최근 FTA 체결로 인해 우리나라는 보다 효율적이고 효과적인 수출입 화물의 물동량 관리가 필요한 시점이다. 그 중 양곡화물은 우리나라 국민들의 식생활에 필요한 주요 화물이며 FTA 협정시 주요 수출입 화물로 지정된 바 있다. 일반적으로 양곡화물은 대부분 인천항을 통해 수출입되고 있어 본 연구에서는 인천항에 취급되는 양곡화물 물동량의 향후 수요에 대한 예측 연구를 진행하였다. 연구방법론은 시스템다이내믹스를 사용하였고 양곡화물 물동량에 영향을 주는 요인으로는 인구, 1인당 연간 양곡소비량, GDP, GRDP, 환율, BDI를 이용하였다. 본 연구모델의 시뮬레이션 기간은 2000년부터 2020년이며 2007년까지의 실제 데이터를 사용하였다. 시뮬레이션 결과 2020년에 인천항에서 취급되는 양곡화물의 물동량은 약 2백만 톤으로 예측 되었으며 결과적으로 인천항에서 취급되는 양곡화물 물동량이 지속적으로 감소하는 추세를 보이고 있다. 그리고 예측된 결과값의 정확도를 측정하기 위해 MAPE 검증을 실시하였으며 6.3%의 결과값을 얻어 매우 정확한 예측으로 판정되었다. 또한 양곡화물 물동량에 영향을 주는 각 요인들의 변동에 따라 양곡물동량에 미치는 요인을 살펴보았으며 인구가 양곡물동량에 가장 큰 영향을 미치고 환율은 거의 영향이 없는 것으로 나타났다.
최근 FTA 체결로 인해 우리나라는 보다 효율적이고 효과적인 수출입 화물의 물동량 관리가 필요한 시점이다. 그 중 양곡화물은 우리나라 국민들의 식생활에 필요한 주요 화물이며 FTA 협정시 주요 수출입 화물로 지정된 바 있다. 일반적으로 양곡화물은 대부분 인천항을 통해 수출입되고 있어 본 연구에서는 인천항에 취급되는 양곡화물 물동량의 향후 수요에 대한 예측 연구를 진행하였다. 연구방법론은 시스템다이내믹스를 사용하였고 양곡화물 물동량에 영향을 주는 요인으로는 인구, 1인당 연간 양곡소비량, GDP, GRDP, 환율, BDI를 이용하였다. 본 연구모델의 시뮬레이션 기간은 2000년부터 2020년이며 2007년까지의 실제 데이터를 사용하였다. 시뮬레이션 결과 2020년에 인천항에서 취급되는 양곡화물의 물동량은 약 2백만 톤으로 예측 되었으며 결과적으로 인천항에서 취급되는 양곡화물 물동량이 지속적으로 감소하는 추세를 보이고 있다. 그리고 예측된 결과값의 정확도를 측정하기 위해 MAPE 검증을 실시하였으며 6.3%의 결과값을 얻어 매우 정확한 예측으로 판정되었다. 또한 양곡화물 물동량에 영향을 주는 각 요인들의 변동에 따라 양곡물동량에 미치는 요인을 살펴보았으며 인구가 양곡물동량에 가장 큰 영향을 미치고 환율은 거의 영향이 없는 것으로 나타났다.
More efficient and effective volume management of trade cargo is recently requested due to FTA with foreign country. Above all, the grain is the main cargo needed in Korean food life and was appointed as the core trade cargo during FTA. This study is aimed to forecast future demands of grain volumes...
More efficient and effective volume management of trade cargo is recently requested due to FTA with foreign country. Above all, the grain is the main cargo needed in Korean food life and was appointed as the core trade cargo during FTA. This study is aimed to forecast future demands of grain volumes which are handled at Incheon port because most of the grain volumes are traded at Incheon port in Korea. System Dynamics (SD) was used for forecasting as the methodology. Also, population, yearly grain consumption per a man, GDP, GRDP, exchange rate, and BDI were used as the factors that influence grain volumes. Simulation duration was from 2000 to 2020 and real data was used from 2000 to 2007. According to the simulation, 2020's grain volumes at Incheon port were forecasted to be about 2 million tons and grain volumes handled at Incheon port were continuously reduced. In order to measure accuracy of the simulation, this study implemented MAPE analysis. And after the implementation, the simulation was decided as a much more accurate model because MAPE value was calculated to be 6.3%. This study respectively examined factors using the sensitivity analysis. As a result, in terms of the effects on grain volume in Incheon Port, the population factor is most significant and exchange rate factor is the least.
