한국해양대학교 해양정보시스템 강의 노트 제1장 강의 소개 / 선박구조 및 기본개념

1. 강의소개 / 선박구조 및 기본 개념
강의 : 정창용 / IT 공학부
https://www.facebook.com/mislecture

2.  개요
 선박/해양 분야에서 활용되는 컴퓨터공학, 프로그래밍 실무를 익
히기 위해 관련 국제 규정과 선박통신/항해 장비에 대한 개요 및
기술 일반을 강의한다.
 강의진행
 이론/실습(전자해도 drawing/NMEA parser/AIS message decoder
구현)
 발표 (팀 별 조사, 발표)
 프로그래밍 과제 (실습 수업 내용의 완성)
 웹사이트
 https://www.facebook.com/mislecture

3.  평가
 중간고사 : 30%
 기말고사 : 30%
 팀별 조사 발표 : 10%
 과제1 (NMEA0183 parser 구현) : 10%
 과제2 (AIS message decoder 구현) : 10%
 출석 : 10%
 과제의 평가
 기한 후 1주 내 제출 시: 0~30% 감점 (순차적)
 기한 후 2주 내 제출 시: 40% 감점
 그 후 제출 시: 60% 감점

4.  해운산업
 조선업
 수산업

5.  수송량이 매우 크다
 운송거리가 대부분 원거리다
 수송비가 저렴하다
 수송이 자유롭다
 국제성을 지니고 있다
 운송이 느린 편이다

6.  수출의존도가 높아 해운산업이 대외교역에 차지하는 비중이
매우 크다
 3면이 바다로 둘러 쌓여 있고 지리적 이점과 남북한이 대치하
는 정치적 상황으로 해외진출은 바다에 크게 의존하고 있다
 자국선을 이용할 경우에는 외화 지출을 절감시켜 외화절약 효
과를 가져온다
 조선업 및 보험업 등 관련된 산업과 밀접하게 연관되어 있다
 전쟁 중에 여객선 및 일반 상선을 군대와 군수 물자를 운송하
는데 이용 가능하다
 해운동맹의 독점적 관행과 운임구조에 영향력을 미쳐 무역을
유리한 방향으로 이끌 수 있다

7.  항해사
 항로설정, 선박위치측정, 선박 내 인사관리 등 선박운항에 관한 전반적인 업무를
맡고 있으며, 국가에서 시행하는 해기사 면허를 가지고 있어야 한다.
 선장 : 선박의 최고 책임자로 법 규정에 따라 선박과 인명의 안전을 책임지고 선박
내 모든 활동에 대한 지휘 권한을 가짐
 1등 항해사 : 갑판부의 책임자로서 선장을 도와 선내의 규율 확립과 하급 항해사
및 선박부원의 교육훈련, 선박의 안전관리, 갑판부의 보수와 정비 등을 책임
 2등 항해사 : 항해계획 수립 및 항해에 필요한 선박 내 각종 계기를 관리하고 점검
하며 선박의 입항과 출항 시 배 뒤 부분에서 선장에게 각종 상황을 보고하고 선장
의 지휘에 따라 임무를 수행
 3등 항해사 : 선박의 입항과 출항 시 선교(bridge)에 자리를 하고 주로 구급, 위생
및 의료 업무를 담당하며 선박의 소화설비를 점검하거나 관리

8.  기관사
 항해 중에는 선박을 움직이는 추진 동력장치인 주 기관 및
발전기, 보일러, 각종 펌프, 조수장치, 냉동기 등의 보조 기
계를 포함하여 모든 기관 장치가 최적의 상태를 유지하도록
기관 장치를 정비하고 관리하는 일을 하며 배가 정박 중일
때는 연료, 비품, 소모품 등을 보충하는 일을 한다.
 기관장 : 기관부의 책임자로서 선장을 돕고 기관부를 관리
 1등 기관사 : 기관장을 도와 주 기관과 이에 관련된 기기를
담당하며 기관부의 인력관리업무를 담당
 2등/3등 기관사 : 연료유나 윤활유를 관리하고 발전기나 보
일러를 포함한 각종 보조기관을 각각 분담하여 담당

