WO2019182229A1 - 실제 운항정보를 이용한 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정방법 및 장치 - Google Patents

실제 운항정보를 이용한 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정방법 및 장치 Download PDF

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WO2019182229A1
WO2019182229A1 PCT/KR2018/015947 KR2018015947W WO2019182229A1 WO 2019182229 A1 WO2019182229 A1 WO 2019182229A1 KR 2018015947 W KR2018015947 W KR 2018015947W WO 2019182229 A1 WO2019182229 A1 WO 2019182229A1
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ship
port
route
passenger
emissions
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PCT/KR2018/015947
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설성희
송민숙
여소영
김상균
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대한민국 (환경부 국립환경과학원장)
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • G06Q50/26—Government or public services
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/40—Business processes related to the transportation industry

Definitions

  • the present invention relates to a statistical system, and more particularly, to a ship sector air pollutant emission estimation apparatus and method using actual flight information.
  • Estimation of air pollutant emissions in the ship sector is related to emissions from anchoring and berthing activities for coastal passenger ships, coastal cargo ships, offshore fishing vessels, and inland waterways and ships, and estimates fuel consumption for anchoring and berthing activities. It was a method of estimating the amount of pollutant generated by fuel combustion.
  • the conventional space allocation method has utilized a method of distributing to a grid overlapping the moving line by using the moving line. Since the range of emission sources for calculating emissions is anchored and berthing, the moving line is implemented as Geographic Information System (GIS) data in the bounds by referring to the port diagram and the length of the line for the grid overlapping the moving line. The method of calculating the ratio was used. In addition, after calculating the ship discharge per port, the system was used to allocate the grid divided by the moving line length ratio only for the grid including the moving line.
  • GIS Geographic Information System
  • the conventional method has a problem that only a part of the emissions by the ship is realized because the range of the discharge source is limited to the vessel's anchoring and berthing activities.
  • the berth distance which is the basis for estimating the fuel consumption at the berth, was not investigated for each port and simplified based on the distance of 35 km, which is the influence of sea winds. There was a problem. In the space allocation, only the movement within the port was reflected, so it was limited to the area of the trade port.
  • only 500 pieces of extracted data were used when constructing cargo ship data, and there was a problem in that the flight time was overestimated due to the ineligible data missing the departure data or the arrival data. There was also a similar problem with air pollutant emissions.
  • the technical problem of the present invention is to realize the type of the vessel and to utilize the flight information data for each vessel, according to the type of fuel used by the operating route, so as to grasp the air pollutant emissions of the vessel similar to the actual situation.
  • the present invention provides a method and apparatus for estimating air pollutant emissions from the ship sector using actual flight information to grasp the degree of air pollutant emissions from the ship sector.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a ship sector air pollutant emission calculation method and apparatus capable of estimating the emissions including all the emissions at each port of the ship sector and emissions during operation.
  • the type of ship is divided into passenger ship, cargo ship, fishing vessel and leisure vessel, the type of fuel consumed in the ship
  • Calculating air pollutant emissions by type of vessel calculating air pollutant emissions by space, including the drawing data and air pollutant emissions calculation results by vessel type, and spatially distributing the emissions calculation results Plotting space by space, comprising: constructing the base data database If the type of vessel is a passenger ship at the step of doing so, the step of investigating the port of call for each passenger line, extracting the time of stoppage of the port of call according to the operating sequence, and the passenger port, the port of travel, the travel route section and the passenger route grid And a step of constructing a passenger route, and if the type of
  • the output is applied at the first output rate at the starting point and the end point holding time, and if the port of call is the middle port, the output is applied at the second stop rate of the intermediate port of call.
  • the allocation stage by passenger ship discharge port which applies the output at the third output rate, where the third output rate is greater than the first output rate and the second output rate, And classifying and storing the discharge and the passenger lattice discharge, and in the step of calculating the air pollutant emissions by the type of the vessel, when the type of the vessel is a cargo ship, the cargo ship Calculation of anchoring mode emissions through the calculation of emissions including the number of arrivals, fuel consumption by tonnage and the composition of ship oils, and the berthing mode through the calculation of emissions including the number of cargo ships entering port, fuel economy, lead distance and port oil composition by port.
  • Emissions are calculated by dividing the operation mode of the cargo ship and the operation mode of the cargo ship between the port and the working vessel in the port. Calculation is based on the emission calculation formula, and the operation information for which the port is unspecified includes the step of calculating the operation mode emission by dividing it into the working vessel in the port, and the air pollutant for calculating the emission is CO, No x , So Ship sector air pollutant emissions using actual flight information, including x , PM 10 , PM 2.5 , VOC and NH 3 It is achieved by calculation method.
  • the step of setting an appropriate operation time for each cargo ship may exclude data deviating from a predetermined operating time range among the cargo time for each cargo ship.
  • the shape of space allocated to the space may be at least one selected from points, lines, and polygons.
  • points can be used for point-by-point indications of the port or passenger terminal of the emissions
  • lines can be used for the indication of emissions according to the vessel's operation.
  • the polygon can be used for the indication of emissions in at least one selected from fisheries, grids and sea ridges.
  • the step of constructing the drawing data includes: a coordinate conversion step of transforming at least some of the coordinates of the basic data, an attribution information modification step of modifying at least some of the attribution information of the basic data, the coordinate conversion step and an attribution information modification step Thereafter, a position correction step of correcting the position of at least a part of the basic data, the sea-dong code granting step of assigning a sea-dong code to the base material corresponding to the sea-dong of each of the base data, the route list of the base data It may include a route list extraction step of extracting, and a route construction step of constructing a route including an image for each route with respect to the route list.
  • the calculating of the air pollutant emissions of the fishing vessel may include the step of deriving the amount of duty-free oil supplied by the combination multiplied by the emission coefficient, the step of allocating the discharge for the fish tank, and the step of allocating emissions for fishing activities .
  • the step of calculating the air pollutant emissions of the leisure vessel, calculating the total fuel consumption of the leisure vessel by multiplying the fuel consumption per chuck by the registered number of the leisure vessel, and multiplying the total fuel consumption of the leisure vessel by the emission factor Deriving air pollutant emissions may include.
  • a freight route construction unit for constructing a freight route including a freight port, a freight route section and a freight route grid
  • the air pollutant emission calculation unit for each ship type includes a passenger ship emission calculator, a freighter emissions calculator, It includes fishing line discharge calculation and leisure ship discharge calculation
  • the passenger ship discharge calculation allocates each route to passenger route setting part that divides the route of each passenger route into starting point, end point, intermediate port and route section.
  • the emission allocation unit for each port area calculated by multiplying the ratio and the passenger ship storage unit for storing passenger ship discharges into passenger port discharges, passenger marine discharges and passenger lattice discharges are included.
  • Emission mode emissions through emission calculation formula including consumption and ship oil composition Calculation of berth mode emission calculation that includes berth mode calculation, including berth, cargo port number, fuel economy, port distance and port composition, and berth mode emission calculation Emissions are calculated by dividing them into operations and in-port work vessels.In the case of inter-port operations, the calculations are based on emission calculations including cargo specifications, tonnage and appropriate operation time set for each route, and ship construction cost. The information is achieved by a ship sector air pollutant emission estimator using actual flight information, characterized in that it comprises a flight mode emissions calculator that calculates emissions by dividing the work vessels into ports.
  • the drawing data construction unit may include a coordinate conversion unit for converting coordinates of at least some of the basic data, an attribute information correction unit for modifying attribute information of at least some of the basic data, the coordinate conversion unit, and the attribute information correction unit
  • a position correction unit for correcting the position of at least a part of the basic data, whether to give a maritime code to the basic data corresponding to the maritime dong
  • a route list extracting unit for extracting a route list from the basic data
  • the route list may include a route construction unit for constructing a route including an image for each route.
  • the present invention when calculating the amount of air pollutant emissions of a ship, it is possible to grasp the degree of sea emissions of air pollutants in close proximity to actual data by reflecting the movement characteristics, fuel characteristics, etc. of each ship. By subdividing and upgrading the calculation methods and stages of passenger ships and cargo ships, the actual air pollutant emissions of each zone can be calculated.In addition, the data can be input for each time zone, so ships by time and zone It is possible to project the emission of each flight, to project the emission of time, and to realize the actual emission as the measured value increases.
  • Figure 1 shows a method of calculating the air pollutant emissions of the ship sector according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flow chart showing the steps of building a cargo ship database according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a detailed procedure of constructing drawing data in the ship sector air pollutant emission calculation method of FIG. 1.
  • Figure 4 shows the air pollutant emissions of the passenger ship in accordance with an embodiment of the present invention as a point.
  • Figure 5 shows the air pollutant emissions of the passenger ship according to an embodiment of the present invention in points and lines.
  • Figure 6 shows the air pollutant emissions of the cargo ship according to an embodiment of the present invention in points and lines.
  • Figure 7 shows the air pollutant emissions of fishing boats according to an embodiment of the present invention as a point.
  • Figure 8 shows the air pollutant emissions of the leisure vessel according to an embodiment of the present invention as a point.
  • Figure 9 shows the integrated air pollutant emissions from the ship sector according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 shows an apparatus for calculating air pollutant emissions in a ship sector according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 11 shows that the passenger route is divided when calculating the passenger ship emissions according to an embodiment of the present invention.
  • the ship sector air pollutant emission estimating apparatus using the actual navigation information of the present invention includes a processor, a memory, and a transceiver.
  • Ship sector air pollutant emissions calculation is to build a basic data database step (S100), the step of building the drawing data (S200), the step of calculating the air pollutant emissions for each type of vessel (S300), Comprising the step of calculating the air pollutant emissions for each space (S400), and a step (S500) to plot the results of the emission calculation for each space on the drawing. All steps of the ship sector air pollutant emission estimation method are performed by the ship sector air pollutant calculation apparatus 1000 or the computer according to the present invention.
  • Constructing the basic data database includes the process of building a database necessary for the calculation of air pollutants in the ship sector.
  • the basic data database data includes the status of passenger ships, payment status of duty free oil for passenger ships, ship specifications (coastal cargo ships and fishing vessel specifications), port operation information of port cargo ships (PORT-MIS), payment status of duty free oil for fishing vessels, and registration of leisure ships. And the like.
  • Table 1 shows an example of the type and structure of data to be built in the basic data database.
  • Data collection is conducted by the National Maritime Research Institute regarding port information on national fishing port, local fishing port, national management trade port, local management trade port, coastal port and leisure port, and no-port port area, coastal port area, national fishing port area, designated route and separated separated water. It is possible to collect information, and it is possible to collect information on the coastal area map at the National Fisheries Research and Development Institute, port-MIS, trade port traffic data, and the current state of maritime traffic at the coastal waters, and at the National Fisheries Research and Development Institute It is possible to collect information on passenger line maps and the status of coastal passenger companies. This data collection can be done in real time.
  • the type of ship is subdivided to calculate the air pollutant emission amount, and the classification system of the ship according to an embodiment of the present invention is illustrated in FIG. 2.
  • the types of ships were categorized into passenger ships, cargo ships, fishing vessels, and leisure vessels.
  • the types of ships were divided into those by conventional coastal cargo ships, or by the coastal passenger ships and coastal cargo ships, offshore fishing vessels, and inland water-guided ships. It is easy and easy to classify according to characteristics.
  • the division into passenger ships, cargo ships, fishing vessels, and leisure vessels is intended to calculate realistic emissions by establishing a ship sector classification system that operates substantially in Korea.
  • Some of the data included in the conventional classifications have low resolutions or data that have a constant limit, so the exclusion of these data can ensure the reliability and accuracy of the emission estimation.
  • the existing inland guideline was excluded due to the fact that the activity (data) collection system had a very low resolution and could not be collected regularly.
  • the difference between the emission calculation method of the passenger ship and the cargo ship is small, and it is difficult to calculate the actual emission, thereby improving the database of the passenger ship and the cargo ship, and the emission calculation method reflects the actual emissions.
  • the focus was on improving it.
  • the amount of duty free oil is multiplied by using only the port of departure, the end point, and the operating time. It is possible to reflect the difference in emissions at each port of call for each route.
  • the route of passenger ship was constructed between the starting point, the end point, and the port of call, and the sea dong code was constructed by referring to the code of the relevant administrative area.
  • the length of the drawing data was obtained and entered in the extension attribute. Removed.
  • PORT-MIS data analysis S1210 to determine whether a new cargo ship appeared in step (S1220) when a new cargo ship appears, add the cargo ship data, and investigate the specifications of the cargo ship (S1230)
  • the cargo ship is stored as general data (S1310). If it is not a new cargo ship is assigned an existing cargo ship serial number (S1240), if a new cargo ship is given a new cargo ship serial number. Thereafter, the flight information data for each freighter is configured (S1250) and stored as freighter flight information data (S1320).
  • the present invention In order to solve the problem of overestimation of operation time caused by estimating the operation time of cargo ships using only hundreds of conventional extraction data, in the present invention, all the cargo ships obtained from port operation information system (PORT-MIS) And the tonnage class, the frequency count for each time interval according to each route is calculated, the least time zone for each classification is extracted by a certain unit of time, and the average value of the least time zone is applied. Data on the proper time of operation of the cargo ship were constructed. At this time, when the time between departure and arrival is out of the normal range, the over-evaluation of the operating time causes a problem, and thus related data are excluded. The predetermined time unit of the least frequently used time was used in the range of 1 hour to 4 hours.
