KR20120057724A

KR20120057724A - 가상 컨테이너 터미널 프레임워크를 사용한 컨테이너 터미널 운영 시스템 검증 기법

Info

Publication number: KR20120057724A
Application number: KR1020100083659A
Authority: KR
Inventors: 하병현; 송윤호; 김갑환
Original assignee: 부산대학교 산학협력단
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2012-06-07

Abstract

본 발명은 컨테이너 터미널 운영시스템(TOS, Terminal Operation System)의 사전평가를 위한 가상 컨테이너 터미널 프레임워크를 개발하는 소프트웨어 기술이다. 실제 컨테이너 터미널의 장비 및 시설들과 TOS 간에 발생하는 인터페이스를 고려함은 물론, 컨테이너 터미널 내부 운영 프로세스를 모델링 하여 개발하였다. 본 발명에서 개발한 가상 컨테이너 터미널 프레임워크를 통해 새로 개장하는 컨테이너 터미널 또는 기존 컨테이너 터미널의 재설계, 새로운 TOS의 교체 등과 같은 상황에서 컨테이너 터미널을 분석하고 TOS의 무결성 및 성능을 검증할 수 있다.

Description

가상 컨테이너 터미널 프레임워크를 사용한 컨테이너 터미널 운영 시스템 검증 기법{A Method of Validating Terminal Operating Systems by Using Virtual Container Terminal Framework}

컨테이너 터미널은 해상 운송과 육상 운송의 접점으로 컨테이너를 선박에 싣고 내리거나 임시 보관하는 장소이다. 컨테이너 터미널의 구성 요소로는 게이트, 에이프런(apron), 장치장(yard), 선석(berth) 등의 시설과, 선박, 안벽 크레인(QC: Quay Crane), 야드 크레인(YC: Yard Crane), 야드 트럭(YT: Yard Truck), 외부 트럭(XT: External Truck) 등의 장비들이 있다.

컨테이너 터미널 운영을 위해서는 다양한 요소들을 필요로 하며, 이 요소들은 크게 터미널 운영자, 컨테이너 터미널, 터미널 외부환경, 터미널 운영시스템인 TOS로 구분할 수 있다. TOS는 계획기능, 관리기능, 통제기능, 데이터베이스 등을 포함하는 터미널 운영시스템이며, 컨테이너 터미널의 계획과 스케줄링, 장비 운영을 지원하기 위한 응용 소프트웨어이다.

컨테이너 터미널의 성능평가를 위한 시뮬레이션은 운영 시뮬레이션, 계획 시뮬레이션, 에뮬레이션으로 구분할 수 있다. 운영 시뮬레이션은 신규 터미널을 개장하거나 기존 터미널의 재설계 또는 운영 장비 도입 등의 타당성을 검토할 때 사용되며, 계획 시뮬레이션은 실제 운영 상황에서 특정 계획의 유효성과 효율성을 평가하기 위해 사용된다. 계획 시뮬레이션은 선박이나 야드의 상황, 컨테이너의 위치 등, 현재 컨테이너 터미널의 상황을 반영하여 어떤 계획이 특정 상황에 적절한지를 판단한다는 점에서 운영 시뮬레이션과 차이가 있다. 에뮬레이션은 운영 및 계획 시뮬레이션과는 다르게 운영자가 실제 TOS를 가지고 테스트에 참여한다. 에뮬레이터는 가상 터미널이지만 실제 터미널의 행동을 모방하며 TOS의 유효성 및 성능을 평가하는데 주로 사용된다.

대표적인 에뮬레이션 제품으로는 TBA사의 Controls가 있다. TBA사의 Controls는 터미널 운영 시뮬레이션을 제공함으로써, TOS의 성능 및 유효성을 평가한다. 또한 시뮬레이션을 통해 TOS 운영자를 트레이닝 할 수 있도록 한다. Controls의 에뮬레이션은 새로운 TOS로 교체 했을 때, TOS의 오류 여부 및 모든 환경에서 순조롭게 잘 운영되는가를 평가할 수 있도록 한다.

