1.서 론

해양안전심판원의 통계연보에 따르면 국내 해양사고 발 생건수는 매년 약 280여건이고, 2011년부터 2015년까지 최근 5년간 발생한 총 1,394건의 해양사고 중 경계소홀, 조선 부적 절, 선위확인 소홀 등의 인적 운항과실로 인해 발생된 해양 사고의 비율은 약 82.0 %로 나타났다(Korea Maritime Safety Tribunal, 2016). 특히, 해양사고의 발생원인 중 큰 부분을 차 지하고 있는 인적요인 중에서 항해사의 피로누적은 해양사 고를 유발하는 영향도 측면에서 매우 중요한 요인이 되는 것으로 알려져 있다(Arslan and Er, 2007).

해양사고에 있어 승무원의 피로가 주요 원인으로 인식됨 에 따라 선원피로의 방지, 관리, 감소를 위한 개인 차원의 연구뿐만 아니라 IMO와 EU와 같은 국제기구와 국가 차원의 연구들도 활발하게 진행되어 오고 있다. 그러나 승무원의 피로에 관한 연구들은 주로 개략적이거나 빈도 조사 위주의 연구가 대부분으로 이에 대한 보다 체계적이고 심층적인 연 구는 부족한 실정이다. 그러므로 승무원의 과실을 유발시키고 해양사고의 주요 원인으로 작용하는 승무원의 피로에 대한 보 다 체계적이고 심층적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

이에 본 연구에서는 실습선 승무원을 대상으로 선박의 안 전한 운항을 위해 관리되어야 할 승무원의 피로도 요인을 분 류하고, 승선기간에 따라 실습선 승무원의 피로도가 직위별 로 그리고 성별로 어떤 차이를 보이는지 분석하고자 한다.

2.승무원의 피로도 연구 동향

일반적으로 피로는 수면이나 휴식부족, 그리고 신체적인 힘을 소비한 후 호소하게 되는 정상적이고 일상적인 경험이 라고 할 수 있다. 피로의 상태는 인간의 기능 작용 저하나 손실을 초래하게 되는데, 인간의 기능 작용은 여러 장기의 생리학적 기능과 신체적, 정신적 행위에 의해 영향을 받는 다(Chang et al., 2005). 국제해사기구(IMO, 2001)에서는 피로에 대해 “일반적으로 장기적인 정신적, 신체적 노동 및 장기적 인 불안감과 힘든 환경에 대한 노출 혹은 수면 부족으로 인 해 지치고 나른해지거나 졸린 상태를 말한다. 피로한 결과, 기능이 손상되고 민첩함이 감소된다”고 설명하고 있다. Rhodes and Gil(2002)은 해양사고를 일으키는 요소로 작용하 는 피로도를 이해하기 위한 기본 개념으로 수면(Sleep)과 인간 의 생체시계 및 24시간 주기리듬(Biological Clock & Circadian Rhythm), 스트레스(Stress) 등을 제시하였다.

항해사의 피로요인에는 대한 연구에 따르면 피로요인은 수면시간, 스트레스, 건강상태, 휴식시간 등이 있고, 이 중에 서 가장 중요도가 높은 피로요인은 수면시간인 것으로 나타 났다(Cho et al., 2010).

선박에 승선 중인 우리나라 해기사들의 피로도에 관한 연 구에서는 항해 근무 중 약 50 %의 항해사가 피로를 느끼고 있으며 이들은 정신적 피로에 비해서 신체적 피로를 상대적 으로 더 많이 느끼는 것으로 나타났다. 그리고 이러한 피로 도는 충돌위험성에 대한 인식능력을 저하시키고 각종 해양 사고에 많은 영향을 미치는 것으로 나타났다(Yang, 2012).

해양사고에 있어 승무원의 피로가 주요 원인으로 인식됨 에 따라 개인 차원의 연구뿐만 아니라 국제기구와 국가 차 원의 연구들도 활발하게 진행되어 오고 있다.

