서론

중앙해양안전심판원의 해양사고 통계에 따르면 최근 5년 동안 해양사고 발생건수 및 인명피해는 연평균 10%의 증가율로 꾸준히 증가하고 있다. 해양사고 증가의 원인은 다양하며 크게 기존 일반선 및 어선의 안전 관리 부족과 새로운 해양교통수단의 증가를 들 수 있다. 어선을 비롯한 선박의 과속운항, 야간항해, 안전불감증으로 인한 사고들이 지속적으로 발생하고 있다. 또한, 주 5일제 근무 정착에 따라 근로시간 단축 및 여가시간 증가로 동력수상레저기구를 이용한 레저 활동이 늘어나고 있다(Jang et al., 2015). 예를 들어 면허 취득의 측면에서 동력수상레저면허가 2급인 경우 시험의 합격 기준이 낮고 몇 가지 교육만 이수하면 면허증을 받을 수 있다. 해양교통의 특성상 운항 경험과 선박 및 해양환경 상태에 대한 폭넓은 지식이 요구되는 반면에 간단한 교육 및 낮은 시험기준으로 인한 전문성 부족은 안전사고로 이어지는 경우가 많다. 그러나 해양사고의 예방을 위한 선박 종사자 교육 및 홍보 등이 미흡한 실정이다. 이러한 실정을 해소하기 위하여 해양수산부는 2011년 ‘어선 해난사고 예방대책 추진계획’, 2013년 ‘어업관리 역량 강화 종합대책’, 최근에는 ‘스마트 해양교통 추진전략’ 등을 통해 해양안전 모니터링 전략과 해양사고 30% 감축 목표를 제시하였다. 각 관계 부처는 데이터 기반 안전관리 체계를 확충하여 해양교통사고 감소를 목표로 노력하고 있으며 정책 추진과 제도적 한계를 해결하기 위하여 관련 법령 계정도 추진하고 있다.

해양교통사고는 사고가 발생하는 지역이 바다라는 특성상 육지 ‧ 철도 ‧ 항공 교통사고보다 인적 ‧ 물적 피해가 심각하다. 육지 ‧ 철도 ‧ 항공 교통과 비교하였을 때 전체 수단에 대하여 선박의 종류가 매우 다양하고, 전체 선박에 대한 추적 및 관리가 어려우며, 이동 경로가 뚜렷하게 정해져 있지 않다. 해양사고의 치사율은 2016년 기준 5%로 도로교통사고(0.003%)보다 약 10배 이상 높으며 사고 비용도 1건당 약 8억 원으로 도로교통사고 보다 7배 이상 높다. Table 1은 2016년 교통수단별 교통사고 현황 및 사고 1건당 교통사고 비용을 나타낸다(Shim et al., 2016).

지난 5년간 해양교통사고는 해안선으로부터 500m-1km 이내의 연안에서 89% 발생한 것으로 집계되어 연안해역에 대한 해양사고 예방대책이 시급하다. 지금까지 연안해역에서 발생한 해양사고에 대한 분석이 심도 있게 연구된 적이 없으며 사고에 대한 입력체계의 미흡으로 해양사고의 명확한 요인을 파악하는데 어려움이 존재한다. 교통사고 저감을 위한 시스템을 도로교통과 비교하여 보았을 때, 도로교통에서는 사고 원인 분석을 통해 경고 서비스, 교육훈련, 정책지원 등의 종합적인 대응 시스템을 운영하여 교통사고를 현저히 감소시켜왔다. 이러한 결과로 2010년 5,505명이었던 도로교통 사망자 수는 2019년 3,349명으로 감소하는 효과를 보여주었다. 그에 비해 해양교통에서는 해양안전 분야 데이터 통합 분석 시스템이 부재하고, 기관별로 보유하고 있는 제한된 데이터에 근거하여 미시적 사고 예방대책을 수립 및 시행하고 있다.

해양사고에 관련한 선행연구를 검토한 결과 연도별 해양사고 통계와 해양사고 재결자료를 기반으로 수행한 단순 통계분석이 대다수를 차지하고 있었다(Lee et al., 2011; Kang et al., 2013; Cho et al., 2014, 2017; Jung et al., 2017; Jung, 2018; Kim et al., 2020; Ha et al., 2020). 통계 자료 및 재결자료 기반의 단순 통계분석은 외부 다양한 요인을 통제한 통계적 유의성을 찾는 데 한계가 있다. 통계모형을 활용하는 경우, 해양사고 유형별 사고의 심각도를 높이는 각기 다른 요인을 식별할 수 있는 장점에도 불구하고, 해양교통안전분야에서 이러한 연구는 지금까지 많이 진행되지 않고 있다. 또한, 해양사고유형에 따른 사고 원인 분석도 지속적인 연구가 필요하다. 해양사고의 정의는 해양 및 내수면에서 선박의 운용과 관련하여 발생한 사고를 말하며 사고 유형은 충돌, 접촉, 좌초, 전복, 침몰, 화재폭발, 기관손상, 부유물 감김, 안전사고, 해양오염, 운항저해, 기타사고로 총 12개의 유형이 있다.

