Mathematical model and heuristic for the assignment of military engineering equipments in ROK army

The Army's engineers are carrying out a range of operations using various equipment, of which, artillery unit support is the representative engineering operation field. The main task of the artillery unit is to attack the enemy's center with firepower from the rear of a friendly force. The artillery must move its original position after firing several times to prevent exposure of the shooting position. This paper proposed a mathematical model and heuristic algorithm that can be used to determine the optimal allocation among engineer equipment, the team (work), and position while reflecting the constraints of the construction of an artillery position. The model proposed in this paper derived the optimal solution for the small size problems, but it takes a long time to derive the optimal solution for the problem of equipment placement of the engineer battalion and brigade scale. Although the heuristic suggested in this study does not guarantee the optimal solution, the solution could be obtained in a reasonable amount of time.

공병 장비의 최적할당을 위한 수리모형 및 휴리스틱 알고리즘

육군의 공병은 여러 장비를 이용하여 다양한 작전을 수행 중이며, 대표적인 군사작전 분야로는 포병 진지구축지원이 있다. 포병은 아군의 후방에서 화력으로 적의 중심을 타격하는 임무를 수행하며, 이때 사격 위치 노출 방지를 위해 한 진지에서 여러 차례 사격 후 진지를 반드시 이동해야 함에 따라 제한된 수의 장비를 효율적으로 운용하여 다수의 진지를 신속히 구축하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 진지 구축시 제약조건을 반영하여, 공병장비-팀(작업)-진지간 최적할당이 가능한 수리모형과 휴리스틱 알고리즘을 제시하고 이에 대한 실험결과를 제시하고자 한다. 본 논문에서 제안한 최적화 수리모형은 작은 크기의 문제에서는 최적해를 도출하나, 실제 공병대대 및 여단 규모의 장비배치 문제에서는 최적해 도출에 장시간이 소요되는 한계가 존재함에 따라, 수리모형 기반의 휴리스틱 역시 제안하였다. 해당 휴리스틱은 1단계에서 수리 모형의 일부 변수의 정수제약 조건을 완화하고 할당에 대한 최적해를 구하고, 해당 해를 원 수리모형에 추가하여 최종 해를 구하는 형태로 설계하였다. 이러한 휴리스틱은 최적해의 도출은 보장하지는 못하나 문제의 크기가 커져도 빠른 시간에 해를 도출할 수 있었다.