1. 서 론
해양사고는 인명 피해는 물론 해양 환경 오염 같은 심각한 결과를 초래한다. 해양사고를 예방하는 것은 해양 산업의 지속 가능성을 확보하기 위한 중요한 과제이다. 이를 해결하기 위해, 전통적인 종이 해도를 대체할 수 있는 전자해 도표시장치(Electronic Chart Display and Information System, 이하 ECDIS)가 개발되었다. ECDIS는 실시간 위치 정보, 항로 모니터링, 위험 경고 기능을 통해 항해 안전성을 강화하고 사고를 줄이기 위해 설계되었으며, 국제해사기구(IMO)는 이를 필수 항법 장비로 지정하여 선박 운항 중 발생할 수 있는 다양한 해양사고 위험을 줄이고자 하였다(Jeong et al, 2015;IMO, 2017). 그러나 ECDIS가 실제로 해양사고 감소에 얼마나 기여했는지에 대한 실증적 검증은 부족한 실정이다. 본 연구는 ECDIS 도입 전후의 해양사고 데이터를 분석하여, ECDIS가 실제로 해양사고를 줄이는 데 효과적이었는지를 검증하고자 한다. 특히, 충돌, 접촉, 좌초, 운항 저해 사고와 같이 ECDIS와 연관성이 높은 주요 사고 유형에 초점을 맞춰, ECDIS가 각 사고 유형별로 미친 영향을 통계적인 방법으로 확인하는 것을 목표로 한다. 본 연구는 ECDIS 의무화 이전(2007년 7월~2012년 6월)과 ECDIS 의무화 이후(2018년 7 월~2023년 6월)의 해양사고 데이터를 중앙해양안전심판원 ‘해양사고 통계연보’와 해양교통안전정보시스템(MTIS)에서 ‘해양사고 자료’를 수집하였다(KMST, 2024;KOMSA, 2024a). 분석 대상은 대한민국 EEZ에서 발생한 해양사고 중 500톤 이상의 여객선 및 3,000톤 이상의 화물선(유조선 포함)을 대상으로 하였다. 이를 통해 사고 건수, 사고 발생 일시, 선박의 종류, 톤수, 사고 발생 위치 등 다양한 변수를 분석하고, ECDIS 의무화 전후 데이터를 비교하여 t-검정을 통해 통계적 유의미성을 평가하였다. 본 연구는 ECDIS 도입 효과를 검증하기 위한 기초적 자료로 활용 가치가 있으며, 향후 연구에서는 외부 요인을 포함한 추가적인 분석이 필요하다.
2. ECDIS 설치 배경
2.1 ECDIS 설치 기준
ECDIS는 선박의 항해를 안전하고 효율적으로 수행하기 위해 개발된 전자해도표시장치로, 다양한 항해 정보를 통합하여 제공하는 시스템이다. ECDIS의 전자 해도는 해안선, 등심선, 수심, 항로표지, 위험물, 항로 등의 다양한 항해 정보를 포함하고 있으며, 국제수로기구(IHO)의 표준(S-52, S-57)을 준수하여 제작된다. 전자 해도는 종이 해도의 단점을 극복하고, 시간 소모적이고 수동적인 작업을 줄여 선박이 위험 요소에 신속하게 대응할 수 있도록 하여 항해 안전성을 높이기 위해 개발되었다. 또한, ECDIS는 RADAR, GPS, Doppler log, Gyro-compass, AIS, NAVTEX, Echo sounder 등의 항해 계기와 연동되어 실시간 위치, 주변 선박 동향, 수심 등 종합적인 정보를 제공하며, 단일 인터페이스에서 항해사가 필요한 모든 정보를 확인할 수 있도록 돕는다(KHOA, 2024;Weintrit, 2009). 특히, 항로 이탈이나 위험 지역 접근 시 경고 기능을 통해 사고를 사전에 예방함으로써 항해사의 실수를 줄이고 선박의 안전을 보장한다. ECDIS 설치는 신조선에 대해서는 2012년부터 의무화되었으며, 2012년 이전 건조 선박은 Table 1과 같이 선박의 종류와 크기에 따라 단계적으로 적용되었다(IMO, 2009).
