차세대 무인선박기술 및 법 제도 동향
<목차>
0. 요약
1. 자율운항기술의 개괄
2. 법 제도 현황
3. 향후 기술 개발의 방향과 시사점
출처 및 참고자료
0. 요약
주요 글로벌 조선•해운 강국들의 선박 무인화를 위한 자율운항기술 주도권 경쟁이 치열한 가운데 완전 자율운항선박 시장이 2030년에는 109억 4천985만 달러에 이를 것으로 예측(Allied Market Research)되고 있다. 노르웨이의 YARA 프로젝트, 일본의 MEGURI2040 프로젝트 등 조선•해운기술 선도국에서는 자율운항 기술개발 및 시범 운항을 통한 실증에 박차를 가하고 있으며, 국제협약(IMO MASS Code) 개발에도 활발하게 참여 중이다. 국내에서도 삼성중공업, HD현대, 한화오션과 정부 주도의 KASS 프로젝트를 통해 관련 기술을 개발하고 있다. 선도국에 대한 기술 경쟁력 확보와 상용화를 위해서는 개발 기술의 실해역 실증을 통한 신뢰성•안전성의 보장과 함께 정부의 지속적인 연구개발 지원과 관련 법제도의 신속한 정비가 요구된다.
1. 자율운항기술의 개괄
1) 자율운항기술의 개념
자율운항기술은 선박을 중심으로 한 운항 자율화와 운용 자율화 분야의 핵심기술, 해운산업과 연관된 항만 인프라 연계 자동화, 무인 운항 관련 법제도 마련 및 정비로 구분할 수 있다. 기술적으로 노르웨이를 비롯한 주요 자율운항기술의 개발 선도 국가들은 상황인식과 자율항해, 육상 원격제어를 기반으로 한 운항 자율화 관점의 기술 개발에 매진하고 있다. 특히 유럽은 연안 도서 지역에 대한 운항 수요가 많아 페리나 차도선 및 중소형 컨테이너 선박의 원격운항기술의 개발과 운용에 집중하고 있다. 이 중 원격운항을 위한 필수 인프라 기술로는 끊김이 없는 LTE, 위성통신 기반의 고신뢰 통신 네트워크와 사이버 보안기술이 요구된다. 또한 승무원이 없는 무인화에 따른 각종 장비의 고장 진단 및 예측, 유지 보수를 위한 운용 자율화 기술도 필요하다.
2) 기술의 등장 배경
자율운항선박은 안전성•경제성 향상 및 첨단기술•장비의 발전 등 여러 가지 배경에서 등장하게 되었는데, 주요 목적과 배경은 다음과 같다.
3) 주요 핵심기술
- 상황인식기술
상황인식기술은 레이더(Radar), 라이다(LiDAR), 카메라, 선박자동식별장치(AIS)와 같은 센서, 항통 장비를 활용하여 선박 주변의 해상 상황을 실시간으로 탐지하고 분석하여 충돌이나 사고 위험성을 판단하는 기술이다. 특히 최근에는 카메라 성능이 향상되어 영상 기반의 상황인식기술의 개발이 각광을 받고 있다.
상황인식을 위해 요구되는 보다 세부적인 기술로는 다양한 센싱 데이터를 수집하고 처리하는 시스템과 센싱 데이터 분석을 통해 해상 객체를 자동으로 탐지하고 식별하는 알고리즘, 인공지능을 기반으로 물체의 움직임과 의도를 추정하는 기술 등이 있다.
- 자율항해기술
자율항해는 유인 항해사를 대신하여 항만 입출항부터 연안과 대양 항해에 이르기까지 안전하고 경제적인 항로를 선박이 스스로 판단하여 항해하는 기술이다. 이를 위해 앞선 센서, 항해 기기, 선박 내부 기기의 상태 정보 등을 기반으로 하는 상황인식 및 상태 예측이 필요하다. 또 예측 결과를 바탕으로 한 자율적인 의사결정을 통해 선박의 항로를 설정하고 엔진과 추진기를 제어하여 설정된 경로를 추종하는 기능이 구현되어야 한다.
