스마트항만·자율운항선박·초고속 해상통신 ‘상용화 성큼’

 
 

‘초고속·초연결·초저지연’을 특징으로 하는 5G 시대가 열리면서 국내 해운항만시장의 디지털 전환을 가속화하고 있다. 5G 통신 인프라를 기반으로 한 ICT 기술을 활용하여 스마트항만과 자율운항선박, 초고속 해상위성통신 등 굵직한 과업들의 상용화가 기대되면서 정체됐던 해운업이 한 단계 도약할 수 있는 계기가 될 것이라는 전망이 나온다. 특히 ICT 기술에 관심이 높은 리딩 해운선사와 선박관리회사들은 5G 시대가 본격화되면 향후 해운항만업 분야에 어떠한 영향을 미칠지 이목을 집중하고 있다.
 

우리나라가 세계 최초로 5G 상용시대 개막을 알렸다. 지난 4월 3일 한국은 스마트폰 기반 세계 첫 5G를 상용화했으며, SK텔레콤, KT, LG유플러스 등 국내 통신 3사는 각각 1호 가입자를 배출했다. 뒤이어 미국(4월 11일)이 5G 서비스를 출시했으며, 중국은 화웨이의 주도 하에 오는 10월부터 5G 상용화를 개시할 예정으로 알려졌다.

5G는 ‘아주 빠르게(초고속)’ ‘실시간(초저지연)’으로 대용량 데이터와 모든 사물을 연결(초연결) 시키는 4차 산업혁명의 핵심 인프라라 할 수 있다. 기존 4G 이동통신보다 최대 20배 빠른 5G 시대가 본격화되면 지금까지 불가능했던 경제, 사회 전반의 혁신적 융합서비스와 이를 가능하게 하는 장비, 단말 등 제조분야 신산업 창출을 실현할 수 있다.

정부는 5G+ 전략산업으로 10대 핵심산업과 5대 핵심서비스를 선정하면서 이에 대한 중점투자를 통해 5G 기반 신산업을 육성한다는 방침을 세웠다. 2022년까지 5G 전국망 조기 구축 등 5G 생태계 구축을 위해 정부와 민간의 협력으로 30조원 이상을 투자하고, 5G+ 전략산업을 육성해 2026년에 생산액 180조원과 수출 730억 달러를 달성하고, 2026년까지 양질의 일자리 60만개를 창출한다는 계획이다.

주력산업인 스마트공장, 조선, 해운항만, 에너지, 제조 AR에는 생산성의 혁신을 위해 다각도의 지원을 추진하기로 했다. 이중 조선분야에서는 5G 기반 초연결 스마트 조선소 구축을 추진한다. 오는 2021년에 조선소의 공정 자동화·최적화를 지원하는 ‘스마트야드’ 핵심기술을 확보하고, 2020년부터 2023년까지 조선소의 스마트 통신환경 구축을 위한 ‘5G 기반 조선해양 통신플랫폼’ 개발 실증을 추진한다는 전략이다.

 

 
 

5G 기술, 해운항만 ICT 도입 앞당기다
5G 시대는 해운항만분야의 ICT 기술의 도입을 한층 앞당길 것으로 전망된다. IoT, 블록체인, AI 등 다양한 ICT 기술을 적용한 스마트항만, 스마트선박, 해상위성통신 등의 인프라 구축 기반을 마련할 수 있게 됐다.
정부의 5G 기반 원격의료 사업이 확대되면 현재 시범사업 수준인 ‘해양원격의료지원사업’도 한층 강화될 것으로 보인다. 해양원격의료지원사업은 원양구역을 운항하는 선박의 승선 선원에게 위성통신 등 ICT 기술을 활용하여 원격의료 서비스를 제공하는 사업으로 지난 2015년 6척을 시작으로 2018년까지 60척을 설치됐다. 지난해 선원 1,488명에 대해 5,617건(응급·처치지도 382, 건강상담 4,933, 의료자문 302)의 원격의료를 실시했고, 15회에 이르는 선상건강관리 교육도 실시하여 선원과 선사의 높은 관심과 만족도를 얻고 있다. 올해는 신규 20척을 선정하여 총 80척 규모로 운영되고 있다.

