시스템 다이내믹스를 이용한 인천항 배후단지가 인천항 컨테이너 물동량에 미치는 영향 분석 An Influence Analysis of Port Hinterlands on Container Cargo Volumes of Incheon Port Using System Dynamics원문보기
본 연구는 시스템 다이내믹스법을 이용하여 인천항 배후단지가 인천항 컨테이너 물동량에 미치는 영향을 분석하는 것을 연구의 목적으로 하였다. 시뮬레이션을 위해 사용된 변수는 환율(달러), 경상수지, 자본수지, 일본 교역량, 중국 교역량, 수출 단가지수, 수입 단가지수, 인천항 교역액 등의 거시 경제지표이며, 추가로 인천 항만배후 단지가 인천항 물동량에 어떠한 영향을 주는지를 검증하기 위하여 현인천항만 배후단지 입주기업의 매출액, 컨테이너물동량, 임대료, 종업원 수를 이용하여 민감도 분석을 시행하였다. 예측된 결과값의 정확도를 측정하기 위해 절대평균오차비율(MAPE) 검증을 실시하였으며, 10% 이내의 결과값을 얻어 매우 정확한 예측으로 판정되었다. 민감도 분석결과, 항만 배후단지 입주기업의 물동량이 인천항 컨테이너 물동량 증가에 가장 많이 기여하는 것으로 나타났으며, 임대료가 높을수록 물동량이 줄어드는 것으로 분석되었다.
본 연구는 시스템 다이내믹스법을 이용하여 인천항 배후단지가 인천항 컨테이너 물동량에 미치는 영향을 분석하는 것을 연구의 목적으로 하였다. 시뮬레이션을 위해 사용된 변수는 환율(달러), 경상수지, 자본수지, 일본 교역량, 중국 교역량, 수출 단가지수, 수입 단가지수, 인천항 교역액 등의 거시 경제지표이며, 추가로 인천 항만배후 단지가 인천항 물동량에 어떠한 영향을 주는지를 검증하기 위하여 현인천항만 배후단지 입주기업의 매출액, 컨테이너물동량, 임대료, 종업원 수를 이용하여 민감도 분석을 시행하였다. 예측된 결과값의 정확도를 측정하기 위해 절대평균오차비율(MAPE) 검증을 실시하였으며, 10% 이내의 결과값을 얻어 매우 정확한 예측으로 판정되었다. 민감도 분석결과, 항만 배후단지 입주기업의 물동량이 인천항 컨테이너 물동량 증가에 가장 많이 기여하는 것으로 나타났으며, 임대료가 높을수록 물동량이 줄어드는 것으로 분석되었다.
This study is aimed to obtain the influence of port hinterlands on container cargo volumes of Incheon port using System Dynamics(SD). Also, macro economic index such as exchange rates(US dollar), balance of current account, capital balance, Japan trade, China trade, export unit value index, import u...
This study is aimed to obtain the influence of port hinterlands on container cargo volumes of Incheon port using System Dynamics(SD). Also, macro economic index such as exchange rates(US dollar), balance of current account, capital balance, Japan trade, China trade, export unit value index, import unit value index, total turnover of Incheon port were used as the factors that influence container cargo volumes of Incheon port. Moreover micro index regarding port hinterlands' operating companies such as total sales, rental fee, number of employees were introduced in the simulation model. 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 within 10%. This study respectively examined factors using the sensitivity analysis. As a result, in terms of the effects on cargo volume in Incheon Port, the factor named 'cargo volumes of port hinterlands' operating companies' is most significant. And increasing the rental fee of hinterland was resulted in decreasing the cargo volumes of Incheon port.
This study is aimed to obtain the influence of port hinterlands on container cargo volumes of Incheon port using System Dynamics(SD). Also, macro economic index such as exchange rates(US dollar), balance of current account, capital balance, Japan trade, China trade, export unit value index, import unit value index, total turnover of Incheon port were used as the factors that influence container cargo volumes of Incheon port. Moreover micro index regarding port hinterlands' operating companies such as total sales, rental fee, number of employees were introduced in the simulation model. 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 within 10%. This study respectively examined factors using the sensitivity analysis. As a result, in terms of the effects on cargo volume in Incheon Port, the factor named 'cargo volumes of port hinterlands' operating companies' is most significant. And increasing the rental fee of hinterland was resulted in decreasing the cargo volumes of Incheon port.
