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컨테이너 터미널에서 이웃 베이를 활용한 컨테이너 재정돈 계획
Remarshalling Plan Using Neighboring Bay in Container Terminal 원문보기

한국항해항만학회지 = Journal of navigation and port research, v.40 no.3, 2016년, pp.113 - 120  

박영규 (가야대학교 항만물류학과)

초록

선박에 싣기 위하여 컨테이너 장치장에서 반출하는 컨테이너 상단에 다른 컨테이너들이 장치되어 있다면 위의 컨테이너들을 임시로 옮기는 작업이 필요한데 이런 작업을 재취급이라 하며, 이로 인하여 장치장의 생산성은 떨어지게 된다. 장치장에서 반출 작업을 수행할 때 재취급 작업을 하지 않도록 하기 위하여, 적하 계획이 수립된 후 선박이 도착하기 전까지의 유휴 시간을 이용하여 컨테이너들을 미리 정리하는 작업을 재정돈 작업이라고 한다. 보통의 경우 베이내의 이동만으로 재정돈 작업 계획을 수립하는데, 컨테이너가 장치된 상태에 따라 너무 많은 시간을 사용한 후 결국 해를 구하지 못하는 경우가 발생한다. 본 논문에서는 이웃한 베이의 상단을 임시 저장 공간으로 활용하여 재정돈 작업 계획을 수립할 수 있는 방안을 제안한다. 이 방안이 복잡한 장치상태에서도 허용된 시간 내에 작업 계획을 수립할 수 있다는 것을 보이기 위하여, 수치실험을 통해 제안한 방안의 성능을 평가하였다. 다양한 베이를 대상으로 실험한 결과 복잡한 베이에 대하여 허용된 시간 내에 유효하고 효율적인 계획을 수립할 수 있음을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

If there are containers stacked upon the container to be fetched out of a container yard to vessel, rehandling which moves those containers to other places temporarily is needed. In order to avoid such rehandling, remarshalling which rearranges containers should be done before the vessel arrives. Th...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 재정돈에 대한 기존의 연구에서 제안하는 방법들은 컨테이너 이동 범위를 해당 베이 내로 제한하는 방안들이며 이 방안 들은 단순한 베이에 대하여 이동시간과 이동비용이 적게 드는 장점은 있으나, 복잡한 문제에 대해서는 해를 찾기 위하여 너무 많은 시간을 소요한 후 해결하지 못하는 경우가 많았다. 그래서 본 연구에서는 이웃한 베이를 이용함으로써 복잡한 문제에 대한 해를 찾는 알고리즘을 제안한다.
  • 먼저 베이 내 재정돈으로 해결할 수 있는 문제에 대하여 기존의 알고리즘과 성능을 비교한다. 다음으로, 베이내 이동으로 해를 구할 수 없는 복잡한 문제를, 허용할 만한 시간에 해결하는 것을 입증하기 위한 실험 결과를 보인다.
  • Table 4의 결과를 보면 제안알고리즘으로 구한 해의 이동수(Size of Plan)가 Ha(2012)의 것보다 약간 많은 것은 베이내 이동으로 해를 구할 수 있는 베이를 대상으로 실시한 실험이라서 베이내 재정돈 방안이 효율적일 수 있기 때문이다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 베이내 재정돈으로 구할 수 없는 베이에 대하여 해를 구하는 것이 목적이다. 그리고 실험결과에서 이동수나 실행시간(CPU time)에 큰 차이가 나지 않으면서, P3의 경우 방문한 노드 수(Visits)가 현격하게 줄어든 것을 보면 제안한 알고리즘도 효율적인 알고리즘이라는 것을 알 수 있다.
  • 컨테이너를 저장할 수 있는 공간을 슬롯이라 하는데 보통 베이들이 모두 차 있는 것이 아니므로 필요시 이웃한 베이의 빈 슬롯을 활용하는 것이 가능하다. 본 논문에서는 이웃한 베이의 빈 슬롯을 활용하여, 어떠한 장치상태에서도 허용할 만한 시간 내에 재정돈 계획을 수립할 수 있는 방안을 제시한다. 본 논문의 구성은 다음과 같다.
  • 본 논문에서는 이웃한 베이의 저장 공간을 외부슬롯으로 활용함으로써, 베이내의 이적만으로 재정돈 계획을 수립할 수 없는 복잡한 베이에 대하여 재정돈 계획을 수립하는 방안을 제안하였다. 그 효과를 입증하기 위하여 최대한 복잡한 베이에 대하여 실험을 실시하였고, 어떤 조건의 베이에 대해서도, 외부 슬롯수를 증가하면서 해를 찾는 방법으로 허용할만한 시간 내에 재정돈 계획을 수립할 수 있다는 것을 확인하였다.
  • 컨테이너들의 장치장 반입이 완료된 후부터 선박에 선적하기 전까지의 시간을 활용하여 재취급을 방지하는 방안에 대한 연구들도 많았는데 먼저 한 베이 내의 컨테이너들에 대하여 실시하는 재정돈에 대한 연구로 Kang(2004a)은 분지한계법을 이용하여 컨테이너 이동 계획을 수립하는 방안을 제시하였다. 이 논문에서 최소 컨테이너의 이동횟수인 하한 값을 효과적으로 계산하는 방안도 함께 소개하였다. Ha(2012)는 최소 크기의 재정돈 계획인 최단 길이를 가지는 이적 순서를 도출하는 방안을 제안하였다.