  • the cargo data route construction step includes the construction of a cargo route including a cargo port, a cargo route section and a cargo route grid.
  • Cargo ship routes are for trade ports only, except for routes with the same port and port. It extracts the list to be constructed without distinguishing the direction from the end point to the end point, and generates the line code for each line according to the trade port code of the current CAPSS.
  • the freight route route was constructed by using the maritime traffic status of coastal waters of the Ministry of Maritime Affairs and Fisheries as an aid. After that, the route-by-path drawings are merged into a single drawing. After constructing the port code and port name attributes at both ends of the drawing data, the length of the drawing data is obtained and the extended attributes are input.
  • the drawing data is utilized to distribute the calculated emissions of the ship. It is composed of points, lines, polygons, etc. according to the space allocation criteria of the emissions, and the spatial analysis function constituting data necessary for space allocation can be performed.
  • Table 2 shows the use and the target drawings according to the space allocation form.
  • Target drawing point Used for point-by-point allocation of emissions Trade port / Coastal port / National fishing port / Local fishing port / Leisure port / Passenger terminal line Used to allocate space for emissions according to flight Passenger Ship Route / Cargo Ship Route Polygons Other Fishing ground / grid / sea ridge
  • points are used for point-by-point allocation of emissions
  • lines are used for space allocation for emissions.
  • Polygons are used for objects that are difficult to represent with points and lines, such as fisheries, grids, or sea ridges.
  • Table 3 shows the spatial analysis contents and analysis items according to each space allocation type.
  • Spatial Analysis Contents and Analysis Items According to Space Allocation Types shape main purpose Target drawing point Used for point-by-point allocation of emissions TM coordinates, sea ridge line Position (grid) for passenger and cargo ship routes Grid Code, Route Code, Extension Polygons Position to the fishery (grid) Grid code, monthly fishery formation
  • step of constructing the drawing material (S200) is shown in Figure 3 coordinate transformation step (S210), attribute information modification step (S220), position correction step (S230), sea-dong code code step (S240), route List extraction step (S250), and route building step (S260) may be included.
  • Coordinate transformation step (S210) is a step of converting the coordinates of the unified form so that the collected data has the same position information.
  • Attribute information modification step (S220) is applied to the attribute type and required items of each data in accordance with the CAPSS (Clean Air Policy Support System), location correction step (S230) when the relevant administrative area information is required In this case, the drawing data will be modified to be located within the land.
  • the maritime code assignment step (S240) the maritime code is extracted from the data and reflected in the attribute. In the present invention, the maritime code is extracted and reflected in 29 coastal ports and 111 national fishing ports.
  • drawings used as basic data are collected from multiple institutions, and since they have different coordinate systems, they can be used only by unifying them with the same coordinate system.
  • Vessels have a problem that they can only be expressed in the sea, not on land, as their source of activity at sea.
  • the concept of the sea-floor was added to include the discharge from the land adjacent area by the ship as the land discharge amount.
  • Haesang-dong is the result of establishing Eup-myeon-dong for the adjacent sea with the concept of Eup-myeon-dong.
  • the port name of the port operation information system (PORT-MIS) is corrected based on the CAPSS data, and the list of passenger and cargo routes Will be created.
  • PORT-MIS port operation information system
  • the basic data is based on the national fishing port layer data and the local fishing port layer data of the Korea Maritime Research Institute, and the maps such as portal sites are supplementary data.
  • the drawing data were modified to be located inside the corresponding Eupmyeon-dong.
  • the sea-dong code was generated according to the administrative code where the port is located.
  • the Leisure Port was based on the Leisure Port layer of the Korea Maritime Research Institute.
  • the route construction step (S260) since there is no agency for cargo route and passenger route data, there is a need for constructing the route directly.
  • the route is constructed by referring to image data and other data of the corresponding route for each route.
  • the database for the route In constructing the database for the route, it checks if there is an added port list, and builds a database for the new route so that the route is located inside the port polygon drawing. The sea route code is then assigned to the new route.
  • step (S300) of calculating air pollutant emissions for each ship type since the data format of the basic data database established according to each ship type is different, the emission calculation has a different process according to the ship type.
  • the data for the port of destination and the time of port for each port of the passenger line was constructed. Through this, the data of the port of destination is not reflected in the prior art, so the mooring time of the port of destination is incorporated into the passenger flight time. Can be reduced.
  • FIG. 11 illustrates an embodiment of a conceptual diagram illustrating passenger routes in the present invention.
  • a number of intermediate ports are often included between the starting point and the end point, and if such a port is omitted, air pollutant emissions from each port are lost, and the operation time is excessive.
  • the data for the intermediate port of each line was constructed, and the air pollutant emission of the actual passenger ship was reflected by reflecting the data.
  • the emission is allocated to the port of call and the operation.
  • the total required time is the sum of the operation time and the mooring time. Calculation is made by multiplying the output of each passenger route by the allocation cost per port of call.
  • the allocation cost for each port of call applies the output at the starting point and the end point of stopover time as the first output rate, respectively.
  • the output is applied at the second output rate at the holding time of each intermediate port, and the output is applied at the third output rate at sea.
  • the output at the time of operation compared with the mooring is relatively large, so that the third output rate is larger than the first output rate and the second output rate.
  • Table 4 is an embodiment of the present invention, the first output rate and the second output rate 20%, the third output rate was calculated as 80%. Since the output between the mooring mode and the operation mode is different, the flight time converted into a total basis based on the output becomes the allocation standard.
  • the emission factors for each ship are shown in Tables 5 and 6. Conventionally, emissions were calculated by applying the BC oil emission factor for a single oil type, but in the present invention, it was expanded and applied differently according to gasoline, diesel, and heavy oil (bunker A oil, bunker B oil, bunker C oil). .
  • Passenger ship emissions were divided into passenger port emissions, passenger marine emissions, and passenger grid emissions.
  • Emission Factors for Passenger Ships, Freighters and Fishing Boats Unit kg / tonne fuel Yoojong CO NOx SOx TSP (PM 10 ) PM 2.5 VOC NH 3 gasoline 573.9 9.4 20 s 9.5 9.5 181.5 0.003 Via 7.4 78.5 20 s 1.5 1.4 2.8 0.007 Heavy oil 7.4 79.3 20 s 6.2 5.6 2.7 0.007 ⁇
  • the calculation of the cargo ship's emissions is primarily carried out by analyzing the sales of the ship type.
  • the results of the conventional fuel consumption formula do not target specific fuels, but pollutants are discharged differently according to the type of fuel.
  • Ship oil type sales volume analysis was limited to oil transportation supply and industry related to water transportation, and included steps to avoid double calculation with passenger ship duty free oil.
  • the cargo ship is divided into operation mode, anchoring mode and berthing mode to calculate air pollutant emissions. Since fuel consumption, which is an emission activity during the operation of a cargo ship, is not presented for each ship, fuel consumption is estimated by an estimated fuel consumption equation.
  • fuel consumption which is an emission activity during the operation of a cargo ship, is not presented for each ship, fuel consumption is estimated by an estimated fuel consumption equation.
  • PORT-MIS port operation information system
  • the emissions will then be calculated for the port-to-port vessel.
  • the fuel consumption required for estimating emissions is calculated by the formula of the engine output and the time required according to the launch time division.
  • Emissions in the berth mode of the cargo ship are calculated by the calculation formula including the number of cargo ship arrivals, fuel consumption by tonnage, and the composition of ship oil.
  • the emissions in the berth mode of cargo ships are based on the number of cargo ship arrivals, fuel economy, port distance by port and Calculation is based on the calculation of emissions including the composition of ship oil.
  • the lead distance is not reflected, so there is a problem that the difference between the anchoring mode and the docking mode is not significantly revealed, but in the present invention, it is possible to derive the discharge amount in the docking mode close to reality by reflecting the lead distance for each port.
  • Estimation of fuel consumption in the docking mode is calculated by multiplying the fuel consumption per km obtained from the energy census survey, using the docking distance defined by the port as the docking distance.
  • the eyepiece may be assumed to be one.
  • the estimated fuel consumption in the anchoring mode and the docking mode is multiplied by the emission factor to calculate the discharge rate.
  • the operation of the operation between ports and intra-operation ships is carried out first.
  • the emission is calculated by dividing them into in-port operation ships. Emissions are calculated using the calculation formula including specifications, tonnage level and the appropriate operating time and route composition cost.
  • the operation mode emission was excessively calculated on the cargo ship because the emission calculation for the in-port working vessel was not made, and the problem of reducing the emission in the port also occurred in the present invention.
  • Estimation of the emissions through VE has solved the conventional problems.
  • the port operation information system shows the inter-port operations and port operations in the last three years (2013-2015), and the proportion of inter-port operations occupies about 55% annually. It was found that estimating emissions for ships is a very important factor.
  • the total fuel consumption is calculated by multiplying the registered number by the fuel consumption per chuck, and calculating the emissions by multiplying the calculated fuel consumption by the emission factor.
  • the value for calculating the emissions for each ship is calculated for each space allocated to the space.
  • Port discharges of passenger ships are counted as city and district emissions based on spatial analysis data of the sea ridge, and can be expressed as grid emissions by coordinates.
  • Emissions from the operation of passenger ships are counted as ocean emissions and can be expressed as grid emissions based on grid spatial analysis data for passenger routes.
  • Emissions from the operation of cargo ships are calculated as sea emissions and are expressed as grid emissions based on grid spatial analysis data for cargo routes.
  • Emissions from the berth and docking mode of the cargo ship are counted as municipal and district emissions based on spatial analysis data of sea-dongs, and are expressed as grid emissions by grid spatial analysis data for moving lines in the harbor.
  • the fishing boat allocates emissions to the fishbowl, which assigns 5% of the total emissions to the fishbowl, selects the target fishbowl according to the combination-fishbowl relationship table, and counts them as city-gun-emissions based on the information of the eupyeong-dong for the fishbowl.
  • emissions for fishing activities are allocated 95% of fishing boat emissions, and are expressed as grid emissions by fishing ground polygons constructed based on monthly fishing site information and grid spatial analysis data for them, and are aggregated monthly. Final calculation is made by annual annual emissions.
  • the fishery formation map is constructed using the National Fisheries Research and Development Institute and the portal site map, and the obtained files are constructed by the longitude and latitude coordinate system, so the coordinates are converted according to the metadata of CAPSS. Merge administrative area and port polygon drawings and convert them into a single drawing.
  • Emissions of leisure vessels are equally allocated to leisure ports, and are counted as city and district discharges based on spatial analysis data of sea-dongs, and are expressed as grid emissions by coordinates.
  • step (S500) of plotting the result of the emission calculation for each space on the drawing the step of calculating the air pollutant emissions for each type of the vessel (S300), the step for calculating the air pollutant emissions for each space (S400) It is the step of expressing the air pollutant emission by each space allocated in various forms.
  • Air pollutants for estimating emissions in the present invention are CO, No x , So x , TSP, PM 10 , PM 2.5 , VOC and NH 3 Proceed including.
  • Basic air pollutants are CO, NOX, SOX, TSP, PM 10 , PM 2.5 , VOC, NH 3
  • NH 3 Calculated by adding In order to establish the basic system of air pollutants and to improve the omission of emissions, NH 3 Calculated by adding In the past, air pollutant emissions were not calculated for ammonia. 3
  • Emission calculation results according to the type of ship according to an embodiment of the present invention is shown in Figures 4 to 8.
  • Emission calculations can be represented by spatial visualizations, and the illustrated emissions are examples based on 2014 NOx emissions. Depending on the particle size of the point (port or fishing ground) and the thickness of the line (path), the emissions can be shown proportionally.
  • Figure 4 shows the air pollutant emissions of the passenger ship in points
  • Figure 5 shows the air pollutant emissions of the passenger ship in points and lines
  • Figure 6 shows the air pollutant emissions of the cargo ship in points and lines
  • Figure 7 shows the air pollutant emissions of fishing vessels in points
  • Figure 8 shows the air pollutant emissions of the leisure vessel as a point.
  • Ship operating mode emissions of the present invention is represented by a line (operation route). This is possible because the emissions are calculated for each operating vessel. Conventionally, after calculating the emissions of passenger ships and cargo ships collectively and evenly distributed to all the lines, this is different from the present invention and the design scheme, in the present invention for the route between the passenger ship service route and the trade port for the calculation of line emissions Each representative route was established and the emissions were calculated for the ship's operating route. 5 and 6 show an example of expressing the discharge amount of the operating route of the vessel in a line.
  • Figure 9 shows the integrated air pollutant emissions from the ship sector according to an embodiment of the present invention. It represents the combined emissions of passenger ships, cargo ships, fishing vessels and recreational vessels for typical NOx emissions from the ship's air pollution.
  • FIG. 10 is a view illustrating an apparatus 1000 for calculating a ship sector air pollutant emission rate using actual flight information according to the present invention.
