매뉴얼 모델링 및 시나리오 시뮬레이션을 통한 해상 HNS 유출사고 초동대응체계 개선 방안 평가

Evaluation of Improvement Plan of Early Response to HNS Spill Accident at Sea by Manual Modeling and Scenario Simulation

Article information

J. Korean Soc. Hazard Mitig. 2017;17(3):357-365
Publication date (electronic) : 2017 June 30
doi : https://doi.org/10.9798/KOSHAM.2017.17.3.357
조형민*, 류제완**, 김남균***, 박희경
* Member, Master Course, Department of Civil and Environmental Engineering, KAIST
** Member, Ph.D Candidate, Department of Civil and Environmental Engineering, KAIST
*** Member, Researcher, Ph.D, Department of Civil and Environmental Engineering, KAIST
Member, Professor, Ph.D, Department of Civil and Environmental Engineering, KAIST (Tel: +82-42-350-3620, Fax: +-42-350-3610, E-mail: hkpark@kaist.ac.kr)
Received 2017 February 10; Revised 2017 February 15; Accepted 2017 April 11.

Abstract

국내외 해상 HNS 물동량이 증가하고 국내 해역에서 HNS 유출사고가 수차례 발생함에 따라, HNS 사고 대응 체계 강화에 대한 요구가 증가하고 있다. 특히 HNS 사고 시, 초동 대응의 중요성이 국내외 선행연구에서 강조되고 있으나, 이를 정량적인 지표로 평가하는 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 해상 HNS 사고 대응 매뉴얼에 근거하여, 초동 대응 절차를 swimlane diagram으로 재구성하고, Activity-Based 시뮬레이션 모델을 설계하였다. 선행 연구와 Maritime Maisie 사고 기록을 바탕으로 대응 시나리오와 개선 방안 시나리오를 작성하였고, 시뮬레이션을 통해 절차별 소요시간과 대응이 지연되는 지점을 나타내었다. 또한, 개선 방안에 따라 다른 양상으로 대응절차가 진행된 결과를 정량적으로 비교하였다. 본 연구에서 수행한 시뮬레이션을 이용한 정량적 초동대응체계 평가는 정성적 평가와 함께 고려되어, HNS 사고 대응역량을 개선하는 데에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

Trans Abstract

As HNS traffic volume increases in maritime transport, there is a growing demand for improving the HNS accident response system. Especially, in the case of HNS accidents, the importance of early response has been emphasized in literature, however, there are few studies to quantitative evaluation on it. Therefore, this study constructs swim lane diagram of HNS incident response process and activity-based simulation model. Based on the virtual situation and the accident record, improved plan scenarios are simulated and the result shows the spent time and delaying section of response process. In addition, queue ratio is suggested to compare different ways of improvement shown in the simulation. Evaluation of response system using modeling and simulation is expected to contribute to improving current system with expert review.

1. 서론

HNS (Hazard and Noxious Substances, 위험유해물질)는 국제협약 및 법규에 따라 다양하게 정의되는 용어로, 우리나라 해양경비안전본부에서는 OPRC-HNS 의정서에 따라 기름 이외의 물질 중 노출될 경우 인체에 해를 끼치거나, 생물 자원 및 해양 생물에 해를 입히고 해양 자원의 이용을 방해할 수 있는 물질로 정의한다. 또한 해양환경관리법과 그 시행령에서는 73/78 MARPOL ANNEX II,III에 준하여 분류하는 유해액체물질 545종과 포장유해물질 등을 포함한다. 그러나 전 세계적으로는 2000여종의 화학물질이 해상교통을 통해 운송되는 것으로 알려져(Purnell, 2009) 물질의 종류와 특성이 광범위하며, 전 세계적으로 HNS의 해상 운송량은 최근 꾸준히 증가하는 추세에 있어(UNCTAD, 2016) 해상 HNS 사고 관리에 대한 중요성이 커지고 있다. 특히 한국의 경우 HNS 운송량의 증가율이 다른 화물에 비해 큰 연 20%에 달하는 것으로 집계되어(Chung, 2013), 국내에서 해상 HNS 사고의 위험성에 대한 경각심이 필요한 시점이다.

