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손우주,손수욱,최지웅,조성호,정섬규,Son, Wuju,Son, Su-Uk,Choi, Jee Woong,Cho, Sungho,Jung, Seom-Kyu 한국음향학회 2015 韓國音響學會誌 Vol.34 No.6
한국해양과학기술원과 한양대학교가 2013년 5월 서해 경기만 남부의 연안해역에서 공동으로 수행한 해양음향 실험에서 주파수 6 ~ 14 kHz에 대한 해저면 후방산란강도 측정이 실시되었다. 실험해역의 지질 환경 특성은 다중빔 음향측심기, 스파커, 그랩을 이용하여 조사되었으며, 이로부터 정밀 해저지형 및 해저면 하부지층 구조, 표층 퇴적물 구성성분에 대한 자료를 획득하였다. 본 논문에서는 수평입사각 $28^{\circ}{\sim}69^{\circ}$에 대한 해저면 후방산란강도 결과를 도출하여 람베르트 법칙(Lambert's law) 및 APL-UW 산란 모델과 비교하였다. 또한 실험해역의 해양물리/지형학적 특성을 고려하여 해저면 후방산란 특성에 영향을 미치는 지음향 인자들에 대한 토의를 수행하였다. Measurements of bottom backscattering strengths in a frequency range of 6-14 kHz were made on the shallow water off the southern Gyeonggi Bay in Yellow Sea in May 2013, as part of the KIOST-HYU joint acoustics experiment. Geological surveys for the experimental area were performed using multi-beam echo sounder, sparker system, and grab sampling to investigate the bottom topography, sub-bottom profile and composition of surficial sediment, respectively. In this paper, the backscattering strengths as a function of grazing angle (in range of $28^{\circ}{\sim}69^{\circ}$) were estimated and compared to the predictions obtained by Lambert's law and APL-UW scattering model. Finally, the effects of geoacoustic parameters corresponding to the experimental area on the backscattering strengths are discussed.
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AIS 기반 해양시설물과 선박간 권고 안전이격거리 선정에 관한 연구
손우주,이정석,이보경,조익순 한국항해항만학회 2019 한국항해항만학회지 Vol.43 No.6
Although marine structures are a risk factor interfering with the passage of ships, there are no obvious guidelines on the required safety distance between ships and marine structures under regulations and laws. In this study, the width of the shipping route width was set based on the AIS data to analyze the separation distance between marine structures and ships, and the ships were classified by the length of each ship. By analyzing the distribution at marine structures, this study confirmed that the ships’ traffic volume was in the form of normal distribution. To statistically analyze the separation distance between the traffic distribution results and the normal distribution of ships in this study, the traffic pattern analysis around the marine structures was performed. As a result, the traffic pattern was different by length and the recommended safety distance for each length is presented accordingly. Referring to the IMO (International Maritime Organization) the standard turning circle and reference of safety separation distance between ships and offshore wind turbines of the CESMA (Confederation of European Shipmasters’ Associations) and PIANC (World Association for Waterborne Transport Infrastructures), the analysis was conducted on ships that did not follow the set distance among the AIS data by setting the distance within the recommended ship safety distance to 5-7 overall length. As a result, the 5.5 length over all of the safety recommendations were selected as appropriate, and based on the above results, the two cases recommending ship safety distance were proposed. 해양시설물은 선박의 통항에 간섭이 되는 위험요인이지만 현재 국내 법령 및 규정 상 해양시설물과 선박간의 명확한 이격거리의 규정은 없는 상황이다. 이에 본 연구에서는 해양시설물과 선박의 안전이격거리를 분석하기 위하여 해양시설물 인근 선박의 통항량을 실측 AIS 정보를 기반으로 선박 통항 폭을 설정하여 해당 범위에서 통항하는 선박의 항적을 선박 길이별로 분류하여 분석하였다. 통항 분포 분석 결과, 통항 선박의 길이별 분포 모두 정규성을 가지며 해양시설물로부터 멀어지는 패턴을 가지고 통항을 하는 것으로 분석되었다. 본 연구의 통항 분포 분석 결과와 정규분포를 비교한 선박의 이격거리를 통계적으로 나타내기 위해 해양시설물 인근 통항 패턴 분석을 수행하였다. 그 결과, 통항 패턴은 선박 길이별로 상이하였으며 그에 따라 길이별 선박 권고 안전이격거리를 제시하고자 하였다. CESMA(유럽 선장 연합), PIANC(국제수상교통시설협회)의 안전이격거리 및 선박의 길이요인 중 IMO(국제 해사 기구)의 조종성능의 기준이 되는 선회경의 Tactical diameter를 활용되었으며, 다양한 선박 권고 안전이격거리의 안을 분석하기 위해 적정 이격거리를 전장의 5배에서 7배로 설정을 하여 설정 값 이하로 통항하는 차이 값이 근소하게 통항하는 선박을 조사하였다. 그 결과, 가장 차이 값이 근소한 5.5배의 전장을 적정 선박 권고 안전이격거리로 선정하였다. 위 결과를 바탕으로 선박 길이별 신뢰구간의 좌측 값에 따른 선박 권고 안전이격거리 및 전장의 5.5배의 이격거리를 활용한 선박 권고 안전이격거리를 비교하였으며. 선박 권고 안전이격거리에 대한 2가지 안을 제시하였다.
