세계 주요 조선소 현황을 살펴보면 Table 1에서 볼 수 있듯이 우리나라는 전 세계에서 1위부터 6위까지 선박 건조 수주량이 많은 조선소를 보유하고 있다[10]. 이는 전세계에서도 우리나라 연안 해역에서 해상시운전이 많이 수행된다고 볼 수 있다.

Table 2는 우리나라 조선소별 지방해양수산청에 보고된 임시항해검사증서 허가를 기반으로 하여 시운전선박 척수 현황을 분석한 결과이다. 최근 3년간 연간 평균 약 519척, 매월 부산권 2척, 남해권 15척, 울산권 10척, 목포권 3척, 인천 및 군산권 1척의 시운전이 한국 연안에서 시행되고 있는 것을 알 수 있다. 지역별로 보면 거제·통영·여수권 53.1%, 울산권 30.4%, 목포권 8.6%순으로 남해안을 중심으로 시운전이 주로 이루어지고 있는 것을 알 수 있다.

시운전선박의 해상 갑판 시운전항목은 크게 속력시험(선교 원격제어 시험, 전속후진 시험), 선박조종 관련 시험(선회권 시험, Z조종 시험, 월리엄스 선회 시험), 선수추진기 시험, 부두접안능력 시험, 조타기 관련 시험(조타기 시험, 비상조타기 시험), 화물창 관련 시험(화물 적양화 시험, 원격측심 시험, 화물탱크 레벨 시험, 화물펌프용량 시험), 구명정 시험, 항해컴퍼스 시험, 앵커·윈드라스 시험 등이 있다. 또한, 해상 기관 시운전항목에는 주기관 관련 시험, 각종 기관장비 관련 시험, 안전장비 관련 시험과 경보확인 관련 시험 등이 있다. 선박의 시운전항목을 살펴보면 선박이 운항 중에 최대 속력으로 침로 변경을 하지 않은 상태에서 시험되어야 하는 속력 시험과 선박조종관련 시험, 주기관의 정지와 기동을 반복하는 주기관 관련 시험 및 안전장비 관련 시험 등이 선박이동에 대한 예측이 어렵기 때문에 시운전항로 주변의 타 통항선박에 크게 위협을 주는 항목으로 분석된다.

해상시운전 상황의 주변선박 통항 위험성 평가를 위하여, 이 연구에서는 해역 길이 5마일, 해역 폭 1마일의 가상 해역에 통항선박이 시간당 5척, 15척, 25척이 통항할 경우에, 시운전선박이 선회권 시험, Z조종 시험, 전속력 시험, 윌리엄스 선회시험의 시운전을 시행할 경우 그 위험성에 대하여 해상교통류 시뮬레이션을 통하여 알아보고자 한다. 대상선박은 2013년 부산 태종대 앞 해역에서 시운전 중에 충돌사고를 일으킨 선박 길이 200m의 시운전선박(PCC선박, 최고속력 20kts)으로 하고자 한다. Figure 1은 해상시운전 중 Z조종 시험을 시행하고 있는 선박이 통항하고 있는 시뮬레이션의 한 장면이다.

Figure 1: 
A case of marine traffic flow simulation for Z maneuvering among sea trial tests

대상해역에서 시운전선박의 해상시운전 전후를 구분하여 통항선박의 위험도를 평가한 결과를 나타내면 Figure 2와 같다. 이 위험도에 대한 평가 모델은 선박운항자의 위험의식을 수치화환 환경스트레스모델[12]을 이용하여 통항에 위험한 구역인 750이상의 발생율을 기초로 하였다. 해상시운전 실시와 시간당 통항선박의 증가에 따른 위험도가 각각 증가함을 알 수 있다. 시운전 선박의 통항에 의하여 타 선박의 통항위험도 증가는 약 28∼38% 증가하는 것을 알 수 있다. 그리고 선박통항량 증가에 따라 타 선박의 위험도가 약 14∼44% 증가하는 것을 알 수 있다.

