A Study on the Asia Container Ports Clustering Using Hierarchical Clustering(Single, Complete, Average, Centroid Linkages) Methods with Empirical Verification of Clustering Using the Silhouette Method and the Second Stage(Type II) Cross-Efficiency Matrix Clustering Model

계층적 군집분석(최단, 최장, 평균, 중앙연결)방법에 의한 아시아 컨테이너 항만의 클러스터링 측정 및 실루엣방법과 2단계(Type II) 교차효율성 메트릭스 군집모형을 이용한 실증적 검증에 관한 연구

The purpose of this paper is to measure the clustering change and analyze empirical results, and choose the clustering ports for Busan, Incheon, and Gwangyang ports by using Hierarchical clustering(single, complete, average, and centroid), Silhouette, and 2SCE[the Second Stage(Type II) cross-efficiency] matrix clustering models on Asian container ports over the period 2009-2018. The models have chosen number of cranes, depth, birth length, and total area as inputs and container TEU as output. The main empirical results are as follows. First, ranking order according to the efficiency increasing ratio during the 10 years analysis shows Silhouette(0.4052 up), Hierarchical clustering(0.3097 up), and 2SCE(0.1057 up). Second, according to empirical verification of the Silhouette and 2SCE models, 3 Korean ports should be clustered with ports like Busan Port[ Dubai, Hong Kong, and Tanjung Priok], and Incheon Port and Gwangyang Port are required to cluster with most ports. Third, in terms of the ASEAN, it would be good to cluster like Busan (Singapore), Incheon Port (Tanjung Priok, Tanjung Perak, Manila, Tanjung Pelpas, Leam Chanbang, and Bangkok), and Gwangyang Port(Tanjung Priok, Tanjung Perak, Port Kang, Tanjung Pelpas, Leam Chanbang, and Bangkok). Third, Wilcoxon's signed-ranks test of models shows that all P values are significant at an average level of 0.852. It means that the average efficiency figures and ranking orders of the models are matched each other. The policy implication is that port policy makers and port operation managers should select benchmarking ports by introducing the models used in this study into the clustering of ports, compare and analyze the port development and operation plans of their ports, and introduce and implement the parts which required benchmarking quickly.

본 논문에서는 계층적 군집모형(최단, 최장, 평균, 중앙연결), 실루엣방법, 2단계(Type II) 교차효율성 메트릭스 군집모형으로, 아시아 38개 컨테이너항만 들의 2009년부터 2018년까지의 자료와 선석길이, 수심, 총면적, 크레인 수를 투입물, 컨테이너화물처리량을 산출물로 하여 국내대표 컨테이너항만 들(부산, 인천, 광양항)이 클러스터링 해야만 하는 항만들을 적출해 내는 측정방법을 보여 주고 비교, 분석, 검증하였다. 실증분석의 주요한 결과는 다음과 같다. 첫째, 10년간의 자료를 이용한 분석에서 클러스터링 후의 효율성의 증가가 큰 순서대로 살펴보면 실루엣(0.4052 증가), 계층적 군집분석(0.3097 증가), 2단계(Type II) 교차효율성(0.1057 증가)의 순서로 나타났다. 둘째, 실루엣모형과 2단계(Type II)교차효율성 모형에 의한 국내항만들의 클러스터링을 살펴보면 부산항은 8번(두바이), 11번(홍콩), 17번(탄중프리옥)항과 클러스터링 되고, 인천항과 광양항은 대부분의 항만들과 클러스터링 해야만 하는 것으로 나타났다. 셋째, 윌콕슨 부호순위 검정결과를 보면 평균적으로 보았을 때, P값(유의확율)이 평균 0.852 수준에서 모형들의 평균효율성 수치에 의한 순위가 서로 일치함을 보여 주었다. 넷째, 정치경제학적인 측면에서 아세안 항만들과 국내 항만들과 가장 클러스터링 횟수가 많은 항만들을 살펴보면, 부산항은 싱가포르 항만, 인천항은 탄중프리옥, 탄중퍼락, 마닐라,다바오,방콕항만, 광양항은 탄중프리옥, 탄중퍼락, 포트 클랑, 마닐라, 싱가포르, 림찬방, 방콕항만들과 클러스터링 하는 것이 좋을 것으로 나타났다. 또한 중국과 일본의 항만들과의 클러스터링을 고려해 보면, 부산항은 홍콩, 상해, 광저우, 도쿄 요코하마, 고베, 나고야, 오사카항, 인천항은 닝보, 칭타오, 도쿄, 요코하마, 고베, 나고야, 오사카항, 광양항은 홍콩, 상해, 도쿄 요코하마, 고베, 나고야, 오사카 항들과 클러스터링 하는 것이 좋은 것으로 나타났다. 다섯째, 본 연구에서 사용한 모형들과 기존연구들과의 타 모형들과의 검증에서는 실루엣 모형이 가장 크게 효율성을 증진시키는 것으로 검증되었다. 본 논문이 제안하고 있는 정책적인 측면의 의미는 항만정책입안자, 항만운영관리자들이 본 연구에서 사용한 모형들을 항만의 클러스터링에 도입하여 벤치마킹항만들을 선정해야만 하고, 그들 항만들의 항만개발, 운영방안 등에 대한 내용을 비교·분석하고 벤치마킹이 필요한 부분은 신속하게 도입하여 실시하는 것이 필요하다는 점이다.