에이전트 기반 모델링을 이용한 공군 항공수송 경로 최적화에 관한 연구
A Study on Air Force Air Transport Route Optimization Using Agent-Based Modeling
0
조회
0
다운로드
2
인용
0
참고문헌
키워드
초록
본 논문에서는 ABM(에이전트 기반 모델링)을 이용하여 공군 수송기의 항공수송 경로 최적화 방법을 연구 하였다. 변동성이 있는 화물과 인원의 수송 수요에 대하여 기존에 사용 중인 고정된 수송 스케쥴을 사용하는 것 (ASIS 모델)이 아니라, 차량경로문제(VRP)에서 차용한 개념과 수송 수요를 고려하여 수송량을 향상시킬 수 있 는 스케쥴을 생성하는 휴리스틱 알고리듬을 생성하였고, 이 알고리듬을 이용하여 항공수송을 실시하는 개선된 경로 모델(TOBE 모델)를 만들었다. 이렇게 만들어진 에이전트 기반 모델의 시뮬레이션을 위하여 공군 군수사 령부의 항공수송 실적자료를 수집하여 그 수송수요를 이용하여 확률변수로 발생시켰고, 동일한 수요에 대하여 ASIS 모델과 TOBE 모델에 대하여 각각 100회씩 몬테카를로 시뮬레이션을 실행하였고, ASIS 모델과 TOBE 모 델의 시뮬레이션 결과 총 비행거리, 화물 및 인원 운송량에 대하여 대응표본 검정으로 비교하였다. 시뮬레이션 결과 ASIS 모델에 비해 TOBE 모델의 총 비행거리가 약 22.31%만큼 대폭 감소하고, 화물 운송량 은 약 0.5% 감소, 인원 운송량은 약 0.7% 증가했다. 이러한 결과는 추후 공군 정기 항공수송 경로 계획을 수립 할 때 활용될 수 있으며, 이 연구에서 사용한 M&S 방법론으로 사용한 ABM은 공군의 항공수송 경로 최적화뿐 만 아니라 유사 분야에서 효율적인 경로 최적화에 도움이 될 것으로 판단된다.
Abstract
This study provided a means of optimizing air transport routes for Air Force, using agent-based modeling. To improve the routes, we modified routes (TOBE model) using our heuristic algorithm. Using the real air transportation data collected by Air Force Logistics Command, we made transport demand as random variables. To compare the current route (ASIS model) and the TOBE model, the Monte Carlo simulation performed 100 times the same demand. Comparison of the simulation results of the ASIS model and the TOBE model was compared with the total flight distance, freight and traffic volume. The simulation results shows that the total flight distance of the TOBE model decreased by about 22.31% compared to the ASIS model, and the freight traffic volume decreased by about 0.5% and the traffic volume increased by approximately 0.7%. These results can be used to establish future Air Force and will help improve the air transport routes to achieve higher performance than current routes.
참고문헌 (27)
- 강성민, "비대칭차량경로문제의 휴리스틱해법", 로지스틱스연구, 17(2), pp.5~18 (2009), 한국로지스틱스학회[DOI]
- 김승기, "군 수송기 운영 효율성 제고를 위한 최적경로 연구", 경영과학, 33(1), pp.89~99 (2016), 한국경영과학회[DOI]
- 김영준, "에이전트 기반 모델(Agent-Based Model)과 그 정치학적 적용", 평화연구, 23(1), pp.443~476 (2015), 평화와 민주주의연구소
- 박기진, "배달과 수거를 동시에 고려한 최소운행비용 차량경로문제", 국방과학기술, 3(3) (2010)
- 김용효, "HLA패더레이트 연동화 인증절차 및 그 적용사례", 한국국방경영분석학회지, 30(1), pp.81~91 (2004), 한국국방경영분석학회
- 송정은, "시간대 제약이 있는 차량 수. 배송 문제를 위한 Grouping Genetic Algorithm", 대한산업공학회, 2006, ~
- 신해웅, "분할배달이 가능한 차량경로문제의 최적해법", 한국경영과학회, 6(1), pp.29~40 (1989)
- 이재영, "애니로직 시뮬레이션을 이용한 무인지상차량 운용성능과 전투효과의 연관성 분석", 신뢰성 응용연구, 15(2), pp.131~138 (2015), 한국신뢰성학회
- 최문식, "전시 대비 탄약공급체인에 관한 시뮬레이션 연구", 로지스틱스연구, 18(3), pp.5~17 (2010), 한국로지스틱스학회[DOI]
- 장정만, "공공차량 경로문제 해법연구", 한국경영과학회지, 14(2), pp.53~66 (1989)
- 장재구, "사천공항 항공 화물수송 시·공간적 특성과 배후지", 대한지리학회지, 35(1), pp.47~61 (2000)
- 정병호, "전시 군수물자의 효율적 분배와 수송을 위한 TC 위치선정 방법론 연구", 한국국방경영분석학회지, 35(2), pp.1~14 (2009), 한국국방경영분석학회
- 주명건, "항공수송 및 항공산업의 대비를 통한 우리나라 항공산업의 발전방안에 관한 연구", 항공산업연구, 6, pp.7~26 (1982)
- 지창훈, "배달과 수집을 수행하는 차량경로문제 휴리스틱에 관한 연구： 수도권 레미콘 운송사례", 경영과학, 24(2), pp.43~56 (2007), 한국경영과학회
- 최명진, "다품종 구분배송을 위한 다용량 차량경로문제", 로지스틱스연구, 17(2), pp.37~49 (2009), 한국로지스틱스학회[DOI]
- Aksoy, Ö, "Multi-Ccmmodity, Multi-Depot, Heterogenous Vehicle Pickup and Delivery Problem For Air Transportation In The Turkish Air Force", Journal of Aeronautics and Space Technologies, 2012, pp.5(4), 53~57
- Banks, Jerry, "Handbook of Simulation: Principles, Methodology, Advances, Applications, and Practice", pp.3~30 (1997), John W iley & Sons
- Beraldi, P., "Efficient Neighborhood Search for The Probabilistic Multi-Vehicle Pickup and Delivery Problem", Asia-Pacific Journal of Operational Research, 27(3), pp.301~314 (2010)
- Bonabeau, Eric, "Agent-Based Modeling: Methods and Techniques for Simulating Human Systems", Proceedings of the National Academy of Science, 99(suppl 3), pp.7280~7287 (2002)
- Danzig, G. B., "The Truck Dispatching Problem", Operations Research, 12, pp.80~ (1959)
- Gilbert, N., "Agent-Based Models. No. 153" (2007), Sage
- Koulaeian, M., "A Multi Depot Simultaneous Pickup and Delivery Problem with Balanced Allocation of Routes to Drivers", International Journal of Industrial Engineering, 22(2), pp.223~242 (2015)
- Lenstra, J. K., "Complexity of Vehicle Routing and Scheduling Problems", Networks, 11, pp.221~227 (1981)
- Macal. Charles M., "Tutorial on Agent-Based Modeling and Simulation", Journal of Simulation, 4(3), pp.95~106 (2007)
- Min, H., "The multiple vehicle routing problem with simultaneous delivery and pick-up", Transportation Research Part A, 23A(5), pp.377~386 (1989)
- 박명주, "A Scalable Heuristic for Pickup-and-Delivery of Splittable Loads and Its Application to Military Cargo-Plane Routing", MSFE, 18(1), pp.27~37 (2012), 한국경영과학회[DOI]
- Pisinger, D., "A general heuristic for vehicle routing problems", Computers &Operations Research, 34(8), pp.2403~2435 (2007)