이며, 시점에서 125m 및 700m에 항로의 경계선이 위치한다.

전체 통과 척수는 843척이며, 이중 입항 440척, 출항 403척이다. 선종별로는 기타 선박(323척), 여객선(250척), 예인선(94척), 어선(84척), 화물선(67척), 유조선(25척) 순서이다.

Fig. 14는 GLFD로 항로의 우측을 따라 항해하는 형태를 띄고 있으나, 거의 전 구간에 걸쳐 입출항 항적이 겹치고 있다. 특히 항로의 왼쪽을 따라 입항하는 선박이 많으며, 이는 장좌도와 달리도 사이의 수로에서 진입하는 입항 선박으로 판단된다.

Fig. 15는 5천톤급 이상의 선박의 항적 및 GLFD를 중첩하여 나타내고 있다. 출항선박들은 항로 중앙을 넘지 않고 항로의 오른쪽(190-340m 구간)으로 항해하였으나. 입항 선박의 26.9%인 7척의 선박이 항로 중앙을 넘어 항해하였다.

4.4 근접거리 분석

근접거리 분석은 관심 지점을 설정하고 이 지점으로부터 임의로 설정한 반경 이내를 통과하는 특정 선박의 연속 위치점들과의 거리를 모두 계산하고 그중 최소값을 근접거리로 판단한다. 이 근접거리 시점의 AIS데이터를 추출하여 시간대별, 선종별, 톤수별, 속력별로 분석한다.

선박과 교량의 충돌위험은 교량 하부를 통과할 때 선박과 교량 구조물과의 수평 이격거리에 크게 좌우된다. 이를 분석하기 위해 목포대교 주탑 PY1(34°47′12.5″N, 126°21′ 18.77″E)과 PY2(34°47′28.33″N, 126°21′23.06″E)를 대상 지점으로 선정하고, 주경간장인 500m로 반경으로 설정하고 주경간 사이를 항해하는 선박의 근접거리를 1m 단위로 분석하였다.

다만 근접거리 분석시 4.3의 통과선 분석에서 알 수 있듯이 입항 선박이 PY1 부근, 출항 선박이 PY2 부근에 반드시 가까이 항해하지 않은 경우들이 있으므로 대상지점 사이를 항해하는 전체 선박의 근접거리를 분석하였다.

Fig. 16의 좌측과 우측 그림은 각각 주탑 PY1과 PY2에 대해 1시간 간격의 시간대별 근접거리를 나타내고 있다. 시간대별 근접거리의 최소값은 PY1에 대해 82m, PY2에 대해 88m이며, 평균 근접거리는 PY1이 99.1m, PY2는 151.3m로 전체적으로 PY1에 근접하여 항해하는 것으로 나타났다. 두 교각에 대한 근접거리는 상대적으로 주간에 작고 야간에 큰 것으로 나타났다.

5. 안전성 확보 방안

선박이 교량과 충돌할 수 있는 경우는 다음과 같이 구별할 수 있을 것이다. 첫째, 선박운항자의 실수 또는 기술적인 결함으로 교량 부근에서 위험에 처한 선박. 둘째, 교량 부근에서 마주치는 상황에서 선박간 충돌 회피 동작을 취하는 선박. 셋째, 교량에 근접한 항로의 굴곡부에서 변침에 실패한 선박. 넷째, 정상적인 항로를 따르지 않은 선박. 다섯째, 추진력 상실 또는 항해 장비의 고장 등에 의해 표류하는 선박으로 구분이 가능하다(Hörteborn and Ringsberg, 2021).

항해 중인 선박이 충돌하였을 때 발생할 수 있는 최악의 하중을 지탱할 수 있는 교량 구조물을 설계하는 것은 비경제적, 비현실적이다(Hörteborn et al., 2025). 그러나 사고 발생 확률을 낮추고 피해를 최소화할 수 있는 조치를 강구해야 한다. 여기에는 항해지원시설, 선박통항규정 및 선박통항관리가 포함될 수 있으며 세부적인 안전성 확보 방안은 다음과 같다.

