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https://www.krm.or.kr/krmts/link.html?dbGubun=SD&m201_id=10007837&local_id=10012254
Full Mission Ship Handling Simulator를 이용한 항해사의 선박간 충돌 회피 행동에 관한 연구: 항해사의 상황인식을 중심으로
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
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  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number H00027
Year(selected) 2004 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2006년 05월 22일
Year type 결과보고
Year(final report) 2006년
Research Summary
  • Korean
  • 본 연구의 기본적인 목적은 항해사가 선박을 제어하는 과정에서 보이는 상황 인식과 이에 따른 항행 수행 사이의 본질을 관찰하는 것이다. 이를 위해서 실제 항행 상황을 그대로 재현하는 충실도 높은 항행 시뮬레이터를 이용하여 항행 상황에서의 목표 선박(target vessel)과의 충돌 위험 정도, 목표 선박의 거동 방식 및 교통 혼잡도 등을 체계적으로 변화시킨 후에 항해사의 상황 인식 요소들(항행 상황에 대한 파악, 충돌 회피 수행 및 전반적인 선박 경로의 유지, 부가적으로 요구되는 정보의 처리 등)이 항해사의 항행 수행과 어떠한 관계가 있는지 살펴보고 또한 항행 훈련에 따라 상황 인식 요소들에 차별적인 변화가 있는지 관찰하였다. 본 연구의 주요 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 훈련 회기가 진행됨에 따라 항해사들이 조종하는 선박에 대한 조종 수행 능력에 눈에 띄는 향상이 관찰되었다. 즉, 훈련 회기가 많아질수록 다른 선박과의 최단거리를 더 멀리 유지하고, 실제 충돌 빈도가 감소하였으며, 특히 훈련 초기에 비해 충돌의 회피하기 위한 방략에서 점차 효율성이 증가하였다. 둘째, 훈련 회기가 진행될수록 레이더에 제시된 정보에 대한 감시 수행도 더 빨라지는 경향을 보였다. 셋째, 항해사들은 훈련 회기에 따른 항행 경험이 증가함에 따라 주변 선박의 위치 및 거동에 대해 더 많은 정보를 처리할 뿐만 아니라 이러한 정보처리의 부담 정도도 점차 감소하는 경향을 보였다. 본 연구를 통해 항해사의 항행 훈련이나 교육, 그리고 궁극적으로는 항행 장면에서의 선박간 충돌을 감소시킬 수 있는 방안 등이 시사되었다.
  • English
  • The purpose of the present study was to investigate the fundamental relationship between mariners' situation awareness(SA) and their ship control performance. For this purpose, full mission ship handling simulator was adapted as the research tool, and various aspects of mariner's ship handling performance such as maintaining Closest Point of Approach(CPA), collision avoidance, and responding to Radar information were measured. In addition, mariner's general perception for overall navigational situation and subjective mental workload were also investigated. The results of the study can be summarized as following. First, as the training sessions advanced, the mariners showed longer distance from the target ship, and more efficient collision avoidance strategies. Second, similar to the improvement on ship handling performances, the mariners responded faster to radar information in the later training session than earlier training session, Third, the mariners remembered more elements related to the navigational situation, and reported less subjectively perceived workload as the training sessions advanced. Based on these results, more effective methods of mariners training and implications for marin safety were suggested.
Research result report
  • Abstract
  • 본 연구의 기본적인 목적은 항해사가 선박을 제어하는 과정에서 보이는 상황 인식과 이에 따른 항행 수행 사이의 본질을 관찰하는 것이다. 이를 위해서 실제 항행 상황을 그대로 재현하는 충실도 높은 항행 시뮬레이터를 이용하여 항행 상황에서의 목표 선박(target vessel)과의 충돌 위험 정도, 목표 선박의 거동 방식 및 교통 혼잡도 등을 체계적으로 변화시킨 후에 항해사의 상황 인식 요소들(항행 상황에 대한 파악, 충돌 회피 수행 및 전반적인 선박 경로의 유지, 부가적으로 요구되는 정보의 처리 등)이 항해사의 항행 수행과 어떠한 관계가 있는지 살펴보고 또한 항행 훈련에 따라 상황 인식 요소들에 차별적인 변화가 있는지 관찰하였다.
  • Research result and Utilization method
  • 본 연구의 주요 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 훈련 회기가 진행됨에 따라 항해사들이 조종하는 선박에 대한 조종 수행 능력에 눈에 띄는 향상이 관찰되었다. 즉, 훈련 회기가 많아질수록 다른 선박과의 최단거리를 더 멀리 유지하고, 실제 충돌 빈도가 감소하였으며, 특히 훈련 초기에 비해 충돌의 회피하기 위한 방략에서 점차 효율성이 증가하였다. 둘째, 훈련 회기가 진행될수록 레이더에 제시된 정보에 대한 감시 수행도 더 빨라지는 경향을 보였다. 셋째, 항해사들은 훈련 회기에 따른 항행 경험이 증가함에 따라 주변 선박의 위치 및 거동에 대해 더 많은 정보를 처리할 뿐만 아니라 이러한 정보처리의 부담 정도도 점차 감소하는 경향을 보였다. 본 연구를 통해 항해사의 항행 훈련이나 교육, 그리고 궁극적으로는 항행 장면에서의 선박간 충돌을 감소시킬 수 있는 방안 등이 시사되었다.