반면 국내에서 해상 HNS 유출 사고는 유류오염 사고에 비해 사고 빈도가 낮고 관련 연구가 적게 이루어져, 해상 HNS 사고에 대한 대응 절차 및 장비는 해상 유류오염 사고를 기반으로 갖추어져 있다. 그러나 2004년 울산항 자일렌 유출 사고, 2013년 Maritime Maisie호 등 국내 해상 HNS 사고가 발생하였을 때 유류 사고 기반의 현 대응 체계가 HNS 사고 대응에 한계를 나타내고 있음이 드러났다. 꾸준한 증가 추세의 국내 및 인접 해역의 해상 HNS 물동량을 고려할 때, 해상 HNS 사고가 대형 재난 발생으로 이어지지 않도록 사고 대응체계 마련이 요구되고 있다. 특히, 해상 HNS 유출 사고가 발생하였을 때, 신속한 초동대응 조치로 사고 물질 정보를 취득하고 HNS물질의 확산을 막는 것이 가장 중요하다고 알려져 있으며(Purnell, 2009) 국내에서 가장 위험했던 사고 중 하나인 2013년 Maritime Maisie호 사고 또한 빠른 정보 파악 및 초동 조치가 미비하여 위험했던 사고이다(Korea Coast Guard, 2014a). 이에 따라 국내 해상 HNS 사고 등 해상 안전 책임기관인 국민안전처에서는 해상 HNS 사고 발생 시 초동대응 역량 확보를 대응 체계 개선의 주요 목표로 삼고 있다(Korea Coast Guard, 2014b). 국내 해상 HNS 유출 사고 대응 체계는 재난 및 안전관리기본법에 근거하여 수립되고 있어 국내 다른 분야의 재난 및 위기관리 체계 연구와 비교할 수 있다.

우리나라의 재난 및 안전관리 기본법은 위기관리 표준매뉴얼, 위기대응 실무매뉴얼 및 이에 기반을 둔 현장조치 행동매뉴얼 작성을 규정하고 있으며 약 5000여 권의 매뉴얼이 현재 운영되고 있어 국내 재난 대응 활동은 이들 매뉴얼을 중심으로 이루어지고 있다(Song et al., 2015; Kim and Park, 2015). 따라서 국내 위기관리 체계를 개발하고 검증하기 위한 연구에서는 해당 매뉴얼을 연구대상으로 삼는 방법이 주로 수행된다. 이는 크게 사고대응 매뉴얼 구성 내용 개발 및 구축방안에 대한 연구(Lee and Lee, 2007; Kim et al., 2013; Kwak et al., 2014, Song et al., 2015) 또는 전문가가 기존 매뉴얼 구성을 평가하고 개선점을 제안하는(Park et al., 2006; Park et al., 2008; Lee et al., 2014; Kim and Park, 2015; Moon and Ock, 2015)연구로 구분할 수 있다. 그러나 Jeong et al.(2010)이 제안한 소프트웨어 시스템을 검증하는 정형기법으로 매뉴얼을 검증하는 연구 방법과 이를 적용한 사례(Lee et al., 2011; 2014) 이외의 대부분 연구는 각 분야 전문가의 경험적이고 정성적인 분석에 기반을 두고 있는 현실이다. 이 같은 연구 방법은 현장 사용자 입장을 반영하고 직관적인 문제점을 개선할 수 있는 반면, 위기대응 체계에 대한 정량적인 평가척도 개발로 이어지기 어려운 한계점이 있다.

한편 외국의 연구사례에서는 재난대응관리(Disaster Response Management) 연구를 위해 BPM(Business Process Management)에서 사용되는 분석 방법을 적용하는 것이 활발히 논의되고 있다(Hofmann et al., 2015). 즉, 생산 프로세스의 질과 효율성을 향상시키기 위해 모델을 만들고 분석하는 BPM 방법들이 재난관리 또는 위기관리(Emergency Management)에도 유사하게 적용될 수 있음을 의미한다(Peinel et al., 2012). 이때, 비즈니스 프로세스와 실제 재난 및 위기상황에는 큰 차이가 있어 BPM의 적용에 한계는 있으나, Hofmann et al.(2013)Sedlmayr et al.(2007)은 재난 관리의 workflow를 적절히 재구성하여 재난관리 프로세스를 모델링할 수 있음을 보여준다. 이처럼 재난관리 체계를 모델링 가능하도록 구성하면, Formal language를 이용해 유사한 대응모델을 비교하거나(Hoogendoorn et al., 2005) dynamic process 모델(Rueppel and Wagenknecht, 2007), state-based 모델(Mukherjee and Gupta, 2009), Petri net을 이용한 프로세스 모델(Fahland and Woith, 2008) 등 다양한 방법을 이용해 재난관리체계를 시뮬레이션하고 평가하는 것이 가능하다.

