좌초사고의 영향요인과 민감성분석

Abstract

해양사고란 해상에서 발생하는 모든 사고를 총칭하는 개념으로 국내 해양사고는 지속적으로 발생건수가 증가하는 추세이다. 이러한 흐름에 맞춰 해양사고 저감을 위해 해양사고의 원인에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으나, 많은 연구가 해양사고의 위험요소 중 인적요인을 중심으로 연구한다. 그러나 해양사고에는 인적요인 단독으로만 발생하지 않고 수심, 항로 폭, 기상 등 자연환경적 요인과 결합하였을 때 사고가 발생하는 경우도 다수 존재한다(이홍훈 외, 2011; 정대율 외, 2013). 따라서 해양사고에 위험요소가 될 수 있는 지형요인에 대한 정확한 데이터 구축 및 분석은 해양사고 예방에 필수적이며 경계소홀과 같은 인적요인의 위험을 줄일 수 있다(김도연 외, 2005; 송재욱 외 2013). 이러한 맥락에서 본 연구는 국내 해양사고의 공간적 분포를 파악하여 사고가 많이 일어나는 핫스팟을 찾고 좌초사고에 영향을 미치는 지형학적 요인을 분석한다. 이를 통해 핫스팟지역의 좌초사고 민감성을 도출하고 이를 시각화하여 좌초사고 위험성이 높은 지역을 찾는 것을 목적으로 한다. 사고유형 중 좌초사고를 중심으로 분석하는 이유는 좌초사고의 정의가 선박이 해저 또는 수면 아래의 난파선 또는 암초에 얹히거나 부딪친 사고로 지형 또는 장애물과 관련성이 내포되어있기 때문이다. 위 연구목적을 달성하기 위한 세부목적은 첫 번째로 국내에서 발생한 해양사고의 전반적인 공간적 분포를 파악하는 것이다. 먼저 커널밀도 분석을 통해 전체 해양사고와 좌초사고의 공간적 분포를 파악하고 사고가 많이 발생하는 핫스팟을 도출하였다. 사고발생 위치뿐만 아니라 사고발생 시간을 함께 고려한 시공간적 발생 경향성을 파악하기 위해 1년 단위의 시공간큐브를 생성하여 발생핫스팟 분석을 수행하였다. 두 번째 세부 목적은 좌초사고발생에 영향을 미치는 지형학적 요인을 분석하는 것이다. 이를 위하여 의사결정나무 분석을 통해 좌초사고 발생에 영향을 미치는 요인과 의사결정규칙을 도출하였다. 세 번째 세부목적은 핫스팟지역의 좌초사고와 지지형학적 요인 간 상관관계 및 요인 내 등급별 중요도를 빈도비모델을 통해 분석하고 좌초사고 민감성 지수를 도출하여 시각화하는 것이다. 구축된 핫스팟지역의 민감성지도를 통해 좌초사고 위험성이 높은 지역을 파악할 수 있다. 위 흐름에 따른 연구 결과는 다음과 같다. 먼저 커널 밀도 분석과 시공간 큐브 분석을 통한 해양사고의 시공간적 경향성 분석 결과 전체 해양사고 핫스팟은 인천, 군산, 목포, 통영, 부산 해역 등에 분포하였다. 좌초사고 핫스팟은 커널밀도 분석결과 통영, 군산, 부산, 제주도, 울릉도 해역에 나타났으며 시공간분석 결과에서는 통영해역과 목포해역 일부로 확인되었다. 해양사고 핫스팟 중 공간적 분포와 1년 단위의 시간 흐름을 동시에 고려하였을 때 전체 해양사고와 좌초사고가 모두 다른 지역에 비해 집중적으로 발생할 뿐만 아니라 과거부터 지속적으로 사고가 발생하는 핫스팟은 통영해역이었다. 따라서 본 연구는 통영해역을 연구지역으로 선정하여 좌초사고에 영향을 미치는 요인 분석과 민감성 분석을 수행하였다. 좌초사고에 영향을 주는 요인을 의사결정나무를 통해 분석한 결과 연구지역내 사고유형에 영향을 주는 주요 요인들은 노간출암, 초, 선박유형, 해상지형이었다. 좌초사고의 의사결정 규칙을 도출한 결과 사고지점 1km 이내 노간출암이 1개 이상 존재하고 선박유형이 어선이며, 사고지점 1km이내 초가 1개 이상 존재할 때 사고유형이 좌초사고일 가능성은 52.8%로 비교적 높았다. 연구지역의 좌초사고와 그 요인 간 상관관계 및 요인 내 등급별 상대적 중요도를 빈도비모델을 통해 파악한 결과 수심이 –13.72m보다 얕은 곳에서 좌초사고가 주로 발생하였다. 해상지형 중에서는 만입지형과 수로지형, 그중에서도 수로지형에서 특히 좌초사고가 많이 일어났다. 항해위험이 되는 지형요인인 사주, 초, 장애물, 침선, 노간출암은 모두 단위면적 내 해당 요인이 없는 곳보다 1개 이상 분포되어있는 곳에서 좌초사고 발생이 집중되었다. 특히 초와 노간출암은 단위면적 내 해당 지형의 개수가 6개 이상인 경우 좌초사고가 집중적으로 발생하였다. 이후 요인별 빈도비값을 합산하여 연구지역의 좌초사고 민감성 지수를 산출해 지도로 시각화하여 좌초사고 발생 가능성이 높은 지역을 확인할 수 있었다. 좌초사고 민감성이 높은 곳은 견내량해협과 그 남쪽해역의 수로지형, 사량해협, 자란만, 고성만 부근, 공룡초 서쪽 만입지형 등으로 해안선에 가깝고 수심이 얕으며 수로지형 또는 만입지형에 속하고 사주, 초, 장애물, 침선, 노간출암이 1개 이상 분포하는 특징을 가지고 있다. 또한 견내량해협과 그 남쪽해역의 수로지형에서 좌초사고 민감성 지수가 매우 높은 이유에는 지형학적 요인과 함께 해당 구역 내 기와여 남서쪽에 여객터미널이 위치하여 해상교통량이 집중되는 것도 영향을 주었을 가능성이 있다. 기존 선행연구에 비해 본 연구는 서로 상이한 사고유형을 분류하여 좌초사고를 중심으로 연구하였으며 연구지역의 지형학적 특징을 기술하는 것에서 나아가 각 요인들의 영향력을 파악하였다. 또한 좌초사고 민감성의 시각화를 통해 통영해역 내에서 특히 좌초사고 발생 위험이 높은 곳을 시각적으로 파악할 수 있었다. 본 연구는 기존연구에서 해양사고의 위험요소 중 인적요인뿐만 아니라 자연 환경적 요인을 고려한 분석의 필요성이 대두되는 흐름에 부합한다. 