마코프 체인을 활용한 해양 사고 빈도 예측에 관한 연구

해양경찰에서는 육지의 4.5배인 광범위한 바다를 함정과 VTS 등 감시체계를 통해 해양 사고를 예방하고 대응하고 있다. 하지만 모든 해역에 100% 감시는 현실적인 어 려움이 따른다. 따라서 한정된 장비와 인력을 투입하여 해양 사고 발생 위험을 사전 에 예측하고 이를 바탕으로 선제적으로 대응할 수 있는 체계를 갖추는 게 중요하다. 이 연구의 목적은 해양 사고의 위험을 예측하기 위한 기초연구로서 해양 사고 발생 빈도를 사전에 예측할 수 있는 확률 기반 방법을 구축하는 데 있다. 이를 위해 특정 현상의 현재 상태를 파악해 미래 상태를 추측하는 마코프 체인을 이용한 확률 모델 을 구축해 해양사고 빈도를 예측하였다. 최근 4년간(2016년∼2019년) 발생한 해양 사 고 건수를 월별로 수집하여 분석하고, ‘19년 12월 빈도를 관측치로 활용하여 예측값 과 비교·검증하였다. 해양 사고 발생 위험 정도에 따라 상태 집합을 3단계로 구분하 고, 초기 확률과, 상태에 따른 전이 행렬을 통해 모델을 구축했다. 이를 통해 예측한 결과 최근 발생한 해양 사고의 최댓값을 활용해 계산된 예측값은 실제 발생한 해양 사고 빈도와 비교하여 97%의 예측률을 보였다. 상태 집합 4단계 조정, 회귀 모델, 시 계열 모델을 통한 예측값과 비교해 검증한 결과 실제 발생한 빈도와 가장 유사한 확 률 범위와 예측 빈도 값이 구축된 모델에서 도출되었다. 이 연구는 해양 사고 빅데 이터 자료를 활용해 예측을 위한 기초자료로 해양 사고 예방 관리를 위한 정책 추진 에 활용될 수 있다. 또한 추후 한계점을 보완하여 해양 사고 시간별, 기상별, 선박별, 해역별 등 다양한 예측 기법을 개발할 예정이다.