In this dissertation, the robustness of the air route segment network in rapidly growing Northeast Asian region is assessed based on the node criticality. The air transport network is modeled and constructed as a network of air route segment, which is the minimum unit in flight planning. Three variations of air route segment networks – unweighted, distance-weighted, and demand-weighted networks are considered with node failure analysis and volcanic ash dispersal scenarios. Regional and national networks are neither categorized as small-world nor scale-free. Although its network properties, the network is more vulnerable to targeted attacks than random failure, with a set of critical nodes identified as ‘pseudo-hubs’. When the loss in flight operation is measured in the corrupted network by node failures as well as volcanic ash clouds, rerouting improved flight operability significantly. Findings on the set of critical nodes provide key insights for the vulnerability of the network, especially in the context of regional coordination against various natural and manmade risks.
본 학위논문에서는 노드 중심성에 기반해 빠르게 성장하는 동북아시아 지역 항로 네트워크의 강건성을 평가한다. 항공 교통 네트워크는 항공기 운항 계획의 최소 단위인 항로 조각의 네트워크로 모델링 될 수 있다. 비가중, 거리 가중, 수요 가중 네트워크의 3가지 종류의 항로 네트워크를 대상으로 노드 삭제 분석과 화산재 확산 시나리오를 통해 분석된다. 우선 지역 및 국가별 네트워크는 작은 세상 네트워크 및 척도 없는 네트워크로는 분류되지 않는다. 분석 결과, 동북아시아 항로 네트워크는 무작위 적인 노드의 부재 상황보다 특정 노드를 겨냥한 공격에 더 취약하며, 이러한 중요 노드는 ‘유사 허브’로 볼 수 있다. 또한 노드 삭제 또는 화산재 구름에 의해 네트워크가 손상된 상황에서 항공기 운항에 있어 예정 경로의 변경이 가능한 경우 운항 측면의 손실을 크게 줄일 수 있는 것으로 나타난다. 이러한 중요 노드의 발견은 특히 지역적인 공조에 있어 자연적, 인공적 위협으로부터 네트워크를 보전하기 위한 핵심적인 통찰을 제공한다.