- 기관자동화기술
운항자율화와 함께 무인화되어 가는 선박의 항해 중 운용자율화를 위해서는 선내 장비의 고장 진단/예측 및 예방 정비가 필요하다. 운항 중 발생할 수 있는 고장과 사고에 대응하기 위한 핵심기술로는 자가진단(Self diagnosis) 및 디지털트윈, 인공지능 머신러닝기술을 활용한 상태 기반 고장 진단•예측(Condition based Maintenance), 클라우딩 서비스, 증강현실 기반 원격 유지보수 지원 기술이 개발•활용되고 있다.
2. 법 제도 현황
1) 국제 협약 및 법규 동향
- 국제해사기구의 국제협약 개발
국제해사기구(IMO)에서는 자 율운항선박에 관해 국제적으로 통일된 규정을 마련하고 자율운항선박의 도입으로 발생할 수 있는 문제에 대응하기 시작했다. 2017년 국제해사기구는 제98차 해사안전위원회(MSC)에서 전 세계적으로 활발해지는 스마트선박기술의 개발과 자 율운항선박(MASS) 출현에 대응하기 위해 덴마크, 일본, 영국, 미국, 한국 등 9개 회원국의 요청으로 기존 협약에 대한 신기술 적용을 방해하 는 규정을 식별하 는 규정식별작업(RSE)에 착수했다. 2018년 5월 제99차 해사안전위원회에서는 규정식별작업과 함께 향후 도래하게 될 자율운항선박 시대에 대비하기 위한 첫 준비로 ‘자율운항선박 시범 운항을 위한 임시지침서(Interim Guidelines for MASS Trials)’ 개발에 착수하여 2019년 제101차 해사안전위원회에서 개발을 완료했다. 또 2021년 제104차 위원회에서는 105차부터 MASS 협약(Code) 개발을 정식 의제로 채택하기로 합의했다. 2022년 제106차 회의에서는 105차에서 확정된 협약 개발 추진 체계로부터 실질적인 협약 개발 작업 논의가 본격적으로 이루어지기 시작했다. 2023년 제107차 회의를 거쳐 2024년 제109차 해사안전위원회에서는 비강제 MASS Code 개발을 완료하여 자율운항선박 국제협약으로 채택하기 위한 본격적인 논의가 이루어졌다. 이 회의에서는 당초 2028년 1월 1일에 강제 협약 발효를 준비하였으나 추가적인 개발 논의와 작업의 필요성에 따라 SOLAS 개정 주기에 맞추어 2032년 강제화를 목표로 계획이 변경되었다.
- 일본 입법 동향
일본은 원격조종이 가능한 소형 선박에 대해 먼저 안전 가이드라인을 발표하고 실증을 진행한 후 실증 가이드라인을 통해 점진적으로 「선박안전법」 등에 대해 정비하는 것으로 입법 방향을 잡았다. 일본은 2019년 4월 25일 국토교통성 해사국에서 “원격조종 소형 선박에 대한 안전 가이드라인” 발표했다. 원격조종이 가능한 소형 선박의 검사를 직접 실시하고, 필요한 안전 대책을 강구하여 장관이 인정한 운항 매뉴얼에 따라 운항하는 경우에 한해서만 해당 선박의 무인운항을 허가키로 했다. 2020년 8월 19일에는 “자율운항선박의 실용화를 위한 안전 기준”을 발표했다. 2020년 연내 실증 데이터를 기반으로 한 설계 및 운항에 관한 지침을 정하고, 이를 통해 기술 개발을 진전시켜 2025년까지 「선박안전법」에 근거해 구속력 있는 법적 기준을 마련하기로 했다.
- 중국 입법 동향
중국은 선급협회를 중심으로 지능선박에 대한 규정을 2020년 3월 1일부터 시행하고 있다. 해당 규정에서는 지능선박이 갖춰야 하는 요구사항, 시스템, 승선 인원 등에 대해 기준을 제시하고 있다. 또한 지능형 항해, 지능형 선박의 선체 구성요소, 지능형 에너지 효율 관리, 지능 화물 관리, 지능형 통합 플랫폼, 선박의 원격제어 및 자율운항 장비의 성능에 대해서도 규정하고 있다.
