해양에서의 예인선 사고 원인분석에 관한 연구 : 텍스트 마이닝 기법 및 SHEL 모델을 이용한 사고 원인분석
저자
발행사항
서울 : 고려대학교 행정전문대학원, 2021
학위논문사항
학위논문(석사)-- 고려대학교 행정전문대학원: 정책학과 2021. 8
발행연도
2021
작성언어
한국어
주제어
발행국(도시)
서울
기타서명
Study on the Cause Analysis of Accidents related to Tugboat : Analysis of Accident Causes using Text mining techniques and SHEL modes
형태사항
[ⅲ],ⅲ,100 p. : 삽화, 도표 ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 조현구
참고문헌: p. 94-95
UCI식별코드
I804:11009-000000252309
DOI식별코드
소장기관
최근 6년간 우리나라 전국 연안해역과 항만에서 발생한 해양사고 발생건수는 2015년 2,101건에서 2020년 3,156건, 인명피해는 2015년 395명에서 2020년 553명으로, 발생건수는 50.2%, 인명피해는 54.2%가 증가 하였다. 선박등록척수 대비 해양사고발생률도 2016년 2.75%에서 2019년 3.35%로 지속적으로 증가하는 추세이다.
선박용도별로는 어선이 67%로 가장 많고, 수상레저기구 14%, 화물선 4%, 예인선 3.3%, 유조선 2.7%, 여객선 1.8% 순으로 발생하였다. 예인선 사고는 높은 비율을 차지하고 있지 않지만, 유조선 허베이스피리트호 해양오염사고에서 보듯이 직접 피해액만 7,341억 원으로 막대한 피해를 초래할 수 있다. 최근 6년간 예인선 사고는 연평균 약 97척이며, 2016년 91척에서 2020년 112척으로 21척이 증가했다. 선박등록척수 대비 해양사고발생률은 9.7%로 다른 선박보다 높고 지속적으로 증가하고 있다.
예인선 운영현황을 보면, 예인선 등록 척수 1,196척 대비 종사자는 2,400여명으로 척당 운영인력이 평균 2명 이내이고 선원의 연령도 60세 이상이 54%로 고령화 되고 있다. 운항 중인 예인선의 총톤수는 200톤 미만의 중소형선이 526척으로 43.9%를 차지하며, 선박의 연령도 20년 이상이 380척, 74.8%로 대부분 노후되어 있다. 이에 따라, 본 연구에서는 해양에서 예인선 사고의 정확한 원인을 분석하고 사고 예방과 재발방지 대책을 제시하고자 한다.
2015년에서 2019년까지 중앙해양안전심판원의 예인선 사고 재결서 93건을 통해 사고 원인을 분석하였다. 사고 종류는 충돌 25건(26.9%), 안전사고 13건(14%), 침몰 12건(12.9%), 해양오염 12건(12.9%), 좌초 9건(9.7%), 전복 6건(6.5%), 화재 6건(6.5%) 순으로 발생하였다. 사고 원인별로는 운항과실이 80건(86%), 취급불량 및 결함이 10건(10.8%), 선박 운항관리 부적절 등 기타 사고가 3건(3.2%) 발생했다. 예인선 사고의 86%를 차지하는 운항과실로 인한 사고원인 중 경계소홀은 26건(32.5%), 선내작업 안전수칙 미준수 15건(18.7%), 조선 부적절 10건(12.5%), 항행법규 위반 8건(10%), 황천대비 대응불량 5건(6.2%), 선위확인 소홀 4건(5%), 묘박 계류 부적절 2건(2.5%), 침로의 선정 유지불량 및 출항준비 불량 각 1건(1.2%) 순으로 대부분 인적과실에 의한 사고로 나타났다.
