†Corresponding author: 종신회원, 1. 서 론
부산항 컨테이너 처리 물량은 2018년 기준으로 21,662천 TEU를 처리하여 매년 5.7%의 증가율을 보이고 있다. 2016년 한진해운 사태로 인해 증가율이 1%이하로 주춤하였지만 2017 년부터는 다시 5%로 증가율이 상승하였다. 이로 인해 컨테이 너 처리 물량 기준으로 부산항은 세계 6위를 차지하였다.
또한 부산항의 환적 처리량은 2018년 11,429천TEU으로 총 컨테이너 물량의 52.8%를 차지하였으며 이를 통해 부산항은 싱가포르항 다음으로 세계 2위의 환적 중심 항만이 되었다.
이에 정부 및 항만공사에서는 부산항을 세계 1위의 환적 중 심 항만으로 육성하기 위하여 다양한 정책을 모색하고 있다. 이와 더불어, 환적화물을 적극적으로 유치하기 위하여 기항항 만의 결정권을 가진 선사를 대상으로 환적 화물 유치 전략을 펼치고 있다.
최근에는 얼라이언스 재편으로 인하여, 선사는 항만을 선택 할 시 타부두 환적 물량의 효율성을 항만 선택 주된 요인으로 고려하고 있으며, 이를 위해 항만에서는 타부두 환적 물량을 효율적으로 처리하기 위하여 다양한 노력을 시도해야 한다. 2018년도 부산항의 타부두 환적물량1)은 3,726천TEU로 약 33.1%를 차지하고 있다.
반면, 자부두 환적은 입출항 선박 간 동일한 터미널에서 환 적이 발생하는 경우로, 효율적으로 환적물량을 처리할 수 있 는 장점이 있으나, 다음과 같은 이유로 불가피하게 타부두 환 적이 발생되고 있다
첫 번째 유형은 선사가 A 터미널과 B 터미널에 모두 취항 할 경우, A 터미널에 하역할 화물을 터미널 상황에 따라, B 터미널에 해당 화물을 하역하는 경우가 발행하며 이는 ‘전배’ 라고 칭한다. 두 번째 유형은 북측 부두에 취항하는 A 선사가 남측 부두에서 환적 될 화물 일부를 적재하고 북측 부두에 기 항할 경우로서, 북측 부두에 적재된 해당 화물을 남측 부두도 이송하는 경우이다. 세 번째 유형은 피더 전용 부두와 개별 터 미널들이 ‘Hub & Spoke’의 관계일 때, 개별 터미널들은 피더 전용 부두로 화물이 이송되는 경우이다.
본 연구에서는 부산항 신항에서의 타부두 환적 효율성 향 상을 위한 것으로, 먼저 타부두 환적화물에 적합한 운송수단 을 선택하기 위한 평가요인을 발굴하고 요인들 간 상대적 중 요도를 분석하였다. 이를 위해 기존 문헌 연구 및 전문가 그룹 의 의견을 토대로 평가요인을 선정하였으며, AHP 분석을 통 하여 요인별 중요도를 산출하였다. 이를 토대로 부산항 신항 의 타부두 환적에 적합한 운송수단을 제시하였다.
2. 선행연구
Vis and Koster(2003)는 컨테이너 터미널에서 선박, 바지 선, 트럭, 열차 등의 다양한 교통수단을 통하여 운송되는 컨테 이너 화물 처리 프로세스에 대하여 분석하였다. 특히 대형 선 박 접안시간 최소화를 위하여 터미널 내부 환적화물 처리 개 선 요소들을 제시하였다.
Lee et al.(2012)은 싱가포르 PSA의 터미널(Brani, Keppel, Tanjong Paga)에서 발생되는 타부두 환적의 운영비를 절감하 는 방안에 대해 연구하였으며, 타부두 환적 물량을 최소화하 는 방안으로 환적화물을 수송해야 하는 2개의 선박은 가급적 동일한 터미널에 정박하는 방법을 제안하였다. 이를 위해 터 미널과 선박간의 야드할당, 컨테이너와 터미널간의 야드할당 의 2단계 절차법(Two Stages Model) 모형을 구성하였다. 모 형의 해법으로 2단계 휴리스틱 알고리즘을 개발하였으며 개발 된 알고리즘을 통해 타부두 환적비용을 20% 절감시켰다.