이 외에도 컨테이너 터미널 에뮬레이션에 관련된 기존 연구는 다양하며, 주로 TOS의 변수 설정에 따른 터미널의 생산성 향상을 평가한다. Wuyuan (2006)은 선석, 장치장, 게이트 반출입, 통계 모듈을 에뮬레이션을 통해 설정하여 터미널 레이아웃 설계를 최적화하는 연구를 하였으며, Kassl 외 (2008)의 연구에서는 분산형 프레임워크인 DeCoNet (Device-emulator Communication Network)를 사용하여 TOS에서 하나의 모듈을 이루는 에뮬레이터들의 분산형 네트워크를 제안하였다. Boer와 Saanen (2008)에서는 상용 TOS와 연동하기 위한 각각의 라이브러리를 가진 에뮬레이터를 개발하였고, 시나리오 매니저나 그래픽 에디터 등의 에뮬레이터 툴을 제공하여 사용자가 원하는 터미널을 구성하여 사전에 테스트를 가능하게 하였다.

하지만 기존의 상용화된 제품이나 연구들은 컨테이너 터미널의 외부환경을 충분히 고려하지 못하였으며 TOS의 무결성 및 성능 검증을 위한 체계적인 방법론을 제안하지 못하고 있다.

본 발명에서는 컨테이너 터미널 운영 시, 운영자와 터미널 및 외부환경을 상호작용을 나타내는 유저 인터페이스와 TOS와 그들간의 상호작용을 나타내는 소프트웨어 인터페이스를 설계하고 그에 따른 가상 컨테이너 터미널 프레임워크를 제시한다. 실제 컨테이너 터미널이 아닌 가상 컨테이너 터미널로서 터미널의 장비들이 실제 상황과 동일한 인터페이스로 TOS 및 운영자와 교신하도록 하며, TOS의 무결성을 검증하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명은 가상 컨테이너 터미널 프레임워크 범위 안에 컨테이너 터미널의 외부환경을 포함한다는 점과 체계적인 검증 방법론을 제시한다는 점에서 기존 개발된 시뮬레이션 및 에뮬레이터와 차이가 있다. 본 발명은 컨테이너 터미널 내부 객체들의 행동뿐만 아니라 외부환경을 통해 발생한 EDI를 반영하여 가상 컨테이너 터미널 내부에서 외부사건을 생성한다.

본 발명에서는 컨테이너 터미널 내부 프로세스(process)를 모델링 하고, 실제 컨테이너 터미널의 장비 및 시설들과 TOS간에 발생하는 인터페이스(interface)를 고려하여 가상 컨테이너 터미널 프레임워크를 개발한다. 또한 TOS와 가상 컨테이너 터미널 프레임워크간의 인터페이스 모듈을 개발하여 TOS와 가상 컨테이너 터미널 프레임워크 연동에 사용한다. 본 발명에서는 유저 인터페이스 및 소프트웨어 인터페이스를 기반으로 가상 터미널의 프레임워크를 도 1과 같이 제시한다.

또한 본 발명에서 제안하는 가상 컨테이너 터미널 프레임워크를 사용하여 프로토타입을 구현하였다. TOS의 무결성 검증에 과한 두 가지 시나리오들을 제시한 후, 개발된 프로토타입을 사용하여 TOS의 결함을 찾아내고 무결성을 테스트한다.