본 연구의 목적은 연안해역의 해양사고 유형별 발생 여부에 영향을 미치는 요인 분석을 통하여 해양사고 예방을 위한 시사점을 제시하는 것이다. 본 연구에서는 해양사고 관련 선행연구 검토에서는 문헌 검토 및 이론적 고찰을 통해 본 연구의 차별성을 설명한다. 방법론에서는 12개의 유형으로 분류되었던 사고유형 중 유사성이 있는 사고를 묶고 유형별로 각 해양사고 유형별 발생 원인을 알기 위해 활용한 이항 로지스틱 회귀모형에 관하여 설명한다. 자료수집 및 가공에서는 본 연구에서 활용한 해양사고 자료의 기초 통계분석 결과를 제시하고, 분석 결과 및 해석에서는 분석한 유형별 해양사고의 통계적 결과와 해석을 제시한다. 마지막으로 본 연구의 결론과 향후 연구를 제시한다.

선행연구 검토

해양사고의 원인분석에 관한 연구는 해양경찰청의 해양사고 백서, 중앙해양안전심판원의 해양사고 자료 및 해양사고의 원인 규명을 위한 조사 및 심판의 결과인 재결자료를 통한 통계분석이 높은 비중을 차지하였고, 최근 해양분야에서는 데이터 기반의 과학적이고 체계적인 연구가 이루어지고 있다. 본 장에서는 다양한 통계 기법을 사용하여 해양사고의 원인을 분석한 연구를 중심으로 관련 문헌고찰을 수행한다.

국외연구를 살펴보면 해양사고 분석은 해양사고자료에 기술통계분석(Jones-Lee, 1990)과 설문조사(Antonsen, 2009; Chang et al., 2014) 등 다양한 통계모형을 적용하여 해양사고 원인을 분석하였다. 항행 및 교통분석, 사고데이터 분석은 해양사고분석 분야에서 꾸준하게 연구되었다. 해양교통 안전에 관한 연구는 2000년대 중반부터 인기를 얻기 시작하였다. 해양교통 안전분야의 분석방법은 Bayesian Network를 활용한 연구(Faber et al., 2012; Martins and Maturana, 2013; Montewka et al., 2014), Analytic Hierarchy Process(AHP)을 활용한 연구(Arslan and Turan, 2009), Formal Safety Assessment(FSA)을 활용한 연구(Psarros et al., 2010)들이 있었다. 위와 같이 국내와 비교하였을 때 국외에서는 해양교통에 관한 다양한 심도 있는 통계분석들이 진행된 것을 알 수 있었고 국내에서 본 연구와 같은 통계기법을 활용한 해양사고 분석의 부재 및 필요성을 알 수 있었다.

국내 해양사고 원인분석 연구들은 중앙해양안전심판원의 해양사고 자료와 재결자료의 단순 통계치를 이용한 비교 및 분석이 많았다(Lee et al., 2011; Kang et al., 2013; Cho et al., 2014, 2017; Jung et al., 2017; Jung, 2018; Kim et al., 2020; Ha et al., 2020). 평균값 차이, 전년 동기 증감 등 단순 통계분석은 해양사고에 복합적으로 영향을 주는 다양한 요인을 고려하지 못하기 때문에 통계적 유의성을 확보하는 데 한계를 가진다. 이러한 연구들은 다음과 같이 해양사고 원인에 대한 시사점을 제시하고 있다.

Kang et al.(2013)은 국토해양부, 농림식품부의 통계와 중앙해양안전심판원의 해양사고자료 및 재결분을 이용하여 국내 해양사고의 현황을 어선과 비어선으로 구분하여 파악하고, 해양사고유형 중 충돌과 기관손상에 대하여 원인과 그 대책에 관하여 고찰하였다. 충돌사고는 해양사고 중에서도 발생 빈도가 높은 사고이며, 사고 원인은 경계소홀, 항행 법규 위반이 매우 많은 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라 충돌사고를 줄이기 위해서는 선원들의 항해를 위해 선위 확인, 침로 유지 등을 준수하며 해상충돌 예방 법규를 따라야 함을 강조한다. 기관손상의 원인은 정비 ‧ 점검의 문제가 가장 큰 것을 확인하였다. 기관손상 사고를 줄이기 위해서는 어선의 업종에 관계없이 보다 세심한 정비 ‧ 점검과 철저한 당직 자세를 강조하고 있다.

Cho et al.(2017)은 1996-2015년 20년간 선박 해양사고자료를 활용하여 우리나라 연근해 운항 선박의 전체적인 해양사고와 어선의 해양사고를 비교 ‧ 분석하고 해양사고 방지를 위한 대책을 모색하고자 하였다. 분석 결과, 해양사고에 있어서 어선이 차지하는 비율은 높지만, 비어선들의 해양사고 발생률이 더 높기 때문에 비어선을 위한 해양사고 예방대책이 필요한 것으로 나타났다. 해양사고를 유형별로 분석한 결과 비어선 및 어선에서 모두 기관손상의 경우가 가장 높은 비율을 차지하였다. 해양사고를 원인별로 분석한 결과는 비어선 및 어선에서 모두 인적 요소인 운항과실에 의한 사고가 많은 비중을 차지하므로 운항자 경계 강화의 필요성을 강조하였다. 이러한 결과를 통해 논문에서 제시한 저감 대책은 당직 선원의 교육 철저, 보험과 연계한 충돌사고 감소 방안, 선박자율운항시스템의 개발 등이 있다.

