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ISSN : 2671-9940(Print)
ISSN : 2671-9924(Online)
Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology Vol.53 No.2 pp.187-195
DOI : https://doi.org/10.3796/KSFT.2017.53.2.195

A study on installation location of radar for minimizing blind area in the construction of VTS system of Kangjeong Port

Seung-Hi LEE1, Kwang-Il KIM2, Jang-young AHN*, Chang-Heon LEE, Chan-Moon CHOI
1Jeju Vessel Traffic Service Center, Jeju 63284, Korea
2Chungbuk national university, Cheongju 28644, Korea Jeju national university, Jeju 63243, Korea
Corresponding author : ahn@jejunu.ac.kr, +82-64-754-3416, +82-64-756-3483
February 15, 2017 March 21, 2017 March 21, 2017

Abstract

We have studied the efficient operation of the radar and the appropriateness of the installation location, when constructing the VTS system. As the Civil-Military Complex Harbour (Kangjeong Port) is completed in 2016, we set the control area within 10 nautical miles centering on Kangjeong Port, and found out and removed the operational radar blind area of VTS system to provide safe navigation information for vessels that navigating this area. Assuming that two international cruise ships entering at the same time, we performed the radar simulation and compared the images by considering the three sites of Kangjeong Port, Miaksan and Seoguipo Port. Simulation results for a single radar installed at Kangjung Port indicate that the blind area was largely affected by two large cruise ships and the surrounding islands. The blind area due to Kogunsan was considerably large when installed in Miaksan, but the blind area due to the influences of Beomseom, Moonseom and Seopseom was negligibly large. It seems that additional radar installation is necessary as a complementary solution to solve this blind area. When two radars were installed at Miaksan and Kangjeong Port, the residual blind area due to the Seopseom was 0.25 km2 at 0.1~0.33 nautical miles in the southeast direction from Seopseom. In addition, the remaining blind area with two cruise ships mutually influenced was 0.18 km2, which did not occur with a single cruise ship.


강정항 V TS 시 스템 구 축시 음 영구역 최 소화를 위 한 레이더의 위치설정에 관한 연구

이 승희1, 김 광일2, 안 장영*, 이 창헌, 최 찬문
1제주항해상교통관제센터
2충북대학교 컴퓨터정보통신연구소, 제주대학교 해양과학대학

초록


    서 론

    일반적으로 경제가 성장하면 이에 수반되어 국가간의 교역량이 늘어나는 경우가 많다. 이러한 교역량의 대부 분은 선박을 통한 해상운송으로 이루어지고 있다 (Lee, 2013). 세계 해사 통계자료에 의하면, 미국의 리먼 브라 더스 사태의 여파가 있었던 2009년을 제외하고는 세계 해상 물동량의 추이는 2002년부터 현재까지 급속하게 증가해 왔다 (CRSL, 2015; KSA, 2016). 이에 따라 세계 의 선복량도 꾸준히 증가해 왔고, 1,000 G/T 이상의 선 박척수도 동시에 증가해 왔다 (ISL, 2016). 더구나 산업 의 발달로 선박의 대형화와 고속화로 이어지면서 해상 교통량도 동시에 증가하여 각종 해양사고 발생의 위험 도 현저히 증가하게 되었다 (Cho et al., 2014).

    1995년도 전라남도 소리도 앞바다에서 일어난 씨프 린스호 좌초사건과 2007년 충청남도 태안군 앞바다에 서 삼성중공업 소속 크레인선과 유조선 허베이스피리트 호의 충돌사건은 대량의 기름유출로 생태계를 비롯한 연안어장의 황폐화와 더불어 어민들의 생활터전을 앗아 가 지역경제에 타격을 주었을 뿐만 아니라, 2014년 4월 16일 전라남도 진도군 조도면 부근 해상에서 여객선 세 월호의 침몰사건은 304명의 인명을 앗아간 국가적 대재 앙이었다. 이러한 해양사고의 원인은 천재지변이라기보 다는 대부분 선박운항 부주의로 인한 인재라는 것에 주 목하여야 한다.