Figure 2: 
Risk change results by sea trial tests using marine traffic flow simulation

우리나라 연안해역을 2014년 5월의 7일 동안 AIS 데이터를 기반으로 한 GICOMS(General Information Center on Maritime & Security)에서 수집된 데이터를 이용하여 서해안, 남해안, 동해안으로 구분하여 선박의 통항항적을 나타낸 것이 Figure 3이다. 이 항적도에서 우리나라 연안해역에서의 주요 교통흐름은 인천↔중국(청도/상해), 군산↔인천, 목포↔중국, 남해안↔중국, 완도↔남해안, 완도↔일본내해, 남해안↔대한해협, 부산↔일본내해, 부산↔북일본, 울산↔동해안의 11개로 식별할 수 있다.

조사기간 1주일 동안 우리나라 연안해역의 각 해역별로 통항한 선박의 종류는 Table 3과 같다. 이 기간의 통항선박 중 남해안을 통과한 선박은 전체의 47.0%, 서해안 37.6%, 동해안 15.4%로 분석되었다. 한편, 각 해역별로 예부선, 소형선을 포함한 기타선박 빈도가 가장 높고, 화물선, 유조선 순으로 빈도가 높은 것으로 분석되었다. 서해안은 기타선박의 비율이, 동해안은 화물선의 비율이 다른 해역에 비하여 높은 것으로 조사되었다.

Figure 3: 
Ship's track results of the traffic survey based on GICOMS data for 7 days

해상의 선박은 지속적으로 한 지역에 정박하지 않고 입출항 또는 다른 해역을 통항하므로 1주일 동안의 항적 분석으로는 교통밀집도를 파악하기 어렵다. 이런 선박의 교통 밀집도를 조사 분석하기 위하여 7일간 매일 08:00시에서 08:20분까지 20분 동안 우리나라 해역을 통항하였던 선박의 척수를 조사하여 교통밀도를 분석하고자 한다. 7일간 매일 20분의 선박 통항위치 분포는 Figure 4와 같으며, 선박 종류별 현황은 Table 4와 같다. 분석 기준으로 설정한 7일간 20분 동안 집계된 선박 척수가 1일 동안의 우리나라 연안 통항량 중 약 90%를 차지할 정도로 이 시간대의 통항량 집중도가 매우 높은 편이다. 또한 1주일 동안의 선박종류별 비율과 매일 20분 동안의 선종 비율과는 ±1%로 큰 차이가 없는 것을 알 수 있었다.

Figure 4: 
The distribution map of traffic density surveyed by AIS data during 20 minutes for 7 days

Figure 5는 시운전선박이 대부분인 군산 이남 지역부터 울산 지역까지를 대상으로 유조선 통항금지해역을 기준으로 임시항행검사 허가청인 지방해양수산청을 고려하여 아래와 같은 A∼G 해역 7개 해역으로 구분하여 선박위치 분포를 나타낸 것이다.

(1) A해역: 유조선 통항금지해역 안쪽
(2) B해역: 유조선 통항금지해역으로부터 6마일 지점
(3) C해역: 유조선 통항금지해역으로부터 7마일 지점
(4) D해역: 유조선 통항금지해역으로부터 8마일 지점
(5) E해역: 유조선 통항금지해역으로부터 13마일 지점
(6) F해역: 유조선 통항금지해역으로부터 20마일 지점
(7) G해역: 유조선 통항금지해역으로부터 30마일 지점

Table 5는 7일 동안의 연안거리 및 일별로 통항밀집도를 조사한 것으로서 유조선 통항금지해역 내인 A해역이 전체 통항량의 71.4%이고, 유조선 통항금지해역으로부터 8마일까지 해역에서 전체의 83.5%, 13마일까지 88.9%의 통항량이 존재하는 것으로 분석되었다. 해안에서 E해역까지의 해역 범위는 약 17,900M²로 연안 해역 1마일에 통항하는 선박은 시간당 0.41척/M²으로 볼 수 있다.

