해상 사이버 위험의 상사법적 쟁점에 관한 연구

유수정 국립한국해양대학교 대학원 2024 국내석사

With the recent development of information engineering technology and artificial intelligence, the operation of transportation methods previously carried out by humans is becoming unmanned, and unmanned ships are being built and operated in sea transportation. However, compared to technological advances, the response to cyberattacks is insufficient, and cybersecurity issues are also emerging. Therefore, it is considered one of the important tasks to be addressed before commercializing autonomous ships. The purpose of this study is to contribute as a preliminary study on the legal problems of the maritime transportation legislation that will be brought about by marine cyber risks in the future. As maritime cyber risks intensify, the question is, "In the current situation where cybersecurity standards are required higher than in the past to respond to cyberattacks, can it be considered that the maritime carrier has fulfilled its obligation to exercise the ship's seaworthiness only if it meets the requirements for 'traditional seaworthiness obligation'. To summarize this, it is a question of "Is cybersecurity included in the maritime carrier's seaworthiness obligation?" In addition, if the maritime carrier's seaworthiness obligation is recognized, the question can be asked, "Can cyber hacking be included in the scope of 'pirate acts or other acts equivalent to' among the reasons for exemption from the maritime carrier under our commercial law?" If this is recognized as piracy, the maritime carrier will be exempted from liability for damages. In addition, it would be worthwhile to take a look at the insurance industry's response to cyber risks, as well as whether or not damage caused by cyberattacks is covered by marine insurance. In this paper, Chapter 2 examines the vulnerable areas of ship cybersecurity and the types and cases of maritime cyberattacks, as well as the domestic and international responses to maritime cyber risks that develop with the development of technology. As such, it is very important to examine the current status of maritime cyberattacks and their domestic and international responses before proceeding with the next discussion because the core discussion of this paper, the criteria for compliance with seaworthiness obligations, can be changed or strengthened by the development of related technologies, changes in the social environment, and changes in laws and treaties. Chapter 3 discussed piracy among the maritime carrier's duty of seaworthiness and the maritime carrier's exemption, which are legal issues related to maritime transport. In addition, among the maritime carrier's duty of seaworthiness, the hull and navigation seaworthiness, which are closely related to cyber risks, were examined. And through this, we investigated whether cyber risks could be included in the maritime carrier's seaworthiness obligation. Securing hull seaworthiness depends on practices that are predominant in the shipping industry at the time of navigation. Therefore, according to the Bradley v. Federal Steam Navigation case, if the latest technologies or devices are not applied and used on ships across the maritime industry, not installing these latest technologies or devices on ships does not mean losing seaworthiness. However, according to the Virginia Carolina. Chemical Co v Norpolk & North American Steam Shipping Co Ltd case, even though new practices, knowledge, and technologies are widely used in the shipping industry, they are likely to be judged as unseaworthy if they are not equipped. Considering that cybersecurity guidelines have been released throughout the shipping industry, starting with the IMO's resolution, and the IACS has adopted unified requirements that are enforced, it is thought that it will not be long before it is recognized as a dominant practice in the shipping industry to have cybersecurity on ships. In addition, it can be said that the maintenance of classification is basically necessary for the acquisition of insurance and affects the judgment of whether or not the ship's seaworthiness is secured. However, according to Sundance Cruises Corp. v. American Bureau of Shipping case, securing the safety and seaworthiness of operating ships is the responsibility of non-delegable Duty inherent to the shipowner, so government inspection certificates and advance certificates issued by RO will not be able to be used as absolute evidence of the ship's seaworthiness. Therefore, the shipowner should not only equip the ship's seaworthiness against cybersecurity, but also make efforts to manage and maintain it. Securing material elements of navigational seaworthiness will depend on whether the ship's fastballs are properly equipped and whether such equipment is regularly updated and fully operational at the start of the voyage. According to the Alize 1954 and CMA CGM SA v Allianz Elementar Versicherungs AG and 16 ORS precedents, errors in the navigation plan due to failure to update even before departure correspond to the owner's non-fulfillment of seaworthiness obligations. Assuming that the OECDIS, which is up to date through communication networks, is applied in a software manner, such as in the case of Voyager Worldwide or DNV, the ship's route management software supplier is not up to date due to a cyber attack. In light of the court's attitude according to the ruling, it will be difficult to recognize the duty of seaworthiness before departure without the appropriate response of the shipowner. If the carrier does not have the necessary documents required by international and regional agreements or laws related to the safety of the voyage, it will be said to be uninsensitive to the ability to navigate. Therefore, shipping companies will have to establish SMS in accordance with the ISM Code, which reflects the contents of maritime cyber risk management, to have a certificate of conformity to safety management (ODC), and ships to have a certificate of conformity to safety management (SMC). According to the Papera Traders Co. Ltd. and Others v. Hyundai Merchant Marine Co. Ltd. and Another (The Eurasian Dream) ruling, it is important whether or not SMS based on ISM Code has organically functioned as a criterion for determining whether the ship's seaworthiness, especially its navigational capability, has been fulfilled. Securing material factors of navigational seaworthiness will depend on whether the ship's inventory of equipment are properly equipped and whether such equipment is regularly changed and fully operational at the start of the voyage. According to the Alize 1954 and CMA CGM SA v Allianz Elementar Versicherungs AG and 16 ORS case, errors in the navigational plan due to failure to update even before departure correspond to the owner's non-fulfillment of seaworthiness obligations. Therefore, assuming that Electronic Chart Display and Information System (ECDIS), which is updated through the communication network, is applied in a software manner, if a ship's route management and ship management