  • Ship sector air pollutant emissions calculation apparatus 1000 is a database construction unit 1100, drawing data construction unit 1200, air pollutant emissions calculation by vessel type (1300), space allocation air pollutants by space An emission calculation unit 1400 and a display unit 1500 are included.
  • the database building unit 1100 builds a database necessary for calculating a marine air pollutant.
  • the basic data database data includes the status of passenger ships, payment status of duty free oil for passenger ships, ship specifications (coastal cargo ships and fishing vessel specifications), port operation information of port cargo ships (PORT-MIS), payment status of duty free oil for fishing vessels, and registration of leisure ships. And the like.
  • the collected data of the database construction unit 1100 is provided by the Korea Maritime Research Institute for port information on national fishing port, local fishing port, national management trade port, local management trade port, coastal port and leisure port, and no-port port area, coastal port area, national fishing port area, Information on designated routes and separated areas of traffic, and information on coastal zone maps at the National Fisheries Research and Development Institute. Information obtained from the Ministry of Maritime Affairs and Fisheries is Port-MIS, Trade and Port Traffic Data and Coastal Maritime Traffic Status. Monthly fishing charts and Korea Shipping Association collect information on passenger route maps and the status of coastal passenger companies.
  • the database construction unit 1100 also builds information on fuel consumption, improves the generalization of the type of fuel to conventional heavy oil, and subdivides it into diesel, bunker A oil, bunker B oil, and bunker C oil. It is constructed to reflect the occurrence of air pollutant emission different according to the type of fuel. In addition, the berth distance was applied by applying the lead section according to each port, thereby improving and realizing the use of collective factors for all conventional ports.
  • the information constructed in the database building unit 1100 may be constructed by collecting actual flight information from each information site.
  • the database construction unit includes a passenger ship database unit, a cargo ship database unit, a fishing vessel database unit and a leisure vessel database unit.
  • the passenger ship database unit surveys a port of call for each passenger line and constructs a passenger port including a port of stop port extraction time for extracting a port of stop time according to a flight sequence, and a passenger port, a port of travel, a travel route section, and a passenger route grid.
  • a passenger route construction unit to say,
  • the cargo ship database unit analyzes the cargo ship entry port and assigns a serial number to each cargo ship, and then the cargo ship operation information unit constituting the cargo ship operation information, the time zone of the operation according to the route and tonnage of each cargo ship in units of 1 to 4 hours.
  • a freight route construction unit for constructing a freight route including a freight port, a freight route section and a freight route grid by extracting and applying an average value of the least time zone to set an appropriate flight time for each cargo ship.
  • the drawing data is used to distribute the calculated emissions of the ship. It is composed of points, lines, polygons, etc. according to the space allocation criteria of the emissions, and the spatial analysis function can be performed to construct data necessary for space allocation.
  • drawing data construction unit 1200 the coordinate transformation unit 1210, attribute information correction 1220, position correction 1230, maritime code assignment unit 1240, route list extraction unit 1250, and The route building unit 1260 may be included.
  • the coordinate converting unit 1210 converts the collected data into coordinates of a unified form so that the collected data can have the same location information.
  • the attribute information correction unit 1220 applies attribute types and required items to each data in accordance with the CAPSS (Clean Air Policy Support System), and the position correction unit 1230 requires the relevant administrative area information. Modify the drawing data to be located within the land.
  • the maritime copper code grant unit 1240 extracts the maritime copper code from the data and reflects it in the attribute.
  • the route list extracting unit 1250 corrects the port name of the Port Operation Information System (PORT-MIS) based on the CAPSS data and generates a list of passenger and cargo routes to be constructed.
  • the route construction unit 1260 constructs cargo route and passenger route data by referring to image data and other data of the corresponding route for each route.
  • PORT-MIS Port Operation Information System
  • Air pollutant emission calculation by ship type has a different data type in the basic data database established according to each ship type. Therefore, ship types are divided into passenger ships, cargo ships, fishing ships and leisure ships. Different types of emissions are calculated differently.
  • the air pollutant discharge calculation unit for each ship type includes a passenger ship discharge calculation unit, a cargo ship discharge calculation unit, a fishing vessel discharge calculation unit, and a leisure vessel discharge calculation unit.
  • the passenger ship database unit surveys a port of call for each passenger line and constructs a passenger port including a port of stop port extraction time for extracting a port of stop time according to a flight sequence, and a passenger port, a port of travel, a travel route section, and a passenger route grid.
  • Passenger route construction unit, and the cargo ship database unit after analyzing the cargo ship entry port and assigned a serial number to each cargo ship, the cargo ship operation information section constituting the cargo ship operation information, the mode of operation according to the route and ton class of each cargo ship Constructing an appropriate flight time setting unit for extracting time zones by 1 hour unit, applying the average value of the least time zone, and setting the appropriate operation time for each cargo ship, and cargo route including cargo port, cargo route section and cargo route grid.
  • Cargo route construction unit is included.
  • the fuel consumption which is the activity of the emission
  • the discharge is allocated to the port of call and the operation.
  • the total required time is the sum of the operation time and the mooring time
  • the main engine output is assumed to be 20% and 80% of the operation. Since the output is different between the mooring mode and the operation mode, the allocation criteria are determined based on the converted operating time.
  • the cargo ship emission calculation is based on the emission calculation formula including the number of cargo ship arrivals, fuel consumption for each tonnage class and the composition of ship oils.
  • Calculation of the berth mode emission calculation that calculates the berth mode emission through the emission calculation formula including the composition cost, and it is classified into the working vessels in the port in the case of inter-port operation. It includes the operation mode emission calculation which calculates the operation mode emission through the emission calculation formula including the appropriate operation time and the ship composition ratio.
  • the cargo ship calculates emissions by dividing the operation mode, anchoring mode and berthing mode. Since fuel consumption, which is an emission activity during operation of a cargo ship, is not presented for each ship, the fuel quantity is estimated by an estimation formula. Analyze the arrival and departure port information provided from the Port-operation Information System (PORT-MIS) and set the appropriate operating time for each route and tonnage. The emissions are then calculated for the port-to-port vessel. The fuel consumption required for estimating emissions is calculated by the formula of the engine output and the time required according to the launch time division.
  • PORT-MIS Port-operation Information System
  • Emissions from berthing and berthing of the cargo ship are calculated using the average number of days per berth and fuel economy per ton class in the berth mode.
  • the fuel consumption is estimated by berth defined by the port. It is calculated by multiplying the fuel consumption per kilometer resulting from the energy census.
  • the eyepiece is assumed to be one. Emissions are calculated by multiplying the estimated fuel consumption at the time of anchoring and berthing by the emission factor.
  • the fuel consumption amount which is the activity of discharges, is presented for each combination, so the duty-free oil supply for each combination is multiplied by the emission factor to calculate the emissions.
  • the government calculates the total fuel consumption by multiplying the registered number by the fuel consumption per chuck and calculating the emission by multiplying the calculated fuel consumption by the emission factor.
  • Space allocation Air pollutant emission calculation for each space (1400) also calculates the value calculated for each ship according to each space allocated to the space.
  • Port discharges of passenger ships are counted as city and district emissions based on spatial analysis data of the sea ridge, and are expressed as grid emissions by coordinates. Emissions from the operation of passenger ships are counted as ocean emissions and are expressed as grid emissions based on grid spatial analysis data for passenger routes.
  • Emissions from the operation of cargo ships are calculated as sea emissions and are expressed as grid emissions based on grid spatial analysis data for cargo routes.
  • Emissions in the berth and docking mode of the cargo ship are counted as municipal and district emissions based on the sea-dong spatial analysis data, and are expressed as grid-emissions by grid-space analysis data for moving lines in the harbor.
  • the fishing boat allocates emissions to the fishbowl, which assigns 5% of the total emissions to the fishbowl, selects the target fishbowl according to the combination-fishbowl relationship table, and counts them as city-gun-emissions based on the information of the eupyeong-dong for the fishbowl.
  • emissions for fishing activities are allocated 95% of fishing boat emissions, and are expressed as grid emissions by fishing ground polygons constructed based on monthly fishing site information and grid spatial analysis data for them, and are aggregated monthly. It is finally aggregated into annual annual emissions.
  • the display unit 1500 plots an emission calculation result for each space on the drawing, and calculates the air pollutant emissions by vessel type 1300 and the air pollutant emissions calculation unit by space allocation space 1400.
  • the amount of air pollutant discharged by each space is shown in various forms.

Landscapes

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Abstract

본 발명은 실제 운항정보를 이용한 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 종래의 방식은 배출원의 범위가 연안화물선의 정박 및 접안 활동에 국한되었으므로 선박에 의한 배출량 중 일부만이 구현되는 문제와 사용되는 연료를 중유로 일반화하는 문제 등을 개선하기 위하여, 선박의 종류, 선박에서 소비되는 연료의 종류, 선박의 계류지점, 및 선박의 이동경로를 포함하는 실제 운항정보를 이용한 기초자료 데이터베이스를 구축하는 단계, 도면을 공간배분하는 단계를 포함하며, 상기 기초자료 데이터베이스를 이용하여 도면자료를 구축하는 단계, 상기 도면자료를 이용하여 선박의 종류별로 대기오염물질 배출량을 산정하는 단계, 상기 공간배분된 각 공간별로 대기오염물질 배출량을 산정하는 단계, 및 배출량 산정 결과를 도면 상에 공간별로 도식화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실제 운항정보를 이용한 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정 방법을 제공한다.

Description

실제 운항정보를 이용한 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정방법 및 장치
본 발명은 통계 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실제 운항정보를 이용한 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
세계 상위권의 경제규모를 가진 우리나라의 수출입 물동량 대부분은 해상운송이 담당하고 있으며 대형 선박의 해상교통량은 부산, 울산, 광양, 인천 등과 같은 주요 항구에 집중되고 있다. 또한, 장래에 우리나라의 경제규모가 계속해서 증가함에 따라 수출입 물동량 또한 비례해서 늘어날 것으로 예상되며 이로 인해 우리나라 항만 및 연근해에서 선박으로부터 배출되는 대기오염물질의 총량도 함께 증가할 것으로 예상되고 있다.
대부분의 선박들은 선박연료로 벙커C유와 MDO(Marine Diesel Oil)를 사용해서 운항에 필요한 동력을 얻거나 정박 중 필요한 전기를 생산하고 있다. 이러한 선박연료인 벙커C와 MDO는 연소 단계에서 벤조피렌과 같은 발암물질이 포함된 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx) 그리고 초미세먼지(PM2.5, particulate matter 2.5)와 같은 오염물질을 배출하고 있으며 이로 인해 항만 인근 지역의 대기오염을 가중시키고 국민건강에 심각한 피해를 끼치는 것으로 알려져 있다. 따라서 선박에서 발생하는 대기오염물질 배출량을 파악하는 것은 향후 대응책 마련 등에 있어서 매우 중요한 과정이다.
종래의 선박 부문의 대기오염물질 배출량 산정은 연안여객선 및 연안화물선, 연근해 어선 그리고 내수면 유·도선에 대한 정박 및 접안 활동에 관한 배출량에 관한 것으로써, 정박 및 접안 활동에 소모되는 연료소비량을 추정하여 연료연소에 따른 오염물질 발생량을 산정하는 방식이었다. 또한, 종래의 공간배분 방식은 이동 라인을 활용하여 이동 라인과 중첩되는 격자에 배분하는 방법을 활용해왔다. 배출량 산정을 하는 배출원의 범위가 정박 및 접안이므로 항세도를 참고하여 이동 라인을 항계 내에서 GIS(Geographic Information System, 지리정보시스템) 자료로 구현하고, 이동 라인과 중첩되는 격자를 대상으로 라인의 길이 비율을 계산하는 방식을 사용하였다. 또한, 항만별 선박 배출량을 계산한 후, 이동 라인이 포함되는 격자에 한해서 격자별 이동 라인 길이 비율로 나누어 할당하는 방식을 사용하였다.
그러나 종래의 방식은 배출원의 범위가 선박의 정박 및 접안 활동에 국한되었으므로 선박에 의한 배출량 중 일부만이 구현된다는 문제가 있었다. 산정방법 상에서도 몇 가지 제약사항이 존재하였는데, 접안시의 연료소비량 추정 근거가 되는 접안거리는 항구별로 조사되지 못하여 해풍의 영향거리인 35km를 기준으로 단순화하였고, 화물선의 경우 항만별 도선거리가 반영되지 않는 문제가 있었다. 공간배분에 있어서도 항세 내 이동만 반영되었기 때문에 무역항 항계까지의 영역으로 제한되는 문제를 가지고 있었다. 또한, 종래에는 화물선 데이터 자료구축 시 500여건의 추출데이터만을 활용하였으며, 출항데이터나 입항데이터가 누락된 부적격 데이터가 포함되어 운항시간이 과다 평가되는 문제가 있었으며, 배출량의 산정단계가 단순하여 매년 화물선 대기오염물질 배출량이 유사하게 나타나는 문제도 나타났다.
더불어 여객선과 화물선의 대기오염물질 배출량을 산정하는 방식에 큰 차이가 없어 여객선과 화물선의 실제 대기오염물질 배출량을 반영하지 못하는 문제가 있었다.