IMO 해상안전위원회(Maritime Safety Committee; MSC) 통신 작업반에서는 선원의 피로를 해양사고를 일으키는 인간과 실 중에서 가장 중요한 요인으로 인식하고 2001년 5월 MSC 제74차 회의에서 피로방지 지침서 최종안을 제출하였다 (IMO, 2001). EU에서 진행한 Project Horizon Consortium(2012) 에서는 선박에서 졸음, 피로가 당직자에게 미치는 영향과 당 직 패턴에 따른 당직자의 피로도를 분석하고, 이를 줄일 수 있는 대책을 마련하고자 다양한 국적의 자격을 갖춘 참가자 를 선발하여 선교, 기관실 및 화물 작업 형태의 시뮬레이터에 서 실제 다양한 항해 시나리오에 따라 당직자의 피로도를 측 정하였다. 그리고 2016년 2월 진행된 IMO HTW(Sub-Committee on Human Element, Training and Watchkeeping) 제3차 전문위 원회에서는 선원 피로 지침(Guidance on Fatigue Mitigation and Management, MSC/Circ. 1014)의 세부 개정에 대해 논의하였는 데, 여기에서는 현재의 선원 피로 지침에 최근의 선원 수면 연구와 해상에서의 피로 위험 관리에 대한 과학적 접근 방 법을 포함하도록 개정 작업을 진행하고, 관련 모듈을 최신 화하여 9개에서 6개로 통합하였다(IMO, 2016).

이와 같은 선원 피로 지침의 개정에 따라 국내에서도 선 원용 피로위험관리시스템 개발에 대한 연구가 진행되고 있 다(Kim et al., 2015).

3.연구 방법

3.1연구 표본 및 조사 방법

승선기간에 따른 승무원의 피로도 변화를 살펴보기 위해 2014년 9월 15일부터 2014년 12월 10일까지 약 87일간 중국, 베트남, 인도네시아, 말레이시아, 인도, 오만, 이란, 스리랑카 등 총 13개국에 대하여 항해를 실시한 실습선 한바다호 승 무원 128명을 대상으로 자기평가(Self assessment) 방식의 설 문조사를 실시하였다. 설문조사는 항해 초반인 항해 시작 후 1개월(2014년 10월 17일) 시기와 하선 직전(2014년 12월 7 일) 시기에 실시하였고, 항해 중반인 항해 시작 후 두 달이 되 는 시기는 싱가폴 기항 중인 관계로 설문조사를 생략하였다.

설문지는 식사량, 수면시간, 모발상태, 피부변화, 대소변, 운동시간, 개인 신체 건강 변화, 신경질 및 짜증 빈도, 의욕 및 활력성, 집중력 및 성취도, 고독감 및 외로움, 피로감 및 스트레스, 그리고 개인 정신 건강 변화에 대해 질문하는 문 항 13개와 장기 항해에 따른 본인의 신체 리듬 변화가 가장 먼저 나타나는 신체 부위와 특징, 장기 항해에 따른 개인 습 관의 변화, 기상 악화 또는 황천 항해가 신체 리듬 변화에 미치는 영향과 변화에 대한 자유 기술 문항 3개를 포함하여 총 16개 문항으로 구성하였다.

승선기간에 따른 승무원들의 피로도 변화는 해당 문항에 대한 승선 직전의 자신의 피로도 상태를 “0”으로 설정하고 이것을 기준으로 승선기간 경과에 따른 피로도 상태를 –5 (승선 직전에 비해 피로도 매우 불량)에서부터 5점(승선 직 전에 비해 피로도 매우 양호)에 이르는 등간 척도를 이용하 여 평가하도록 하였다. 피로도 관련 설문조사의 신뢰성과 자기평가의 정확성을 향상시키기 위해 실습선에 동승한 간 호사가 무작위로 승무원의 20 %를 선정한 후 건강 상태 및 신체 리듬 변화 등을 주기적으로 상담하였고, 응답자들의 설문 응답에 대하여 객관성을 체크하였다.

분석을 위한 모든 통계 처리는 IBM SPSS Statistics Ver. 22.0을 이용하였다.

