본 논문은 재정돈 계획의 최적화를 위해 협력적 공진화 알고리즘을 이용하는 방법을 제안한다. 재정돈이란 컨테이너 터미널에서 적하 작업시 발생하는 지연을 줄이기 위해 선박에 적하될 컨테이너의 위치를 변경하는 작업이다. 재정돈 계획 수립을 위해서는 적하 시 작업 효율이 최대가 되고 재정돈 시간이 최소가 되도록 컨테이너가 재정돈 후 배치될 장치형태와 재정돈 시 컨테이너를 옮길 순서를 결정해야한다. 협력적 공진화 알고리즘은 주어진 문제가 세부 문제들로 분할 가능할 때 분할된 세부 문제들을 동시에 탐색하여 문제를 효율적으로 해결하는 방법이다. 이에 본 논문에서는 재정돈 계획 문제를 장치형태 결정 문제와 이동 우선순위 결정 문제로 분할하고 협력적 공진화 알고리즘을 적용하여 재정돈 계획을 최적화하였다. 실험결과 문제를 분할한 협력적 공진화 알고리즘이 문제를 분할하지 않는 접근 방법에 비해 더욱 효과적으로 재정돈하는 계획을 수립함을 확인할 수 있었다.

컨테이너 터미널의 핵심 기능은 컨테이너 화물을 선반에 싣고 내기는 것이다. 이러한 기능에 대한 생산성을 향상시키기 위해서는 보유한 자원을 효과적으로 사용해야 하는데, 본 연구는 RMGC (rail mounted gantry crane) 유형 야드 크레인의 배치 방안에 대해서 논한다. 먼저, 컨테이너 터미널의 장치계획을 고려한 야드 크레인 배치 문제에 대한 수리모형을 개발한다. 수리 모형은 한 기간 내에서 블록간 야드 크레인의 이동 허용여부에 따라서 2가지로 나누어진다. 제시한 모형을 검증하기 위하여 수치 예제를 풀어서 결과를 분석한다. 또한 장치계획만을 다루는 기존 모형과의 성능 차이를 분석하기 위한 비교 실험을 수행한다.

본 논문은 교행이 불가능한 두 대의 자동화 크레인을 운영하는 자동화 컨테이너 터미널의 장치장을 대상으로 국지적 탐색 알고리즘을 이용해 실시간 작업계획을 수립하는 방안을 제안한다. 제안방안은 실시간 제약조건을 만족시키기 위해 현재 이후 일정 시간의 작업만을 작업 계획의 대상으로 삼으며, 장치장의 동적인 작업 특성을 고려하여 새로운 작업이 요청될 때마다 작업 계획을 다시 수립한다. 또한, 교행이 불가능한 두 대의 크레인을 운영할 때 발생할 수 있는 크레인 간의 작업 부하 불균형을 해소하기 위해 작업 계획 과정에서 상대 크레인에 의한 사전 재취급과 사전 이적을 통한 두 크레인 간의 협업을 가능하게 하였다. 시뮬레이션을 이용한 실험 결과 제안 방안이 휴리스틱 방안에 비해 우수하며, 크레인 간의 협업이 작업 효율 향상에 도움이 됨을 확인하였다.

블록 내 이적이란 컨테이너를 선박에 싣는 적하 작업을 효율적으로 수행하기 위하여 하나의 장치장 블록 여기저기에 흩어져 있는 컨테이너들을 적하 순서에 맞춰 몇 개의 베이로 모으는 작업이다. 이전시 적하 순서를 고려하지 않고 단순히 컨테이너들을 모으기만 하면, 적하 작업 과정에서 보다 일찍 적하될 컨테이너를 반출하기 위하여 상단의 컨테이너들을 임시로 옮겨야 하는 재취급이 빈번히 발생할 수 있다. 이러한 재취급은 적하 작업의 효율을 저해하는 가장 중요한 요소 중의 하나이다. 본 논문에서는 휴리스틱을 이용하여 적하 작업 과정에서 재취급이 발생하지 않게 컨테이너들을 이적할 수 있는 컨테이너 이동 순서를 찾는 방안을 제안한다. 시뮬레이션을 통한 실험 결과 본 제안 방안이 다양한 환경에서 컨테이너 이동 순서를 실시간에 생성할 수 있음을 확인하였다.

현재 컨테이너 터미널의 계획자들은 장치장 모니터링(Yard Monitoring)과 수출입 장치장 계획을 분리된 시스템 환경으로 하여 계획을 수립하고 있다. 이로 인하여 수출 장치장 계획을 할 때 실시간으로 컨테이너 장치 현황을 정확히 반영하여 계획을 수립하지 못하고 있는 실정이며 부산의 각 터미널의 많은 계획자들이 기존 수출입 장치장 계획 시스템의 한계를 인식하고 있으며 해결 방안을 찾고자 하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 장치장 모니터링 시스템과 수출입 장치장 계획 시스템을 통합하여 실시간 컨테이너의 흐름에 따른 수출입 장치장 계획 시스템을 디자인하고 계획에 적합한 효율적인 의사결정 지원 모형을 제시한다 또한 이러한 해법을 검증하고 실제 업무에 적용하기 위한 시스템을 설계하고 개발하고자 한다.