‘스마트 해운항만물류 시스템’ 구축, 부산·광양항 등 시범사업
5G 기반의 스마트 해상물류사업이 올해부터 본격화된다.
정부의 ‘혁신성장 실현을 위한 5G+전략’에 따르면, 해운항만분야는 5G 기반으로 해운항만물류를 자동화, 지능화하는 ‘스마트 해운항만물류 시스템’ 구축을 추진한다. 현재 부산·광양항 등 4개항에서 스마트항만 구축 시범사업이 진행 중이다. 항만내 지능형 CCTV, 하역설비 IoT, 야드트랙터 등 차량 자율주행 시스템을 개발하고 있으며, 올 하반기에는 해상·육상물류가 연계된 국가물류 스마트화 전략을 수립한다는 계획이다.

먼저 광양항에서는 항만 자동화 설비의 현장 실증이 진행 중이다. 컨테이너 자동하역 및 반출입에서 배후단지 등으로의 자동이송까지 신규 설비의 연계 실증으로 종합적인 자동화 항만 모델을 구축한다는 목표다. 컨테이너 자동하역 설비 실증의 경우 신규 개발된 ‘오버헤드 셔틀 시스템’의 현장 검증과 보완으로 상용화를 준비 중이다. 또한 컨테이너 셔틀 레일의 항만 현장 실증을 통해 컨테이너 자동하역 설비와 자동운송 시스템 간의 연계 방안 및 시너지를 확인하고 있다.

부산항과 인천항에서는 항만 지능화 및 주체 간 연계실증 사업이 추진 중이다. 부산항의 터미널내 지능화의 경우 모든 항만물류자원(컨테이너, 하역 및 이송장비, 작업자 등)의 위치, 상태정보를 실시간 수집하기 위한 IoT 통신 인프라를 구축하는 것으로, 빅데이터 및 인공지능 기술로 터미널 운영상태를 분석하고, 최적작업 프로세스를 제시한다.

특히 부산신항의 컨테이너 부두간 물류운송(ITT) 흐름을 개선하기 위해 블록체인 플랫폼 구축이 올 시범서비스에 이어 5월 본격 착수됐다. 블록체인 플랫폼에서 터미널 간 화물운송 정보 공유를 통해 왕복 화물운송 계획을 수립하고 터미널 간 운송원가 절감을 추진하는 것으로, 본격 서비스는 오는 10월부터 시행될 예정이다. 참여사는 부산신항 전체 컨테이너터미널을 포함해 선사 5곳, 운송사 10곳 이상이다. 또 추가 서비스를 개발하여 선사에는 컨테이너 운송현황을 실시간 제공하고 운송사에는 컨테이너 적치 현황을 제공하여 효율적인 배차 계획을 수립할 수 있도록 한다. 동 서비스가 시행되면 부산항 물류운송의 효율성과 컨테이너터미널의 생산성이 크게 향상될 것으로 기대된다.

이와 함께 부산항은 항만-선박간, 항만간 정보연계 강화를 위해 항만이용 최적화(PCO) 프로젝트에 참여하고 국내에 시스템을 도입할 계획이다. 항만이용 최적화(Port Call Optimization) 프로젝트는 머스크 등 국제적 대형선사가 로테르담 및 유럽 주요 항만에 제안했으며, 글로벌 항만, 선사, 국제기구의 공동참여로 국제 표준화가 진행 중이다.

인천항에서는 컨테이너 터미널 운영사간 물류정보 공유 플랫폼을 구축해 터미널과 육상트럭 간 정보연계 강화를 추진한다. 터미널별 혼잡 정보를 수집한 후 30분 주기로 터미널별 대기차량 대수, 터미널별 반입-반출 대기 필요시간 현황 등 상세 정보를 제공한다. 이를 통해 터미널운영사의 컨테이너 사전 반출입 예약정보 신뢰도 제고 및 이를 연계, 활용한 반출입 물류 프로세스 효율화가 가능해질 것으로 기대된다.