Jung(2018)은 중앙해양안전심판원의 해양사고 자료와 재결 자료 중 어선을 대상으로 2007-2016년 10년간의 자료를 분석하여 어선의 해양사고를 예방하기 위한 안전성 제고 방안을 제시하였다. 2007-2016년의 해양사고는 기관손상, 기타사고, 충돌사고 등 순으로 분석되었고, 총 톤수 별로는 20톤 미만의 소형 선박이 많은 사고를 유발하며, 섬들과 항로가 복잡한 남해안 및 서해안에서 많은 사고가 발생하였다. 해양사고의 주요 원인으로 충돌, 접촉, 좌초 사고는 일반 원칙 미준수, 전복사고는 출항 준비 부적절, 기관손상사고는 장비 점검 부적절 등을 주장하고 있으며, 이를 해결하기 위해서 선원의 복지 및 근무여건 개선이 필요하고, 선박의 안전 관리를 위해 PMS(계획정비제도)를 통한 체계적인 정비를 강조한다.

국내 일부 연구에서는 분산 분석(Park and Ahn, 2007), 다중선형회귀분석(Lee et al., 2009), Markov Chain(Jang, 2020) 등의 통계 기법을 활용하여 해양사고 원인 분석 또는 해양사고 위험도 예측분석을 수행하였다.

Park and Ahn(2007)은 1997년부터 2006년 사이의 해양사고 발생자료를 이용하여 운항 선박의 전체적인 해양사고와 어선을 구분하고, 분산 분석을 통하여 시간대, 속력 등의 요인에 따른 사고 발생 차이를 분석하였다. 분석 결과, 시간대별로 20-04 시간대와 그 외 시간대는 집단 간 사고 발생 차이가 존재하며, 속력에서도 5-10노트에서 유의한 차이를 보였다. 따라서 해양사고의 예방을 위해 시간대 및 속력에 유념할 것을 제시하였다.

Won and Kim(2019)은 효과적인 사고 절감 대책 수립을 위하여 어선 사고를 대상으로 위험도 매트릭스를 구축하였다. 분석 결과, 9가지의 사고유형(충돌, 접촉, 좌초, 전복, 화재, 침몰, 기관손상, 인명사상, 기타) 중에서 충돌사고의 위험도가 가장 높게 나타났으며, 사고빈도와 사고피해가 평균값보다 높은 값을 나타내었다. 침몰, 전복은 사고 빈도수는 낮으나 사고피해가 평균값보다 높으며, 기관손상, 좌초, 기타사고는 사고 빈도수는 높으나 사고피해가 평균값보다 낮은 상반된 결과를 나타내었다. 모든 사고 유형에서 인적오류로 비롯되는 운항과실이 공통요인으로 식별된 반면, 사고 원인별 위험도 분석에서는 사고유형마다 위험도가 높은 사고원인이 다르게 나타났다. 이러한 결과는 어선사고 대부분이 인적오류에서 발생한다는 것을 의미하고 위험도 저감 대책 수립에 있어 인적오류 개선에 중점을 두어야 할 것을 시사하고 있다. 그러나 해당 연구에서 활용한 위험도 매트릭스는 분석된 요인에 대한 통계적 유의성을 판단하기에 어려움이 있다.

Jang(2020)은 중앙해양안전심판원의 해양사고 통계연보(2014-2019년)를 기반으로 Markov chain을 활용한 해양사고 발생 빈도 예측 모델을 개발하였다. 해양사고의 빈도를 3단계 상태 집합으로 구분하고, 각 해양사고의 위험상태 전이 확률을 전이 행렬로 구축하였다. 해당 모델을 활용하여 월별 해양사고 상태를 주의, 경계, 심각의 3가지 상태로 나누어 확률을 계산하고, 사례 연구를 통해 예측된 결과에 대한 검증을 수행하였다. 다른 예측 기법인 회귀분석과 시계열 분석을 통해 해양사고 예측 정확도를 측정한 결과, 본 연구에서 개발한 Markov chain 모델이 가장 우수한 결과를 도출하였다.

기존 해양사고의 원인분석 연구는 일부 통계적 분석 방법을 활용한 연구의 경우에도 폭넓은 해양사고 유형별 원인 식별에 대한 연구는 부족했으며, 특히 연안해역에 관한 해양사고 원인분석은 찾기 어려웠다. 본 연구는 공간적 범위를 연안해역으로 한정하고 연안해역의 유형별 사고에 영향을 미치는 요인 분석을 통하여 해양사고 예방을 위한 시사점을 제시하려 한다.

방법론

본 연구에서는 사고 유형별 사고요인을 탐색하기 위해 사고유형에 따른 개별 모형을 개발하였다. 이를 위해 모형 구축을 위한 사고유형을 분류하고, 분류된 결과에 따라 이항 로지스틱 회귀모형을 적용하였다.

