2020-08-07 15:19 (금)
한국해양대학교 조선해양시스템공학부 이상갑 교수 “해난사고의 실제적이고 정확한 원인규명을 위해 노력하다”
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한국해양대학교 조선해양시스템공학부 이상갑 교수 “해난사고의 실제적이고 정확한 원인규명을 위해 노력하다”
  • 박주환 기자
  • 승인 2020.01.03 10:35
  • 댓글 0
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[한국미디어뉴스통신=박주환 기자] 배는 인류가 태고적부터 이용해 온 매우 오래된 교통수단이자, 바다에 인접하거나 하천을 끼고 있는 지역이라면 세계 어느 곳에서나 흔히 볼 수 있는 것인 만큼 해상에서의 사건사고는 동서고금을 막론하고 존재해 왔다. 특히 오늘날 글로벌한 조선기술의 발달로 선박의 대형화에 따른 해난사고는 장소의 특성상 일반 도로에서 발생하는 교통사고와는 달리 구조와 수습, 그리고 원인규명에 현실적인 어려움이 따르는 것이 사실이다. 해난사고는 대부분 인간 과실이 주원인이다. 해난사고가 발생한 경우에는 선제적으로 인명구조와 재산피해 최소화, 재난 확산 방지에 최선을 다하는 것은 국가의 책무이고 역량이다.

이상갑 교수
이상갑 교수

한국해양대학교 조선해양시스템공학부의 이상갑 교수가 유체-구조 연성 해석기법을 적용한 고도 정밀 M&S 시스템을 개발, 과학적이고 정확한 해난사고의 원인을 파악하기 위해 노력하고 있다. 이 시스템은 해난사고의 원인을 매우 실제적이고 정확하게 규명하기 위하여 공기 밀도보다 천배 높은 해수에서 선체나 부유체가 부양되고 운동하며, 파도 가 생성되고 두 물체가 접근함에 따른 압력이 상승되며 빠른 속도로 스쳐 지나가는 물 체에 의한 압력이 저하되는 간섭효과 등을 구현할 수 있다. 때문에 기관고장을 제외한 충돌, 좌초, 전복, 침수 및 침몰 등의 해난사고의 원인규명을 매우 현실적이고 정확하게 수행할 수 있고 다양한 구난과정에 대한 시뮬레이션도 효율적으로 수행할 수 있다.

유체-구조 쌍방연성(2-way coupling) 문제를 정확히 구현할 수 있는 이 시스템을 통해 이 교수는 폭약의 수중 및 공기 중 폭발, LNG와 수소 등의 가스 확산 및 폭발, 해양구조물의 난류유동, 슬로싱, 슬래밍 및 수면낙하 등의 충격, 빙산 충돌 및 평탄빙 쇄빙, 복합재 유연 프로펠러 등의 응답해석을 통한 신뢰성 있는 구조물의 안전성 평가를 수행하고 있다. 또한 선박과 특수선의 구조설계를 위한 구조계산 및 해석, 안전성 평가도 수행하여 선급 승인업무도 지원하고 있다. 현재 법원의 특수감정인과 해양경찰청의 자문위원으로 활동 중이며 법원, 해양안전심판원, 법률사무소, 보험회사, 사정회사 및 선사 등으로부터 다양한 해난사고의 원인규명과 선급승인 업무 등을 수행하고 있다.

해난사고 원인규명 종합분석 시스템
해난사고 원인규명 통합분석 시스템

이상갑 교수는 최근 전 세계적으로 e-Navigation, 충돌회피, 자율운항 등 안전한 운항을 위하여 다양한 방법으로 노력하고 있으나 해난사고를 근본적으로는 막기는 어렵다고 말했다. 때문에 충돌 해난사고의 근본적인 손상 메커니즘을 잘 이해하여 원인을 정확히 규명하고 소요시간과 경비를 감소시키는 것이 중요하며, 동시에 사고 발생 시 현장에서의 신속하고 정확한 생존성 평가를 통해 생명과 재산의 안전을 확보하며 구난하는 것이 필요하다고 말했다.

국내외 자동차 업계에서는 차량사고 발생 시 독보적인 원인 규명시스템인 MADYMO (Mathematical Dynamic Models, 네덜란드 응용과학연구소)를 이용하여 충돌원인의 간단한 규명과 보험사기 등의 경미한 교통사고로 인한 상해 여부를 판별하고 있으나 충돌 해난사고 원인규명에 대해서는 MADYMO와 같은 현실적으로 적용 가능한 시스템이 전무하며 공기 중의 지면 위에서의 자동차 충돌과는 달리 해수에서 발생하는 선박의 충돌은 분석 메커니즘이 MADYMO와는 확연히 다르고 차량과는 달리 선박의 크기와 종류가 다양하고 해상에서의 하중조건(loading condition) 또한 다양하다는 문제도 대두되고 있다.

