Journal of Korea Port Economic Association (한국항만경제학회지)

The Korea Port Economic Association (한국항만경제학회)
권호 표지

An Empirical Study on the Measurement of Clustering and Trend Analysis among the Asian Container Ports Using Self Organizing Maps based on Neural Network and Tier Models

자기조직화지도 신경망 모형과 Tier 모형을 이용한 아시아컨테이너항만의 클러스터링측정 및 추세분석에 관한 실증적 연구

  • 박노경 (조선대학교 경상대학 무역학과)
  • Received : 2014.02.15
  • Accepted : 2014.03.13
  • Published : 2014.03.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The purpose of this paper is to show the clustering trend and to choose the clustering ports for 3 Korean ports(Busan, Incheon and Gwangyang Ports) by using the self organizing maps based on neural network(SOM) and Tier models for 38 Asian ports during 11 years(2001-2011) with 4 input variables(birth length, depth, total area, and number of crane) and 1 output variable(container TEU). The main empirical results of this paper are as follows. First, clustering results by using SOM show that 3 Korean ports[Busan(26.5%), Incheon(13.05%), and Gwangyang(22.95%) each]can increase the efficiency. Second, according to Tier model, Busan(Hongkong, Sanghai, Manila, and Singapore), Incheon(Aden, Ningbo, Dabao, and Bangkog), and Gwangyang(Aden, Ningbo, Bangkog, Hipa, Dubai, and Guangzhou) should be clustered with those ports in parentheses. Third, when both SOM and Tier models are mixed, (1) efficiency improvement of Busan Port is greater than those of Incheon and Gwangyang ports. (2) Incheon port has shown the slow improvement during 2001-2007, but after 2008, improvement speed was high. (3) improvement level of Gwangyang port was high during 2001-2003, but after 2004, improvement level was constantly decreased. The policy implication of this paper is that Korean port policy planner should introduce the SOM, and Tier models with the mixed two models when clustering among the Asian ports for enhancing the efficiency of inputs and outputs.

본 논문에서는 아시아 컨테이너항만들 간의 클러스터링 추세를 분석하기 위해서 자기조직화지도 신경망 모형과 Tier모형에 대해서 이론적으로 설명하고, 아시아 38개 컨테이너항만들의 11 년간 자료를 4개의 투입요소(선석길이, 수심, 총면적, 크레인 수), 1개의 산출요소(컨테이너화물처리량)를 이용하여 국내항만(부산, 인천, 광양항)들이 어떤 항만들과 클러스터링 해야만 하는지에 대한 측정방법을 실증적으로 보여 주고 분석하였다. 실증분석의 주요한 결과는 다음과 같다. 첫째, 자기조직화지도 신경망모형에 의한 클러스터링 추세분석에서 국내항만들은 클러스터링을 통해서 효율성을 증대[부산항(26.5%), 인천항(13.05%), 광양항(22.95%)]시 킬 수 있는 것으로 나타났다. 둘째, Tier모형을 이용한 클러스터링분석에서는 부산항(홍콩, 상해, 마닐라, 싱가포르항), 인천항(아덴, 닝보, 다바오, 방콕항), 광양항(아덴, 닝보, 방콕, 하이파, 두바이, 광저우항)과 각각 클러스터링을 해야만 하는 것으로 나타났다. 셋째, 자기조직화지도 신경망 모형에 Tier모형을 접목시킨 모형에서는 (1) 부산항은 인천항과 광양항에 비해서 효율성이 더 개선되었다. (2) 인천항은 2001년부터 2007년까지는 효율성이 더디게 개선되었으나, 2008년 이후에는 더욱 개선되었다. (3) 광양항은 2001년부터 2003년까지는 개선도가 높았으나, 2004년 이후 부터는 지속적으로 개선도가 하락하였다. 본 논문이 갖는 정책적인 함의는 첫째, 항만정책입안자들이 본 연구에서 사용한 두 가지 모형과 접목시킨 모형을 항만의 클러스터링 정책에 도입하여 해당항만이 발전할 수 있는 전략을 수립하고 이행해 나가야만 한다는 점이다. 둘째, 본 논문의 실증분석결과 국내항만들의 참조항만, 클러스터링항만들로서 나타난 아시아항만들에 대하여, 그들 항만들의 항만개발, 운영에 대한 내용을 정밀하게 분석하고 도입하여 실시하는 것이 필요하다.