1) 지향등(Direction light) 또는 도등(Transit)설치

통과선 분석 결과에서 입항 선박이 제6번등부표-제10번등 부표 구간을 항해하거나, 출항선박이 제13번등부표에 접근할 때 항로의 중앙선을 넘어 항해하는 선박을 확인할 수 있었다. 목포대교 교각과의 근접거리 분석에서도 입출항 선박이 PY1에 더 접근하여 선회하면서 목포대교를 통과하고 있었다.

목포대교 부근에서 마주치는 상황이 발생하거나 위험물을 급작스럽게 발견한다면, 제어력이 가장 낮은 변침 과정에서 충돌 회피 동작을 취해야만 한다. 이를 사전에 예방하기 위해서는 항로상에서 선박의 상대 위치를 직관적으로 인지할 수 있으며, 항로의 우측으로 선박을 유도할 목적으로 Direction light 과/또는 Transit의 설치가 필요하다.

2) 제10번등부표의 구분화

선박의 굴곡부 통과 방법은 선박 조종자가 여러 상황을 고려하여 결정할 것이다. 이것은 대상 해역의 굴곡부 통과 방식은 정기 여객선 항적 분석에서도 확실히 나타났다.

입항선박이 목포대교를 통과하는 방위로 변침하는 마지막 굴곡부에서 항로상에서의 위치는 교량과의 기하학적 충돌 확률에 매우 중요한 요소이다. 그러므로 이 부근에 확실한 변침 물표를 제공하기 위해 제10번 등부표를 다른 측방 표지와는 구분될 수 있도록 형상 및 광력 등을 구분화하여 설치할 필요가 있다.

3) 측경간 통항 관리

우선피항선 이외의 선박은 항로 준수 의무가 있어 항로를 따라 항해하다 측경간을 통과하는 것은 “항로 준수” 위반이 될 수 있으며, 측경간을 통과한 선박이 항로에 다시 진입할 때 다른 선박의 진로를 간섭할 수 있다. 그러므로 관리청에서는 측경간 통항에 대한 구체적인 규정을 정하여야 한다. 여기에는 PY1 측경간은 특정 선박이 입항시에만 사용하도록 하는 것을 포함할 수 있다.

4) 선박의 교량 통과 규정 마련

선박의 교량 통과를 제한하거나 금지할 수 있는 지침이 마련되어야 한다. 인천항 선박통항규칙을 보면 인천대교 부근의 선박통항안전성을 향상시키기 위해 외력 상황(시계제한, 기상특보), 해상교통 상황(교통량 폭주, 사고 발생, 특수선이나 초대형 선박 통과 등), 교량 상황(붕괴, 도로에서의 사고 등) 등에서 선박 속력 제한 및 통항 우선권 부여 등을 부여하고 있다. 이를 참고하여 목포대교 부근도 관련 항법 마련이 필요하다(Ministry of Oceans and Fisheries, 2024)

5) 교량 이용자 경보 시스템

목포대교를 이용하는 차량이 많으며 특정 시간대에 집중 되고 있다. 선박의 충돌에 의한 교량의 손상으로 발생할 수 있는 인명 손상을 최소화하기 위해서 “교량 이용자 경보 시스템”을 도입할 필요가 있다. 여기에는 선박통항관제소와 목포대교 관리사무소의 연락망 구축과 교량 진입 도로 차단 설비가 포함될 수 있다.

