초록 ▼

초대형 컨테이너선에 대하여 신속하게 서비스할 수 있는 고속의 하역체계와 지능형 물류시스템을 갖춘 첨단 항만기술을 개발하고 실용화하기 위하여 총 6개의 핵심 제품 개발을 위한 연구를 수앵하였다. 우선 첨단 항만 인프라 구축을 위하여 부유식의 이동 가능한 양현하역과 환적기능을 갖는 하이브리드 안벽을 개발하였으며, 하이브리드 안벽을 이용함으로써 기존 32시간 소요되는 서비스 시간을 24시간 내로 단축시킬 수 있도록 하였다.
인공지능형 하역 및 이동시스템 개발을 위하여 고효율 컨테이너 크레인, 고생산성의 이동차량인 자가하역차량, 한정

초대형 컨테이너선에 대하여 신속하게 서비스할 수 있는 고속의 하역체계와 지능형 물류시스템을 갖춘 첨단 항만기술을 개발하고 실용화하기 위하여 총 6개의 핵심 제품 개발을 위한 연구를 수앵하였다. 우선 첨단 항만 인프라 구축을 위하여 부유식의 이동 가능한 양현하역과 환적기능을 갖는 하이브리드 안벽을 개발하였으며, 하이브리드 안벽을 이용함으로써 기존 32시간 소요되는 서비스 시간을 24시간 내로 단축시킬 수 있도록 하였다.
인공지능형 하역 및 이동시스템 개발을 위하여 고효율 컨테이너 크레인, 고생산성의 이동차량인 자가하역차량, 한정된 항만부지의 처리능력을 극대화 시킬 수 있는 고단적 적잭시스템을 개발하였다. 한편 지능형 항만운영 및 물류시스템 개발을 위하여 RFID, OCR, ACDI, Digital Media 등을 이용하여 터미널에서의 반출입 물동량에 대비하기 위한 무정차 자동화 게이트시스템을 개발하고, 또한 컨테이너 터미널의 생산성을 극대화하기 위한 지능형 터미널 운영 시스템을 개발하였다.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 4
• 요약문 ... 6
• 목차 ... 40
• 표목차 ... 49
• 그림목차 ... 53
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 64
• 제 1 절 하이브리드 안벽 ... 64
• 제 2 절 고효율 컨테이너 크레인 ... 64
• 제 3 절 자가하역차량 ... 65
• 제 4 절 고단적재시스템 ... 65
• 제 5 절 자동화 게이트 시스템 ... 66
• 제 6 절 지능형 항만운영 시스템 ... 66
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 67
• 제 1 절 하이브리드 안벽 ... 67
• 1. 평택항 국제여객터미널 부유식 부두시설 ... 67
• 2. 발데즈항의 부유식 안벽 ... 68
• 3. 메가 플로트(Mega-Float) ... 69
• 4. MOB(Mobile Offshore Base) ... 69
• 5. 최근 물류 환경 동향 및 개발 기술의 수준 ... 70
• 제 2 절 고효율 컨테이너 크레인 ... 72
• 제 3 절 자가하역차량 ... 75
• 1. 항만하역장비의 개요 ... 75
• 2. 이송장비 현황 및 여건 ... 76
• 가. YT(Yard Tractor Trailer) ... 76
• 나. AGV(Automated Guided Vehicle) ... 77
• 다. 셔틀캐리어(Shuttle Carrier) ... 78
• 라. 무인 스트래들 캐리어(Automated Straddle Carrier System) ... 79
• 제 4 절 고단적재시스템 ... 80
• 1. 항만기술별 현황 및 특성 ... 80
• 2. 항만기술별 변화 추세 ... 83
• 가. 항만 하역시스템 분야 ... 83
• 나. 항만 운영시스템 분야 ... 85
• 제 5 절 자동화 게이트 시스템 ... 87
• 1. 곡내외 관련분야 기술개발 현황 ... 87
• 2. 국내외 기술개발현황에서 연구결과의 위치 ... 88
• 제 6 절 지능형 항만운영 시스템 ... 89
• 1. 지능형 항만 운영시스템 ... 89
• 가. 주요 경쟁사 현황 ... 89
• 나. 현행 시스템 분석 ... 91
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 93
• 제 1 절 하이브리드 안벽 ... 93