설문에 참여한 자기평가 대상자는 Table 1에서 보는 바와 같이 직위별로 교수 6명(4.7 %), 사관 8명(6.3 %), 부원 22명 (17.2 %), 학생 92명(71.9 %)이었고, 연령대별로 20대 99명(77.3 %), 30대 4명(3.1 %), 40대 12명(9.4 %), 50대 13명(10.2 %)이었 다. 그리고 성별로는 남성 112명(87.5 %), 여성 16명(12.5 %)이 었고, 여성 승무원 중 사관 2명, 부원 2명, 그리고 학생은 12 명이었다.

3.2변수 구성의 타당성 및 신뢰성 분석

승선기간에 따른 승무원의 피로도 변화와 관련된 요인들 에 관한 공통요인을 파악하고 변수 구성의 타당성을 검증하 기 위해 주성분 분석(Principal Component Analysis)과 배리맥 스(Varimax) 회전을 사용하여 요인분석을 실시하였다. 우선 요인분석모형의 적합도를 판단하기 위한 KMO 계수(0.842)와 Bartlett의 구형성 검정치(p<0.001)는 모두 기준을 만족시키는 것으로 나타났다. 요인분석 결과 고유값(Eigen Value) 1을 기 준으로 최종적으로 3개의 요인이 추출되었고, 요인적재량 (Factor Loading)이 ±0.4 이상이면 유의한 변수로 판단하였다. 추출된 3개의 요인은 정신적 피로도, 생리적 피로도, 신체적 피로도로 명명하였다. 정신적 피로도는 장기 원양항해로 인 해 발생하는 정신적·심리적 탈진으로 정의하였고, 생리적 피 로도는 장기 원양항해로 인해 발생하는 기본적 생리 기능 저하로 정의하였다. 마지막으로 신체적 피로도는 장기 원양 항해로 인해 발생하는 신체적 기능 저하로 정의하였다.

일반적인 선행 연구에서는 승무원 피로도가 정신적 피로 도와 신체적 피로도로 분류되는데 반해, 본 연구에서는 요 인분석 결과 이 두 피로도 요인 외에 생리적 피로도 요인이 추가로 분류되었다. 이것은 승선기간에 따른 식사량, 수면시 간, 대소변과 같은 인간의 기본적 생리 기능의 변화는 정신적 또는 신체적 피로도와는 별개로 승무원의 피로도와 관련된 또 다른 요인으로 작용하고 있음을 의미한다고 볼 수 있다.

Table 2는 요인분석 결과로 추출된 3개의 요인과 구성 항 목을 정리한 것으로 표에서 보는 바와 같이 정신적 피로도 (Chronbach's α= 0.863)는 피로감, 의욕, 신경질 빈도, 고독감, 정신 건강 변화, 집중력으로 구성되었고, 생리적 피로도 (Chronbach's α= 0.648)는 식사량, 수면시간, 대소변으로 구성 되었다. 마지막으로 신체적 피로도는 운동시간, 신체 건강 변화, 피부변화, 모발상태로 구성되었다.

Chronbach's α는 3개의 요인 모두 0.6 이상으로 나타나 각 요인에 묶인 측정항목들 간에 동질성이 있는 것으로 나타 났다.

4.피로도 항목별 통계 분석

승선기간이 승무원의 피로도에 미치는 영향을 알아보기 위해 대응표본 T-test를 실시하여 두 시기 즉, 승선 1개월 시 기와 하선 직전 시기에 정신적 피로도, 생리적 피로도, 신체 적 피로도 각각에 대한 평균과 전체 피로도 평균을 비교하 였다.

승선 1개월 시기(A)와 하선 직전 시기(B)에 각각의 피로도 에 대한 평균 변화는 Fig. 1과 같다. 승선 직전의 피로도 상 태를 “0”으로 설정하였을 때, 승선기간이 경과함에 따라 세 가지 피로도 요인의 평균이 낮아지는 것을 알 수 있다.