- 유럽연합 입법 동향
유럽연합(EU)은 EU위원회 및 유럽해사 청(European Maritime Safety Agency, EMSA)의 자율운항선박 전문위원회의 작업에 기초해 자율운항선박 실증 시운전 관련 사안을 담고 있는 “EU Operational Guidelines for Safe, Secure and Sustainable Trials of Maritime Autonomous Surface Ships(MASS)”를 개발했다. 이 지침은 자율운항선박의 실증이 해상 관제구역 내에서 안전하고 친환경적인 방식으로 운용될 수 있도록 회원국의 행정 당국과 신청자에게 지침을 제공하는 것을 목적으로 한다. 지침에 따르면, 자율운항선박 실증 신청자는 자율운항 실증이 해상 교통 상의 위험 없이 수행될 수 있도록 해야 하며, 유효한 선박보험과 책임보험 등 재정 보증에 가입되어 있어야만 한다. 그리고 신청자는 실증과 관련된 비상계획과 해양 오염 방지 계획을 수립해야 한다.
- 벨기에 입법 동향
벨기에는 플랑드르(Flanders)에서 수행되는 자율운항선박의 시범 운항 지침을 제공하기 위해 「Smart Shipping Code of Practice for Testing in Flanders」을 개발했다. 이 코드는 자율운항선박의 잠재적 위험 식별 및 안전 운항을 보장하기 위해 개발되었다. 코드에 따르면 벨기에 연안에서 시행되는 시범 운항에 대한 전적인 책임은 시험기관에 있고, 실증 시험기관은 적절한 증서를 가지고 있어야 한다. 또 이 코드를 준수한다 해도 잠재적 위험을 최소화하기 위한 합리적 조치가 취해지는 것은 아니므로 이 코드를 이행하고 위험을 최소화하기 위한 모든 방안을 마련하도록 권고하고 있다. 또한 실증 시험기관은 반드시 보험에 가입해야 하며, 관련 보험증권을 사전에 제출해야 한다.
- 노르웨이 입법 동향
「Harbour and Fairway’s Act Section 27」에 따르면, 자국 수역의 보안이나 항해에 영향을 미칠 수 있는 모든 활동은 노르웨이 해안관리국 또는 지방자치단체의 승인이 필요하고, 각 테스트는 개별적으로 검토되어야 하는 독립적 활동으로 간주하고 있다. 또한 모든 활동에는 필요한 승인에 대한 일차적인 책임을 지는 담당자가 있어야 하며, 테스트 영역에서의 활동은 지속적인 평가를 받도록 하고 있다. 2016~2017년에 걸쳐 트론하임(Trondheim)과 호르텐(Horten) 해역 등에 대해 「Harbour and Fairway’s Act Section 27」에 따라 자율운항선박 실증을 위한 시험 운항 구역을 지정했다. 2020년 8월에는 노르웨이 해사청(Norwegian Maritime Authority, NMA)에서 자율운항 및 무인선박 관련 가이드라인을 제정했다. 해당 가이드라인에는 자율운항/무인선박의 안전성이 기존의 유인선박과 동일하거나 더 안전함을 증명하도록 요구하고 있다. 가이드라인에서 요구하는 다양하고 복잡한 안전성 평가를 수행하고, 총 12개의 문서를 제출하여 노르웨이 해사청의 승인을 받으면 예외적으로 노르웨이 해역에서 자율운항/무인선박을 운항할 수 있도록 허용하고 있다. 또한 노르웨이는 자율운항선박 운항을 위해 다음의 사항을 포함한 노르웨이 자국 기본법 개정을 추진 중에 있다.
- 핀란드 입법 동향
핀란드는 야콘메리(Jaakonmeri) 지역을 자율운항선박 실증을 위한 시범 운항 지역으로 설정하고, 이에 대한 상세한 신청 절차를 제공하고 있다. 시험기관은 시범 운항에서 발생하는 직간접 손해에 대한 책임을 지게 된다. 그리고 시험기관은 시범 운항 시 발생할 수 있는 문제의 해결을 위해 재정보증 형태의 보증금을 기탁해야 한다.