Keywords

References

  1. 강상곤.안승범.이충효, "제조산업의 항만클러스터 입지선정 모형에 관한 연구-수도권을 중심으로 -", 한국항만경제학회지, 제24권 제4호, 한국항만경제학회, 2008, 237-255.
  2. 고용기.이상현, "항만클러스터의 결정요인에 관한 연구-우리나라 부산항과 인천항을 대상으로", 산경연구, 제13집, 영남대학교 산경연구소, 2005.8, 301-325.
  3. 민재형.이영찬, "자기조직화지도를 이용한 한국 기업의 재무성과 평가",한국경영과학회지, 제 26권 제3호, 한국경영과학회, 2001, 1-20.
  4. 박노경, " 자기조직화지도 신경망모형과 Tier모형을 이용한 아시아 컨테이너항만의 클러스터링측정 및 추세분석에 관한 실증적 연구",2014 경제학공동학술대회 한국항만경제학회 발표논문집 , 한국항만경제학회, 2014, 59-95.
  5. 박노경, "가변그룹 벤치마킹 모형과 범주형 변수모형을 이용한 아시아 컨테이너항만의 클러스터링측정 및 추세분석에 관한 실증적 연구",한국항만경제학회지, 제29권 제1호, 한국항만경제학회, 2013, 143-175.
  6. 박노경, "컨텍스트의존모형과 측정특유모형을 이용한 아시아 항만들의 클러스터링측정 및 추세분석에 관한 실증적 연구",한국항만경제학회지, 제28권 제1호, 한국항만경제학회, 2012, 53-82.
  7. 박노경, "자기조직화지도 신경망을 이용한 국내 컨테이너터미널의 클러스터링 측정소고",한국항만경제학회지, 제26권 제1호, 한국항만경제학회, 2010, 43-60.
  8. 박노경, "Tier분석을 통한 벤치마킹항만 적출방법",한국항만경제학회지, 제25권 제1호, 한국항만경제학회, 2009a, 15-28.
  9. 박노경, "계층적 군집분석과 DEA Tier분석에 의한 클러스터링 측정방법:은행산업 적용",한국산업경제저널, 제1권 제2호, 전북대학교 산업경제연구소, 2009b, 107-130.
  10. 박노경, "Tier분석을 통한 벤치마킹항만 적출방법",한국항만경제학회지, 제25권 제1호, 한국항만경제학회, 2009c, 15-28.
  11. 박노경, "컨테이너 항만선택을 위한 선호도 측정방법: 컨텍스트 의존모형 접근",해운물류연구 제38호, 한국해운물류학회, 2003.8, 87-112.
  12. 방희석.김새로나, "동북아 물류거점의 Cluster접근방안",무역학회지, 제29권 제3호, 한국무역학회, 2004, 151-170.
  13. 이종섭.강맹규, "우리나라 항만클러스터 구축방안에 관한 연구",Journal of the Korean Institute of Industrial Engineers, 제31집 제3호, 한국산업공학회, 2005, 257-264.
  14. 한철환, "우리나라 항만클러스터 구축방안에 관한 연구",한국항만경제학회지 제19집 제1호, 한국항만경제학회, 2003, 1-22.
  15. Banker, R. D., A. Charnes and W. W. Cooper, "Some Models for Estimating Technical and Scale Inefficiencies in Data Envelopment Analysis," Management Sciences, Vol. 30, 1984, 1078-1092. https://doi.org/10.1287/mnsc.30.9.1078
  16. Charnes, A., W. W. Cooper and E. Rhodes, "Measuring the Efficiency of Decision Making Units," European Journal of Operational Research, Vol. 2, 1978, 429-444. https://doi.org/10.1016/0377-2217(78)90138-8
  17. Chen, N., B. Ribeiro, A. Vieira, and A. Chen, "Clustering and Visualization of Bankruptcy Trajectory Using Self-Organizing Map," Expert System with Applications, Vol.40, 2013, 385-393. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2012.07.047
  18. Cheng, H., Y.C. Lu, and J.T. Chung "Improved Slack-Based Context-Dependent DEA- A Study of International Tourist Hotels in Taiwan," Expert System with Applications, Vol.37, 2010, 6452-6458. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2010.02.142
  19. Cullinane, K., and Y. Wang, "The Hierachical Configuration of the Container Port Industry: An Application of Multiple Linkage Analysis," Maritime Policy and Management, Vol.39, No.2, 2012, 169-187. https://doi.org/10.1080/03088839.2011.650719
  20. Fare, R., S. Grosskopf and C.A.K. Lovell, Production Frontiers, Cambridge University Press, 1985.
  21. Farrel, M. J., "The Measurement of Productive Efficiency," Journal of the Royal Statistical Society, Series A, Part 3, 1957.
  22. Global Maritime Logistics Council, Seaport Cluster Research Programme 2007-2011, 2009, 1-31.
  23. Han, Chul-Hwan, "An Empirical Study on the Determinants of Port Performance and Efficiency," Proceedings of the 2nd International Gwangyang Port Forum and Int'l Conference for the 20th Anniversary of Korean Association of Shipping Studies, Korean Association of Shipping Studies, April 24-26, 2002, 247-259.
  24. Johnson, S.A. and Zhu, J., "Identifying "Best" Applicants in Recruiting Using Data Envelopment Analysis," Socio-Economic Planning Sciences, Vol.37, 2003, 125-139. https://doi.org/10.1016/S0038-0121(02)00048-4
