RFID기반 컨테이너 터미널 게이트 반출·입 자동화 설계 = A Design of Automated Gate in & out at Container Terminals Based on RFID Technologies

국문 초록 (Abstract)

최근 컨테이너 터미널은 첨단기술을 접목한 u-Port 구축을 위한 다양한 노력을 시도하고 있다. u-Port구축에 있어 자동화 컨테이너 터미널 구축은 필수로써, 현재 컨테이너 터미널은 터미널 운영 장비 및 운영정보시스템 개발에 대한 연구가 대부분을 차지하고, 화물 반출·입 과정에서 터미널 전체에 영향을 미치는 화물 인식, 확인 업무 등을 처리하는 게이트시스템에 대한 연구는 미흡하다. 또한, 정부 및 민간 자체적으로 RFID 기술을 이용하여 차량 및 컨테이너 인식의 자동화를 통한 게이트 자동화 시스템 구축을 위한 노력이 진행되고 있으나, RFID 기술 적용의 핵심인 RFID 태그 부착 및 리더의 설치 방안에 대한 제시가 부족하고 터미널 내부 시스템과의 연계 없이 단순히 게이트 반출·입을 위한 시스템 설계방안만을 제시함에 따라 RFID기술을 게이트에 적용하는데 많은 어려움이 있다.
본 연구에서는 RFID기반 게이트 자동화 시스템 구축을 위해 가장 핵심이 되고 선행 연구에서 부족했던 RFID기술의 게이트 적용 방안인 차량 및 컨테이너의 RFID 태그 부착 방법과 RFID 리더의 설치 방법에 대한 연구와 실시간 RFID 태그 데이터를 토대로 컨테이너 터미널 내부 시스템과의 효율적인 연계를 통해 게이트 자동화 업무를 구현하기 위한 최적의 게이트 반출·입 자동화 설계방안에 대한 연구를 진행하였다.
이를 위해 첫째, 현행 자동화 게이트 시스템에 대한 분석과 기존 컨테이너 터미널 게이트 자동화 관련 선행연구를 분석하고 둘째, 컨테이너 터미널에서 차량 속도 및 태그 부착위치 별 다양한 실증 실험을 실시하여 최적의 RFID 태그 부착위치 및 RFID 안테나 설치 방안을 제시하고 셋째, RFID 기술 적용 환경에서 터미널 시스템과의 원활한 데이터 연계를 통한 자동화 게이트 시스템 구축을 위해 게이트 반출·입 시스템에 대한 프로세스 및 아키텍처와 응용소프트웨어를 설계하고 넷째, 연구 내용의 검증을 위해 실제 현장 적용 테스트를 실시한다.
본 연구내용의 검증 결과 RFID 태그 인식률이 99%이상으로 나타났고 터미널 내부 운영시스템과의 원활한 데이터 연계로 차량의 게이트 반출·입 시간이 2배 이상 단축되어 컨테이너 터미널 일일 평균 컨테이너 처리 작업량이 4배 이상 증가되어 그 효용성을 입증할 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently a container terminal has been studied to build the u-port that the state-of-the art technology. Establishing of an automated container terminal is unavoidable in building u-port but the container terminal researches are mostly focused on the development of terminal operation equipments and operating information systems. The studies on the gate system dealing with freight recognition and confirmation process that affect throughout the terminal during the time of carrying in and out process has been insufficient. In addition, proposals concerning with installation of RFID Tag attachment and the Reader that are core of RFID technology adaption are not sufficient and a number of difficulties arise with applying of RFID technology to a gate due to the presentation of only the system building plan without any linkage with the terminal's internal systems, even though the government and non-governmental organizations, themselves have attempted to build a gate automation system through the automation of the vehicle and container recognition using RFID technology.
In this master thesis, the study on the methods of RFID Tag attachment and RFID Reader installation that are the main subjects of the RFID based Gate Automation System Establishment and that were proved to be insufficient in the prior researches, and the study on the Optimum Gate Carrying In/Out Automation System, realizing the Gate Automation Process through the effective linkage with internal systems of a container terminal based upon a real time RFID Tag data were carried out.
For this reason, first, analyze the study on the current automated gate system and the advanced study on earlier container terminal gate automation system and secondly operate various types of demonstrative experiment by the speed of a car and a tag attached location inside the container terminal in order to propose the optimum location for RFID Tag to be attached and for the RFID Antenna to be installed. And then, plan the Gate Carrying In and Out System Process regarding the building of Automated Gate System through the smooth connection with the terminal system under the technology adapted environment and plan the architecture and application software. Lastly, operate a field trial in a real world to prove what has been concluded from the study.
As the result of the demonstration concerning with the research, RFID Tag recognition rate was found to be over 99% and with the effective data connection with the internal system of a terminal, the time spent in a vehicle's carrying in and out of the gate was reduced more than a half while the average of a daily work load of a container was quadrupled, With the above result, the usefulness of the study proved to be effective.

목차 (Table of Contents)

• 國文抄錄 v
• 英文抄錄 vii
• 제 1 장 서론 1
• 1.1 연구의 배경 및 필요성 1
• 1.2 연구의 목적 및 목표 3
• 1.3 연구의 범위 및 방법 4
• 1.3.1 연구의 범위 4
• 1.3.2 연구의 방법 4
• 제 2 장 관련 연구 5
• 2.1 컨테이너 터미널의 정의 5
• 2.2 기존연구 분석 6
• 2.2.1 RFID 기술의 항만물류 분야 적용 연구 6
• 2.2.2 RFID 기술의 국내·외 항만물류 분야 적용사례 7
• 제 3 장 RFID기반 게이트 반출·입 자동화 설계 9
• 3.1 컨테이너터미널 게이트 시스템 현황 및 분석 9
• 3.1.1 국내․외 게이트시스템 현황 9
• 3.1.2 컨테이너 터미널 별 게이트 관리 적용 기술 10
• 3.1.3 컨테이너 터미널 게이트 별 관리대상 정보 항목 11
• 3.1.4 현행 자동화 게이트 시스템 12
• 3.1.4.1 바코드 기반 게이트 관리 시스템 13
• 3.1.4.2 OCR 기반 게이트 관리 시스템 14
• 3.1.4.3 현행 자동화 게이트 시스템 적용 기술 비교·분석 14
• 3.1.5 터미널 게이트 반출·입 프로세스 16
• 3.1.6 데이터 구조도 17
• 3.2 RFID기반 게이트 자동화 설계의 핵심 19
• 3.2.1 차량 및 컨테이너 태그/리더 최적위치 및 장비선정 19
• 3.2.2 자동화 게이트 반출·입 시스템 구성도 설계 22
• 3.2.3 RFID기반 게이트 반출ㆍ입 프로세스 설계 23
• 3.2.4 RFID 태그 데이터 구조 설계 24
• 3.2.5 응용 소프트웨어 구조도 26
• 3.2.6 RFID기반 게이트 반출ㆍ입 시스템 구축 시 고려사항 27
• 제 4 장 실험 및 검증 28
• 4.1 사례기반 RFID 게이트 반출·입 자동화 설계의 검증 28
• 4.1.1 검증 환경 28
• 4.1.2 검증 결과 30
• 제 5 장 결론 32
• 참고문헌 34