컨테이너 터미널은 더 많은 컨테이너를 신속하게 처리하기 위하여 시설을 확충하거나 더 좋은 성능의 장비를 도입하여 터미널 운영을 개선하고, 최적의 운영방안을 모색하기 위해 터미널 운영 절차를 개선하여 보다 효과적인 운영방안을 터미널에 적용한다. 또한 새로운 컨테이너 터미널을 개장하거나 기존 컨테이너 터미널을 재설계 함으로써 컨테이너 터미널의 운영 효율 및 경쟁력을 향상시킨다. 이러한 시설 확충 및 새로운 장비의 도입, 터미널의 재설계, 새로운 컨테이너 터미널의 개장을 위해서는 TOS가 컨테이너 터미널의 상황에 맞게 수정(customizing)되어야 한다. 하지만 기존 TOS를 수정할 경우, 수정된 TOS의 무결성 및 성능 검증이 필요하며, 이를 위해 컨테이너 터미널에서는 많은 비용과 시간을 투자하게 된다. 또한 TOS의 오류가 발생할 경우, 컨테이너 터미널 운영이 악화되며, 고객들의 신뢰도가 하락하는 문제점이 발생하게 된다. 이는 컨테이너 터미널의 경제적인 손실을 초래하게 된다.

본 발명에서 개발한 가상 컨테이너 터미널 프레임워크를 사용하면 TOS의 무결성 및 성능을 검증할 수 있다. 가상 컨테이너 터미널은 현실의 컨테이너 터미널과 동일한 운영 프로세스를 따르며, 터미널 내에 발생하는 장비의 이동과 작업의 수행, 운전자의 행동, 선박의 도착, 컨테이너 터미널의 혼잡도와 같은 상황들을 모방한다. 이러한 기능을 통하여 TOS는 마치 현실의 컨테이너 터미널과 연동되어 작동하는 것과 같이 되며, 터미널 운영자는 실무와 동일한 정보를 TOS에 입력하고, 그 결과를 모니터링하게 됨으로써 TOS의 성능 및 무결성을 검증할 수 있다. TOS가 실제 컨테이너 터미널에 곧바로 적용되지 않고 성능 및 무결성을 검증한 후에 적용됨으로써, 비용과 시간을 절감하게 되며, 컨테이너 터미널 운영의 혼선 예방 및 고객의 신뢰도가 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

[도 1] 유저 인터페이스 및 소프트웨어 인터페이스를 기반으로 가상 터미널의 프레임워크 구조를 나타낸 것이다.
[도 2] 플래너의 양/적하 계획 수립 화면을 나타낸 것이다.
[도 3] 안벽 크레인의 작업목록에 따른 운영자의 야드 트럭 할당 화면을 나타낸 것이다.
[도 4] 컨테이너 터미널 에뮬레이션 수행 화면을 나타낸 것이다.
[도 5] 가상 컨테이너 터미널 프레임워크 배경도를 나타낸 것이다.
[도 6] 가상 컨테이너 터미널 프레임워크의 안벽 크레인과 TOS간의 인터페이스를 도식화한 것이다
[도 7] 가상 컨테이너 터미널 프레임워크의 야드 트럭과 TOS간의 인터페이스를 도식화한 것이다.
[도 8] 가상 컨테이너 터미널 프레임워크의 야드 크레인(양/적하)과 TOS간의 인터페이스를 도식화한 것이다.
[도 9] 가상 컨테이너 터미널 프레임워크의 야드 크레인(반/출입)과 TOS간의 인터페이스를 도식화한 것이다.
[도 10] 가상 컨테이너 터미널 프레임워크의 게이트와 TOS간의 인터페이스를 도식화한 것이다.
[도 11]은 가상 컨테이너 터미널 프레임워크의 외부 트럭과 TOS간의 인터페이스를 도식화한 것이다.

가상 컨테이너 터미널은 실제 컨테이너 터미널의 행동을 모방한다. 장비의 이동과 작업의 수행, 운전자의 행동, 선박의 도착, 컨테이너 터미널의 혼잡도 같은 실제의 상황들이 모델로 표현되며 TOS는 이러한 모델들을 현실세계로 인식하여 가상 컨테이너 터미널과 연결된다. 따라서 운영자에 의해 계획된 운영시나리오를 실행하는데 쓰인다. 운영 시나리오는 가상 컨테이너 터미널에 의해 현실과 동일하게 수행되며, TOS는 실제 컨테이너 터미널의 운영을 위해 구동하는 것과 같이 행동한다.