    우리나라 주변해역에서 일어나는 대부분의 해양사고 는 소형어선에 의하여 일어나고 있지만 (Park et al., 2016), 2000년도 이후 1,000 G/T 이상의 선박에 대한 해양사고가 전체 해양사고의 10% 이상을 차지하고 있 다. 그리고 2007년 이후부터 2015년까지의 국내 개항 및 진입수로에서 일어난 해양사고가 전체해역에서 일어 난 해양사고의 평균 약 11.3%를 차지하고 있다 (MOF, 2016). 이러한 사실에서 우리는 우리나라 주요항만에 설 치되어 있는 기존의 통신 및 유무선 시설을 설치하거나 효율적으로 운용하면 사고를 예방하거나 감소시킬 수 있을 것으로 예상된다.

    유럽에서 항행의 방해요소가 되었던 안개를 극복하기 위한 수단으로 육상에 레이더를 설치하게 된 것이 해상 교통관제 (이하 VTS라고 한다)시스템으로 발전하게 된 계기가 되어, 1948년 영국의 리버풀항을 시초로, 1952년 암스테르담항, 1956년 로테르담항 등으로 순차적으로 확대·설치하게 되어 현재는 전세계 170여 개국에서 VTS 시스템을 운영하고 있다 (MoLIT, 2013).

    우리나라에서는 포항제철에 필요한 철광석을 실은 대 형선박이 포항항을 빈번히 입출항함에 따라 1993년에 국내 최초로 해상교통관제 (VTS)센터가 개설되었으며, 그 후 여수․울산항 (1996), 마산 · 인천 · 평택 · 대산 · 부산 항 (1998), 동해 · 제주 · 군산 · 목포항 (1999), 완도항 (2004), 부산신항 (2005) 순으로 설치되었으며, 2011년 에는 경인 아라뱃길에도 도입되었다. 뿐만 아니라 각 항만을 연결하는 연안 수역에도 VTS를 확대할 필요성 이 있어 2006년 진도연안을 시작으로 여수연안 (2012), 통영연안 (2014) 등 현재는 전국 18개 VTS 센터가 설치 되어 선박에 항행정보 서비스를 제공하고 있으며, 2021 년까지 8기가 추가 구축될 예정이다 (MoPSS, 2017).

    제주특별자치도는 2007년에 세계 7대 자연경관으로 선정되면서 국제 대형 크루즈선박의 입출항이 크게 증 가하는 관광도시인 동시에, 영해수호의 전략적 요충지 이기도 하다. 따라서 서귀포 강정항에 민군복합형 관광 미항을 건설하는 한편, EEZ관리를 강화하기 위해 해양 수산부에서는 올해 5월에 남해어업관리단을 신설할 예 정이다 (MTN, 2017). 이에 선박의 안전 도모와 효율적 인 항만운영 지원 및 인근해역의 선박들의 항행안전에 필요한 정보를 제공하기 위해서는 적지에 VTS 시스템 을 구축할 필요가 있으며, 레이더 및 무선통신기 등 중요 시설의 성능향상을 위한 타당성이나 적절성에 대한 평 가는 기본적으로 수반되어야 한다.

    그런데 전파 에너지는 직진성을 가지고 있을 뿐 아니 라 진행도중 장애물에 부딪히면 일부가 반사하는 성질 이 있으므로 장애물의 특성에 따라서는 완전히 차단되 어 전파 에너지가 더 이상 진행을 할 수가 없거나 약해져 서 탐지가 불가능한 음영구역이 있어 레이더 사용의 치 명적인 단점이 된다 (Lee, 2000). 따라서 VTS 시스템에 서 가장 중요한 것이 시간과 장소에 관계없이 관할구역 을 항행하는 선박을 모니터링하여 항행정보를 서비스하 는 것임에도 지리적 환경특성이나 장비의 성능 등에 따 라 제한을 받아 시설의 설치목적을 달성할 수가 없는 경우가 많다.