9.  도선사
 항만·운하·강 등의 일정한 도선구(내항에서 부두 안벽 사이
에 특별히 설정된 구역)에서 선박에 탑승해 해당 선박을 안
전한 수로로 안내하는 사람
 도선사가 되기 위해서는 일정기간의 선장 경력을 쌓은 후 국
토해양부장관이 시행하는 시험에 합격해 자격증을 발급받
아야 함
 소형 도선선에 승선하여 선박에 다가가서 7~ 10m 높이의
도선사용 사다리를 이용해 선박에 올라타서 세계 각국의 선
장, 선원들과 도선관련 정보를 교환하고 기상, 해·조류, 선박
크기 및 종류, 선박 조종성능 등을 고려해 선박을 항계 내 정
박지로 안전하게 인도하는 역할을 한다.

10.  수주산업
 종합 조립산업
 지방 입지성이 높은 산업
 노동집약적 산업
 수출형 산업

11.  선박수주
 일반기계, 자동차, 전자제품과 달리 예측되는 고객을
대상으로 이미 설계된 제품을 생산하는 것이 아님
 선주의 주문에 의해 생산
 선주의 요구사항(선박의 종류, 크기, 항로, 선속 등)에
따라 조선소에서 개념설계 또는 초기설계를 수행
 선박의 성능이 만족되고 납기, 가격, 지불 조건 등이 선
주와 합의되면, 건조계약을 체결
 기본설계와 상세설계를 수행하여 본격적으로 건조과정
에 진입

12.  기본설계
1) 개념설계 및 초기설계
▪ 계선주로부터 제시된 요구사항, 즉 화물의 종류, 적재능력, 크기, 선속, 선
체구조강도, 예상항로 등을 만족시키는 최적 선박의 개념을 도출하는 과정
▪ 개발된 제반 선박의 성능을 과거에 건조된 선박의 실적, 계산, 실험 등을 통
하여 입증하는 과정을 거쳐 선박의 기본 성능과 주요 기자재의 사양을 확정
하는 설계
2) 기본설계 (기능설계)
▪ 선체구조의 구체화, 기관실의 주 기관을 비롯한 각종 장비의 배치, 배관
계통도, 전기장치의 배치, 전선계통도, 갑판장비의 배치, 항해장비, 거
주 설비 등을 구체적으로 정의하는 과정
▪ 이 과정에서 도출되는 각종 도면과 계산서, 사양서 등은 선주의 승인을
받게 되고, 안전성 관련 도면은 선급협회의 승인을 받도록 되어

13. 3) 상세설계
▪ 생산현장에서 이해될 수 있는 수준으로 기본설계 결과를 각 서브 시스
템 별로 도면으로 상세히 표현하는 과정
▪ 생산에 필요한 원자재의 정확한 수량, 기자재의 발주사항 등이 도출되
어 자재발주가 이루어지고 생산계획을 위한 자료가 공급
4) 생산설계
▪ 상세설계 결과를 작업자나 공작장비의 운전에 필요한 생산정보를 정확
하게 도출하는 과정
▪ 선체선도를 현척(과거에는 거의 선박을 현척으로 현도하였음), 또는 축
척으로 현도하거나 전산프로그램에 의해 처리하여 NC(Numerical
Control; 수치가공) 가공 정보를 도출하는 과정이 포함
▪ 공작 순서, 방법, 부재의 연결과 치수 등을 표시한 공작도, 각종 기계장
비의 부착 상세도 등이 도출

14.  선체의 선도(Lines)

15.  수산업의 생산물을 수산물이라 하며, 생산하는 방식에 따라 어
업, 양식업, 수산가공업으로 나뉨
 어업
 천연의 수산생물을 채취하거나 포획하는 사업
 양식업
 수산생물을 인위적으로 번식, 조장하는 사업
 수산가공업
 어업, 양식업의 생산물을 원료나 재료로 하여 보존식품 등을 생산
하는 사업