컨테이너 터미널에서는 터미널내의 객체와 운영자 및 TOS간의 인터페이스가 발생한다. 마찬가지로 가상 컨테이너 터미널도 이러한 인터페이스를 가진다. 본 발명에서는 컨테이너 터미널에서 발생하는 인터페이스들을 유저 인터페이스 및 소프트웨어 인터페이스로 분류하여 개발하였다.

유저 인터페이스는 가상 외부환경과 운영자간의 그리고 가상 컨테이너 터미널과 운영자간의 인터페이스로 분류된다. 가상 외부환경과 운영자간의 인터페이스의 경우 선사가 운영자에게 전송하는 양/적하 계획에 필요한 BAPLIE, MOVINS등의 전자문서 그리고 선박 기항정보에 관련된 CALINF (vessel call information message)등을 들 수 있다. 또한 선사는 양/적하 결과를 운영자로부터 수신 받는다.

가상 컨테이너 터미널과 운영자간의 인터페이스의 경우 실제 터미널에서 선박의 입출항을 운영자에게 송신하는 것처럼 가상 컨테이너 터미널도 운영자에게 통보를 한다. 또한 안벽 크레인 기사, 야드 크레인 기사, 야드 트럭 기사들이 실제 터미널과 통신하여 장비의 고장이나 사고 또는 작업자의 교대나 급히 해결해야 할 예외상황이 발생했을 때 운영자와 통신하여 해결하는 것과 마찬가지로 가상 컨테이너 터미널 안의 가상 장비들도 동일한 행동을 한다.

소프트웨어 인터페이스는 가상 외부환경과 TOS 그리고 가상 컨테이너 터미널과 TOS간의 인터페이스로 나누어질 수 있다. 실제 외부환경과 TOS간의 인터페이스의 경우 운송사가 TOS에게 전송하는 외부트럭의 반/출입 스케줄에 관한 전자문서인 COPINO (container pre-notification message)가 대표적이다. 가상 외부환경도 이러한 COPINO정보를 TOS에 제공해야 한다.

가상 컨테이너 터미널과 TOS간의 인터페이스의 경우 실제 터미널에서 각 장비의 기사들이 사용하는 단말기가 TOS에게 작업 지시를 받고 장비기사들의 단말기(RDT: Radio Data Terminal)에 작업결과 입력에 의해서 TOS로 송신 되듯이 가상 컨테이너 터미널도 이와 동일하게 작업 지시를 수신 받고 결과 값을 돌려주어야 한다. [표 1]은 가상 터미널과 TOS간에 메시지 교환에 의해 발생하는 인터페이스를 나타낸다.

[표 1]

컨테이너 터미널의 각 장비의 단말기와 TOS간의 통신도 가상 터미널 내의 가상 장비 단말기와 TOS간의 통신에 동일한 방식으로 적용되어야 한다. 따라서 TOS는 현실 세계의 장비가 아닌 가상 세계의 장비 단말기와 현실세계와 동일한 방법으로 교신한다.

가상 컨테이너 터미널은 시설, 장비, 노동자, 컨테이너 등으로 구성되며 시설과 장비는 운영제어 모듈에 의해 행동한다. 가상 컨테이너 터미널 외부환경은 선사, 운송사, 화주, 포워더 등으로 구성되며 외부사건 생성 모듈을 통해 외부사건을 발생시킨다. 본 개발에서는 가상 컨테이너 터미널과 외부환경을 포함하여 고려한다.

[표 2]는 컨테이너 터미널 에뮬레이션 모듈들의 역할을 나타낸다. 운영자에 의해 계획된 양/적하 스케줄은 TOS의 DB (database)에 저장되고 연동 모듈을 통해 가상 터미널이 인식할 수 있는 메시지로 변환된다. 따라서 가상 터미널이나 TOS는 따로 수정을 할 필요가 없다. 다른 TOS를 가상 컨테이너 터미널에 연결하려면 가상 컨테이너 터미널 연동 모듈만 수정하면 된다.