  25. Kohonen, T., "Essentials of the Self-Organizing Map," Neural Networks, Vol. 37, 2013, 52-65. https://doi.org/10.1016/j.neunet.2012.09.018
  26. Langen, P.W., "Stakeholders, Conflicting Interests and Governance in Port Clusters," Devolution, Port Governance and Port Performance Research in Transportation Economics, Vol.17, 2007, 457-477.
  27. Langen, P.W., The Performance of Seaport Clusters: A Framework to Analyze Cluster Performance and An Application to the Seaport Clusters in Durban, Rotterdam, and the Lower Mississippi, Erasmus University, Rotterdam, 2004.
  28. Langen, P.W. and Visser, E.J., "Collective Action Regimes in Seaport Clusters: The Case of the Lower Mississippi Port Cluster," Journal of Transport Geography, Vol.13, 2005, 173-186. https://doi.org/10.1016/j.jtrangeo.2004.04.010
  29. Park, Ro Kyung. and Prabir, De, "An Alternative Approach to Efficiency Measurement of Seaports," Maritime Economics and Logistics, Vol. 6, 2004, 53-69. https://doi.org/10.1057/palgrave.mel.9100094
  30. Po, R.W., Guh, Y. Y., and Yang, M.S., "A New Clustering Approach Using Data Envelopment Analysis," European Journal of Operational Research, Vol.199, 2009, 276-284. https://doi.org/10.1016/j.ejor.2008.10.022
  31. Samoilenko, S. , Muta-K., and Bryson-O., "Determining Sources of Relative Inefficiency in Heterogeneous Samples: Methodology Using Cluster Analysis, DEA and Neural Networks," European Journal of Operational Research, Vol. 206, 2010, 479-487. https://doi.org/10.1016/j.ejor.2010.02.017
  32. Sarkis, J., and Talluri, S., "Performance based Clustering for Benchmarking of US Airports," Transportation Research Part A, Vol.38, 2004, 329-346. https://doi.org/10.1016/S0191-2615(03)00015-8
  33. Seiford, L.M. and J. Zhu, "Context-dependent Data Envelopment Analysis-Measuring Attractiveness and Progress," Omega, Vol.31, 2003, 397- 408. https://doi.org/10.1016/S0305-0483(03)00080-X
  34. Sharma, M. J. and Yu, S.J., "Performance based Stratification and Clustering for Benchmarking of Container Terminals," Expert Systems with Applications, Vol. 36, 2009, 5016-5022. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2008.06.010
  35. Thanassoulis, E., "Assessing Police Forces in England and Wales Using Data Envelopment Analysis," European Journal of Operational Research, Vol. 87, 1995, 641-657. https://doi.org/10.1016/0377-2217(95)00236-7
  36. Valantine, V.C., and R. Gray, "Competition of Hub Ports: A Comparison between Europe and the Far East," Proceedings of the 2nd International Gwangyang Port Forum and Int'l Conference for the 20th Anniversary of Korean Association of Shipping Studies, Korean Association of Shipping Studies, April 24-26, 2002, 161-176.
  37. Wang, T.F., K. Cullinane, and D.W. Song, Container Port Production and Economic Efficiency, Palgrave Macmillan, 2005.
  38. Xiang-yang, S., Z. Li, and L. Qi-gang, "An Approach for Evaluating Journals of Universities or College Based upon Multi-Layer Efficiency DEA," Physics Procedia, Vol. 25, 2012, 678-686. https://doi.org/10.1016/j.phpro.2012.03.143
  39. Yang, L., Z. Ouyang, and Y. Shi(2012), "A Modified Clustering Method Based on Self-Organizing Maps and Its Applications," Procedia Computer Science, Vol. 9, 2012, 1371-1379. https://doi.org/10.1016/j.procs.2012.04.151
  40. Yu, P. and J.H. Lee, "A Hybrid Approach Using Two-Level SOM and Combined AHP Rating and AHP/DEA-AR Method for Selecting Optimal Promising Emerging Technology," Expert System with Applications, Vol.40, 2013, 300-314. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2012.07.043
  41. http://www.globeinst.org/portcluster