Figure 5: 
The distribution map of ships plotted by AIS data during 20 minutes for 1 week at 7 zones(A∼G zone)

Table 6은 군산, 목포, 여수, 부산, 울산, 제주의 6개 지역 연안거리별 통항밀집도를 나타낸 것이다. 범위가 가장 넓은 목포 지역이 5,709척으로 가장 많으며 부산 4,890척, 여수 4,372척, 울산, 군산, 제주 순으로 통항척수가 많은 것으로 분석되었다.

Figure 6은 제주를 제외한 5개의 지역별로 통항밀집도를 분석하기 위하여 유조선 통항금지해역으로부터 이격된 거리별로 누적하여 나타낸 것으로서, 선박통항량의 누적범위가 각 지역별로 상이한 것을 알 수 있다.

Figure 6: 
Cumulative frequency of marine traffic volume divided by distance from coastal line

Figure 7에 나타낸 해상교통량의 총량규제에 대한 효과 분석 연구[13]에 의하면 선박통항량의 정도에 따라 해역을 통항하는 선박의 통항 위험도가 상이해진다. 전체통항량의 90/100의 교통량을 규제하는 수준이면 많은 선박통항량에서도 선박운항자의 위험도가 거의 0%에 가까운 것으로 볼 수 있기 때문에 안전하다고 할 수 있다. 이 구간은 Figure 6에서 부산 및 울산지역은 연안지역에서 B해역, 여수지역은 D∼E해역사이, 군산지역은 E∼F해역 사이, 목포지역은 E∼F해역 사이로 조사되었다. 또한 제주해역은 연안에서 12마일, 20마일, 30마일로 구분하였으며, 연안에서 12마일 해역에서 67.6%, 20마일에서 84.1%의 통항량이 분석되었다.

Figure 7: 
Ship-handling difficulty for marine traffic volume

해사안전법은 선박의 안전운항을 위한 안전관리체계를 확립하여 선박항행과 관련된 모든 위험과 장해를 제거함으로써 해사안전 증진과 선박의 원활한 교통에 이바지함을 목적으로 하고 있다. 이러한 목적 달성을 위해 유조선 통항금지해역의 설정과 관리에 관한 규정을 두고 있는 것과 같이 시운전금지해역의 설정 및 관리에 관한 규정도 해사안전법 하에 마련하는 것이 타당할 것으로 판단된다. 그로 인해 명확한 법적 근거를 가지게 되고, 시행령 또는 시행규칙의 개정을 통하여 시행방안을 확보할 수 있다. 또한, 관할 지방청에서 임시항해증서 발급시 운항구역 설정이 용이하며, 한국선급 및 선박안전기술공단의 업무 대행시에도 적용되므로 시운전선박 안전확보가 용이하다. 하지만 정부입법을 통한 법률개정이므로 다소 많은 시일이 소요될 것으로 판단된다.

해당 항만시설운영세칙은 항만법에, 항만의 항법 등에 관한 규칙은 개항질서법에, 지방청 해상교통관제규정은 개항질서법 및 해사안전법을 근거로 제정되어 있어 시운전금지해역의 내용이 삽입될 여지가 없다. 시운전금지해역 설정의 근거가 되는 상위법령이 있어야 하므로 해사안전법 개정이 필요하며, 시운전금지해역의 범위가 전국 연안에 걸쳐야 하므로 지방청에서 제정하는 고시는 부적절한 것으로 분석된다.

현행 임시항해증서 발급시 항해구역 지정에 사용하면 외해에서 시운전이 이루어져 해양사고 위험성을 감소시키는 효과를 볼 수 있을 것으로 판단된다. 다만, 법적구속력이 약하고 해양사고시 행정상 책임에 대해 자유로울 수 없을 것이다. 현행 해양수산부 예규인 외국적시운전선박에 대한 임시항해검사 지침을 개정하여 선박국적여부를 묻지 아니하고 시운전선박에 대한 임시항해검사 지침으로 통합하는 방안도 검토할 수 있다.