이러한 예인선 해양사고는 하나의 이유로 발생하지 않고 인간과 환경, 선체 등 하드웨어, 법 규정, 매뉴얼 등 소프트웨어 등 다양한 원인이 연계되어 발생하므로 단편적인 사고분석보다는 여러 가지의 원인에 의한 분석이 필요하다. 이에 따라, 본 연구에서는 다각적인 사고원인 검토를 위하여 텍스트 마이닝 기법과 SHEL 모델을 이용하여 복합적인 사고원인을 분석하였다.
텍스트 마이닝 기법을 활용하여 단어 사용횟수 및 가중치 분석 결과, 1회 이상 사용된 단어는 총 1,120개이며, 가장 많이 사용된 단어는 ‘예인’이 2,962회, ‘선박’이 2,792회, ‘사고’가 1,927회, ‘예인선’ 1,913회, ‘선장’ 1,712회, ‘해양’ 1,612회, ‘기관’ 1,528회, ‘항해’ 1,371회, ‘부선’ 1,226회, ‘해양사고’ 1,145회 등이며, 단어별 TF-IDF 분석을 통해 분석한 가장 가중치가 높은 단어는 ‘부력’이 222.8, ‘화재’가 178.8, ‘서비스 탱크’가 173.3, ‘항구’가 168.6, ‘예인방식’이 164.5, ‘침몰’이 164.2, ‘경계’가 162.2, ‘압항’이 159.4, ‘해변’이 148.6, ‘등부표’ 139.3 등 선박의 운항 여건 등 환경 및 선박 운항자 등 인적요인을 표현하는 단어들이 강조되었고, 선체, 기관 등 하드웨어, 그리고 법 규정과 절차 등 소프트웨어 분야의 단어순으로 나타났다.
SHEL 모델 분석에 의한 예인선 사고원인은 인간과 환경(LEI)에 의한 요인이 38.7%로 가장 많은 영향을 미치는 것으로 검토되었다. 다음으로 인간과 인간(LLI) 33.0%, 인간과 하드웨어(LHI) 15.3%, 인간과 소프트웨어(LSI) 13.0% 순으로 조사되었다. 사고 종류별로 보면, 안전사고(인명사상)는 LLI > LEI > LHI > LSI 순이며, 화재사고는 LHI > LEI > LLI > LSI 순, 기타 및 전복과 해양오염사고는 LEI > LLI > LHI > LSI 순, 충돌, 침몰, 좌초, 시설물손상, 접촉 사고는 LEI > LLI > LSI > LHI 순으로 복합적으로 영향을 미치는 것으로 분석되었다.
예인선 사고의 주된 원인은 항로, 등부표, 기상 등 해상교통 환경여건의 열악, 선박운항자의 노령화와 인력 부족, 선박 및 항해장비와 기관설비 등의 결함과 노후화, 선박운항과 안전관리를 위한 유지보수점검, 지침·매뉴얼·교육훈련 미비 등이 복합적으로 작용하여, 예인선 운항 중 경계소홀, 항행법규의 위반, 조선 부적절, 선내작업 안전 수칙 미준수 등 인적요인과 선박의 운항 상태가 열악한 물적요인 등으로 인해 사고가 발생하는 것으로 나타났다.
따라서 예인선 사고의 예방을 위해서는 환경요인과 더불어 인적요인, 하드웨어, 소프트웨어 등에 대한 우선순위를 정하여 안전대책을 마련할 필요가 있는 것으로 조사되었다
이러한 복합적인 사고원인을 볼 때, 이에 맞는 분야별 맞춤형 정책을 마련하는 것이 중요할 것이다. 단기적으로는 사고원인에 미치는 영향이 높은 예인선 운항 관련 환경 및 고령화된 운영인력의 인적 분야를 개선하는데 초점을 맞추고, 장기적으로 노후화된 예인선을 현대화하고 예인선 운영인력 자질향상을 위한 교육훈련 및 관련 법 규정과 지침, 매뉴얼 등의 개선방안을 제안하였다.