그 밖에 인천항 선박통항규칙을 참고하여 선박의 크기 및 조종 성능 상태, 화물의 종류, 해상 교통 폭주 등에 따라 Tail boat 개념 또는 에스코트 개념의 예인선 강제 사용 지침을 마련할 필요가 있다(Ministry of Oceans and Fisheries, 2024). 또한, 목포대교 주변 항로는 설계지침을 만족하지 못하는 항목이 존재하므로 가능한 교량에 가까운 위치에 예인선 정계 지를 지정하여 운영할 필요가 있다. 목포대교 부근에서 발생한 조종불능선박이나 조종성능제한선박은 물론 조종자의 실수로 인해 선박이 교량에 접근할 때 유일한 외부 지원은 예인선뿐이다. 마지막으로, 목포대교 인근에 조류 정보를 실시간으로 표시하는 것은 선박과 교량 관련 사고 예방 및 사고 이후 2차 피해 방지에 활용될 수 있을 것이다. 여기에는 목포대교 상류에 위치한 영산강 하구둑의 방류 정보가 포함될 수 있다.

6. 결 론

본 연구에서는 목포대교 부근의 해상교통 현황을 분석하고 선박의 안전한 교량 통항을 위해 설계지침을 검토하고, AIS데이터를 활용하여 해상교통 밀집도를 분석하고, 항로상에서 선박의 분포를 분석하기 위해 항적분석과 통과선 분석을 수행하고, 교각과의 이격거리 분석을 근접도 분석을 수행하였다.

목포대교를 통과하는 선박은 설계지침보다 열악한 교통 환경에서 교량 주변 수로를 항해하고 있으며, 교량의 하부 수로를 이용하는 선박의 통항 항법에 대한 규정이나 지침이 마련되어 있지 않다. 교량이 항만시설에 포함되지는 않더라도 교량 하부의 수로는 수역시설이므로 교량 통항 항법에 대해 명확한 운영세칙이 마련되어야 한다. 이 운영세칙에는 통항 방법, 이용 가능 선박(주경간, 측경간), 통항 제한, 통항 우 선순위, 속력 제한 등이 포함되어야 한다. 관리청이 다르다 하더라도 우리나라 주요 7개 항만에 설치된 8개의 대형 교량에 대한 운영세칙에는 일괄되게 공통적으로 적용해야 할 것과 지역 특성을 고려한 규정으로 구성되어야 할 것이다.

목포대교를 통항하는 선박의 AIS 정보를 수집하여 분석한 결과, 항적 분석시 선박의 교량 통과 시점 보다는 선박 조종 방법, 외력이나 타선박의 존재 여부 등에 따라 항적의 분포가 매우 달라져 위험성이 존재하므로 입항 및 출항시 일관성 있는 선박 통항 지원 시스템이 필요할 것으로 사료 되었다. 또한, 해상교통 밀집도 분석 결과 목포대교 부근 해역에서 상대적으로 항로폭이 좁고 정기선 운항이 많아 교통 밀집도가 높아 선박-선박 또는 선박-교량간 충돌위험도가 증가하는 것으로 분석되었다. 통과선 분석 결과는 내항, 주경간, 측경간, 외항 통과선에서 모두 입출항 선박의 항적이 중첩되어 선박간 충돌 확률이 높은 것으로 분석되었다. 마지막으로 선박이 교량을 통과시 선박과 교량 구조물과의 수평 이격거리 분석을 통한 근접거리 분석 결과, 두 개의 주탑 중 PY1에 최소 82m 정도로 근접하여 항해하는 것으로 분석 되었다.

재난에 가까운 해난사고가 발생하면 예측과 사전 예방이 불가능한 일이 발생하였다는 ‘검은 백조 이론’으로 해석하는 경향이 있다. 그러나 다수의 해난사고들의 핵심 원인에는 “지금까지 사고가 없었다”는 귀납적 일반화의 오류에 기인한다고 할 수 있다. 지금까지 교량과 선박의 충돌사고가 없었고 앞으로도 발생하지 않을 것으로 판단해서는 안 되며, 최악의 상황을 가정한 예방적 접근이 필요하다.

본 연구 결과는 목포대교 부근 선박 통항 안전성 향상 방안을 설립하기 위한 기초자료로 활용될 수 있으며, 목포대교 뿐 아니라 국내 항만을 가로지르는 교량의 선박 통항 안전을 향상시킬 수 있는 항로 설계 기준의 설정에 활용될 수 있다.