변환된 작업지시 메시지는 웹(web)을 기반으로 한 HTTP (Hypertext Transfer Protocol)를 사용하여 가상 컨테이너 터미널에 송신된다. 그리고 가상 컨테이너 터미널 안의 운영제어 모듈에 의해 작업을 처리하고 작업처리결과 메시지를 다시 가상 컨테이너 터미널 연동 모듈로 전송한다. 이후 변환된 메시지를 TOS가 인식하여 작업 결과를 처리한다.

소프트웨어 인터페이스가 위의 절차와 같이 처리되는 것처럼 유저인터페이스도 유사한 방식으로 처리된다. 운영자가 선사로부터 양/적하에 필요한 전자문서를 수신 받듯이 가상 외부환경에서 관련 외부 사건을 운영자에게 송신한다. 실제 상황에서 일어나는 장비의 고장이나 각종 안전사고 그 외 예외사항도 운영제어 모듈에 의해 가상 컨테이너 터미널이 생성하여 지시처리 모듈을 사용하여 가상 터미널 연동모듈로 전송되어 운영자가 해석할 수 있도록 변환한다. 운영자는 이런 예외 상황을 해결할 수 있는 대안을 제시하면 가상 컨테이너 터미널 연동 모듈을 통해 가상 컨테이너 터미널의 지시처리 모듈로 전송되어 운영자가 내린 지시가 처리된다.

[표 2]

TOS와 각 장비간의 발생하는 인터페이스가 가상 컨테이너 터미널에도 동일하게 적용된다. 예를 들면 TOS가 안벽 크레인에게 작업을 전송하면 가상 컨테이너 터미널에서도 동일한 방법과 동일한 메시지를 가상 터미널 내부의 안벽크레인에게 전송한다. 가상 컨테이너 터미널은 실제 안벽 크레인 기사가 양하할 컨테이너를 집어서 야드 트럭에게 상차하는 행동을 모방한다. 따라서 가상 컨테이너 터미널도 작업자의 행동을 모방하여 TOS에게 작업 처리 결과를 돌려준다. 이러한 작업자의 행동을 일정한 시간을 소비하여 TOS에게 결과값을 보내주는 것으로 구현되었다.

[도 5]는 가상 컨테이너 터미널 프레임워크의 DFD(Data Flow Diagram) 최상위 레벨인 배경도를 나타낸다. 가상 컨테이너 터미널 내부에 안벽 크레인, 야드 크레인, 야드 트럭 등의 장비와 게이트 시설 그리고 외부 트럭과 선박이 존재한다. 외부 트럭의 반/출입, 선박의 도착 등 컨테이너의 흐름에 관련된 컨테이너 터미널 외부 사건도 가상 컨테이너 터미널 프레임워크 내부에서 통제된다.

플래너는 TOS로부터 터미널 정보를 받아 양/적하 계획을 세우며 TOS는 양/적하 계획뿐만 아니라 터미널 내 객체들의 작업 처리 결과를 수신 받아 DB를 업데이트 하는 역할은 한다. 또한 가상 컨테이너 터미널에게 작업 지시를 하고 결과 값을 수신 받는다. 운영자는 터미널 상황을 보고 야드 트럭을 배차하거나 예외 상황을 해결한다.

[도 6]은 가상 컨테이너 터미널 내부에 위치한 안벽 크레인 기사와 TOS간의 인터페이스를 나타낸다. 실제 상황에서 안벽 크레인 기사가 단말기에 접속하여 작업을 수신 받고 처리결과를 송신하는 것과 마찬가지로 가상 컨테이너 터미널 안에서도 이와 동일한 프로세스가 발생한다. 이 때 발생하는 인터페이스 메시지는 실제 상황과 동일하며 가상 컨테이너 터미널은 단지 안벽 크레인의 기사의 행동을 모방한다.