Goussiatiner(2011)는 컨테이너 터미널에서 야드 블록간 컨 테이너 이송에서, 기존 야드 트럭(Y/T)과 MTS(Multiple Trailer System)의 운송 거리별 운영비를 비교하여 제시하였 다. 연구 결과 운송 거리가 500m일 경우, 트레일러 2대의 MTS의 운영비가 가장 저렴하였으며, 운송 거리가 1,200m인 경우 트레일러 3대의 MTS의 운영비가 가장 저렴한 것을 분 석되었다.
Baek(2017)은 R 프로그램을 통하여 데이터 마이닝 후, 실 제 데이터를 기초로 ITT 플랫폼 구축의 최적화 방안을 제시 하였다. 부산항 신항에서 타부두 환적이 가장 많이 발생하는 구간은 PNC에서 PNIT로 가는 구간으로서, 수입환적 ITT물 량은 화요일과 토요일이며, 수출환적은 일요일과 월요일로 분 석되었다. 부산항 신항의 평균 턴어라운드 타임은 19.4분으로 PNIT와 HPNT는 평균보다 높은 것으로 분석되었다.
Park(2018)은 홍콩항 타부두 환적 처리방법을 조사하여 Platform Business 개념을 분석하였으며, 국내외 환적화물 처 리방식에 대하여 실제 환적 업무를 담당하는 이해 당사자들과 의 인터뷰를 행하여 문제점을 조사 및 분석하여 실효성있는 대책을 제시하였다. 또한 타부두 환적 효율을 위하여 ITT platform 구축도 중요하지만, 정부 당국의 의지와 이해 당사자 (터미널, 선사) 간 인식의 전환이 필요하다고 주장하였다.
Park(2017)은 현행 ITT 시스템의 정의, ITT 작업 체계 및 ITT 프로세스를 정리하여 부산항 신항의 ITT 문제점을 제시 하였다. 터미널 운영사의 실무자를 대상으로 자료조사 및 데 이터 수집을 하고, 수집된 데이터를 바탕으로 제시한 문제 해 결을 위한 모형을 수립하였다. 이를 위해 실제 데이터의 Data Set을 케이스로 가정하고 모형에 적용하여 결과를 도출하였고 케이스별 결과값을 비교하여 효과분석을 하였다.
Oh et al.(2014)은 장기적인 관점으로 타부두 환적 물동량 에 대해 예측하여 예측된 물동량을 제시하고, 이를 처리할 수 있는 시스템으로 DMTS(Double Stack Multiple Trailer System)과 궤도식 시스템을 대안으로 제시하였다. 각 시스템 대안에 대하여 부산항 신항에 적용방법을 제시하고 예측된 타 부두 환적 물동량을 처리하기 위한 대안별 도입비용 및 시스 템 소요량을 산출하였다.
상기에서와 같이 기존 문헌 검토 결과, 기준 문헌들은 크게 두 가지로 구분할 수 있었다. 첫째 타부두 환적 물량에 관한 처리 프로세스를 분석하여 개선 방안을 제시하는 연구 분야, 둘째 타부두 환적 물량을 처리가 가능한 대안을 제시하여 대 안의 효과를 분석하는 연구 분야로 나눌 수 있었다.
현재까지 타부두 환적 물량에 관한 처리 프로세스 개선 연 구는 활발하게 진행되고 있었지만, 타부두 환적 물량의 대안 을 제시하는 연구는 미흡한 것으로 판단된다. 기존 문헌을 통 하여 환적 물량의 대안으로 제시된 시스템으로는 MTS, DMTS, 궤도식 시스템 정도이다. 이를 보완하기 위해서는 먼 저 항만 내에서 환적물량 운송을 위한 수단들을 조사해야 하 며, 더불어 국내 항만에 적용 가능한 운송수단에 대해 연구가 필요하다.
