An introduction of new time series forecasting model for oil cargo volume

유류화물 항만물동량 예측모형 개발 연구

  • 김정은 (중앙대학교 무역물류학과) ;
  • 오진호 (중앙대학교 무역물류학과) ;
  • 우수한 (중앙대학교 국제물류학과)
  • Received : 2018.02.26
  • Accepted : 2018.03.27
  • Published : 2018.03.31

Abstract

Port logistics is essential for Korea's economy which heavily rely on international trade. Vast amounts of capital and time are consumed for the operation and development of ports to improve their competitiveness. Therefore, it is important to forecast cargo volume in order to establish the optimum level of construction and development plan. Itemized forecasting is necessary for appropriate port planning, since disaggregate approach is able to provides more realistic solution than aggregate forecasting. We introduce a new time series model which is Two-way Seasonality Multiplied Regressive Model (TSMR) to forecast oil cargo volume, which accounts for a large portion of total cargo volume in Korea. The TSMR model is designed to take into account the characteristics of oil cargo volume which exhibits trends with short and long-term seasonality. To verify the TSMR model, existing forecasting models are also used for a comparison reason. The results shows that the TSMR excels the existing models in terms of forecasting accuracy whereas the TSMR displays weakness in short-term forecasting. In addition, it was shown that the TSMR can be applied to other cargoes that have trends with short- and long-term seasonality through testing applicability of the TSMR.

우리나라의 경제발전은 무역을 주축으로 하고 있어 항만을 통한 물류가 필수적이다. 항만의 운영과 개발을 위해 막대한 자본과 시간이 투자되고 있으며 항만은 국가 경제 전반에 영향을 미치고 있다. 따라서 사회 경제적 손실을 방지하기 위해선 적정수준의 개발계획이 중요하다. 항만시설 계획은 항만 물동량 예측을 기반으로 수립되므로, 정확한 물동량 예측이 선행되어야 한다. 더불어 항만에서는 품목별로 취급 방식이 다르므로 품목별 예측이 이루어져야 구체적인 시설계획이 가능하다. 따라서 컨테이너 화물이나 항만 전체 물동량에 대해 주로 예측했던 선행 연구들과는 달리 본 논문에서는 전체 물동량에서 큰 비중을 차지하고 있는 유류화물을 분석 대상으로 설정하였다. 단기, 중장기의 주기적 특성과 추세를 갖고 있는 유류화물 물동량을 효율적으로 예측하고자 새로운 예측모형인 TSMR을 개발하였다. TSMR모형의 검증을 위해 기존의 시계열 모형들과 비교분석을 진행하였으며 ARIMA모형의 경우 물동량 데이터가 안정화되지 않아 유효한 결과를 산출할 수 없었다. 윈터스 가법, 단순계절모형과 비교하였을 때 단기적인 예측에는 다소 취약하였으나, TSMR모형의 전반적인 적합도와 예측력은 우수한 것으로 나타났다. 또한 철강, 유연탄, 기계류의 물동량 분석결과 TSMR모형의 일반화 가능성도 충분한 것으로 나타났다.