또한 인천항 통합 웹·앱을 활용하여 컨테이너 반출입 시간 조정체계를 도입한다. 운송 주선사가 사전 입력한 반출입 예약정보를 추후 화물기사가 실시간으로 수정할 수 있도록 하여 정보 신뢰도를 제고한다. 터미널에서는 정확한 컨테이너 반출입 예약시간에 기반하여 사전이적 작업을 시행하여 효율적 터미널 운영과 대기시간 감소에 기여할 수 있다.

울산항에서는 ‘스타트업 육성 및 물류 정보 생태계 구축’ 사업이 추진 중이다. 이를 위해 지난 4월 26일 울산과학기술원에서 ‘스마트 항만물류 지원센터’가 문을 열었다. 동 센터는 △물류지식과 ICT지식을 겸비한 인력 양성 △항만물류 스마트화 R&D로 신규 서비스 개발 △취업지원 및 스타트업 육성을 통한 창업지원 등 종합적인 역할을 수행한다는 계획이다.

 

 
 

中 청도항, 세계 첫 5G 항만 도약 준비
중국은 자국 항만의 5G 기술 적용에 가장 적극적으로 나서고 있는 모습이다.
중국은 청도항을 세계 첫 5G 항만으로 구축한다는 야심찬 계획을 내놓았다. 지난 2월 글로벌 통신장비사 에릭슨과 중국 통신사 차이나유니콤(China Unicom)은 청도항을 5G 기반 스마트항만으로 개발한다고 공식발표했다. 양사는 청도항에 5G 자동화 업그레이드를 구축하면 항만비용의 최대 70%까지 절감할 수 있음을 실증한 바 있다. 30대의 고화질 카메라 및 PLC(Programmable Logic Controller)로부터 전송받은 데이터 등을 기반으로 항만을 관리, 운영한다는 목표다. 청도항은 2017년부터 아시아 최초로 완전 자동화된 항만을 운영하고 있다.

중국 통신장비업체 화웨이의 경우 광저우항에 항만 내 5G 모바일기술을 개발하기 위한 ‘5G 항만 혁신센터’를 최근 설립했다. 광저우항만공사, 광저우항그룹, 차이나유니콤 광저우지사 등이 공동참여 중이며 이들은 항만과 해양지역의 5G 기술개발과 적용을 추진한다. 5G 기술은 항만경계, 보조항해, 지능형 화물 핸들링 등에 적용될 예정이며 향후 5G 지능형 항만건설을 촉진할 뿐 아니라 항만경쟁력을 강화할 것으로 보인다.

이밖에도 중국 해양플랜트 조선소인 자오상쥐국제유한공사(CMHI)는 5월 에릭슨 및 차이나모바일과 협력하여 야드 내 5G 네트워크 기술을 적용하기로 했다. 3사는 공동으로 조선소의 5G기술과 네트워크 적용을 위해 5G NSA 기지국을 도입했으며, 이를 통해 데이터 속도를 높이고 고효율로 생산기지 공정처리와 조선소 실시간 모니터링도 5G드론으로 할 수 있도록 기술개발을 진행할 계획이다. 무인수상정 플랫폼 개발업체인 오션알파(OceanAlpha)의 경우 에릭슨과 차이나모바일과의 협력을 통해 무인 5G 조사선을 최근 개발했다. 동 선박의 고화질 카메라로 원격조정이 가능하고, 센서들은 실시간 해역정보를 수집하고, 오염기인 등을 증명하며 콘솔데크에서 대형 스크린으로 나타난다.

중국 물류업계도 5G 적용을 서두르고 있다. 지난 4월말 징둥물류는 차이나모바일 연구소와 함께 스마트 시티, 스마트 운송, 클라우드 오피스 등의 분야에서 5G 기술 도입을 위한 협력 MOU를 맺었다. 징둥물류는 이를 통해 스마트 물류업계에서의 5G 기술 적용을 선도하고, 5G 기술의 산업현장 접목을 확대, 지원한다는 방침이다. 징둥물류는 이미 드론, 무인 배송로봇, 무인 물류창고, 인간-컴퓨터 상호작용(HCI) 기술 등을 개발하고 현장에 활용 중이다.