이에, 본 논문에서는 타부두 환적 화물 운송수단들을 평가 하기 위한 평가요인들을 선정하여 중요도를 분석하고자 하며, 이를 바탕으로 부산항 신항에 적용 가능한 운송수단을 제시하 고자 한다.
3. ITT 대안의 평가 요인 설정 및 중요도 분석
3.1 연구방법론
ITT 대안의 평가요인 중요도를 선정하기 위하여 본 연구에 서는 AHP 분석을 이용하였다. AHP 분석이란 의사결정의 계 층구조를 구성하고 있는 요소 간의 쌍대 비교에 의한 판단을 통하여 평가자의 지식, 경험 및 직관 등을 포착하고자 하는 의 사결정을 지원하는 방법론이다. 이를 위해 4단계 작업이 수행 된다. 먼저 상호 관련이 있는 여러 의사결정 사항들을 계층화 한다. 두 번째로 의사결정 요소들 간의 쌍별 판단을 통하여 다 음의 행렬 A를 생성한다.
여기서, a i j = 1 a i j and a i i = 1 , ∀ i
세 번째는 고유치 방법(eigenvalue method)을 사용하여 의 사결정 요소들의 상대적인 가중치를 산정한다. 마지막으로 평 가대상이 되는 여러 대안에 대한 종합순위를 얻기 위하여 의 사결정 사항들의 상대적인 가중치를 종합하여 최적 대안을 선 정한다.
3.2 평가요인 선정
본 연구에서는 문헌 조사와 ITT 관련 전문가의 인터뷰를 통해 ITT 대안의 평가요인을 선정하였다. 조사과정에서 고려 된 요인에 대해 타부두 환적과 관련 없는 요인들은 삭제하고, 중복되거나 유사한 내용의 요인들은 통합하였다. 타부두 환적 과 관련된 전문가(선사, 터미널 운영사, 항만공사 등의 종사 자)를 대상으로 총 5차례 인터뷰를 통해 전문가 그룹과 함께 평가요인들을 수정 보완하였다. 이에 설정된 평가요인은 5개 의 대분류 및 15개의 중분류로 구성하였다.
대분류(Level 1)은 생산성, 안전성, 투자 효율성, 운영 효율 성, 정책 부합성으로 평가요인을 분류하였다. 중분류(Level 2) 는 대분류별로 터미널 내 혼잡 최소화, 정시성 확보, 턴어라운 드 시간, 시스템 안전성, 화물 및 터미널 보안, 사고 예방 및 방지, 투자 비용대비 효과, 미래 확장성, 철도와 배후단지 연 계성, 유지관리 비용 최소화, ITT 운영 단가 유지, 터미널 내 소요 공간 최소화, 외부 도로 혼잡 최소화, 녹색항만 기여, 고 용 인력 창출을 평가요인을 구성하였고 각각의 세부 요인의 내용은 Table 1에 기술하였다. 또한 15개 중분류 요인들과 5 개의 대분류 요인들의 우선순위를 결정하기 위하여 Fig. 1과 같이 계층적 구조로 분류하였다.
Table 1
Evaluation factors and sub-elements of the ITT alternative
Source : Joint research on the installation and operation of Busan New Port ITT platform(Author reorganization), Busan Port Authority, 2014
앞서 설정한 평가요인들을 바탕으로 요인 간 쌍대 비교를 통해 상대적 중요도를 분석하였다. 중요도 분석을 위하여 타 부두 환적 업무와 밀접한 관련이 있는 부산항만공사 등 관련 유관기관, 부산신항 터미널 종사자, 선사 종사자들을 대상으로 직접 방문 및 이메일을 이용한 설문 조사를 2018년 8월 6일부 터 8월 25일까지 실시하였다.