제3장 제4절 정부의 해양사고 예방대책을 보면, 종합적인 해양사고 예방 대책과 계절별 및 태풍 내습대비 등 시기별 안전대책을 시행중에 있으나, 예인선에 특화된 맞춤형 대책은 없는 실정이다. 본 연구에서 제안한 예인선 사고 예방대책을 통해 해양사고 예방과 선박 운항안전이 확보될 수 있길 기대해 본다.
본 연구에서 활용한 텍스트 마이닝 기법은 단어의 빈도수와 가중치를 기반으로 분석을 수행하나, 단어의 빈도수 및 TF-IDF의 가중치가 높은 단어가 그 사고의 직접적인 원인이라고 단정할 수는 없다. 연구자를 포함한 총 8명이 참여하여 의견수렴 방식으로 단어별 분야를 분류했으나, 분류하는 과정에서 연구자의 주관적인 판단이 개입되지 않도록 유의해야 한다. 이를 개선하기 위해서는 다른 연구에서 제시하고 있는 사고원인 또는 다른 원인 분석방법을 이용 하는 등 추가적이고 지속적인 연구가 필요하다.
주제어 : 해양사고, 원인분석, 예인선, 중앙해양안전심판원 재결서, 텍스트 마이닝 기법, SHEL 모델, 인적요인, 운항과실, 단어 가중치, TF-IDF
In the past 6 years, the number of maritime accidents occurring in Korean
coastal areas and ports has risen from 2,101 in 2015 to 3,156 in 2020, and the
number of casualties increased from 395 in 2015 to 553 in 2020. To summarize,
the number of maritime accidents increased by 50.2%, and the number of
casualties increased by 54.2%. The accident rate relative to the number of
registration of ship is also continuously increasing from 2.75% in 2016 to 3.35%
in 2019.
The accidents rate by ship use was 67% for fishing boats, 14% for water
leisure equipment, 4% for cargo ships, 3.3% for tugboat, 2.7% for oil tankers,
and 1.8% for passenger ships. Although the tugboat accident does not account
for a large proportion, but the damage can be enormous with the direct
damage amounting to 734.1 billion won, as seen in the Herbeispirit marine
pollution accident. Over the past six years the number of tugboat accidents has
occurred at an average of about 97 ships per year, and the number of
accidents increased by a total of 21 to 112 in 2020 compared to 91 in 2016.
The accident rate compared to the number of registration of ship is 9.7%,
which is higher than that of other ships and is constantly increasing.
According to the current status of operation of tugboats, 2,400 workers are
employed compared to 1,196 tugboat which is registered, with an average of
less than 2 sailors per ship, and the age of sailors aged 60 or older is 54%.
As for the gross tonnage of tugboat in operation, small and medium-sized
vessels of less than 200 tons account for 526(43.9%), and the age of the
tugboat which are more than 20 years old is 380(74.8%). Accordingly, The
purpose of this study is to analyze the exact cause of a tugboat accident at
sea and to suggest accident prevention and recurrence prevention measures.
The cause of the accident was analyzed through 93 cases of the tugboat
accident, which was concluded by the Korea Maritime Safety Tribunal from
2015 to 2019. The types of accidents rate proved highest for 25
collision(26.9%), followed by 13 safety accidents(14%), 12 sinking(12.9%), 12
marine pollution(12.9%), 9 stranding(9.7%), 6 capsizing(6.5%), and 6 fires(6.5%).
By the cause of the accident, 80 cases were due to negligent operation(86%),
10 were due to poor handling or defects(10.8%), and 3 were other
accidents(3.2%) such as improper ship operation management, etc.
Among the causes of accidents of tugboats due to negligent operation(86%),
26 negligence of lookout(32.5%), 15 non-compliance with safety rules for
onboard operation(18.7%), 10 inappropriate shipbuilding(12.5%), 8 violation of
navigation regulations(10%), 5 poor response to bad weather(6.2%), 4 cases of
negligence in ship's position check(5%), 2 inappropriate dropping anchor(2.5%),
1 poor course selection and departure(1.2%), in that order human error were
the main cause of the accidents of tugboats.
