Shortest Path Problems of Military Vehicles Considering Traffic Flow Characteristics

The shortest path problems(SPP) are critical issues in the military logistics such as the simulation of the War-Game. However, the existing SPP has two major drawbacks, one is its accuracy of solution and the other is for only one solution with focused on just link cost in the military transportation planning models. In addition, very few previous studies have been examined for the multi-shortest path problems without considering link capacity reflecting the military characteristics. In order to overcome these drawbacks, it is necessary to apply the multi-shortest paths algorithm reflecting un-expected military incidents. This study examines the multi-shortest paths in the real networks using Shier algorithm. The network contains both military link capacity and time-based cost. Also, the modes are defined as a platoon(group) rather than unit which is used in most of previous studies in the military logistics. To verify the algorithm applied in this study. the comparative analysis was performed with various sizes and routes of network which compares with Dijkstra algorithm. The major findings of this study are as follows ; 1) Regarding the unique characteristics of the military transportation plan, Shier algorithm, which is applied to this study, is more realistic than Dijkstra algorithm. Also, the time based concept is more applicable than the distance based model in the military logistics. 2) Based on the results from the various simulations of this study the capacity-constraint sections appeared in each scenarios. As a consequence, the alternatives are necessary such as measures for vulnerable area, improvement of vehicle(mode), and reflection of separated-marching column in the military manuals. Finally. the limits and future research directions are discussed : 1) It is very hard to compare the results found in this study. which is used in the real network and the previous studies which is used in arbitrary network. 2) In order to reflect the real military situations such as heavy tanks and heavy equipment vehicles. the other constraints such as the safety load of bridges and/or the height of tunnels should be considered for the future studies.

교통류특성을 고려한 군화물차량군 경로선정

최단경로문제(Shortest Path Problems)는 군사적 측면에서 매우 중요한 이슈이며. 가상전쟁에서도 매우 중요한 시뮬레이션 대상이다. 그러나. 기존의 군수송계획모델에는 링크(link)의 비용만을 고려한 하나의 해와경로만을 찾으므로 그 현실성이 떨어졌다. 본 연구는 Shier 알고리듬을 이용하여 차량군의 특성을 갖는 이동부대가 군사적 개념의 링크 용량과 시간개념의 비용을 갖는 네트웍에서 목적지로 가는 다수의 최단 경로를 찾는 것이다. 이 알고리듬의 수송계획 모델에의 사용가능성 여부를 검증하기 위하여 다양한 크기와 형태의 네트웍을 대상으로 기존의 Dijkstra 알고리듬과 비교 실험을 하였으며, 실제 군 병참 네트웍과 우발상황 네트웍을 대상으로 실증분석을 하였다. 본 연구를 통하여 첫째, 군수송계획 모델에의 적용가능성이 큰 것으로 나타났으며, 군 병참 네트웍을 대상으로 분석한 결과 링크의 비용에 대한 개념전환이 필요한 것으로 나타났다. 둘째, 다양한 제대를 대상으로 분석한 결과 각 대안별로 용량의 제약을 받는 구간이 발생하였으며, 이를 극복하기 위한 취약구간에 대한 대책, 이동수단의 성능향상, 분리행군에 대한 교범상의 반영 등이 필요함이 발견되었다. 연구의 한계점으로는 첫째, 다수 최단경로문제를 군사적 분야에 적용한 기존의 연구들이 대부분 임의의 네트웍을 대상으로 분석했기 때문에, 본 연구에서 군사적 네트웍에 적용한 결과치와의 차이점을 파악하기가 곤란하였다. 둘째, 본 연구는 링크의 용량만을 제약사항으로 두었는데, 교량이나 터널 등의 제약사항을 고려한 분석이 이루어지면, 전차나 공병장비 같은 중차량의 이동계획 수립시에도 보다 현실적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.