[논문]수직형 자동화 컨테이너 터미널 운영 효율성 제고를 위한 인터체인지 이송 모델 도입 방안 연구

장재환; 이정윤

doi:10.5394/kinpr.2020.44.3.181

초록
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지금까지 컨테이너 자동화 터미널의 설계 및 운영 모델 개발은 주로 수출입 화물의 양적·하 기능에 특화된 서구 항만을 대상으로 수행되었기 때문에, 부산항처럼 다양한 On-Dock 서비스가 요구되는 컨테이너 항만에서는 자동화 터미널의 도입과 운영에 많은 제약이 따른다. 이에 본 연구의 목적은 부산항을 사례로 현재 컨테이너 물동량 구조와 터미널 내부 운영 특성을 진단하고, 기존 자동화 터미널 운영 모델의 부분적인 변경을 통해 효과적인 공컨테이너 관리와 함께 터미널 운영비용을 절감하는 방안을 제시하는 것이다. 기존 수직 배열 자동화 컨테이너 터미널에 '인터체인지 이송 모델'을 적용하여 시뮬레이션 한 결과, 수정된 운영 모델은 구내 이송장비를 추가로 투입해야 하는 불리함에도 불구하고 기존 운영 모델 대비 최대 22%의 TAT 단축과 함께 연간 터미널 매출의 9.4%에 달하는 운영비용 절감이 가능한 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

Until now, the development of design and operation model for automated container terminals has been mainly performed based on the western ports model, specializing in basic loading, and discharging operations. In the case of the Busan port, terminal operators provide basic stevedoring, as well as an...

Until now, the development of design and operation model for automated container terminals has been mainly performed based on the western ports model, specializing in basic loading, and discharging operations. In the case of the Busan port, terminal operators provide basic stevedoring, as well as an additional logistics service known as 'On Dock Service' not suitable for the currently commercialized automated container terminal model. This study diagnosed the current Busan port's throughput structure and terminal operational characteristic, and proposed a modified perpendicular layout container terminal transport model named 'Interchange Transport Model' for effective management of empty container and operation costs. Although the 'Interchange Transport Model' requires an additional number of transport equipment (AGV), concerning operational efficiency and cost saving, a simulation showed 22% reduction of TAT and 9.4% reduction of annual terminal operational costs in comparison to the basic perpendicular layout model.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1 Perpendicular type container terminal layout and Terminal Automation Phase
그림 Fig. 2 Container terminal transport model comparison (Parallel(upper) vs. Perpendicular(low))
그림 Fig. 3 Fully automated Perpendicular Terminal Layout (Maasvlakte 2)
그림 Fig. 4 Semi automated Perpendicular Terminal Layout (Busan New Port)
그림 Fig. 5 Interchange Transport Model Concept (AGVType)
그림 Fig. 6 Changes in the terminal unloading process of the empty container discharged from the ship (Conventional Model vs. Interchange Model)
표 Table 1 Simulation input data for operation efficiency comparison (Basic Model vs. Interchange Model)

AI 본문요약
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문제 정의

이에 본 연구는 부산신항에서 현재 운영 중인 수직 배열 자동화 컨테이너 터미널을 사례로 물동량 구조와 터미널 운영 특성을 진단하고, 기존 수직형 자동화 터미널 운영 모델의 부분적인 변경을 통해 효과적인 공컨테이너 관리와 더불어 운영 비용 절감을 실현하는 방안을 모색하는 것을 목적으로 한다.

제안 방법

기존 수직 배열 자동화 터미널에서는 선박에서 양하된 모든 적·공컨테이너가 ASC 블록을 반드시 경유하게 되지만, 본연구에서 적용한 이송 모델은 적컨테이너를 처리하는 ASC블록과 별도의 공간에 공컨테이너를 따로 이송하여 적재·관리하는 방식으로 설계하였다. 이러한 모델을 활용하면 터미널 야드 작업의 안전성과 효율성이 제고되는 동시에 공컨테이너의 불필요한 ASC 블록 경유을 회피할 수 있는 장점이 있는데, 부산신항 터미널 운영 실태를 기초로 가상의 터미널(A)을 설정하여 모델의 적용 효과를 시뮬레이션 한 결과, 새로운 인터체인지 이송 모델은 일부 이송장비를 추가로 투입해야 하는 불리함에도 불구하고 연간 터미널 매출의 9.
컨테이너 터미널의 자동화는 일반적으로 게이트, 야드 하역 장비, 구내 이송장비, 본선 하역장비 순으로 단계적으로 진행되는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 컨테이너 터미널의 자동화를 게이트 및 야드 하역장비만 자동화(무인화)된 것을 1단계, 구내 이송장비까지 자동화된 수준을 2단계, 마지막으로 본선 하역장비까지 모두 자동화(Remote Controlled 포함)된 수준을 3단계로 정의하였다.(Fig. 1)
한편, 모델별 터미널 운영 비용(원가) 및 장비 소요 산출을 위해서 현재 부산신항 OO 터미널의 자료를 참고하여 터미널 크레인의 생산성은 시간당 30회(NCP 30), 크레인당 구내 이송 장비는 5기가 필요하다고 보았고 모든 구내 이송장비는 시간당 6회를 이동하는 것으로 설정하였다. 선박에서 양하되는 컨테이너의 적(Laden) : 공(Empty) 비율은 6 : 4로 가정하였는데, 이는 평상시 부산신항 터미널의 적·공컨테이너 비율(약 7 : 3)에 비해서는 공컨테이너 비중이 다소 높은 것이나, 최근 코로나 사태 이후의 실제 터미널 상황(약 5 : 5)을 고려하면 과도한 수준은 아니라고 판단된다.