Keywords

References

  1. 고용기.김은지.신정용.김태호(2008), 인천항의 수출 적컨테이너화물 물동량 추정에 관한 연구, 한국항만경제학회, 제24권 제3호, 57-77.
  2. 김정훈(2008), 시계열 모형을 이용한 부산 북항의 물동량 예측, 한국항만경제학회, 제24권 제2호, 1-17.
  3. 김종길(2011), SD기법과 ARIMA를 적용한 컨테이너물동량 예측에 관한연구, 인천대학교 박사학위논문
  4. 김현석, 장명희(2015), VAR모형과 Bayesian VAR모형의 물동량 예측력 비교 연구, 해운물류연구, 제86권 (-), 449-466.
  5. 민경창.전영인.하헌구(2013), 계절성 ARIMA 모형을 이용한 항공화물 수요 예측: 인천국제공항발 유럽항공노선을 중심으로, 대한교통학회지, 제31권 제3호, 3-18 https://doi.org/10.7470/jkst.2013.31.3.003
  6. 민경창.하헌구(2014), SARIMA모형을 이용한 우리나라 항만컨테이너물동량 예측, 대한교통학회, 제32권 제6호, 600-614. https://doi.org/10.7470/jkst.2014.32.6.600
  7. 방지영(2015), 음력효과를 반영한 물류 서비스 산업의 택배 물동량 수요예측, 한양대학교 석사학위논문
  8. 신창훈.정수현(2011), 항만물동량 예측력 제고를 위한 ARIMA 및 인공신경망모형들의 비교 연구, 한국항해항만학회지, 제35권 제1호, 83-91. https://doi.org/10.5394/KINPR.2011.35.1.83
  9. 신창훈.강정식.박수남.이지훈(2008), 하이브리드 ARIMA-신경망 모델을 통한 컨테이너물동량 예측에 관한 연구, 한국항해항만학회지, 제32권 제1호, 81-88. https://doi.org/10.5394/KINPR.2008.32.1.081
  10. 안경모.이광우(2015), ARIMA Intervention Model을 이용한 한국인 관광객의 태국여행수요예측에 관한 연구, 한국호텔외식관광경영학회, 제14권 제4호, 273-288
  11. 전기정.정태원.한종길(2013), 인천항 벌크화물 유치를 위한 개선방안에 관한 연구, 해운물류연구, 제80권(단일호), 1035-1054.
  12. 전찬영.송주미(2007), 인공신경망모형의 항만물동량 예측 적용에 관한 연구, 해운물류연구, 제53권(-), 65-82.
  13. 정동빈(2009), SPSS(PASW) 시계열수요예측 I.
  14. 정성환.강경우(2015), 계량경제 모형간 국내 총화물물동량 예측 정확도 비교 연구, 대한교통학회, 제33권 제1호, 61-69. https://doi.org/10.7470/jkst.2015.33.1.61
  15. 조찬혁(2008), 동해항 시멘트 물동량의 추정에 관한 연구, 물류학회지, 제18권 제1호, 33-53.
  16. 한광종(2015), SPSS 활용 미래 예측과 시계열 분석 : 미래 예측 및 시계열 자료 분석에 필요한 기법들을 설명. 백산출판사.
  17. 한국해양수산개발원(2014), 2015년 품목별 항만물동량 예측보고서
  18. 해양수산부(2016) 제3차 전국 항만기본계획 수정계획(2016-2020).
  19. Lewis, C. D.(1982). International and business forecasting methods. Butter-Worths, London.
  20. Meindl,P. & Chopra,S.(2001). Supply Chain Management : Strategy, Planning And Operation, 5/e. Pearson Education India.
  21. Van Dorsser, J.C.M., Wolters, M., & vanWee,B.(2012). A Very Long Term Forecast of the Port Throughput in the Le Havre - Hamburg Range up to 2100. EJTIR, 12(1), 88-110.
  22. Xiao.J., Xiao.Y., Fu.J., & Lai.K.K.(2014). A transfer forecasting model for container throughput guided by discrete PSO. Journal of Systems Science and Complexity, 27(1),181-192. https://doi.org/10.1007/s11424-014-3296-1
  23. Xie.G., Wang.S., Zhao.Y., & Lai.K.K.(2013). Hybrid approaches based on LSSVR model for container throughput forecasting : a comparative study. Applied Soft Computing, 13(5), 2232-2241. https://doi.org/10.1016/j.asoc.2013.02.002
  24. Woo, S. H., Pettit, S., Beresford, A., & Kwak, D. W. (2012). Seaport research: A decadal analysis of trends and themes since the 1980s. Transport Reviews, 32(3), 351-377. https://doi.org/10.1080/01441647.2012.660996