국내 도로화물수송의 허브네트워크 설계
A Hub Network Design for Road Freight Transportation in KOREA
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초록
본 연구는 허브간 수송비용할인의 비제약 허브네트워크를 설계하여 김남주 외 (2008), 김남주와 김용진 (2011)의 연구를 개선하였다. 허브간 대용량수송과 공차율 저감으로 인한 수송비용 절감효과를 고려하되 허브경유의 우회수송이 비용효과적이지 않을 경우 기종점간 직송을 하는 현실 수송시장특성을 반영할 수 있도록 설계했으며, 분석결과를 기존연구와 비교 종합검토하였다. 국내 도로화물수송망에 적용한 결과, 허브수가 늘어날수록 기종점 수요의 허브경유로 인한 우회수송의 증가로 톤km는 점차 증가하는 반면, 허브간 집적수송의 규모의 경제효과로 수송비용은 점차 감소하였다. 최적 허브입지는 전구간과 허브간의 수송비용 할인구간, 제약과 비제약의 허브정책 등 허브네트워크 설계방법과 무관하게 허브수가 늘어남에 따라 수도권, 경상권, 충청권, 전라권의 순서로 선정되었으며, 수송의 간선축인 경부축에 집중되었다. 허브수 증가에 따른 수송비용의 한계감소율은 허브간 수송량 분산에 따른 규모의 경제효과 감소로 허브수가 늘어남에 따라 감소하였다. 또한, 수송량 증가에 따른 비용할인효과가 클수록 허브간 거리가 멀어지는 반면, 비용할인효과가 작을수록 허브간 거리는 가까워졌다. 본 연구는 GIS프로그램을 이용한 공학적 접근방법을 통해 현실 수송특성을 반영할 수 있는 허브네트워크를 설계한 것으로, 산출된 허브입지는 실제 운영, 건설, 계획 중인 내륙화물기지입지와 유사한 것으로 나타났다. 향후, 내륙화물기지 신설 및 확장 타당성 검토 등 국가 수송비용을 절감하려는 정책적 측면에서 의미가 있을 것으로 판단된다.
Abstract
This study presents an algorithm and conducts a computer experiment based on real field data of Korea that determines optimal number and location of hubs and routes among shippers to minimize total transport costs. The algorithm is a non-strict hub network design policy based on the fact that freight trucking between hubs can reduce the costs due to large size cargo and reduced empty movement. Furthermore, the algorithm allows direct transportation between shippers if a route connecting hubs is not cost- effective, which is different from the assumption in the previous study (Kim et al. 2008). A greedy-interchange algorithm was employed for hub location decision process and EMME/2 was applied to find route searching process. Applied to national road transport network of Korea, as the number of hubs increase, Seoul metropolitan, Gyeong-Nam, Chung-Nam, Jeon-Nam, Gyeong-Buk, Chung-Buk are selected in order. Freight traffic is concentrated on main corridor between Seoul and Busan area. The proposed non-strict hub network design policy may increase the transportation distances but can reduce overall transport costs by passing through the hubs. Total transport costs reduction can be achieved as the number of hubs increase. However the marginal amount of reduction by increasing number of hubs gradually decreases because the cost reduction of decreased detour transportation length between non-hubs and hubs is smaller than the amount of discount reduction for dispersion of inter-hubs transportation volumes.
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