Table 3에서는 승선 1개월 시기의 피로도 요인들의 평균 값과 하선 직전 시기의 피로도 요인들의 평균값의 차이가 우연이 아니라 과연 통계적으로 의미있는지를 살펴보기 위 해 대응표본 T-test를 실시한 결과를 보여주고 있다. 각각의 피로도에 대한 평균과 전체 피로도 평균은 하선 직전 시기 에 더 낮게 나타났으며, 특히 두 시기 간에 생리적 피로도 (p < 0.01)와 전체 피로도 평균(p < 0.01)은 의미있는 차이가 있는 것으로 나타났다. 이를 통해 승선기간은 승무원의 피 로도 저하, 특히 기본 생리 기능의 저하에 영향을 주고 있음 을 알 수 있다.

5.승선기간에 따른 집단별 피로도

5.1직위별 피로도

승선기간에 따라 느끼는 피로도가 직위별로 차이가 있는 지를 살펴보기 위해 직위(교수, 사관, 부원, 학생)와 검사 시 기에 따른 피로도 변화에 대한 반복측정 분산분석을 실시하 였다. 검사 시기는 승선 1개월 시기(A)과 하선 직전 시기(B) 로 구분된다.

승선기간 변화에 따른 직위별 피로도 요인들의 평균 변화 를 보여주고 있는 Fig. 2, Fig. 3 그리고 Fig. 4에서 보는 바와 같이 학생 집단을 제외한 다른 3개의 집단에서 승선 1개월 시기에 비해 하선 직전 시기의 피로도 요인의 평균이 낮아 지는 것을 알 수 있다.

승선 1개월 시기와 하선 직전 시기의 각 직위별 피로도에 대한 평균과 표준편차를 보여주는 Table 4와 Table 5에서 보 는 바와 같이 승선 1개월 시기에서 부원 집단은 정신적 피 로도, 신체적 피로도, 그리고 전체 피로도에서 평균이 가장 낮았고, 교수 집단은 생리적 피로도에서 평균이 가장 낮은 것으로 나타났다. 반면, 하선 직전 시기에서 교수 집단은 정 신적 피로도, 생리적 피로도, 그리고 전체 피로도에서 평균 이 가장 낮았고, 사관 집단은 신체적 피로도에서 평균이 가 장 낮은 것으로 나타났다.

승선기간에 따른 직위별 피로도 변화에 대한 반복측정 분 산분석 결과를 보여주는 Table 6에서 승선시기에 따른 주효과 는 정신적 피로도(F=10.768, p < 0.01), 생리적 피로도(F=7.173, p < 0.01), 전체 피로도 평균(F=11.673, p < 0.01)에서 존재하는 것으로 나타났다. 이것은 승선시기에 따라 정신적 피로도, 생리적 피로도, 그리고 전체 피로도 평균이 다르다는 것을 의미하며, 본 논문에서는 승선 1개월 시기보다 하선 직전 시 기에 정신적 피로도, 생리적 피로도, 그리고 전체 피로도 평 균이 낮아지는 데 이것은 승선기간이 피로도 요인들에 의미 있게 작용하고 있다는 것으로 해석할 수 있다.

직위에 따른 주효과는 정신적 피로도(F=4.617, p < 0.01), 생리 적 피로도(F=18.496, p < 0.001), 신체적 피로도(F=3.573, p < 0.05), 전체 피로도 평균(F=14.223, p < 0.001)에서 존재하는 것으로 나타났다. 이것은 직위에 따라 정신적 피로도, 생리적 피로 도, 신체적 피로도, 그리고 전체 피로도 평균이 다르다는 것 을 의미하며, 이것은 직위별 특성이 피로도 요인들에 의미 있게 작용하고 있다는 것으로 해석할 수 있다. Scheffe 사후 분석 결과 직위에 따른 정신적 피로도에서의 차이는 부원- 학생(평균차이= -0.783, p < 0.001) 간에 발생한 것으로 나타났 고, 생리적 피로도에서의 차이는 교수-학생(평균차이= -1.951, p < 0.01), 사관-학생(평균차이= -1.296, p < 0.05), 부원-학생(평 균차이= -1.567, p < 0.001) 간에 발생하는 것으로 나타났다. 그 리고 신체적 피로도에서의 차이는 부원-학생(평균차이= -0.761, p < 0.05) 간에 발생한 것으로 나타났고, 전체 피로도 평균에서의 차이는 교수-학생(평균차이= -1.003, p < 0.01), 부 원-학생(평균차이= -1.033, p < 0.001) 간에 발생하는 것으로 나 타났다. 승선시기에 따른 승무원의 직위별 피로도 요인의 평균에 대한 의미있는 차이는 주로 교수, 부원 집단과 학생 집단에서 발생하는 것으로 나타났는데, 이러한 차이는 20대 초반이며 업무와 책임 문제에 있어 비교적 자유로운 학생 집단의 특성과 주로 40대 이상이며 업무와 책임 문제에 있 어 자유롭지 못한 교수와 부원 집단의 특성으로 인해 발생 한 것으로 판단된다.