software supplier are cyber-attacked and cannot be updated, such as in the case of Voyager Worldwide or DNV. In light of the court's attitude, it would be difficult to recognize that the shipowner fulfilled his duty of seaworthiness before departure if there was no proper response taken. In addition, if the carrier does not meet the necessary documents required by international and regional agreements or laws regarding the safety of navigation, it will be considered a ship that is not seaworthy. Therefore, shipping companies should establish a safety management system (SMS) in accordance with the ISM Code that reflects the contents of maritime cyber risk management, and have a safety management certificate (ODC) and a safety management certificate (SMC) on the ship. According to the Papera Traders Co. Ltd. and Others v. Hyundai Merchant Marine Co. Ltd. and Another (The Eurasian Dream) ruling, it is important whether or not SMS based on ISM Code has organically functioned as a criterion for determining whether the ship's seaworthiness, especially its navigational capability, has been fulfilled. It can be said that whether or not human factors are secured among the navigational seaworthiness is greatly affected by the crew's competence. Even though the ship has externally secured seaworthiness, crew members without competence can increase the risk of accidents, and also cause loss and damage to cargo, so the shipowner must hire crew members who are sufficiently trained and competent on board the ship. According to the Hong Kong Fir. Shipping v. Kawasaki Kisen Kaisha case, the boarding of crew members who without competence is an important issue to the extent that the contract is canceled due to violation of the duty to maintain seaworthiness in the charter contract. Therefore, crew members need to be aware of the potential possibility of cyberattacks and take countermeasures in advance, prepare a ship operation system and emergency response manual to prepare for cyberattacks, and train them to respond accordingly. Both crew members and land workers on board should pay attention to cyber risk factors for the ship's information and communication system (IT) and operational technology equipment (OT). In addition, to prepare for the Port Authority Control (PSC), cybersecurity response procedures and scenarios according to the Safe Operation Management System Manual should be developed, and an appropriate maritime cyber risk management system should be introduced and applied to both ships and land. Therefore, it is considered that in order to be recognized that the shipowner paid 'due diligence' when hacking of the ship occurred, it is necessary to comply with the expanded concept of hulls and navigation capabilities. In addition, considering the current situation in which long-distance ship control has become easier due to the development of communication means, it seems that proper discipline for cyber seaworthiness should precede acknowledging to maintain seaworthiness in the "during the voyage" like the Rotterdam Rules. As times change, the law must also be revised accordingly. In particular, the standards for compliance with seaworthiness obligations can be changed or strengthened according to the development of related technologies, changes in the social environment, and changes in laws or treaties. Therefore, it seems reasonable to include compliance with the duty of care for cyber risks in the duty of seaworthiness stipulated in Article 794 of the Commercial Act. Another legal issue related to maritime transportation, the discussion whether a cyber attack can be considered a piracy against ships, was proceeded through a review of the definition of the commercial law of the concept of piracy in this paper. In conclusion, the concept of piracy in maritime transport contracts and UK marine insurance contracts, which are the areas of commercial law, was found to be broader than international legal definitions. However, in the case of an attack such as hacking, there is a problem that it is difficult to determine whether it is a private or political purpose in the event of a cyber attack on the ship. Regarding British marine insurance, the case interprets that in order for the theft to be recognized as an act of piracy, it is essential that the use of violence or intimidation against the captain or crew must be before the act of acquiring property is made, and theft performed in a secret manner is considered to be the result of the carelessness or negligence of the captain or crew, so it is excluded from the scope of the coverage. There is also a question of whether the hacking attack will be recognized as an act of 'rioters who attacked the ship on land'. The way piracy is carried out has diversified, and piracy is also being carried out by stealing ships and cargo through hacking of ships' IT and OT. In practice, piracy is interpreted as broader than international law in terms of commercial purposes, such as maritime transport contracts, charter contracts, and marine insurance contracts, so it is suggested that inclusive exemption provisions be established in Article 796 of the Commercial Act to allow carriers to be exempted under certain conditions even in the case of hijacking ships through cyber hacking in the future. Chapter 4 deals with the insurance industry's response to a situation where there are many damages caused by cyberattacks, but it is far from being recognized as piracy. Until now, it has been difficult to expect compensation damage from cyberattacks in marine insurance such as hull and machinery insurance, cargo insurance, and P&I insurance. However, in line with IACS' recent response, the Swedish P&I club announced that from January 1, 2024, it would provide cyber insurance to all members to provide reinsurance and support in the event of a cyber attack. In addition, the UK marine insurance market did not cover the loss, damage, and liability for compensation arising from the use of computers as a 'measure to cause damage' in the case of the existing association's Cyber Attack Exemption Terms and Conditions (CL 380). However, due to criticism of this absolute exemption and the unclear content of the terms and conditions, the new cyber coverage/exemption standard terms, LMA 5403 and LMA 5402, were announced in 2019. According to LMA5402, it stipulates that 'if a computer or IT system is not used as a means of causing damage to the insurance object, that is, even accidental or indirect cyber damage can be compensated'. This is seen as a movement to include maritime cyber risks, which have been subject to absolute immunity in the past, within a limited but guaranteed range. However, the security of cyber risks involves a number of problems, and the first is whether cyberattacks are included in the 'war exclusion clause.' In this regard, in the Merck & Co., Inc. v. Ace American Insurance Co., No. ruling, the U.S. court ruled that cyberwarfare is not included in the existing war exclusion clause. Accordingly, the Lloyds Insurance Association amended the war exclusion clause to be exempted from direct and indirect losses, liability for compensation, and related costs due to state-sponsored cyberattacks in 2022, and applied it from March 2023 to new or renewal contracts. However, the dispute over whether cyberattacks are included in war exclusion clause is weakening the effectiveness of new insurance terms and conditions that cover cyber risks. In addition, there are many problems such as whether to judge whether to 'securing cybersecurity' in future insurance claims by compliance with the ship's seaworthiness, and, if so, what requirements must be met to be recognized as fulfilling its duty of due diligence, and what to see in the case of a cyberattack as an cause. 