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Part 4. [특별기고] 우리 항만 스마트화 현황 진단 및 과제

기사승인 2020.10.19  10:26:10

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- 양현석 지팬스 스마트로 대표

   
 양현석 지팬스 스마트로 대표

현재 국내 항만산업은?
우리나라는 GDP 대비 수출입 비중이 높은 대외 지향적 경제 체제이나 육로를 통한 해외 수출입이 불가능한 지리적 특성상 항만물류 비중이 높다. 항만이 수출입 화물의 90% 이상을 담당하고 있어 항만 경쟁력은 곧 국가 경쟁력과 직결된다.

하지만 낮은 항만 생산성으로 인해 항만 매출액이 지속적으로 감소하는 추세에 있으며, 항만물류 기업들의 영세성으로 신기술에 대한 투자 여력이 부족해 기술 혁신과 생산성 향상에 어려움을 겪고 있다. 한국해양수산개발원의 분석에 따르면 세계 최고수준의 항만은 자동화, 정보연계 등 4차 산업혁명 기술을 도입하여 경쟁력을 더욱 키우고 있는 반면, 우리나라의 경우 4차 산업혁명 기술 도입 수준은 보통 이하로 나타나 수준차이가 더욱 벌어지고 있다.(그림1) 그 원인으로는 데이터 관련 정책 미비, 플랫폼 설계 능력 부족, 노동시장 유연성 부족, 법·제도 정비 필요 등으로 파악된다.

아무리 중요성을 거듭 강조해도 부족하지 않은 항만 경쟁력을 향상하기 위해서는 IoT, 빅데이터, AI 등 4차산업 핵심 기술을 바탕으로 한 스마트항만으로의 변화가 필요하다. 세계 최고의 항만으로 손꼽히는 함부르크, 로테르담 항만은 물동량 증가에 대응하여 스마트 인프라를 구축 중에 있으며, 항만 체류 시간을 단축하고자 ‘Digital 항만 네트워크’를 목표로 선박 간 통신을 통한 선석정보 전달과 동시에 항만의 차량 주차 공간 할당 및 할당된 크레인 정보를 제공하는 인프라를 구축 중에 있다. 반면, 우리나라는 컨테이너 물동량은 코로나 19 확산속에도 세계 4위이며, 대표 항만인 부산항은 세계 6위이나, 운영 중인 컨테이너 터미널은 반자동화 시스템으로, 선진항만 대비 자동화 수준이 다소 미흡한 수준이다. 

   
 우리나라 항만의 4차 산업혁명 기술도입 수준 / 출처 : KMI 동향분석(2018,02, 한국해양수산개발원)

보다 경쟁력을 높이기 위해서는 4차 산업혁명 시대의 첨단기술을 접목한 스마트항만 개발이 시급한 상황으로, 현재 ‘지능형항만물류기술개발사업 공동추진단’에서 일반부두의 지능형부두 전환 기술개발에 나서고 있어 주목된다. 이 지능형항만물류기술개발(IPLT)사업의 목표는 일반 부두를 지능형 항만(부두)으로 운영할 수 있는 기술을 개발 하는데 있으며, 해당 사업은 2021년말 종료되어 2022년부터 각 항만에서 도입할 수 있을 것으로 예상된다. 이러한 사업을 통한 첨단기술 발전은 대형 항만 중심의 스마트항만 도입뿐 아니라 중소형 항만에 맞춤형 항만 운영 스마트화를 추진을 할 수 있는 기회가 될 것이다.

   
 스마트 항만의 개념 및 정의

스마트 항만, 어떤 기술 적용되나?
IoT, AR/VR, Big Data, Drone 등 ICT 기술의 등장과 이를 기반으로 한 4차 산업혁명이 시작되었으나 항만물류산업, 특히 국내 항만물류산업에서는 이러한 첨단기술 R&D가 타 물류산업에 비해 미흡하다. 이에 따라 국내 항만물류기술산업의 발전이 지연되고 있으며, 관련기업과 인력의 미래 먹거리 단절은 물론, 국내 첨단 항만물류기술 연구 부재로 인한 타 국가로의 시장 및 연구 주도권 이전이 우려되는 상황이다. 항만선진화를 위해서는 항만 내 자원들로부터 IoT 기술을 통해 데이터를 수집하여 빅데이터화 하고, 효율성, 가시성 확보를 위해 인공지능 기술 도입이 필요하다. 이에 항만 IoT 기술개발을 위한 선제적인 R&D 투자가 절실한 상황이다.

[항만-내륙연계 플랫폼] 세계의 선진항만들은 스마트 항만의 지능적 운영을 위해 플랫폼을 도입하고 있다.

