맞춤형 파레토 개선 가격·경로 설계로 화물 운송 효율 극대화

초록

본 논문은 트럭 운전자를 대상으로 OD와 가치‑시간(VOT) 정보를 자발적으로 신고하도록 유도하고, 신고된 정보를 활용해 개인별 맞춤형 가격·경로 스킴을 설계한다. 설계된 옵티멈 프라이싱 스킴(OPS)과 근사 옵티멈 프라이싱 스킴(AOPS)은 모두 사용자를 기존 사용자 균형(UE)보다 비용이 낮게 만들면서 평균 예산 균형(budget‑balanced)과 진실성(incentive‑compatibility)을 보장한다. 시뮬레이션 결과, 두 스킴은 기존의 균일 수익 환급 혼합형 혼잡 과금(CPURR) 대비 전체 여행시간과 금전적 비용을 크게 감소시킨다.

상세 분석

이 연구는 다계층(VOT) 트럭 운전자를 대상으로 하는 비원자 게임 모델을 기반으로 한다. 네트워크 G=(V,L) 상에서 각 링크 l의 트럭 여행시간 C_l^T는 승용차 흐름 X_l^p와 트럭 흐름 X_l^T(α) 의 비선형 함수로 정의되며, α는 OD‑클래스‑경로 조합에 대한 비율 변수 집합이다. OD 수요 d_{j,w}는 확률분포를 갖고, 각 실현 c에 대해 실현값 d_{j,w}^c가 주어진다. 트럭 운전자는 자신의 VOT s_w와 OD를 신고하고, 신고된 VOT에 따라 개별화된 가격·경로를 할당받는다.

우선 사용자 균형(UE)은 각 운전자가 자신의 기대 여행시간을 최소화하는 상태이며, 이는 보완조건(complementarity constraints) 형태의 비선형 최적화 문제(9)로 표현된다. 여기서 λ∈