최적 운항자세 선정 기술이란 주어진 운항 배수량과 운항 선속에서 최소의 저항을 가지는 즉, 최적의 연료 소비 효율을 가지는 초기 선수흘수와 선미흘수를 제시하는 것이다. 본 논문의 주 목적은 대상선박의 유효동력 데이터를 기반으로 주어진 운항조건에서 최대 의 에너지효율을 가지는 최적의 운항자세를 선정하는 프로그램 개발하는 것이다. 본 프로그램은 인공지능 기법에 의한 파이썬 기반 GUI(Graphical User Interface)로 작성되어 선주가 쉽게 사용할 수 있도록 하였다. 그 과정에 있어 대상 선박 소개, 전산유체역학(CFD)을 통한 유효동력 데이터 수집, 심층학습을 사용한 유효동력 모델 학습 방법 그리고 심층신경망(DNN) 모델을 응용한 최적 운항자세 제시 프로그 램을 구체적으로 설명하였다. 선박은 운항 별로 화물을 싣고 내리게 되고, 이에 화물 적재량이 변화되고 배수량이 변경된다. 선주는 배수 량 별 예상 선속에 따라 최소저항을 가지는 즉, 최대의 에너지효율을 가지는 최적의 운항자세를 알고자 한다. 개발된 GUI는 해당선박의 태블릿 PC와 앱에 설치하여 최적 운항자세 선정에 활용 가능하다.

Airline schedules are highly dependent on various factors of uncertainties such as unfavorable weather conditions, mechanical problems, natural disaster, airport congestion, and strikes. If the schedules are not properly managed to cope with such disturbances, the operational cost and performance are severely affected by the delays, cancelations, and so forth. This is described as a disruption. When the disruption occurs, the airline requires the feasible recovery plan returning to the normal operations in a timely manner so as to minimize the cost and impact of disruptions. In this research, an Ant Colony Optimization (ACO) algorithm with re-timing strategy is developed to solve the recovery problem for both aircraft and passenger. The problem consists of creating new aircraft routes and passenger itineraries to produce a feasible schedule during a recovery period. The suggested algorithm is based on an existing ACO algorithm that aims to reflect all the downstream effects by considering the passenger recovery cost as a part of the objective function value. This algorithm is complemented by re-timing strategy to effectively manage the disrupted passengers by allowing delays even on some of undisrupted flights. The delays no more than 15 minutes are accepted, which does not influence on the on-time performance of the airlines. The suggested method is tested on the real data sets from 2009 ROADEF Challenge, and the computational results are compared with the existing ones on the same data sets. The method generates the solution for most of problem set in 10 minutes, and the result generated by re-timing strategy is discussed for its impact.

최적의 선박 운항 항로를 찾기 위해서는 선박의 정확한 추진성능을 추정하는 것이 매우 중요하다. 본 논문은 선박 최적운항시스템 의 추진성능 데이터베이스를 생성하기 위한 전산프로그램의 개발에 대해 기술하고 있다. 실해역에서의 추진성능은 표류와 표면 거칠기 등 선 체 상태뿐 만 아니라 파랑과 바람 등 해상 상태의 영향을 받는다. 이 부가저항 추정 방법들은 ISO 15016:2002 표준의 실선 속력시운전 해석법 을 근간으로 하고 있으며, 추가로 바람과 선체 표면 거칠기에 대한 몇 가지 추정 방법이 보완되었다. 이 추정 방법들은 종합적인 전산프로그 램으로 만들어졌다. 그리고 향후 최적 운항경로 계산에 활용될 쇄빙연구선 아라온 호에 대해서 데이터베이스 계산이 수행되었다. 이 프로그램 은 모든 선박의 항로 최적화 계산에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구는 아시아 케미컬 탱커 시장을 구성하는 수요 및 공급적 특성을 알아보고 케미컬 탱커선의 주요 비용을 파악하여 탱커시장 의 주요 노선별로 최적선형을 제시하는 것이다. 따라서 본 연구는 선박 운항 상 비용분석에 관한 선행연구사례를 파악하고 케미컬 탱커 관련 연구를 통해 케미컬 탱커선에 적용 가능한 비용모델을 파악하였다. 또한 각 비용요소에 해당하는 데이터를 수치해석(Numerical Analysis)하 고 연구결과의 민감도를 최소화하기 위해 시나리오 분석을 시행하였다. 그 결과 다음과 같이 다섯 가지의 시사점을 도출할 수 있다. 첫째, 연 구대상 선형에서 평균적인 마켓상황을 가정했을 때, ‘극동-중동 노선’에서는 12,000DWT급 선형, ‘극동-동남아시아 노선’에서는 9,000DWT급 선형, 극동지역 내 에서는 3,000DWT급이 비용측면에서 경쟁력을 보일 수 있다. 둘째, 케미컬 탱커의 선박 사이즈가 커질수록, 연료의 가격이 상승함에 따른 경쟁우위가 높아지고 작은 사이즈의 경우 연료가격이 하락할 경우 경쟁우위가 높아지는 것으로 나타났다. 셋째, 케미컬 탱커의 용선료 변동은 호황기와 불황기의 표준편차가 20%미만으로 시황의 영향을 덜 받는 것으로 나타났으며, 비슷한 비율로 상승 시 사이즈별 경 쟁력에는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 넷째, 케미컬 탱커의 Parcelling의 규모가 커질수록 큰 사이즈의 케미컬 탱커가 경쟁력을 가지며 반대의 경우 작은 탱커의 경쟁력이 상승하는 것으로 나타났다. 마지막으로, 케미컬 탱커의 재항시간은 선박의 비용측면에 큰 영향을 미치는데 재항시간이 감소할 경우 큰 사이즈의 선박 경쟁력이 더욱 상승하여 보다 짧은 루트에 투입하여도 경쟁력이 있는 것으로 나타났다.

크루즈 관광 산업은 모든 관광 산업 중 세계적으로 가장 빠르게 성장하고 있는 관광산업임에도 불구하고, 지금까지 합리적 크루즈 경영의사결정에 관한 학술적 연구가 매우 미진한 상황이다. 이 논문은 크루즈 경영에 관한 기초적인 전략적 의사결정이라고 할 수 있는 크루즈 운항일정계획을 다루고 있다. 이전에 개발된 한척의 크루즈선박에 관한 모형의 제한점을 극복하여, 여러 척의 크루즈선박으로 구성된 크루즈 선대를 일반적으로 다룰 수 있는 최적화 의사결정계획 모형을 개발하였다. 후보운항일정계획들 간의 복잡성을 체계화하기 위해 선박별 후보운항일정계획 네트워크를 제안하였으며, 후보운항일정계획 네트워크 전체를 통합하는 정수계획모형을 개발하였다. 공개된 크루즈 운항일정 자료들에 바탕을 둔 가상 사례를 활용하여 개발된 모형을 실험하였다.

This paper presents a decision making model for the cruise ship management. A network based optimization model has been developed for a single cruise ship operation. It gives optimal itinerary patterns over the planning period for the cruise ship managers wanting to maximize profit from the cruise ship operation. A network solution method to find the optimal solution is also developed. This network model can be equivalently transformed into a linear programming model, which makes the implementation of the model quite practical however complicated the given set of possible itineraries may be. The ship scheduling network developed in this study can also be used as a general framework to describe all possible cruise ship itineraries the cruise ship manager can figure out.