    이와 관련된 연구로는 Kim and Park (2016)의 VCDF 방식을 통한 효율적인 VTS 통신 데이터 분석에 관한 연구, Kim (2013)의 VTS관제사의 최소안전거리에 관한 기초 연구, Han et al. (2014)의 후보지 선정 및 최대지역 관제를 위한 최적화 모형을 제안하는 해상교통관제서비 스 (VTS)의 추가설치를 위한 연구, Jeong (2009)의 해상 교통관제 (VTS) 시스템의 운영 및 발전방안에 관한 연 구 등 다수의 연구가 있으나, VTS 레이더의 설치위치에 따른 성능제한에 관련된 논문은 보기 어렵다.

    이 논문은 VTS 시스템 구축을 위한 레이더 설치시 레이더의 효율적인 운영을 위한 설치위치에 대한 적정 성 연구로서, 최근 제주 민군복합항 (강정항)이 준공됨 에 따라 주변해역을 항행하는 선박에 안전하고 정확하 게 항행정보를 제공하기 위해서 관할구역 내에서 VTS 시스템의 운영상 레이더 장비로 인한 음영구역을 찾아 해소하는 방안을 고찰하였다. 2척의 국제 대형 크루즈선 의 동시입항을 가정하여 강정항, 서귀포항, 미악산 (용 오름) 등 3곳을 레이더 적정지로 선택한 후, 레이더 시뮬 레이션의 결과영상을 비교, 분석하여 지리적 환경특성 등에 따른 성능제한 요소를 분석하고 최소화할 수 있는 방안을 모색하였다.

    자료 및 방법

    제주 민군복합항인 강정항을 중심으로 VTS 시스템을 구축하였을 때 관할구역은 Fig. 1과 같이 강정항을 기준 으로 10해리 이내의 해역으로 약 575 km2로 하였다.

    이 관할구역의 해상교통관제 운영을 위해 VTS 시스 템의 주요 시설인 레이더 안테나 설치 장소는 새롭게 건설된 제주 민군복합항인 강정항을 포함하여 강정항에 서 약간 떨어져 있지만, 규정된 관할구역을 충분히 관제 할 수 있으면서 지역적 특성상 자연경관 훼손에 따른 경관심의 (Jeju Special Self-Governing Province, 2015) 를 받거나 민원발생의 가능성이 적은 고도가 높은 미악 산 정상 부근, 그리고 새롭게 건설된 민군복합항의 관할 구역 관제는 물론이거니와 유람선, 화물선, 관공선 등 각종 선박들의 입출항이 빈번하게 일어나고 있는 기존 의 서귀포항 등 3곳을 선정하여 Fig. 1에 나타내었다. 이곳들을 중심으로 한 장소에 단일 레이더를 설치할 경 우와 두 장소에 2대의 레이더를 설치하여 효율적 운영을 위해 각각의 영상을 중첩시키는 경우를 비교하여 영상 을 분석하였다.

    레이더 안테나의 설치장소에서 관할구역을 탐색할 수 있는 탐지거리는 강정항에서는 10해리, 미악산과 서귀 포항에서는 강정항과의 거리를 감안하여 15해리를 기준 하여 시뮬레이션을 실시하였다.

    레이더의 설치장소가 결정된 후, 그 장소에서 레이더 로 전 관할구역의 탐색가능 여부와 음영지역의 출현 및 소멸에 관한 검토는 시뮬레이션 전문기관인 대한이엔씨 (주) 협조를 받아 VTS 레이더 시뮬레이션을 실시한 결 과를 이용하였으며, 음영구역의 면적계산은 Google Earth Pro라는 프로그램을 이용하여 산출하였다.

    세 곳의 설치장소에서 VTS 레이더 시뮬레이션을 실 시할 때의 설정조건은 Table 1과 같다.