More efficient and effective volume management of trade cargo is recently requested due to FTA with foreign country. Above all, the grain is the main cargo needed in Korean food life and was appointed as the core trade cargo during FTA. This study is aimed to forecast future demands of grain volumes which are handled at Incheon port because most of the grain volumes are traded at Incheon port in Korea. System Dynamics (SD) was used for forecasting as the methodology. Also, population, yearly grain consumption per a man, GDP, GRDP, exchange rate, and BDI were used as the factors that influence grain volumes. Simulation duration was from 2000 to 2020 and real data was used from 2000 to 2007. According to the simulation, 2020's grain volumes at Incheon port were forecasted to be about 2 million tons and grain volumes handled at Incheon port were continuously reduced. In order to measure accuracy of the simulation, this study implemented MAPE analysis. And after the implementation, the simulation was decided as a much more accurate model because MAPE value was calculated to be 6.3%. This study respectively examined factors using the sensitivity analysis. As a result, in terms of the effects on grain volume in Incheon Port, the population factor is most significant and exchange rate factor is the least.
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문제 정의
본 연구의 시뮬레이션 기간은 2000년부터 2020년까지 수행하였다. 2008년도 이후 진행된 세계경제 침체에 따른 영향 요인을 배제하기 위해서, 본 연구에서는 2000년부터 2007년까지 구간의 실제 데이터를 이용하여 예측 모델의 정확도 검증을 실시하고자 한다.
하지만 기존의 수요예측에서 사용되는 변수들은 국내 경기추세를 반영하는 변수들만 사용하고 있어, 세계 경제에 민감하게 반응하는 양곡과 같은 물동량을 예측하는데 무리가 있는 것이 사실이다. 따라서 본 연구에서는 국내 경기변수 뿐만 아니라 세계 경제를 반영할 수 있는 변수를 추가적으로 사용하여 보다 정확한 수요를 예측하고자 한다. 본 연구의 구성은 다음과 같다.
그리고 3장에서는 본 연구에서 사용할 기법인 시스템다이내믹스(System Dynamics)를 살펴본 후, 4장에서는 시뮬레이션 분석 및 민감도 분석을 진행한다. 마지막으로 시뮬레이션을 토대로 예측된 인천항 양곡물동량의 결과 및 시사점을 제시하고자 한다.
본 장에서는 예측모델의 타당성을 향상시키기 위하여 양곡물동량에 영향을 주는 요인들에 대한 민감도 분석을 수행 하였다. 각 요인들의 평균 증가율에 ±10%의 범위를 주었을때 변동하는 양곡물동량의 범위는 Fig.
하지만 어느 한가지의 방법론도 가장 완벽한 방법론이 될 수는 없으며, 여러 인과관계를 가지고 있는 복잡한 사회 문제에 대하여 단순히 과거 데이터만을 가지고 미래를 예측하는 것은 예측의 신뢰성을 떨어뜨리는 결론을 가져올 수 있다. 이러한 측면에서 본 연구는 문제대상과 관련된 변수들 간의 인과관계를 이용하여 문제를 해결하는 시스템다이내믹스를 이용하여 인천항의 향후 양곡물동량을 예측하고자 한다.
제안 방법
양곡물동량에 직접적인 영향을 주는 요인으로 인구와 1인당 연간 양곡 수요량을 활용하였다. 또한 인천항 물동량에 영향을 주는 환경요인으로 환율, BDI, GDP, GRDP를 모델에 이용하였다. 시뮬레이션 결과 인천항 양곡물동량은 2020년까지 꾸준히 감소될 것으로 나타났다.
본 연구의 목적인 인천항 양곡물동량을 예측하기 위하여 양곡물동량에 영향을 주는 요인들은 총 6가지로 인구, 1인당 양곡 소비량, 환율, BDI, GDP, GRDP로 정의하고자 한다. 이는 해양수산부(2004) 및 국토해양부(2009)에서 품목별 물동량 예측시 양곡화물에 대한 영향요인으로 인구, 환율, 양곡소비량을 주요 변수로 선정하여 예측한 것을 기반으로 한 것이며, 본 연구에서는 이와 더불어 벌크운임지수인 BDI와 지역 경제 성장률, 국가 경제 성장률을 추가하여 진행하였다.