총 65명을 대상으로 설문지를 배포하였으며, 53부를 회수하 였으며 이 중 일관성 지수 결과 34개의 설문대상자가 만족하 여 34부로 분석을 실시하였다. 설문응답자의 특성은 Table 2 와 같다. 응답자의 특성을 보면 항만공사 종사자는 15부로 전 체의 44.1%로 가장 많았고 컨테이널 터미널 종사자는 29.4%, 정부 기관 11.8%, 선사 종사자 8.8%로 회수되었다. 경력으로 는 10년 이상의 경력자가 52.9%로 가장 높았으며, 6년 이상 10년 이하 20.6%, 3년 이하 신입자 17.6%, 3년 이상 6년 이하 8.8%로 조사되었다.
3.3 중요도 분석결과
부산항 신항 ITT 대안 선택요인의 상대적 중요도를 평가하 기 위하여 5가지 분류(생산성, 안전성, 투자 효율성, 운영 효율 성, 정책 부합성)의 중요도를 평가한 결과, Table 3과 같이 안 전성(0.476), 생산성(0.191), 투자 효율성(0.133), 운영 효율성 (0.106), 정책 부합성(0.093) 순으로 분석되었다. 이는 ITT 대 안을 선택할 시, 높은 시스템 안전성이 필요할 것으로 판단된 다. 이때 대분류의 일관성 지수는 0.1로 나타나 응답자의 논리 적 일관성이 충분히 확보되었다.
Table 3
The results of the importance evaluations
중분류 요인별 중요도를 알아보기 위하여 우선 각 요인별 일관성 지수를 검토하였다. 일관성 지수는 요인별 생산성 0.08, 안전성 0.10, 투자 효율성 0.10, 운영 효율성 0.07, 정책 부합성 0.10로 분석되었다. 생산성 세부요소들의 상대적 중요 도는 정시성 확보(0.481), 턴어라운드 시간(0.288), 터미널 내 혼잡 최소화(0.231) 순으로 분석되었다. 안전성 세부요소들은 화물 및 터미널 보안(0.450), 사고 예방 및 방지(0.327), 시스템 안정성(0.223) 순으로 분석되었으며 투자 효율성 세부요소들 은 미래의 확장성(0.525), 투자 비용 대비 효과(0.241), 철도와 배후단지 연계성(0.234) 순으로 분석되었다. 4차 산업혁명과 더불어, 스마트 완전 무인 자동화 항만 개발로 인하여, 미래의
확장성이 가장 중요한 요소로 부각되고 있다. 운영 효율성 의 세부요소들은 ITT 운영 단가 유지(0.382), 터미널 내 소요 공간 최소화(0.346), 유지관리 비용 최소화(0.272) 순으로 분석 되었으며, 정책 부합성의 세부요소는 고용 인력 창출(0.390), 녹색항만 기여(0.374), 외부 도로 혼잡 최소화(0.236) 순으로 분석되었다.
4. 부산항 신항 ITT 대안의 최종 우선순위 도출
타부두 환적화물 운송 수단은 국내외 사례연구에서 다양하 게 제시되고 있다. Goussiatiner(2011)은 타부두 환적 환물 운 송 수단으로 야드 트럭과 MTS를 제시하였으며, Oh et al.(2014) 은 DMTS, 궤도식 시스템을 제시하였다. 또한 해외에서는 모노레 일, 무인자율차를 개발하고 있다. 모노레일은 항만에 교각을 세워 화물을 운송시키는 시스템으로, 미국의 SKY Train Corporation, 독일의 Fright Shuttle International이 개발하고 있으며 무인 자율 차는 독일 함부르크 GTA에서 HHLA(Hamburger Hafen und Logistik)사가 시범 운영 중이다. Cargo Tram(셔틀)은 독일 드레 스덴, 스위스 취리히에서 도심 화물 운송을 위하여 운영하고 있 으며 이는 항만 내에서 이용 가능한 운송수단이다. Autocon은 순수 국내기술로 국토해양부에서 개발하고 있는 화물 운송수단 이다.