따라서 선박에 의한 실제 대기오염물질 배출량을 산출하기 위해, 여객선과 화물선의 배출량 산정방법을 각 선박종류의 특징에 맞게 구분하여 적용할 필요가 요구되었으며, 화물선의 경우 데이터 표본을 확장함과 동시에 부적격데이터에 의해 운항시간이 과다평가되는 문제를 해결한 선박의 운항에 따른 실제 운항정보를 이용한 대기오염물질 배출량을 파악할 수 있는 산정 방법이 요구되었다.
본 발명의 기술적 과제는 선박의 대기오염물질 배출량을 실제 상황과 유사하게 파악할 수 있도록, 선박의 종류를 현실화하고, 각 선박별 운항정보 데이터를 활용하여, 운항 노선별, 사용되는 연료의 종류에 따라 선박 부문의 대기오염물질 배출량의 정도를 파악할 수 있는 실제 운항정보를 이용한 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 선박 부문의 각 기항지별 배출량과 운항시 배출량을 모두 포함하여 배출량을 산정할 수 있는 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기 본 발명의 목적은, 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정장치에 의한 대기오염물질 배출량 산정 방법에 있어서, 선박의 종류는 여객선, 화물선, 어선 및 레저용선박으로 구분하며, 선박에서 소비되는 연료의 종류, 선박의 계류지점, 및 선박의 이동경로를 포함하는 실제 운항정보 기초자료 데이터베이스를 구축하는 단계, 도면을 공간배분하며 상기 기초자료 데이터베이스를 이용하여 도면자료를 구축하는 단계, 상기 도면자료를 이용하여 선박의 종류별로 대기오염물질 배출량을 산정하는 단계, 상기 도면자료 및 선박 종류별 대기오염물질 배출량 산정 결과를 포함하여 공간별로 대기오염물질 배출량을 산정하는 단계, 및 배출량 산정 결과를 공간배분된 상기 도면 상에 공간별로 도식화하는 단계, 를 포함하되, 상기 기초자료 데이터베이스를 구축하는 단계에서 선박의 종류가 여객선일 경우에는, 각 여객노선별 기항지를 조사하고, 운항순서에 따른 기항지 계류시간을 추출하는 단계, 및 여객항, 여행기항지, 여행항로구간 및 여객항로격자를 포함하는 여객항로를 구축하는 단계를 포함하며, 상기 기초자료 데이터베이스를 구축하는 단계에서 선박의 종류가 화물선일 경우에는, 화물선 입출항을 분석하여 각 화물선에 일련번호를 부여한 후, 화물선 운항정보를 구성하는 단계, 각 화물선의 항로별 및 톤급별에 따른 운항의 최빈시간대를 일정시간 단위로 추출하고, 최빈시간대의 평균값을 적용하여 각 화물선별 적정운항시간을 설정하는 단계, 및 화물항, 화물항로구간 및 화물항로격자를 포함하는 화물항로를 구축하는 단계를 포함하며, 상기 선박의 종류별로 대기오염물질 배출량을 산정하는 단계에서, 선박의 종류가 여객선인 경우는, 각 여객노선의 항로를 기점, 종점, 중간기항지 및 항로구간으로 구분하는 단계, 여객노선별 배출량에 기항지별 할당비를 곱하여 계산하며, 기항지별 할당비는, 기항지가 기점 및 종점인 경우에는 기점 및 종점 계류시간에 각각 출력을 제1출력율로 적용하고, 기항지가 중간기항지인 경우에는 각 중간기항지의 계류시간에, 출력을 제2출력율로 적용하며, 해상운항시에는 출력을 제3출력율로 적용하는 여객선 배출량 기항지별 할당 단계, 여기서 제3출력율은 제1출력율 및 제2출력율보다 크다, 및 여객선 배출량을 여객항 배출량, 여객해상 배출량 및 여객격자배출량으로 구분하여 저장하는 단계를 포함하며, 상기 선박의 종류별로 대기오염물질 배출량을 산정하는 단계에서, 선박의 종류가 화물선인 경우는, 화물선 입항대수, 톤급별 연료소비 및 선박유 구성비를 포함한 배출량 산출식을 통해 정박모드 배출량을 산정하는 단계, 화물선 입항대수, 연료경제, 항만별 도선거리 및 선박유 구성비를 포함한 배출량 산출식을 통해 접안모드 배출량을 산정하는 단계, 및 화물선의 운항모드를 항만간 운항과 항만내작업선박으로 구분하여 배출량을 산정하며, 항만간 운항일 경우 화물선별 제원, 톤급 및 항로별 설정된 적정 운항시간, 선박유구성비를 포함한 배출량 산출식을 통해 산정하고, 차항지가 불특정인 운항정보는 항만내 작업선박으로 구분하여 운항모드 배출량을 산정하는 단계를 포함하며, 상기 배출량을 산정하기 위한 대기오염물질은 CO, Nox, Sox, PM10, PM2.5, VOC 및 NH3를 포함하는 것을 특징으로 하는 실제 운항정보를 이용한 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정방법에 의해 달성된다.
상기 화물선별 적정운항시간을 설정하는 단계는, 화물선별 운항시간 중 정해진 운항시간 범위에서 벗어나는 데이터를 제외할 수 있다.
상기 도면자료를 구축하는 단계에서, 공간배분되는 공간의 형태는 포인트, 라인 및 폴리곤 중 선택되는 적어도 하나 이상일 수 있다.
상기 공간의 형태에서, 포인트는 배출량의 항구나 여객터미널의 지점별 표시에 이용되고, 라인은 선박 운항에 따른 배출량 표시에 이용될 수 있다.
상기 공간의 형태에서, 폴리곤은 어장, 격자망 및 해상동 중 선택되는 적어도 하나에서의 배출량 표시에 이용될 수 있다.
상기 도면자료를 구축하는 단계는, 상기 기초자료 중 적어도 일부의 좌표를 변환하는 좌표변환단계, 상기 기초자료 중 적어도 일부의 속성정보를 수정하는 속성정보수정단계, 상기 좌표변환단계 및 속성정보수정단계 이후에, 상기 기초자료 중 적어도 일부의 위치를 보정하는 위치보정단계, 상기 각 기초자료 중 해상동에 대응하는 기초자료에 해상동코드를 부여하는 해상동코드부여단계, 상기 기초자료 중 항로목록을 추출하는 항로목록추출단계, 및 상기 항로목록에 대해 각 항로별 이미지화를 포함한 항로를 구축하는 항로구축단계를 포함할 수 있다.
상기 어선의 대기오염물질 배출량 산정단계는, 조합별 면세유 공급량에 배출계수를 곱한 배출량을 도출하는 단계, 어항에 대한 배출량을 할당하는 단계, 및 조업활동에 대한 배출량을 할당하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 레저용선박 대기오염물질 배출량 산정단계는, 레저용선박 등록대수에 척당 연료사용량을 곱하여 레저용선박 총 연료소비량을 산출하는 단계, 및 상기 레저용선박 총 연료소비량에 배출계수를 곱하여 레저용선박 대기오염물질 배출량을 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 또 다른 수단으로서, 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정 장치에 있어서, 선박의 종류는 여객선, 화물선, 어선 및 레저용선박으로 구분하며, 선박에서 소비되는 연료의 종류, 선박의 계류지점, 및 선박의 이동경로를 포함하는 실제 운항정보 기초자료 데이터베이스를 구축하는 데이터베이스 구축부, 도면을 공간배분하는 도면공간배분부를 포함하며, 상기 기초자료 데이터베이스를 이용하여 도면자료를 구축하는 도면자료 구축부, 상기 도면자료를 이용하여 선박의 종류별로 대기오염물질 배출량을 산정하는 선박종류별 대기오염물질 배출량 산정부, 상기 공간배분된 각 공간별로 대기오염물질 배출량을 산정하는 공간배분 공간별 대기오염물질 배출량 산정부, 및 배출량 산정 결과를 도면 상에 공간별로 도식화하는 디스플레이부, 를 포함하되, 상기 데이터베이스 구축부는, 여객선 데이터베이스부, 화물선 데이터베이스부, 어선 데이터베이스부 및 레저용선박 데이터베이스부를 포함하며, 상기 여객선 데이터베이스부는, 각 여객노선별 기항지를 조사하고, 운항순서에 따른 기항지 계류시간을 추출하는 기항지 계류시간 추출부 및 여객항, 여행기항지, 여행항로구간 및 여객항로격자를 포함하는 여객항로를 구축하는 여객항로 구축부를 포함하고, 상기 화물선 데이터베이스부는, 화물선 입출항을 분석하여 각 화물선에 일련번호를 부여한 후, 화물선 운항정보를 구성하는 화물선 운항정보부, 각 화물선의 항로별 및 톤급별에 따른 운항의 최빈시간대를 일정시간 단위로 추출하고, 최빈시간대의 평균값을 적용하여 각 화물선별 적정운항시간을 설정하는 적정운항시간 설정부, 및 화물항, 화물항로구간 및 화물항로격자를 포함하는 화물항로를 구축하는 화물항로 구축부를 포함하며, 상기 선박종류별 대기오염물질 배출량 산정부는, 여객선 배출량 산정부, 화물선 배출량 산정부, 어선 배출량 산정부 및 레저용선박 배출량 산정부를 포함하며, 상기 여객선 배출량 산정부는 각 여객노선의 항로를 기점, 종점, 중간기항지 및 항로구간으로 구분하는 여객항로 설정부, 여객노선별 배출량에 기항지별 할당비를 곱하여 계산하는 기항지별 배출량 할당부, 및 여객선 배출량을 여객항 배출량, 여객해상 배출량 및 여객격자배출량으로 구분하여 저장하는 여객선 배출량 저장부를 포함하며, 상기 화물선 배출량 산정부는 화물선 입항대수, 톤급별 연료소비 및 선박유 구성비를 포함한 배출량 산출식을 통해 정박모드 배출량을 산정하는 정박모드 배출량 산정부, 화물선 입항대수, 연료경제, 항만별 도선거리 및 선박유 구성비를 포함한 배출량 산출식을 통해 접안모드 배출량을 산정하는 접안모드 배출량 산정부, 및 화물선의 운항모드를 항만간 운항과 항만내작업선박으로 구분하여 배출량을 산정하며, 항만간 운항일 경우 화물선별 제원, 톤급 및 항로별 설정된 적정 운항시간, 선박유구성비를 포함한 배출량 산출식을 통해 산정하고, 차항지가 불특정인 운항정보는 항만내 작업선박으로 구분하여 배출량을 산정하는 운항모드 배출량 산정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실제 운항정보를 이용한 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정장치에 의해 달성된다.
상기 도면자료 구축부는, 상기 기초자료 중 적어도 일부의 좌표를 변환하는 좌표변환부, 상기 기초자료 중 적어도 일부의 속성정보를 수정하는 속성정보수정부, 상기 좌표변환부 및 상기 속성정보수정부를 거친 상기 기초자료 중 적어도 일부의 위치를 보정하는 위치보정부, 해상동에 대응하는 상기 기초자료에 해상동코드를 부여하는 해상동코드부여부, 상기 기초자료 중 항로목록을 추출하는 항로목록추출부, 및 상기 항로목록에 대해 각 항로별 이미지화를 포함한 항로를 구축하는 항로구축부를 포함할 수 있다.
본 발명은 선박의 대기오염물질배출량을 산정함에 있어, 각 선박의 이동특성, 연료특성 등을 반영하여 실제 데이터에 근접하게 대기오염물질의 바다 배출량의 정도를 파악할 수 있게 한다. 여객선과 화물선의 배출량 산정방식 및 단계를 세분화 및 고도화하여 각 구역별 실제 대기오염물질 배출량이 산정될 수 있도록 하였으며, 또한, 장치 특성상 시간대별 자료의 입력 또한 가능하도록 되었기 때문에 각 시간대별, 구역별로 선박별 운항의 배출량 투영이 가능하며, 시간대별 배출량 투영이 가능하며, 더불어, 실측치가 증가할수록 현실화된 배출량의 산정을 할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정 방법을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 화물선 데이터베이스 구축의 단계를 나타낸 순서도이다.
도 3은 도 1의 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정 방법에서 도면자료를 구축하는 단계의 세부적인 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 여객선의 대기오염물질 배출량을 포인트로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 여객선의 대기오염물질 배출량을 포인트와 라인으로 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 화물선의 대기오염물질 배출량을 포인트와 라인으로 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 어선의 대기오염물질 배출량을 포인트로 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 레저용선박의 대기오염물질 배출량을 포인트로 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 선박 부문 대기오염물질 배출량을 통합하여 타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정 장치를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 여객선 배출량 산정시 여객항로를 구분한 것을 나타낸 것이다.
이하, 본 명세서에서는 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 명세서의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 기술적 사상과 해결과제는 다른 부문에도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있음은 물론이며, 이렇게 다른 부문에도 적용되는 실시예들까지 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.
본 발명에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "~부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 본 발명의 대기오염물질 배출량 산정 방법 및 장치는 하드웨어(hardware)나 소프트웨어(software) 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나 본 발명의 실제 운항정보를 이용한 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정장치는 프로세서, 메모리 및 송수신부를 포함한다.