    Table 1에서, 레이더가 설치된 각 위치의 레이더 안테 나의 높이는, 해면높이의 변화와 GIS 데이터의 부정확 성 등을 고려하여, 미악산 523 m, 강정항 40 m, 서귀포 항 40 m로 각각 고정하였다.

    그리고 강정항에 2척의 15만톤급 대형 크루즈선박 (L340 m × W40 m × H40 m)이 동시에 입항하였을 때를 가정하여 크루즈선박의 규모에 맞는 Clutter를 생성시켰 으며, 크루즈선의 선석으로 축조된 동쪽방파제와 남쪽 방파제의 중간에 각각 위치하게 하여 시뮬레이션을 실 시하였고, 표적의 레이더 반사면적 RCS는 10 m2로 적용 하였다.

    결과 및 고찰

    VTS 시스템 구축시 음영구역의 발생여부는 물론 그 위치와 크기가 대단히 중요하다. Fig. 2는 레이더를 강정 항 또는 미악산에 설치했을 때의 VTS 레이더 시뮬레이 션 결과로, 적색과 갈색 부분은 레이더를 강정항에 위치 했을 때의 결과이고, 녹색과 갈색 부분은 미악산에 위치 했을 때이며, 이 중 갈색부분은 레이더를 강정항과 미악 산에 각각 설치하여 두 대를 동시에 작동하였을 때의 중첩된 결과이다.

    Fig. 2에서, 강정항에 단일 레이더를 설치하였다고 가 정하면 녹색부분이 음영구역인 경우가 되며, 중앙부에 있는 5개의 큰 음영구역의 원인을 분석해 보면, 좌측에 서 우측 순으로 크루즈선박 (1), 크루즈선박 (2), 범섬, 문섬, 섶섬의 영향으로 레이더 전파가 차단되어 탐지가 불가하여 음영구역으로 크게 나타난 것으로 판단된다. 이러한 영향을 최소화하는 방법으로 검토된 대안의 장 소가 미악산인데, 이 경우는 안테나의 고도가 높아서 음영구역은 Fig. 2의 적색부분에 해당된다. 왼쪽의 적색 기둥모양은 고군산의 영향으로 인한 음영구역이다. 그 리고 서귀포항에 레이더를 설치하였을 때의 음영구역은 Fig. 5의 브라운색과 연두색 부분을 제외한 녹색과 청색 부분에 해당된다.

    이 세 곳에서 단일 레이더 안테나를 설치하였을 경우 를 가정하여 VTS 시스템의 레이더 시뮬레이션을 실시 한 결과, 음영구역의 원인이 되는 장애물마다 발생되는 음영구역의 면적을 구하여 나타낸 것이 Fig. 3이다.

    Fig. 3에서, 고도가 높은 미악산에 안테나를 설치한 경우, 고군산의 영향으로 강정항의 남서방향으로 약 9.5 km2의 음영구역이 발생하였으나 다른 장애물의 영향은 미약하게 나타났다. 그러나 강정항에서 북동방향으로 약 5.7해리 내륙으로 떨어져 있어서 레이더의 분해능 등의 성능저하 문제가 거론될 수 있으나 기술적으로는 지장이 있을 정도는 아니라 판단된다. 강정항의 경우는, 크루즈선박 2척이 정박하였을 경우에 그 크루즈선박으 로 인한 음영구역이 대단히 크게 발생할 뿐만 아니라 범섬으로 인한 영향도 상당히 크고, 문섬 및 섶섬의 영향 또한 무시하기 어려울 정도의 결과로 나타났다. 더구나 서귀포항에 설치한 경우는, 항구 앞의 섬들인 범섬, 문섬 및 섶섬의 높이가 레이더 안테나의 높이보다 높아 음영 구역이 너무나 크게 발생할 뿐 아니라, 발생되는 방향도 관제대상 선박이 일반적으로 항행하는 구역으로 관제에 영향이 많이 있을 것 같아 좋지 않을 뿐더러, 특히 문섬 으로 인한 음영구역은 약 76 km2로 아주 넓어서 전체 관할면적의 13.2%나 되어 선박관제에도 심각한 문제를 야기할 수도 있다고 사료된다.