16.  선박?
 수상에 뜬다는 부양성, 여객 또는 화물을 실을 수
있는 적재성, 그리고 적재된 것을 원하는 위치로 운
반할 수 있는 이동성의 3요소를 동시에 갖춘 구조
물
 한자로 '선박'은 통념상 대형선을 의미하며, '주정'
은 소형선을 뜻하고, 법률상으로는 선박이라는 용
어가 사용되며, 그 용도나 재질, 톤수, 적재능력, 항
행구역 등과 무관하게 쓰이는 개념

17.  영어로는 'Ship', 'Boat' 및 'Vessel'이란 단어가
쓰이고 있으나 이를 엄밀히 구분한다면 'Ship'
은 대형선을, 'Boat'는 소형선을 각각 의미하며
'Vessel'은 대소형을 모두 포함한 뜻을 가짐
 해운의 관점에서 보는 선박은 상행위, 기타 영
리를 목적으로 화물 및 여객의 운송에 사용되는
부양성, 적재성, 이동성을 갖춘 구조물로 정의

18.  부양기능(Floatation Capability)
 선박은 무거운 짐을 싣고 물에 뜨는 기능을 가지고 있어야 한다.
 추진기능(Self Propulsion Performance)
 선박은 물에 떠서 갈 수 있어야 한다.
 구조기능(Vessel Structural Strength)
 선박은 튼튼한 그릇으로서의 역할을 해야 한다.
 화물적재와 안정성 및 부원력(Cargo Loading and Statistical Stability)
 선박은 짐을 싣고도 안전하여야 한다. 즉, 기울거나 쓰러지지 말아야 한다.
 운동성능(Ship Motion Characteristics)
 선박은 좁은 항만이나 해협에서 안전하게 조종할 수 있어야 한다.
 조종성능(Maneuverability)
 선박은 방향타와 조타기를 장착하여 희망 진행방향을 향하도록 한다.

19.  조선장치(Steering System)
 선박은 방향타와 조타기를 장착하여 희망하는 진행 방향을 향하도
록 한다.
 화물적재 및 양하역(揚荷役)(Cargo Stowage, Loading and
Unloading)
 선박은 화물을 싣고 갈무리하고 내릴 수 있어야 한다.
 계선계류 설비(Mooring Facility)
 선박은 항만의 부두 안벽에 묶어 둘 수 있어야 하고, 항만내외에서
닻을 내리고 정지해 있을 수 있어야 한다.
 항해 및 통신설비(Navigation and Communication)
 선박은 속력제어, 위치파악이나 방향유지, 장애물 예지, 그리고 통
신기능 등 항행에 필요한 모든 설비를 갖추어야 한다.

20.  주기(Main propulsion Engine)
 선박은 주추진 동력발생 주기를 장착하고 추진장치를 구동토록 한
다.
 기관실보조기기(Engine Room Auxiliary Equipment)
 선박은 전력, 증기(蒸氣), 압축공기, 유압, 증류수 등 동력과 기타
에너지원을 만드는 발생장치를 설비한다. 또한 연료유와 윤활유의
순환 및 세정장치와 냉각수 순환장치와 열교환기를 설비한다.

21.  선원 거주구 설비(Crew Accommodation Facility)
 선박은 선원이 살며 일할 수 있도록 취사와 취침용 선실을 갖추어
야 한다.
 소화장치 및 구명장치(Fire Extinguishing and Saving
Equipments)
 선박은 해난시의 인명구조 설비와 화재시의 재산의 안전을 위하여
화재예방과 소화장치를 각각 갖추어야 한다.