유럽에서는 함부르크항이 5G의 현장적용에 선도적으로 나서고 있다. 함부르크 항만당국에 따르면, 최근 도이치 텔레콤(Deutsche Telekom) 및 노키아(Nokia)와 공동으로 5G의 응용 프로그램 현장 테스트에 성공했다. 함부르크항은 지난 2월부터 실제 산업 환경에서의 5G 적용 가능성과 관련 지식 및 경험을 쌓기 위해 유럽연합(EU)의 자금을 지원받아 5G 모바일 네트워크 아키텍처(MoNArch) 연구 프로젝트를 진행했다. 함부르크항 내 8,000ha 지역을 대상으로 150m 높이의 텔레비전타워에 송신기를 설치하고 5G 네트워크의 교통 신호 관리 능력, 모바일 센터의 데이터 처리 및 가상현실 능력 등 안전성, 신뢰성 측면에서 현장 테스트를 통과했다는 설명이다. 로테르담항의 경우 KPN, 쉘, 화웨이, ABB 등과 협력을 통해 5G 네트워크와 안테나 기술을 사용하여 항만내 어플리케이션을 테스트 중인 것으로 전해졌다.

스마트 해상통신과 자율운항선박
우리 정부가 추진 중인 스마트 해상통신 구축도 한층 탄력을 받을 것으로 보인다. 해양수산부는 ‘한국형 이내비게이션 구축사업’을 지난 2016년부터 추진하고 있다. 오는 2020년까지 1,308억원이 투입되는 사업으로, 기존 선박운항기술에 ICT를 적용해 다양한 안전정보를 더욱 효율적으로 선박에 제공하는 것이 목표다. 국제해사기구(IMO)가 채택한 이내비게이션 기술표준은 2019년까지 마련될 예정이며, 우리나라도 2020년까지 시험 운영을 마치고 2021년부터 선도적으로 한국형 이내비게이션 서비스를 시행한다는 계획이다.

해수부는 5월말 초고속 해상무선통신망(LTE-M) 구축 사업자로 KT 컨소시엄을 선정하고 계약을 체결했다. 이에 따라 올해말까지 전국 연안에 약 600개소의 기지국을 설치하는 등 LTE-M을 본격적으로 구축해나갈 계획이다. LTE-M은 최대 100km 해상까지 초고속으로 데이터 통신이 가능한 통신망으로, 항해 중인 선박에 한국형 이내비게이션 서비스를 제공하게 되며, 해양사고 발생시 수색·구조 대응 및 골든타임 확보를 위한 해상재난망의 기능도 담당하게 된다. 해수부는 “이번 사업은 세계 최초로 LTE통신망을 해상에서 운항 중인 선박의 주된 통신수단으로 구축한다는 점에서 큰 의미가 있다”면서 “앞으로 LTE-M이 실시간 안전정보와 다양한 멀티미디어 서비스를 선박에 제공하여 육해상 간 정보 격차를 줄이고, 해상 정보통신 분야의 신산업 육성을 위한 발판이 되어줄 것으로 기대된다”고 밝혔다.

5G 네트워크로 초연결시대가 열리면 자율운항선박의 상용화 시점도 앞당길 것으로 전망된다.  5G가 AI와 IoT, 빅데이터의 기폭제가 될 것이라는 전망에는 이견이 없어 보인다. Acute Global Market Rep
orts에 따르면, 자율운항선박 시장은 2025년 1,550억달러 규모가 예상된다. 유럽을 중심으로 올해부터 무인 자율운항선의 시범운항이 속속 진행되고 있으며, 2020년 첫 무인 컨테이너선의 상업운항이 예정돼 있다. 자율운항 선박시장을 선도하는 기업으로는 핀란드 바르질라(Wartsila), 노르웨이 콩스베르그(Kongsberg), 영국 롤스로이스(Rolls-Royce), 미국 노스럽 그루먼(Northrop Grumman), 스위스 ABB 등이 있다.
아직 국내에서는 해외 선진국들에 비해 자율운항선박 개발사업이 미비한 상황이다. 우리나라는 현재 자율운항선박의 연구개발과 관련한 예비타당성 검토를 진행하고 있다. 선박의 안전성, 효율성을 극대화할 수 있는 지능화 시스템을 개발하고, 실증 테스트를 통해 상용화를 추진하여 오는 2020년부터 2023년까지 기술개발, 2024-2025년 현장검증의 단계로 추진한다는 계획이다. 또한 한국해양진흥공사를 통해 글로벌 경쟁력을 갖춘 자율운항 선박의 안정적인 발주를 지원한다는 추진안이 나와 있다.