2) 국내 입법 동향
국내에서는 자율운항선박과 관련하여 「지역특구법」에 따라 경남 지역에 무인선 규제자유특구만 지정되어 있을 뿐, 자율운항선박의 정의, 임시 항해 기준의 근거와 상용화의 전제가 되는 운항구역, 안전 기준 등에 대한 법적 근거가 전혀 마련되지 않은 상황이다. 이에 자율운항선박의 상용화를 위한 연구•실증•시범 운항 등이 원활히 이루어질 수 있도록 관련 규제를 완화하는 등 자율운항선박의 개발 촉진과 상용화를 위한 법률의 필요성이 인지되었으며, 「자율운항선박 개발 및 상용화 촉진에 관한 법률(안)」, 일명 「자율운항선박 촉진법」이 2023년 12월 8일에 국회 본회의를 통과하여 2025년 1월 시행될 예정이다. 「자율운항선박 촉진법」은 자율운항선박 기술과 핵심 기자재의 개발을 지원하고, 해상 물류 체계 구축을 통한 상용화 촉진을 주된 목적으로 한다. 또한 자율운항선박 시범 운항과 실증 관련 규제 특례 등의 법적 근거를 마련하고 자율운항선박의 안전한 운항을 위한 기반을 조성하는 것이 주요 목표 중 하나다. 「자율운항선박 촉진법」의 주요 내용은 다음과 같다.
① 자율운항선박의 기술과 핵심 기자재의 개발을 장려하고 자율운항선박의 시험 운항 및 실증, 안전한 운항을 위한 운항 기반 조성 및 지원 등에 필요한 사항을 규정하여 자율운항선박의 상용화를 촉진하고 지원함으로써 국가 경제의 발전에 이바지함을 목적으로 한다(안 제1조).
② 자율운항선박, 자율운항시스템, 자율운항지능화시스템, 원격운항센터 및 원격운항자, 규제 특례, 자율운항선박 산업 데이터 플랫폼, 자율운항선박 기반 해상물류체계 등 자율운항선박과 관련된 정의 규정을 신설한다 (안 제2조).
③ 해양수산부장관 및 산업통상자원부장관은 자율운항선박의 개발과 상용화를 촉진하기 위하여 관계 중앙행정기관의 장과 협의한 후 기본 계획을 수립하고, 기본 계획을 토대로 매년 개발시행계획 및 상용화촉진시행계획을 수립•시행하도록 한다(안 제4~7조).
④ 해양수산부장관은 자율운항선박에 관한 정책 및 중요사항을 심의•의결하기 위하여 해양수산부장관 소속으로 자율운항선박 정책위원회를 설치한다 (안 제8조).
⑤ 해양수산부장관은 자율운항선박의 운항 해역을 지정하여 운영 및 관리하여야 한다(안 제9조).
⑥ 해양수산부장관 및 산업통상자원부장관은 자율운항선박의 개발 및 상용화를 위해 행정적•재정적 지원을 할 수 있으며, 기술 개발 지원 시책을 수립•추진하고, 자율운항선박 기반 해상물류체계의 구축, 자율운항선박과 기자재 인증제도의 운영, 전문 인력의 양성, 해외 진출 및 국제 협력 등을 추진할 수 있다(안 제12~20조).
⑦ 해양수산부장관의 승인을 얻은 자는 자율운항선박 운항 해역에서 자율운항선박의 시범 운항 또는 실증을 할 수 있으며, 이때 선박 검사의 특례, 선박 기설 기준의 특례, 승무 정원의 특례, 익명 처리된 개인정보 등의 활용에 대한 특례, 규제 신속 확인 등의 규제 특례를 적용할 수 있다. 또 해양수산부장관은 안전 확보에 필요한 조건, 책임보험의 가입, 보고 의무 등을 부여할 수 있다(안 제21~26조).
⑧ 자율운항선박 운항 및 기자재 승인 등의 사항을 한국교통안전공단 및 선급 법인에 위임•위탁할 수 있는 근거를 마련한다(안 제27조).
⑨ 책임보험 의무 가입 규정의 실효성 확보를 위해 벌칙과 과태료 규정을 둔다 (안 제28~30조).