22.  사용목적에 따른 분류
 상선 : 여객 또는 화물을 운반하여 운임수입을
얻는 것을 목적으로 하는 선박
▪ 화물선
▪ 화객선
▪ 여객선
 함정
 어선
 특수작업선

25.  컨테이너선과 대형산물선이 등장하기 전까지는 일반
화물선이 전형적인 화물선으로 과거 40∼50년간의 해
상운송은 일반화물선이 주도
 설계상의 특징
 원활한 잡화선적을 위해 다중갑판(multiple deck)으로 되어
있으며
 하역에 소요되는 시간 때문에 대형화하지 못하고, 통상
10,000 ∼15,000 총 톤(G/T ; gross ton) 정도
 그럼에도 조선기술의 향상과 함께 본 선박도 많이 개선되어
왔으며, 특히 본선 크레인의 성능이 크게 향상되었고, 선창
덮개(hatch cover)의 자동화, 환기장치의 개선 등이 이루어
졌다.

27.  하역시간을 단축하고 하역비용을 절감하기 위해, 화물을 컨테이너라는 용기
에 넣어 운송하는 것을 컨테이너화라 하고, 그 컨테이너를 효율적으로 수송
하기 위해 건조된 선박
 컨테이너선의 이점
 전천후 하역이 가능
 하역능률이 높아 정박일수가 단축됨으로써 선박의 가동률이 제고
 정박시간 단축으로 선형의 대형화가 가능
 하역률 향상과 정박시간 단축으로 수송원가가 절감
 컨테이너의 육상연계수송으로 문전서비스(door-to-door)가 가능
 컨테이너선은 재래선과 비교할 때 수송거리가 짧고 그 회수가 많으며, 육상과의 연계운
송을 필요로 하는 항로일수록 더 유리
 운송화물
 대부분의 컨테이너는 잡화운송
 냉동/냉장화물을 위한 냉동/냉장 컨테이너
 액상화물 또는 화공품을 위한 탱크 컨테이너
 기계류 등을 위한 특수 컨테이너

29.  원유, 정제유(oil products), 화공품, 액화가스
등 액상화물을 선창 내에 직접 산적(Drum 등
의 용기에 넣지 않고)하여 운송하는 선박
 종류
 원유운반선(Crude Oil Tanker)
 정제운반선(Product Tanker)
 화공품운반선(Chemical Tanker)
 가스운반선(Gas Tanker)

31.  석탄과 같은 화물을 벌크상태로 운송하는 방법은 옛날
부터 있어 왔지만, 오늘날과 같이 산화물을 그대로 자
동화된 하역기기로 신속하고 간편하게 적양하며, 산화
물의 운송효율을 높이기 위해 단일갑판(single deck)의
산물선이 처음으로 건조된 것은 1957년이었다.
 철광석, 석탄, 곡물, 시멘트, 인광석, 보크사이트, 석회
석, 원당 등 주로 대형 산화물 운송에 적합한 선형으로
탱커와 함께 부정기선의 주종을 이루고 있다

33.  철광석, 보크사이트, 석회석 등을 운반하는 선박
 특징
 보통 편도화물을 운송하기 때문에 공선귀항 시를 대비
하여 적당한 양의 물을 적재하기에 충분한 선저수조
(ballast tank)를 갖고 있음
 하역은 선적지와 양륙지가 한정되어 있어서 육상에 광
석 적양에 적합한 하역장치를 설치 이용하기 때문에,
통상 광석전용선에는 일반화물선에서 볼 수 있는 적양
기(derrick or crane) 등의 하역설비가 없음

34.  탱커나 산물선의 문제점
 대부분의 경우 편도수송이며 왕복화물을 구할 수 없음
 해결
 유류와 건화물을 선택적으로 수송할 수 있는 겸용선이 1960
년대 중반부터 개발
 O/O선(ore/oil carrier) : 철광석과 원유를 수송
 O/B/O선(ore/bulk/oil carrier) : 광석, 산화물, 원유를 수송
 C/B선(car/bulk carrier) : 자동차와 산화물을 수송
 최근에는 Container/Bulker라 하여 왕항(往航, outbound)은
컨테이너, 복항(復航, inbound)은 산화물을 운송할 수 있는
정교한(sophisticated) 겸용선도 등장하고 있다.