    이렇게 강정항, 미악산 및 서귀포항에 레이더 안테나 를 설치한 경우의 시뮬레이션 결과에서 나타난 음영구 역에 대해 총합계와 전 관할구역의 면적인 575 km2에 대한 비율을 계산해서 나타낸 결과가 Fig. 4이다.

    Fig. 4에서, 강정항에 위치했을 때 음영구역의 합계와 그 비율은 약 99.3 km2로 17.3%, 미악산에 위치했을 때 는 11.8 km2로 2.0%, 서귀포항에 위치했을 때는 162.3 km2로 28.2%에 해당되는 것으로 나타났다.

    이상의 결과에서, 단일 장소로 한 대의 레이더를 설치 할 가장 이상적인 설치장소는 미악산의 경우로 음영구 역이 다른 장소보다 상대적으로 좁게 발생하였고, 발생 지역도 선박교통에 크게 지장이 되지 않는 강정항 입구 의 반대편 쪽으로 나타났다. 다음은 강정항에 레이더를 설치할 경우 관제해야 할 선박이 강정항의 남동쪽인 음 영구역 방향에서 접근할 경우 관제도중 관제대상 선박 이 오랜 시간 사라져버리는 위험상황에 빠질 가능성이 있어 미리 대비책을 세워 놓아야 하며, 필요하면 AIS 등의 다른 보완장비도 겸용하는 준비가 필연적이라고 보여진다. 서귀포항의 경우는 선박관제에 심각한 문제 가 발생할 우려가 있는 경우로 인근지역에 보조 레이더 를 병행하여 사용하는 등의 보완책이 반드시 필요하다. 해상교통 사고는 기상이 좋을 때가 아닌 악천후 때, 그리 고 예상하지 못한 우연한 시기에 사소한 잘못으로 일어 나는 경우가 많으므로 관제사들은 항상 긴장하여 임무 를 수행하여야 하나, 레이더 등의 장비문제로 관제대상 선박을 눈앞에서 놓쳐 사고로 이어지는 상황이 벌어진 다면 또 하나의 인재를 예약해 놓는 것과 같은 결과가 된다.

    따라서 레이더 설치장소가 비교적 이상적인 미악산의 경우라고 하더라도 일부 음영구역 해소 및 레이더 유지 보수를 위해 안테나의 동작을 정지시키는 등을 감안하 여 안정적인 관제운영를 위해 Fig. 2처럼 복수의 안테나 를 설치해서 병행·운용하는 방법도 있다. 이 방법은 경 제적·공간적 문제가 있으나 상호 보완적 관계가 되어 음영구역의 해소에 큰 도움이 되는 경우가 많다. Fig. 2에 서 강정항에 1대의 레이더를 더 설치할 경우 고군산으 로 인해 왼쪽에 적색 기둥모양의 음영구역이 완전히 해 소되었고, 범섬 및 문섬에 의한 음영구역도 거의 해소 되었다.

    Fig. 5는 미악산과 서귀포항에 레이더를 설치하였을 때의 시뮬레이션 결과이며, 적색원은 강정항을 중심으 로 한 10해리 원으로 관할구역을 나타낸다. 녹색과 연두 색부분은 미악산에 있을 경우의 결과로 Fig. 2와 같으며, 브라운색과 연두색부분이 서귀포항에 설치한 경우 결과 이고, 그중 연두색부분은 미악산과 서귀포항의 결과가 중첩된 부분이다. 서귀포항의 결과에서 바깥원은 반경 이 15해리인데, 시뮬레이션 결과가 15해리에 미치지 못 하고 있다. 이것은 조건설정에서 표적의 RCS를 10 m2로 적용하였기 때문에 지구의 곡률로 인한 전파의 기하학적 시인거리가 미치지 못한 결과이므로 음영구역에 해당되 기는 하나 관할구역에서 벗어나 있어 분석에서는 제외 하였다.