이처럼 재난 관리를 프로세스 모델로 구성하고 정량적인 평가를 진행하는 방법이 다수의 연구에서 제안되고 있는 반면, 표준 매뉴얼 중심의 대응 시스템이 자리 잡은 국내 재난관리체계에서는 전문가 리뷰에 따른 정성적 평가가 주로 이루어지고 있다. 그러나 해상 HNS 사고의 경우 사고 발생 빈도가 낮고 사고 유형이 광범위하여, 전문가 경험에 기반하여 대응시스템을 평가하고 개선 효과를 입증하는 데에 한계가 있다. 또한, 사고 특성상 장비 의존도가 높아, 대응 능력 강화를 위한 장비 개발 또는 도입 사업을 위해 개선 효과를 정량적으로 추정하는 방법이 요구된다.

따라서 본 연구는 해상 HNS 유출 사고 발생 시 초동대응 역량 강화를 위해 현행 매뉴얼 기반의 사고 대응 체계를 분석하되, 정량적인 분석을 위한 프로세스 모델링을 적용하고자 한다. 개발된 사고 대응 모델로 현 대응체계와 개선 방안을 시뮬레이션하여, HNS 사고 초동대응 체계 개선 정책에 정량적인 근거를 보충할 수 있음을 확인하는 것이 본 연구의 목표이다.

2. 연구 방법

본 연구는 국내 해상 HNS 유출 사고 대응 체계 중 초동대응 역량을 파악하고 개선방안 시나리오를 작성하고 효과성을 평가한다. 이를 위해, 첫째로, 현재 사용 중인 해상 HNS 사고 대응 매뉴얼을 기반으로 초동대응 체계를 파악하고 모델을 설계하였다. 이때, 현재 사용 중인 HNS 사고 대응 매뉴얼은 단계별 조치사항이 자연어 텍스트 위주로 매뉴얼이 구성되어 있어 모델링하기 위해서는 프로세스 workflow 형태로 재구성해야 한다. 이를 표현하는 프로세스 모델은 특징과 목적에 따라 다양한 방법이 개발되어 있다(Table 1). 이 중 swimlane diagram은 행위(Activity)와 참여기관을 구성 요소로 하여 역할과 책임을 구별하기에 용이하고 각 파트 간 상호연관된 작업을 표현할 때 주로 사용되는 방법이다(Jun et al., 2009; Damelio, 2011). HNS 사고 대응 매뉴얼 또한 관계기관/부서 간 역할이 구분되고 상호 연관되는 조치사항을 수행하는 절차를 명시하고 있으므로, 본 연구에서는 swimlane diagram을 이용해 해상 HNS 사고 대응 매뉴얼을 프로세스 모델로 재구성하였다.

List of Process Modelling (from Jun et al., 2009)

다음으로, 대응체계를 모델링하고 난 후 모델을 분석하고 개선이 필요한 요소를 파악하기 위해서는, 실제와 유사한 조건에서 시뮬레이션을 실시하고 정량적 성능 목표를 측정하여야 한다(April et al., 2006). 본 연구에서 swimlane diagram으로 정리된 매뉴얼 프로세스 모델은 각 부서의 대응 조치 사항을 중심 요소로 구성되어있으므로, Gonzalez(2009)Choi and Kang(2013)의 시뮬레이션 방법 분류 중 이산사건(discrete event) 시뮬레이션과 행위 기반(Activity based) 모델 시뮬레이션에 해당하는 것으로 볼 수 있다. 행위 기반 모델에서 Activity와 Queue로 구성된 Activity Cycle Diagram를 설계하여, 일정 시간 동안 프로세스가 진행되는 과정을 관찰하여 작업 스케줄을 파악할 수 있으나(Choi and Kang, 2013), 본 연구에서는 초동대응 절차를 살펴보는 것이 목적이므로 초동대응 조치의 첫 번째 주기가 완료되는 시점까지를 분석 대상으로 한다.