본 발명의 기술적 사상과 해결과제는 다른 부문에도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있음은 물론이며, 이렇게 다른 부문에도 적용되는 실시예들까지 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정 방법을 나타낸다. 본 실시예에 따른 선박부문 대기오염물질 배출량 산정은 기초자료 데이터베이스를 구축하는 단계(S100), 도면자료를 구축하는 단계(S200), 선박의 종류별로 대기오염물질 배출량을 산정하는 단계(S300), 공간별로 대기오염물질 배출량을 산정하는 단계(S400), 및 배출량 산정 결과를 도면 상에 공간별로 도식화하는 단계(S500)을 포함할 수 있다. 상기 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정 방법의 모든 단계들은 본 발명에 따른 선박 부문 대기오염물질 산정 장치(1000) 또는 컴퓨터에 의해 수행된다.
기초자료 데이터베이스를 구축하는 단계(S100)는 선박 부문 대기오염물질 산정에 필요한 데이터베이스를 구축하는 과정을 포함한다. 상기 기초자료 데이터베이스 자료는 여객선 현황, 여객선박용 면세유 지급현황, 선박제원(연안화물선 및 어선 제원), 항만운영정보시스템(PORT-MIS) 연안화물선 입출항신고 현황, 어선 면세유 지급현황 및 레저용선박 등록현황 등을 포함할 수 있다.
표 1은 기초자료 데이터베이스에 구축되는 자료의 종류 및 구조에 대한 일 예를 나타낸 것이다.
기초자료 데이터베이스에 구축되는 자료의 종류 및 구조
테이블 테이블 설명 및 주요 용도 주요 컬럼
여객선 일반 여객선 배출량 공간배분을 위한 정보 여객선기호, 관리지부, 업체명, 선명, 운항시간, 여객항로코드
여객선 면세유 여객선 배출량 산정을 위한 활동도 여객선기호, 조사년도, 유종코드, 연료공급량
화물선 일반 연안화물선 운항 배출량 산정에 필요한 제원 정보 화물선기호, 호출부호, 선박명, 진수년도, 주엔진출력, 총톤수, 선박용도,선박용도구분코드, IMO번호, 선박번호
화물선 운항 연안화물선 운항 배출량 산정에 필요한 운항 정보 조사년도, 항만코드, 화물선기호, 항차번호, 입항일시, 출항일시, 전항지항만코드, 차항지항만코드, 비정의된 전항지, 비정의된 차항지
화물선 적정운항시간 연안화물선 운항 배출량 산정에 필요한 운항시간 조사년도, 항로코드, 선박톤구분코드, 적정운항시간
화물선 입항 연안 및 외항 화물선 정박 및 접안 배출량 산정에 필요한 톤급별 입항척수 항만코드, 톤구분코드, 조사년도, 외항선척수, 연안선척수
화물선 유종비 화물선 연료소비량의 추정결과에 대한 유종 구분을 위한 판매 통계치 조사년도, 유종코드, 판매량, 비율
조합 어업조합 (면세유 집계 기준) 조합코드, 지역명, 조합명, 지소
조합-어항 어업조합과 어항 관련표 조합코드, 어항코드
어선 면세유 어업 배출량 산정을 위한 활동도 조합코드, 어업분류코드, 유종코드, 조사년도, 연료공급량
레저용선박 레저용선박 등록대수 조사년도, 선박구분, 등록대수
자료 수집은 국립해양조사원에서 국가어항, 지방어항, 국가관리무역항, 지방관리무역항, 연안항 및 레저항 등에 대한 항구 정보와 무영항만구역, 연안항만구역, 국가어항구역, 지정항로 및 통항분리수역 등에 대한 정보 수집이 가능하고, 국립수산과학원에서는 연안구역도, 해양수산부에서는 Port-MIS, 무역항 통항자료 및 연안해역해상교통현황도의 정보 수집이 가능하며, 국립수산과학원에서는 월별어장도, 한국해운조합에서는 여객선노선도 및 연안여객선업체 현황 등에 대한 정보 수집이 가능하다. 이러한 자료수집은 실시간으로 수행될 수 있다.
본 발명에서는 종래기술과 다르게 선박의 종류를 세분화하여 대기오염배출물질 배출량을 산정하며, 본 발명의 일실시예에 따른 선박의 분류체계에 대해 도 2에 도시하였다.
또한 본 발명에서는 연료소비량을 파악함에 있어서, 연료의 종류를 종래의 중유로 일반화하여 추정하던 것을 개선하여, 경유, 중유(벙커A유, 벙커B유, 벙커C유), 및 휘발유 등으로 세분화하여, 연료의 종류에 따른 대기오염 배출물질이 다르게 발생하는 것을 반영할 수 있도록 하였다.
선박의 종류는 여객선, 화물선, 어선 및 레저용선박으로 구분하였는데, 종래의 연안화물선에 의한 방식이나, 연안여객선 및 연안화물선, 연근해 어선 그리고 내수면 유·도선 등으로 구분하던 방식에 비해 각 선박의 구분이 용이하며, 특성에 따른 분류가 용이하였다.
이와 같이, 여객선, 화물선, 어선 및 레저용선박으로 구분한 것은, 국내에서 실질적으로 운행하는 선박 부문 분류체계를 마련하여 현실적인 배출량을 산정하기 위함이다. 종래의 분류에 포함되어 있는 자료 중 일부 선박들이 해상도가 낮거나 지속적인 한계를 가지고 있는 자료가 있어 이를 제외함으로써 배출량 산정의 신뢰도와 정확성을 확보할 수 있게 되었다. 한 예로써, 기존 내수면 유도선은 활동도(자료) 수집체계의 해상도가 현저히 낮고 정기적 수집이 불가능한 현실적 관점을 반영하여 제외하였다. 또한, 실질적으로 운행되는 선박 부문 체계를 구축하기 위해, 다량의 오염물질을 배출하는 소형 내연소기관을 장착한 레저용 선박을 포함시켜, 국내 실정에 적합한 배출량 산정방법을 마련할 수 있게 되었다.
본 발명에서는 특히 종래의 대기오염물질 배출량 산정방법에서 여객선과 화물선의 배출량 산정방법의 차이가 적어, 실제 배출량 산정에 어려움이 있었던 것을 개선하여 여객선과 화물선의 데이터베이스 구축 및 배출량 산정방식이 실제 배출량을 반영할 수 있도록 개선하는 데에 중점을 두었다.
여객선의 경우, 입수자료 분석 단계에서, 각 여객선별로 노선을 구분하였으며, 새로운 노선이 발생할 때마다 각 노선을 신규로 지정하였으며, 각 신규노선에 대해서는 여객일반데이터를 추가하였고, 이후 여객면세유 데이터로 저장하였다. 기존노선인 경우 여객일반데이터가 이미 존재하므로, 여객면세유 데이터 저장 단계로 바로 수행된다.
또한, 종래에 여객선의 배출량 산정 시 기항지, 종점, 및 운항시간만을 이용하여 면세유 사용량을 곱하여 배출량을 산정하던 것을 개선하여, 노선별 기항지 데이터를 분석하여 각 노선별 기항지에 대한 데이터를 구축하여, 각각의 노선별로 기항지마다의 배출량 차이를 반영할 수 있게 하였다.
여객선의 항로는 기점, 종점 및 기항지간 라인을 구축하고 해당 행정구역의 코드를 참고하여 해상동코드를 구축하였으며, 도면자료의 길이를 구하여 연장 속성에 입력하였고, 도면자료 중 행정구역과 겹치는 부분은 제거하였다.
화물선의 경우에는, 종래에는 전체 데이터 중 수백여 선박에 대한 데이터만을 추출하여 분석을 진행하던 것에 비해 본 발명에서는 항만운영정보시스템(PORT-MIS)의 전체데이터를 대상으로 데이터베이스를 구축하였으며, 화물선에 대한 데이터베이스 구축 흐름도를 도 2에 나타내었다. 항만운영정보시스템(PORT-MIS) 자료를 분석(S1210)하여 신규 화물선이 출현했는지를 확인하는 단계(S1220)에서 신규 화물선이 출현하면 화물선데이터를 추가하고, 더불어 해당 화물선의 제원을 조사(S1230)하여 화물선 일반 데이터로 저장(S1310)한다. 신규 화물선이 아닌 경우 기존 화물선 일련번호를 부여(S1240)하며, 신규화물선일 경우 신규 화물선 일련번호를 부여한다. 이후 각 화물선별 운항정보데이터를 구성(S1250)하여 화물선 운항정보 데이터로 저장(S1320)한다.
종래의 수백여 건의 추출데이터만을 이용하여 화물선 운항시간을 추정하여 발생하던 운항시간 과다평가의 문제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 항만운영정보시스템(PORT-MIS)으로부터 입수된 모든 화물선에 대해 항로별 및 톤급별로 구분을 하였으며, 각 항로에 따른 시간구간별 빈도수를 산정하고, 각 분류별 최빈시간대를 일정시간 단위 추출하여, 최빈시간대의 평균값을 적용하며, 값이 부재할 경우 유사자료를 적용하는 방식으로 화물선의 적정 운항시간에 대한 데이터를 구축하였다. 이때, 출항 및 입항사이의 시간이 정상적인 범위에서 벗어나는 경우 운항시간이 과다평가는 문제가 발생되므로, 관련 데이터는 제외하였다. 상기 최빈시간대의 일정시간 단위는 1시간 내지 4시간 범위의 시간을 활용하였다.
화물선의 항로 데이터 구축단계에서는 화물항, 화물항로구간 및 화물항로격자를 포함하는 화물항로를 구축하는 단계를 포함하게 된다. 화물선의 항로는 무역항만을 대상으로 하며 항만과 차항이 같은 노선은 제외하였다. 시점-종점간 방향성 구분없이 구축해야 할 목록을 추출하고, 현행 CAPSS의 무역항코드에 맞추어 노선별 노선별 코드를 생성한다. 또한, 해양수산부의 연안해역 해상교통현황도를 보조자료로 하여 화물항로 노선을 구축하였다. 이후 항로별 도면을 하나의 도면으로 병합하게 되며, 도면자료 양끝 지점의 항만코드, 항만명 속성을 구축한 후, 도면자료의 길이를 구하여 연장 속성을 입력하게 된다.
다음으로, 도면자료를 구축하는 단계(S200)에서, 도면자료는 산정된 선박의 배출량을 공간배분하는데 활용된다. 배출량의 공간배분 기준에 따라 포인트, 라인, 폴리곤 등의 형태로 이루어지며, 공간배분에 필요한 데이터를 구성하는 공간분석 기능이 수행될 수 있다.
표 2에서는 각 공간배분 형태에 따른 용도 및 대상 도면에 대해 나타내었다.
공간배분 형태에 따른 용도면 대상 도면
형태 주요 용도 대상 도면
포인트 배출량의 지점별 할당에 사용 무역항 / 연안항 / 국가어항 / 지방어항 / 레저항 / 여객터미널
라인 운항에 따른 배출량 공간할당에 사용 여객선항로 / 화물선항로
폴리곤 기타 어장 / 격자망 / 해상동
표 2에 나타낸 바와 같이, 포인트는 배출량의 지점별 할당에 사용되며, 라인은 운항에 따른 배출량 공간할당에 사용된다. 폴리곤의 경우 어장, 격자망 또는 해상동 등 포인트와 라인으로 표현하기 어려운 대상에 사용한다.
표 3에는 각 공간배분 형태에 따른 공간분석 내용 및 분석 항목을 나타내었다.
공간배분 형태에 따른 공간분석 내용 및 분석 항목
형태 주요 용도 대상 도면
포인트 배출량의 지점별 할당에 사용 TM좌표, 해상동
라인 여객 및 화물선 항로에 대한 위치(격자) 격자코드, 항로코드, 연장
폴리곤 어장에 대한 위치(격자) 격자코드, 월별 어장형성 여부
또한, 도면 자료를 구축하는 단계(S200)는 도 3에서 나타낸 바와 같이 좌표변환단계(S210), 속성정보수정단계(S220), 위치보정단계(S230), 해상동코드부여단계(S240), 항로목록추출단계(S250), 및 항로구축단계(S260)를 포함할 수 있다.
좌표변환단계(S210)는 수집된 데이터가 동일한 위치정보를 가질 수 있도록 통일된 형태의 좌표로 변환하는 단계이다. 속성정보수정단계(S220)는 CAPSS(Clean Air Policy Support System, 대기정책지원시스템)에 맞추어 각 자료의 속성타입 및 필수항목을 적용하게 되며, 위치보정단계(S230)는 관련 행정구역 정보가 필요한 경우, 해당 육지 내에 위치하도록 도면자료를 수정하게 된다. 해상동코드부여단계(S240)에서는 자료 중에서 해상동코드를 추출하여 속성에 반영시키게 되며, 본 발명에서는 연안항 29건, 국가어항 111건에 대해 해상동코드를 추출 및 반영하였다.
도면자료를 구축함에 있어 기초자료로 사용되는 도면들은 복수 기관에서 수집된 것으로 좌표체계가 상이하기 때문에 이를 동일한 좌표체계로 통일해야만 활용이 가능하다.