최근 정보공학기술 및 인공지능 등의 발전에 따라 과거에 인간에 의해 이루어지던 운송수단의 조종이 무인화되고 있고, 해상운송에 있어서도 무인선박의 건조 및 운항이 현실화되고 있다. 그러나 기술의 발전에 비하여 사이버 공격에 대한 대응은 취약한 실정이며, 이에 따라 사이버 보안 문제 또한 대두되고 있다. 따라서 자율운항선박 상용화 이전에 사이버 위험에 대한 대응도 선결되어야 할 중요한 과제 중 하나라고 생각된다. 본 연구는 향후 해상 사이버 위험이 불러올 해상운송 법제와의 법리적 문제점에 대한 선행적 연구로서 기여하고자 하는데 그 목적이 있다. 해상 사이버 위험이 심화되어 감에 따라 제기되는 문제로는 우선 “사이버 공격에 대응하기 위하여 과거보다 높은 사이버 보안 기준치가 요구되는 현 상황에서 해상운송인이 ‘전통적인 감항능력주의의무’만을 갖추었을 때, 이는 선박의 감항성을 갖추기 위한 의무를 다하였다고 볼 수 있는가?”라는 질문이다. 이를 축약하여 풀어내자면, “사이버 보안은 해상운송인의 감항능력주의의무에 포함되는 사안인가?” 하는 문제이다. 이와 더불어 해상운송인의 감항능력주의의무가 인정되었을 경우, “사이버 해킹은 우리 상법상 해상운송인의 면책사유 중 ‘해적행위나 그 밖에 이에 준한 행위’의 범위에 포함될 수 있을 것인가?”라는 질문을 해볼 수 있을 것이다. 그리고 이것이 해적행위로 인정된다면, 해상운송인은 손해에 대한 책임이 면책된다고 볼 것이다. 그리고 사이버 공격으로 인해 피해가 발생하였을 경우, 이것이 해상보험에서 담보가 될 것인지의 여부와 더불어 사이버 위험을 담보하였을 때 발생할 수 있는 문제, 마지막으로 해상 사이버 위험에 대한 보험업계의 대응을 살펴보는 것도 실천적 가치가 있을 것이다. 본 논문에서는 제2장과 걸쳐 선박 사이버 보안의 취약 분야와 해상 사이버 공격의 유형 및 사례를 검토하였으며, 기술의 발달에 따라 발전하는 해상 사이버 위험에 대한 국내외적 대응을 살펴보았다. 이렇듯 해상 사이버 공격의 현황과 이에 대한 국내외적 대응을 살펴보는 것은 다음 논의에 앞서 진행하는 것이 매우 중요한데, 본 논문의 핵심 논의인 감항능력주의의무 준수의 기준은 관련 기술의 발전 및 사회환경의 변화, 법규나 조약의 변경에 따라 변경되거나 강화될 수 있는 것이기 때문이다. 제3장에서는 해상운송과 관련한 법적 쟁점인 해상운송인의 감항능력주의의무와 해상운송인의 면책사유 중 해적행위에 관하여 논의를 진행하였다. 그리고 해상운송인의 감항능력주의의무 중에서도 사이버 위험과 밀접한 관련이 있는 선체능력과 항해능력을 관련한 판례와 함께 살펴보았다. 그리고 이를 통하여 사이버 위험이 해상운송인의 감항능력주의의무에 포함될 수 있을 것인지 알아보았다. 선체 감항능력의 확보 여부는 항해 당시의 해운산업에서 지배적으로 적용되는 관례에 의존하여 판단한다. 따라서 Bradley v. Federal Steam Navigation 판례에 따르면, 해양 산업 전반에 최신 기술이나 장치가 선박에 적용되어 사용하고 있지 않다면, 이러한 최신 기술이나 장치를 선박에 장착하지 않았다고 하여 감항능력을 잃는 것은 아니다. 그러나 Virginia Carolina. Chemical Co v Norfolk & North American Steam Shipping Co Ltd 판례에 따르면, 만약 새로운 관례, 지식, 그리고 기술이 해운산업에 광범위하게 사용되고 있음에도 불구하고, 이를 갖추지 못했다면 불감항으로 판단될 가능성이 있다. 그런데 IMO의 결의안을 시작으로 해운업계 전반에 걸쳐 사이버 보안 가이드라인이 개발되고, IACS에서 강제적용되는 규칙을 채택하였음을 고려해 보았을 때, 선박에 사이버 보안을 갖추는 것이 해운산업에서 지배적으로 적용되는 관례로 인식되는 것은 그리 머지 않은 미래의 일이라고 생각된다. 이와 더불어, 기본적으로 선급의 유지는 보험인수를 위해 필요한 일이고 선박의 감항능력의 확보 여부의 판단에도 영향을 미친다 할 수 있을 것이다. 그러나 Sundance Cruises Corp. v. American Bureau of Shipping 판례에 따르면 운항선박의 안전성 및 감항성 확보는 선주 고유의 위임 불가(Non-Delegable Duty)의 책임이므로, RO가 발행하는 정부검사증서와 선급증서도 선박의 감항성에 대한 절대적인 증거로 이용될 수는 없을 것이다. 따라서 선주는 단순히 사이버 보안에 대한 선박의 감항성을 갖추는 것 뿐만 아니라, 그것을 관리하고 유지하는 일에도 노력을 기울여야 할 것이다. 항해 감항능력 중 물적 요소의 확보 여부는 선박의 속구를 전부 제대로 갖추었는지, 그리고 이러한 장비들이 정기적으로 갱신되었고 항해 개시시에 충분히 작동될 수 있도록 하였는지에 달려있을 것이다. Alize 1954 and CMA CGM SA v Allianz Elementar Versicherungs AG and 16 ORS 판례에 따르면, 발항 전 해도 최신화 실패에 따른 통항계획의 오류는 선주의 감항능력주의의무 불이행에 해당한다. 따라서 만약 소프트웨어 방식으로 통신망을 통한 최신화가 이루어지는 전자해도(ECDIS)가 적용되었다고 가정해 보았을 때, Voyager Worldwide나 DNV의 사례와 같이 선박의 항로관리, 선박관리 소프트웨어 공급기업이 사이버 공격을 당하여 전자해도의 최신화가 이루어지지 못하는 상황이 발생하였을 경우, 해당 판결에 따른 법원의 태도에 비추어 보면 선주의 적절한 대응이 없다면 발항 전 감항능력주의의무가 인정되기는 어려울 것으로 보인다. 이에 더하여, 만일 운송인이 항해의 안전과 관련한 국제적·지역적 협약이나 법률에서 요구하는 필요한 서류를 갖추지 못했다면 항해 감항능력을 갖추지 못한 불감항이 된다고 할 것이다. 따라서 해운회사는 해상 사이버 리스크 관리의 내용을 반영한 ISM Code에 따라 SMS를 수립하여 안전관리적합증서(ODC)를, 그리고 선박에는 안전관리증서(SMC)를 소지하고 있어야 할 것이다. Papera Traders Co. Ltd. and Others v. Hyundai Merchant Marine Co. Ltd. and Another (The Eurasian Dream) 판결에 따르면, 선박의 감항능력, 특히 항해능력에 대해서는 주의의무를 이행하였는지의 판단기준으로서 ISM Code에 기초한 SMS가 유기적으로 기능하였는지의 여부가 중요하게 작용한다고 할 것이다. 항해 감항능력 중 인적 요소의 확보 여부는 선원의 해기능력(competence)에 큰 영향을 받는다고 할 것이다. 비록 선박이 외관상 감항능력을 확보하고 있다 할지라도, 해기능력을 갖추지 못한 선원은 사고의 위험을 증가시킬 수 있으며, 또한 화물의 멸실과 손상을 초래하므로 선박소유자는 선박에 충분히 훈련되고 해기능력을 갖춘 선원을 승선시켜야 한다. Hong Kong Fir. Shipping v. Kawasaki Kisen Kaisha 판례에 따르면, 해기능력을 지니지 못한 선원의 승선은 용선 계약상의 감항성 유지 의무 위반 이유로 계약해제가 될 정도의 중요한 사안이다. 따라서 선원들은 사이버 공격의 잠재적 가능성을 인지하고 미리 대비책을 강구해야 하며, 사이버 공격에 대비한 선박운영체계, 비상대응 매뉴얼을 작성하고 이에 따른 대응에 대한 훈련이 필요하다. 선상의 선원과 육상 근무자들은 모두 선박의 정보통신 시스템(IT)과 운용기술 장비(OT)에 대한 사이버 위험요인에 대해 유의하여야 한다. 또한 항만국 통제(PSC)에 대비하기 위해서도 안전운항관리체계 매뉴얼에 따른 사이버 보안 대응절차 및 시나리오를 개발하고, 적절한 해상 사이버 위험 관리체제를 도입하여 선박과 육상 모두 적용하여야 할 것이다. 따라서 선박에 대한 해킹이 발생하였을 때, 선주가 ‘상당한 주의’를 다하였음이 인정받기 위해서는 보다 확대된 개념의 선체능력와 항해능력을 준수해야 할 것으로 생각된다. 또한, 통신수단의 발달로 원거리 선박통제가 수월해진 시대적 상황을 고려하였을 때, 사이버 감항성에 대한 제대로 된 규율을 위해서는 로테르담 규칙과 마찬가지로“항해 전 과정(during the voyage)”에서 감항성을 유지하도록 인정하는 것이 선행되어야 할 것으로 보인다. 시대가 변하면 이에 발 맞추어 법의 개정 또한 이루어져야 한다. 따라서 사이버 보안이 선박의 안전운항을 위협하는 또 다른 위험으로 대두되고 있는 현 세태에서 기존의 ‘전통적인 감항능력주의의무’의 범위와 시기만을 고집하게 된다면 이것은 시대의 흐름에 발맞추지 못한 것으로 받아들여질 수 있다. 특히나 감항능력주의의무 준수의 기준은 관련 기술의 발전 및 사회환경의 변화, 법규나 조약의 변경에 따라 변경되거나 강화될 수 있는 것이다. 이에 상법 제794조에서 규정하고 있는 감항능력주의의무에 사이버 리스크에 대한 주의의무 준수를 포함하는 것이 타당할 것으로 보인다. 해상운송과 관련한 또 다른 법적 쟁점인, 사이버 공격이 선박에 대한 해적행위로 간주될 수 있는가 하는 사안에 대하여, 본 논문에서는 해적행위 개념의 상사법적 정의에 대한 검토를 통하여 알아보았다. 결론적으로 상사법의 영역인 해상운송계약과 영국 해상보험계약에서의 해적의 개념은 국제법적 정의에 비하여 보다 광의의 의미인 것으로 나타났다. 그런데 해킹과 같은 공격의 경우 여기서 해적행위 목적의 문제, 즉 해당 선박에 대해 사이버 공격이 가해졌을 경우 이것이 사적 목적인지, 정치적 목적인지의 여부를 규명해내기가 쉽지 않다는 문제가 있다. 또한 영국 해상보험과 관련하여 판례는, 절취행위(theft)가 해적행위로 인정되기 위해서는 선장이나 선원에 대한 폭력이나 협박의 사용이 재물의 영득행위가 완성되기 이전에 있어야 한다는 것이 필수적이며, 은밀한 방식으로 행해진 절도는 선장이나 선원의 부주의 내지 과실로 인한 결과로 간주되므로 담보의 범위에서 제외된다고 해석하고 있다. 또한, 해킹공격이‘육상에서 선박을 습격한 폭도’들의 행위로 인정될 것인지에 대한 문제가 있다. 이와 더불어, 해적행위가 자행되는 방식이 다양화되어 가는 현 세태에서 선박의 IT 및 OT에 대한 해킹으로 선박과 화물을 탈취하는 방식의 해적행위 또한 자행되고 있다. 실무상 해상운송계약 내지 용선계약 그리고 해상보험계약 등 상거래의 목적에서는 해적 내지 해적행위를 국제법적 관점보다 광범위한 것으로 해석하고 있으므로 향후 사이버 해킹 등을 통한 선박 등의 탈취행위의 경우에도 일정한 요건 하에서 운송인의 면책을 허용할 수 있도록 미국 해상운송법 제4조 제2항 (q)호와 같은 포괄적 면책규정을 상법 제796조에 신설할 것을 제언한다. 제4장에서는 이렇듯 사이버 공격으로 인한 피해가 다수 발생하는 반면 이것이 해적행위로 인정받기에는 요원한 상황에서, 이에 대한 보험업계의 대응을 다루었다. 지금까지 선체류 및 기계류 보험, 적하 보험, P&I 보험 등의 해상보험에서 사이버 공격으로 인한 보상 피해는 기대하기 어려운 것이었다. 그러나 최근 IACS의 대응에 발맞춰 스웨덴의 P&I 클럽은 2024년 1월 1일부터 모든 회원들에게 사이버 공격이 발생할 경우 재보험과 지원을 제공하는 사이버 보험을 제공할 것이라고 발표하였다. 이와 더불어, 영국 해상보험 시장에서는 컴퓨터 등이 ‘피해를 발생시키는 수단’으로 사용되는 경우 이에 기인하여 발생한 멸실, 손상, 배상책임에 대하여 기존 협회사이버공격면책약관(CL 380)의 경우 담보하지 않았다. 그러나 이러한 절대면책에 대한 비판과 약관내용의 불분명함으로 인하여 2019년 새로운 사이버 보장/면책 표준약관인 LMA 5403과 LMA 5402가 발표되었다. LMA5402에 따르면 ‘컴퓨터나 IT 시스템이 보험 목적물에 피해를 야기하는 수단으로 사용되지 않은 경우, 즉 우발적 혹은 간접적 사이버 손해의 경우라도 보상 가능함’을 명기하고 있다. 이는 과거 절대적 면책의 대상이었던 해상 사이버 위험을 명확한 범위 내에서 제한적이지만 보장범위 내에 포함하려는 움직임으로 보여진다. 다만 사이버 위험의 담보는 여러 문제를 수반하는데, 첫 번째가 바로 사이버 공격이 재래식 전쟁면책에 포함되는가에 대한 문제이다. 이와 관련하여 Merck & Co., Inc. v. Ace American Insurnace Co., No. 판결에서 미국 법원은 사이버 전쟁은 기존의 재래식 전쟁면책 조항에 포함되지 않는다고 판결한 바 있다. 이에 따라 로이즈 보험 조합은 2022년 국가 지원의 사이버 공격에 따른 직간접적 손실, 배상책임 및 관련 비용 등에서도 면책되도록 전쟁면책 조항을 수정하고, 이를 2023년 3월부터 신계약 또는 갱신계약 건부터 적용하였다. 그러나 사이버 공격이 재래식 전쟁면책에 포함되는가에 대한 분쟁은 사이버 위험을 담보하는 새로운 보험약관의 실효성을 약화시키고 있는 실정이다. 이와 더불어, 앞으로 보험 클레임에 있어‘사이버 보안의 확보’ 여부를 선박의 감항능력 준수로 판단할 것인지, 또 그렇다면 상당한 주의의무를 다했음을 인정받기 위해선 어느 정도의 요건을 완비하여야 할 것인지, 사이버 공격의 경우 무엇을 근인으로 볼 것인지와 같은 문제가 산재해 있다.