[도 7]는 가상 컨테이너 터미널 내부에 위치한 야드 트럭 기사와 TOS간의 인터페이스를 나타낸다. 가상 컨테이너 터미널이 TOS로부터 작업지시를 받아 목적지에 이동하고 도착하면 다시 결과값을 송신한다. TOS의 작업수신 처리 프로세스는 실제 야드 트럭 기사가 단말기로 처리 결과를 전송했을 때와 동일하다.

[도 8]는 양/적하 작업에서의 가상 컨테이너 터미널 내부에 위치한 야드 크레인 기사와 TOS간의 인터페이스를 나타낸다. TOS로부터 작업을 지시 받아 가상 컨테이너 터미널이 작업을 수행하고 TOS로 결과값을 돌려준다. TOS의 작업 수신 처리 프로세스는 실제 야드 크레인 기사가 단말기로 처리 결과를 전송했을 때와 동일하다.

[도 9]는 반/출입 작업에서의 가상 컨테이너 터미널 내부에 위치한 야드 크레인 기사와 TOS간의 인터페이스를 나타낸다. TOS로부터 작업을 지시 받아 가상 컨테이너 터미널이 외부 트럭으로부터 컨테이너를 하차하여 장치장에 적재하는 반입 작업을 수행하거나 장치장에 적재된 컨테이너를 외부트럭에 상차하는 반출 작업을 수행하고 TOS로 결과값을 돌려준다. TOS의 작업 처리 결과를 수신 받아 DB의 반/출입 목록을 갱신한다.

[도 10]은 가상 컨테이너 터미널 내부에 위치한 게이트와 TOS간의 인터페이스를 나타낸다. 가상 컨테이너 터미널 내부에서 반/출입 스케줄에 따라 외부트럭의 반입작업을 발생시키면 TOS로 반입작업 정보와 외부트럭ID를 송신한다. TOS는 이를 수신받아 DB에 저장하고 게이트 반/출입 스케줄에 따라 외부트럭의 목적지를 찾아 게이트로 전송한다. 반출 작업 또한 마찬가지로 가상 컨테이너 터미널 내부에서 반/출입 스케줄에 따라 외부트럭의 반출작업을 발생 시키면 TOS로 반출작업 정보와 외부트럭ID를 송신한다. TOS는 이를 수신받아 DB에 저장하고 게이트 반/출입 스케줄에 따라 반출작업이 수행될 외부트럭의 목적지를 찾아 게이트로 전송한다.

[도 11]은 가상 컨테이너 터미널 내부에 위치한 외부트럭과 TOS간의 인터페이스를 나타낸다. 외부 트럭은 게이트에서 목적지를 받아서 장치장의 TP로 이동하여 반입의 경우 컨테이너를 야드 크레인에 전달하거나 반출할 경우 야드 크레인으로부터 컨테이너를 받는다. 그 후 게이트를 거쳐 외부로 나가게 되면 TOS로 반/출입 완료 메시지를 전송하고 TOS는 반/출입 작업 목록과 외부트럭의 상태를 갱신한다.

가상 컨테이너 터미널은 실제 컨테이너 터미널 각 장비의 단말기와 TOS 사이에 발생하는 메시지와 동일한 메시지를 연동 모듈을 통해 수신 및 전송한다. 사용자는 TOS를 사용하여 실제 장비가 아닌 가상 컨테이너 터미널 내부에 위치한 가상의 장비에게 작업을 지식한다.

[표 3]은 TOS 각 장비의 단말기가 로그인 했을 경우 TOS에게 보내는 메시지를 나타낸다. 안벽 크레인이 로그인을 하면 TOS에게 아래의 표와 같은 메시지를 보내게 된다. adress_dic['tos']는 장비 단말기와 인터페이스가 일어나는 TOS의 IP주소를 나타낸다. ?login=true&client="+qcid+"&port="+str(port)는 TOS에게 안벽 크레인의 고유 아이디와 단말기가 어느 포트(port)에서 접속했는지를 나타낸다.