스마트 항만의 가장 큰 목표는 바로 항만 하역작업의 최적화라고 볼 수 있다. 항만 하역작업의 최적화를 위해서는 항만의 모든 자원에 대한 위치, 작업정보를 수집하여 Planning을 하여야 하며, 항만 내에 있는 하역장비들의 데이터뿐만 아니라 항만 외부로부터 들어오는 외부차량에 대한 정보가 수집되어야 한다.  만 외부로부터 출입하는 반출입차량의 터미널 도착시간과 실시간 위치정보들을 항만에 제공할 수 있는 플랫폼 개발과 관리자에 의한 재충전 없이 반영구적으로 운영할 수 있는 외부차량 위치 추적장비 개발은 필수적이다.

국내의 경우 반출입 차량에 대한 사전정보확인 시스템으로 해운항만물류정보협회의 ‘스마트포트시스템’, 지팬스스마트로의 ‘스마트로’, 케이엘넷의 ‘이트럭뱅크’ 등이 있으나 차량의 위치정보와 도착 예약정보를 항만으로 제공하는 시스템은 없는 상태이다.  출입차량의 예약정보 제공 시스템의 부재는 다양한 문제를 야기하였다. 트럭 대기로 인한 교통체증 및 주차문제와 이에 따른 민원, 피크타임 및 터미널 상황에 따른 탄력적 운영 불가 등이 그것이다. ‘항만-내륙연계 플랫폼’ 구축 기술은 스마트 항만의 목표를 달성하기 위해서는 반드시 필요한 기술이다.

[IoT 기반 항만 운영기술] 스마트 항만 IoT 융합 운영기술은 대용량 항만 물류 정보를 실시간 수집하고 활용하기 위한 기반을 제공하는 기술로, 세계 주요 항만들은 IoT 융합 운영 기술을 활용하여 항만 지능화와 해상물류 주체 간 연계를 확대한 스마트 항만을 구축 중에 있다.

스마트 항만 IoT 융합 운영기술에는 실시간 가상항만의 구현을 위한 ‘항만용 대용량 IoT 데이터 processing 기술’, 항만용 IoT 디바이스의 실시간 데이터 수집을 위한 ‘항만용 IoT Gateway 기술’, 항만 장비 및 인원 관리, 보안성을 유지하기 위한 ‘항만용 IoT 디바이스 관리 기술’로 나뉠 수 있다. 

   
 IoT항만의 개념도

국내 스마트항만 추진 현황은?
국내에서는 부산신항 인천항에서 무인자동화 야드크레인 장비 및 유인 조작 안벽・이송 장비라는 반자동화 환경 속에서 각종 IoT 센서 기반 데이터를 활용, 결합하여 운영프로세스 최적화하는 스마트 항만 모델의 구축이 시도되고 있다.

□ 정부의 스마트항만 정책
해양수산부의 「제3차 전국항만기본계획 수정계획」, 국토교통부・해양수산부의 「국가물류기본계획 수정계획」에 스마트 항만 구축 및 스마트 물류기술 개발 등이 포함되어 있다.

해양수산부는 국제적 동향 대응을 위해 「스마트해상물류추진단」을 발족, 2030년까지 스마트 해상물류 실현 및 2025년까지 이를 위한 기반 마련을 목표로  범정부 차원의 스마트 해상물류 체계 구축사업을 추진 중에 있다. 항만 스마트화 부문에서는 항만 자동화 설비 국산화와 함께 데이터 활용 기반 항만 지능화를 추진하며, 항만 지능화는 각종 하역·이송장비 및 작업자 등 항만물류자원의 위치·상태정보 수집·분석을 통해 항만물류 프로세스 최적화 및 생산성 향상, 항만 내 안전사고 예방 등을 목표로 IPLT 기술개발 사업(2019~2021)을 진행 중에 있다.

   
 해수부의 스마트 항만 단계별 추진 로드맵

또한 해양수산부는 2018년 업무 계획을 통해 ‘스마트 해상물류체계 구축’ 정책을 통해 자율운항선박, 해상통신망, 스마트항만 등을 통합·연계하는 ‘스마트 해상물류 구축전략’ 마련을 추진하고 있다. 자율운항 선박개발의 본격화를 위해 자율운항이 가능한 소형 무인선 제작 및 핵심기술의 민간 이전, 상용화 방안을 계획하고, 사고 예방, 정보서비스 기반 마련을 위한 해상 초고속무선통신망(LTE-M) 구축에 착수했다.

