The cooperative game theory consists of a set of players and utility function that has positive values for a subset of players, called coalition, in the game. The purpose of cost allocation method is to allocate the relevant cost among game players in a fair and rational way. Therefore, cost allocation method based on cooperative game theory has been applied in many areas for fair and reasonable cost allocation. On the other hand, the desirable characteristics of the cost allocation method are Pareto optimality, rationality, and marginality. Pareto optimality means that costs are entirely paid by participating players. Rationality means that by joining the grand coalition, players do not pay more than they would if they chose to be part of any smaller coalition of players. Marginality means that players are charged at least enough to cover their marginal costs. If these characteristics are all met, the solution of cost allocation method exists in the core. In this study, proportional method is applied to EOQ inventory game and EPQ inventory game with shortage. Proportional method is a method that allocates costs proportionally to a certain allocator. This method has been applied to a variety of problems because of its convenience and simple calculations. However, depending on what the allocator is used for, the proportional method has a weakness that its solution may not exist in the core. Three allocators such as demand, marginal cost, and cost are considered. We prove that the solution of the proportional method to demand and the proportional method to marginal cost for EOQ game and EPQ game with shortage is in the core. The counterexample also shows that the solution of the proportional method to cost does not exist in the core.

Cost allocation studies on the rational allocation method for the common cost of the joint products or services that provide different benefits to each economic entity under the constraints of the efficiency and fairness. Cooperative game theory is often used for cost allocation and studies on a fair and efficient allocation of the utility if some feasible utility for a whole or subset of the players in a game is given. This study shows a variety of cooperative game theory approaches and discusses the pros and cons of each approach.

A number of stores can save costs by forming a centralized inventory system. The number and location of centralized warehouses can be determined in minimizing total costs and then these cost reductions should be allocated fairly to each store. If no group of stores feel that they are paying to subsidize to the complementary set of stores, then that cost allocation is in core. That is, all stores become better off by forming a group. This study shows that there does not exist the core in some examples. Hence, we suggest a framework for the cost allocation both of the case in which the core exists and the core does not exist.

현대의 항만은 선박 대형화가 진행됨에 따라 허브 & 스포크 방식의 전략이 강화 되었다. 이러한 항만 이용자의 니즈 변화에 따라 항만 역시 대형화 및 현대화 되는 추세이다. 이 같은 상황 하에서 기존 항만 운영의 변화가 예상된다. 중, 소규모의 운영사 연합 운영을 통해 경제적, 운영적 효과를 도모하는 움직임은 하나의 예로 들 수 있다. 본 연구에서는 부산항 신항을 대상으로 중, 소규모의 운영사 연합이 경제 적 측면에서 어떠한 효과를 내는지에 대해 분석하였다. 더불어 운영사 연합 내에서 비용배분의 문제를 게임이론을 통해 제시하였다. 결과적으 로 현재와 같이 5개의 운영사로 나뉘어 운영되는 것보다 연합하여 운영할 경우 운영사 측면에서 비용 감소의 효과가 있는 것으로 나타났다. 연합에 참여한 운영사 간에 비용을 배분하는데 있어 비례배분법, 샤플리밸류, 중핵 방법을 사용하는 것을 고려하였으며, 본 연구에서는 샤플 리밸류 방법이 가장 적합한 방법으로 나타났다.

본 연구의 핵심은 다양한 환경기초시설, 치수관련 시설물 등의 지자체별 개별적 건설과 운영에 따른 예산의 낭비와 비효율적 운영을 지양하는데 있다. 다음으로는 인접 지자체간의 협력적 운영을 통하여, 저출산 고령화 시대에 맞는 수자원시설의 효율성을 강화하여 규모의 경제를 달성하는 방안을 찾는데 있다. 지자체간의 협력을 유도하기 위해서는 관련시설의 투자비용의 합리적 배분이 필요하다. 이러한 합리적 비용배분의 방법으로 비례법, 샤플리방법, 분리비용잔여편익 산출법 등을 제안하고 있다. 지자체별로 건설 중인 하수처리장시설을 사례대상으로 하여 구체적인 적용방법을 제시하고 있다. 본 연구결과의 정책적인 시사점으로는 합리적 비용배분을 통하여 관련 지자체간의 갈등을 사전에 차단하는 동시에, 정부의 환경기초시설에 대한 지자체별 국고보조 방식보다는 유역의 협력적 예산으로 전환하는 것도 바람직한 정책으로 판단된다.

댐이 건설된 이후 댐직하류 하천구간은 하천구역내 사유지 경작과 하상주차장 등의 입지, 사주가 발달하여 하폭감소에 의한 문제가 발생하였다. 특히 하천정비의 미흡으로 홍수시 하천통수능력이 감소하여 유역전반에 영향을 미치고 있다. 댐 운영조건도 일부 제약을 받고 있는데 이의 해소를 통한 댐 기능의 회복과 운영의 효율성 제고가 하천의 치수 안정성 확보와 함께 개선대책이 필요하였다. 따라서 댐 운영관리개선과 연계된 댐직하류 하천정비사업이 시행되고 있는데 사업의