한편, 정신적 피로도에 대하여 승선시기와 직위가 결합한 상호작용효과는 통계적으로 의미있는 것으로 나타났다(F=2.849, p < 0.05). 이것은 승선시기의 변화가 정신적 피로도에 미치 는 영향이 직위별 특성에 달라진다는 것을 의미하며, 승선 기간과 직위별 특성이 정신적 피로도 요인에 의미있게 상호 작용하고 있다는 것으로 해석할 수 있다.

5.2남녀별 피로도

승선기간에 따라 느끼는 피로도가 남녀별로 차이가 있는 지를 살펴보기 위해 성별과 검사 시기에 따른 피로도 변화 에 대한 반복측정 분산분석을 실시하였다. 검사 시기는 승 선 1개월 시기(A)과 하선 직전 시기(B)로 구분된다.

승선기간 변화에 따른 남녀별 정신적 피로도(M1, F1), 생 리적 피로도(M2, F2), 신체적 피로도(M3, F3) 요인들의 평균 변화를 보여주고 있는 Fig. 5와 남녀별 피로도에 대한 평균 과 표준편차를 보여주는 Table 7에서 바와 같이 여성 승무원 의 피로도 평균은 하선 직전 시기의 생리적 피로도를 제외 하고 모든 피로도 요인에 대해 남성 승무원과 비교하여 낮 은 것으로 나타났다. 한편, 남성 승무원의 경우 승선 1개월 시기에 비해 하선 직전 시기의 피로도 요인들의 평균이 낮 아지는 반면, 여성 승무원의 경우 하선 직전 시기의 생리적 피로도와 신체적 피로도가 승선 1개월 시기에 비해 다소 높 아지는 것으로 나타났다. 이것은 여성 승무원의 경우 항해 가 계속됨에 따라 승선 초기에 가졌던 항해에 대한 막연한 두려움과 걱정이 점차 감소되어 승선 생활에 적응하는 것으 로 해석할 수 있다.

승선기간에 따른 남녀별 피로도 변화에 대한 반복측정 분산분석 결과를 보여주는 Table 8에서 승선시기에 따른 주 효과는 어떤 피로도 요인에서도 존재하지 않는 것으로 나타 났다. 반면, 성별에 따른 주효과는 신체적 피로도(F=23.085, p < 0.001)와 전체 피로도 평균(F=5.686, p < 0.05)에서 존재하 는 것으로 나타났다. 이것은 성별에 따라 신체적 피로도, 전 체 피로도 평균이 다르다는 것을 의미하며, 성별의 특성이 신체적 피로도와 전체 피로도 평균에 의미있게 작용하고 있 다는 것으로 해석할 수 있다. 비록 여성 승무원들의 신체적 피로도 평균이 승선 1개월 시기에 비해 하선 직전 시기에 높아졌다고는 하나 절대적인 신체적 피로도와 전체 피로도 평균이 남성 승무원에 비해 낮게 나타난 것은 일반적으로 남성에 비해 여성이 체력적으로 약하다는 이유에 기인한 것 으로 판단된다.

한편, 신체적 피로도(F=23.085, p < 0.001)와 전체 피로도 평 균(F=5.731, p < 0.05)에 대하여 승선시기와 성별이 결합한 상 호작용효과는 통계적으로 의미있는 것으로 나타났다. 이것 은 승선시기의 변화가 신체적 피로도와 전체 피로도 평균에 미치는 영향이 남녀별 특성에 달라진다는 것을 의미하며, 승 선기간과 남녀별 특성이 신체적 피로도와 전체 피로도 평균 에 의미있게 상호작용하고 있다는 것으로 해석할 수 있다.