본 연구에서는 타부두 환적화물 운송수단 대안으로 Table 4와 같이 제시하였다. 제시된 대안들은 그동안 국내외 다양한 연구들을 통하여 부산항 신항에 적용이 어려운 대안들을 제외 하고 최종후보군을 제시하였다
Table 4
ITT alternative definition
최종 후보군은 Y/T, 자율주행Y/T, MTS, Shuttle, Monorail, Autocon으로 선정하였으며, 선정된 후보군의 타당 성을 확보하기 위하여 터미널 운영사, 선사, 학회, 엔지니어링 업체 등 ITT와 관련된 다양한 분야의 전문가를 대상으로 3차 례 검증을 하였다. 검증 결과 부산항 신항의 ITT 대안으로써 6개의 시스템의 장·단점은 다음과 같이 분석되었다.
Y/T의 경우 무인차량과 연계가 가능하고 단기적으로 시스 템 구축 및 유휴 장비 활용이 가장 큰 장점으로 분석된다. 즉, 소량 화물을 단시간 이동이 가능하여 기동성이 탁월하나, 화 물 연대 및 항운 노조 갈등을 유발할 수 있으며 전용공간(도 로), 인원, 추가 장비가 필요하며 운영 혼잡 시 터미널 내 장 비 투입 제한 및 타 터미널 이동 시 운영간섭을 유발하는 것 이 가장 큰 단점으로 분석된다.
자율주행Y/T의 장점은 야간 시간 이용이 가능하다는 것이 나, 별도의 터미널 내부에 ITT 전용도로가 필요하며 터미널 내부작업과 타부두 환적이송작업에 따른 심각한 트래픽을 유 발할 수 있다.
MTS의 경우 운송 효율성 및 낮은 구축비용이 장점으로 분석 되나, Y/T처럼 화물 연대 및 항운 노조 갈등을 유발할 수 있으 며 기존 Y/T Head 사양을 변경해야 하며 특히 차량 회전 시 화 물 무너짐 등의 안전성을 고려해야 한다는 점이다.
셔틀의 경우 높은 안전성과 신뢰성이 가장 큰 장점이며, 항 만 내 철로 활용연계가 가능할 뿐 아니라, 타 시스템보다 터미 널 운영사의 부담이 가장 작을 것으로 분석된다. 그러나, 장치 장 capacity 감소 및 초기 투자 비용이 높다는 것으로서, 추가 이적 비용 및 리핸들링 작업이 필요하고, 낮은 요율로 운송사 가 불만을 제기할 수 있다. 또한 셔틀 전용공간, 인원 및 장비 가 추가로 필요하다. 모노레일의 장점은 높은 안전성, 신뢰성, 효율성이며, 대량운송 및 24시간 운송이 가능한 점, 모노레일 의 하부 공간을 활용할 수 있는 점을 들 수 있다. 단점으로는 장치장 capacity 감소 및 초기 투자비용 높은 점, 전용공간(레 일), 인원 및 장비가 별도로 필요한 점이다.
Autocon의 장점으로는 높은 생산성, 안전성, 신뢰성이나, 넓은 소요면적으로 장치장 공간이 감소되며, 초기 투자비용이 높으며, 전용 장비가 추가로 필요하다.
본 연구에서는 항만 전문가를 대상으로 우선적으로 제시된 6개의 최종 후보군에 대해 적절성 검토를 했으며, 검토 결과 를 반영하여, 앞 절에서 제시한 ITT 선택요인을 기준으로 최 종 후보군을 평가하였고 그 결과는 Table 5와 같다.
Table 5
ITT system in Busan New Port Alternative Evaluation Results
Y/T는 현행 타부두 환적 시스템을 현행대로 이행하는 형태 이므로 투자 효율성은 좋지만, 생산성, 안전성, 정책 부합성 등이 미진한 것으로 검토되었다. 자율주행Y/T는 생산성 및 운영 효율성, 정책 부합성 측면에서는 좋은 결과를 나타내지 만, 투자 효율성, 안전성 측면에서 취약한 것으로 검토되었다. Autocon의 경우, 투자비 측면에서 취약하고 운영 효율성 측면 에서 터미널 공간 활용이 용이하지 않은 것으로 검토되었다. 모노레일 경우, 생산성 안전성, 운영 효율성, 정책 부합성 등 은 좋은 결과로 검토되었지만, 투자 효율성 측면이 취약할 것 으로 판단된다.
