신뢰성에 기반한 허브 입지 모델과 네트워크 디자인

Reliable Hub Location Problems and Network Design

허브-스포크 망은 항공, 육상 교통 및 정보통신분야에서 유동의 규모의 경제를 고려하여 기간망을 설계하는 대표적인 입지 최적화 문제이다. 이 연구는 우선, 기존의 허브 스포크 망에 관한 지리학 및 타 분야의 연구 경향과 함께 최근 논의되고 있는 신뢰성에 기반한 허브 입지 모델을 소개한다. 기본 모델은 입지 배분 방식에 따라 단일 배분 및 다중 배분 입지 모델로 구분되고, 기본 모델의 확장 형태로서 최소 유동량 제약을 적용한 입지 디자인 모델이 제시되었다. 모델의 행태를 살펴보기 위해 미국의 15개 도시의 신뢰성 및 유동 자료를 이용하여 네트워크의 규모의 경제성과 네트워크 비용, 그리고 신뢰성간의 관계에 초점을 두어 분석을 하였다. 이 연구는 경제성과 신뢰성에 바탕을 둔 입지 문제 및 네트워크 최적화 분야에 고려해야 할 요인의 특성을 밝혔다는 점에서 그 중요성이 강조된다.

The hub and spoke network is a critical network-based infrastructure that is widely applied in current transportation and telecommunications systems, including Internets, air transportation networks and highway systems. This main idea of hub location models is to construct a network system which achieves the economy of scale of flows. The main purpose of this study is to introduce new hub location problems that take into account network reliability. Two standard models based on assignment schemes are proposed, and a minimum threshold model is provided as an extension in terms of hub network design. The reliability and interaction potentials of 15 nodes in the U.S. are used to examine model behaviors. According to the type of models and reliability, hubs, and minimum threshold levels, relationships among the flow economy of scale, network costs, and network resiliency are analyzed.