본 연구의 HNS 사고 초동 대응 시뮬레이션에 필요한 시나리오의 조건 및 입력값은 선행연구 및 사고사례를 통해 작성하였다. Lee and Oh(2014)는 HNS 유출사고 대응훈련을 위한 가상 사고 및 대응 시나리오를 작성하기 위해, 해양경비안전본부의 사고대응체계에 기초해서 시간별 사고 상황 및 대응조치를 명시하였다. 그러나 가상 대응 시나리오와 대조적으로, 앞서 2013년에 발생한 Maritime Maisie호 사고사례에서는 초동조치 및 방제작업이 원활히 수행되지 못한 부분이 발견되었다. 따라서 본 연구에서는 Maritime Maisie호 사고 기록을 바탕으로 사고사례 시나리오를 작성하고, Lee and Oh(2014)가 작성한 가상 대응 시나리오와 비교하여 개선 방안 시나리오를 3가지 작성하였다. 작성된 시나리오는 정형 Activity Cycle Diagram 시뮬레이터인 ACE (Choi and Kang, 2013)에 입력하여 시뮬레이션을 실시하였다. 최종적으로, 시뮬레이션 결과 중 전체 초동 대응 및 각 조치 단계에서 소요되는 시간을 성능지표로 삼아, 효과적인 사고 대응 체계 개선 방안을 도출하는 방법에 대해 논의하였다.

3. HNS 사고 대응 체계 및 매뉴얼 모델링

국내 해상 HNS 사고 대응 기관인 국민안전처 해양경비안전서는 HNS 사고에 대한 대응 절차 및 방법을 규정하고 피해를 최소화하기 위하여 사고 대응 매뉴얼을 작성하고 있다. 대응 매뉴얼은 상황접수/전파 및 대응, 초동조치, 전략방제, 사후관리 4단계로 구분되며 상황실, 방제대책본부, 해양오염방제과 등 관계기관 또는 부서별 조치사항이 기술되어 있다. 본 연구에서 다루는 초동 대응의 범위는 상황접수부터 초동조치가 완료되기까지로 정의한다. 이 과정에서는 상황실, 해양오염방제과 등 현장 지원 부서와 현장지휘관, 화재진압팀, 방제작업팀 등 현장 작업 인력이 동시에 대응 조치에 참여하도록 규정되어있다. 이처럼 부서 역할 간 상호연관성이 높은 특성은 초동 조치 이후 전략방제와 사후관리 단계에서 방제대책본부가 설치되어 대부분 조치사항을 주관하는 것과 대조적이다. 따라서 효과적인 프로세스 모델을 작성하기 위해서는, 초동대응 과정에서 여러 부서 간 역할과 상호연관성에 유의하여야 한다.

한편, 현재 운용 중인 HNS 해양사고 대응 매뉴얼에는 조치사항이 담당부서 및 선결조건과 무관하게 일괄 기술되어있다. 본 연구에서 이용할 프로세스 모델인 swimlane diagram에서는 프로세스에 참여하는 행위자를 swimlane으로 구별하고 행위를 순서에 따라 화살표로 연결하여 표시하 여야 한다(Jeyaraj and Sauter, 2014). 이를 위해 현 대응 매뉴얼의 조치사항을 담당부서별로 구별하고, 실무자 자문을 거쳐 조치 순서를 정의하였다. Fig. 1은 해상 HNS 사고 대응 매뉴얼을 swimlane diagram으로 나타낸 결과이다. 사고 대응 행위자는 점선으로 표기된 swimlane으로 구별되며, 화살표로 표시된 진행 순서는 수직 방향으로 진행 과정을 나타내고 수평 방향으로 선행 조건을 나타낸다. 본 연구에서는 분석의 용이성을 위해 초동 대응 단계 중에서도 외부 기관 및 외부 소통에 필요한 역할을 생략하고, 해양경비안전본부 내 현장 대응 조직인 해양오염방제과, 현장 지휘관, 화재진압팀, 방제작업팀 4개 부서의 조치사항을 중심으로 프로세스를 구성하였다. 또한, 초동대응 프로세스의 시작과 끝을 알리기 위해서 외부기관 및 전략방제 단계 일부를 포함하였다.