35.  육류나 어류 등의 냉동화물을 운송하기 위
해 전선창을 냉장화하여 냉동물 운반에 전
용되는 특수선
 주로 어류, 과일, 야채 등을 운반
 냉동선은 각 선창을 적당한 크기의 구획으
로 나누어, 각 구획마다 방열구조를 갖추고
강력한 냉각장치를 설비하여, 냉동물 운송
중 각 화물 별로 저장에 필요한 온도를 장
기간 유지할 수 있도록 설계

36.  일반화물선에서는 변압기, 객차, 기관차,
선박엔진, 발전기, 기계설비, 쟈켓, 갠트리
크레인 등 초중량물(통상 분리불능의 50톤
이상의 화물) 또는 거대화물을 자력으로 적
양할 수 없기 때문에, 이러한 특수화물의
운송을 위한 선체구조 및 설비를 갖춘 선박

38.  일반화물선을 기준으로 한 선박의 구조

39.  선체(hull)
 선박은 재료에 따라 목재, FRP, 강재로 건조되며, 종강력재와 횡
강력제에 의판·갑판·선수재·선미재 등을 연결하고자 맞춘 견고한
구조를 갖는다.
 이중저(Double Bottom)
 선수·선미부를 제외하고 선박 바닥은 이중저 구조를 가지게 되어
선체의 강도를 향상시키고 발라스트(ballast) 탱크로 선박의 복원
성을 조절하는 역할도 한다.
 화물창(Cargo Hold)
 이중저 상부에 상갑판까지 횡격벽을 적당한 간격으로 세워 화물창
을 구획하고 상부의 개구를 해치(화물창 덮개)라고 하며 항해 중에
는 수밀유지를 위해 창구 덮개 등으로 강제로 밀폐한다.

40.  배수(Pumping)
 이중저 내부는 기관실의 펌프로부터 배수관이 투입되어 빌지
(bilge, 오수)를 수시로 선외로 배출하여 화물의 수해를 방지하고
침수로 인한 선박의 복원성 저하를 방지한다.
 갑판(Deck)
 선박의 종통 갑판인 상갑판 밑에 중갑판, 하갑판이 있으며 그 위로
설루갑판, 단정갑판, 선교갑판 등으로 구성되며 선박의 종류에 따
라 구조를 달리한다.
 선교(Bridge)
 항해 및 운영 지휘소라 할 수 있으며 조타실, 항해계기, 해도실, 무
선설비가 설치되어 있다.

41.  기관실(Engine Room)
 기관제어실, 추진기관과 발전기, 보일러, 각종 펌프 등 보조기관들
이 설치되어 있다.
 갑판실(House Marine)
 선원실, 사무실, 식당, 휴게실, 의무실이 설치된 장소
 선수부(Fore Castle)
 정박용 로프 조작윈치, 묘쇄고, 갑판창고, 페인트창고 등이 설치되
어 있다.
 선미부(Poop)
 정박용 로프 조작윈치, 조타기실이 위치해 있다.

42.  선박의 크기를 표현하는데 톤수(Tonnage) 사용
 선박에 사용되는 Ton은 중량의 단위로서의 톤만이 아니
고 용적의 개념으로도 Ton을 사용
 Ton이 쓰이는 용도에 따라
 배수량톤수 : 배의 중량
 총톤수 및 순톤수 : 배의 용적
 재화중량톤수 : 배가 적재할 수 있는 화물의 중량
 표준화물선 환산톤수 : 선박의 종류별 가공공수에 의한 상대적 지
표

