선박 접안에너지를 고려한 방충재 용량 평가에 관한 연구

Abstract

When designing quay facilities in a port, the type and size of berthing ships are generally selected, and the type and capacity of bollard and fender are selected according to the port and fishing port design standards. The fender material is determined by the ship type, dead weight tonnage and berthing energy. among them, the size of the vessel affecting the vessel berthing capacity is changing with the increase in the size of the vessel and the amount of cargo. according to the Harbour and Fishery Design Criteria, both the absorbed energy and the reaction force of the fender should be considered in the safety evaluation of the fender. however, the absorbed energy of the fender is not evaluated in the current maritime traffic safety assessment. For this reason, in this study, the adequacy of the fender according to the design standards for excess ships and piers entering the main port of Ulsan Port was evaluated, and the absorbed energy and reaction force energy of the fender were compared and reviewed. In order to analyze the excess ships entering the Ulsan main port state-owned pier, through Ulsan Port PORT-MIS, for about one year from January 1, 2020 to December 30, 2020, for ships entering Ulsan Port, the excess ships by each pier was reviewed. As a result, it was analyzed that 16 berths out of 21 berths entered port, and the rate of occurrence of ships exceeding berthing capacity was analyzed to be at least about 1.1% and at most about 45.5%. The risk of the pier caused by the excess ships compared to the berthing capacity of the pier was measured by the impact and the likelihood of risk, respectively, and the effect on the pier was analyzed. As a result of risk assessment, 7 berths out of a total of 21 berths were evaluated as high risk berths, and 1 berth was evaluated as very high risk berths. The berthing energy analysis is based on the risk analysis results for the Ulsan main port state-owned pier, and for piers with high risk or higher, the amount of change in berthing energy according to the change in the size of the vessel according to the Harbour and Fishery Design Criteria is calculated based on the berthing capacity of the pier. It was compared with the absorbed energy. The berthing energy analysis of the ship was analyzed according to the kinematic method of the Harbour and Fishery Design Criteria. For the mooring safety evaluation, based on the risk analysis results for the Ulsan main port state-owned pier, the target pier that can secure the pier drawing was selected among piers with high risk or higher, and the reaction force of the fender was evaluated for the largest incoming vessel. Based on the results of the risk analysis on the Ulsan main port state-owned pier, the absorption energy and reaction energy of the seawall for the target pier that can secure the drawing of the pier above High Risk were compared and the need for the absorption energy of the ship not currently performed in the Maritime Safety Audit Scheme was presented. Through this study, it is judged that the rate of port accidents can be further lowered if the appropriate amount of fender is presented during Maritime Safety Audit Scheme, and it is judged that it will be possible to suggest a way to review safety from various angles to pier designers in the future.|항만의 부두 시설물 설계는 일반적으로 접안선박의 선종 및 크기를 선정하고, 항만 및 어항 설계기준에 따라 계선주와 방충재 등의 종류 및 용량을 고려한다. 방충재는 선종, 재화중량톤수 및 접안에너지에 의해 결정된다. 이 중에서도, 선박 접안력에 미치는 선박의 규모는 선박의 대형화 및 화물 물동량의 증가에 따라 변화하고 있다. 항만 및 어항설계 기준에 따르면, 방충재의 안전성 평가는 방충재의 흡수에너지와 반력이 모두 고려되어야 한다. 하지만 현행 해상교통안전진단에서는 방충재의 흡수에너지는 평가되고 있지 않다. 이러한 이유로 본 연구에서는 울산항 본항에 입항하는 초과선박 및 부두 설계기준에 따른 방충재의 적정성을 평가하고, 더 나아가 방충재의 흡수에너지와 반력에너지를 비교 검토하였다. 울산항 본항 국유부두에 입항하는 초과선박을 분석하기 위하여 울산항 PORT-MIS를 통하여 2020년 1월 1일부터 2020년 12월 30일까지 약 1년간 울산항에 입항하는 선박을 대상으로 각 부두별 초과선박에 대하여 검토를 수행하였다. 그 결과, 21개 선석 중 16개 선석에서 접안능력을 초과하는 선박이 입항하는 것으로 분석되었으며, 부두능력을 초과하는 선박의 발생비율은 최소 약 1.1%에서 최대 약 45.5%로 입항하는 것으로 분석되었다. 부두의 접안능력 대비 초과선박으로 인하여 발생하는 부두의 Risk는 위험의 영향력(Impact)과 발생가능성(Likehood)으로 각각 측정하여 부두에 미치는 영향을 분석하였다. Risk 평가 결과 총 21개 선석 중 7개의 선석이 High Risk 선석으로 평가되었으며, 1개의 선석이 Very High Risk 선석으로 평가되었다. 접안에너지 분석은 울산항 본항 국유부두에 대한 Risk분석 결과를 바탕으로 High Risk 이상의 부두에 대하여 부두 접안능력을 기준으로 최대 입항선박 규모까지 항만 및 어항 설계기준상의 선박규모 변경에 따라 접안에너지 변화량을 방충재의 흡수에너지와 비교하였다. 선박의 접안에너지 분석은 항만 및 어항설계 기준의 운동역학적 방법에 따라 분석하였다. 계류안전성 평가는 울산항 본항 국유부두에 대한 Risk분석 결과를 바탕으로 High Risk 이상의 부두 중 부두의 도면을 확보할 수 있는 대상 부두를 선정하여 최대 입항선박을 대상으로 방충재의 반력을 평가하였다. 울산항 본항 국유부두에 대한 Risk분석 결과를 바탕으로 High Risk 이상의 부두 중 부두의 도면을 확보할 수 있는 대상 부두에 대한 방중재의 흡수에너지와 반력에너지에 대하여 비교 검토하였으며, 현 해상교통안전진단에서 수행하고 있지 않은 선박의 흡수에너지의 필요성을 제시하고자 하였다. 본 연구를 통해서, 해상교통안전진단 시 적정 방충재의 용량을 제시한다면 항만 사고의 비율을 더욱 낮출 수 있을 것으로 판단하며, 향후 부두 설계자에게도 안전성을 다각도에서 검토할 수 있는 방안을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.