These accident of tugboats do not occur for a single reason, but occur due
to various causes hardwares such as humans, the environment, ship's hulls,
and software such as legal regulations, manuals, so that analysis based on
various causes is necessary rather than fragmentary accident analysis.
Accordingly, in this study, complex causes of accidents were analyzed using
text mining techniques and SHEL models to examine multiple causes of
accidents.
As a result of analyzing word usage and weights using text mining
techniques, a total of 1,120 words were used more than once. Among these, the
most frequently used words were 'tug' 2,962 times, 'ship' 2,792 times,
'accident' 1,927 times, 'tug' 1,913 times, 'captain' 1,712 times, 'maritime' 1,612
times, 'organization' 1,528 times, 'Sailing' 1,371 times, 'Barge' 1,226 times, and
'Marine Accident' 1,145 times. In order of the words with the highest weight
analyzed through TF-IDF analysis were 'buoyancy' 222.8, 'fire' 178.8, 'service
tank' 173.3, 'port' 168.6, 'towing method' 164.5, 'sinking' 164.2, 'lookout' 162.2,
'pushed' 159.4, 'beach' 148.6, 'light buoy' 139.3. According to the above
analysis result, words expressing human factors such as ship's operating
conditions, environment, and sailors were emphasized. In the next following
order, words of hardware such as hull, engine and software such as legal
regulations and procedures, etc. appeared.
The cause of tugboat accidents by SHEL model analysis was considered to
be the most influential factor by humans and the environment (LEI) with
38.7%. And humans and humans (LLI) were surveyed 33.0% followed by
humans and hardware (LHI) 15.3% and humans and software (LSI) 13.0%
respectively. By the accident type, safety accidents(human casualties) are in the
order of LLI > LEI > LHI > LSI. Fire accidents are LHI > LEI > LLI > LSI,
and other including capsizing and marine pollution accidents are LEI > LLI >
LHI > LSI. Accidents including collision, sinking, stranding, damage to
facilities, and contact accidents were analyzed to have a complex effect in the
order of LEI > LLI > LSI > LHI.
The main causes of tugboat accidents in a complex way are as follow; poor
maritime traffic environmental conditions such as routes, light buoys, and
meteorological conditions for operation; aging of ship operators, shortage of
operating manpower; defects and deterioration of ships and navigational
equipment and engine facilities; institutional inertia with maintenance and
inspection for safety management, instructions, manuals; and lack of education.
In addition, it was found that accidents occur due to human factors such as
neglect of lookout, violation of navigational regulations, inappropriate
shipbuilding, and non-compliance with safety rules for on-board operation, and
material factors that result in poor operation of the ship during tug boat
operation.
Therefore, it was investigated that it is necessary to prepare safety measures
by prioritizing human factors, hardware, software, etc. considering
environmental factors.
It will be important to prepare customized policies for each sector as the
environment, human, hardware and software in a complex way combining
through analysis of the cause of the tugboat accident.
In the policy priority, it is proposed to be strengthened in the short term to
improve the tugboat operation-related environment, which has a highly impact
on the cause of accidents, and the human factor of aging operating personnel.
In the long term, it was proposed to modernize the old tugboat, improve the
incomplete legal regulations, guidelines, and manuals for tugboat operation,
supplement training and qualification of operating personnel.
In Chapter 3, the prevention measures for maritime accident by government
are under way including comprehensive prevention measures and seasonal and
typhoon weather resistance, but there are no customized measures specialized
for tugboats. Therefore, it is expected that accident prevention and operation
safety management can be secured by proposing the following tugboat safety
measures.
Finally, additional and continuous research is required, such as using the
cause of an accident or other cause analysis method suggested in other studies.
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