적하지침기
적하지침기

이러한 문제점 해결을 위해 오랫동안 고민해 온 이상갑 교수는 다양한 선박과 하중조건에 따른 충돌 시나리오에 대한 실선 충돌 시뮬레이션을 수행하고, 손상에 따른 종강도와 손상 복원성을 계산하여 빅데이터를 구축해 충돌 손상에 따른 원인규명 재현과 생존성 평가를 동시에 수행할 수 있는 통합시스템을 개발하는 것이 필요하다고 판단하여 이를 위해 현장 지원용 이동형 단말장치의 원인규명 재현 및 생존성 평가 통합시스템을 개발하는 방법에 대해 만반의 준비를 하고 있다. 이 시스템은 가상의 두 선박이 다양한 충돌 시나리오에 따라 충돌하는 경우에 대해 신속하게 충돌 손상과 생존성 평가를 구할 수 있어 충돌사고에 대한 손상 메커니즘을 고려한 사고예방 운항에 크게 도움이 될 것으로 기대된다. 충돌사고 선박의 당사자가 되거나 사고 현장에서 원인을 규명하거나 판정을 하는 기관에서도 신속하게 충돌사고 원인과 잔존 생존성을 평가하여 합리적인 구난이 가능하게 할 수도 있다. 또한 해난사고로 인한 분쟁이 발생한 경우에도 신속하게 원인을 규명하여 법적인 분쟁을 해결하여 막대한 소요 경비와 사회적인 갈등을 해소하는데 크게 기여할 것으로 예상하고 있다.

이 교수는 “대형 선박들은 안전운항에 필요한 종강도와 복원성을 계산할 수 있는 적하지침기(loading computer)가 장착되어 있고 선급에 승인된 선박의 경우 해난사고 발생 시 긴급 서비스를 제공받을 수 있으나, 손상이 큰 선박일 경우 적하지침기로 생존성 평가를 수행할 수 없거나 선급에 승인된 경우에도 긴급한 경우에는 이러한 평가를 바로 할 수가 없다. 선급에 승인되지 않은 선박일 경우에는 더욱 어려운 상황에 처하게 될 것”이라며 “현장에서 긴급한 해난사고의 원인규명이나 판정이 필요한 경우, 해양안전심판원의 신속하고 정확한 심판과 재결이 필요한 경우, 국내외의 해난사고로 인한 분쟁이 발생한 경우 등 많은 경비와 국내외적인 사회적 갈등을 해소하기 위해서는 신속하고 정확한 해난사고의 원인규명을 위한 재현 및 생존성 평가시스템의 개발이 반드시 필요하다.”고 강조했다.

또 “이러한 시스템을 개발하기 위해서는 4∼5년 정도의 시간과 대용량의 컴퓨터 및 전문가들이 필요하며 다양한 선박에 대한 도면 등의 자료가 필요한 만큼 개인이 아닌 정부 차원에서의 적극적인 지원이 동반되어야 할 것”이라며 “앞으로도 해난사고 예방과 해양환경 관리강화를 위한 첨단 기술을 지속적으로 연구개발해 해양안전 관리체계를 고도화하고 사업화 및 글로벌 시장 진출을 통한 국가위상 강화에 힘쓸 것”이라고 의지를 밝혔다.

이상갑 교수는 정확한 해난사고의 원인규명과 해양안전에 크게 기여하고 우수한 해양인재를 확보, 육성키 위해 지난 2014년 한국해양대학교 산하 실험실 벤처기업인 해양안전기술을 설립했다. “전 세계적으로 해수에서의 간섭효과를 고려한 해난사고 원인을 정확히 규명할 수 있는 시스템이나 기법이 아직 전무하기에, 엔지니어링 업체인 해양안전기술을 설립했다.”는 이 교수는 “해난사고는 고도의 전문성을 요하므로 해당 분야의 전문가 양성에 전력을 기울이고 있으며, 효율적인 운영을 통해 국제적인 센터로의 도약을 준비 중”이라고 전했다.

부산대학교 조선공학과 학사와 석사(구조 전공)학위를 취득한 이상갑 교수는 해군사관학교 조선공학과 교관을 거쳐 미국 일리노이대 토목공학과에서 박사(구조 전공) 학위를 취득한 후 한국해양대학교 조선해양시스템공학부에서 선체구조설계 분야를 지도하고 있으며 자동차 내충돌 해석 프로그램으로 잘 알려진 LS-DYNA 코드(미국 LSTC)가 상용화되어 국내에 처음으로 도입된 1993년도의 첫 번째 국내 사용자이기도 하다.


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