    Fig. 5에서, 레이더 안테나가 미악산에 설치했을 때의 시뮬레이션 결과에서 서귀포항에 레이더를 추가 보완설 치 함으로써 범섬과 섶섬의 영향은 해소되었다고 볼 수 있으나, 고군산의 영향으로 강정항 왼쪽에 남서쪽 방향 에 기둥모양으로 크게 생겼던 음영구역은 완전히 해소 되지 않고 일부만 해소된 결과, 블랙홀처럼 군데군데 남아 있어 관제시 대상선박을 놓칠 위험성이 잔존한다 고 볼 수 있다. 그리고 문섬으로 인한 음영구역도 잔존하 지만 관제에는 위협적이지는 않을 것으로 보았다.

    Fig. 6은 강정항과 서귀포항에 레이더 안테나를 설치 하였을 때의 시뮬레이션 결과로, 적색과 주황색부분은 관할구역인 강정항 설치 결과로 Fig. 2와 같고, 갈색과 주황색부분이 서귀포항에 설치 결과이며, 그중 주황색 부분은 강정항과 서귀포항의 설치 결과가 중첩된 부분 이다.

    Fig. 6에서 강정항과 서귀포항의 각각의 단일 시뮬레 이션 결과에서 크게 있던 음영구역들이 다소 해소되기 는 했으나, 관제대상선박이 많이 항행하지 않을 것 같은 구역은 해소되고 자주 빈번하게 항행할 것으로 판단되 는 구역은 해소되었다고 보기 힘들다. 특히 강정항 입구 에 크게 음영구역이 잔존하고 있는 것은 대단히 위험하 다고 사료된다.

    이상에서 서술한 음영구역의 결과를 분석함에 있어, Fig. 2 (미악산+강정항)와 Fig. 5 (미악산+서귀포항)는 미악산에 설치한 레이더의 시뮬레이션 결과에서 나타난 음영구역을 강정항과 서귀포항의 설치 결과로 그 음영 구역을 해소한다고 보고, 또 Fig. 6 (강정항+서귀포항)은 강정항의 설치 결과에서 나타난 음영구역을 서귀포항의 설치 결과로 음영구역을 해소한다고 보았을 때 장애물 별로 기존의 음영구역면적, 해소면적 및 잔존면적을 구 하여 Table 2에 나타내었다.