2.2 해양사고 유형과 ECDIS
중앙해양안전심판원은 해양사고의 종류를 총 11가지로 구분한다(KMST, 2024). 11가지 해양사고 중, 항해 관련 사고(Navigation-related accident, 이하 NRA)와 비 항해 관련 사고(Non-navigation related accident)로 구분하면 Table 2와 같이 충돌, 접촉, 좌초, 운항 저해 사고는 항해 관련 사고로 분류할 수 있으며, 기타 전복, 침몰, 화재, 폭발, 안전 사고 등은 비 항해 관련 사고라 할 수 있다. NRA는 부적절한 항로 계획, 항로 이탈, 선위 확인 소홀, 감시 및 상황 인식 부족 등 ECDIS와 밀접한 관련이 있다. ECDIS는 충돌, 접촉, 좌초 등의 위험이 있을 경우 선교 항해 당직자에게 경고를 울려 해양사고 예방을 위한 기능이 다수 있다(Furuno, 2023).
3. ECDIS 탑재 의무화 전·후 해양사고 분석
3.1 연구 방법
ECDIS 설치 의무화 전과 후의 해양사고 데이터를 비교 분석하기 위해 국제항해에 종사하는 총톤수 500톤 이상의 여객선과 3,000톤 이상의 화물선(유조선 포함)을 연구 대상으로 선정하였다. 연구는 ECDIS 설치 의무화 이전인 2007년 7월부터 2012년 6월까지의 5년과 의무화 이후인 2018년 7월부터 2023년 6월까지의 5년간 대한민국 배타적경제수역(Exclusive Economic Zone, EEZ) 내에서 발생한 사고 데이터를 비교하여 ECDIS 도입 효과를 검증하였다. 분석 대상 사고 유형은 ECDIS와 연관성이 높은 충돌, 접촉, 좌초, 운항 저해 사고이다. 중앙해양안전심판원의 ‘해양사고 통계연보’와 해양교통 안전정보시스템(MTIS)의 ‘해양사고 통계’ 자료를 수집하여 각 기간별 해양사고 건수, 해양사고 위치, 톤수별/계절별 사고 등을 분석하였다. 2012년 7월부터 2018년 6월까지의 기간은 ECDIS 설치 선박과 미설치 선박이 혼재된 시기로 분석에서 제외하였다. 2007년 7월부터 2012년 6월, 2018년 7월부터 2023년 6월까지의 데이터를 12개월 단위로 분류하여 표와 그래프로 시각화하고, ECDIS 설치 전후의 변화를 비교하였다. 또한, t-검정을 통해 통계적으로 유의미한 차이가 있는지 검증하였다.
t-검정은 두 집단의 평균 간 차이가 통계적으로 유의미한 지를 확인하는 데 사용하는 통계적 방법이다. 주로 소규모 샘플 데이터를 비교할 때 사용한다. 산출값 t-값(t-statistic)은 두 집단 간 평균 차이가 표준 오차에 비해 얼마나 큰지를 나타내며, p-값(P-value)은 t-값에 기반하여 귀무가설을 기각할 수 있는지 판단하는 수치이다. 일반적으로 p < 0.05일 경우, 두 집단 간 차이는 통계적으로 유의미함을 의미한다(Kim et al., 2022).
3.2 ECDIS 탑재 의무화 전후 해양사고 현황
여기에서 NRA 사고는 ECDIS 탑재 대상 선박 중, 500톤 이상 여객선과 3,000톤 이상 화물선의 사고이며, 어선과 500톤 미만 여객선과 3,000톤 미만 화물선의 해양사고는 ECDIS 도입 검증과 거리가 있으므로 제외하였다.
ECDIS 탑재 의무화 전 NRA는 Table 3과 같이 2007년 7월부터 2012년 6월까지 총 92건이 발생하였다. 92건의 NRA 중, 충돌 사고가 77건으로 가장 많았으며, 접촉 9건, 좌초 5건, 운항 저해 1건 순이었다. 기간별로는 2009년 7월~2010년 6월과 2010년 7월 ~ 2011년 6월에 각각 23건으로 가장 많은 사고가 있었다.
ECDIS 탑재 의무화가 완료된 후 NRA는 Table 4와 같이 2018년 7월부터 2023년 6월까지 총 183건 발생하였다. 충돌 사고가 164건으로 가장 많았으며, 접촉 15건, 좌초 4건이었으며 운항 저해 사고는 발생하지 않았다. 기간별로는 2018년 7월부터 2019년 6월까지 가장 많은 42건의 NRA가 있었다.
ECDIS 탑재 전후 5년간의 NRA를 비교하면, Fig. 1과 같이 충돌 사고는 77건에서 164건으로 탑재 의무화 전과 비교하여 113.0% 증가, 접촉 사고는 9건에서 15건으로 66.7% 증가 하였으며, 반면 좌초 사고는 5건에서 4건으로 20.0% 감소, 운항 저해 사고는 1건에서 0건으로 감소하였다.