43.  총톤수(Gross Tonnage : GT)
 Capacity Tonage(용적톤)로서 선각(船殼)으로 둘러싸여진 선체
총용적으로 부터 상갑판 상부에 있는 추진, 항해, 안전, 위생에 관
계되는 공간을 차감한 전용적
 순톤수(Net Tonnage : NT)
 직접 영업행위에 사용되는 면적, 즉 화물과 여객의 수송에 제공되
는 용적을 말한다.
 총톤수에서 선박운항에 이용되는 부분의 적량(선원실, 해도실, 기
관실, 밸러스트탱크 등)을 공제한 순적량을 톤수로 환산한 수치
 총톤수와 같이 100ft3를 1톤으로 하며, 보통 총톤수의 약 0.65배 정
도에 해당
 직접 상행위를 하는 용적이므로 항세, 톤세, 운하통과료, 등대 사
용료, 항만시설 사용료의 기준이 되고 있다.

44.  재화중량톤수( Deadweight Tonnage : DWT )
 선박이 적재할 수 있는 화물의 중량
 화물, 여객, 선원 및 그 소지품, 연료, 음료수, 밸러스트, 식량, 선용
품 등의 일체가 포함되어 있으므로 실제 수송할 수 있는 화물의 톤
수는 재화중량톤수로 부터 이들 각종의 중량을 차감한 것이 된다.
 배수량톤수( Displacement Tonnage : DISPT )
 물위에 떠있는 선박의 수면하 부피와 동일한 물의 중량이 배수톤
수
 아르키메데스의 원리에 의한 선박의 무게로 주로 군함에 쓰여지는
톤수이다.

45.  표준화물선 환산톤수(CGT: Compensated Gross
Tonnage)
 표준화물선으로 환산한 수정총톤으로 기준선인 1.5만DWT(1만
GT) 일반화물선의 1GT당 건조에 소요되는 가공공수를 1.0으로
한 각선종, 선형과의 상대적 지수로서 CGT계수를 설정하고 GT를
곱한 것으로 실질적 공사량을 나타낼 수 있는 톤 수

48.  전장(Length over all, L.O.A)
 선수의 최전단에서부터 선미의 최후단까지의 수평거리
 부두 접안이나 입거 등의 선박 조종에 필요
 수선간장(Length between perpendiculars, L.B.P or Lpp)
 계획 만재 흘수선상의 선수재의 전면과 타주의 후면에 각각 수선을 세워
양 수평 거리를 말함
 타주가 없는 선박은 타주재 중심선까지의 거리임
 수선장(Water line length, Lw)
 계획 만재 흘수선상에서 물에 잠긴 선체의 선수재 전면부터 선미 후단까
지의 수평거리
 배의 저항, 추진력 계산에 사용됨
 등록장(Registered length)
 상갑판 보(beam)상의 선수재 전면부터 선미재 후면까지 잰 수평거리
 선박원부에 등록되는 길이로 선박국적증서에 기입됨

50.  전폭(Extreme breadth, B)
 선체의 폭이 가장 넓은 부분의 외판의 외면부터
맞은 편 외판의 외면까지의 수평거리
 입거 및 선박 조종 등에 사용
 형폭(Molded breadth)
 선체의 폭이 가장 넓은 부분의 늑골의 외면부터
맞은 편 늑골의 외면까지의 수평거리
 선박에 대한 법규 등에서 사용

51.  선박개론 : 해양한국 [393호] 2006년 05월 30일
 해양산업 : 국립해양조사원 통합해양 교실
(http://www.khoa.go.kr/UOC/industry/shipping/introduce.asp)
 선박의 구조
 http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=safer_sea&logNo=90045031697
 http://chosun.cmu.ac.kr/down.asp?tbl=board_notice&file=%BC%B1%C3%BC%C0%C7%B1
%B8%C1%B6%BF%CD%B8%ED%C4%AA.hwp
 선박의 정의
 http://www.shipbuilding.or.kr/Technical/ship/Vessel/Vessel.html
 한국조선협회 (http://www.koshipa.or.kr)에서 발췌 Tel: 02-2112-8181 Fax:
02-2112-8182
 GREENOCEAN(http://www.greenocean21.com)