    Table 2에서 미악산과 강정항에 레이더를 설치한 경 우의 시뮬레이션 결과에서, 기존의 음영구역이 해소되 고 남은 잔존구역이 섶섬으로 인한 것이 0.25 km2이고 대형 크루즈선 (2)으로 인한 것이 0.18 km2일 뿐, 나머지 장애물로 인한 음영구역은 0.05 km2 이하로 나타났다. 여기서 섶섬으로 인한 0.25 km2의 음영구역은 미악산의 레이더를 주 레이더로 보았을 때의 표현으로, 사실은 미악산 레이더의 시뮬레이션 결과 발생한 음영구역과 강정항 레이더의 시뮬레이션 결과 발생한 음영구역이 겹쳐 해소되지 않고 최종까지 잔존하는 음영구역이다. 이 음영구역은 섶섬에서 남동방향, 0.1~0.33해리에 있는 구역으로, 33˚ 13′38.21″N, 126˚ 35′51.29″E지점, 33˚ 13′37.84″N, 126˚ 36′15.37″E지점, 33˚ 13′24.49″N, 126˚ 36′24.44″E지점, 33˚ 13′25.62″N, 126˚ 35′58.71″E지점 을 차례로 연결하는 구역이다. 그리고 크루즈선 (2)으로 인한 0.18 km2의 잔존구역은 인접해서 정박한다고 예상 한 크루즈선 (1)의 음영구역과 교차하는 구역이어서 크 루즈선이 한척 이하일 경우는 음영구역이 발생하지 않 으며, 발생할 경우는 강정항 서쪽방파제와 남쪽방파 제 연결지점에서 남쪽방향, 0~0.42 해리 구역으로, 33˚ 13′13.52″N, 126˚ 28′54.49″E지점, 33˚ 12′53.48″N, 126˚ 29′00.84″E지점, 33˚ 13′05.78″N, 126˚ 29′11.12″E지점, 33˚ 13′18.82″N, 126˚ 29′00.65″E지점을 차례로 연결한 구역이다. 또한 음영구역이 상대적으로 넓게 발생한 고 군산의 영향은 완전히 해소되었으며, 대형 크루즈선 (1), 범섬, 문섬으로 인한 음영구역은 거의 해소되어 잔존구 역은 무시할 수 있을 정도로 미미하였다. 그러나 미악산 과 서귀포항에 레이더를 설치한 경우의 시뮬레이션 결 과에서는 음영구역이 해소되고 남은 잔존구역이 0.05 km2 이하인 장애물이 크루즈선 (2)뿐이며, 다른 장애물 은 다소 큰 음영구역으로 남아 있었다. 그런데 강정항과 서귀포항에 레이더를 설치한 경우의 시뮬레이션 결과에 서는 음영구역이 해소되고 남은 잔존구역이 너무 넓을 뿐 아니라 그 음영구역의 발생위치도 관제대상선박이 빈번히 항행할 가능성이 높은 곳으로 안전한 관제운영 을 위해 추가 보완이 필요한 경우이다.

    이렇게 두 장소에 레이더를 각각 설치하여 VTS시스 템을 운영할 때를 감안한 세 경우의 시뮬레이션 결과에 서, 음영구역에 대하여 상호 보완된 최종적 잔존 음영구 역의 면적과 전 음영구역에 대한 해소비율을 비교하여 나타낸 것은 Fig. 7이다.

    Fig. 7에서 레이더를 미악산과 강정항에 설치했을 때 미악산의 음영구역이 95.2% 해소되어 0,57 km2밖에 남 지 않았다. 그러나 레이더를 미악산과 서귀포항에 설치 했을 때는 음영구역 해소율이 63.0%로 제일 낮았으나 4.4 km2가 음영구역으로 남아 있었고, 레이더를 강정항 과 서귀포항에 설치하였을 때는 강정항의 음영구역이 74.8% 해소되었으나 잔존 음영구역이 25.0 km2로 월등 히 많았다. 이 결과에서도 미악산과 강정항에 레이더를 설치하면 상호 음영구역을 잘 해소해 주는 보완재 역할 이 될 수 있음을 알 수 있었고, 강정항과 서귀포항에 레이더를 설치하면 상호 보완재 역할을 충분히 되지 않 음을 알 수 있었다.

    결 론

    본 연구는 VTS시스템을 구축할 때, 레이더의 효율적 인 운영을 위한 설치위치의 적정성에 대한 연구로서, 최근 제주 민군복합항 (강정항)이 준공됨에 따라 대형 국제크루즈선의 입항 대비 및 주변해역을 항행하는 선 박에 안전하게 항행정보를 제공하기 위해 관할구역 내 에서 VTS시스템의 주요 장비인 레이더에 의한 음영구 역을 찾아 해소하는 방안을 모색하였다.

    2척의 대형 국제크루즈선이 동시 접안을 가정하여 강 정항, 서귀포항, 미악산 3곳을 레이더 적정지로 선택한 후, 레이더 시뮬레이션의 영상결과를 비교, 분석함으로 써 지리적 환경특성 등에 따른 음영구역 발생으로 레이 더의 성능제한 요소를 분석하고 최소화되도록 하였다.