Fig. 2는 2007년 7월부터 2012년 6월까지 ECDIS 탑재 의무화 전 발생한 NRA의 위치를 표시한 것이다. 주로 연안에서 사고는 발생하였으며, 특히 부산항, 여수·광양항, 인천항 등 무역항 입구에서 사고가 많았다.
Fig. 3은 2018년 7월부터 2023년 6월까지 ECDIS 탑재 의무화 이후 발생한 NRA의 위치를 표시한 것이다. 연안에서 발생한 사고가 대부분이며, 지난 5년에 비해 부산항, 울산항 입구에서 NRA가 증가하였음을 알 수 있다.
선박의 크기별(Gross tonnage) NRA은 Table 5와 같이 ECDIS 탑재 의무화 전, 3천~1만 톤의 선박에서 가장 많은 35건의 NRA가 발생하였으며, 1만~2만 톤 18건, 5만 톤 이상 16 건, 2만~3만 톤 13건, 3만~4만 톤 7건, 4만~ 5만 톤 3건의 순이었다. 선박의 크기가 작을수록 해양사고 발생률이 높았다.
2018년 7월부터 2023년 6월까지 ECDIS 탑재 의무화 이후 NRA는 3천~1만 톤 미만의 선박에서 가장 많은 55건의 사고가 있었으며, 5만 톤 이상 41건, 2만~ 3만 톤 27건, 1만~2만 톤 26건, 4만~5만 톤 18건 순이었다.
3천~1만 톤의 비교적 소형 선박 NRA는 20건 증가(57.14%) 하였으며, 1만~5만 톤의 중형 선박 NRA는 모든 범위에서 증가 추세를 보였다. 특히 4만~5만 톤 대형 선박 NRA는 500%의 큰 증가율을 보였으며, 5만 톤 이상 NRA는 25건 증가(156.25%)하였다. 전반적으로 4만 톤 이상 대형 선박의 사고 증가가 두드러진 것으로 조사되었다.
3.3 ECDIS 탑재 의무화 전후 선박 통항량
일반적으로 해양사고는 선박 통항량과 관계가 깊다. 선박 통항량의 증가로 해양사고가 증가했는지를 검증하기 위해 ECDIS 탑재 의무화 전과 후의 선박 통항량을 조사하였다. ECDIS 탑재 의무화 전후, 한국 주요 무역항의 선박 입출항 척수와 화물 물동량은 Table 6과 같다. 해양수산부 해운항만 물류정보시스템(Port-mis) 자료에 의하면, ECDIS 탑재 의무화 이전 2007년 7월부터 2011년 6월까지 5년간 약 201만 척에서 ECDIS 탑재 의무화 이후 2018년 7월부터 2023년 6월까지 5년간 약 180만 척으로 약 21만 척이 감소하였다. 반면 화물 물동량은 59억 7,726만 톤에서 79억 3,209만 톤으로 약 19억 5,482만 톤이 증가하였다(MOF, 2024). 이는 선박 통항 척수는 감소하였지만, 화물을 운송하는 선박의 크기는 대형화되었음을 의미한다. 또한, “선박 통항량 증가로 NRA가 많았을 것”이라는 가설은 기각된다고 볼 수 있다.
4. ECDIS 효과 검증
4.1 사고율 변화
ECDIS 탑재 의무화 이전 92건, 의무화 이후 183건의 단순 사고 건수만으로 ECDIS 효과를 판단하기 어렵다. 이러한 경우 일반적으로 척당 사고율(accident rate)을 계산한다. 척당 사고율은 단순한 사고 건수 비교의 한계를 보완하여 통항량 차이를 반영한 표준화된 지표를 제공한다. 이를 통해, ECDIS 도입 전후의 사고 위험을 공정하고 객관적으로 비교할 수 있다. 한국해양교통안전공단(KOMSA)에서도 선박 100만 척 당 사고율을 계산하여 해양사고 추세를 분석한다(KOMSA, 2024b). 10만 척당 사고율은 식(1)과 같이 계산한다.
여기서, AR: 사고율(%), NA: NRA 사고 건수(건), VTV: 선 박 통항량(척)
Table 7과 같이 ECDIS 의무화 이전 사고율은 10만 척당 4.57건, ECDIS 의무화 이후 사고율은 10만 척당 10.10건으로, ECDIS 의무화 이후 사고율이 오히려 증가하였다. ECDIS는 항로 계획, 위험 경고, 충돌 회피와 같은 기능을 통해 해양 사고 예방을 위해 설계되었다. 그러나 ECDIS 의무화 이후 사고율이 증가했다는 것은 ECDIS 도입 효과가 기대에 못 미치고 있다는 것을 나타낸다.
