정부는 자동화컨테이너터미널을 구축하기 위한 기초연구를 수행하고 있다. 자동화컨테이너터미널은 선박하역을 담당하는 컨테이너 크레인과 애드크레인을 무인 혹은 유/무인 자동제어가 가능하도록 설계하고 선박과 야드간 이동은 AGV를 이용하여 자동화함으로써 생산성 향상, 인건비 절감 등을 목표로 하고 있다. 본 연구에서는 1척의 선박이 접안할 수 있는 가상의 자동화컨테이너터미널에서 컨테이너 크레인 수, AGV 대수, 야드 크레인수 등을 변화시켜가면서 터미널의 생산량을 추정할 수 있는 시뮬레이션 모델을 개발하여 제시하였다. 또한 향후 자동화컨테이너터미널의 최적 설계 및 운영을 위한 시뮬레이터를 개발하기 위한 구상을 제시하였다.
지금까지 컨테이너터미널을 계획하면서 시뮬레이션을 이용하여 소요자원의 규모나 생산성 등을 분석하려는 연구는 많이 진행되어왔다. 그렇지만 컨테이너터미널의 구성 요소에 대한 전제 조건이 부족한 경우에 도입 가능한 다양한 컨테이너 취급 시스템과 그에 관련된 배치안 및 운영 알고리즘의 조합으로 구성되는 모든 대안들을 시뮬레이션하여 비교 평가하기 위해서는 많은 비용과 시간이 필요하다. 따라서 본 연구의 목적은 상세 분석이 필요한 대상을 선정하기 위해 개발 조건을 고려한 컨테이너터미널의 적정 처리능력, 대안별 시설 규모 및 위치 그리고 하역 장비의 종류 및 운영대수 등을 대략적으로 계획하고 시뮬레이션 분석과 운영정보가 이에 체계적으로 연결되어 효율적인 의사결정을 할 수 있게 정보와 흐름을 통합 관리하는 시스템을 설계하는 것이다. 통합관리시스템은 수행 역할에 따라 프로젝트 관리, 운영정보 관리, 능력계획, 배치계획 그리고 시뮬레이션의 모듈들로 구성된다. 본 논문에서는 각 구성모듈의 기능과 모듈간의 입출력 정보를 정의하였고 시뮬레이션에서 필요한 주요 객체 및 제어 흐름을 설계하기 위해 개체지향방법론의 표준인 UML을 이용하였다.
본 연구는 자동화 컨테이너터미널의 설계를 지원하기 위한 3원 시뮬레이션을 소개한다. 이 시뮬레이션 시스템은 자동화 컨테이너터미널의 가상적 운영을 시뮬레이션 하고 실시간으로 시뮬레이션 결과를 애니메이션 한다. 개발된 시스템은 객체지향 설계와 C++프로그래밍을 적용하여 재사용성과 확장성을 높인 시스템이다. 자동화 컨테이너터미널의 설계단계에서 3차원 시뮬레이션을 통하여 자동화 컨테이너터미널을 가상의 환경으로 구현하여 사전에 발생할 문제점을 도출하고 운영상의 문제점을 예측하거나 운영로직의 합리성을 테스트 할 수 있도록 사용되는 객체들에 대한 성능평가 항목을 선정하고 평가방안을 제시한다.
항만에 위치한 컨테이너 터미널은 수송, 하역, 저장의 기능을 고루 갖춘 대표적인 물류 시스템이다. 터미널이 충분히 제 기능을 수행하여 터미널 생산성을 향상시키기 위해서는 효율적인 레이아웃 설계가 필요하다. 터미널 레이아웃은 초기 터미널 설계단계에서 우선적으로 고려되는 의사결정 부분이며 터미널 운영 및 컨테이너 취급 비용에 중요한 영향을 미치는 요소가 된다. 본 연구에서는 개념 설계에서 구분되어지는 장치장의 배치형태 에서 수평 장치장을 모델로 하였다. 터미널 생산성에 영향을 미치는 이송능력과 적재능력의 효율적인 조정을 위하여, 블록의 배치와 사양에 따른 적재능력과 블록에 설치한 이적지점 개수에 따른 이송능력 대해 시뮬레이션을 통해 분석하고자 한다.
컨테이너 터미널 간의 치열한 경쟁, 대형 선박의 출현, 컨테이너 터미널 운영의 자동화 등으로 인해서 세계 각국에서는 많은 컨테이너 터미널들을 건설 중이다. 컨테이너 터미널의 건설에는 아주 많은 시간과 비용이 소요되기 때문에 컨테이너 터미널을 효율적으로 설계하는 것이 필수적이다. 본 연구는 컨테이너 터미널의 엔지니어링 프로세스를 지원하기 위해서 개발된 소프트웨어 시스템 TODAY(Terminal Optimization, Design, and Analysis sYstem)에 대해 다루고자 한다. 먼저 설계 프로세스를 제안하였다. 설계 프로세스는 데이터 입력, 능력 소요 계산, 대안 설계, 대안 평가, 결과 출력으로 구성된다. 대안을 신속히 설계하고 평가하기 위해서 컨테이너 터미널 전용 라이브러리가 개발되었다. 라이브러리는 Wharf, Yard, TravellingArea, Gate로 구성된다. 라이브러리의 구조는 객체 지향적으로 설계하여 확장성과 재사용성을 가지게 하였다. 시스템은 사용자에게 친숙한 인터페이스와 CAD 환경을 제공하여, 다양한 유형의 컨테이너 터미널 모형들이 데이터 입력과 라이브러리 구성요소의 조합에 의해 구성될 수 있도록 지원한다. 생성된 대안 모형들은 시뮬레이션과 경제성 모형에 의해 평가된다. 시스템은 생성된 모형을 시뮬레이션 모형으로 자동 변환하는 기능을 제공한다. 피드백 과정을 거쳐서 최종적으로 사용자의 요구사항을 만족시키는 대안이 제시된다.