해상교통류 평가를 위한 빅데이터 기반 CS Model 개발 연구

이의종 국립한국해양대학교 대학원 2024 국내박사

이 연구는 해상교통류 평가를 위한 빅데이터 기반 CS Model 개발에 초점을 맞추고 있다. 연구의 배경은 글로벌 해운 시장의 지속적인 성장, COVID-19 팬데믹에 따른 경제적 영향과 소비문화의 변화, 그리고 4차 산업혁명 기술의 해양 분야로의 확장 등이다. 해상교통은 여전히 세계 무역 대부분을 담당하는 핵심 운송 수단의 역할을 하고 있으며, 이러한 해상교통의 증가는 해상 안전과 직결되어, 효과적인 해상교통 관리의 필요성이 더욱 강조된다. 이에 본 연구는 선박 운항 빅데이터를 활용하여 해상교통류의 특성을 파악하고 분석함으로써 해상교통류의 원활함을 정량적, 객관적으로 평가할 수 있는 모델을 개발하는 것을 목적으로 한다. 본 연구의 중요성은 해상교통의 효율성과 안전성을 동시에 증진 시킬 수 있는 새로운 접근 방식을 사용한 것에 있다. 해상교통은 도로 및 항공 등 타 교통 시설과는 다르게 교통시설(해상) 및 교통수단(선박 등)에서 오는 고유한 특성이 존재한다. 이에 따라 해상교통류 평가는 고유의 특성 및 복잡한 요소들의 상호 작용을 이해하고 최적의 해결책을 도출하는 과정이며, 이 과정에서 빅데이터 기반 CS Model은 해상교통류의 다양한 측면을 심층적으로 분석하고 평가할 기회를 제공한다. 연구 방법론으로는 먼저 빅데이터를 이용한 국내외 연구 동향을 조사하고, 교통시설별 교통류 관련 모델 특성 및 해상교통류가 가진 특성을 분석하였다. 이를 통해 해상교통류 평가모델의 방향성을 제시하며, 해상교통류 주요 특성인 공간성(Spatiality)과 연속성(Continuity)을 반영한 CS Model을 개발하는 것을 목표로 하였다. CS Model 개발 과정에서는 선박 운항 빅데이터 중 Course 및 Speed Data에 주목하였으며, 해상교통류의 통항 패턴 및 분포를 분석하여 Standard Plan을 수립, 이를 해상교통류 평가의 기준으로 설정하였다. 모델 평가 및 적용 과정에서는 국내 주요 항만 진입수로 및 연안 통항로를 설정하고, Case Study를 통해 CS Model의 적용 가능성을 다양하게 검토하였다. 이 과정에서는 현행 모델과의 비교 분석을 통해 CS Model의 적정성과 우수성을 검증하며, 해상교통 관리 측면에서의 개선 가능성을 제안할 수 있었다. 본 연구의 결과는 운항자 관점의 위험도 측면으로 해상교통류를 평가하는 기존의 방식과는 다르게 해상교통류의 특성을 우선 파악하고, 교통류의 원활함 을 객관적이며 정량적으로 평가하는 새로운 방식을 제안한 것이다. CS Model의 개발은 관리 시스템 개선, 해양사고 예방, 해상교통 위험성 평가 등 다양한 분야 에서 활용될 수 있다. 또한, 자율운항 선박, 스마트 항법 기술개발과 운영에 있어 최적의 해상교통류 또는 항로를 제안하고, 이에 따른 2차 행동을 예측하는 데 중요한 지표로 활용될 수 있다. 결론적으로, 본 연구는 해상교통류 평가의 새로운 패러다임을 제시하며, 해상 교통 관리의 효율성과 안전성을 동시에 증진 시킬 수 있는 기술적, 방법론적 기반을 마련할 것으로 기대한다. 핵심용어: 빅데이터, 해상교통류, 해상교통류 특성, 공간성, 연속성, CS 모델 This research focuses on the development of a big data-based CS model for maritime traffic assessment. The research is driven by the continued growth of the global shipping market, the economic impact of the COVID-19 pandemic and changes in consumer culture, and the expansion of Industry 4.0 technologies into the maritime sector. Maritime traffic still serves as a key mode of transport for most of the world's trade, and this increase in maritime traffic is directly related to maritime safety, further emphasizing the need for effective maritime traffic management. Therefore, this study aims to develop a model that can quantitatively and objectively evaluate the smoothness of maritime traffic by identifying and analyzing the characteristics of maritime traffic using big data of ship operations. The significance of this research lies in the use of a novel approach to improve the efficiency and safety of maritime traffic. Unlike other transport facilities such as roads and airways, maritime traffic has unique characteristics that come from the transport facility(sea) and the transport vehicle (ship). Therefore, maritime traffic evaluation is a process of understanding the interaction of unique characteristics and complex factors and deriving optimal solutions, and in this process, big data-based CS models provide an opportunity to analyze and evaluate various aspects of maritime traffic in depth. As a research methodology, we first investigated the domestic and international research trends using big data, and analyzed the characteristics of traffic-related models for each transportation facility and the characteristics of maritime traffic. Through this, we aimed to develop a CS model that reflects spatiality and continuity, which are the main characteristics of maritime traffic, by suggesting the direction of maritime traffic evaluation model. In the process of developing the CS model, we focused on course and speed data among the big data of ship operations, and established a standard plan by analysing the passage pattern and distribution of maritime traffic, and set it as a standard for evaluating maritime traffic. In the process of model evaluation and application, the applicability of the CS model was examined in various ways through case studies of major domestic port access channels and passage routes. Through the comparative analysis with existing models, we were able to verify the appropriateness and excellence of the CS model and suggest possible improvements in terms of maritime traffic management. The results of this study propose a new method to objectively and quantitatively evaluate the smoothness of maritime traffic by identifying the characteristics of maritime traffic, which is different from the existing method of evaluating maritime traffic in terms of risk from the operator's perspective. The development of the CS model can be used in various fields such as maritime accident prevention, maritime traffic risk assessment, and management system improvement. Additionally, the model can serve as a critical indicator for developing and operating autonomous, unmanned, and smart ship, enabling the proposal of optimal maritime traffic routes and the prediction of their subsequent behavior. In conclusion, this study provides a new paradigm for maritime traffic assessment and is expected to lay the technical and methodological foundations to improve the efficiency and safety of maritime traffic management. Keywords : Big Data, Maritime Traffic Flow, Maritime Traffic Flow Characteristics, Spatiality, Continuity, CS Model

Diversity and Distribution Patterns of Biofouling Macrobenthos based on the Ship Navigation Type

Gwak, Si Jin 국립한국해양대학교 해양과학기술전문대학원 2025 국내석사

After the Industrial Revolution, the rapid growth of maritime transportation has increased the movement of marine organisms attached to ship hulls and transported via ballast water. Organisms traveling attached to ship hulls can introduce non-Indigenous species more effectively than ballast water, leading to a decline in ecosystem diversity. In this study, scientific diving surveys were conducted on six ships between 2021 and 2022 to investigate macrobenthic organisms and analyze species distribution and community composition in various attachment sites on the ships. The species analysis revealed a total of 40 species, including 10 invasive species. Domestic-international ships showed higher species adundance, with non-Indigenous species that inhabit domestic waters observed. International vessels exhibited greater biomass, with invasive species not native to domestic waters detected. Hull cleaning reduced biomass but increased species adundance by providing new surfaces for macrobenthos to attach. Cluster analysis indicated community structure patterns influenced by attachment zones and voyage types, with notable differences between the stern and bow. Survival experiments showed that barnacles and bivalves, known for their adaptability to diverse environments, could potentially establish in Korean waters. These findings suggest that international ships act as a pathway for introducing non-Indigenous species, while domestic-international ships contribute to the spread of these introduced species within domestic waters. This study provides foundational information on invasive species attached to ship hulls. Future research should focus on obtaining more samples, collaborating with ship operators, evaluating contamination prevention strategies, and emphasizing policy and management efforts.