1. 분석 모델 분류

해양사고의 정의는 「해양사고의 조사 및 심판에 관한 법률(법률 제5803호)」제2조에 따라 해양 및 내수면에서 선박의 운용과 관련하여 발생한 사고를 말한다. Table 2는 분석을 위해 활용한 12개의 해양사고(충돌, 접촉, 좌초, 전복, 침몰, 화재폭발, 기관손상, 부유물 감김, 안전사고, 해양오염, 운항저해, 기타 사고)의 정의를 나타낸다. 안전사고는 충돌 ‧ 전복 ‧ 침몰 등과 무관하게 사람이 사망 ‧ 실종 ‧ 부상을 입은 사고를 말한다. 해양사고에서 운항저해는 모래섬 등에 올라앉아 선체 손상은 없으나 항해를 계속할 수 없게 된 사고를 말한다. 부유물 감김은 선박의 추진기에 폐어망과 같은 해상부유물이 감기어 항해를 계속할 수 없게 된 사고를 말하며, 기관손상은 선박의 주기관, 보일러, 주요한 보조기관, 연료 ‧ 냉각수 펌프 등이 손상된 사고를 말한다.

기본적으로 사고유형에 따라 개별 모형을 산정하는 것을 목표로 하고 있으나, 유형별로 제한적인 사고 건수와 복잡성을 감안하여 유사한 사고원인을 가지는 유형은 통합하여 모형을 개발하였다. Table 3은 각 해양사고유형을 연관성이 있는 사고 유형별로 그룹화한 결과를 보여준다. Model 1과 2는 복수의 사고유형을 통합한 모형이다. Model 1이 포함하는 충돌 및 접촉은 선박 또는 외부 물체에 의하여 부딪치는 해수면의 횡의 방향으로 발생된 사고로써 사고 유형별 연관성이 존재하는 것으로 판단하였다. 해수면의 횡 방향 사고는 서로 다른 선박이 해수면 위에서 상호작용을 하거나 해양시설물에 부딪치는 것을 의미한다. Model 2(좌초 ‧ 전복 ‧ 침몰)는 외부요인에 의하여 선박이 뒤집히거나 가라앉는 등 해수면의 열의 방향으로 발생된 사고이므로 서로 연관성이 있을 것으로 판단하여 단일 그룹을 형성하였다. 해수면의 열 방향 사고는 선박이 파고의 변화, 파주기의 변화와 같은 해수면 밑의 해류의 변화와 암초와 같은 자연 지형에 영향을 받게 되는 것을 의미한다. 그 외 Model 3-9의 화재 폭발, 기관손상, 부유물감김, 안전사고, 해양오염, 운항저해, 기타사고는 각각의 사고에 관하여 독립적으로 사고가 발생할 것이라 판단해 모형을 분류하였다. 모형별 분석 결과에 따라 해당 사고 그룹에 영향을 미치는 요인이 상이한 것을 확인하였고, 본 연구에서 제안한 모형 분류 방안이 유의미하다고 판단하였다.

2. 이항 로지스틱 회귀모형(Binary Logistic Regression Model)

연안해역의 해양사고 유형별 영향요인을 분석하기 위하여 종속변수는 각 해양사고유형의 발생 여부로 설정하였다. 예를 들어, Model 1은 발생한 해양사고의 유형이 충돌 또는 접촉사고일 경우 1, 발생한 해양사고가 충돌 또는 접촉사고가 아닌 다른 사고일 경우 0으로 설정하였다. 또한 각각의 독립변수들도 범주형 변수가 대부분을 차지하고 있어 이항 로지스틱 회귀모형(Binary logistic regression)을 활용하였다(Shin et al., 2012).

여기서, Fi : 유형별 해양사고(i) 발생(Fi=1) 또는 해양사고 없음(Fi=0)을 나타내는 종속변수

Xi : 연안해역 해양사고에 영향을 미치는 독립변수

f(Xi,β) : Xi와 파라미터 β로 구성된 함수

이항 로지스틱 회귀모형의 P(X)는 주어진 설명변수의 조건에서 특정한 선택이 이루어질 확률의 최댓값이 1이고 최솟값은 0인 S자형 곡선 형태로, 다음과 같이 선형식으로 변환시킬 수 있다.

위의 식을 Equation 1에 대입하면 다음과 같다.

효용을 확률변수로 대입하고 이를 로짓 변환 과정을 거쳐서 이항 로지스틱 회귀모형을 추정한다. 이 과정을 역순으로 전개하면 이항 로지스틱 회귀모형 결과를 통해 각 대안별 선택확률을 계산할 수 있다.

자료수집 및 가공

본 연구에서는 중앙해양안전심판원의 2015년 1월-2019년 12월까지 총 60개월의 외해를 제외한 연안해역 내의 해양사고 데이터를 활용하였다. 연안해역이란 일반적으로 바다와 육지가 맞닿아 서로 밀접한 영향을 미치는 지역 및 해역을 총칭하는 용어로서 해안으로부터 500m 또는 1km 이내의 지역을 말한다. 해양사고에 영향을 주는 요인을 시간적, 계절적 요인과 선박 및 환경적 요인으로 데이터를 분류하였다. Figure 1은 연구의 공간적 범위를 보여준다.

Figure 1.

