선박을 이용한 화물 운송 중개 최적화 방안 연구

A Study on the Optimization for Brokering Between Cargos and Ships

본 논문은 선박을 이용한 화물의 운송에 있어서 선박과 화물의 중개 최적화에 대하여 기술한다. 중개를 위한 시간 제약, 중량 제한, 선호도 등 여러 기준들을 정의하여 정형화하고 이를 이용하여 최적화 문제 모형을 수립하였다는 것이 연구의 주요 핵심이고, 실험을 통하여 문제의 복잡도와 최적해 탐색 비용의 적정한 한계치를 파악하였을 뿐 아니라 그 과정으로서 성능평가 방법을 제시한 점도 중요한 연구 결과라고 하겠다. 제시된 최적 중개 방안은 화물과 선박의 시간적 제약 조건과 선박의 중량 제약 조건을 이용하여 화물의 선박에 대한 선호도와 선박의 화물에 대한 선호도를 유도하고, 최적화 문제의 목적 함수에서 이틀 선호도를 이진 결정변수의 계수로 활용하여 제약 조건을 만족함과 동시에 전체적인 선호도 값의 합이 큰 선박과 화물의 쌍이 중개하도록 하였다. Davis-Putnam 기반의 최적화 프로그램을 이용한 실험에서 결정변수의 개수가 90 여개 이하의 문제 크기에 대하여 적정한 시간 내에 최적해를 구하는 것을 확인하였다.

This paper presents a study on the optimization for brokering between cargos and ships for future e-logistics. The primary contribution of this research is that we establish an optimization model by formalizing the criteria for the brokering such as time constraints, weight constraints, and preference values between cargos and ships. Another important contribution is that we not only investigate the complexity and the tractability of the optimal brokering problem but present how to evaluate the performance of the optimization program through an experiment. We first derive the preference values between cargos and ships using the time and the weight constraints. These preference values between each pair of cargos and ships are assigned to corresponding binary decision variables as coefficients in the objective function. The optimization model selects pairs of cargos and ships in a way that the sum of the preference values is maximized while satisfying given constraints. Experiment shows that the Davis-Putnam based optimization program finds optimal solutions in reasonable time for the problems with less than 90 decision variables.