가설 설정

  • 6. OPEN1와 OPEN2에 노드들은 휴리스틱 추정값 (h(n))에 따라 오름차순으로 정렬한다. 이때 동일한 휴리스틱 추정값을 가지는 노드들은 깊이 추정값에 따라 내림차순으로, 동일한 깊이 추정값을 가질 때는 부적합컨테이너의 인덱스 합에 따라 오름차순으로 정렬한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
재취급 작업이란? 선박에 싣기 위하여 컨테이너 장치장에서 반출하는 컨테이너 상단에 다른 컨테이너들이 장치되어 있다면 위의 컨테이너들을 임시로 옮기는 작업이 필요한데 이런 작업을 재취급이라 하며, 이로 인하여 장치장의 생산성은 떨어지게 된다. 장치장에서 반출 작업을 수행할 때 재취급 작업을 하지 않도록 하기 위하여, 적하 계획이 수립된 후 선박이 도착하기 전까지의 유휴 시간을 이용하여 컨테이너들을 미리 정리하는 작업을 재정돈 작업이라고 한다.
컨테이너 터미널의 생산성 관점에서 소요되는 시간을 최소화해야 하는 두 가지 작업은? 컨테이너 장치장에서 실시하는 작업은 크게 컨테이너를 장치장내부로 반입하는 작업과, 장치장외부로 반출하는 작업으로 이루어져 있다. 컨테이너 터미널의 생산성 관점에서 보면두 가지의 작업에 소요되는 시간을 최소화 하는 것이 중요하다.
재정돈 작업이란? 선박에 싣기 위하여 컨테이너 장치장에서 반출하는 컨테이너 상단에 다른 컨테이너들이 장치되어 있다면 위의 컨테이너들을 임시로 옮기는 작업이 필요한데 이런 작업을 재취급이라 하며, 이로 인하여 장치장의 생산성은 떨어지게 된다. 장치장에서 반출 작업을 수행할 때 재취급 작업을 하지 않도록 하기 위하여, 적하 계획이 수립된 후 선박이 도착하기 전까지의 유휴 시간을 이용하여 컨테이너들을 미리 정리하는 작업을 재정돈 작업이라고 한다. 보통의 경우 베이내의 이동만으로 재정돈 작업 계획을 수립하는데, 컨테이너가 장치된 상태에 따라 너무 많은 시간을 사용한 후 결국 해를 구하지 못하는 경우가 발생한다.
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참고문헌 (9)

  1. Bae, J. W., Park, Y. M. and Kim, K. H.(2006), "Assignment and Operation Sequencing for Remarshalling of a Vertical Yard Block in Automated Container Terminals", Journal of Korean Navigation and Port Research, Vol. 30, No. 6, pp. 457-464. 

  2. Ha, B. H and Kim, S. S.(2012), "A* Algorithm for Optimal Intra-bay Container Pre-marshalling Plan", Journal of the Korean Institute of Industrial Engineers, Vol. 38 No. 2, pp. 157-172. 

  3. Kang, J. H., Ru, K. R. and Kim, K. H.(2004a), "Effective Method of Intra-bay Remarshalling in Container Yard", Proceedings of The 2004 KIISS Fall Conference, pp. 287-295,. 

  4. Kang, J. H., Oh, M. S., Ru, K. R. and Kim, K. H.(2004b), "Method of Inbound Container Positioning for Minimal Rehandling Considering Weight", Proceedings of The 2004 KIISS Fall Conference, pp. 271-278. 

  5. Kang, J. H., Oh, M. S., Ru, K. R. and Kim, K. H.(2005), "Sequencing Container Moves for Intra-Block Remarshalling in a Container Terminal Yard", Journal of the Korean Institute of Industrial Engineers, Vol. 29, No. 1, pp. 83-90. 

  6. Kim T. K., Yang. Y. J., Bae. A. K. and Ryu. K. R.(2014), "Optimization of Dispatching Strategies for Stacking Cranes Including Remarshalling Jobs", Journal of Korean Navigation and Port Research, Vol. 38, No. 2, pp. 155-162. 

  7. Nilsson, N. J.(1998), Artificial Intelligence : A New Synthesis, Morgan Publishers, Inc., San Francisco, California. 

  8. Oh, M. S., Kwang, J. H., Yu, K. R. and Kim, K. H. (2005), "A Heuristic Approach to Scheduling Multiple Cranes for Intra-Block Remarshalling", Journal of Korean Navigation and Port Research, Vol. 29, No. 5, pp. 447-455. 

  9. Park, Y. K. and Kwak, K. S.(2011), "Export container preprocessing method to decrease the number of rehandling in container terminal", Journal of Korean Navigation and Port Research, Vol. 35, No. 1, pp. 77-82. 

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