6개 대안들의 우선순위를 산정하기 위하여, 최종 후보군의 평가점수(Table 5)에 앞 절에서 제시안 평가요인의 중요도 (Table 4)를 적용하여 최종 후보군들의 점수를 산정하였으며 그 결과는 Table 6과 같다.
Table 6
Evaluation results for ITT system in Busan New Port
본 연구에서는, 모노레일이 4.46점으로 ITT 대안들의 가장 높은 순위를 차지했으며, Autocon(4.25), 셔틀(4.00) 순으로 최 종 후보군들의 우선순위가 도출되었다.
5. 결 론
본 논문에서는 부산항 신항의 타부두 환적 화물에 적합한 운송수단을 선정하기 위한 선행연구로서, 타부두 환적 화물 처리의 효율성을 높이기 위한 운송수단에 대해 선택요인의 설 정과 요인 간 상대적 중요도를 분석하고 적합한 운송수단을 제시하는 것을 목적으로 하였다.
선행연구를 검토한 결과, 타부두 환적에 관한 처리 프로세 스를 분석 및 개선 방안에 관한 연구는 다수 선행되었으나, 운 송수단에 대한 연구가 상대적으로 미흡하였으며 특히, 운송수 단을 선택하는 평가 요인에 관한 연구는 매우 부족하였다. 본 연구에서는 전문가 및 관련된 종사자들을 대상으로 한 브레인스토밍을 통해 5개의 대분류 아래 15개의 중분류로 계 층화된 선택요인을 선정하였으며, AHP 분석을 통해 선택요인 간 상대적 중요도를 분석하였다. 이후, 분석된 선택요인의 중 요도를 바탕으로 운송수단 후보군을 도출하고, 검토하여 최종 평가하였다.
대분류 평가요인의 중요도 분석 결과 안전성이 0.476으로 가장 높게 분석되었으며, 생산성, 투자 효율성, 운영 효율성, 정책 부합성 순으로 분석되었다. 중분류 분석에서는 화물 및 터미널 안전성이 0.217로 가장 높게 나타났으며, 사고 예방 및 방지, 시스템 안정성, 정시성 확보, 턴어라운드 시간 순으로 분석되었다. 이를 기준으로 운송수단 최종후보군을 평가한 결 과 모노레일이 4.46으로 가장 높게 분석되었고, Autocon, 셔 틀, 자율주행Y/T, MTS, Y/T순으로 분석되었다.
본 연구에서는 부산항을 환적 중심 항만으로 구축하고자 비효율적인 타부두 환적운송을 개선하기 위하여 타부두 환적 에 적합한 운송수단을 선택하기 위한 요인을 제시하였고, 적 합한 운송수단이 모노레일임을 보였다.
본 연구는 향후 타부두 환적화물과 관련된 연구의 기초자료 로 투입되어 활용할 수 있을 것으로 기대되며, 본 연구에서 제 시한 타부두 환적운송을 위한 6가지 대안은 기존 문헌에서 단 편적으로 검토되었던 방안에 대한 장단점을 분석하였으며, 일 정한 평가요인을 기준으로 대안들을 객관적으로 평가한 점에 연구의 의의가 있다.
향후 타부두 환적화물이 지속적으로 증가하는 경우, 항만의 경쟁력을 높이는 운송방안이 필요할 것으로 예상되며, 본 연 구에서의 방안이 효율적 타부두 운송방안 제시에 기여 할 것 으로 판단된다. 이후, 항만에 발생하는 타부두 환적화물 처리 에 대한 비효율성에 대한 실질적 검토가 필요하며, 이에 대한 방안 및 타부두 환적 운송수단 대안에 적용할 수 있는 연구가 필요하다.
PDF Links
PubReader
Full text via DOI
Download Citation
CrossRef TDM
Print