해양사고의 저감을 위해서는 항행위험요소가 될 수 있는 지형들의 정확한 데이터베이스 구축 및 관리가 필수적이며 본 연구가 이에 대한 우선순위를 결정하는데 기초연구가 될 수 있다. ;The number of marine accidents in Korea has been increased over three decades. It multiplied nearly tenfold from 1980 to 2017. Researches on factors that can influence on maritime safety have been consistently conducted, but many of them have focused on human factor. It is essential to understand various aspects of occurrence of the marine accidents including geomorphological elements. Additionally, the accurate data construction and analysis of geomorphological factors, which could affect marine accidents, would help to prevent the marine accidents. Therefore, the purpose of this study is to analyze space-time patterns of the marine accidents, discover the main geomorphological factor of ship grounding accident and create ship grounding susceptibility map of the Tongyeong sea area. Meanwhile, this study is focused on ‘ship grounding accident’ among types of the marine accidents, which the cause has not yet been identified clearly. In order to achieve this goal, first, the hotspot where the grounding accidents occurred consecutively was found by the kernel density estimation and space time cube analysis using the marine accidents location data of Korean Maritime Safety Tribunal. Second, Geomorphological database was constructed. This database contains environmental data that could be the risk factor extracted from the ENC(Electronic Navigational Chart), bathymetry data form GEBCO, sea surface feature data in the Tongyeong sea area. Then, factors of the grounding accidents including the geomorphological elements were analyzed by decision tree method. Lastly, the ship grounding susceptibility map of the Tongyeong sea area was created based on analysis of frequency ratio between the ship grounding data and the geomorphological factors. The result of the study is as follows. First, many hotspots of the marine accidents are primarily located as similar as a distribution of main harbors in the Yellow Sea and southern coast of Korea. Among the hotspots, the Tongyeong sea area has been identified as consecutive hotspot where the grounding accidents have occurred consistently. Secondly, The ship grounding accident was mainly occurred when the rock and reef exists. Finally, the ship grounding susceptibility map was constructed by frequency ratio model. The high susceptible area was found when the bathymetry is shallow; sea surface feature is bay or channel; the distribution of rock, reef, sand ridge, wreck and obstacle are intensive. This study is meaningful to meet the trend and it will allow comprehensive understanding of marine accidents and it also can provide valuable information to improve maritime safety in Korea.