선박은 해상에서 활동하는 배출원으로 그 위치상 육지가 아닌 바다에 표현될 수밖에 없는 문제가 있었다. 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 선박에 의한 육지 인접지에서의 배출을 육지배출량으로 포함시키기 위해 해상동 개념이 추가되었다. 해상동은 읍면동 수준의 개념으로 인접 바다에 대해 읍면동을 설정한 결과이다. 해상동을 설정함으로써, 여객선의 기항지별 배출량 및 화물선의 정박 및 접안모드 배출량, 어항 및 레저항의 배출량 등 항구에서의 배출량이 읍면동 및 시군구 배출량으로 표현할 수 있게 되었다.
이러한 해상동 개념을 도입함으로써, 종래의 포인트, 라인, 폴리곤 등의 공간배분 형태와 더불어 선박에 의한 대기오염물질 배출량의 읍면동 및 시군구 배출량을 더욱 정밀하게 파악할 수 있게 되었다.
항로목록추출단계(S250)에서는 CAPSS(대기정책지원시스템) 자료를 기준으로 항만운영정보시스템(PORT-MIS)의 항구명을 보정하는 작업을 수행하게 되며, 구축대상 여객노선 및 화물노선의 목록을 생성하게 된다. 본 발명에서는 여객노선 127개 노선 426개 구간 및, 화물노선 395개 노선을 추출하였다.
국가어항 및 지방어항에 대한 데이터베이스를 구축하는 단계에서는 기본자료를 국립해양조사원의 국가어항 레이어 자료 및 지방어항 레이어 자료를 기본으로 하였고, 포털사이트 등의 지도를 보조데이터로 하였으며, 행정구역도와 중첩하여 해당 읍면동 내부에 위치하도록 도면자료를 수정하였다. 항구가 위치한 행정구역코드에 따라 해상동코드를 생성하였다. 레저항은 국립해양조사원의 레저항 레이어를 기본으로 하였으며, 좌표변환가 해상동코드의 절차는 국가어항과 동일하게 진행하였다.
항로구축단계(S260)에서는 화물항로 및 여객항로 자료에 대해 보유하고 있는 기관이 없어서 이에 대해 직접 구축하는 작업이 필요하며, 본 발명에서는 항로별 해당 노선의 이미지 자료와 기타자료를 참고하여 구축하였다.
항로에 대한 데이터베이스를 구축함에 있어서, 추가된 항구목록이 있는지를 확인하게 되며, 항구 폴리곤 도면 내부에 항로가 위치하도록 신규항로에 대한 데이터베이스를 구축하게 된다. 이후 신규항로에 해상동코드를 부여한다.
선박의 종류별로 대기오염물질 배출량을 산정하는 단계(S300)는, 각 선박의 종류에 따른 구축된 기초자료 데이터베이스의 자료 형태가 차이가 있으므로, 선박 종류에 따라 배출량 산정이 다른 프로세스를 가지게 된다.
여객선의 배출량 산정의 경우 배출량의 활동도인 연료소비량이 선박별로 제시되므로 여객선별 면세유 공급량에 배출계수를 곱하여 배출량을 산정하게 된다. 이 단계에서 산출된 배출량은 공간해상도는 없으며, 시간해상도만 연간 단위로 산정된다.
본 발명에서는 여객선의 데이터베이스 구축단계에서 각 여객노선별 기항지 및 기항지별 계류시간에 대한 데이터를 구축하였으며, 이를 통해 종래에 기항지 데이터가 반영되지 않아 기항지의 계류시간이 여객운항시간으로 편입되어 발생하는 오차를 줄일 수 있게 되었다.
도 11에 본 발명에서의 여객 노선을 구분한 개념도의 일실시예를 나타내었다. 도시된 바와 같이 여객항로는 기점과 종점 사이에 다수의 중간기항지가 포함되는 경우가 다수 있으며, 이러한 기항지를 누락시킬 경우 각 기항지의 대기오염물질배출량이 누락되는 문제가 발생하며, 더불어 운항시간이 과다하게 산정되어 해상에서의 오염물질 배출량이 실제보다 더 높게 나타나는 문제가 발생한다. 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하고자, 각 노선별 중간기항지에 대한 데이터를 구축하였고, 이를 반영하여 실제 여객선의 대기오염물질 배출량을 반영하고자 하였다.
여객선의 기항지별 계류시간 및 출력 할당 예시
구분 계류시간 출력
기점 및 종점 20분 20%
중간기항지 5분 20%
해상운항 노선운항시간-중간기항지 계류시간의 합 80%
표 4에서 나타낸 바와 같이 여객선의 경우 기항지 및 운항에 대해 배출량을 할당하게 되는데, 본 발명에서는 총소요시간은 운항시간과 계류시간의 합으로 하였다. 여객노선별 배출량에 기항지별 할당비를 곱하여 계산하며, 기항지별 할당비는, 기항지가 기점 및 종점인 경우에는 기점 및 종점 계류시간에 각각 출력을 제1출력율로 적용하고, 기항지가 중간기항지인 경우에는 각 중간기항지의 계류시간에, 출력을 제2출력율로 적용하며, 해상운항시에는 출력을 제3출력율로 적용한다. 계류시에 비해 운항 시의 출력은 상대적으로 크며, 이에 따라 제3출력율은 제1출력율 및 제2출력율보다 크다.
표 4는 본 발명의 일 실시예로서, 제1출력율과 제2출력율을 20%, 제3출력율을 80%로 산정하였다. 계류모드와 운항모드 사이의 출력이 상이하므로 출력을 기준으로 통분하여 환산한 운항시간이 할당 기준이 된다. 각 선박별 배출계수는 표 5와 표 6에 나타내었다. 종래에는 일반적으로 단일유종에 대한 B-C유 배출계수를 적용하여 배출량을 산정했으나, 본 발명에서는 이를 확대하여 휘발유, 경유, 및 중유(벙커A유, 벙커B유, 벙커C유)에 따라 다르게 적용하였다.
여객선의 배출량은 여객항 배출량, 여객해상 배출량, 및 여객격자배출량으로 구분하여 저장하였다.
여객선, 화물선 및 어선의 배출계수
단위: kg/tonne fuel
유종 CO NOx SOx TSP(PM10) PM2.5 VOC NH3
휘발유 573.9 9.4 20s 9.5 9.5 181.5 0.003
경유 7.4 78.5 20s 1.5 1.4 2.8 0.007
중유 7.4 79.3 20s 6.2 5.6 2.7 0.007
※ 출처 : EEA, EMEP/EEA emission inventory guidebook 2013※ 경유(MDO : Marine diesel oil/ MGO : Marine gas oil), 중유(Bunker fuel oil) 계수 적용※ NH3(Tier 1 계수없음) : 휘발유- 레저용 선박 Gasoline(2-stroke) 배출계수 적용, 경유/중유 - 레저용 선박 Diesel 배출계수 적용
단위 : kg/tonne fuel
유종 CO NOx SOx TSP(PM10) PM2.5 VOC NH3
휘발유 481 3.27 - 12.6 12.6 233 0.003
※ 출처 : EEA, EMEP/EEA emission inventory guidebook 2013, Gasoline(2-Stroke) Tier 2 emission factors recreational boats※ SOx : The emissions of SO2 are estimated by assuming that all sulphur in the fuel is transformed completely into SO2 suing the formula
화물선의 배출량 산정은 일차적으로 선박유종 판매량 분석을 실시한다. 기존의 연료소비식에 의한 결과는 특정 연료를 타겟으로 하고 있지 않으나 오염물질은 연료의 종류별로 상이하게 배출되므로 연료별 구분이 필요하게 된다. 선박유종 판매량 분석은 석유수급통계에서 수상운수 관련업종으로 한정하여 추출하게 되며, 여객선 면세유와 이중 산정이 되지 않도록 하는 단계를 포함하였다.
화물선은 운항모드, 정박모드 및 접안모드로 나누어 대기오염물질 배출량을 산정하게 된다. 화물선 운항시의 배출량 활동도인 연료소비량이 선박별로 제시되지 않아 추정연료소비식에 의해 연료량을 추산하게 된다. 본 발명에서는 상기 화물선 운항정보 데이터를 구축하는 단계에서 항만운영정보시스템(PORT-MIS)으로부터 제공된 입출항 정보를 분석해서 항로별, 톤급별 적정 운항시간을 설정한다. 이후 항구간 운항 선박에 대해 배출량을 산정하게 된다. 배출량 산정에 요구되는 연료소비량은 진수시기 구분에 따라 정의된 엔진의 출력 및 소요시간의 산출식에 의해 계산된다.
화물선의 정박모드 시의 배출량은 화물선 입항대수, 톤급별 연료소비 및 선박유 구성비를 포함한 배출량 산출식을 통해 산정하며, 화물선의 접안모드 시의 배출량은 화물선 입항대수, 연료경제, 항만별 도선거리 및 선박유 구성비를 포함한 배출량 산출식을 통해 산정한다. 종래에는 도선거리가 반영되지 않아 정박모드 시와 접안 모드 시의 차이가 크게 드러나지 않는 문제가 있었으나, 본 발명에서는 항만별 도선거리를 반영하여 접안모드 시의 배출량을 실제와 가깝게 도출할 수 있게 되었다. 접안 모드시 연료소비량의 추정은 항구별로 정의된 도선구간을 접안거리로 하고, 에너지센서스 조사결과로 얻어지는 1km당 연료소비량을 곱하여 계산하게 된다. 접안은 1회로 가정할 수 있다. 상기 정박모드 및 접안모드시의 추정연료소비량에 배출계수를 곱하여 배출량을 산정하게 된다.
화물선의 운항모드 배출량 산정단계에서는, 항만간 운항인지 항만내작업선박인지에 대한 구분을 먼저 진행하며, 항만간 운항일 경우 항만내작업선박으로 구분하여 배출량을 산정하며, 항만간 운항일 경우 화물선별 제원, 톤급 및 항로별 설정된 적정 운항시간, 선박유구성비를 포함한 배출량 산출식을 통해 산정하고, 차항지가 불특정인 운항정보는 항만내작업선박으로 구분하여 배출량을 산정한다. 종래에는 항만내작업선박에 대한 배출량 산정이 이루어지지 않아 화물선에 운항모드 배출량이 과다 산출되는 문제가 있었고, 항만 내에서의 배출량이 축소되는 문제도 발생하였던 것을 본 발명에서는 별도의 항만내작업산박 구분을 통한 배출량 산정을 통해 종래의 문제들을 해결할 수 있었다. 항만운영정보시스템(PORT-MIS)을 통해 최근 3년간(2013~2015)의 항만간 운항과 항만 내 작업 비율을 살펴보니 항만간 운항의 비율이 매년 약 55% 정도를 점유하는 것으로 나타나 항만내작업선박에 대한 배출량 산정이 매우 중요한 인자임을 확인하였다.
어선의 경우 배출량의 활동도인 연료소비량이 조합별로 제시된다. 따라서 조합별 면세유 공급량에 배출계수를 곱하여 배출량을 산정한다.
레저용선박의 경우 등록대수에 척당 연료사용량을 곱하여 총 연료소비량을 산출하게 되며, 산출된 연료소비량에 배출계수를 곱하여 배출량을 산정한다.
공간별로 대기오염물질 배출량을 산정하는 단계(S400)에서도 각 선박에 따라 배출량을 산정한 값을 공간배분된 각 공간에 따라 산정하게 된다.
여객선의 기항지 배출량은 해상동의 공간분석 데이터에 기준하여 시군구 배출량으로 집계되며, 좌표에 의해 격자 배출량으로 표현될 수 있다. 여객선의 운항시 배출량은 바다 배출량으로 집계되고, 여객항로에 대한 격자 공간분석 데이터에 기준하여 격자 배출량으로 표현될 수 있다.
화물선의 운항 시 배출량은 바다 배출량으로 집계되며, 화물항로에 대한 격자 공간분석 데이터에 기준하여 격자 배출량으로 표현된다. 화물선의 정박 및 접안모드 시의 배출량은 해상동 공간분석 데이터에 기준하여 시군구 배출량으로 집계되고, 항계 내 이동라인에 대한 격자 공간분석 데이터에 의하여 격자 배출량으로 표현된다.
어선은 어항에 대해 배출량을 할당하게 되는데, 총 배출량의 5%를 어항에 할당하며, 조합-어항 관계표에 의하여 대상 어항을 선정하게 되고, 어항에 대한 읍면동 정보에 의거하여 시군구 배출량으로 집계된다. 또한, 조업활동에 대한 배출량은 어선 배출량의 95%를 할당하게 되며, 월별 어장형성 정보에 기반하여 구축된 어장 폴리곤 및 이에 대한 격자 공간분석 데이터에 의하여 격자 배출량으로 표현되며, 월별로 집계한 후 격자별 연간 배출량으로 최종 집계한다.
어장형성도는 국립수산과학원과 포털사이트 지도 등을 활용하여 구축하게 되며, 입수한 파일들은 경위도 좌표체계로 구축되어 있으므로 이를 CAPSS의 메타데이터에 맞춰 좌표를 변환한다. 행정구역도와 항구 폴리곤 도면을 병합하여 하나의 도면으로 변환한다.