Study area

본 연구에서는 12,776건의 연안해역에서 발생한 사고 데이터와 기상청에서 구득한 파고, 파주기, 풍속의 환경 변수를 결합하여 분석에 활용하였다. Figure 2는 2015-2019년까지의 해양사고 발생 건수를 나타낸다. 2015-2019년까지의 연안해역 해양사고 추이를 살펴보면 2015년부터 2,053건, 2,322건, 2,625건, 2770건, 3,006건으로 2015년부터 감소 없이 계속 증가하는 추세이다. 해양사고 건수는 2015년 2,053건에서 2019년 3,006건으로 연평균 10%의 증가율을 보인다.

Figure 2.

Number of marine accidents

Figure 3은 2015-2019년 해양사고 유형별 발생 건수와 비율을 나타내고 있다. 기관손상(Engine damage)이 가장 높은 비율을 차지하고(29%), 충돌사고(Collision), 기타사고(Other accident), 부유물 감김(Floating material winding), 안전사고(Negligent accident), 좌초사고(Standing), 운항저해(Operation impairment), 화재폭발(Burning), 해양오염(Marine pollution), 전복사고(Rollover), 침몰사고(Sinking), 접촉사고(Contact) 순으로 나타났다.

Figure 3.

Type of marine accidents

Figure 4는 위치별 해양사고 발생 건수를 나타내며, 선박의 입출입과 교통량이 많은 영해에 많은 사고가 발생하는 것을 확인할 수 있다. 남해 영해(South territorial area)에서 가장 많은 해양사고가 발생하였고, 서해 영해(West territorial area), 개항 및 진입수로(Trade port and fair ways), 동해 영해(East territorial area), 남해공해(South international sea), 서해공해(West international sea), 동해공해(East international sea), 일본수역(Waterbody of japan), 동남아(Southeast Asia), 원양(Deepsea)순으로 나타났다.

Figure 4.

Number of marine accidents by location

Table 4는 본 연구에서 사용된 변수의 설명을 나타낸다. 종속변수는 위에서 언급하였듯 각 해양사고의 유형(Type of accidents)을 총 9가지의 모델로 나타내었다. 종속변수 중 기타사고의 경우, 도로교통사고의 안전운전 불이행과 유사하게 사고 원인을 직접적으로 구분하기 어려운 사고를 의미하며, 그 사고 비율(16.43%)이 높고 추후 구체적인 사고분석이 요구되는 유형이므로 본 연구에서 개별적인 모형을 구축하였다. 도로교통사고와 달리 해양사고에서는 해양오염이 중요한 사고 유형으로 계절, 시간, 날씨 해양조건 등에 따라 사고발생 특성을 확인할 수 있다면, 해양오염 발생확률이 높은 지점 또는 시점에 어업지도선을 통한 지도 및 관리가 가능할 수 있다고 판단하여 해양오염을 종속변수로 채택하였다. 독립변수는 선박의 무게(Ton)를 5톤 이하, 5톤 초과 1,000톤 이하, 1,000톤 초과한 경우 세 가지로 나누었다. 선박의 무게가 5톤 이하면 소형선, 1,000톤 초과인 선박을 대형선으로 구분하기 때문에 선박의 무게를 세 가지로 구분하였다. 발생 영해(Territorial area)는 기초통계분석에서 사고가 가장 빈번하게 발생하는 남해 영해, 동해 영해, 서해 영해인 경우로 나누었다. 해양사고 발생 월(Marine accident(Month))로는 3-5월(Spring), 6-8월(Summer), 9-11월(Autumn), 12-2월(Winter) 네 가지로 나누어 설정하고 해양사고 발생 시간대로는 1-6시(Dawn), 7-12시(Morning), 13-18시(Afternoon), 19-24시(Over night)으로 설정하였다. 어선 용도(Use of vessel)는 어선의 용도에 따라 구획어업선(Division fishing vessel), 근해어업선(Inshore fishing vessel), 기타어업선(Other fishing vessel), 낚시 어선(Fishing boat), 연안어업선(Coastal fishing vessel), 원양어업선(Deepsea vessle)으로 설정하였다. 환경 변수는 유의 파도(Sign wave), 파주기(Wave cycle), 풍속(Wind speed) 3가지의 변수를 독립변수로 설정하였다. 유의 파도란 임의 시간 동안 발생한 파도 중 파고가 높은 순서로 1/3에 해당하는 파고들의 평균을 의미하고, 파주기는 파도의 최고점에서 다음 파도의 최고점까지의 시간을 의미한다. 풍속은 해양사고 발생 시간 동안 이동하는 공기의 속도를 의미한다.

Table 5는 각기 다른 종속변수를 가진 각 모형별 사고발생 건수를 보여준다. 가장 적은 표본 수를 가진 Model 8(해양오염)가 354건으로 최소한 300건 이상의 표본 수를 가질 수 있도록 설정하였다.

Table 6은 각 사고 유형별 영향을 미치는 범주형 설명변수에 대한 기초통계 결과를 보여준다. Table 7은 연속형 설명변수로 해양사고 환경변수인 유의 파고, 파주기, 풍속의 기초통계 결과이다.

