일본에서 1994년 4월 6,586톤, 최대승선인원 840명 규모로 건조된 ‘나미노우에호’(なみのうえ號, Ferry Namioue)는 1994년 6월부터 2012년 9월까지 일본 Kagoshima와 Okinawa 간의 연안여객선으로 운용되었다[9]. Figure 1은 일본에서 Naminoue호로 운항되던 시기의 사진이다[10].이 선박을 국내 선사가 인천, 제주 간 연안여객사업을 목적으로 2012년 10월 국내로 도입하여 ‘세월호’(世越號, MV Sewol)로 명명하면서, 선수 우현의 카램프 40톤 상당을 철거하고, B deck(3층), A deck(4층), Nav deck(5층)의 각 일부를 철거, 연장, 보강하여 생긴 공간을 두 개 층으로 만들어 아래층은 여객실로, 위층은 전시실 등으로 개조하는 등의 증개축공사를 하였다[1]. Figure 2는 세월호 사고전 부두에 접안한 모습이며[11], Figure 3은 세월호 Nav deck, A deck, B deck의 각 평면도를 보여주며, Figure 2와 Figure 3의 빨간색 테두리 부분이 증개축된 부분이다.

Figure 1: 
Appearance of Ferry Naminoue[10]

Figure 2: 
Appearance of MV Sewol[11] and her remodelled spaces inside red polygon

Figure 3: 
Deck plans of MV Sewol[12] and her remodelled spaces inside red polygon

증개축과정에서 Nav deck에는 전시공간만 새롭게 증축되었기 때문에 승객정원의 변동은 없지만, 선실을 증축한 A deck, B deck에는 각각 75명, 42명 등 총 117명의 승객정원이 늘어나고 승무원정원이 1명 감소함에 따라 세월호의 최대승선인원은 956명으로 총 116명 증가하였지만, 선박이라는 제한된 공간에서 여객선실을 증가시켰기 때문에 상대적으로 화물 적재 가능량은 1,448톤 감소되었다[1]. Table 1은 언론에 공개된 세월호 도면[12] 상에 표시된 내역을 기준으로 세월호와 Naminoue호 데크별 승선정원을 정리한 것이다.

본 연구는 여객선의 인적안전 관점에서 세월호 증개축 전후의 승객정원증감과 선내 평면 변화에 따른 인적피난안전성을 평가하고 이를 분석하여 문제점을 개선하기 위한 방향을 제시하는 것을 연구범위로 한다.

이에 본 연구는 Table 2와 같이 독립된 2개의 피난시나리오를 설정하여 인적안전피난성능을 평가하였다. 즉 재난 발생가능성이 있거나 재난의 수준이 경미하여 이에 대비하기 위해 소집장소로 집합하는 시나리오 1과 재난을 인지한 때가 시기적으로 심각한 재난상황이어서 즉시 퇴선해야만 하는 시나리오 2로 구성하였다. 단, 시나리오 2는 긴급상황을 가정하여 소집과정없이 각 승객이 선실로부터 바로 각 경로를 경유하여 퇴선하는 개념이다.

이러한 시나리오 의 설정은, 시나리오 1은 세월호 증개축 전후에 승객정원이 소집장소에 모이는데 소요되는 시간을 평가함으로써 관련법규의 유효성을 검토할 수 있으며, 시나리오 2는 기본적이고 전반적인 피난시간예측으로 인적안전피난성능의 변화를 파악할 수 있다.

해상구조물에서 인적안전피난해석을 위해서는 해상구조물의 특성인 6자유도 운동을 반영한 특화된 프로그램을 활용해야만 한다. 이에 본 연구에서는 다양한 논문에서 성능이 검증되었고 IMO MSC.1/Circ.1238 개선을 목적으로 수행된 EU Framework Programme 7 프로젝트에서도 검증 도구로 활용된 Evi를 사용하였다[13]-[15].

