System dynamics를 활용한 동북아항로 운항 효율성에 관한 연구 :A study on the efficiency of operating feeder ship in Northeast Asia short sea using system dynamics

성기덕

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자료유형: 학위논문

저자정보: 성기덕 (인천대학교, 仁川大學校)

지도교수: 여기태

발행연도: 2017

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이용수2

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2017

System dynamics를 활용한 동북아항로 운항 효율성에 관한 연구

성기덕 물류경영학과 2017.01 학위논문

2016

System Dynamics를 활용한 동북아항로 운항 효율성에 관한 연구

성기덕 , 여기태 해운물류연구 2016.01 학술저널

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본 연구는 System Dynamics를 활용해 한중일 근해항로 운항선박의 효율성을 확인보고자, 항로별 최적선형과 동북아 해운시장에서 규모의 경제가 발생하는 지를 살펴보고자 한다. 현재 동북아항로에 운항 중인 3척의 컨테이너선을 투입하여 TEU단위 당 비용을 확인하였다. 인천항, 부산항을 중심으로 중국 상해항?청도항, 일본 동경항?하카다항 구간에 316TEU급 선박, 1,019TEU급 선박, 1,740TEU급 선박을 투입하여 한중일 항로의 각 선형별 TEU단위 당 비용과 효율성을 살펴보았다. 선박운항의 변수로는 선박속도, 용선료, 유류비, 화물 소석률을 선정하여 최근 해운산업에 영향을 미치는 경기 지수를 실제로 반영하여 그에 따른 변동성을 살펴보고 구간별 최적선형을 제시하였다.
System Dynamics를 통해 각 구간별 운항선박의 변수를 투입시켰을 시 구간별 거리에 따라 최적 선형이 달라졌다. 모델링된 B선박인 1,019TEU급 선박이 근해항로의 구간별 운항거리와 상관없이 운항 효율성이 높은 선박으로 나타났다. 반면 운항거리가 상대적으로 긴 인천-동경 구간에서 규모의 경제가 발생하는 것을 확인하였다. 용선료 지수와 유류비가 상승할수록 1,740TEU급 선박을 운항하는 것이 효율적이였으며, 인천-하카다의 단거리 구간에서는 316TEU급 선박으로 항만내 회항속도를 높여 다항차의 스케쥴을 구성하여 운항하는 방법도 모색해야 한다는 결론이 나왔다.
반면 운항에 영향을 미치는 변수는 상대적으로 용선료, 유류비보다는 화물 소석률 변수가 운항비에 미치는 영향이 가장 큰 것으로 확인되었다. 즉 소석률 변화에 따른 TEU단위 당 비용이 큰 격차를 보였으며 이는 최대적재량이 수용할 수 있는 만재화물을 선적할 시 최적 선형으로 이어지는 결과를 도출한 것이다.
근해항로를 운항하는 중소형 선사는 원양선사와는 달리 용선에 대한 비중이 높게 구성되어 있는 것으로 확인되었다. 본 논문에서 살펴본 바, 운항 위험 부담을 줄이기 위해 한중일 근해항로 구간에는 경제성이 높은 1,000TEU급 자사 선대를 확보하고, 급변하는 시황에 맞추어 탄력적인 용선투입을 고려해야 할 것이다. 이러한 불안정한 해운시장환경에 맞추어 신속하고 유연한 대처가 필요하며 외부 환경요인에 대한 장기적인 모니터링을 실시해 선대를 구성하여 운항해야 할 것으로 판단된다.