레저용 선박의 배출량은 레저항에 균등 할당되며, 해상동 공간분석 데이터에 기준하여 시군구 배출량으로 집계되고, 좌표에 의하여 격자 배출량으로 표현된다.
배출량 산정 결과를 도면 상에 공간별로 도식화하는 단계(S500)에서는 상기 선박의 종류별로 대기오염물질 배출량을 산정하는 단계(S300), 공간별로 대기오염물질 배출량을 산정하는 단계(S400)를 통해 도출된 공간배분된 각 공간별 대기오염물질 배출량을 다양한 형태로 표현하는 단계이다.
본 발명에서의 배출량을 산정하기 위한 대기오염물질은 CO, Nox, Sox, TSP, PM10, PM2.5, VOC 및 NH3를 포함하여 진행하였다. 기본적인 대기오염배출물질은 CO, NOX, SOX, TSP, PM10, PM2.5, VOC, NH3이며, 대기오염물질의 기본 체계 확립과 배출량의 누락을 개선하기 위해 NH3를 추가하여 산정하였다. 종래에는 암모니아에 대한 대기오염물질 배출량 산정이 이루어지 않았는데, 암모니아(NH3)는 악취로서의 영향뿐만 아니라 대기 중의 2차적인 미세먼지 형성에 관여하는 물질로 알려져 있다. 암모니아는 대기 중의 황산화물, 질소화합물 등과 반응하여 황산암모늄, 질산암모늄 등의 2차 대기오염물질을 생성하는데, 대부분 PM2.5 이하의 미세입자로서 시정거리 감소의 주요 원인물질 중 하나이며, 이에 따라, 본 발명에서는 암모니아를 포함시켜 산정하였다.
본 발명의 일실시예에 따른 선박의 종류에 따른 배출량 산정 결과를 도 4 내지 도 8에 도시하였다. 배출량 산정결과는 공간적 시각화로 나타낼 수 있으며, 도시된 배출량은 2014년 NOx 배출량을 기준으로 작성한 일예이다. 포인트(항구 또는 어장) 입자크기와 라인(항로)의 굵기에 따라 배출량이 비례하여 나타날 수 있도록 하였다.
도 4는 여객선의 대기오염물질 배출량을 포인트로 나타낸 것이며, 도 5는 여객선의 대기오염물질 배출량을 포인트와 라인으로 나타낸 것이다. 도 6은 화물선의 대기오염물질 배출량을 포인트와 라인으로 나타낸 것이며, 도 7은 어선의 대기오염물질 배출량을 포인트로 나타낸 것이다. 도 8은 레저용선박의 대기오염물질 배출량을 포인트로 나타낸 것이다. 이와 같이 각 선박에 따른 대기오염 배출량을 공간배분에 따라 나타냄으로서, 지역별 위치별로 대기오염 정도를 일목요연하게 파악할 수 있게 된다.
본 발명의 선박 운항모드 배출량은 라인(운항경로)으로 표현된다. 이는 개개의 운항 선박별로 배출량을 산정하였기 때문에 가능한 것이다. 종래에는 여객선 및 화물선의 배출량을 일괄 계산한 후 모든 라인에 균등배분하였으나, 이는 본 발명과 설계구도에서 차이가 나게 되는데, 본 발명에서는 라인 배출량의 산정을 위해 여객선 취항 노선 및 무역항만 간의 항로에 대해 대표 항로를 각기 구축하고 선박의 운항 항로에 대하여 배출량을 산출하였다. 상기 선박의 운항 항로에 대한 배출량을 라인으로 표현한 일예를 도 5와 도 6에 나타내었다. 종래에는 여객선 및 화물선의 배출량을 일괄 계산한 후 모든 라인에 균등배분함으로써, 각 노선별 배출량의 차이를 표현할 수 없었으나, 본 발명에서는 각 여객선 및 화물선 운항 선박별, 노선별로 배출량을 산정하였기 때문에 항로별 대기오염물질 배출량 차이를 확인할 수 있게 되었다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 선박 부문 대기오염물질 배출량을 통합하여 타낸 것이다. 선박부문 대기오염 배출물질 중 대표적인 NOx에 대한 배출량에 대해 여객선, 화물선, 어선 및 레저용선박의 배출량을 통합하여 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명에 따른 실제 운항정보를 활용한 선박 부문대기오염물질 배출량 산정 장치(1000)를 나타낸다.
본 발명에 따른 선박 부문대기오염물질 배출량 산정 장치(1000)는 데이터베이스 구축부(1100), 도면자료 구축부(1200), 선박종류별 대기오염물질 배출량 산정부(1300), 공간배분 공간별 대기오염물질 배출량 산정부(1400) 및 디스플레이부(1500)를 포함한다.
데이터베이스 구축부(1100)는 선박 부문 대기오염물질 산정에 필요한 데이터베이스를 구축한다. 상기 기초자료 데이터베이스 자료는 여객선 현황, 여객선박용 면세유 지급현황, 선박제원(연안화물선 및 어선 제원), 항만운영정보시스템(PORT-MIS) 연안화물선 입출항신고 현황, 어선 면세유 지급현황 및 레저용선박 등록현황 등을 포함할 수 있다.
데이터베이스 구축부(1100)의 수집된 자료는 국립해양조사원에서 국가어항, 지방어항, 국가관리무역항, 지방관리무역항, 연안항 및 레저항 등에 대한 항구 정보와 무영항만구역, 연안항만구역, 국가어항구역, 지정항로 및 통항분리수역 등에 대한 정보이며, 국립수산과학원에서는 연안구역도에 대한 정보이다, 해양수산부로부터 얻어지는 정보는 Port-MIS, 무역항 통항자료 및 연안해역해상교통현황도이며, 국립환경과학원으로부터는 월별어장도, 한국해운조합으로부터는 여객선노선도 및 연안여객선업체 현황 등에 대한 정보가 수집된다.
또한 데이터베이스 구축부(1100)에서는 연료소비량에 대한 정보도 구축되며, 연료의 종류를 종래의 중유로 일반화 하였던 것을 개선하여, 경유, 벙커A유, 벙커B유, 및 벙커C유 등으로 세분화하여, 연료의 종류에 따른 대기오염배출물질이 다르게 발생하는 것을 반영하여 구축하게 된다. 그리고 접안거리에 대해서도 각 항구에 따른 도선구간을 적용하여 구현된 값을 반영하여, 종래의 모든 항구마다 일괄적인 인자를 사용하던 것을 개선하고 현실화하였다. 데이터베이스 구축부(1100)에서 구축되는 정보는 각 정보사이트로부터 실제 운항정보가 수집되어 구축될 수 있다.
상기 데이터베이스 구축부는, 여객선 데이터베이스부, 화물선 데이터베이스부, 어선 데이터베이스부 및 레저용선박 데이터베이스부를 포함한다.
상기 여객선 데이터베이스부는, 각 여객노선별 기항지를 조사하고, 운항순서에 따른 기항지 계류시간을 추출하는 기항지 계류시간 추출부 및 여객항, 여행기항지, 여행항로구간 및 여객항로격자를 포함하는 여객항로를 구축하는 여객항로 구축부를 포함하고,
상기 화물선 데이터베이스부는, 화물선 입출항을 분석하여 각 화물선에 일련번호를 부여한 후, 화물선 운항정보를 구성하는 화물선 운항정보부, 각 화물선의 항로별 및 톤급별에 따른 운항의 최빈시간대를 1~4시간 단위로 추출하고, 최빈시간대의 평균값을 적용하여 각 화물선별 적정운항시간을 설정하는 적정운항시간 설정부, 및 화물항, 화물항로구간 및 화물항로격자를 포함하는 화물항로를 구축하는 화물항로 구축부를 포함한다.
다음으로 도면자료 구축부(1200)에서, 도면자료는 산정된 선박의 배출량을 공간배분하는데 활용된다. 배출량의 공간배분 기준에 따라 포인트, 라인, 폴리곤 등의 형태로 이루어지며, 공간배분에 필요한 데이터를 구축하기 위해 공간분석 기능이 수행될 수 있다.
또한 도면자료 구축부(1200)는, 좌표변환부(1210), 속성정보수정부(1220), 위치보정부(1230), 해상동코드부여부(1240), 항로목록추출부(1250), 및 항로구축부(1260)를 포함할 수 있다.
좌표변환부(1210)는 수집된 데이터가 동일한 위치정보를 가질 수 있도록 통일된 형태의 좌표로 변환한다. 속성정보수정부(1220)는 CAPSS(Clean Air Policy Support System, 대기정책지원시스템)에 맞추어 각 자료에 속성타입 및 필수항목을 적용하며, 위치보정부(1230)는 관련 행정구역 정보가 필요한 경우, 해당 육지 내에 위치하도록 도면자료를 수정한다. 해상동코드부여부(1240)는 자료 중에서 해상동코드를 추출하여 속성에 반영시킨다. 항로목록추출부(1250)는 CAPSS(대기정책지원시스템) 자료를 기준으로 항만운영정보시스템(PORT-MIS)의 항구명을 보정하며, 구축대상 여객노선 및 화물노선의 목록을 생성한다. 항로구축부(1260)는 화물항로 및 여객항로 자료를 항로별 해당 노선의 이미지 자료와 기타자료를 참고하여 구축한다.
선박종류별 대기오염물질 배출량 산정부(1300)는, 각 선박의 종류에 따른 구축된 기초자료 데이터베이스의 자료 형태가 차이가 있으므로, 선박 종류를 여객선, 화물선, 어선 및 레저용선박으로 나누고, 각 선박의 종류에 따라 배출량 산정을 다르게 진행한다.
상기 선박종류별 대기오염물질 배출량 산정부는, 여객선 배출량 산정부, 화물선 배출량 산정부, 어선 배출량 산정부 및 레저용선박 배출량 산정부를 포함한다.
상기 여객선 데이터베이스부는, 각 여객노선별 기항지를 조사하고, 운항순서에 따른 기항지 계류시간을 추출하는 기항지 계류시간 추출부 및 여객항, 여행기항지, 여행항로구간 및 여객항로격자를 포함하는 여객항로를 구축하는 여객항로 구축부를 포함하고, 상기 화물선 데이터베이스부는, 화물선 입출항을 분석하여 각 화물선에 일련번호를 부여한 후, 화물선 운항정보를 구성하는 화물선 운항정보부, 각 화물선의 항로별 및 톤급별에 따른 운항의 최빈시간대를 1시간 단위로 추출하고, 최빈시간대의 평균값을 적용하여 각 화물선별 적정운항시간을 설정하는 적정운항시간 설정부, 및 화물항, 화물항로구간 및 화물항로격자를 포함하는 화물항로를 구축하는 화물항로 구축부를 포함한다.
여객선의 배출량 산정의 경우 배출량의 활동도인 연료소비량이 선박별로 제시되므로 여객선별 면세유 공급량에 배출계수를 곱하여 배출량을 산정한다. 그리고 기항지 및 운항에 대해 배출량을 할당하게 되는데, 본 발명에서는 총 소요시간은 운항시간과 계류시간의 합으로 하며, 주엔진 출력을 계류 20%, 운항 80%로 가정한다. 계류모드와 운항모드 사이의 출력이 상이하므로 출력을 기준으로 통분하여 환산한 운항시간으로 할당 기준을 정한다.
상기 화물선 배출량 산정부는 화물선 입항대수, 톤급별 연료소비 및 선박유 구성비를 포함한 배출량 산출식을 통해 정박모드 배출량을 산정하는 정박모드 배출량 산정부, 화물선 입항대수, 연료경제, 항만별 도선거리 및 선박유 구성비를 포함한 배출량 산출식을 통해 접안모드 배출량을 산정하는 접안모드 배출량 산정부, 및 항만간 운항일 경우 항만내작업선박으로 구분하여 배출량을 산정하며, 항만간 운항이 아닐 경우 화물선운항, 산박제원, 적정운항시간 및 선박유구성비를 포함한 배출량 산출식을 통해 운항모드 배출량을 산정하는 운항모드 배출량 산정부를 포함한다.
화물선은 운항모드, 정박모드 및 접안모드를 구분하여 배출량을 산정한다. 화물선 운항시의 배출량 활동도인 연료소비량이 선박별로 제시되지 않아 추정식에 의해 연료량을 추산한다. 항만운영정보시스템(PORT-MIS)으로부터 제공된 입출항 정보를 분석해서 항로별, 톤급별 적정 운항시간을 설정한다. 이후 항구간 운항 선박에 대해 배출량을 산정한다. 배출량 산정에 요구되는 연료소비량은 진수시기 구분에 따라 정의된 엔진의 출력 및 소요시간의 산출식에 의해 계산된다. 화물선의 정박 및 접안 시의 배출량은, 정박 모드시 연료소비량의 추정은 1척당 평균 정박일수와 톤급별 연료경제를 이용하여 계산되며, 접안 모드시 연료소비량의 추정은 항구별로 정의된 도선구간을 접안거리로 하고, 에너지센서스 조사결과로 얻어지는 1km당 연료소비량을 곱하여 계산된다. 접안은 1회로 가정한다. 상기 정박 및 접안시의 추정연료소비량에 배출계수를 곱하여 배출량을 산정한다.