스마트항만 실현을 위해 부산신항에 터미널 간 화물정보공유시스템을 시범 운영하고, 신규 터미널 하역 자동화를 추진하고 있으나 항만자동화·터미널 간 화물정보공유시스템 구축은 스마트항만을 구성하는 일부분 중 하나에 불과하고, 항만 영역에만 국한되어 있는 것으로, 스마트항만 개념을 가지고 수립된 로드맵이 없는 상황에서의 개별적 R&D 추진은 효과와 연계성 면에서 한계가 있는 것으로 보인다.

□ 국내 스마트항만 기술 동향
해양수산부는 기존 상용화된 해외 자동화 항만 기술 대비 효율성・생산성 등이 뛰어난 신개념 스마트 자동화 항만 시스템(OSS:Overhead Shuttle System)의 연구개발을 추진 중이다. 이 연구개발 기술은 향후 2만 5천 TEU급 컨테이너선을 대상으로 22시간 하역 할 수 있는 기술로, 하드웨어 분야는 오버헤드셔틀(TC역할), 플랫카(YT역할) 시스템 개발이 대표적이며, 소프트웨어 분야는 운영지원 시뮬레이터, 물류통제시스템, 실시간 모니터링 시스템이 개발 중에 있다.

[자동화 항만]선박 대형화 및 자율운항선박 상용화에 대응하여 안정적인 초고속·대용량 하역을 위한 항만 자동화시스템 구축을 목표로, 원격 크레인(CC, RMGC, RTGC), 자율주행 화물이송장비(YT, SC) 등 하역·이송 전 과정에 대한 다양한 자동화 기술을 개발·검증(2020~2023)중에 있다. 

   
 지능형 항만 사업 세부내용

[지능형 항만] IoT‧AI 기술로 항만 내 모든 작업‧물류 데이터를 실시간 수집‧분석하여 최적의 작업환경을 조성하고 안전사고를 예방한다. 이를 위해 부착·설치형 센서 등 항만용 IoT 장치‧통신망과 AI 기반 정보 공유‧분석 플랫폼을 개발(2020~2021), 항만 내 최적의 물류 프로세스 구현하고자 하고 있으며, 단순 항만 뿐만 아닌 터미널↔터미널, 터미널↔육상 간 정보공유 플랫폼을 구축(2022)하여, 환적화물 처리, 배후 수송 등 물류 공급망 전체를 최적화하고자 한다.

정보공유 플랫폼은 터미널 간 화물 반‧출입 정보(기존 EDI 대체), 터미널 간 공동배차 시스템 등(터미널↔육상, 항만↔트럭 정보 연계, 반출입 사전예약, 트럭 도착시간 알림 등의 기능)을 구현 하여 항만, 육상의 막힘없는 물류를 달성하는데 도움을 줄 것으로 보인다. 지능형 항만은 크게 2개의 세부 내용으로 나뉘어 있다. 특히 세부내용 2에 담긴 항만내륙물류 연계 플랫폼은 중소기업 지팬스스마트로의 스마트를 활용하여 구현하고자 하고 있으며, 이를통해 실시간 모니터링과 예약시스템을 구축한다면, 항만물류의 효율성과 국내물류 경쟁력을 높이는데 일조를 할 것으로 보인다. 

   
 지능형 항만 사업 현황 및 계획

[항만물류 빅데이터 센터] 공공 및 민간이 보유한 해운항만물류 데이터를 분석 가공하여 항만물류 생산성과 효율성 향상을 위한 데이터를 생산하여 각 항만물류 주체에 맞게 제공할 수 있는 ‘항만물류 최적화를 위한 빅데이터 분석 및 정보제공 시스템’ 구현이 목표다. 기존에 가지고 있던 항만 데이터를 센터로 수집, 빅데이터화 하여 효율성 및 생산성 향상을 위한 최적화 부분에 지원하여 물류 경쟁력 향상에 도움을 줄 것으로 보인다.  

   
 항만물류 빅데이터 정보 서비스

스마트 항만 구축 위한 향후 과제는?
4차 산업혁명 시대는 ‘승자 독식(Winner Takes All)’ 사회가 될 것이라고 이야기하고 있다. 물류산업에서는 전체 물류 공급망(LSC : Logistics Supply Chain)에 걸쳐 블록체인 기술, 화물 위치 추적, 상태 확인 등 정보의 디지털화로 급속 전환되고 있는 추세이다. 따라서 항만의 내부 자동화, 지능화를 통한 스마트항만과 항만 외부의 내륙물류와 연계한 항만물류 전체 흐름에 대한 데이터와 Coldchain 데이터들을 항만물류빅데이터센터에 저장하여 이를 국가적으로 분석 예측에 적용할 수 있는 인공지능 스마트 항만으로 빠르게 거듭나야한다.

양현석 news@klnews.co.kr

<저작권자 © 물류신문 무단전재 및 재배포금지>
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