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문제 정의
하지만 이러한 항만배후지의 조성이 항만 물동량변화에 어떠한 변화를 주었는지에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 요인 간 인과관계를 고려하여 문제를 해결하는 시스템 다이내믹스 기법을 이용하여 인천항 배후단지가 인천항 물동량에 미치는 영향을 분석하고자 한다.
인천항은 지역배후지 및 시장 연계성이 높아 항만물류의 중심지로서 역할과 가능성이 증대되고 있으며, 이에 따라 인천항만공사는 아암물류1단지, 북항 배후단지 조성에 이어 목표연도인 2020까지 총 6,113㎡를 배후단지로 조성할 예정이다. 이러한 측면에서 본 연구는 시스템 다이내믹스 기법을 이용하여 인천항의 배후단지가 인천항 물동량에 미치는 영향을 분석하였다.
이러한 측면에서 본 연구에서는 항만 배후단지 변수를 포함한 인천항 컨테이너 물동량 예측모델을 만들고, 배후단지 변수의 변화가 인천항 컨테이너 물동량에 어떠한 영향을 미치는지 분석하는 것을 연구 목적으로 하였다.
제안 방법
또한, 배후단지 변수에 가중치를 반영하여 Stock-flow 다이어그램을 구축하였다. 사용된 가중치는 Lee et al.
본 연구는 제1장 서론, 제2장 시스템 다이내믹스와 항만 배후단지의 이론적 고찰, 제3장 시스템 다이내믹스의 기본적인 설명과 시뮬레이션 결과 및 민감도 분석, 제4장 민감도 분석을 토대로 결론 및 시사점을 제시하고자 한다.
시뮬레이션을 위해 사용된 변수는 환율(달러), 경상수지, 자본수지, 일본 교역량, 중국 교역량, 수출 단가지수, 수입 단가지수, 인천항 교역액 등의 거시 경제지표이며, 추가로 인천항만배후 단지가 인천항 물동량에 어떠한 영향을 주는지를 검증하기 위하여 현 인천항만 배후단지 입주기업의 매출액, 컨테이너물동량, 임대료, 종업원 수를 이용하여 민감도 분석을 시행하였다. 민감도 분석결과 항만 배후단지 물동량이 인천항 물동량 증가에 가장 많이 기여하는 것으로 나타났으며, 임대료가 높을수록 물동량이 줄어드는 것으로 분석되었다.
인천항 배후단지가 인천항 물동량에 미치는 영향을 분석하기 위해 인천항 배후단지 변수인 물동량, 매출액, 임대료, 종업원 수와 거시경제지표인 환율, 중국, 교역량, 일본 교역량 등을 활용하여 물동량을 예측하고, 배후단지 변수들을 중심으로 시나리오 분석을 수행하여 인천항 컨테이너 물동량 변화를 분석하고자 한다. 이를 위해 구축된 Stock-Flow 다이어그램은 Fig.
항만 배후단지 변수가 인천항 물동량에 미치는 영향을 분석하기 위해 거시경제지표를 제외한, 배후단지 물동량, 매출액, 임대료, 종업원 수에 대하여 ±10% 범위의 변화를 주어 민감도 분석을 시행했다.
대상 데이터
(2009), Jeon(2007)의 연구에서 물동량 예측 시 사용한 변수를 참고하여 선정하였다. 또한, 배후단지 변수는 배후단지 물동량, 매출액, 종업원 수, 임대료를 선정했다. 선정된 변수는 Lee et al.
