Effective Route Scheduling for Military Cargo-Plane Operation
군 수송기 운영 효율성 제고를 위한 최적경로 연구

Seung-Ki Kim, Moon-Gul Lee, Hyun-Soo Lee
2016 Korean Management Science Review  
A scheduled airlift is the most critical part of the air transportation operations in ROK Air Force. The military cargo-plane routing problem is a PDPLS (pickup and delivery problem in which load splits and node revisits are allowed). The cargo which is transported by a military cargo-plane is measured in pallet. The efficiency of pallet needs to be considered with respect to its volume and weight. There are some guidelines about orders of priorities and regulations in the military air
more » ... litary air transportation. However, there are no methodologies which can raise the efficiency of flight scheduling using Operations Research (OR) theories. This research proposes the effective computing methodology and the related heuristic algorithms that can maximize the effectiveness of the path routing model. )시 항 공기 특성에 따른 효율성 산출요소(중량, 부피, 팔 레트 등) 선정 및 노선/구간에 대한 과학적 분석을 통한 정기공수 운영계획 수립을 권고 받은바 있다. 이에 따라 본 연구에서는 과학적, 전문적인 운영분 석 방법으로 정기공수 운영계획을 분석하고 항공 기 특성에 따른 효율성 산출요소(중량, 부피, 팔레 트 등)를 선정 하고자 한다. 또한 수송 계획 수립 을 위한 알고리듬과 이를 활용한 프로그램을 활용 하여 최적화된 운영계획이 이루어지도록 지원하고 자 하였다. 2. 기존연구 및 군 수송기 문제의 특징 Aksoy and Kapanoğlu[1]는 터키 공군의 수송문 제를 해결하기 위해 4개의 기지 3개의 기종을 고려 한 작은 모델을 개발했으나 지점 재방문이나 Load Split은 불가능하였다. Beraldi et al.[2]는 local Se-arch를 활용한 heuristic을 활용하여 여러 종류의 차량이 사용 가능한 Vehicle Pickup and Delivery Problem을 적용하였으나 역시 지점의 재방문 및 Load Split은 고려되지 않았다. Koulaeian et al.[7] 는 Multi Vehicle Pickup and Delivery Problem 중 Single Hub로 물품이 모아지는 특수한 경우를 산 정하여 Column Generation을 통한 알고리듬을 적 용하였다. 하지만 지점 재방문이나 Load Split은 불가능함을 가정하였고 Single Hub로 모아지는 특 수한 경우를 한정하여 연구를 진행하였다. Stefan [10]는 동시에 pickup and Delivery가 가능한 상황 에서 운전자를 할당하는 문제를 ICA(Imperialist Competitive Algorithm)과 GA(Genetic Algorithm) 를 활용하여 연구하였다. Park and Lee[8]는 지점 재방문과 Load Split이 가능한 Pickup and Delivery Problem을 연구하였으며 열생성 기법을 적용하여 문제를 개선하고 하였다. 하지만 단일 기종을 가정 하여 연구를 진행하였다. 기존연구에서 보듯 군 수 송기 문제는 기준연구에서 다루어진 가정 뿐 아니 라 지점 재방문과 Load Split이 가능한 아주 난해 한 문제로서 현재까지의 연구사례는 거의 없는 실 정이다. 군 수송기 경로는 주단위의 계획이 고정되어 있 으며 경로는 지점 재방문이 가능하며 화물의 분리 수송 또한 가능하다. Vehicle Pickup and Delivery Problem 중 지점 재방문(Node Revisit)이 가능하며 기종은 한 개 기종이 아닌 2가지의 기종이 출발하 는 형태를 가진 문제로 귀결되며, 복잡도면에서 볼 때 NP-hard 타입의 문제에 해당한다. 이 문제가 NP-hard임은 보이기 위해서는 먼저, 각 지점의 수요 중 어떤 한 지점을 Pickup 수요로 고정하고 나머지 지점은 Delivery 수요로 두면, Dror and Trudeau [4]에 의해 NP-hard 문제로 증명된, 즉, SDVRP (Split Delivery VRP) 문제로 다항변환이 되는
doi:10.7737/kmsr.2016.33.1.089 fatcat:ueaynzalbbeatprdsnpurwxo2e