분석결과 및 해석

이항 로지스틱 회귀모형을 활용하여 각 모형별 위험요인의 영향 특성을 분석한 결과 Table 8과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 최종 모형은 유의 확률 90% 수준의 통계적으로 유의미한 수치만을 포함하였으며, 분석에 기준이 되는 변수는 무게별로 5톤 이하, 영해별로 동해 영해, 월별로는 9-11월, 시간대별로는 13-18시(오후), 어선 용도별로는 구획어업선을 설정한 결과, 총 19개의 유의한 변수를 얻을 수 있었다. 특징적으로 모형에 따라 위험요인의 부호가 상이한 것을 확인할 수 있었으며, 앞서 언급한 것과 같이 사고유형을 구분한 세부적인 모형 구축 및 해석이 필요하다는 것을 확인할 수 있었다.

충돌(Collision) 및 접촉(Contact)에 대한 분석결과(Model 1), 선박이 5톤 이상일 경우 충돌 및 접촉사고 발생 확률이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 충돌 및 접촉사고는 다른 사고유형과 달리 선박 간의 물리적 충격이 발생하고 물리적 충격은 무게가 높을수록 커질 수밖에 없다. 시간대별 요인으로는 오후 시간(13-18시)에 비해 다른 시간대에 충돌 및 접촉사고가 많이 발생할 수 있음을 확인하였다. 일반적으로 오전 시간에 어업량이 많고, 오징어 등 심야시간에 주로 작업하는 어종이 많기 때문에 오후 시간보다 다른 시간대에 충돌 및 접촉사고가 많이 발생한 것으로 판단된다. 특히 심야 시간대에는 어두운 주위 환경 속에서 쉽게 발생할 수 있는 인적 실수로 인하여 사고가 발생할 수 있다(Kang et al., 2013).

좌초(Standing), 전복(Rollover), 침몰(Sinking)에 대한 분석결과(Model 2), 선박이 5톤 미만일 경우 좌초, 전복, 침몰사고 발생 확률이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 선박의 무게가 높은 경우 악천후 및 그 외의 외부요인에 대하여 선박의 복원성이 높아 사고 발생 확률이 낮은 것을 확인하였다(Kwon and Lee, 2007). 또한, 어선법 시행령에 따라 총톤수 50톤 이상이거나 길이 24m 이상인 어선의 경우 복원성 검사 대상 선박으로, 선박 설계 시 복원성에 대한 안정성을 만족해야 하지만 비대상 선박의 경우 복원성 검사에서 제외됨으로 상대적으로 선박의 복원성에 취약함을 알 수 있다. 영해별로는 동해 영해보다 서해 영해에서 사고 발생확률이 높아지는 것을 확인할 수 있었으며, 이는 서해 영해의 낮은 수심으로 인하여 암초 등의 접촉으로 인하여 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 환경 변수로는 유의 파고가 사고 발생확률을 높이는 요인으로 도출되었다. 기상악화의 경우 파도에 의하여 선박의 배수 능력을 초과한 해수의 유입으로 선박이 흔들릴 경우 경사가 가중되어 전복사고가 발생할 수 있다(Jung et al., 2012).

화재폭발(Burning) 사고에 대한 분석결과(Model 3), 선박이 5톤 이상의 경우 화재폭발 사고 발생확률이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 이는 5톤 이상의 어선은 배의 노후화, 무리한 조업, 취급 불량 및 결함 등에 따른 문제점을 상대적으로 많이 보유하고 있으며, 승선 인원 및 사용 빈도 등이 톤수가 낮은 선박보다 높아 화재폭발 사고가 많이 발생할 수 있다(You and Chung, 2015). 최근 5년 계절별 평균 수온은 봄(12.9°C), 여름(23.0°C), 가을(20.7°C), 겨울(12.2°C)로 계절 중 가장 높은 영향을 나타낸 봄과 겨울의 경우 낮은 온도로 인한 선박 내 전열기구의 사용으로 화재의 위험이 높으므로 안전 관리가 필요하다.

기관손상(Engine damage)에 대한 분석 결과, 선박의 무게가 5톤 이하인 선박이 5톤 초과한 선박들보다 기관손상 발생 확률이 높을 수 있다는 것을 확인하였다. 5톤 이하의 소형 어선은 5톤 초과의 선박들에 비해 기관을 관리하는 전문 인력이 부족하고 기관을 관리하는 시스템 또한 소형 선박이 대형 선박보다 미흡하여 사고 발생확률이 높아진다고 생각한다. 영해별로는 동해 영해보다 서해 및 남해 영해에서 사고 발생확률이 높아지는 것을 확인할 수 있었으며, 이는 동해 영해보다 서해 및 남해 영해가 선박의 입출항 및 선박 교통량이 많으므로 기관의 과도한 사용으로 인한 시동모터 손상, 시동용 축전지 방전 등의 사고가 많이 발생하는 것으로 판단된다(Kang et al., 2013). 선박용도 별로는 연안어업선과 근해 어업선, 원양어업선이 기관손상 사고 발생확률이 높아지는 것을 확인할 수 있었다.

부유물 감김(Floating material winding)에 대한 분석결과(Model 5), 사고 영해는 동해 영해보다 서해 및 남해 영해에서 사고 발생확률이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 동해의 조류가 강하고 조업 방식이 근해채낚기 어업, 근해 통발 어업 위주로 이루어져 비교적 폐어망과 폐로프 등 해상부유물이 적게 발생하고, 서해와 남해는 근해형망, 자망 형태의 조업 유형이 많으며 중국과 근접하여 육지에서 유입된 다양한 해상부유물로 인한 감김사고가 많이 발생할 수 있다(Lee et al., 2019). 부산지방해양 수산청의 ‘2020 가을철 해양사고 예방대책’을 보면 가을철인 9-11월은 성어기로 본격적으로 조업활동이 이루어지는 시기이다. 조업활동을 하면서 폐어망과 폐로프를 포함한 해상부유물이 증가하게 되어 9-11월에 사고가 많이 발생할 수 있다.