• 1. 기본계획 및 상품화 설계 ... 93
• 가. 제원 ... 93
• 나. 설계조건 ... 94
• 다. 안정성 검토 ... 95
• 라. 부유체 설계 ... 97
• 마. 연결교량 설계 ... 103
• 바. 계류시설 설계 ... 105
• 사. 상부시설 및 의장시설 ... 107
• 아. 기관 및 전기시설 ... 107
• 2. 제작 및 시공기술 ... 109
• 가. 실험용 안벽모듈 제작 ... 109
• 나. 하이브리드안벽 제작 및 시공기술 ... 110
• 3. 안정성 및 작업성 평가 ... 112
• 가. 하이브리드 안벽 시스템 안정성 평가 ... 112
• 나. 상부 크레인 안정성 및 작업성 평가 ... 124
• 다. 하이브리드 안벽 운항 안정성 평가 ... 128
• 4. 생산성 및 재무경제성 분석 ... 133
• 가. 하이브리드 안벽 생산성 분석 ... 133
• 나. 재무경제성 분석 ... 140
• 5. 사업환경분석 및 상품화전략 ... 142
• 가. 사업환경분석 ... 142
• 나. 상품화전략 ... 143
• 제 2 절 고효율 컨테이너 크레인 ... 145
• 1. HECC 개발대안 수립 ... 145
• 가. 최신 컨테이너크레인의 메커니즘 및 성능제원 ... 145
• 나. 국내외 수용자의 요구사항 파악 ... 145
• 다. 개발대안 수립 및 비교/평가/분석 ... 147
• 라. 최종대안 선정 ... 147
• 2. HECC 기본설계 ... 149
• 가. HECC 기술사양 ... 149
• 나. Duty Cycle 분석 ... 150
• 다. 모터용량 계산 ... 151
• 라. 중량 추정 ... 152
• 3. HECC 상세설계 ... 153
• 가. 상세도면 작성 ... 153
• 나. 구조 해석 ... 155
• 다. 3D 동영상 ... 156
• 4. HECC 성능평가용 시뮬레이터 개발 ... 157
• 가. 시뮬레이션 모형 설계 ... 157
• 나. 시뮬레이터 개발 ... 161
• 5. HECC 적용방안 수립 ... 162
• 가. HECC 적용을 위한 환경변수 도출 ... 162
• 나. HECC 적용을 조건 분석 및 적용방안 수립 ... 164
• 6. HECC 고급 성능분석 프로그램 개발 ... 175
• 가. 성능분석 항목 정의 ... 175
• 나. 성능분석 모형 설계 ... 175
• 다. 성능분석 시스템 개발 ... 186
• 7. HECC 생산성 분석 ... 189
• 가. 생산성 분석 환경 설정 ... 189
• 나. 생산성 분석 시나리오 ... 190
• 다. 생산성 분석 평가 항목 ... 192
• 라. 개략적 생산성 분석 ... 192
• 마. 생산성 시뮬레이션 분석 ... 193
• 8. HECC 경제성 분석 ... 196
• 가. 경제성 분석 ... 196
• 나. 재무성 분석 ... 203
• 9. 제품 시연회 개최 ... 207
• 제 3 절 자가하역차량 ... 208
• 1. 이송장비 대안 도출 ... 208
• 2. 개발 대안 선정 ... 209
• 3. ALV 개발대안의 분석 ... 213
• 4. ALV 운영로직 대안의 개발 ... 215
• 가. 주행방식 ... 215
• 나. ALV 모델 수립 ... 216
• 5. ALV 운영로직 ... 218
• 가. ALV 배차 ... 218
• 나. ALV 트레픽 제어 ... 219
• 6. ALV 시뮬레이터 ... 228
• 가. 객체설계 상세설계 ... 228
• 나. 상세설계 ... 230
• 다. ALV 시뮬레이터 ... 232
• 7. ALV 운영시스템 ... 236
• 가. 의사결정 아키텍쳐 ... 236
• 나. ALV 운영 에이전트 ... 237
• 다. C/C 운영모듈 ... 238
• 라. YC 운영모듈 ... 238
• 마. 배차 모듈 흐름 설계 ... 239
• 바. ALV 운영시스템 통합설계 ... 240
• 사. ALV 슈퍼바이져 개발 ... 240
• 8. 마스터 플랜 ... 242
• 가. 평면배치계획 ... 242
• 나. 경제성분석 ... 244
• 다. 민감도분석 ... 245