[표 3]

[표 4]는 양하 작업에 대한 각 장비 단말기와 TOS 간의 인터페이스를 나타낸다. 운영자가 야드 트럭 단말기에 작업을 지시하고 야드 크레인이 야드 트럭으로부터 컨테이너를 받아 장치장에 양하 하기까지 발생하는 인터페이스들을 순서대로 나타내었다. 아래 표의 Message에서 localhost+':'+address+'/'는 각 장비 단말기의 고유IP와 접속한 포트번호를 나타낸다. 그 외는 장비의 ID, 목적지, 양/적하 작업 구분 등을 나타낸다.

[표 4]

[표 5]는 적하 작업에 대한 각 장비 단말기와 TOS간의 인터페이스를 나타낸다. 운영자가 야드 트럭 단말기에 작업을 지시하고 안벽 크레인이 야드 트럭으로부터 컨테이너를 받아 선박에 적하 하기까지 발생하는 인터페이스들을 순서대로 나타내었다.

[표 5]

가상 컨테이너 터미널 내부에 위치한 각 장비의 단말기도 위와 동일한 메시지를 사용하도록 하였다. 각 장비 단말기와 TOS간의 인터페이스가 발생하듯이 가상 컨테이너 터미널 안의 가상 내부 장비가 현실 세계와 동일한 위의 메시지로 TOS와 교신한다. 가상 컨테이너 터미널은 각 장비 작업 기사의 해동을 모방하여 작업을 수행하고 TOS로 결과값만 전송한다. 작업기사의 행동은 일정한 시간을 소비한 후 발생하는 것으로 구현되었다. 추후 다른 TOS와의 연동을 위해서는 가상 컨테이너 터미널 프레임워크의 연동 모듈만 구현하면 가상 컨테이너 터미널의 수정 없이 TOS와 연동이 가능하다.

본 발명에서 제시하는 가상 컨테이너 터미널 프레임워크를 사용하여 가상 컨테이너 터미널 프로토타입을 개발하였다. 이를 통해 TOS의 무결성 평가가 가능한지를 검증한다. 에뮬레이션 방법을 활용한 TOS의 검증 방법은 두 가지로 분류할 수 있다. 첫 번째인 TOS의 성능평가는 TOS가 작업을 전송하거나 수신 받을 때의 응답속도로 측정 가능한 반응속도와 운영 자동화 및 의사결정 지원을 위한 알고리즘들의 성능을 평가하는 것이다. 두 번째인 TOS의 무결성 검증은 TOS를 사용한 터미널의 운영상 안정성을 평가한다. 이는 TOS와 장비 RDT간 인터페이스가 정상적으로 수행되고 TOS에 결함이 없어 터미널의 운영이 정상적으로 진행되는지를 판단하며 에러가 발생했을 경우, 이를 처리하거나 복수 할 수 있는 기능 유무를 점검한다.

본 발명에서는 TOS의 무결성 검증에 관한 두 가지 시나리오들을 제시한다. 첫 번째 시나리오는 TOS에 결함이 있어 가상 터미널 프레임워크가 그 결함을 찾아내는 경우다. TOS가 장치장의 1 단에 컨테이너가 없는데 2 단에 적재지시를 하거나 TOS가 하역작업을 해서는 안될 컨테이너를 하역 지시를 하는 것이다. 두 번째 시나리오는 가상 터미널에 오동작을 적용하여 TOS의 무결성을 테스트 하는 테스트 하는 경우이다. 반/출입 정보인 COPINIO에 적혀 있는 컨테이너 번호와 외부트럭이 실제 반입해온 컨테이너의 번호가 다를 때 이럴 처리하는 능력이 있는지 평가한다.

본 실험을 위해 TOS의 핵심기능을 추려서 만든 TOS를 실험 대상으로 선정하였다. 가상 터미널은 4개의 블록과 하나의 선석으로 구성하였고 2대의 야드 크레인 2대의 안벽 크레인으로 그리고 4대의 야드 트럭을 장비로 구비하게 하였다.