시뮬레이션에 적용할 조건은 다음과 같다. 선박의 힐링각은 평상상태인 0°인 경우와 승객의 퇴선이 권고되는 20°인 경우로 하였다[16]. 인적특성은 승객정원에 대해 남자승객과 여자승객의 비율을 각 50%로 하였고, 힐링각이 0°인 경우 남자의 평면 보행속도는 1.48㎧, 상향계단 보행속도 0.72㎧, 하향계단 보행속도 0.76㎧, 여자의 경우에는 각각 1.43㎧, 0.65㎧, 0.68㎧로 설정하였는데, 이 속도는 국내에서 수행된 선상 보행속도실험 중 피실험자수가 가장 많은 Hwang[7]의 논문 결과를 인용한 것이다. 힐링각 20°인 경우의 각각의 보행속도는 Evi 내장함수를 이용하였는데, 이 함수는 선박 기울기에 따른 보행속도 변화를 실험한 MEPdesign의 연구결과를 반영한 것이다[15][17]. 한편 승무원은 재난대응 매뉴얼에 따라 승객의 안전한 피난을 유도 및 관리해야하기 때문에 본 연구에서는 승무원은 피난대상에 포함하지 않았다. 또한 시나리오 1, 2의 소요시간을 예측함에 있어 IMO 지침에 근거하여 모든 시뮬레이션은 50회씩 수행하였다[13].

국내 관련기준을 평가하기 위해 소집장소의 면적을 계산하고, 소집장소에서 피난가자 점유할 수 있는 피난자 1인당 점유가능면적을 평가하였다.

Figure 4에서 확인할 수 있는 바와 같이 Naminoue호는 A deck(4층) 좌현과 우현의 각 외부복도, B deck(3층) 좌현 외부복도의 중앙부를 소집장소로 지정하였다[18]. 본 연구에서는 면적 크기의 영향을 비교하기 위해 지정된 소집장소만을 검토하는 경우를 N-1(Figure 4의 빨간색 실선 공간), B deck 좌현복도에 연결된 좌현 외부복도 전체 개방공간을 포함하는 경우를 N-2(Figure 4의 빨간색 실선과 점선 공간)로 구분하였다.

Figure 4: 
Assembly locations of Ferry Naminoue[17]

N-1, N-2 각 소집장소에서의 1인당 점유면적은 Table 3에 정리한 것과 같이 N-1은 0.2379㎡, N-2는 0.3285㎡로 산정되었다. 두 경우 모두 1인당 점유가능면적이 한국인 신체기준 평균 1인당 바닥면적(약0.138 ㎡=0.493 m (어깨넓이 )×0.280(가슴부위 앞뒤 두께))[19] 보다 크기 때문에 수치적으로는 모든 승객정원을 위한 소집면적 국내 기준은 만족하지만, N-1은 전술한 SOLAS 기준[2]을 만족하지 못한다.

세월호의 피난경로와 소집장소를 표시한 Figure 5에서 알 수 있는 바와 같이 승선정원이 117명 증원되었음에도 불구하고 소집장소는 증축전 Naminoue호 때와 동일함을 알 수 있다[20]. Table 4에 정리한 것과 같이 승선정원이 증가하였으나 소집장소가 같기 때문에, N-1, N-2와 같은 개념으로 설정된 S-1, S-2의 각 소집장소에서의 1인당점유면적은 각각 0.2076㎡, 0.2868㎡로 증축후 더 좁아졌다. 이 경우에도 한국인의 평균 1인당 바닥면적 0.138㎡을 적용하면 모두 국내법규는 만족하지만, SOLAS 기준은 만족하지 못한다.

Figure 5: 
Assembly locations of MV Sewol[19]

단순한 면적비교이 한계를 극복하기 위해 N-1, N-2, S-1, S-2의 적정성을 해상구조물의 인적안전피난 전문해석 툴을 이용하여 시뮬레이션을 수행하면, N-1, S-1는 승객정원 전체의 소집이 불가능하다는 결과가 도출되었고, N-2, S-2는 Table 5에 제시한 것처럼 688초, 822초만에 소집이 가능하기 때문에 승객정원이 117명(14.6%) 증가함에 따라 피난시간은 134초(19.5%) 늘어난 것으로 예측되었다.

Naminoue	Sewol

1인당점유가능면적의 관점에서 국내 법규를 만족하는 N-1, S-1이 인적특성을 반영한 시뮬레이션에서는 소집불가라는 결론이 도출된 것은 인간은 화물과 달리 가만히 서있지 못하는 ‘인간의 동물적 운동특성’ 때문이다. 즉, 인간의 점유면적에 운동면적을 함께 고려하고 이를 소집장소 면적에 반영해야하는데 현재의 방법은 그렇지 못하다는 의미이다. N-2, S-2도 시뮬레이션 결과 소집이 가능한 것으로는 예측되었지만, 이 인구밀도에서는 승무원의 피난자 관리와 피난자가 각자 선실로 돌아가거나, 퇴선하는 2차 행동으로 움직이기는 매우 어려울 것으로 예상된다.