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1. 스마트항만의 개념과 구성요소
1.1. 스마트항만의 개념
스마트항만의 개념은 "4차 산업혁명 기술을 접목하여 정보의 수집·전파·분석·실행을 자동적·자율적으로 수행함으로써 자원을 가장 효율적으로 활용하는 항만"이다. 선박의 초대형화 등에 따른 항만 혼잡도 증가와 세계 거점항만 간 경쟁 심화로 항만 작업 효율성(productivity) 향상 및 안전(safety), 보안(security), 친환경(eco) 관리 시스템의 중요성이 점차적으로 강화되고 있으며, 이에 따라 디지털, 인공지능, 사물인터넷, 빅데이터 등 4차 산업혁명 기술을 활용한 스마트항만 구축이 필요한 실정이다. 스마트항만을 구성하는 3대 핵심 요소로는 지능화 항만, 자동화 항만, 친환경 항만이 제시되고 있다.
1.2. 스마트항만의 3대 요소
1.2.1. 지능화 항만
지능화 항만은 효율적인 터미널 운영과 자율적인 안전관리 등이 가능한 항만이다. 지능화 항만은 항만 운영의 효율성과 생산성 향상을 위해 다양한 기술을 접목하여 정보 수집, 분석, 실행을 자동화하는 것을 목표로 한다. 이를 통해 항만 내 자원을 가장 효율적으로 활용할 수 있다.
구체적으로 지능화 항만은 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI), 빅데이터 분석 등 4차 산업혁명 기술을 활용하여 항만 내 각종 데이터를 실시간으로 수집하고 분석한다. 이를 통해 항만 내 이송장비, 크레인, 야드 트랙터 등의 운영을 최적화하고 선박 입출항 및 화물 처리 등 전체 항만 운영을 지능적으로 통합 관리할 수 있다. 또한 시설물 모니터링, 위험 감지 및 자동 대응 등으로 항만의 안전성과 보안성도 향상될 수 있다.
대표적인 지능화 항만 기술로는 항만 운영 정보의 실시간 모니터링 및 최적화 시스템, 항만 내 물류 자동화 및 무인화 시스템, 선박 입출항 및 화물 흐름 예측 시스템, 항만 시설물의 실시간 상태 모니터링 및 예지보전 시스템 등이 있다. 이를 통해 항만 운영의 생산성과 안전성을 높이고 원활한 물류 흐름을 보장할 수 있다.
국내에서도 해양수산부를 중심으로 스마트항만 구축을 위한 다양한 정책과 사업이 추진되고 있다. 부산항, 인천항 등 주요 항만들이 지능화 기술을 도입하여 항만 운영 효율성과 안전성을 높이고 있다. 향후 지능화 항만 기술이 지속적으로 발전하면 항만 운영의 자동화와 스마트화가 크게 진전될 것으로 기대된다.
1.2.2. 자동화 항만
자동화 항만은 항만 하역에서 안벽, 이송, 야드 장비의 자동화가 구현되는 항만을 의미한다. 최근 기술 발전에 힘입어 자동화 항만에서는 무인 이송장비인 AGV(Automated Guided Vehicles), A-S/C(Automated Straddle Carrier), A-YT(Automated Yard Tractor) 등이 활발히 사용되고 있다.
AGV는 자동화 컨테이너터미널에서 안벽과 야드 사이에서 컨테이너를 이송하는 장비로, 네덜란드의 ECT에서 처음으로 사용되었다. 초기에는 유류를 사용하는 장비가 주로 이용되었으나 이후 전기 방식으로 발전하였고, 현재는 배터리를 이용하여 배터리가 소진되었을 때 자동으로 교체장소로 이동하는 배터리 교환 방식과 충전 방식으로 운영되고 있다.
A-S/C는 자동화 터미널에서 안벽부터 야드 장치장 입구까지 컨테이너를 이동시키는 이송 장비의 역할을 한다. 기존의 A-S/C는 바닥에 Magnetic nails 또는 기반시설을 설치하여 그에 따라 이동하는 방식이었으나, 최근 중국의 ZPMC에서 AI 기술을 바탕으로 한 무인 S/C를 개발하였으며 기존 S/C를 무인화로 전환하는 기술도 개발되어 거의 100%에 가까운 정확도를 실현하고 있다.
A-YT는 자율주행 야드 트랙터로, A-YT가 컨테이너를 야적장 앞으로 옮기면 크레인이 야적장 내 이상적인 장소로 컨테이너를 다시 옮기는 구조이다. 이러한 자율주행 야드 트랙터는 작업하지 않는 시간에 스스로 충전시설을 찾아가서 배터리를 충전한다. 현재 아시아 최초로 자동화 컨테이너 터미널을 구축한 중국의 칭다오항에서 자율주행 야드 트랙터가 활발하게 사용되고 있으며, 국내 부산항 또한 자율주행 및 전기 야드 트랙터 무인 자동충전 시스템을 개발하고 있다.
이처럼 자동화 항만은 무인 이송장비의 발달로 인해 항만 운영의 생산성 향상과 안전성 제고에 기여...