• 라. 재무성분석 ... 246
• 제 4 절 고단적재시스템 ... 247
• 1. 1차년도 연구개발 내용 및 결과 ... 247
• 가. 대안의 도출 ... 247
• 나. 최종 대안 선정 ... 247
• 2. 2차년도 연구개발 내용 및 결과 ... 250
• 가. HSS 전용터미널 개발규모 분석 ... 250
• 나. HSS 전용터미널 터미널별 기본설계 ... 251
• 3. 3차년도 연구개발 내용 및 결과(Ⅰ) ... 256
• 가. HSS 프로토 타입 개발 (Ⅰ) ... 256
• 나. HSS 전용터미널 시뮬레이터 개발 (Ⅰ) ... 258
• 4. 4차년도 연구개발 내용 및 결과 ... 259
• 가. HSS 프로토 타입 개발 (Ⅱ) ... 259
• 나. HSS 전용터미널 시뮬레이터 개발 (Ⅱ) ... 261
• 다. HSS 전용터미널 홍보 영상제작 ... 262
• 5. 5차년도 연구개발 내용 및 결과 ... 263
• 가. HSS 프로토타입 성능검증 및 최적화 ... 263
• 나. HSS 전용터미널 생산성 분석 ... 264
• 다. HSS 전용터미널 마스터플랜 수립 ... 265
• 라. HSS 전용터미널 경제성 분석 ... 267
• 마. 재무성 분석 ... 268
• 제 5 절 자동화 게이트 시스템 ... 269
• 1. 무정차 자동화 게이트시스템 기술 개발 ... 269
• 가. 2차년도 연구내용 ... 270
• 나. 3차년도 연구내용 ... 277
• 다. 4차년도 연구내용 ... 281
• 라. 5차년도 연구내용 ... 293
• 제 6 절 지능형 항만운영 시스템 ... 299
• 1. 지능형 항만 운영 계획 시스템 ... 304
• 가. 계획 시스템 서버 플랫폼 ... 304
• 나. 다중 분산 본선계획 시스템 ... 305
• 다. 본선계획 자동화 시스템 ... 307
• 라. 선석 계획(Berth Scheduling) ... 309
• 마. 예외처리 및 동적 재계획 시스템 ... 312
• 바. 장치장 계획 시스템 ... 313
• 사. 시스템 통합 ... 315
• 아. 계획평가 시뮬레이션 ... 317
• 자. 연구 수행 내용 평가 ... 318
• 2. 지능형 항만 운영 통제 시스템 ... 322
• 가. 전체 시스템 구성 ... 323
• 나. 지능형 자원 배정 시스템 ... 324
• 다. 지능형 장치장 관리 시스템 - 실시간 장치위치 결정 시스템 ... 328
• 라. 지능형 장치장 관린 시스템 - 자동 정렬/정리 시스템 ... 332
• 마. 지능형 문제 인식 및 해결 시스템 ... 334
• 바. 지능형 터미널 운영 통합 시스템 개발 ... 338
• 사. 개발 기술의 평가 및 활용 ... 340
• 3. 지능형 항만 운영 알고리즘 ... 342
• 가. 장치장의 현황정보를 고려한 안벽크레인 일정계획 알고리즘과 다수계획자 할당 ... 343
• 나. 선사와 터미널의 제약사항을 고려한 선석계획 알고리즘 ... 345
• 다. 안벽과 크레인의 특성을 고려한 제약만족 기반 선석 계획 알고리즘 ... 346
• 라. 본선작업 계획을 위한 안벽크레인 일정계획 알고리즘 ... 347
• 마. 본선작업계획을 위한 적하작업 순서결정 알고리즘 ... 348
• 바. 본선작업 재계획 알고리즘 ... 349
• 사. 운영계획을 위한 자원의 작업부하 관리체계 ... 350
• 아. 장치장 장치계획 알고리즘 ... 350
• 자. 장치장 장치 재계획 알고리즘 ... 351
• 차. ATC/YT 실행계획 최적화 알고리즘 개발 ... 352
• 카. 실시간 장치위치 결정 알고리즘 ... 353
• 타. 장치장 자동 정리/정돈 알고리즘 ... 354
• 파. 성능지표 예측 알고리즘 ... 354
• 하. 지식기반 문제상황 인지 알고리즘 ... 356
• 거. 실시간 최적해결 알고리즘 ... 356
• 너. 지능형 계획 알고리즘 통합 테스트 ... 357
• 더. 지능형 통제 알고리즘 통합 테스트 ... 358
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 360