초고속 해상위성통신 서비스 확대되나
5G의 상용화와 더불어 해상용 위성통신시장도 한층 서비스가 확대될 것으로 전망되고 있다.  선내 초고속 대용량 데이터가 늘어나고 선박의 IoT 화가 진행되면서 해상위성통신 수요는 지속적으로 증가하는 추세다.
국내 중대형 선사들은 몇 년전부터 FB, VSAT, GX 등을 선박에 설치, 도입하여 선박 IoT 솔루션 도입 뿐 아니라 선내 인터넷 등으로 선원복지를 강화하고 있다. 그러나 선박 내 초고속, 대용량 데이터에 대한 수요는 급증하는 반면 초기 장비설치비와 고비용의 통신비, 끊김 현상 등의 문제로 인해 선사들의 부담이 컸던 상황이다.

앞으로 5G 통신인프라가 확충되고 데이터 전송 속도가 획기적으로 개선되면, 저렴해진 비용과 함께 해운회사들의 해상통신 도입은 더욱 확대될 것으로 전망되고 있다. 또한 선사들의 냉동 컨테이너 및 고부가 제품 모니터링, 원격 기계진단 및 장비 실시간 모니터링 등의 IoT 솔루션도 활성화될 것으로 기대된다.
해상위성통신 사업자들도 발 빠르게 나서고 있다. 중국에서는 차이나샛콤이 5G 네트워크 기반의 해상통신사업의 확대를 추진 중이다. 차이나샛콤은 현재 중국 최대 국영 해운기업인 COSCO 등에 속한 5000척 이상의 선박에 위성기반 와이파이 서비스를 제공하고 있다.

국내 통신사인 KT SAT은 현재 대양을 오가는 대형상선 및 원양어선을 대상으로 한 초고속 인터넷서비스 MVSAT를 제공하고 있다. KT SAT은 ‘초연결 모빌리티’를 통해 선박, 항공기 등 그동안 네트워크 접속이 어려웠던 분야를 개척한다는 방침이다. KT SAT은 KT 융합기술원과 함께 그룹 차원의 양자암호기술 연구개발(R&D) 사업에 참여 중이며 블록체인 기술도 위성 서비스에 적용한다는 계획이다. 특히 양자 암호통신과 블록체인 기술이 자율운항선박에 필요한 통신보안에 적용이 가능해 차세대 해상통신 시장에서 핵심 기술이 될 것으로 기대하고 있다.

SK텔링크는 지난 2014년부터 MVSAT 서비스인 ‘SK 스마트샛’을 제공하고 있다. SK스마트샛은 선박과 육지, 항공기 등 위성통신이 필요한 곳에 고품질의 초고속 무선데이터 통신을 무제한 이용할 수 있도록 서비스를 지원한다. 또한 SK텔링크는 SK텔레콤의 IoT 솔루션과 결합한 `선박통신통합패키지`와 종합보안 자회사인 NSOK의 `VSAT 위성통신 기반 실시간 영상보안 솔루션`도 제공하고 있다.

선박관리회사, ICT 솔루션 개발 및 기술협력 적극 추진
국내 해운업계도 ICT 기술 접목에 높은 관심을 보이고 있다. 주요 선사들은 데이터 통신을 기반으로 한 최신 위성통신장비와 서비스를 도입해 선박의 운항 효율화와 스마트선박 확대를 추진하고 있다.