대상 데이터

터미널의 작업 효율성 제고 및 운영 비용 절감 효과에 대한 분석은 다양한 업무 영역에서 이루어질 수 있으나, 금번 연구에서는 선박에서 터미널로 양하되는 공컨테이너의 하역 및 구내 이송과 관련된 업무 분야로 한정하였다. 분석 대상인 ‘A’ 터미널은 안벽 총연장 1,400m의 4개 선석(선석당 350m)으로 구성되고, 연간 컨테이너 처리 물동량은 2백만 TEU 수준으로 가정하였다. 터미널 내 야드의 ASC 블록 면적은 총 11,000 TGS로 설정하였는데, 이는 평균 5단 적재를 가정할 때 동시에 최대 55,000 TEU를 처리할 수 있는 규모이다.

이론/모형

본 연구에서 수행된 시뮬레이션 분석은 항만 생산성 컨설팅 전문 업체가 제공하는 Emulator 모델을 활용하여 수행하였는데, 상기 모델이 제공하는 로직을 기초로 실제 분석에 필요한 입력값은 부산신항 OO터미널의 통계 자료를 활용하여분석하고 검정을 수행하였다. 다음 Table.

성능/효과

기존 수직 배열 자동화 터미널에서는 선박에서 양하된 모든 적·공컨테이너가 ASC 블록을 반드시 경유하게 되지만, 본연구에서 적용한 이송 모델은 적컨테이너를 처리하는 ASC블록과 별도의 공간에 공컨테이너를 따로 이송하여 적재·관리하는 방식으로 설계하였다. 이러한 모델을 활용하면 터미널 야드 작업의 안전성과 효율성이 제고되는 동시에 공컨테이너의 불필요한 ASC 블록 경유을 회피할 수 있는 장점이 있는데, 부산신항 터미널 운영 실태를 기초로 가상의 터미널(A)을 설정하여 모델의 적용 효과를 시뮬레이션 한 결과, 새로운 인터체인지 이송 모델은 일부 이송장비를 추가로 투입해야 하는 불리함에도 불구하고 연간 터미널 매출의 9.4%에 달하는 운영비용을 절감할 수 있는 것으로 나타났다. 이외에도 새로운 터미널 구내 이송 모델은 적·공컨테이너 작업 동선 분리를 통해 야드 장치율을 제고할 수 있으며, 작업 효율성이 높은 하역 장비를 활용함으로써 외부 진출입 차량의 TAT가 대폭 감소되는 추가 효과도 발생하는 것으로 분석되었다.
4%에 달하는 운영비용을 절감할 수 있는 것으로 나타났다. 이외에도 새로운 터미널 구내 이송 모델은 적·공컨테이너 작업 동선 분리를 통해 야드 장치율을 제고할 수 있으며, 작업 효율성이 높은 하역 장비를 활용함으로써 외부 진출입 차량의 TAT가 대폭 감소되는 추가 효과도 발생하는 것으로 분석되었다.

후속연구

특히, 신규 항만 건설 계획에 자동화 터미널을 적극 도입하려는 항만 당국 및 운영주체들에게 유의미한 참고가 될 것이다. 또한, 앞으로도 항만 특성을 반영한 다양한 터미널 구역 할당 및 이송 모델 개발 연구가 지속적으로 추진된다면, 기존의 자동화 터미널에서도 구내 작업의 효율성 향상은 물론 운영비용 절감에 크게 기여할 것으로 기대된다.

참고문헌 (5)

Choi, S. H. and Ha, T. Y.(2005), "A Study on High-Efficiency Yard Handling System for Next Generation Port", Ocean Policy Research, Vol. 20, No. 2, pp. 81-126.
Choi, S. H. and Ha, T. Y.(2006), "A Study on Productivity Analysis by Yard Layout of Container Terminal", Ocean Policy Research, 21(1), pp. 151-183.
Cho, S. W. et al.(2014), "A Comparative Study on Automated Container Terminal according to Stevedoring System", Journal of Korea Port Economic Association, Vol. 30, No. 3, pp. 121-140.
Jeon, S. M. et al.(2006), "A Study on Yard Operation in Container Terminal, Journal of Intelligence and Information Systems, Vol. 12, No. 1, pp. 125-137.
Kim, J. W.(2010), "A Study on the Present Situation & Globalization for the Korean style Automated Container Terminal", Korea Maritime University, Graduate school of Logistics, Master Dissertation

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