선박용 리튬이온배터리의 AI 기반 센서리스 온도 추정 기법에 관한 연구

이나영 국립한국해양대학교 대학원 2025 국내석사

The strengthened carbon emission regulations by the IMO demand the adoption of eco-friendly power systems and improvements in energy efficiency within the maritime industry. Lithium-ion batteries have become a key component of energy storage systems in these eco-friendly technologies, and temperature management, which directly affects the performance, safety, and lifespan of batteries, has emerged as a critical research topic. Effective temperature management technologies are essential to address risks such as thermal runaway and lifespan degradation caused by high-temperature environments. This study proposes an AI-based, data-driven sensorless temperature estimation method and develops a battery parameter analysis program using MATLAB. The program is designed to precisely analyze the dynamic behavior of batteries by utilizing key parameters such as State of Charge (SOC), voltage, current, C-rate, and Depth of Discharge (DoD) as input data. Based on this analysis, an LSTM (Long Short-Term Memory) neural network model was constructed to estimate internal battery temperatures in real time without relying on temperature sensors. The proposed method overcomes the limitations of traditional temperature sensor-based approaches and demonstrates the ability to accurately predict the thermal characteristics of batteries through a data-driven methodology. Additionally, the operational data of the training ship Hannara from Korea Maritime and Ocean University were utilized to build an integrated model of the Organic Rankine Cycle (ORC) power generation system and the energy storage system (ESS). This model was used to analyze the correlations among key variables affecting battery temperatures and to derive optimal strategies for battery design and operation under various conditions. By incorporating C-rate and DoD alongside SOC, voltage, and current as input variables, the proposed model significantly enhances its accuracy and reliability. The proposed method is expected to play a vital role in ensuring the temperature management and safety of lithium-ion batteries for ships. It provides practical solutions to reduce thermal runaway risks and extend battery lifespan, thereby supporting eco-friendly ship operations and achieving the IMO's regulatory goals. IMO의 강화된 탄소 배출 규제는 해양 산업에서 선박의 친환경 발전 시스템 도입과 에너지 효율성 향상을 필수적으로 요구하고 있다. 리튬이온배터리는 이러한 친환경 기 술의 중심에서 에너지 저장 시스템의 핵심 구성 요소로 자리 잡고 있으며, 배터리의 성능과 안정성, 수명에 직접적인 영향을 미치는 온도 관리는 중요한 연구 과제로 부각되고 있다. 특히, 고온 환경에서 발생하는 배터리 화재 위험성과 열화로 인한 수명 단축 문제를 해결하기 위한 효과적인 온도 관리 기술이 필요하다. 본 연구는 AI 기반 데이터 중심의 센서리스 온도 추정 기법을 제안하며, MATLAB을 활용한 배터리 특성 파라미터 분석 프로그램을 개발하였다. 해당 프로그램은 SOC(State of Charge), 전압, 전류, C-rate, DoD(Depth of Discharge)와 같은 배터리의 주요 변수를 입력 데이터로 활용하여 배터리의 동적 거동을 정밀하게 분석할 수 있도록 설계되었다. 이를 바탕으로 LSTM(Long Short-Term Memory) 신경망 모델을 구성하였으며, 배터리 내부 온도를 온도 센서 없이 실시간으로 추정할 수 있는 데이터를 구축하였다. 본 기법은 기존 온도 센서 기반 방식의 한계를 극복하고, 데이터 기반 접근법을 통해 배터리의 열적 특성을 높은 정확도로 예측할 수 있음을 확인하였다. 또한, 국립한국해양대학교 실습선 한나라호의 운항 데이터를 기반으로 ORC 발전 시스템과 ESS 간의 통합 모델을 구축하여 배터리 온도에 영향을 미치는 주요 변수들의 상관관계를 분석하였다. 이를 통해 다양한 운용 조건에서 배터리 설계와 운영 전략을 도출하고, 온도 관리 방안을 최적화하였다. 특히, 기존 SOC, 전압, 전류와 같은 입력 변수 외에 C-rate와 DoD를 추가하여 모델의 정확도와 신뢰성을 강화하였다. 본 연구에서 제안한 기법은 선박용 리튬이온배터리의 온도 관리와 안정성 확보에 있 어 중요한 역할을 수행할 것으로 기대된다. 이를 통해 선박의 배터리 시스템에서 화재 위험을 줄이고 수명을 연장할 수 있는 방안을 제공하며, 친환경 선박 운영과 IMO 규제 목표 달성을 지원할 수 있을 것으로 전망된다.

해상풍력 개발에 따른 수중소음 영향평가 : 규제 모델링 및 민감도 사례 분석

박지민 국립한국해양대학교 대학원 2024 국내석사

This study critically examines the environmental impacts of offshore wind farm construction in Korea, with a particular focus on the effects of underwater noise. Despite Korea's robust commitment to expanding its offshore wind capacity, as outlined in its Energy Plan 2030 and subsequent policies, concerns have arisen regarding environmental oversight, particularly the impact of noise pollution on marine ecosystems during construction. Current regulatory frameworks provide inadequate guidance on assessing such impacts, typically relying on oversimplified equation that fail to account for Korea's unique oceanic conditions. This research aims to address these gaps by comparing and evaluating the effectiveness of three advanced underwater acoustic models: BELLHOP, KRAKEN, and UAS. By establishing a more accurate and scientifically robust approach to environmental impact assessments, this study seeks to enhance policy formulation and ensure the sustainable development of offshore wind energy, aligning technological advancements with environmental stewardship. 2015년 파리 협정 이후 추진된 에너지 계획 2030과 후속 정책들은 해상 풍력 에너지의 개발을 대폭 확장하였으며 2035년까지 2021년 대비 20배 증가할 것으로 예상된다. 이러한 빠른 성장에도 불구하고 해상풍력 발전 단지의 건설 운영 시, 발생하는 수중소음으로 인한 우리나라 해양환경에 대한 영향을 정확히 평가하기 위해 제시되는 환경 영향 평가의 방법론은 재평가가 필요하다. 현재 환경영향평가 또는 해역이용영향평가에서 제시되는 간단식을 이용한 수중소음 확산 영향 예측은 국내의 복잡한 해양 조건을 고려하지 못하며 식에 필요한 경험적 계수들은 최신 동향과 거리가 먼 과도하게 단순화된 방식이다. 본 연구에서는 음선 추적법, 정규 모드 법, 포물선 방정식과 같은 국외에서 가장 많이 활용되고 있는 세 가지 수중 음향 모델을 검토함으로써 더욱 정확하고 과학적인 수중소음 영향평가 방법을 제시하고자 한다. 이 연구는 환경영향평가에서 보다 정교한 확산 예측을 통해 해상 풍력 단지 설계 및 정책 수립에 대한 근거 기반의 권장 사항을 제공함으로써, 지속 가능한 해상 풍력 단지 개발을 지원하고자 한다. 또한, 아직 미개척 분야인 국내 해상풍력 관련 수중소음 영향평가 시 반드시 고려 해야 하는 중안점들을 강조하여 추후 시행될 해당 분야의 연구와 개발에 기여할 수 있기를 기대한다.