본 연구의 목적인 인천항 배후단지가 인천항 컨테이너 물동량에 미치는 영향을 분석하기 위하여 환율(달러), 경상수지, 자본수지, 일본 교역량, 중국 교역량, 수출 단가지수, 수입 단가지수, 인천항 교역액, 인구를 변수로 선정했다. 선정된 변수는 Ministry of Oceans and Fisheries.
본 연구의 목적인 인천항 배후단지가 인천항 컨테이너 물동량에 미치는 영향을 분석하기 위하여 환율(달러), 경상수지, 자본수지, 일본 교역량, 중국 교역량, 수출 단가지수, 수입 단가지수, 인천항 교역액, 인구를 변수로 선정했다. 선정된 변수는 Ministry of Oceans and Fisheries.(2004), Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs.
시뮬레이션 기간은 2002년부터 2020년까지 설정하였으며 2002년부터 2013년의 실제 데이터를 사용하였다.
이론/모형
(2004), Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs.(2009), Jeon(2007)의 연구에서 물동량 예측 시 사용한 변수를 참고하여 선정하였다. 또한, 배후단지 변수는 배후단지 물동량, 매출액, 종업원 수, 임대료를 선정했다.
선정된 변수는 Lee et al.(2013)의 연구에서 제시한 항만 배후단지 경쟁력 강화 방안 변수들을 참고하였다. 이에 따른 인과지도는 Fig.
또한, Stock-flow 다이어그램의 정확도를 검증하기 위하여 신뢰도가 높고 예측 오차의 비교가 명확한 절대 평균오차비율(MAPE : Mean Absolute Percentage Error)을 적용하였다(Lewis, 1982)
성능/효과
(2014)는 선원인력 수급예측과 활성화를 위해 시스템 다이내믹스를 활용하였다. Stock-Flow 다이어그램에 사용된 변수는 선원 수, 취업, 이직, 임금 등을 사용하였으며, 시뮬레이션 결과 선원인력은 계속 감소하는 것으로 분석되었다. 선원 확보를 위한 방안을 제시하기 위한 시나리오 분석결과, 임금인상과 복지사업 금액을 증대할 경우, 선원 수가 증가하는 것으로 분석되었다.
검증결과, MAPE값은 0.0011%로 나타났으며 값이 0% ≦ MAPE < 10%에 속하므로 매우 높은 정확도를 갖는 시뮬레이션 모델로 평가된다.
이를 통해 인천 신항 항만 배후단지 조기 조성과 글로벌 제조기업 유치 전략이 필요한 것을 알 수 있다. 또한, 임대료가 10% 감소했을 때 인천항 물동량이 증가하는 것으로 분석되어 임대료가 입주기업의 경영 및 영업에 있어 부담으로 작용하는 것으로 나타났다.
Stock-Flow 다이어그램에 사용된 변수는 항만의 수용 능력, 경제규모, 잠재적인 환경 등 거시경제 지표와 미시경제 지표가 사용되었다. 물동량 예측결과, 한국은 중국 일본보다 환적물동량이 감소할 것으로 나타났다. 이는 우리나라와 일본의 환적물동량이 중국으로 전이가 예측되기 때문이라고 설명하고 있다.
시뮬레이션을 위해 사용된 변수는 환율(달러), 경상수지, 자본수지, 일본 교역량, 중국 교역량, 수출 단가지수, 수입 단가지수, 인천항 교역액 등의 거시 경제지표이며, 추가로 인천항만배후 단지가 인천항 물동량에 어떠한 영향을 주는지를 검증하기 위하여 현 인천항만 배후단지 입주기업의 매출액, 컨테이너물동량, 임대료, 종업원 수를 이용하여 민감도 분석을 시행하였다. 민감도 분석결과 항만 배후단지 물동량이 인천항 물동량 증가에 가장 많이 기여하는 것으로 나타났으며, 임대료가 높을수록 물동량이 줄어드는 것으로 분석되었다. 민감도 분석결과 본 연구는 다음과 같은 시사점을 가진다.
