Disaster response operations are critical, challenging tasks that decrease the devastating impacts of disasters in casualties and property damages. Even such a simple operation as providing resources often calls cooperation between delivery routers, suppliers and demanders. This cooperation has to be dynamic and complex in a disaster, adapting robustly to changing contexts, always efficient. This requires a solid organizational structure which is represented by network. This work computationally designs and evaluates alternative organizational structures as network for disaster response to resolve disconnects between resource demand and supply. Particularly, this research consists of 1) organizational structure designs with two distinct optimization techniques, 2) agent-based simulations that virtually replicate disaster response contexts, and 3) social network analysis that observes and interprets the relation between the structure and the performance under network perspectives. Simulations of Hurricane Katrina suggest optimized organizational structures improve resource deliveries. For instance, an organizational structure optimized to solve the multi-commodity network flow problem delivers resources more accurately by emphasizing the information broker organizations. Another organizational structure optimized to solve the resource delivery shortest path problem delivers more resources by strengthening the links of the leadership and edge organizations.
재난의 파괴적 영향력으로 인해 발생하는 다양한 피해와 인명손실을 감소시키기 위하여 재난대응활동은 매우 중요한 역할을 수행한다. 재난대응활동의 경우, 자원을 제공하는 것과 같은 단순한 단일 활동에 있어서도 공급자, 운송자, 수요자 사이의 다양한 협력을 요구하게 되며, 이는 재난이 주는 상황 변화에 보다 강인하게 적응하여 효율적인 활동을 할 수 있도록 매우 역동적이고 복잡한 협력이 요구된다는 점을 알 수 있다. 이렇게 다양한 조직들 사이의 협력을 개선하기 위한 방법들 중에서 구조적 측면의 접근을 통한 조직구조 개선 방법이 존재한다. 이러한 조직구조적 측면의 접근법은 다양한 조직들 사이의 협력을 그들 사이의 역학적 측면에서 분석하고, 새로운 조직구조를 설계하는 방향에 초점을 맞추고 있다. 특히, 재난 대응에서는 긴급하고 위험하며 예측 불가능하다는 상황 특성으로 인해 보다 복잡한 역학을 보여주게 되며, 다양한 계층의 조직들이 교차 협력해야 하는 상황으로 인해 복잡도는 한층 가중되게 된다. 따라서 기존의 전통적 계층구조보다는 개선된 네트워크형의 보다 강인한 조직구조가 재난대응활동에서 더 필요로 하게 됨을 알 수 있다. 본 연구에서는 어떻게 하면 자원의 수요-공급 불일치 문제를 해결할 수 있는 대안 재난대응조직구조를 계산적으로 설계 및 평가할 것인지에 대한 물음으로부터 시작했다. 이에 대한 대답으로 본 연구는 1) 두 가지 서로 다른 최적화 기법을 활용한 조직구조 설계, 2) 재난대응 상황을 가상적으로 재연하기 위한 행위자 기반 시뮬레이션, 3) 도출된 조직구조와 실험상 성능 사이의 연관성을 네트워크 관점에서 관측 및 해석하기 위한 소셜 네트워크 분석의 통합된 활용을 제시하고자 한다. 또한, 본 연구는 지난 2005년 미국 허리케인 카트리나 사태 당시의 실제 데이터셋을 활용하여 상기 제시한 방법론을 가상적으로 실험해 보았다. 그 결과, 본 연구에서는 최적화 기법이 개선된 성능의 조직구조를 제공하고 있으며 동시에 각각 반영한 목적에 따라 다른 특성을 가지고 있다는 점을 확인할 수 있었다. 예를 들면, 다중 자원 네트워크 흐름 문제 측면에서 접근한 최적화된 조직구조는 정보 중계 조직을 강조하는 조직구조를 통해 자원의 불필요한 전달을 감소시키는 방향으로 개선시켜주는 점을 확인할 수 있었다. 반면에 자원 전달 최단 경로 문제 측면에서 접근한 최적화된 조직구조는 최상위 지휘조직과 최하위 현장조직 사이의 직접적 연결을 강화함으로써 더 많은 자원이 전달될 수 있도록 개선시켜주는 점을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 통해서, 본 연구는 조직구조 설계를 위하여 시뮬레이션 기반 최적화를 수행하기 위한 기초를 제시했다고 말할 수 있을 것이다.