도 2 는 실험을 위하여 플래너가 양/적하 계획을 수립하고 있는 화면을 나타낸다. 실험은 플래너가 안벽 크레인별로 다수의 양/적하 작업을 계획한 다음에 운영자가 안벽크레인의 작업목록에 따라 야드 트럭을 할당하는 방식으로 진행하였다.

도 3 은 안벽 크레인의 작업목록에 따른 운영자의 야드 트럭 할당에 관한 화면을 나타낸다. 운영자가 안벽 크레인에 작업을 할당하면 할당한 작업의 양/적하 종류에 따라서 해당 양/적하 작업이 종료될 때까지 가상 터미널 내부의 장비들이 작업을 수행하고 작업이 끝났을 경우 운영자의 화면에 전송한다. 이후 운영자는 작업이 없는 야드 트럭을 안벽 크레인의 작업 목록에 따라서 양/적하 작업을 재할당한다.

도 4 는 플래너에 의해 수립된 터미널의 양/적하 계획이 가상 터미널을 통해 수행되고 있는 모습을 나타낸다. 실제 터미널의 장비 대신 가상 터미널 내부의 장비들이 TOS와의 인터페이스를 통해 작업을 진행한다. 운영자는 실제 상황과 같이 작업이 종료되어 대기중인 야드 트럭을 파악하여 양/적하 작업이 남아있을 경우 작업을 할당한다.

실험 진행을 위하여 플래너가 계획한 양/적하 시나리오를 가상 터미널에 적용 하였다. 가상 터미널은 제시된 인터페이스와 같이 가상 터미널 내부 가상장비들과 TOS간의 통신을 주고 받았으며 TOS는 가상 터미널 내부 장비들의 작업 처리 결과를 수신 받아 DB에 저장하고 다시 작업을 가상 터미널로 전송하는 과정을 성공적으로 수행했다. 그리고 플래너에 의해 계획된 모든 양/적하 계획이 이상 없이 모두 수행되었다. 그리고 제안한 두 가지 시나리오를 TOS검증을 위하여 대입하였다. 가상 터미널은 야드 정보와 선박의 화물정보를 DB로 가지고 있기 때문에 첫번째 시나리오인 TOS의 결함을 찾아낼 수 있었다. 두번째 시나리오인 가상 터미널에 오동작을 삽입하는 경우는 TOS에서 인식하지 못하였다. 이는 TOS에 에러 회복 기능이 없는 것을 의미한다. 따라서 제시된 가상 터미널 프레임워크가 TOS의 무결성을 검증하는데 유효하다고 할 수 있다.

Claims

가상 컨테이너 터미널 프레임워크를 통해 새로 개장하는 컨테이너 터미널 또는 기존 컨테이너 터미널의 재설계, 새로운 TOS의 교체 등과 같은 상황에서 컨테이너 터미널을 분석하고 TOS의 무결성 및 성능을 검증하는 방법.
TOS를 검증하기 위하여 가상 컨테이너 터미널 프레임워크 범위 안에 컨테이너 터미널 내부 객체들의 행동뿐만 아니라 선사, 운송사 등의 외부환경을 통해 발생한 사건들을 고려하는 방법.
가상 컨테이너 터미널이 컨테이너 터미널의 외부환경을 고려함에 있어 TOS와 교신하기 위해 EDI를 사용하여 방법.
다양한 TOS를 가상 컨테이너 터미널에 연동 시킬 때, 최소한의 수정을 가능하게 하기 위해 도입된 가상 컨테이너 터미널 연동 모듈 기법
HTTP (Hypertext Transfer Protocol)를 사용한 TOS와 가상 터미널 간의 메시지 송수신 기술.
가상 컨테이너 터미널 프레임워크를 사용하여 TOS의 무결성 검증을 통한 터미널의 운영상 안정성을 평가하는 기법.