안전사고(Negligent accident)에 대한 분석결과(Model 6), 선박의 톤수는 5톤 초과의 경우 안전사고 발생확률이 높은 것으로 확인되었다. 5톤을 초과하는 선박의 경우 5톤 이하의 선박보다 승선 선원이 많고 조업 중 양망기 끼임이나, 해상추락, 어구 ‧ 로프 등에 의한 가격, 미끄러짐 등의 인적요인으로 인하여 사고가 많이 발생하는 것으로 확인되었다(Jung, 2018). 발생 영해별로는 동해 영해보다 서해 및 남해 영해에서 사고 발생확률이 높아지는 것을 확인할 수 있었으며, 이는 동해 영해보다 선박 교통량이 많은 서해 및 남해 영해에서 충돌 회피 법규 사항 미준수, 일반 원칙 미준수 등의 인적요인에 의한 안전사고가 많이 하는 것으로 확인되었다(Kang et al., 2013). 월별로는 12-2월에 안전사고 발생확률이 높아지는 것을 확인할 수 있었으며 이는 다른 계절에 비하여 온도가 낮은 겨울에 어업활동 시 신체의 운동능력이 저하되고 두꺼운 옷으로 인하여 가동능력이 떨어져 안전사고가 발생할 것으로 판단된다. 어선 용도별로 보면 근해어업선과 연안어업선의 안전사고의 확률이 높아지는 것을 확인하였다.

선박의 톤수가 커질수록 충돌 및 접촉사고, 화재폭발, 안전사고의 발생확률이 높아졌다. 따라서 여객선 중 상대적으로 선박 톤수가 높은 원양어선 및 근해어업선에 충돌/접촉, 화재폭발, 안전사고 예방에 초점을 둔 교육이 요구된다. 특히, 톤수가 높은 선박은 탑승 인원도 많으므로 화재 및 안전사고 예방 시스템에 대한 집중적인 개선도 요구된다.

발생해역요인(남해 및 서해 영해)에 대해서는 기관손상, 부유물 감김의 발생확률이 높다. 남해 및 서해 영해에서는 안전조업에 대한 주기적인 교육과 현장점검 및 해상 환경 정비 등을 통한 사고 예방 강화가 요구된다. 더불어 서해 영해에서는 충돌, 전복, 좌초사고와 운항저해사고에 관한 교육도 요구된다. 선박검사 시 선박의 복원성 검사 대상 선박을 확대하거나 최대 복원 경사각 등을 확인하고 이를 실시간 활용하여 사고를 예방할 수 있는 시스템 마련이 요구된다. 즉, 실시간 선박의 경사각의 위험 유무를 판정하여 위험 값에 근접 시 이를 선박 운전자에게 알리고 육상 운영센터에도 전송하는 시스템이 될 수 있다(Lee et al., 2011).

월별 요인과 관련해 9-11월에는 충돌, 접촉, 좌초, 전복, 침몰사고의 발생확률이 높아졌다. 9-11월은 성어기로 본격적으로 조업활동이 이뤄지는 시기이다. 따라서 연안어업선, 소형 선박 통행량의 증가에 따른 선원들의 안전에 대한 인식 변화와 선원의 근무 여건 개선이 시급히 필요하다고 판단된다. 이를 위해서는 주기적인 교육과 홍보가 효과적인 대책이 될 수 있다. 기존에 수행했던 안전교육 방식의 문제점과 선원들의 교육과정 개선방안도 제시되어야 한다(Ahn et al., 2017). 특히, 분석결과 사고 유형별 시간대별 사고발생 확률이 상이하므로 사고발생 확률이 높은 사고유형에 적합한 경비정을 주변에 배치하는 등의 활용이 가능하다.

어선 용도별로 보면 근해 어업선은 화재폭발, 부유물 감김, 안전사고, 연안 어업선은 좌초, 전복, 침몰, 화재폭발, 기관손상, 부유물 감김, 안전사고와 같이 많은 사고유형에서 위험도가 높은 것으로 나타났다. 낚시어선은 기관손상, 부유물 감김, 원양 어업선은 화재폭발, 기관손상, 기타 어업선은 좌초, 전복, 침몰, 안전사고, 원양 어업선은 화재폭발, 기관손상 사고 발생확률이 유의미하게 높다. 따라서 어선 용도별 맞춤형 예방대책을 추진하고 안전장비의 개선과 안전교육에 관한 캠페인 등을 통해 선원들의 안전의식 개선이 요구된다.