• 제 1 절 하이브리드 안벽 ... 360
• 1. 관련분야에의 기여도 ... 363
• 제 2 절 고효율 컨테이너 크레인 ... 364
• 1. 상세 연구개발 결과 항목 ... 364
• 2. 연구개발 목표의 달성도 ... 365
• 3. 관련분야 기술 발전에의 기여도 ... 366
• 제 3 절 자가하역차량 ... 367
• 1. 상세 연구개발 결과 항목 ... 367
• 2. 연구개발 목표의 달성도 ... 368
• 3. 관련분야 기술 발전에의 기여도 ... 369
• 제 4 절 고단적재시스템 ... 370
• 1. 전체 연구개발 계획 ... 370
• 2-1. 1차년도 상세 연구개발 결과 항목 ... 372
• 2-2. 2차년도 상세 연구개발 결과 항목 ... 373
• 2-3. 3차년도 상세 연구개발 결과 항목 ... 374
• 2-4. 4차년도 상세 연구개발 결과 항목 ... 375
• 2-5. 5차년도 상세 연구개발 결과 항목 ... 376
• 3-1. 1차년도 연구개발 목표의 달성도 ... 377
• 3-2. 2차년도 연구개발 목표의 달성도 ... 377
• 3-3. 3차년도 연구개발 목표의 달성도 ... 378
• 3-4. 4차년도 연구개발 목표의 달성도 ... 378
• 3-5. 5차년도 연구개발 목표의 달성도 ... 379
• 4. 관련분야 기술 발전에의 기여도 ... 380
• 제 5 절 자동화 게이트 시스템 ... 381
• 1. 연구개발 목표달성도 ... 381
• 2. 관련분야에의 기대효과 ... 381
• 가. 기술적 측면 ... 381
• 나. 경제·산업적 측면 ... 381
• 다. 사회·문화적 측면 ... 383
• 제 6 절 지능형 항만운영 시스템 ... 384
• 1. 목표달성도 ... 384
• 2. 관련분야에의 기여도 ... 385
• 가. 기술적 측면 ... 385
• 나. 경제·산업적 측면 ... 385
• 다. 사회·문화적 측면 ... 386
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 387
• 제 1 절 하이브리드 안벽 ... 387
• 제 2 절 고효율 컨테이너 크레인 ... 388
• 제 3 절 자가하역차량 ... 389
• 제 4 절 고단적재시스템 ... 390
• 제 5 절 자동화 게이트 시스템 ... 391
• 제 6 절 지능형 항만운영 시스템 ... 392
• 1. 지능형 항만 운영계획 시스템 ... 392
• 가. 활용 방안 ... 392
• 나. 제품화 ... 392
• 다. 현장 접목을 위한 협력 방안 ... 393
• 라. 타 연구개발 결과와의 연계 가능성 ... 394
• 2. 지능형 항만 통제 시스템 ... 394
• 가. 상품화 ... 394
• 나. 마케팅 ... 396
• 다. 기술 고도화를 위한 지속적인 연구 및 교류 ... 397
• 라. 타 프로젝트와의 연계 가능성 검토 ... 397
• 3. 지능형 항만운영 알고리즘 ... 398
• 가. 활용방안 ... 398
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 400
• 제 1 절 하이브리드 안벽 ... 400
• 제 2 절 고효율 컨테이너 크레인 ... 402
• 1. 컨테이너크레인 분야 ... 402
• 2. 항만 시뮬레이션 분야 ... 403
• 제 3 절 자가하역차량 ... 404
• 1. 이송장비(ALV) 과학기술 정보 ... 404
• 2. 시뮬레이터 개발 과학기술 정보 ... 404
• 3. 장비 및 항만 운영시스템 과학기술 정보 ... 405
• 제 4 절 고단적재시스템 ... 406
• 1. 장치기술과학기술 정보 ... 406
• 2. 시뮬레이터 개발 과학기술 정보 ... 408
• 제 5 절 자동화 게이트 시스템 ... 409
• 1. 독일CTA(Container Terminal Altenweder) ... 409
• 가. 특징 ... 409
• 2. 영국 TMP(Thamesport) ... 410
• 제 6 절 지능형 항만운영 시스템 ... 412
• 첨부 ... 415
• 끝페이지 ... 429