    VTS시스템의 구축을 일반적인 관례와 같이 관할항 만인 강정항에 단일 레이더을 설치하여 항행정보서비 스를 하는 경우의 시뮬레이션 결과로는, 강정항 주변의 섬들의 영향도 크지만 2척의 대형 크루즈선이 정박하 였을 경우 관제를 할 수 없을 정도의 음영구역이 발생 한다. 따라서 단일 레이더에 의한 관제를 할 수 밖에 없을 경우는 레이더 안테나의 고도를 높여 미악산에 설치하는 것이 시뮬레이션을 실시한 세 곳 중에 가장 적절하였다.

    그러나 이 경우에도 고군산으로 인한 음영구역이 상 당히 크고 범섬, 문섬 및 섶섬의 영향으로 인한 음영구 역도 무시할 수 없어서 이 음영구역을 해소할 수 있는 보완적 방안으로 추가적인 레이더 설치가 필요하다고 보았다. 따라서 강정항, 서귀포항, 미악산 등 3곳의 단일 레이더 설치에 의한 시뮬레이션 결과를 참고하여 미악 산과 강정항, 미악산과 서귀포항 그리고 강정항과 서귀 포항에 설치하는 것을 조합하여 동시 운영한다고 가정 할 때를 기준하여 시뮬레이션을 실시한 결과, 미악산과 강정항에 설치하는 경우가 가장 적절하였다.

    미악산과 강정항에 레이더를 설치한 경우, 섶섬으로 인한 잔존 음영구역은 0.25 km2로, 섶섬에서 남동방향으 로, 0.1~0.33해리에 있는 구역으로, 33˚ 13′38.21″N, 126 ˚ 35′51.29″E지점, 33˚ 13′37.84″N, 126˚ 36′15.37″E지점, 33˚ 13′24.49″N, 126˚ 36′24.44″E지점, 33˚ 13′25.62″N, 126˚ 35′58.71″E지점을 차례로 연결하는 구역이다. 크루즈선 두 척의 상호 영향으로 잔존하는 음영구역은 0.18 km2로 크루즈선이 한척 이하일 경우는 발생하지 않는다. 크루즈선으 로 인한 음영구역은 남쪽 방파제에 접하여 0.42 해리까지 생 기며, 33˚ 13′13.52″N, 126˚ 28′54.49″E지점, 33˚ 1 2′53.48″N, 126˚ 29′00.84″E지점, 33˚ 13′05.78″N, 126 ˚ 29′11.12″E지점, 33˚ 13′18.82″N, 126˚ 29′00.65″E지점을 차례로 연결한 구역이다. 또한, 향후 VTS시스템 구축을 위해 레이더 설치시는 예정 관제구역을 정한 후, 이에 따른 가장 효율적으로 운영이 가능한 레이더 위치와 대수를 결정하여 추진하는 것이 바람직하다고 판단된 다.

    사 사

    본 연구는 2016년도 제주대학교 학술진흥연구비 지 원사업에 의하여 수행되었습니다.

    Figure

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    Antenna installation place for radar simulation and VTS area.

    KSFT-53-187_F2.gif

    Result of radar simulation when the radar antenna is located in Kangjeong port and Miaksan.

    KSFT-53-187_F3.gif

    The blind areas appeared by objects on master radar respectively.

    KSFT-53-187_F4.gif

    Total blind area and its ratios to the VTS areas to control at Kangjeong port.

    KSFT-53-187_F5.gif

    Result of radar simulation when the radar antenna is located in Miaksan and Seoguipo port.

    KSFT-53-187_F6.gif

    Result of radar simulation when the radar antenna is located in Kangjeong and Seoguipo ports.

    KSFT-53-187_F7.gif

    The Resolution rates of blind areas by signal synthesis of slave radar site and master radar site and remaining blind areas.

    Table

    Setting for radar simulations
    The blind areas appeared by objects on master radar and the results of the blind areas resolved by signal synthesis with slave radar

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