시간의 흐름에 따라 각 요인들은 루프로 연결된 다른 변수들의 영향을 받아 값이 변하게 되고, 변화된 값을 각 요인의 초기값(2000년도)과 비교함으로써 요인별∙연도별 영향 정도를 산출하였다.
따라서 인천항은 보다 많은 양곡물동량을 유치하기 위하여 보다 공격적인 마케팅 전략 및 양곡산업 유치 전략이 요구된다. 시뮬레이션 모델의 정확도를 검증하기 위하여 신뢰도가 높고 예측오차의 비교가 용이한 절대평균오차비율을 적용하였다. 검증결과 6.
이러한 측면에서 본 연구에서는 요인간 인과관계를 고려하여 문제를 해결하는 시스템다이내믹스기법을 이용하여 인천항의 향후 물동량 예측 하였다. 양곡물동량에 직접적인 영향을 주는 요인으로 인구와 1인당 연간 양곡 수요량을 활용하였다. 또한 인천항 물동량에 영향을 주는 환경요인으로 환율, BDI, GDP, GRDP를 모델에 이용하였다.
본 연구의 목적인 인천항 양곡물동량을 예측하기 위하여 양곡물동량에 영향을 주는 요인들은 총 6가지로 인구, 1인당 양곡 소비량, 환율, BDI, GDP, GRDP로 정의하고자 한다. 이는 해양수산부(2004) 및 국토해양부(2009)에서 품목별 물동량 예측시 양곡화물에 대한 영향요인으로 인구, 환율, 양곡소비량을 주요 변수로 선정하여 예측한 것을 기반으로 한 것이며, 본 연구에서는 이와 더불어 벌크운임지수인 BDI와 지역 경제 성장률, 국가 경제 성장률을 추가하여 진행하였다. 그에 따른 인과지도는 Fig.
대상 데이터
본 연구의 시뮬레이션 기간은 2000년부터 2020년까지 수행하였다. 2008년도 이후 진행된 세계경제 침체에 따른 영향 요인을 배제하기 위해서, 본 연구에서는 2000년부터 2007년까지 구간의 실제 데이터를 이용하여 예측 모델의 정확도 검증을 실시하고자 한다.
데이터처리
보다 정밀한 예측의 정확도를 검증하기 위하여 신뢰도가 높고 예측오차의 비교가 용이한 절대평균오차비율(MAPE : Mean Absolute Percentage Error)을 적용하였다.(Lewis, 1982).
이론/모형
이러한 환경적인 강점에도 불구하고 최대 양곡수입항만인 인천항 물동량은 감소세를 면치 못하고 있으며, 향후 양곡물동량 추이에 대한 관심이 증가하고 있다. 이러한 측면에서 본 연구에서는 요인간 인과관계를 고려하여 문제를 해결하는 시스템다이내믹스기법을 이용하여 인천항의 향후 물동량 예측 하였다. 양곡물동량에 직접적인 영향을 주는 요인으로 인구와 1인당 연간 양곡 수요량을 활용하였다.
성능/효과
시뮬레이션 모델의 정확도를 검증하기 위하여 신뢰도가 높고 예측오차의 비교가 용이한 절대평균오차비율을 적용하였다. 검증결과 6.3%의 MAPE값으로 매우 높은 정확도를 갖는 모델로 판정되었다. 연구의 대상인 양곡화물의 공시된 자료가 세분화 되지 않고 통합적으로 이루어져있기 때문에 세분화된 품목에 대한 수요를 예측하지 못한 한계점이 있으며 이는 향후 연구의 대상이다.
검증결과, MAPE값은 6.3%로 나타났으며 값이 0% ≦ MAPE < 10%에 속하므로 매우 높은 정확도를 갖는 예측으로 평가된다.
그 결과 항만물동량의 증가추세의 둔화현상은 제조업 공동화 진행속도의 억제 및 대체산업의 육성, 적극적인 환적화물의 유치 및 환적체계의 개선, 항만배후부지 개발 및 다국적기업의 유치, 한·중 물류협력의 강화 그리고 복합운송 체계를 구축함으로써 극복할 수 있다고 주장하였다.
분석 결과, 인구>GRDP>GDP>BDI>환율 순으로 요인의 영향력이 큰 것으로 나타났다.