Fig. 1

Swimlane Diagram of Response System

본 연구에서는 의사결정 및 내외부 의사소통을 담당하는 상황실의 역할이 생략되고, 122 구조대, 항공대 등 사고 상황에 따라 추가될 수 있는 부서를 다루지 않아 실제 사고 상황 또는 훈련 조건을 모두 반영하지 못하는 한계가 있다. 현 체계의 사고 대응 매뉴얼뿐만 아니라 사고 기록과 훈련 계획 등 또한 프로세스와 역할 중심으로 정의된다면 보다 정교한 모델링 및 분석 연구가 가능할 것으로 보인다.

4. 매뉴얼 모델 기반 시뮬레이션

4.1 시뮬레이션을 위한 요소 설계

Fig. 1에서 작성된 초동대응 프로세스 모델에서 시뮬레이션을 위해 필요한 입력 속성을 파악하고, 시뮬레이션 요소를 판별하였다. 본 연구에서 초동대응 체계 및 개선 방안을 평가하는 지표는 전체 대응과정 및 조치 단계별 소요 시간으로 정의되었기에, 시뮬레이션 요소는 시간 속성으로 구별할 수 있다. 여기서 해양오염방제과의 사고대응정보 파악 및 전파 행위와 사고정보확인 행위는 시간상으로 선후 관계에 있다기보다는 확인되는 내용을 즉각 전달하며 반복되는 형태로 파악된다. 또한, 현장 지휘관의 현장대응팀 출동 준비는, 소요 시간이 짧으며 실제 대응 기록에서 현장대응팀 출동과 구별하기 어렵다. 따라서 두 행위를 연관된 행위에 포함된 것으로 가정하여 3개 부서의 11개 행위를 시뮬레이션 모델에 포함되는 요소로 판별한다. 이때, 해양오염방제과, 화재진압팀, 방제작업팀을 각각 A, B, C로 표기하고 Fig. 1의 수평 방향 조건을 각 행위의 선행 조건으로, 시뮬레이션 모델의 Activity를 정리하면 Table 2와 같다.

Activities of Responding Department

4.2 시나리오 설계 및 시뮬레이션 결과 분석

4.1에서 구축한 행위 기반 모델에서 각 Activity의 소요시간과 조건은 대응 시나리오의 조건에 따라 주어질 수 있다. Lee and Oh(2014)가 개발한 해상 HNS 사고 대응을 위한 가상 시나리오는 사전에 규정된 최적의 사고 대응 절차를 근거로 가상으로 작성한 시나리오이다. 반면, 이와 대조적으로 2013년 Maritime Maisie호 사고는 신속한 초동 대응이 어려웠던 대표적인 사고 사례이다(Korea Coast Guard, 2014a). 따라서 두 자료에 나타난 시간대별 대응조치 기록을 바탕으로, Table 2의 시뮬레이션 모델 요소에 해당하는 소요시간 및 선행 조건을 시나리오 1 및 시나리오 2로 작성하였다. 또한, 사고대응 체계 개선 방안 시나리오는 두 자료 및 해양경비안전본부의 장비개발 목표(Korea Coast Guard, 2014b)를 기반으로 시나리오 3, 4, 5로 작성하여 Table 3에 정리하였다. 시나리오 3은 사고대응 정보확인(A1) 시간을 줄이고 내화학성 전용 방제 장비를 도입해 물질 정보 사전확인 없이 즉각 현장 접근이 가능하도록 조건을 변화시켰다. 시나리오 4는 화재진압팀과 방제작업팀의 대응 조치 소요시간을 시나리오 1에 준하는 수준으로 감소시킨 것이다. 시나리오 5는 시나리오 3과 시나리오 4의 개선방안을 모두 적용하였다.