    본 연구를 통해 얻어진 항해사의 상황 인식 능력과 위험 상황(충돌 가능 상황)에서의 사고 회피 행동 사이의 관계를 좀더 현실적으로 적용한다면 항행사의 상황 인식 능력을 특히 강조한 항행 훈련을 통해 궁극적으로 해양 사고의 감소를 가져올 수 있을 것이다. 또한 대부분의 선박들에는 자동항법 시스템이 장착되어 있는데, 상황 인식 능력과 항행 수행과의 명확한 인과관계 규명을 바탕으로 항행 보조 장치의 설계에 인간 오퍼레이터의 정보처리 특성을 고려한 설계 가이드라인이나 원리를 제공하여 항법 시스템에 항행사의 상황 인식을 촉진할 수 있는 요소를 구현할 수 있다면 항해사의 안전한 선박 운행에 많은 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다. 또한 항행 시뮬레이션 실험을 통해 상황 인식 정도와 항행 수행 사이의 관계를 검토함으로써 보다 효율적인 항행 교습 방법이나 항행 능력 검사의 설계가 가능할 것이고 이를 통해 경제적 실효성도 도모될 수 있을 것으로 판단된다.
    본 연구의 결과를 활용할 영역은 크게 두 가지이다. 첫째, 본 연구를 통해 항해사의 상황 인식 능력이 항행 수행에 중요하다는 것이 입증된다면 항행사의 훈련 과정에 이러한 요소들이 반영함으로써 단순히 조박을 제어하는 차원을 넘는 보다 효율적인 항행 교습 프로그램의 설계에 본 연구 결과를 활용하고자 한다. 특히 본 연구가 실제 선박과 거의 동일한 항행 환경을 제공하는 충실도 높은 시뮬레이터를 통하여 이루어질 것이지만 본 연구 결과의 활용적 가치를 위해서는 실제 항행 상황에서 본 연구에서 밝히고자 하는 내용이 현실적으로 적용될 수 있는지도 검토해야 할 것이다. 따라서 본 연구의 실험이 실시된 대학교에서 매학기 실시하는 실제 선박을 이용한 항행 훈련과정에 시뮬레이션 상황에서 밝혀진 결과와 실제 항행 상황에서 관찰된 결과가 어느 정도 일관적인지 비교/검토한다면 본 연구 결과의 외적 타당도를 확인해 볼 수 있을 것이다.
    본 연구 결과의 두 번째 활용 방안은 보다 효율적인 선교(bridge)내 디스플레이들의 설계이다. 항해자들이 가장 중요하게 관찰하는 선교내 디스플레이 중 하나는 레이더인데, 이러한 레이더 중에서 가장 많이 활용되고 있는 유형은 자동 레이더 플로팅 장치(Automatic Radar Plotting Aids: ARPA)이다. 이 레이더 시스템은 다수의 목표 선박들을 자동적으로 나타내주고 지속적으로 정보를 제공하며 충돌 위험 여부를 스스로 판단하여 항해사에게 알려주는 기능을 갖고 있다. 그러나 항해사들은 이러한 레이더 시스템이 마치 주변 상황에 대한 모든 정보를 제공하는 것으로 여기고 이 시스템에 지나치게 주의를 집중함으로써(이것은 인지 과부하를 초래한다) 다른 정보 원천들이 통합된 상황 인식을 저해한다. 이러한 경우 선박과 관련된 부가적인 정보(예를 들어 엔진의 상태)를 무시하거나 심지어 스스로 항행 규칙을 위반하기도 한다. 따라서 항해사들이 특정한 정보 원천에 지나치게 주의를 집중하는 경향을 방지하는 대신 여러 정보 원천들을 통합적으로 처리하여 전체적인 상황 인식의 수준을 향상시킬 수 있도록 하는 노력이 있어야 할 것이다. 예를 들어, 항해자의 시각적 정보처리 부담이 과중한 상황에 대해 정보의 일부를 청각 정보로 전환하여 구현하거나, 여러 정보 자극들의 결합 결과로 나타나는 출현 속성을 이용한 형상 디스플레이(configural display)의 설계가 이러한 가능한 노력 중 일부가 되리라 판단된다.
  • Index terms
  • 항해사 상황인식, 선박 조종 시뮬레이션, 충돌 회피, 상황인식 훈련
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