해양수산부(2004)는 양곡수입물동량을 추정하기 위하여 양곡 수요량과 인구를 설명변수로 이용한 회귀분석을 실시하였다. 분석결과, 2006년 16,399톤에서 2020년 18,648톤까지 양곡수입량이 꾸준히 증가하는 것으로 나타났으며 이는 식생활의 서구화로 인하여 쌀의 수요는 감소하지만 제빵의 원료인 밀이나 기타 식용유와 같은 소비가 증가하기 때문인 것으로 판단하였다. 물동량 예측에 대한 기존연구는 과거 데이터를 가지고 미래의 수요를 예측하는 시계열 모형(Time-series model)이 주를 이루고 있으며, 특히 ARIMA 모형이 주로 이용되고 있다.
또한 인천항 물동량에 영향을 주는 환경요인으로 환율, BDI, GDP, GRDP를 모델에 이용하였다. 시뮬레이션 결과 인천항 양곡물동량은 2020년까지 꾸준히 감소될 것으로 나타났다. 따라서 인천항은 보다 많은 양곡물동량을 유치하기 위하여 보다 공격적인 마케팅 전략 및 양곡산업 유치 전략이 요구된다.
후속연구
연구의 대상인 양곡화물의 공시된 자료가 세분화 되지 않고 통합적으로 이루어져있기 때문에 세분화된 품목에 대한 수요를 예측하지 못한 한계점이 있으며 이는 향후 연구의 대상이다. 또한 Stock-Flow 다이어그램에서, 양곡물동량과 영향 요인과의 관계만을 설정하였을 뿐 국내 양곡시장의 구조에 대한 설명이 다소 부족하였고 환율, BDI와 같은 세계 경제를 반영하는 요인들의 추가가 필요하므로 이를 보완한 연구가 요구된다.
3%의 MAPE값으로 매우 높은 정확도를 갖는 모델로 판정되었다. 연구의 대상인 양곡화물의 공시된 자료가 세분화 되지 않고 통합적으로 이루어져있기 때문에 세분화된 품목에 대한 수요를 예측하지 못한 한계점이 있으며 이는 향후 연구의 대상이다. 또한 Stock-Flow 다이어그램에서, 양곡물동량과 영향 요인과의 관계만을 설정하였을 뿐 국내 양곡시장의 구조에 대한 설명이 다소 부족하였고 환율, BDI와 같은 세계 경제를 반영하는 요인들의 추가가 필요하므로 이를 보완한 연구가 요구된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
사료용 곡물이 FTA 체결 이후 점차 감소추세를 보이는 이유는 무엇인가?
한편 사료용 곡물은 FTA 체결로 이후 점차 감소추세를 보이고 있다. 이는 사료를 수입하여 가축을 기르는 것 보다는 육류를 직접 수입하는 쪽으로 추세가 바뀌었기 때문이다.
양곡화물은 무엇으로 구성되는가?
양곡화물은 국민들의 식생활과 직접적으로 관련이 있는 중요한 화물이다. 양곡화물은 쌀, 밀, 가축 사료용 곡물 등으로 구성된다.(해양수산부, 2004) 최근 식습관의 서구화로 인해 쌀에 대한 수요는 정체 및 감소상태를 보이는 반면, 빵의 원료로 쓰이는 밀 수요는 증가추세를 보이고 있다.
인천항에서 처리되는 양곡화물이 더욱더 감소되는 이유는 무엇인가?
양곡화물을 둘러싼 환경변화는 양곡을 주요 처리화물로 취급하고 있는 인천항에 큰 변화를 가져오고 있다. 특히 2010년 평택항 개장으로 인해 인천항과 평택항은 경쟁구도에 접어들었으며, 인천항을 주로 이용하던 양곡화물 화주들의 거점이 상대적으로 임대료 및 제반비용이 저렴한 경기 및 이남 지역으로 이전하는 현상을 보이고 있다. 즉 인천항에서 처리되는 양곡화물은 더욱더 감소될 수 밖에 없는 실정이다 (이, 2010).
참고문헌 (14)
곽상만(2005), "제3장 시스템 다이내믹스 이론의 군사적 적용방안 연구", 한국전략문제연구소, pp.2-368.
Forrester, J.W., "Industrial Dynamics", MIT Press, Cambridge, Massachusetts, 1961.
Forrester, J.W., "Urban Dynamics", MIT Press, Cambridge, Massachusetts, 1969.
Jifeng, W., Huapu, L. and Hu, P.(2008), "System Dynamics Model of Urban Transportation System and Its Application", Journal of Transportation System Engineering and Information Technology, Vol 8, No.3, pp.83-89.
Lewis, C.D., "Industrial and Business Forecasting Methods: A practical guide to exponential smoothing and curve fitting", Butterworth Scientific, 1982.
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