항만 내 자율주행 알아보기
Autonomous Driving in Ports
항만 내 자율주행 필요성
항만은 혼잡, 인적 피로, 운영 병목 현상 등으로 인한 비효율과 안전 문제 등 심각한 문제에 직면해 있다. 이러한 문제와 더불어 운송비의 50% 이상을 차지하는 높은 인건비가 혁신의 시급성을 강조하고 있다. 또한 피크 시간대의 운전자 부족은 이러한 문제를 더욱 악화시킨다. 스마트 항만 시장은 CAGR 24.3%로 2022년 19억 달러에서 2027년 57억 달러로 가파르게 성장할 것으로 예상된다. ABB, IBM, WestWell, Kalmar 등의 기업들이 주도하는 자율주행차 프로젝트가 중동, 유럽, 중국 및 미국 전역의 항만에서 시범 운영되고 있다.
해상 컨테이너 항만은 자동화 유도 차량(AGV)과 같은 자율 컨테이너 처리 방식을 채택하고 있으며, 이는 더 빠른 상품 배송 및 항공 화물과의 경쟁에 대한 요구에 부응하기 위한 것이다. 이러한 세계적 추세는 반자동화 또는 완전 자동화된 '스마트 항만' 또는 '고스트 항만'으로 변화하고 있다. 그러나, 어려운 해안 환경과 고위험 산업 공정에는 신뢰성이 높고 강력한 자율 센서가 요구된다. 불리한 조건은 카메라와 같은 센서를 손상시킬 수 있으며, 이는 비, 안개 또는 바다 스프레이의 가시성 감소와 같은 문제를 야기하여 일시적으로 이러한 차량의 운행을 방해할 수 있다.
https://navtechradar.com/innovation-lab/port-automation/
항만 내 자율주행 기술 구성요소
항만 내 자율주행을 위한 기술적인 구성 요소는 여러 가지로 나뉜다. 먼저, 자율주행 트럭 차량은 센티미터 수준의 위치 측정을 위한 고정밀 GNSS/INS 센서 조합을 사용하며, 장애물 감지를 위한 레이저 스캐너와 실시간 내비게이션 및 제어를 위한 온보드 컴퓨터를 장착한다. 또한, AGV(Automated Guided Vehicle)와 IGV(Intelligent Guided Vehicle)가 필요하다.
다음으로, 차량 관리 시스템은 차량을 정체 주변으로 동적으로 경로를 지정하는 고급 알고리즘을 사용한다. 이는 동적 경로 계획 및 실시간 최적화를 통해 이루어지며, 배터리 수준 및 차량 상태를 모니터링하여 원활한 작동을 보장한다.
백엔드 컨트롤 센터는 차량 상태를 추적하고 센서 데이터 및 계획된 경로를 표시하며, 실시간 시각화, 데이터 분석 및 제어 인터페이스를 제공하여 엔지니어가 시스템의 의사 결정 프로세스에 대한 창을 제공한다. 이를 통해 전체 시스템의 효율성과 안전성을 높일 수 있다.
마지막으로, V2X(Vehicle-to-Everything) 기술은 차량과 인프라가 5G 네트워크를 통해 무선으로 연결되어 트래픽 업데이트, 장애물 경고 및 중앙 집중식 제어를 위한 지속적인 통신이 가능하게 한다. 이러한 통신 시스템은 자율주행 트럭이 항만 내에서 안전하고 효율적으로 작동할 수 있도록 중요한 역할을 한다.
항만 내 자율주행 실증 사례
항만에서의 자율주행은 효율성, 안전성, 환경적 지속가능성 제고에 중점을 두고 빠르게 진화하는 분야이다. 실제 사례는 다음과 같다.
중국 톈진 항구 : 5G+4L 자율주행 기술을 활용한 이 항구는 운전자 없는 컨테이너 트럭이 특징으로 운영 효율성과 안전성 향상을 위한 것이다. 톈진항 그룹과 화웨이의 협업이다.
태국 람차방항 이곳 허치슨 항구 : 태국은 중국의 자율주행 전기 Q트럭을 선보이며 본격적인 '스마트 포트'로 나아가는 한 걸음을 내딛었다. 이 트럭들은 AI, 센서, GPS 등으로 작동한다.
https://www.globaltimes.cn/page/202210/1277694.shtml
영국 펠릭스스토우 항구 : 유럽 항구에 최초의 자율주행 트럭이 배치된 것은 자동화를 통한 항구 물류 현대화의 중요한 단계를 의미한다.
https://insideautonomousvehicles.com/first-autonomous-trucks-in-european-port-deployed/
이러한 사례들은 항만 운영에서 자율주행차를 통합하는 세계적인 추세를 보여주며, 물류 문제를 해결하고 항만의 운송 및 화물 처리의 미래를 견인하기 위한 기술 발전에 초점을 맞추고 있다.
항만 자동화의 이점: 친환경성과 안전성 확보
항만에는 자율주행차를 포함하여 자동화를 채택하기 위한 다양한 동인들이 존재한다. 우선, 자동화된 컨테이너 처리 장비는 종종 사람이 운전하는 장비보다 더 빠르고 정확하게 컨테이너 트래픽을 처리할 수 있다. 자동화는 컨테이너의 이동을 계획하고 추적하는 것이 더 쉽기 때문에 터미널 운영자에게 물류에 대한 더 많은 통제권을 부여하고 더 예측 가능하고 신뢰할 수 있는 운영에 기여하기 위한 것이다.
한 사람이 여러 대의 서로 다른 자가 운전하는 차량을 원격으로 감시할 수 있다. 그럼에도 불구하고 자동화는 인간의 실수 가능성을 최소화하기 때문에 인건비 절감뿐만 아니라 더 짧은 리드 타임, 더 일관되고 예측 가능한 서비스 품질 및 향상된 안전성을 통해 절감이 실현된다.
자율 주행 자동차는 가속, 제동 및 속도에서 효율성을 최적화하도록 설계되어 연료 효율성을 높이고 배출을 감소시킨다. 대부분은 전기 자동차가 될 것이며, 화석 연료에 대한 의존을 줄일 것이다. 자동화된 운영으로 나아가는 것은 항구가 환경 문제를 해결하고 재생 에너지의 사용을 촉진하는 방법이다.
컨테이너 선박에서 나오는 컨테이너 흐름이 증가하고 선박이 컨테이너 터미널에서 더 나은 성능을 요구하기 때문에, 부분 자동화 또는 완전 자동화는 많은 항구에서 필수가 될 것이다. 비록 자동화가 컨테이너 처리에 있어서 만능은 아니지만, 그럼에도 자동화가 미래에 가져올 기대효과도 클 것이다.
https://www.konecranes.com/discover/our-self-driving-future-is-being-shaped-in-ports