결론 및 향후 연구

본 연구의 목적은 국내 해양사고 중 연안 해역에서 발생한 해양사고를 기반으로 사고 유형별 영향을 미치는 위험요인을 식별하는 것이다. 이를 위하여 2015-2019년까지 총 60개월의 중앙해양안전심판원의 해양사고 데이터를 활용하여 해양사고 유형별 9개의 이항 로지스틱 회귀모형을 개발하였다. 설명변수는 사고가 발생했을 시 시간별 요인, 월별 요인, 발생해역별 요인, 선박 톤수별 요인, 어선용도 별 요인, 환경적 요인으로 나누어 자료를 구축하였다. 9개의 모형마다 사고에 관하여 양의 영향과 음의 영향을 미치는 변수들이 다르다는 것을 발견하였으며, 이를 통해 해양사고 유형별 사고분석의 필요성을 확인할 수 있었다.

특히, 전체 사고의 57%를 차지하는 기관손상(29%), 충돌 및 접촉(18%), 부유물 감김(10%)에 대해서는 집중적인 논의가 필요하다. 동해 영해에서는 충돌 및 접촉사고에 발생확률이 높으므로 9-11월의 동해 영해의 선박을 대상으로 충돌 및 접촉사고에 대한 교육이 필요하다. 서해 및 남해 영해에서는 기관손상 및 부유물 감김 사고가 많이 발생하므로 어업관리선 및 구조선들을 배치하여 사고 발생 시 심각도를 낮출 필요가 있다. 어선 용도별 결과를 확인할 때 기타어업선은 충돌 및 접촉사고에 관한 교육을 낚시 어선 및 연안 어업선은 부유물 감김, 기관손상사고에 대한 예방교육을 해야 한다.

각각의 독립변수별로 시사점을 도출한 결과 선박의 톤수, 발생해역, 월별, 시간대별, 어선 용도별로 맞춤형 예방대책을 추진해야 한다. 또한, 안전장비의 개선과 안전교육에 관한 캠페인을 시행하여 선원들의 안전의식을 함양시키고, 세심한 기관의 정비 점검과 철저한 당직 자세를 가지도록 노력해야 한다.

본 연구의 활용방안은 첫 번째 해양수산부, 해양경찰청 등 기관별로 수집 ‧ 생산하고 있는 데이터를 연계하여 해양사고 저감을 위한 종합적인 대응 시스템의 구축 기반을 마련할 수 있다. 두 번째 선박별 사고 유형을 통하여 계절별 사고 취약 선박 선정과 현장 교육을 통하여 해양사고 예방과 지자체별 연안해역 안전도 및 위험도 평가를 통한 해양 안전 정책의 근거로 활용될 수 있다. 세 번째 대국민 서비스 측면에서 선박의 종류, 계절별, 해역별 특성에 맞추어 안전용품 지원의 근거로 활용될 수 있다.

본 연구는 해양사고를 유형별로 구분하고 각 사고 유형별로 유의한 위험요인을 도출하였다. 그러나 분석자료 및 방법론에 관련된 다음과 같은 한계점을 가진다. 해양사고는 하나의 요인에 의하여 발생하는 사고가 아닌 복합적인 요인에 의하여 발생하는 사고일 뿐 아니라 수집된 데이터의 한계에 의하여 심도 있는 원인분석은 어려운 실정이다. 육상 교통사고 발생 시 수집되는 인적정보 및 위반정보(음주 여부, 혈중 알코올, 구명조끼 착용 여부, 법규위반 항목 등)에 대한 폭넓은 자료의 수집뿐 아니라 사고 유형별 원인에 대한 분류체계를 개선하여 정확한 원인분석에 기반이 마련돼야 한다. 현재 해양사고 발생 유무 기준으로 분석이 이루어졌으나, 충돌, 운항저해의 경우 항적 데이터를 통한 통행량 기반 위험 해역을 도출하는 경우 유의미한 시사점을 가질 수 있을 것이다. 또한, 조업 유형 및 조업량 데이터 결합을 통해 과적으로 인한 전복이나 조업량이 높은 시기에 안전사고와의 연관성 등을 분석할 수 있다. 기상데이터의 폭넓은 활용도 향후 연구에 반영되어야 할 부분으로 본 연구에 포함된 유의 파고, 파주기, 풍속 외에도 해무(운항 저해와 충돌 등), 조석(좌초 등) 등의 추가 반영을 계획하고 있다. 그뿐만 아니라 어선 면세유 정보나 보험 가입 정보를 통해 유류 소모량 분석을 통한 어선의 조업 기간 산정, 기관손상과 선박보험 지급과의 연관성을 통해 기관의 자체손상, 외부손상 등을 분석하여 상세 대책 마련에 기여할 수 있을 것이라 판단된다, 2020년 해양수산부는 ‘스마트 해양교통 추진전략 중 하나인 E-Navigation을 통해 2021년 해상 내비게이션 기능을 구현하고 2022년까지 단말기 보급을 통하여 통합 빅데이터 구축 및 4차 해양산업의 기반을 마련하려 한다. E-Navigation의 데이터를 통하여 선박들의 항로 및 속도, 거리 데이터가 구득 가능할 시 모형의 정확도가 올라갈 것으로 판단된다. 본 연구에서는 기본적인 이항 로지스틱 회귀모형을 사용하였다. 이러한 데이터를 반영하지 못할 때 오차항을 반영할 수 있는 Random parameter model을 고려한 모형을 활용한다면 모형의 적합도를 향상할 수 있어 의미 있는 시사점 및 대안을 도출할 수 있을 것이다.