Input Value of Scenario

Tables 23에 정리된 대응체계 모델 요소와 입력값을 시뮬레이터 ACE에 입력하여 초동대응조치가 완료되기까지

시뮬레이션한 뒤, 각 Activity의 시작 및 종료 시점을 기록한 결과를 Fig. 2로 나타내었다. 그래프의 하얀 막대는 Activity의 진행 시간을 나타내며 안에 쓰인 숫자는 Table 3의 Activity 표기를 나타낸다. 어두운 막대는 선행 조건인 행위의 완료를 기다리며 Queue에 머물러있는 지연시간을 나타내며 안에 쓰인 표기는 대기 중인 선행 Activity이다. 본 연구에서 시뮬레이션 된 HNS 사고대응 모델은 3개의 행위자가 서로 선행 조건으로써 영향을 미치고 있으므로 각 Activity의 소요시간뿐만 아니라 지연시간이 전체 초동대응 과정 중 상당 부분을 차지하고 있는 점이 시뮬레이션 결과에서 나타난다. 시나리오 1에서는 사고 발생 직후 사고 정보 수집과 초기 현장 파악이 신속하고, 모든 대응 조치가 10분 내외의 짧은 시간 동안 진행되어 조치 및 지연 시간을 최소화한 결과로 해석된다. 반면, 시나리오 2의 결과인 Fig. 2(b)에서는 시나리오 1의 결과와 비교하여 초동대응이 완료되기까지 상당한 시간이 소요되었다. 사고 물질 정보파악(A1)에 시간이 오래 소요된 것뿐 아니라, 해당 행위가 완료되기까지 현장에서 후속 대응작업을 하지 못하는 점 또한 초동대응 소요시간을 증가시키는 문제점으로 파악된다.

Fig. 2

Result of Scenario Simulation

최적화된 가상 시나리오인 시나리오 1 및 실제 사고사례를 기반으로 한 시나리오 2와 이를 기초로 개선 방안을 만든 시나리오 3 및 시나리오 4를 비교하면 초동대응체계 개선방안에 대한 효과를 확인할 수 있다. Table 4는 시나리오별 사고 대응 시뮬레이션 결과를 요약한 것으로 총 대응 시간, Activity 소요시간 합계, Queue 소요시간 합계를 비교하였다. Improvement는 개선 시나리오인 시나리오 3, 4, 5의 시뮬레이션 결과를 시나리오 2와 비교하여 개선 비율을 나타낸 값이다. 이때, 시나리오 3과 4를 총 소요 시간으로 비교하면 250분, 240분으로 차이가 거의 없으나, 시나리오 3은 사고대응 정보확인(A1)과 이에 따른 지연시간을 줄이는 개선 방안이고 시나리오 4는 현장 대응 조치의 소요시간을 줄인 방안으로 두 개선 시뮬레이션은 Figs. 2(c)2(d)에서 나타나듯 구별되는 결과가 나타난다. 이 같은 차이를 보다 정량적으로 비교하기 위해서 전체 소요시간 중 지연시간의 비율을 나타 내는 지연 비율(Queue Ratio)를 Eq. (1)과 같이 도입하였다.

Time Spent and Queue Ratio

(1)QueueRatio=QueneTime(i,j)TotalTime(i,j)

대응 시나리오별 총 소요 시간과 지연 비율을 계산한 값은 Table 4에 Queue Ratio로 나타내었다. 이때 시나리오 2와 비교하여 시나리오 3, 4, 5의 소요 시간과 지연 비율을 살펴보면, 시나리오 3과 5는 소요 시간과 지연 비율 모두 감소하였고, 시나리오 4는 소요 시간이 감소하였으나 지연비율은 오히려 늘어난 것으로 나타난다. 이는 개선 방안 시나리오인 시나리오 3, 4, 5의 경우 모두 소요시간이 감소하였으나 지연 비율의 측면으로 보았을 때 상이한 개선 효과를 보이는 것으로 이해할 수 있다.

시나리오 2의 사례인 Maritime Maisie호 사고에서 사고정보 확인이 늦어져 초동대응이 지체된 점이 문제점이었기에, 시나리오 3으로 개선되면서 지연비율이 감소한 것은 긍정적 효과로 해석할 수 있다. 그러나 같은 시간이 소요된 시나리오 3과 시나리오 4 중 더 효과적인 대응체계를 결정하기 위해서는, 본 연구에서 제안한 초동대응 시간 및 지연 비율뿐만 아니라 추가적인 관련 부서 및 현장 전문가로부터 의견을 수렴할 필요가 있다. 향후 연구에서는 본 연구에서 제안한 방법을 이용해 Fig. 2, Table 4와 같이 대응 시나리오의 결과를 나타내고, 전문가 의견 및 개선 방안에 필요한 투자 금액과 필요 자원을 고려한 경제성 분석을 시행하여 최적의 개선 방안을 찾을 수 있을 것으로 생각된다.

