유메 컨테이너 터미날 (실증지, 그림 왼쪽이 RTG 크레인)

 

터미날 게이트에서 컨테이너 손상 체크

 

[분야: 항만]  로컬 5G를 활용한 항만업무의 효율화, 생산성향상, 혼잡완화
주관사: NTT 서일본	수요기관: 오사카항 유메 컨테이너 터미날	실증기간: 2021.12-2022.03
로컬 5G 주파수: 4.8-4.9GHz	5G망 구성: SA	이용환경: 옥외
로컬 5G망 구조: On-Premise형 (사업장내 5G망 Full Set 설치)		5G Radio: eMBB
주요 참여사와 역할   - NTT 서일본: 로컬 5G 망 장비 공급, 구축, 운영   - 미쓰비시 로지스넥스트: RTG 등 항만용 시스템 제공

 

배경 및 도입효과

(1) 컨테이너 손상 원격 체크: 로컬 5G망과 스마트 글래스를 이용한 컨테이너 손상의 원격 체크

 

현재 오사카항의 유메 컨테이너 터미날에서는 터미날 게이트에서 대기하고 있는 화물차량의 컨테이너 손상 체크를 게이트 작업원(비숙련자)이 육안으로 수행하고 있다. 터미날 게이트에는 5개의 레인이 있고 각 레인마다 2명이 체크한다.

 

게이트 작업원이 판단할 수 없는 경우가 하루 평균 30건이 발생하고 있으며, 이 경우 관리동의 숙련자가 게이트로 이동하여/달려가 확인 작업을 수행한다.

 

이런 방식으로 인해 터미날 게이트는 손상 체크를 기다리는 차량 행렬로 혼잡하고 차량들은 긴 대기 시간을 겪고 있다. 즉, 게이트가 항만 업무에서 병목이 되고 있는 것이다. 

신속한 손상 체크를 위해 게이트 작업원이 숙련자의 원격지원이 필요할 때 스마트글래스를 착용하여 현장 화면을 로컬 5G망을 통해 관리동내 숙련자에게 스트리밍해주어 숙련자과 협업을 통해 원격으로 손상 정도/여부를 체크하여 게이트에서 컨테이너 차량의 대기시간과 혼잡을 줄여준다. 

 

손상 판단 데이터는 별도의 서버에 저장하여 2023년 상용화를 목표로 하는 AI 기반 손상 체크 시스템(손상 판단을 AI가 수행)의 학습 데이터로 활용한다. 

 

(2) RTG 원격 조작 

 

현재의 RTG (이동식 컨테이너 크레인) 조작은 지상 21m의 RTG 운전실에서 운전자가 직접 조작하고 있어 운전자 위험이 상존한다. 이로 인해 신규 운전자 취업이 감소하고 있어 항만에서 RTG 작업 환경의 개선이 중요한 과제가 되고 있다.   

RTG 운전자의 작업환경개선(위험 작업의 원격화)을 위해 RTG 운전실에 카메라를 설치하고 고화질 카메라 영상을 로컬 5G망을 통해 관리동으로 전달하여 운전자가 컨테이너와 주변 상황을 확인하면서 RTG를 원격으로 운전한다. 

 

 

 

로컬 5G 응용/Use Case 

(1) 컨테이너 손상 원격 체크

게이트 작업원의 헬맷에 스마트글래스가 장착되고, 유사시/원격 지원이 필요할 때 게이트 작업원의 스마트글래스 영상(FHD, 30fps, 10Mbps, 음성 포함)이 로컬 5G망을 통해 관리동의 지원자(숙련자)에게 전달되고, 관리동 지원자의 음성(<1Mbps)이 스마트 글래스 장착자에게 전송된다.

 

게이트내 레인이 5개이고 각 레인마다 한명의 작업원이 스마트 글래스를 장착한다. 따라서, 게이트내 RU에 총 50Mbps의 상향 용량이 요구된다. 

사업장게이트의 각 레인에서 측정한 상향 속도가 평균 65.9Mbps(레인 1: 52.3Mbps, 레인 2: 72.3Mbps, 레인 3: 80.9Mbps, 레인 4: 73.2Mbps, 레인 5: 51.1Mbps)로 5대 동시접속시 필요한 50Mbps이상의 상향 Throughput이 나옴을 확인했다.

 

(2) RTG 원격 조작 
RTG 운전실의 4K 카메라 영상이 관리동 원격운전자로 스트리밍되고 원격운전자는 영상을 보며 RTG를 원격조작한다.

 

4K카메라 영상이 촬영되어 관리동 모니터에 디스플레이되는 데 소요 시간 (영상지연: 카메라->모니터)목표는 250ms이하이고 원격조작을 위한 왕복지연(PLC 왕복지연)은 60ms이내가 목표이다.

 

영상 지연 250ms는 달성하였으나 원격조작을 위한 60ms 왕복지연은 달성하지 못했다(측정치: 55 ~ 74ms). 관리동 옥상의 RU를 RTG에 좀 더 가까운 위치에 설치하여 추가 테스트할 예정이다. 
 

로컬 5G 망구조 

사업장내 5G 코어, RAN이 모두 설치되는 On-Premise형 구조이다. 관리동에 5G코어 (5GC CP, UPF 일체형) 1식, CU/DU(일체형) 1식, RU 1식이 설치되고 터미날게이트에 RU 1식이 설치된다. 항만 부두의 옥외의 넓은 면적(1,350m x 500m)을 커버하기 위해 mmWave가 아닌 Sub-6 주파수(4.8-4.9GHz)를 사용했다. 

 

구분	설명
사업장내	5G 코어(UPF, AMF, SMF, PCF, AUSF, UDM, NRF) 1식, CU/DU 1식, RU 2식, 5G UE 8식
디바이스	RTG내 4K카메라 2대, PLC 1식, 터미날 게이트내 스마트글래스 5대

 

로컬 5G 장비: Nokia NDAC (5G Core & RAN)

 

 

실증과제후 사업화 계획

 

본 실증 사업에서 얻은 노하우를 기반으로 NTT 서일본과 미쓰비시 로지스넥스트는 2023년부터 전국의 125개의 대규모 항만중 서일본 지역의 90개 항만을 대상으로 항만사업자에게 로컬 5G망(NTT서일본제공)과 항만 시스템(미쓰비시 로지스넥스트 제공)을 세트로 제안하고 제공할 예정이다. 

 

 

위 컨텐츠는 한국방송통신전파진흥원의 출연에 의한 재정지원으로 작성되었습니다.