4.2 ECDIS 효과 분석
ECDIS 의무화가 해양사고(NRA) 감소에 미친 영향을 검증하기 위해 Table 8과 같이 t-검증을 실시하였다. t-검증 수행을 위해 “ECDIS 의무화 전후 NRA 건수에 유의미한 차이가 없다”라는 귀무가설(Ho)를 설정하였다. t-값은 이 값이 절대적으로 클수록 “두 집단 평균 간 차이가 큼”을 의미하며, p- 값이 0.05 미만(< 0.05)이면 귀무가설이 기각된다. Table 8의 t-검증 결과와 같이 p-값이 0.05미만이므로, “ECDIS 의무화 전후 NRA 사고 건수가 통계적으로 유의미함”을 의미한다. 결과적으로 “ECDIS가 해양사고 감소에 큰 영향을 못 미쳤다”고 할 수 있다. 다만, ECDIS가 전체 NRA를 줄이지 못한 이유에 대해서는 추가 분석이 필요하다. 이번 해양사고 데이터와 재결서만으로는 구체적인 사고 원인 분석에 한계가 있으며 외부 요인에 의한 사고 가능성이 있다.
4.3 해양사고 유형별 t-검증 결과
Table 9는 t-검증 결과를 사고 유형별로 t-검증 결과를 정리한 것이다. 이 결과는 ECDIS 의무화 전후 NRA 차이가 통계적으로 유의미한지를 확인하기 위함이다. 접촉, 좌초, 운항 저해 사고는 통계적으로 유의미한 차이가 없었던 반면 충돌 사고는 t-값이 -4.88, p-값이 0.001로, p-값이 0.05보다 작으므로 통계적으로 유의미한 결과를 보였다. 즉, 충돌 사고는 ECDIS 의무화 이후 유의미하게 증가했다. ECDIS 도입으로 사고 감소 효과를 기대했지만, 충돌은 오히려 증가했다. 이는 충돌 사고가 다른 원인(예: 경계 소홀, 장비 의존도 증가, 항법 미준수, 피로 및 주의력 결핍 등)으로 발생했을 가능성이 있다. 또한 ECDIS 도입 효과를 극대화하기 위한 추가적인 교육이나 제도 개선이 필요함을 시사한다.
5. 결 론
ECDIS는 실시간 위치 정보 제공, 경로 모니터링, 위험 지역 경고 등의 기능을 통해 해양사고 예방을 위해 설계되었다. 본 연구는 ECDIS 도입이 해양사고 감소에 효과적이었는 지를 분석하는 것에 목적이 있다.
본 연구에서는 ECDIS 탑재 유예기간(2012년 7월~2018년 6월)을 고려하여, ECDIS 탑재 의무화 이전(2007년 7월~2012년 6월)과 탑재 이후(2018년 7월~2023년 6월)로 구분하여 각 5년 간 대한민국 EEZ 내에서 발생한 해양사고 자료를 수집하여, 사고 선박, 사고 위치, 사고 유형 등을 분석하였다. ECDIS 탑재가 의무화되는 선박(여객선 총톤수 500톤 이상, 화물선 총 톤수 3,000톤 이상)을 대상으로, ECDIS 기능과 관련 있는 충돌, 접촉, 좌초, 운항 저해 사고를 중심으로 분석하였다.
ECDIS 도입이 해양사고 저감에 효과가 있었는지를 검증하기 위해 통항 척수 대비 사고율(Accident rate)을 계산하였고, ECDIS 탑재 전후 해양사고를 t-검증하였다.
연구 결과, ECDIS 도입 이후에도 항해 관련 사고가 증가하는 경향을 보였다. ECDIS 도입이 충돌, 접촉, 좌초, 운항 저해 사고를 효과적으로 감소시키지 못했음을 시사하였다. 사고 유형별로는 ECDIS와 충돌 사고가 통계적으로 유의미 한 결과를 보였다.
ECDIS는 항로 계획, 위험 경고 및 충돌 회피를 포함하여 항해 안전성을 강화하는 중요한 장비이다. 그러나 장비 사용에 대한 운항자들의 충분한 교육 부족이나, ECDIS 정보에 대한 지나친 의존 등으로 해양사고가 발생할 가능성이 있다. 이번 연구에서 ECDIS가 전반적으로 해양사고 감소에 긍정적인 효과는 미미했다는 결과를 보였으나, 보다 세부적인 사고 원인 분석을 위해 추가 연구가 진행될 필요가 있다. 이번 연구에서 사고 발생에 영향을 미칠 수 있는 기상 조건, 해상 교통 환경, 선원의 인적요인 등 외부요인을 고려하지 않았음을 연구 한계로 밝힌다.