5. 결론

전 세계와 국내 해역에서 꾸준히 해상 HNS 물동량이 증가하며 잇따라 HNS 사고가 발생함에 따라, 국내에서도 HNS 사고 대응 체계를 강화해야 할 필요성이 대두되고 있다. 특히 해상 HNS 사고는 사고 전개가 빠르고 신속한 대응이 피해 예방에 핵심적이므로 초동 대응 시스템이 중요하다. 그러나 국내에서는 수차례 HNS 사고사례를 겪었음에도 대응 절차를 표준화하여 정량적으로 평가하고 개선점을 도출하는 연구가 미비한 실정이다. 본 연구에서는 초동대응 역량 강화를 위한 개선 방안을 정량적으로 평가하기 위해 매뉴얼에 기술된 대응 체계를 행위 기반 모델로 재구성하고 시나리오 기반 시뮬레이션 결과를 분석하였다. 텍스트 위주의 매뉴얼을 프로세스 중심인 swimlane diagram으로 재구성한 결과, 이를 시뮬레이션 요소로 정의하여 소요 시간 및 선행 조건에 따라 시뮬레이션을 수행할 수 있었다. 그 결과, 사고 정보확인 소요시간 및 대기시간을 단축한 시나리오 3과 현장 대응조치 소요시간을 최소한으로 단축한 시나리오 4가 초동 대응 소요시간을 감소시킨 결과를 그래프로 나타내었다. 하지만 개선 방안의 종류에 따라 대응 과정은 상이하였으며 이를 비교하기 위해 추가로 지연 시간 및 지연 비율을 비교하는 방법을 제안하였다. 그러나 각 개선 방안별 효과 및 효율성을 판단하기에는 선행 연구가 부족하여, 차후에 전문가 검토 또는 경제성 분석이 이루어진다면 개선 방안을 선택하는 데에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

감사의 글

본 연구는 정부(국민안전처)의 재원으로 재난안전기술개발사업단의 지원을 받아 수행된 연구임 [MPSS-해경-2015-01]

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Table 1

List of Process Modelling (from Jun et al., 2009)

Type Components Characteristics
Process Content Diagram Activity Show a hierarchical list of activities
Easy to understand detailed task
Flow Chart Activity, Sequence link Describe the sequence of activities
Helpful to understand an overall process
Swimlane Diagram Activity, Stakeholder, Sequence link Describe sequence of activities arranged by role & responsibility
Helpful to understand role and responsibility
State Transition diagram State, Condition&Action sequence link Show change of systems’s states with condition and action
Helpful to understand a process in user

Fig. 1

Swimlane Diagram of Response System

Table 2

Activities of Responding Department

Department Activity Description Prerequisite
Marine Pollution Control A1 Response Information Confirmation
A2 Risk Assessment B3
Fire Suppression B1 Move to Accident Site
B2 On-site Access A1
B3 Identify the Site of the accident
B4 Boundary zone setting A2
B5 Install pollution control line
B6 Fence installation
Control work C1 Write Accident Report B3
C2 Spill material detection B4
C3 Diffusion Monitoring

Table 3

Input Value of Scenario

Activity Time in Scenarios (min)
#1 #2 #3 #4 #5
A1 5 120 5 120 5
A2 10 60 60 60 60
B1 5 10 10 10 10
B2 5 40 40* 5 5*
B3 5 30 30 5 5
B4 10 10 10 10 10
B5 10 10 10 10 10
B6 20 40 40 20 20
C1 10 10 10 10 10
C2 20 60 60 20 20
C3 20 40 40 20 20

Scenario #1 from Lee and Oh (2014), #2 from Korea Coast Guard (2014a)

*

B2 with mark means without Prerequisite A1

Fig. 2

Result of Scenario Simulation

Table 4

Time Spent and Queue Ratio

Scenario Response Time (min) Sum of Activities (min) Sum of Queue (min) Improvement (compared to #2) Queue Ratio
Response Time Sum of Activities Sum of Queue
#1 75 165 45 - - - 27.3%
#2 360 920 490 - - - 53.3%
#3 250 590 275 31% 36% 23% 46.6%
#4 240 660 370 33% 28% 13% 56.1%
#5 130 330 155 64% 64% 36% 47.0%