3. 향후 기술 개발의 방향과 시사점
1) 완전 무인선박기술 개발의 방향성
- 운용 영역 확장을 고려한 무인화기술 개발
무인화된 자율운항선박 기술이 개발되어도 해상의 모든 선박이 무인화되기까지는 기존의 유인선 중심의 운항 환경과 유무인 복합 통항 상황에서의 안전과 신뢰성을 보장할 수 있어야 한다. 특히 연안 수역은 대양과 달리 높은 통항량뿐만 아니라 선박의 단독 통항 외에도 트롤 어선, 예부선, 선단 조업 등 특수 통항 형태가 존재한다. 또한 어선과 어망 등 소형 장애물이 존재하고 저수심, 제한 수역, 교량 등 추가적인 위험 요소가 존재하며, 날씨와 주야간 가변적인 시정 조건으로 인해 운항 난이도가 매우 높은 영역이다. 때문에 연안 수역에서도 사람의 개입 없이 안전하게 운항하기 위해서는 대양에서 연안과 항계로의 운용 영역 확장에 따른 공간적•시간적•환경적 변화를 고려하여 자율항해시스템의 성능이 항시 안정적으로 유지되는 기술의 구현이 필요하다. 또한 연안에서의 운항자율화기술이 개발되어야 선박의 대부분 운용 영역을 포함한 실질적인 선원 감소 효과를 기대할 수 있다.
- 항해 안전 보장과 검증
최근 MASS Code의 개발 방향을 살펴보면 자율 항해 시 안전 보장이 필수적인 요소로 제시되고 있다. 신기술 적용에 있어 안전 보장은 다른 어떠한 요소보다 중요하게 부각되는 사항이기 때문에 자율 항해와 연계된 시스템의 안전이 보장되는지 반드시 검증할 필요가 있다. 선박에 탑재된 여타 시스템에 대해서는 시스템의 단독 성능 검증이 가능하나 항해 부분은 주변 요소들의 영향을 모두 포함한 통합 검증이 필요하다. 그러나 선박이 만날 수 있는 모든 통항 상황을 실제 해상에서 검증을 수행하기란 현실적으로 불가능하므로 가상환경에서의 검증 기술이 매우 중요하다. 가상환경에서의 검증은 얼마나 많은 상황을 확인했는지도 중요하지만, 해당 가상환경이 실제 환경을 얼마나 충실히 반영하고 있는지가 검증 결과의 신뢰성에 큰 영향을 미치게 된다. 현재까지의 검증을 위한 가상환경은 유인선박에서 항해자가 운항하는 경우에 대한 검증 환경 수준과 크게 다르지 않은 형태로 개발되었다. 그러나 자율항해시스템의 성능에 대해 가상환경에서의 본격적인 검증을 필요로 하는 상황이 조만간 도래할 것으로 예상되며, 이를 위해 실제 환경을 반영하는 탐지 모델 및 데이터 모델의 개발이 필수적이다. 자율운항선박에 대한 가상환경 기술의 신뢰성 검증의 일환으로 선박해양플랜트연구소는 2024년 4월 KASS 프로젝트를 통해 가상환경 기반 자율운항선박 성능 검증 기술에 대해 영국 로이드선급(LR)으로부터 디지털트윈레디(Digital Twin READY) 인증을 획득했다.
2) 국내 법 제도 입법 및 시행의 의의
국제협약 강제화 시기의 연기와 자율운항선박의 상업 운항 본격화에 대비! 국내 완전 자율운항선박의 기술 개발과 상업화를 위해서는 세계적 수준의 신뢰성 확보가 시급하다. 신뢰성은 기술의 실증 레코드 확보가 중요하며, 「자율운항선박 촉진법」이 입법되어 시행을 앞두고 있어 국내 조선•해양 분야 산업계와 학계에서도 실증 기반 마련에 대한 요구와 기대가 높은 상황이다.