해양경찰 대형 경비함정의 적정 척수 지표에 관한 연구

고종덕 국립한국해양대학교 대학원 2024 국내석사

Coast guard vessels play a crucial role in establishing maritime power and protecting marine and coastal spaces. Particularly, large patrol vessels are essential for enhancing maritime resource protection and security, especially considering various factors such as maritime territorial disputes, maritime distress incidents, and changes in international circumstances. The expansion of large patrol vessels by China and Japan further underscores the necessity for the korea coast guard to secure large patrol vessels. Additionally, large patrol vessels capable of performing missions in adverse weather conditions are essential for strengthening the rescue and safety capabilities of the coast guard. Currently, there is insufficient review of the coast guard's rescue and safety capabilities under adverse weather conditions. The purpose of this study is to develop index for evaluating the appropriateness of large patrol vessels and to propose the scale of their introduction. To develop the index, information related to domestic and international coast guard vessels was investigated, and correlation and linear regression analyses were conducted. The Mean of Mean method was applied to the analysis results to develop index for estimating the appropriate number of large patrol vessels. To analyze the scale of the vessels, seakeeping performance evaluations were utilized. Due to limitations in available data, seakeeping performance was inferred through evaluations of vessels similar to large patrol vessels. The evaluation results confirmed that many values exceeded operational limit conditions at wave heights of 3 meters or more. In conclusion, the appropriate number of large patrol vessels required for the waters of the Republic of Korea is 51, necessitating an addition of 15 vessels, with a minimum requirement of 7,000ton class patrol vessels. This study analyzed domestic and international data to derive the average number of large patrol vessels in international coast guards and evaluated the appropriate number of large patrol vessels based on the waters of the Republic of Korea. Using these values, a new index for large patrol vessels, which had not previously existed, was developed. This allows for objective and comprehensive evaluations, which can be utilized in future policy decisions, contributing to the enhancement of the coast guard's role by analyzing the appropriate number and scale of large patrol vessels. Large patrol vessels are crucial for the coast guard in safeguarding maritime sovereignty and protecting the safety and interests of the nation. Given the inevitability of maritime territorial and resource disputes and the necessity of maritime rescue operations under adverse weather conditions, it is imperative for korea coast guard to secure adequate large patrol vessels to protect maritime sovereignty and ensure the safety of its citizens. This study aims to strengthen the rescue and safety capabilities of the coast guard and further enhance maritime resource protection and security. KEY WORD: Korea Coast Guard, Large Patrol Vessels, Index, Correlation Coefficient, Coefficient of Determination, Seakeeping Performance 해양경찰 함정은 해양력을 구축하고 해양·연안 공간을 보호하는 데 중요한 역할을 한다. 특히, 대형 경비함정은 해양 자원 보호와 해양 안보를 강화하는 데 필수적인 요소로, 해양영토 분쟁, 해양조난사고, 국제 정세 변화 등 다양한 요인을 고려할 때 그 필요성이 더욱 강조된다. 중국과 일본의 대형 경비함정 증강 배치는 우리나라 해양경찰의 대형 경비함정 확보 필요성을 더욱 뒷받침하며, 기상악화 시에도 임무 수행이 가능한 대형 경비함정은 해양경찰의 구조 안전역량을 강화하는 데도 필수적이다. 현재 경비함정의 기상악화 시 구조안전역량 보유 여부에 대한 검토는 충분하지 않다. 본 연구의 목적은 대형 경비함정의 적정성을 평가하기 위한 척수를 계산할 수 있는 지표를 개발하고 도입이 필요한 함정의 규모를 제안하는 것에 있다. 지표 개발을 위해 국내·외 해양경찰 함정 관련 정보 조사 및 상관관계 분석과 선형 회귀분석을 실시, 분석 결과에 Mean of Mean 방법을 적용하여 대형 경비함정 적정 척수를 산정할 수 있는 지표를 개발하였다. 그리고 함정의 규모를 분석하기 위해서는 내항성능 평가를 활용하였다. 정보의 한계 특성상 대형 경비함정과 유사한 선박의 내항성능 평가를 통해 함정의 내항성능을 유추하였다. 평가 결과, 파고 3m 이상에서 다수의 수치들이 운항조건 한계치를 넘는 것이 확인되었다. 종합적으로 우리나라 해역에 필요한 적정 대형 경비함정 척수는 51척이며 현재보다 15척 추가가 필요하고 최소 7,000톤급 경비함정 도입이 필요하다. 본 연구는 국내·외 정보들을 분석하여 국제 해양경찰 대형 경비함정 척수 산정의 평균치를 도출하고 국내 해역을 기반으로 적정 대형 경비함정 척수를 분석하여 해당 값들을 기반으로 기존에 없던 대형 경비함정에 관한 지표를 개발하였다. 이는 객관적이고 포괄적인 평가가 가능하여 향후 정책적인 결정에 활용될 것으로 보이며, 적절한 대형 경비함정의 척수와 규모를 분석하여 해양경찰의 역할을 강화하는 데 기여할 수 있다. 해양경찰이 해양 주권을 수호하고 국민의 안전과 국익을 보호하는 데 있어, 대형 경비함정의 중요성은 크다. 해양 영토·자원 분쟁이 불가피한 상황과 악천후 시 해상 구조활동의 필요성을 고려할 때, 우리나라 해양경찰은 적정한 대형 경비함정을 보유하여 해양 주권을 수호하고 국민의 안전을 지키는 데 중요한 역할을 해야 한다. 본 연구는 해양경찰의 구조안전역량을 강화하고, 해양 자원 보호와 해양 안보를 한층 더 강화할 수 있을 것이다.

부유식 해양플랜트의 RPB 시스템의 구조 및 진동 특성 평가

이윤준 국립한국해양대학교 대학원 2026 국내석사

선박의 이산화탄소 배출 규제가 지속적으로 강화되고 있다. 이에 대응하여, 많은 연구 자들은 효과적인 이산화탄소 배출을 줄이는 기술을 개발하고 있다. 특히 그 중에서 탄 소 포집 저장 기술은 배출되는 이산화탄소를 화학적 반응을 이용하여 포집하는 기술이 최근 각광받고 있다. 하지만 CCS 기술은 매우 넓은 공간과 무거운 장치가 필요하기 때 문에 최대한 작은 부피와 무게가 요구되는 선박의 기자재로는 적합하지 않다. 이 문제 를 해결하기 위해 높은 회전 속도의 원심력을 이용하여 이산화탄소를 포집하는 RPB가 연구되어지고 있다. 높은 회전 속도를 이용하여 Packing에서 화학 성분들의 물질 전달 계수를 높여 포집률을 극대화시키는 방식이다. 하지만 RPB의 구조적인 문제와 높은 회 전 속도로 인해 원심력과 공진 발생 문제를 고려해야 한다. 본 연구에서는 RPB은 다양한 에너지를 생산하는 부유식 해양 플랜트에 적용되어 있다 고 가정하였다. 해양 에너지 생산 플랜트의 고도화에 따라 공정 설비 내 RPB의 적용이 증가하기 때문이다. 그러나 부유식 해양 플랜트의 동적 응답은 RPB를 포함한 선박 기자 재의 안정적 운전에 영향을 줄 수 있으므로 부유식 해양 플랜트의 동적 응답을 분석하 였다. RPB의 3차원 모델링을 기반으로 유한요소해석 상용 소프트웨어인 Ansys 2025 R1 를 사용하여 통합적인 수치해석을 수행하여 RPB의 구조 및 진동 특성을 평가하였다. 주 요 설계 변수로서 세 가지 재료(SUS 316, Aluminum Alloy, Titanium Alloy)을 적용한 경 우와 베어링 강성 변화 그리고 불균형 질량의 위치와 크기 변화를 고려하여 비교 해석 을 수행하였다. 결과적으로 SUS 316에서 가장 큰 응력이 발생하였지만 모두 각각의 항 복 강도 이내의 응력이 발생하였으므로 구조적으로 안정함을 입증하였다. 또한 Modal Analysis를 통해 계산된 Campbell Diagram은 세 가지 재질 모두 정격 운전 속도 범위에 서 공진 발생 위험이 없는 것을 확인하였다. 베어링 강성이 증가함에 따라 시스템의 고 유 진동수는 전반적으로 증가하는 경향을 확인하였다. 마지막으로 불균형력 응답 해석 에서 불균형 질량이 증가하고 회전 축에서 멀어질수록 변위 민감도와 응력 민감도가 증 가하는 것을 확인하였다. 따라서, RPB 설계 기초 단계에서 최적의 재료를 선정하고 여러 통합 해석을 통하여 차 세대 친환경 이산화탄소 포집 장치의 구조적 안정성 검증 관련 자료로 기여할 것으로 기대되어진다. Keywords : 선박용 탄소 포집 장치, 회전체 동역학, 유한요소법, 구조 해석, 모드 해석, 진동, 베어링 강성, 불균형력 응답 해석