민감도 분석결과, 인천항 물동량에 가장 큰 영향을 주는 시나리오는 항만 배후단지 물동량이 10% 증가했을 때로 나타났으며, 다음으로 항만 배후단지 입주 기업들의 매출액이 10% 증가했을 경우로 분석되었다. 이를 통해 인천 신항 항만 배후단지 조기 조성과 글로벌 제조기업 유치 전략이 필요한 것을 알 수 있다.
(2013)는 AHP 기법을 이용하여 항만 배후단지 경쟁력 강화방안을 비교했다. 분석결과, 우리나라의 각 항만 배후단지의 경쟁력 강화요인은 비슷했으며, 임대료, 항만 배후단지 물동량, 물류네트워크, 세금감면, 조세혜택, 제한없는 FTZ, FFZ 지정 등이 항만 배후단지 경쟁력 강화요인으로 분석되었다. Ha et al.
Stock-Flow 다이어그램에 사용된 변수는 선원 수, 취업, 이직, 임금 등을 사용하였으며, 시뮬레이션 결과 선원인력은 계속 감소하는 것으로 분석되었다. 선원 확보를 위한 방안을 제시하기 위한 시나리오 분석결과, 임금인상과 복지사업 금액을 증대할 경우, 선원 수가 증가하는 것으로 분석되었다. 또한, Oh et al.
(2010)는 공간정보산업의 평가예측을 위해 시스템 다이내믹스를 이용하여 평가모델을 만들었다. 시뮬레이션 결과, 단기적으로는 안정적인 성장세를 보였지만 장기적으로는 그 성장세가 감소하여 국자차원의 지원과 민간차원의 시장개편이 필요하다고 언급했다. Jung et al.
(2012)는 인천항 양곡 화물 물동량 예측을 위해 시스템 다이내믹스를 활용하였다. 인구, 환율, GDP 등의 변수를 활용하여 모델을 구축했으며, 분석결과, 인천항의 양곡 물동량은 점차 감소하는 것으로 나타났다. Lee et al.
후속연구
본 연구는 배후단지 요인들이 인천항 물동량에 실질적으로 어떠한 영향을 미치는지 분석했다는 점에서 의의가 있지만, 배후단지의 네트워크, 물류비, 배후도시 규모 등의 변수를 고려하지 못한 한계점이 있다. 또한, 실제 데이터를 가져온 타당한 인과적인 선행연구가 부족하므로, 향후 연구에서는 이를 보완할 필요가 있다.
본 연구는 배후단지 요인들이 인천항 물동량에 실질적으로 어떠한 영향을 미치는지 분석했다는 점에서 의의가 있지만, 배후단지의 네트워크, 물류비, 배후도시 규모 등의 변수를 고려하지 못한 한계점이 있다. 또한, 실제 데이터를 가져온 타당한 인과적인 선행연구가 부족하므로, 향후 연구에서는 이를 보완할 필요가 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
시스템 다이내믹스란?
시스템 다이내믹스는 복잡한 사회문제와 관련된 문제들을 정량적이고 정성적인 시스템을 활용하여 분석하는 방법으로 기존 선행연구를 살펴보면 다음과 같다.
물동량 예측결과 한국은 중국 일본보다 환적물동량이 감소할 것이라고 본 이유는?
물동량 예측결과, 한국은 중국 일본보다 환적물동량이 감소할 것으로 나타났다. 이는 우리나라와 일본의 환적물동량이 중국으로 전이가 예측되기 때문이라고 설명하고 있다. Park et al.
인천항의 증대되고 있는 역할과 가능성은?
이러한 이유로 유럽, 아시아 등 항만 물동량 유치 경쟁이 심화되고 있는 지역은 항만 배후단지 개발이 경쟁적 추진되고 있으며, 우리나라도 이러한 추세 대응과 물류 허브 구축을 위해 배후단지를 개발하고 있다(Park, 2011). 인천항의 경우 수도권의 관문 항이며 대중국 교역의 중심 항만으로서 충분한 배후지와 양호한 시장 연계성이 높아 항만물류의 중심지로서 역할과 가능성이 증대되고 있다(Ahn et al., 2010).
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