- (조선소) 선급 및 기국 승인 후 정부 승인 등에 대한 법률 부재로 인해 어려움이 있었으나 당 법을 통해 돌파구 마련 가능성 평가
- 시험(실증 등)을 위해서 여러 행정 절차와 추가적인 비용이 발생하는 상황을 해결해 줄 수 있는 가치가 있을 것으로 판단 - 소형 선박 시험(실증)에 대한 적용과 제도의 간소화 필요 - 시험(실증) 해역을 설정함에 있어 해당 지자체를 포함한 신속한 행정 처리 및 지원이 가능하도록 적극적인 협조 필요 - 선박 정원에 대한 제한으로 시험에 대한 어려움이 있으며, 정박 중 특정 상황과 기간에 한해 면제 가능성 고려 필요
- (선사) 최소 승무 정원의 확대를 위해서 안전 장구 추가 및 승인 등 추가적인 사항이 뒤따르므로 선사 입장에서 어려움이 예상되지만 글로벌 트렌드와 시장에 대한 의지는 강함
- (기자재) 향후 단계적으로 자율운항선박의 사고, 재난 등에 대한 대응 관련 법률(제도)의 마련도 필요함
- (학계) MASS Code 개발에 앞서 당 법을 통해 자율운항선박 시험 시 직접 제어 등의 활용을 기대하며, 기술 개발 속도전 시대에 관련 제도의 부재로 인해 걸림돌이 되지 않도록 정책적 지원 의미를 가짐
3) 기술 개발의 추진 전략
현재 우리나라 조선업계를 포함하여 몇몇 국가에서는 기초적인 자율항해(보조)시스템을 개발하고, 이에 대한 실해역 적용 사례를 제시하는 상황이다. 그러나 우리나라가 자율운항선박 기술의 개발을 선도하고 본격적인 자율운항선박 시대를 대비하기 위해서는 정부 주도의 뒷받침이 필요하다. 산업계의 경우 선박에 탑재되는 상업용 시스템의 개발을 추진하되, 정부 주도로 시스템을 검증할 수 있는 핵심기술의 개발, 이러한 시스템이 운용되기 위한 원격운용기술과 인프라의 구축, 그리고 상업용 시스템의 운용 가능 영역 확장을 위해 예상되는 기술적 복잡성을 해결할 수 있는 진일보된 원천기술의 개발을 진행한다면 관련 첨단기술의 확보와 산업계 지원을 달성하여 결과적으로 자율운항선박 분야에서 기술적 우위가 공고해질 것이다.
출처 및 참고자료
1. “‘바다 위의 테슬라’ 자율운항선박, 해운업계 지형도 바꾼다 [스페셜리스트 뷰]”, 이코노미스트, 2024.02.08.; economist.co.kr/article/view/ecn202401300025
2. 오션테크 2022, 바다의 미래를 만드는 신기술. “세계 일주 자율운항선박 개발”
3. Operation effect of MUNIN project; unmanned-ship.org
4. KASS 프로젝트, 자율운항선박기술개발사업통합사업단
5. Sea Machines Robotics; youtube.com/watch?v=Y94bVhEDNUc
6. “Full Ahead with FURUNO: Digital Transformation”, FURUNO ELECTRIC Co., LTD.; furuno.com/files/Brochure/549/upload/FURUNO%20Digitall%20 Transformation_EN.pdf
7. Marine Machinery Operation Support System(conceptual diagram), Kawasaki Heavy Industries, Ltd.; vesselfinder.com 8. “Interim Guidelines for MASS Trials”, IMO, 2019.06.14.; register-iri.com/wp-content/ uploads/MSC.1-Circ.1604.pdf
9. “EU Operational Guidelines for Safe, Secure and Sustainable Trials of Maritime Autonomous Surface Ships(MASS)”, VTMIS, 2020.10.; transport.ec.europa.eu/ system/files/2020-11/guidelines_for_safe_mass.pdf
10. Vladimir Karetnikov et al., “Tasks of developing the aquatory for testing autonomus ships in inland waterways”, E3S Web Conf. Vol. 157, 02010, 2020.03.20.; doi.org/10.1051/e3sconf/202015702010; DIMECC
11. 자율운항선박 개발 및 상용화 촉진에 관한 법률, 법률 제19909호, 2024.01.02. 제정, 2025.01.03. 시행.; law.go.kr/LSW/lsInfoP.do?lsiSeq=257803&viewCls=lsRvsDocInfoR#
12. “자율운항선박 개발 및 상용화 촉진을 위한 특별법 제정 연구”, 용역보고서, 자율운항선박기술개발사업 통합사업단
작성자
이희수 조선해양 PD / 한국산업기술기획평가원(KEIT) 조선방산항공실 최 진 팀장 / 자율운항선박기술개발사업 통합사업단(KASS)
'산업기술' 카테고리의 다른 글
| AI 자율제조기술 동향 (0) | 2025.02.04 |
|---|---|
| 행성 탐사용 로버 소개 및 기술 발전 전략 (0) | 2025.02.04 |
| R&D 예타 폐지 법 개정안 국무회의 통과 (0) | 2025.02.03 |
| 미래차 산업 패러다임 변화에 따른 SW 기술 개발 동향 (0) | 2025.02.02 |
| 전고체 전지 기술 동향 (0) | 2025.02.01 |
댓글