국가간 무역 활성화에 따른 국내외 컨테이너 물동량 증가는 컨테이너를 양적하하고 보관하는 컨테이너터미널의 각종 크레인을 비롯한 자원의 부하를 증가시키고 있으며, 이러한 현상은 터미널에 컨테이너를 반출입하는 외부 트럭이 터미널 밖에서 대기하는 현상을 나타내기도 한다. 이를 해소하기 위하여 컨테이너터미널은 시간대별 예상 대기시간 및 현재 대기 중인 차량 대수 등의 정보를 홈페이지에 공시하고 이를 참고하여 트럭 운전자가 특정 시간대의 터미널 진입 여부를 판단하여 특정 시간대에 집중되는 진입차량 분산을 유도하고 있다. 그러나 이러한 방식은 대기를 하더라도 해당 시간대에 컨테이너를 반출입하려는 트럭의 진입을 막을 강제성이 없어 여전히 진입 차량의 특정 시간대 쏠림 현상이 발생하며, 따라서 트럭의 대기시간 감소 효과는 기대에 미치지 못한다. 이러한 문제를 해결하고자 정부는 부산항만공사가 중심이 되어 차량 반출입 예약시스템(VBS, Vehicle Booking System)을 개발하고 시범운영을 시작하였으나 예약준수율이 낮고 참여사의 협조가 부진할 경우 유의미한 성과를 도출하지 못할 수 있다.
본 연구는 VBS 도입의 성과를 높이기 위해서는 반출입 시간대를 현재의 트럭운전자가 결정하지 않고 일정한 배정 원칙에 따라 VBS시스템이 배정하는 방식으로 변경할 필요가 있으며, 반출입 시간이 트럭 운전자가 선호하지 않는 시간대에 배정된 경우는 인센티브를 부여하여 차기 배정에 반영하는 방식을 제안한다. 반출입 시간대의 배정원칙은 외부 트럭 한 대당 터미널 내에서의 처리시간(processing time)을 최소화하기 위하여 트럭의 반출입 유형을 ‘반입’과 ‘반출’, 그리고 반입 후 반출하는 ‘반출&반입’으로 구분하고, 반출&반입 트럭은 반입 혹은 반출 차량에 비하여 처리시간이 길게 소요되므로 반출&반입 트럭의 진입 시간을 비선호 시간대인 야간이나 새벽 시간대로 배정하는 것이다. 전반적인 운영 절차는 트럭 운전자가 반출입 최소 2일전에 시스템에 반출입 희망 시간대와 반출입 컨테이너의 유형을 등록하면 시스템이 배정하고 반출입 최소 1일전에 배정결과를 트럭운전자에게 통보하는 방식이다.
본 연구에서는 반출입 시간대 배정 알고리즘을 개발하기 위하여 다기준 의사결정 기법인 목표계획법을 적용하였으며, 하루를 선호 시간대와 비선호 시간대(shift)로 나누고, 목표 제약식을 형성하기 위하여 첫 번째 목표(goal)는 TC(Transfer Crane)의 처리능력 준수이고 두 번째 목표는 반출입 희망 시간대 준수, 그리고 세 번째 목표는 TC의 시간대별 부하 균등화(load balancing)이다. 또한 시간대 배정 알고리즘의 계산 속도를 높이기 위하여 2단계 배정방식을 사용하였는데, 1단계에서 Shift를 배정하고, 2단계에서는 해당 Shift 내에서의 진입시간을 배정한다.
알고리즘의 타당성과 효과를 분석하기 위하여 부산소재 A 컨테이너터미널의 컨테이너 트럭 반출입 자료를 기반으로 시뮬레이션을 실시하였는데, 기존의 특정 시간대 진출입 집중 현상이 완화되었고 최대 대기시간과 평균 대기시간이 감소하였으며 TC부하가 균등화되는 효과가 있었다.
본 연구는 컨테이너 차량 반출입 예약시스템의 효율적인 운영을 위한 연구자로서의 대안 제시이며 가능성을 보여주기 위한 시도이다. 알고리즘을 실제로 구현하기 위해서는 긴급 운송 컨테이너의 처리, 배정 및 미배정 트럭의 진입 게이트 구분, 미배정 혹은 비선호 시간대 배정 트럭에 대한 인센티브의 구체화 등 실무적 보완이 요구되나, 컨테이너터미널 운영 효율화 및 반출입 트럭의 대기에 따른 환경문제 해소를 위해서 반드시 해결되어야 할 당면 과제의 좋은 접근 방안이 될 것으로 기대한다.

Due to the increase in domestic and overseas container traffic owing to the revitalization of international trade, the load of resources including the transfer crane of the container terminal for loading and unloading containers is increasing. In order to solve this problem, the container terminal discloses information such as the expected waiting time by time zone and the number of vehicles currently on standby on its web-site, and with reference to this, the truck driver determines whether or not to go the terminal at a specific time. This notification induces to reduce the congregation of the vehicles at a specific time zone. However, in this method, there is no force to block the entry of trucks that want to bring in and out containers even if they wait, so there is still a phenomenon in which the arriving vehicles are concentrated at a specific time. Therefore, the effect of reducing the waiting time of the truck is not as much as expected. In order to solve this problem, the government has developed a VBS(Vehicle Booking System), led by Busan Port Authority, and started a pilot operation, but the rate of reservation compliance is low and the cooperation of the participating companies is sluggish, so no meaningful results are obtained.
In this study, in order to improve the performance of the VBS, it is necessary to change the arrival time of truck not determined by the current truck driver but by the VBS system according to a certain allocation principle. If the entry time is assigned to a time zone that is not preferred by the truck driver, VBS provides an incentive to reflect it in the next assignment. In order to minimize the processing time in the terminal for each external truck, the principle of allocation of the time zone is divided into ''For import'' and ''For export'', and ''For export & import''. The ''For export & import'' truck takes longer to process than a ''For import'' and ''For export'' vehicle, so the entry time of the ''For export & import'' truck is assigned to non-preferred time zones such as night or early morning hours. The overall operation procedure is a method in which the truck driver registers the desired time period for entrance and the type of container at least 2 days before the D-day, the system allocates the time zone, and notifies the truck driver of the allocation result at least one day before the D-day.
In this study, a multi-criteria decision-making technique, goal programming, was applied to develop an algorithm for allocating time zone. The first goal is complying with the processing capacity of TC (Transfer Crane), the second goal is compliance with the desired time zone of the truck driver, and the third goal is load balancing of the TC by time zone. In addition, in order to speed up the calculation of the time allocation, a two-step allocation method was used. In the first step, the SHIFT is assigned, and in the second step, the entry time within the corresponding SHIFT is assigned.

In order to analyze the validity and effect of the algorithm, a simulation was conducted based on the container truck gate-in and gate-out data in container terminal P in Busan. The existing gate-in and gate-out phenomenon that was concentrated in a specific time zone was alleviated, the maximum waiting time and average waiting time were reduced, and the TC load was some equalized.
This study is an attempt to show an idea and the possibility as a researcher for the efficient operation of the VBS for container truck gate-in. In order to actually implement this algorithm, practical supplementation is required, such as handling emergency transport containers, classifying the gates for assigned and unassigned waiting trucks, and specifying incentives for unassigned or non-preferred time-allocated trucks. But it is expected that it will be a good approach to the tasks that must be solved in the view of environmental problems.