6.결 론

본 연구를 통해 승무원의 피로도 요인을 정신적 피로도, 생리적 피로도, 신체적 피로도로 분류하였고, 승선기간에 따 라 승무원의 피로도 요인들이 직위별로 그리고 성별로 어떤 차이가 있는지를 실증적으로 분석하였다.

승선기간이 승무원의 피로도에 미치는 영향을 분석하기 위한 대응표본 T-test를 실시한 결과 승선기간은 승무원들의 피로도 저하를 가져왔으며, 특히 생리 기능의 저하에 영향 을 미치는 것으로 나타났다.

승선기간으로 인해 느끼는 피로도가 직위별, 그리고 성별 로 차이가 있는지를 살펴보기 위해 반복측정 분산분석을 실 시한 결과 승선기간은 정신적 피로도, 생리적 피도로, 전체 피로도의 평균 차이에 의미있게 작용하고 있는 것으로 나타 났다. 직위는 정신적 피로도, 생리적 피로도, 신체적 피로도, 그리고 전체 피로도 평균 차이에 의미있게 작용하고 있는 것으로 나타났다. 직위별로 발생하는 피로도의 차이는 주로 교수, 부원 집단과 학생 집단에서 발생하는 것으로 나타났 으며, 이것은 나이, 업무 형태, 책임 문제 등에 있어서 이들 집단이 가지고 있는 차이 때문인 것으로 추측할 수 있다. 성 별은 신체적 피로도와 전체 피로도 평균 차이에 의미있게 작용하고 있는 것으로 나타났는데, 이것은 남성과 여성의 기본적 체력 차이 때문인 것으로 추측할 수 있다.

그 외에 장기 원양항해에 따른 승무원들의 정신과 신체의 변화에 대한 기타 의견을 종합해 보면, 승선기간 동안 승무 원들은 집중력 저하, 신경과민, 높은 스트레스, 무기력함과 같은 정신적 변화와 숙면 곤란, 배변 곤란, 식욕 감소와 같 은 생리적 변화를 겪는다고 응답하였다. 그리고 두통, 목과 어깨의 통증, 허리 통증, 다리 근육통 및 부종, 안과 계통 질 환, 피부 트러블, 소화불량, 탈모, 난청, 만성 피로 등과 같은 신체적 변화를 겪는다고 응답하였다.

특히 승선 1개월 시기에는 규칙적인 생활, 운동량 증가, 개인 시간 증가와 같은 긍정적인 측면에서의 응답도 있었으 나 하선 직전 시기로 갈수록 대부분의 승무원들은 수면 부 족, 만성 피로, 피부 트러블, 요통, 두통, 소화 불량 등과 같 은 문제점들에 대해 더 많이 기술하고 있었다.

본 연구는 승무원의 피로도 요인을 분류하고, 승선기간이 승무원 피로도 요인들에 대하여 직위별, 성별에 따라 어떤 영향을 미치는지를 실증적으로 연구하였다는 데 그 의의가 있다. 본 연구의 결과는 장기 항해시 발생하는 승무원의 피 로도에 대한 가이드라인을 제공하여 승무원들이 보다 건강 하게 업무를 수행할 수 있게 해 주고, 승무원들의 업무 만족 도 및 효율성 향상에 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 이는 곧 선박의 안전 운항으로 이어질 것으로 판단된다. 그러나 본 연구는 학교 실습선이라는 특성상 응답자의 대부분이 학 생과 남성 승무원이라는 데에 연구의 한계가 있음을 밝힌 다. 향후 연구에서는 다양한 선박에서 승선하고 있는 다양 한 경험을 가진 승무원을 대상으로 조사 시기를 좀 더 세분 화하여 연구가 이루어진다면 보다 의미있는 결과가 도출될 것으로 판단된다.

향후 승무원의 피로도를 자가 진단이 아닌 물리적인 측정 또는 양자테스트와 같은 의학적 접근 방법 등을 통한 정량 적인 계측 방법론적인 후속 연구를 진행할 계획이다.