This study researched efficiency of vessels in marine transportation market of Korea, China and Japan by using System Dynamics, and confirmed the costs per TEU unit by inputting the actual vessels operated in these routes as models.
In routes from Incheon and Busan Ports to Shanghai, Qingdao Port, China and Tokyo, Hakata Port, Japan, a vessel of 316TEU, a vessel of 1019TEU and a vessel of 1740TEU were input, and whether economy of scale happened in feeder routes of Korea, China and Japan was checked. For variables of vessel navigation, vessel speed, charterage, oil expenses and loading rate were selected, fluctuation rate was researched, and optimal linear per each route was presented. When each variable was input through System Dynamics, the optimal linear per each route became different depending on the distance of each route, and at the relatively long distance, economy of sale happened.
In case charterage was set as a variable, the effective vessel from Korea to Shanghai was 1,019TEU, B vessel. When oil expenses and loading rate were low, vessels with low cargo capacity were effective. When the quantity of goods transported was drastically increased among the routes of Korea, China and Japan, the 1,700 vessel of C Vessel was the most effective. During navigation at Tokyo Port, B Vessel departing Incheon Port was the most effective in oil price change followed by C Vessel, and B Vessel departing Busan Port was effective. A Vessel of 300TEU was analyzed to be navigation exemption vessel due to navigation distance of 1,016 miles from Incheon Port.
The optimal vessel for oil price change was B Vessel leaving for Shanghai Port, but it should be substitute to C Vessel when the quantity of goods transported and charterage are increased between the routes. A Vessel had low competitiveness regardless of oil price change between these routes, and the transportation unit price would be lower when the vessel lowers the speed considering variability of oil prices. In case of the routes to Tokyo Port, the navigation distance from Busan Port was shorter than from Incheon Port, so B Vessel was effective, but C Vessel was ineffective.
The cost of each unit depending on loading rate had a greater effect on navigation expenses than charterage and oil price change, the two variables mentioned above. In case of Shanghai Port, at 100% of loading rate the optimal vessels were C Vessel, B Vessel and C Vessel. At 50%, B Vessel and C Vessel were effective. A Vessel was more effective at 100% of loading rate(300TEU) than B Vessel when it had 50%(500TEU) of loading rate. It is thought that oil expenses and charterage, which are external elements of market, were greatly reflected, so it is not economical. Besides, in case of Busan Port and Tokyo Port, the navigation distances were shorter than the route of Incheon Port, so B Vessel was effective. When loading rate of A Vessel was enhanced and its speed was reduced decreasing total navigation expenses, it was more effective at short distance.
The implication of this study is that this study can be helpful to long-term vessel operation in Korea, China and Japan routes. Feeder vessel companies are relatively petty compared to large vessel companies, so they need long-term monitoring, which was neglected. They also need prompt and flexible measures to cope with the unstable marine transportation market environment, and they need to decide vessel input by long-term monitoring the external environmental factors.

제1장 서론
제1절 연구의 배경
1.1 한중일 해운시장의 발전 1
1.2 한중일 해운시장의 변화 1
1.3 한중일 피더항로 시장의 성장 3
제2절 문제의 제기 6
제3절 연구의 구성과 흐름 7
제2장 한중일 해운산업 현황 및 특징
제1절 한중일 정기선 항로의 이론적 고찰 및 현황
1.1 한일 정기항로 현황 8
1.2 한중 정기항로 현황 12
1.3 한?중?일 정기항로 투입선대 구성 15
제2절 한?중?일 카페리 항로의 현황 및 특징
2.1 한-중 카페리 운항현황 21
2.2 한일 카페리 운항현황 23
제3절 한중일 복합운송의 발전
3.1 복합운송의 의의 26
3.2 한중일 복합운송의 사례 26
제3장 이론적 고찰 및 선행연구 검토
제1절 해운산업의 특성
1.1 해운산업의 특수성 30
1.2 부정기선해운의 특징 30
1.3 정기선해운의 특징 31
제2절 해상운임의 결정요소
2.1 해상운임의 구성요소 33
2.2. 해운산업의 수입 35
2.3 해운산업의 지출 36
제3절 선행연구
3.1 최적 운항 관련 선행연구 39
3.2 피더항로 관련 선행연구 41
3.3 System Dynamics 관련 선행연구 43
3.4 이 연구의 변수 선정 및 연구의 차별성 44
제4장 연구의 설계
제1절 연구방법론
1.1 시스템 다이나믹스(System Dynamics)의 정의 46
1.2 시스템 다이내믹스 인과지도 47
제2절 Stock-Flow 다이어그램 및 분석 자료 설정
2.1 분석 데이터 48
2.2 각국별 터미널 비용 및 하역비용 51
2.3 Stock-Flow 다이어그램 53
제5장 선박운항 효율성 분석
제1절 용선료에 따른 운항원가 분석
1.1 용선료 변동에 따른 하카다항로 운항 효율성 분석 57
1.2 용선료 변동에 따른 청도항로 운항 효율성 분석 60
1.3 용선료 변동에 따른 동경항로 운항 효율성 분석 63
1.4 용선료 변동에 따른 상해항로 운항 효율성 분석 66
제2절 유류변동성에 따른 운항원가 분석
2.1 유류변동성에 따른 하카다항로 효율성 분석 71
2.2 유류변동성에 따른 청도항로 효율성 분석 73
2.3 유류변동성에 따른 동경항로 효율성 분석 76
2.4 유류변동성에 따른 상해항로 효율성 분석 79
제3절 소석률에 따른 운항원가 분석
3.1 소석률 변동에 따른 하카다항로 운항 효율성 분석 82
3.2 소석률 변동에 따른 청도항로 운항 효율성 분석 85
3.3 소석률 변동에 따른 동경항로 운항 효율성 분석 88
3.4 소석률 변동에 따른 상해항로 운항 효율성 분석 90
제6장 결론
제1절 주요 연구 결과 및 시사점
1.1 주요 연구 결과 93
1.2 시사점 및 해운업계에 대한 제언 96
제2절 연구의 한계 및 향후 연구과제 98

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