어선 배출량 산정부는, 어선의 경우 배출량의 활동도인 연료소비량이 조합별로 제시되므로, 따라서 조합별 면세유 공급량에 배출계수를 곱하여 배출량을 산정하게 된다.
레저용선박 배출량 산정부에서는, 레저용선박의 경우 등록대수에 척당 연료사용량을 곱하여 총 연료소비량을 산출하게 되며, 산출된 연료소비량에 배출계수를 곱하여 배출량을 산정한다.
공간배분 공간별 대기오염물질 배출량 산정부(1400)에서도 각 선박에 따라 배출량을 산정한 값을 공간배분된 각 공간에 따라 산정한다.
여객선의 기항지 배출량은 해상동의 공간분석 데이터에 기준하여 시군구 배출량으로 집계되며, 좌표에 의해 격자 배출량으로 표현된다. 여객선의 운항시 배출량은 바다 배출량으로 집계되고, 여객항로에 대한 격자 공간분석 데이터에 기준하여 격자 배출량으로 표현된다.
화물선의 운항 시 배출량은 바다 배출량으로 집계되며, 화물항로에 대한 격자 공간분석 데이터에 기준하여 격자 배출량으로 표현된다. 화물선의 정박 및 접안모드시의 배출량은 해상동 공간분석 데이터에 기준하여 시군구 배출량으로 집계되고, 항계 내 이동라인에 대한 격자 공간분석 데이터에 의하여 격자 배출량으로 표현된다.
어선은 어항에 대해 배출량을 할당하게 되는데, 총 배출량의 5%를 어항에 할당하며, 조합-어항 관계표에 의하여 대상 어항을 선정하게 되고, 어항에 대한 읍면동 정보에 의거하여 시군구 배출량으로 집계된다. 또한, 조업활동에 대한 배출량은 어선 배출량의 95%를 할당하게 되며, 월별 어장형성 정보에 기반하여 구축된 어장 폴리곤 및 이에 대한 격자 공간분석 데이터에 의하여 격자 배출량으로 표현되며, 월별로 집계한 후 격자별 연간 배출량으로 최종 집계된다.
레저용 선박 배출량은 레저항에 균등 할당되며, 해상동 공간분석 데이터에 기준하여 시군구 배출량으로 집계되고, 좌표에 의하여 격자 배출량으로 표현된다.
디스플레이부(1500)에서는 배출량 산정 결과를 도면상에 공간별로 도식화하며, 상기 선박종류별 대기오염물질 배출량 산정부(1300), 및 공간배분 공간별 대기오염물질 배출량 산정부(1400)를 통해 도출된 공간배분된 각 공간별 대기오염물질 배출량을 다양한 형태로 나타낸다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정장치에 의한 대기오염물질 배출량 산정 방법에 있어서,
    선박의 종류는 여객선, 화물선, 어선 및 레저용선박으로 구분하며, 선박에서 소비되는 연료의 종류, 선박의 계류지점, 및 선박의 이동경로를 포함하는 실제 운항정보 기초자료 데이터베이스를 구축하는 단계;
    도면을 공간배분하며 상기 기초자료 데이터베이스를 이용하여 도면자료를 구축하는 단계;
    상기 도면자료를 이용하여 선박의 종류별로 대기오염물질 배출량을 산정하는 단계;
    상기 도면자료 및 선박 종류별 대기오염물질 배출량 산정 결과를 포함하여 공간별로 대기오염물질 배출량을 산정하는 단계; 및
    배출량 산정 결과를 공간배분된 상기 도면 상에 공간별로 도식화하는 단계; 를 포함하되,
    상기 기초자료 데이터베이스를 구축하는 단계에서 선박의 종류가 여객선일 경우에는,
    각 여객노선별 기항지를 조사하고, 운항순서에 따른 기항지 계류시간을 추출하는 단계; 및
    여객항, 여행기항지, 여행항로구간 및 여객항로격자를 포함하는 여객항로를 구축하는 단계를 포함하며,
    상기 기초자료 데이터베이스를 구축하는 단계에서 선박의 종류가 화물선일 경우에는,
    화물선 입출항을 분석하여 각 화물선에 일련번호를 부여한 후, 화물선 운항정보를 구성하는 단계;
    각 화물선의 항로별 및 톤급별에 따른 운항의 최빈시간대를 일정시간 단위로 추출하고, 최빈시간대의 평균값을 적용하여 각 화물선별 적정운항시간을 설정하는 단계; 및
    화물항, 화물항로구간 및 화물항로격자를 포함하는 화물항로를 구축하는 단계를 포함하며,
    상기 선박의 종류별로 대기오염물질 배출량을 산정하는 단계에서, 선박의 종류가 여객선인 경우는,
    각 여객노선의 항로를 기점, 종점, 중간기항지 및 항로구간으로 구분하는 단계;
    여객노선별 배출량에 기항지별 할당비를 곱하여 계산하며, 기항지별 할당비는, 기항지가 기점 및 종점인 경우에는 기점 및 종점 계류시간에 각각 출력을 제1출력율로 적용하고, 기항지가 중간기항지인 경우에는 각 중간기항지의 계류시간에, 출력을 제2출력율로 적용하며, 해상운항시에는 출력을 제3출력율로 적용하는 여객선 배출량 기항지별 할당 단계, 여기서 제3출력율은 제1출력율 및 제2출력율보다 크다; 및
    여객선 배출량을 여객항 배출량, 여객해상 배출량 및 여객격자배출량으로 구분하여 저장하는 단계; 를 포함하며,
    상기 선박의 종류별로 대기오염물질 배출량을 산정하는 단계에서, 선박의 종류가 화물선인 경우는,
    화물선 입항대수, 톤급별 연료소비 및 선박유 구성비를 포함한 배출량 산출식을 통해 정박모드 배출량을 산정하는 단계;
    화물선 입항대수, 연료경제, 항만별 도선거리 및 선박유 구성비를 포함한 배출량 산출식을 통해 접안모드 배출량을 산정하는 단계; 및
    화물선의 운항모드를 항만간 운항과 항만내작업선박으로 구분하여 배출량을 산정하며, 항만간 운항일 경우 화물선별 제원, 톤급 및 항로별 설정된 적정 운항시간, 선박유구성비를 포함한 배출량 산출식을 통해 산정하고, 차항지가 불특정인 운항정보는 항만내 작업선박으로 구분하여 운항모드 배출량을 산정하는 단계; 를 포함하며,
    상기 배출량을 산정하기 위한 대기오염물질은 CO, Nox, Sox, PM10, PM2.5, VOC 및 NH3를 포함하는 것을 특징으로 하는 실제 운항정보를 이용한 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화물선별 적정운항시간을 설정하는 단계는, 화물선별 운항시간 중 정해진 운항시간 범위에서 벗어나는 데이터를 제외하는 것을 특징으로 하는 실제 운항정보를 이용한 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도면자료를 구축하는 단계에서, 공간배분되는 공간의 형태는 포인트, 라인 및 폴리곤 중 선택되는 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 실제 운항정보를 이용한 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 공간의 형태에서, 포인트는 배출량의 항구나 여객터미널의 지점별 표시에 이용되고, 라인은 선박 운항에 따른 배출량 표시에 이용되는 것을 특징으로 하는 실제 운항정보를 이용한 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 공간의 형태에서, 폴리곤은 어장, 격자망 및 해상동 중 선택되는 적어도 하나에서의 배출량 표시에 이용되는 것을 특징으로 하는 실제 운항정보를 이용한 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 도면자료를 구축하는 단계는,
    상기 기초자료 중 적어도 일부의 좌표를 변환하는 좌표변환단계;
    상기 기초자료 중 적어도 일부의 속성정보를 수정하는 속성정보수정단계;
    상기 좌표변환단계 및 속성정보수정단계 이후에, 상기 기초자료 중 적어도 일부의 위치를 보정하는 위치보정단계;
    상기 각 기초자료 중 해상동에 대응하는 기초자료에 해상동코드를 부여하는 해상동코드부여단계;
    상기 기초자료 중 항로목록을 추출하는 항로목록추출단계; 및
    상기 항로목록에 대해 각 항로별 이미지화를 포함한 항로를 구축하는 항로구축단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 실제 운항정보를 이용한 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 어선의 대기오염물질 배출량 산정단계는,
    조합별 면세유 공급량에 배출계수를 곱한 배출량을 도출하는 단계;
    어항에 대한 배출량을 할당하는 단계; 및
    조업활동에 대한 배출량을 할당하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 실제 운항정보를 이용한 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 레저용선박 대기오염물질 배출량 산정단계는,
    레저용선박 등록대수에 척당 연료사용량을 곱하여 레저용선박 총 연료소비량을 산출하는 단계; 및
    상기 레저용선박 총 연료소비량에 배출계수를 곱하여 레저용선박 대기오염물질 배출량을 도출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 실제 운항정보를 이용한 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정방법.
  9. 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정 장치에 있어서,
    선박의 종류는 여객선, 화물선, 어선 및 레저용선박으로 구분하며, 선박에서 소비되는 연료의 종류, 선박의 계류지점, 및 선박의 이동경로를 포함하는 실제 운항정보 기초자료 데이터베이스를 구축하는 데이터베이스 구축부;
    도면을 공간배분하는 도면공간배분부를 포함하며, 상기 기초자료 데이터베이스를 이용하여 도면자료를 구축하는 도면자료 구축부;
    상기 도면자료를 이용하여 선박의 종류별로 대기오염물질 배출량을 산정하는 선박종류별 대기오염물질 배출량 산정부;
    상기 공간배분된 각 공간별로 대기오염물질 배출량을 산정하는 공간배분 공간별 대기오염물질 배출량 산정부; 및
    배출량 산정 결과를 도면 상에 공간별로 도식화하는 디스플레이부; 를 포함하되,
    상기 데이터베이스 구축부는, 여객선 데이터베이스부, 화물선 데이터베이스부, 어선 데이터베이스부 및 레저용선박 데이터베이스부를 포함하며,
    상기 여객선 데이터베이스부는, 각 여객노선별 기항지를 조사하고, 운항순서에 따른 기항지 계류시간을 추출하는 기항지 계류시간 추출부 및 여객항, 여행기항지, 여행항로구간 및 여객항로격자를 포함하는 여객항로를 구축하는 여객항로 구축부를 포함하고,
    상기 화물선 데이터베이스부는, 화물선 입출항을 분석하여 각 화물선에 일련번호를 부여한 후, 화물선 운항정보를 구성하는 화물선 운항정보부, 각 화물선의 항로별 및 톤급별에 따른 운항의 최빈시간대를 일정시간 단위로 추출하고, 최빈시간대의 평균값을 적용하여 각 화물선별 적정운항시간을 설정하는 적정운항시간 설정부, 및 화물항, 화물항로구간 및 화물항로격자를 포함하는 화물항로를 구축하는 화물항로 구축부를 포함하며,
    상기 선박종류별 대기오염물질 배출량 산정부는, 여객선 배출량 산정부, 화물선 배출량 산정부, 어선 배출량 산정부 및 레저용선박 배출량 산정부를 포함하며,
    상기 여객선 배출량 산정부는 각 여객노선의 항로를 기점, 종점, 중간기항지 및 항로구간으로 구분하는 여객항로 설정부, 여객노선별 배출량에 기항지별 할당비를 곱하여 계산하는 기항지별 배출량 할당부, 및 여객선 배출량을 여객항 배출량, 여객해상 배출량 및 여객격자배출량으로 구분하여 저장하는 여객선 배출량 저장부를 포함하며,
    상기 화물선 배출량 산정부는 화물선 입항대수, 톤급별 연료소비 및 선박유 구성비를 포함한 배출량 산출식을 통해 정박모드 배출량을 산정하는 정박모드 배출량 산정부, 화물선 입항대수, 연료경제, 항만별 도선거리 및 선박유 구성비를 포함한 배출량 산출식을 통해 접안모드 배출량을 산정하는 접안모드 배출량 산정부, 및 화물선의 운항모드를 항만간 운항과 항만내작업선박으로 구분하여 배출량을 산정하며, 항만간 운항일 경우 화물선별 제원, 톤급 및 항로별 설정된 적정 운항시간, 선박유구성비를 포함한 배출량 산출식을 통해 산정하고, 차항지가 불특정인 운항정보는 항만내 작업선박으로 구분하여 배출량을 산정하는 운항모드 배출량 산정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실제 운항정보를 이용한 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 도면자료 구축부는,
    상기 기초자료 중 적어도 일부의 좌표를 변환하는 좌표변환부;
    상기 기초자료 중 적어도 일부의 속성정보를 수정하는 속성정보수정부;
    상기 좌표변환부 및 상기 속성정보수정부를 거친 상기 기초자료 중 적어도 일부의 위치를 보정하는 위치보정부;
    해상동에 대응하는 상기 기초자료에 해상동코드를 부여하는 해상동코드부여부;
    상기 기초자료 중 항로목록을 추출하는 항로목록추출부; 및
    상기 항로목록에 대해 각 항로별 이미지화를 포함한 항로를 구축하는 항로구축부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 실제 운항정보를 이용한 선박 부문 대기오염물질 배출량 산정장치.
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