디지털 전환에 가장 앞장서고 있는 선사는 현대상선이다. 동사는 오라클과 협업하여 오는 2020년까지 클라우드 기반 차세대 IT시스템 ‘New­GAUS 2020’(가칭)을 구축을 추진 중이다. ‘New­GAUS 2020’(가칭)은 운항정보, 계약 및 예약관리 등 선박관련 정보를 비롯해, 인사, 관리, 운영 등의 모든 정보를 관리하는 독자 IT시스템이다. 5월에는 글로벌 선사들이 회원사로 있는 ‘디지털컨테이너해운협회(DCSA)’에 가입했다. DCSA는 컨테이너 해운업계의 디지털 표준화와 상호운용을 목표로 지난 4월 설립됐으며 현재 머스크, 하팍로이드, MSC, ONE, CMA CGM, 에버그린, 양밍, ZIM 등 9곳이 회원사로 있다. 또한 현대상선은 6월 1일자로 선박관리자회사 2곳(현대해양서비스, 해영선박)을 합병하여 업무 효율성을 한층 강화한다는 방침이다.

선박관리전문회사들도 ICT 기술을 적용한 해사안전과 업무 효율성 및 고객 서비스 강화를 위해 최근 잇달아 새로운 프로그램을 개발하고 파트너사들과 업무협약을 체결해 관심을 모으고 있다. KSS해운은 지난 4월 자회사 ㈜KSS마린을 통해 선원, 선박관리를 보다 효율적이고 체계적으로 관리할 수 있는 선원·선박통합관리 IT프로그램을 제작, 개발했다. 동 IT프로그램은 선박유지관리·기부속구매관리·해상직원교육관리·경비관리 프로그램이 통합된 신개념 IT프로그램이라 할 수 있다.

SM그룹의 선박관리자회사 KLCSM은 최근 삼성중공업과 ‘스마트선박(Smart Ship)’ 공동연구를 위한 업무협약을 체결하고 선박관리 분야의 시너지 극대화에 나섰다. 양사는 이번 협약을 통해 ‘Smart Ship’ 공동개발을 통한 △선박 최적 운용 관리 △지능형 선단 관리 △원격 고장진단기술 실선 적용 △비전 기술을 활용한 원격 접안 지원 등을 추진한다. KLCSM은 현재 삼성중에서 건조 중인 대한해운 소유 국내 첫 연안 항해 소형 LNG선박(7.5K)과 국내 최초 LNG벙커링 선박에 ‘Smart Ship’ 기술을 도입한다는 계획이다.

현대글로비스의 선박관리회사 지마린서비스는 빅데이터솔루션을 기반으로 한 ‘선박엔진고장예측시스템(e-CBM)’을 개발해 주목 받았다. ‘e-CBM’은 선박 엔진에서 추출한 각종 정보를 빅데이터 기술로 분석하여 현재 상태를 진단할 뿐 아니라 미래 변동 상황을 예측하여 고장이 나기 전에 정비할 수 있도록 지원하는 빅데이터 솔루션이다. 동 시스템은 현재 현대글로비스 선박 13척에 탑재되어 운영 중에 있으며 고장 사전진단에 성공했다. 지마린서비스는 선박의 운항 정보를 활용한 ‘이세일링(e-Sailing)’ 시스템도 개발완료하여 현재 상용화를 앞두고 있다.

팬오션의 선박관리자회사 포스에스엠은 KT SAT과 선박 ICT 사업 및 기술 협력을 추진하고 있다. 양사는 지난 4월 차세대 육해상 ICT 기반 구축은 물론 선박운항관제 기술 상용화 및 시장성 확보를 위한 사업협력 업무협약을 체결했다. 선박용 IoT 플랫폼인 ‘베셀링크’의 조기 시장진입과 확대에도 힘을 모으기로 했다.

포스에스엠 최임엽 대표이사는 "글로벌 해운사 대비 한국해운은 자율운항선박이나 4차 산업혁명에 대한 준비가 부족하지만, KT SAT의 초고속 위성통신 기술과 포스에스엠의 대규모 관리 선대 및 빅데이터 수집·분석 노하우가 어우러지면 한국 해운산업의 ICT 기술 도약과 선사의 인식전환에 도움을 줄 수 있다"고 말했다. 

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