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연도별 신조선 주요제원의 변화를 통한 대형화 추세 분석
손우주,구정민,문지하,조명환,조익순 한국항해항만학회 2023 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2023 No.1
대형 컨테이너 선박의 주요 제원 예측에 관한 과거 연구는 단순 회귀분석에 기반한 결과로 제시되었으며, 이를 현재 운항 중인24,000TEU급 선박의 제원과 과거의 연구 결과를 비교할 경우, 선박의 전장이 과대 예측한 경향이 있었다. 본 연구에서는 선형회귀분석 및box plot의 통계 분석기법을 활용하여 최근 20년의 신조 컨테이너선을 대상으로 연도별 주요제원의 변화량을 통해 선박의 대형화 추세를 분석하였다. 그 결과, 컨테이너선의 대형화는 시간의 흐름에 따라 점점 폭이 넓어지는 형태로 변화하고 있는 것으로 분석되었다. 그러나 선폭위주의 대형화는 선박 운항의 측면에서 조종성능의 감소로 인해 운항난이도가 증대된다는 단점이 있다. 즉, 미래 대형화 선박을 안전하게 운항하기 위해서는 적절한 항만 인프라 구축 및 선박길이와 폭의 조화를 이루는 대형화가 필요할 것으로 판단된다.
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최적 교통분포를 고려한 해상교량의 안전 통항 폭에 관한 연구
손우주,문지하,구정민,조익순 한국항해항만학회 2022 한국항해항만학회지 Vol.46 No.4
Bridges across waterways act as interference factors, that reduce the navigable water area from the perspective of navigation safety. To analyze the safety navigational width of ships navigating bridges across waterways, the optimal traffic distribution based on AIS data was investigated, and ships were classified according to size through k-means clustering. As a result of the goodness-of-fit analysis of the clustered data, the lognormal distribution was found to be close to the optimal distribution for Incheon Bridge and Busan Harbor Bridge. Also, the normal distributions for Mokpo Bridge and Machang Bridge were analyzed. Based on the lognormal and normal distribution, the analysis results assumed that the safe passage range of the vessel was 95% of the confidence interval, As a result, regarding the Incheon Bridge, the difference between the normal distribution and the lognormal distribution was the largest, at 64m to 98m. The minimum difference was 10m, which was revealed for Machang Bridge. Accordingly, regarding Incheon Bridge, it was analyzed that it is more appropriate to present a safety width of traffic by assuming a lognormal distribution, rather than suggesting a safety navigation width by assuming a normal distribution. Regarding other bridges, it was analyzed that similar results could be obtained using any of the two distributions, because of the similarity in width between the normal and lognormal distributions. Based on the above results, it is judged that if a safe navigational range is presented, it will contribute to the safe operation of ships as well as the prevention of accidents. 해상교량은 선박의 통항 안전성 관점에서 가항수역을 줄이는 간섭요인으로 작용한다. 본 연구에서는 선박의 안전한 통항을 위해 최적 통항분포에 기반한 안전 통항폭을 분석하였다. 해상교량을 통항하는 선박의 안전 통항 폭에 대한 분석을 위해 AIS data에 기반한 선박 교통분포를 조사하여 K-means clustering을 통해 선박을 크기에 따라 분류하였다. 군집화된 데이터에 대하여 최적분포 분석을 한 결과, 인천대교와 부산항대교에서는 대수정규분포, 목포대교와 마창대교에서는 정규분포가 최적분포에 가까운 것으로 분석되었다. 대수정규분포와 정규분포를 기준으로 선박 안전 통항 범위를 신뢰구간의 95%로 가정하여 분석한 결과, 인천대교의 경우 정규분포와 대수정규분포 간의 차이가 64~97m로 가장 큰 것으로 나타났으며, 최소 차이는 10m로 마창대교에서 나타났다. 이에 따라, 인천대교의 경우에는 정규분포보다 대수정규분포로 안전 통항 폭을 제시하는 것이 적합한 것으로 분석되었다. 타 교량의 경우에는 정규분포와 대수정규분포 간의 통항 폭 차이가 크지 않기 때문에 둘 중 어떤 분포를 사용해도 유사한 결과를 얻을 수 있는 것으로 분석되었다. 위 결과를 토대로, 해상교량의 안전통항 범위를 제시한다면 선박의 안전한 운항 및 사고 예방에 도움이 될 것이다.
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SDWBA 모델을 이용한 남극 크릴과 아이스 크릴의 반사강도 연구
손우주,나형술,오우석,주종민 한국수산해양기술학회 2022 수산해양기술연구 Vol.58 No.4
We explored the frequency response of krill target strength (TS) to understand the Antarctic krill (Euphausia superba) and ice krill (Euphausia crystallorophias) using the stochastic distorted-wave Born approximation (SDWBA) model. The results showed that the distribution of orientation and the fatness factor could significantly impact on the frequency response of TS. Krill TS is clearly depended on acoustic properties, which could affect to estimate the biomass of two krill species. The results provide insight into the importance of understanding TS variation to estimate the Antarctic krill and ice krill biomass, and their ecology related to the environmental features in the Southern Ocean. 본 연구에서는 SDWBA 모델을 이용하여 남극해 우점 크릴종인 남극 크릴과 아이스 크릴의 음향산란특성을 파악하였다. 크릴의 표적 강도에 영향을 미치는 크릴의 체내 음속비, 밀도비, 비만도, 그리고 자세각 분포를 변화시켜 가며 주파수별 크릴 길이별 표적강도 변화를 확인하였다. 모의 결과, 크릴의 표적 강도는 자세각 분포와 비만도에 의해서 큰 변화가 나타났으며 체내 음속비와 밀도비 변화에 따른 표적 강도 변화에 상대적으로 작게 확인되었다. 본 연구 결과는 남극해의 주요 생물인 남극 크릴과 아이스 크릴의 음향산란특성을 이해하는데 도움을 줄 수 있으며, 더 나아가 두 크릴 종의 음향신호 분리 및 이들의 현존량 추정에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
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