컨테이너 터미널은 게이트 시스템, 장치시스템, 이송시스템, 적양하시스템 등의 하부시스템으로 구성되어 있어서 시스템의 최적화가 요구되며, 운영에 있어서도 장비, 인력, 장치장 등 제한된 자원을 효율적으로 사용하는 것이 터미널 경쟁력 강화 측면에서 중요하다. 본 연구는 신항만 개발시 터미널 설계에 사용될 수 있는 시뮬레이션 모형을 제안하는 것이 목적이다. 문헌 조사를 통하여 기존 연구의 한계점을 도출하고 이를 보완하는 시뮬레이션 모형을 설계하고 모형을 개발하였다. 또한 가상의 터미널 개발을 가정하고 일부 모듈을 적용하여 신항만 개발시 요구되는 안벽길이, 안벽 크레인 수, 장치장 규모 등을 도출함으로써 제안된 시뮬레이션 모형의 활용 방안을 소개하였다.
This paper aims to propose a design for simulation systems for container terminal operation evaluation. The systems cover both terminal design simulation for medium and long tern decision making and terminal operations simulation for day to day decision making. And both systems include the container terminal operation components, quay, yard and gate operations. For the flexible and efficient application of the systems, we designed the systems with three modules such as "Define Module"."Simulation Module" and "Animation Module". "Animation Module".ule&".ot;.
본 연구는 시뮬레이션을 활용하여 장치장의 레이아웃을 설계하고 레이아웃의 대안설계를 평가하기 위한 방법을 제안한다. 설계방법론은 장치장 레이아웃을 가진 재래식 컨테이너터미널의 개념들을 기초로 한다. 일반적으로 컨테이너터미널의 장치장 설계는 두가지 부분으로 구성되는데, 하나는 섹션수와 런수간의 장치장 면적을 분리하는 것이고, 다른 하나는 야드트럭과 야드크레인과 같은 장비의 수를 결정하는 것이다. 과거에는 이 설계가 시설물과 장비들을 고려해야 하는 매우 복잡한 문제이기 때문에 재래식 컨테이너터미널의 복제와 운영자의 경험에 의존했다. 본 논문에서는 시뮬레이션 방법이 사용된 개념설계로서 장치장 설계 방법을 제안한다. 장치장 영역에서 섹션과 런의 수, 컨테이너 크레인당 야드트럭의 수, 런딩 야드 크레인의 수 등이 시뮬레이션을 사용하여 결정된다. 추가로 장치장 레이아웃에서 블록간의 통행량 흐름이 비율별로 추정된다.
본 연구는 초대형컨테이너선 기항에 대비한 차세대 항만하역기술로 고층 장치시스템 개발을 다루고 있다. 고층 장치시스템은 한정된 부지내에서 처리능력을 극대화시킬 수 있는 시스템으로 기존의 컨테이너 터미널이 안고 있는 장치장 부족문제룰 일시에 해결할 수 있으며, 고성능 및 자동화가 가능하여 터미널의 하역생산성을 높일 수 있는 대안으로 평가된다. 이에 본 연구에서는 고층 장치시스템을 적용한 터미널의 설계개념도를 작성해 보았으며 시뮬레이션 기법을 이용하여 고층 장치시스템을 도입한 전용터미널의 하역능력을 분석해 보았다. 연구결과는 차후 실제 터미널 운영을 위한 기본 설계 및 상세설계의 기초자료로 활용될 수 있으며, 본 연구에서 제시하는 고층 장치시스템은 향후 기존 터미널 및 신규 터미널 개발에 적용하여 항만의 부가가치를 더욱 향상시키는 원동력이 될 것으로 본다.
본 연구는 시뮬레이션을 활용하여 장치장의 레이아웃을 설계하고 레이아웃의 대안설계를 평가하기 위한 방법을 제시한 다. 설계방법론은 장치장 레이아웃을 가진 재래식 컨테이너터미널의 개념들을 기초로 한다. 일반적으로 컨테이너터미널의 장치장 설계는 두가지 부분으로 구성되는데, 하나는 섹션수와 런수간의 장치장 면적을 분리하는 것이고, 다른 하나는 야드트럭과 야드크 레인과 같은 장비의 수찰 결정하는 것이다. 과거에는 이 설계가 매우 복잡한 문제이기 때문에 재래식 컨테이너터미널의 복제와 운영자의 경험에 의존했다. 본 논문에서는 개념설계로서 장치장 설계 방법을 제안하며, 시뮬레이션을 사용하여 컨테이너크레인의 효율과 장비의 최적대수를 추정한다. 실험결과로서 장치장 영역에서 섹션과 런의 수, 컨테이너 크레인당 야드트럭의 수, 런당 야드 크레인의 수 똥이 결정된다. 추가로 장치장 레이아웃에서 블록간의 통행량 흐름이 비율별로 추정된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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