Введение
Форма маршрутизации транспорта
Парадигма распределения «спица-хаб» (также известная как система «хаб и спицы») – это форма оптимизации транспортной топологии, в которой специалисты по планированию маршрутов организуют пути как серию «спиц», соединяющих удалённые пункты с центральным «хабом». Простые формы этой модели распределения/соединения контрастируют с транзитной системой «точка-точка», в которой каждый пункт имеет прямое сообщение с каждым другим пунктом, и которая являлась основным методом перевозки пассажиров и грузов до 1970-х годов. Авиакомпания Delta Air Lines впервые внедрила модель распределения «спица-хаб» в 1955 году, и эта концепция произвела революцию в отрасли транспортной логистики после того, как компания Federal Express продемонстрировала её эффективность в начале 1970-х годов. В конце 1970-х годов сектор телекоммуникаций и информационных технологий также принял эту топологию распределения, назвав её топологией сети типа «звезда». «Создание хаба» подразумевает «организацию транспортной сети по модели «хаб и спицы»».
Преимущества
Модель "хаб и спицы", по сравнению с моделью "точка-точка", требует меньше маршрутов. Для сети из n узлов для соединения всех узлов необходимо только n − 1 маршрута, поэтому верхняя граница равна n − 1, а сложность – O(n). Это существенно выгоднее, чем маршруты, или O(n²), которые потребовались бы для соединения каждого узла с каждым другим узлом в сети "точка-точка". Например, в системе с 10 пунктами назначения система "хаб и спицы" требует только 9 маршрутов для соединения всех пунктов назначения, а полноценная система "точка-точка" – 45 маршрутов. Однако расстояние, пройденное по маршруту, как правило, будет больше, чем в системе "точка-точка" (за исключением случаев, когда маршрут не предполагает пересадок). Поэтому общая эффективность может снизиться. В то же время, при одинаковом количестве воздушных судов, меньшее количество маршрутов позволяет выполнять каждый маршрут чаще и с большей пропускной способностью, поскольку спрос на пассажиров можно удовлетворить не только из одного города (при условии готовности пассажиров к пересадкам, что само по себе влечет дополнительные расходы). Сложные операции, такие как сортировка грузов и бухгалтерский учет, могут выполняться в хабе, а не в каждом узле, что обеспечивает экономию за счет масштаба. В результате спицы проще в эксплуатации, и поэтому новые маршруты можно легко создавать.
Недостатки
Кроме того, узел представляет собой узкое место или единственную точку отказа в сети. Общая пропускная способность сети ограничена пропускной способностью узла. Задержки в узле (например, из-за неблагоприятных погодных условий) могут приводить к задержкам во всей сети. Груз должен проходить через узел, прежде чем достигнет пункта назначения, что требует более длительных маршрутов, чем прямые перевозки из точки в точку. Это может быть выгодно для грузовых перевозок, которые могут воспользоваться сортировкой и консолидацией грузов в узле, но является проблемой для срочных грузов, а также для пассажиров. Необходимость перегрузки багажа в узле также повышает риск его потери по сравнению с моделью "из точки в точку".
Коммерческая авиация
В 1955 году Delta Air Lines впервые внедрила систему «хаб и спиц» в своем узловом центре в Атланте, штат Джорджия, стремясь конкурировать с Eastern Air Lines. В середине 1970-х годов FedEx адаптировала модель «хаб и спиц» для осуществления ночной доставки посылок. После дерегулирования авиационной отрасли в 1978 году несколько других авиакомпаний переняли парадигму «хаб и спиц», разработанную Delta. Авиакомпании расширили модель «хаб и спиц» различными способами. Один из методов – создание дополнительных узлов на региональном уровне и организация основных маршрутов между ними. Это снижает необходимость совершать длительные перелеты между близко расположенными узлами. Другой метод – использование городов-концентраторов для организации прямого сообщения по маршрутам с высокой загруженностью и полного обхода узлового центра.
Промышленная дистрибуция
Модель «хаб и спицы» также использовалась в теории экономической географии для классификации определенного типа промышленного района. Экономический географ Энн Маркусен разработала теорию промышленных районов, в которой ряд ключевых промышленных фирм и предприятий выступают в качестве центра, а связанные с ними предприятия и поставщики извлекают выгоду из их присутствия и располагаются вокруг них, подобно спицам колеса. Главной характеристикой таких промышленных районов является важность одной или нескольких крупных компаний, как правило, в одном промышленном секторе, окруженных более мелкими, зависимыми предприятиями. Примерами городов с такими районами являются Сиэтл (где была основана компания Boeing), Кремниевая долина (высокотехнологичный хаб) и город Тойота, связанный с компанией Toyota.
Восточноазиатские отношения
В контексте геополитики Восточной Азии Виктор Ча утверждает, что парадигма "центр-спицы" описывает сеть альянсов, которые Соединенные Штаты выстраивали по отдельности со странами Восточной Азии. Договор о безопасности между Соединенными Штатами и Японией 1951 года, Соглашение о статусе сил США и Республики Корея 1953 года и Договор о взаимной обороне между Соединенными Штатами и Китайской Республикой 1954 года (позднее замененный Законом об отношениях с Тайванем) – это примеры таких двусторонних отношений в сфере безопасности. Эта система создает двустороннюю архитектуру безопасности в Восточной Азии, отличную от многосторонней архитектуры безопасности в Европе. США выступают в роли "центра", а азиатские страны, такие как Южная Корея и Япония, – в роли "спиц". Связь между центром и спицей сильна, а между самими спицами – слабая или отсутствует. В апреле 2014 года все десять глав оборонных ведомств стран АСЕАН и министр обороны США Чак Хейгел приняли участие в форуме по вопросам обороны США и АСЕАН на Гавайях. Эта встреча стала первым случаем, когда США принимали форум, и была частью усилий США по укреплению военных связей между странами АСЕАН.