파일결속형 프리캐스트 RC 블록 방파구조물의 일체성 평가

박주영 국립한국해양대학교 대학원 2025 국내석사

This study evaluated the structural performance and applicability of pile-connected IPBS (Integrated Precast Breakwater System), a new breakwater system concept utilizing precast RC blocks. IPBS is gaining attention as an alternative that can overcome the disadvantages of conventional caisson-type breakwaters and improve constructability and economic efficiency by assembling standardized RC blocks manufactured in factories on-site. However, despite the importance of block connection performance for IPBS's structural integrity and durability, research on this aspect remains insufficient. Therefore, this study focused on block connection details for IPBS integrity assessment and performance improvement through experimental and analytical research. First, various IPBS specimens were fabricated with design parameters such as shear key shape and arrangement to evaluate flexural behavior, direct shear strength of RC piles, and shear key performance at the connection interface. The results confirmed that optimizing block connections could significantly improve IPBS's structural integrity, achieving performance comparable to monolithic structures. Furthermore, reduced-scale experiments and numerical analyses were conducted to assess IPBS's sliding resistance and practical applicability. The results showed that IPBS breakwaters demonstrated superior sliding resistance and stability compared to conventional caisson-type breakwaters, proving their applicability under harsh marine environmental load conditions. Furthermore, reduced-scale experiments and numerical analyses were conducted to assess IPBS's sliding resistance and practical applicability. The results showed that IPBS breakwaters demonstrated superior sliding resistance and stability compared to conventional caisson-type breakwaters, proving their applicability under harsh marine environmental load conditions. The study also demonstrated IPBS's cost-effectiveness in construction and maintenance, supporting its practical applicability. The outcomes of this research demonstrate the possibility of implementing high-performance breakwater structures through effective utilization of precast RC blocks and ensuring structural integrity. The proposed IPBS design optimization methods and performance evaluation system can serve as a foundation for future research and contribute to the field application and commercialization of IPBS technology. This will contribute to coastal disaster reduction and sustainable development of marine infrastructure. KEY WORDS : Precast RC Block, Integrated Precast Breakwater System (IPBS), Structural Performance Evaluation, Block Connection, Structural integrity 본 연구에서는 파일결속형 프리캐스트 RC 블록을 활용한 새로운 개념의 방파제 시스템인 IPBS (Integrated Precast Breakwater System)의 구조 성능과 적용성을 평가하였다. IPBS는 공장에서 제작된 표준화 RC 블록을 현장에서 조립하여 시공하는 방식으로, 기존 케이슨식 방파제의 단점을 극복하고 시공성과 경제성을 향상시킬 수 있는 대안으로 주목받고 있다. 그러나 블록 간 결속 성능 확보가 IPBS의 구조적 일체성 및 내구성 측면에서 중요한 요소로 작용함에도 불구하고, 이에 대한 체계적인 연구는 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 IPBS의 일체성 평가와 성능 향상을 위한 블록 간 결속 상세의 최적화에 주안점을 두고 다음과 같은 실험 및 해석적 연구를 수행하였다. 먼저 전단키의 형상과 배치 등 주요 설계 인자를 변수로 한 다양한 IPBS 시험체를 제작하여 휨 성능, RC 파일의 직접전단강도, 그리고 접합면의 전단키 성능 평가 실험을 실시하였다. 실험 결과, 블록 간 결속 상세의 최적화를 통해 IPBS의 구조적 일체성을 크게 향상시킬 수 있음을 확인하였으며, 일체형 구조물에 근접하는 성능을 확보할 수 있음을 검증하였다. 또한, IPBS 방파제의 활동 저항 성능과 실제 적용성 평가를 위해 Push-over 시험과 수치 해석을 병행하여 수행하였다. 그 결과 IPBS 방파제가 기존 케이슨식 방파제 대비 우수한 활동저항성능과 안정성을 나타내는 것으로 확인되었으며, 다양한 해양 환경 하중 조건에 대한 적용 가능성도 입증되었다. 나아가 IPBS 기술 도입에 따른 경제성 분석을 통해 제안 기술의 실용화 타당성을 제시하였다. 본 연구의 성과는 프리캐스트 RC 블록의 효과적인 활용과 구조적 일체성 확보를 통해 고성능 방파제 구조물을 구현할 수 있음을 보여준다. 제시된 IPBS 설계 최적화 방안과 성능 평가 체계는 향후 관련 연구의 기반으로 활용될 수 있을 것이며, IPBS 기술의 현장 적용 및 사업화 촉진에 기여할 것으로 기대된다. 이를 통해 연안 재해 저감과 해양 인프라의 지속가능한 발전에 이바지할 수 있을 것이다.

한국 주요 산업의 학력별 노동소득분배율과 대체탄력성 간 관계에 관한 연구

박동섭 국립한국해양대학교 대학원 2025 국내박사

1990년대 이후 미국과 서유럽 등 선진국에서 기존의 자본과 노동간 소득불평등과 동시에 새롭게 노동자간 소득불평등이 심화되고 있다. 한국경제도 외환위기 이후 이런 현상이 관찰되고 있다. 한편 세계화 진전과 디지털 기술혁명은 경제 및 산업구조에 큰 영향을 미치고 있다. 본 논문은 이러한 배경하에서 노동시장을 인적자본론에 근거하여 고학력노동과 저학력노동으로 구분하여 독립 생산요소로 설정하였다. 먼저 통계자료를 바탕으로 한국의 전산업과 주요 3개 산업(제조업, 건설업, 금융․보험업)을 대상으로 1993년-2023년 분석기간 동안 학력별 노동소득분배율의 격차 확대현상을 확인하였다. 이런 현상에 대해 실증분석하기 위해 학력별노동에 물적자본, 숙련노동편향 기술진보가설를 근거로 기술진보와 국제무역가설을 근거로 세계화 요인을 외생변수로 포함하는 2요소 CES생산함수를 가정하였다. 이 함수를 바탕으로 추정모형을 유도하고 학력별노동간 대체탄력성과 학력별 노동소득분배율의 결정요인을 추정하는 실증분석을 실시하였다. 완전수정 OLS추정법을 사용하여 한국의 전산업과 3개 주요 산업을 대상으로 고학력노동을 대졸이상과 전문대졸이상으로 구분하고, 분석기간을 전구간(1993-2023), 외환위기 포함 구간(I구간, 1993-2006), 국제금융위기 포함 구간(II구간, 2007-2023)으로 나누어 추정하여 학력별 노동간 대체탄력성과 결정요인들에 대해 비교․분석하였다. 첫째, 대체탄력성은 으로 추정되어 분석대상 산업 모두 학력별 노동은 대체관계를 나타내었다. 둘째, 학력별 노동의 상대임금() 상승(하락)은 저학력 노동소득분배율의 상승(하락)을 가져왔다. 셋째, 기술진보는 산업별, 구간별과 무관하게 학력별 노동소득분배율 격차의 확대를 가져왔다. 최근으로 올수록 기술진보의 영향력이 크게 나타나 학력별 노동소득분배율의 격차 확대의 주요요인이 되었다. 넷째, 세계화는 저학력 노동소득분배율 감소를 유발하였지만 다른 요인의 영향력과 비교해서 가장 적었다. 다섯째, 물적자본은 고학력노동과 보완관계를 가지며, 저학력 노동소득분배율 감소를 유발하고 건설업에 가장 큰 영향력을 나타냈다. 여섯째, 학력별 노동소득분배율에 대한 결정요인들의 설명력은 산업별로 제조업 전문대졸이상의 경우 가장 높았고, 금융․보험업 대졸이상인 경우 가장 낮았다. 또한 최근으로 올수록 설명력이 떨어지고 있다. 일곱째, 한국 학력별 노동시장에서 전반적으로 물적자본, 기술진보와 세계화의 영향력이 학력별노동의 상대임금()의 영향력을 압도하여 학력별 노동소득분배율의 격차가 확대되고 있다. 또한 최근으로 올수록 기술진보의 영향력은 확대되는 반면 다른 요인들의 영향력은 감소하고 있다. 본 논문은 생산자이론을 바탕으로 추정모형을 설정하여 한국의 전산업과 3개 주요 산업을 대상으로 학력별 노동소득분배율 격차에 대해 산업별과 요인별로 파악할 수 있다는 것에 의의를 찾을 수 있었다. 또한 이런 추정결과를 바탕으로 한국의 전산업에 대해서 학력별 임금과 고용형태의 제도화를 통해서, 산업별로는 학력별 노동간 대체탄력성과 학력별 노동소득분배율의 결정요인들의 차이를 반영하는 노동소득불평등을 완화하는 정책적 시사점을 제공하는데 의의를 둘 수 있다. 그러나 본 논문은 다음과 같은 한계점을 가지고 있다. 첫째, 기술진보와 세계화 관련 산업별 통계자료를 사용할 수 없어 전산업 자료를 대리변수로 사용했다. 따라서 이들 요인의 산업별 학력별 노동소득분배율에 대한 영향력을 파악하는데 한계가 있다. 둘째, 본 논문의 추정모형은 금융․보험업과 같은 특정산업의 결정요인 분석에, 또한 최근으로 올수록 설명력이 어느 정도 떨어졌다. 따라서 전산업뿐만 아니라 산업별 특성과 학력외 외부요인을 반영한 결정요인들을 포함할 수 있는 이론적 근거와 추정모형의 검토가 필요하다. 향후 연구과제를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 앞에서 제시한 한계점을 해결할 수 있도록 본 논문의 추정모형을 개선하는 것이다. 둘째, 본 논문의 연구결과를 바탕으로 생산요소별 소득분배율 격차를 완화하는 정책적 대안을 모색하는 것이다. 정책적 대안은 디지털 직무 교육과 직업훈련 정책 등 정부통제가 가능한 조정정책과 경제위기 시 고용안정보조금 정책 등 정부통제가 불가능한 외부요인 변화에 대한 대응정책 측면에서 연구되어야 할 것이다. Since the 1990s, advanced economies such as the United States and Western European countries have witnessed a deepening of income inequality not only between capital and labor but also among workers themselves. A similar pattern has been observed in the Korean economy, particularly following the Asian Financial Crisis. Concurrently, globalization and the digital technological revolution have significantly reshaped economic and industrial structures. Against this backdrop, this study examines the labor market through the lens of human capital theory, classifying labor into high-educated and low-educated groups, and treating them as independent factors of production. Based on statistical data, the study first confirms a widening gap in labor income shares by educational attainment across all industries in Korea, as well as in three key sectors—manufacturing, construction, and financial & insurance services—over the period 1993 to 2023. To empirically analyze this phenomenon, the study assumes a two-factor CES (constant elasticity of substitution) production function incorporating high- and low-educated labor. The model includes physical capital and skill-biased technological change as explanatory variables, while globalization factors, derived from the hypotheses of technical progress and international trade, are introduced as exogenous variables. An estimation model is derived from the CES production function, and an empirical analysis is conducted to estimate the elasticity of substitution between labor groups and the determinants of labor income shares by education level. The fully modified ordinary least squares (FMOLS) method is applied to both the aggregate economy and the three major industries. High-educated labor is classified as those with a college degree or higher and those with an associate degree or higher. The analysis is conducted over the full period (1993–2023), as well as two sub-periods: Period I (1993 –2006), which includes the Asian Financial Crisis, and Period II (2007–2023), which includes the Global Financial Crisis. The study compares and analyzes the substitution elasticity and determinants of labor income distribution by educational attainment across industries and periods. First, the estimated elasticity of substitution( ) indicates that high- and low-educated labor are substitutes in all industries analyzed. Second, an increase (decrease) in the relative wage of high-educated labor() leads to a decrease (increase) in the labor income share of low-educated labor. Third, technological progress has contributed to a widening gap in labor income shares by education, regardless of industry or time period. Its influence has grown stronger in recent years, emerging as a key driver of the increasing disparity in labor income shares. Fourth, globalization has also contributed to the decline in the labor income share of low-educated workers, though its impact was weaker, compared to other factors. Fifth, physical capital complements high-educated labor while substituting low-educated labor, thereby reducing the labor income share of the latter. This effect was most pronounced in the construction industry. Sixth, the explanatory power of the model for the determinants of labor income share by education varies by industry. It was highest in the manufacturing sector for associate degree holders or higher, and lowest in the financial & insurance sector for a university degree or higher. Furthermore, the explanatory power of the model has declined over time. Seventh, in Korea's labor market, the effects of physical capital, technological progress, and globalization have outweighed the impact of relative wages, leading to a broader divergence in labor income shares between education groups. In particular, the influence of technological progress has increased significantly in recent years, while the influence of other factors has diminished. This study contributes to the literature by applying a producer theory-based estimation model to examine disparities in labor income shares by education across the aggregate Korean economy and three major industries. The significance of this research lies in its ability to identify and compare the industry-specific and factor-specific determinants of labor income inequality. Based on the estimation results, the study provides meaningful policy implications: at the macroeconomic level, it suggests the institutionalization of wage and employment structures by education; at the industry level, it emphasizes the need for tailored policy interventions that reflect differences in substitution elasticity and the determinants of labor income share between education groups. However, this study has several limitations. First, due to the unavailability of industry-specific data on technical progress and globalization, aggregate economy- level proxies were used. This limits the precision with which the impact of these factors on labor income shares by education can be assessed at the industry level. Second, the estimation model showed lower explanatory power for certain industries, such as financial & insurance services, and this explanatory power tended to decline in more recent periods. So, further research is needed to refine the theoretical framework and estimation model by incorporating industry-specific characteristics and external variables beyond educational attainment, in order to better capture the determinants of labor income shares across sectors. Future research can be directed toward the following areas. First, the estimation model proposed in this study should be refined to address the limitations identified above. Second, building on the empirical findings of this paper, further studies should explore policy alternatives aimed at reducing disparities in income distribution across factors of production. These policy alternatives should be examined from two perspectives: (1) adjustment policies under governmental control, such as digital job training and vocational education programs, and (2) response policies to external shocks beyond government control, such as employment stabilization subsidies during periods of economic crisis. Keywords : Income Inequality, Human Capital Theory, Technical Progress, Globalization, Labor Income Share by Education

시공간 밀집도 기반 선속을 활용한 해상교통 혼잡지표에 관한 연구

문지하 국립한국해양대학교 대학원 2025 국내석사

South Korea’s high dependence on international trade has led to a steady increase in maritime traffic, and this trend, combined with the global shift toward larger vessels, has contributed to increasing congestion in coastal waters. To ensure safe navigation, areas at high risk of maritime accidents due to congestion should be proactively identified, and appropriate improvement measures should be established. This study proposes the Maritime Traffic Congestion Index (MTCI), a new metric designed to quantitatively identify congested sea areas by combining spatio-temporal density with vessel speed data. The MTCI is derived from road traffic theory but has been adapted to reflect the characteristics of maritime traffic. Specifically, vehicle density, speed, and flow stability are mapped to their maritime counterparts: vessel density, speed, and speed variation. This study calculated three core variables for each 100-meter grid cell generated over the waters near Gadeokdo. However, as the resolution of the grid increased, applying EMODnet’s spatio-temporal density algorithm resulted in a significant bottleneck in data processing speed. In response to this limitation, a point-based algorithm was developed to replace the previous method. This algorithm performs basic vector and scalar operations on AIS data to estimate dwell time, and uses parallel processing at the cell level to efficiently handle large AIS datasets. To more accurately represent traffic density, a vessel size-weighted scheme was introduced, accounting for the greater impact of large ships like container vessels. Using the three variables, the MTCI was calculated and used to evaluate congestion levels within the study area, categorized into three levels: low, medium, or high. According to the analysis, congested areas were identified in the Gadeok-Sudo Precautionary Area, its approach waters, and Busan-Port Fairway Ⅴ. The evaluation of maritime congestion has traditionally depended largely on subjective judgment and field experience. The MTCI, by contrast, provides a way to quantify and visualize the location, extent, and intensity of maritime congestion. By departing from the gate-line-based analysis, the proposed approach reduces subjective bias and allows for an objective assessment of vessel traffic patterns across the entire sea area. The MTCI has the potential to effectively support user-driven route improvement efforts, including buoy relocation and pilot station adjustments. 우리나라의 높은 대외 무역의존도는 해상교통량의 증가로 이어지며, 국제적인 선박 대형화 추세와 맞물려 연안 해역의 혼잡도를 심화시키는 요인으로 작용하고 있다. 선박의 안전한 항행 환경을 확보하기 위해서는 해양사고 발생 위험성이 높은 혼잡 해역을 선제적으로 식별하고, 개선 방안을 마련할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 선박의 시공간 밀집도에 선박 속력 정보를 결합하여 혼잡 해역을 정량적으로 식별할 수 있는 해상교통 혼잡지표(Maritime Traffic Congestion Index, MTCI)를 제안하였다. MTCI는 도로교통 이론을 해상교통의 특성에 맞게 재해석한 것으로, 차량의 밀도, 속도, 흐름 안정성에 각각 선박의 밀집도, 속력, 속력 편차를 대응시켜 수식화하였다. 본 연구는 가덕도 인근 해역에 100m 크기의 그리드를 생성하고, 셀 단위로 각 변수를 산정하였다. 그러나 그리드 해상도가 높아질수록 데이터 처리 속도가 저하되는 특성으로 인해, 기존 EMODnet의 시공간 밀집도 분석 알고리즘을 적용에 한계가 있었다. 이에 따라 본 연구에서는 기존 알고리즘의 한계를 극복한 개별 위치 기반(Point-Based) 알고리즘을 개발하였다. 이 알고리즘은 AIS 데이터의 동적 정보를 이용한 간단한 벡터 및 스칼라 연산만으로 선박의 체류 시간을 산정한다. 각 셀에 대한 병렬 연산 수행이 가능하여 대용량 AIS 데이터를 빠르게 처리할 수 있다. 또한, 선박 규모별 가중치를 부여함으로써 컨테이너선과 같은 대형 선박의 영향을 반영한 보다 현실적인 밀집도 분석 결과를 도출하였다. 세 변수를 결합하여 산출한 MTCI를 기반으로, 최종적으로 해역 내 혼잡수준을 낮음, 보통, 높음으로 평가하였다. MTCI 분석 결과, 가덕수도 주의해역과 진입수역, 제5항로가 혼잡이 발생한 항로 구간으로 평가되었다. 지금까지 해역 내 혼잡 발생 여부에 관한 판단은 현장 경험에 의존하여 정성적으로 이루어지는 경우가 많았다. 그러나 MTCI를 통해 혼잡이 발생한 위치와 범위, 강도를 정량적으로 도출하고 시각화할 수 있다. 또한, 게이트 라인 기반 분석에서 벗어나 진단사의 주관이 개입할 여지를 줄이고, 해역 전반의 선박 통항 흐름을 객관적으로 평가할 수 있다는 점에서 의의가 있다. MTCI는 향후 부표 이설, 도선점 조정 등 해역이용자의 항로 개선 요구에 대한 타당성을 뒷받침하는 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.