통행시간 최소화를 위한 고속철도 급행 정차 패턴 연구
A Study on the Express Stop Pattern of High Speed Railway to minimize the Travel Time
- 주제(키워드) 노선 계획 , 정차 패턴 , 급행 운영 , 최적화 , Skip-Stop
- 주제(DDC) 629.04
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 유정훈
- 발행년도 2024
- 학위수여년월 2024. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 교통공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000033703
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
우리나라 고속철도는 지난 2004년 개통 이래로 지속적인 양적 성장을 이루어 냈고 수요 또한 꾸준히 증가해 왔지만, 고속철의 성격과 부합하지 않는 저조한 표정속도로 인해 속도 향상의 필요성이 제기된다. KTX는 평균 역 간 거리가 외국에 비해 길어 표정속도 향상에 유리하나, 실제로는 평택-오송 구간의 선로 포화로 인해 급행과 완행 등으로 정차 패턴을 다변화하지 못하여 전체 표정속도가 낮다. 이에 해당 구간의 2복선화 공사가 2027년 완료될 예정이며, 선로용량의 여유가 생기므로 급행 정차 패턴을 설정하여 전체 표정속도를 향상할 수 있는 여지가 있다. 이에 본 연구에서는 승객 통행시간의 최소화를 목적으로 하는 최적화 모형을 구축하였고, 기존 열차의 운행 데이터와 실적 수요, 차종, 선로 구간 네트워크 등의 현행 자료를 입력 데이터로 설정하였다. 최적해는 2가지로 도출되는데 첫 번째는 현행 정차 패턴 목록 자체에서 최적화를 진행한 M0이며, 두 번째는 열차의 논리적인 운행 계통을 기반으로 17,000종류의 실현 가능한 정차 패턴 후보군 중에서 목적함수 개선에 가장 큰 영향을 미치는 정차 패턴을 도출한 M1이다. 최적 정차 패턴을 도출한 결과, 기존 정차 패턴 대비 총 승객 통행시간을 4% 절감할 수 있었다. 해당 수치는 전체 노선에서 승객 통행시간을 일괄적으로 단축하는 데 표면적인 영향을 미치기에는 부족할 수 있다. 그러나, 선로용량 포화라는 현 상황에서 기존 열차의 운행 횟수를 줄이지 않고도 정차 패턴의 최적화를 통해 통행시간을 단축하였다는 점에서 의의 가 있다. 본 연구에서 도출한 최적 정차 패턴을 기반으로, 향후 평택~오송 구간의 개량 공사가 완료되었을 때 급행과 완행의 다중 등급 열차 운영 체계를 구축하는 데 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대한다. 키워드 : 노선 계획, 정차 패턴, 급행 운영, 최적화, Skip-Stop
more초록/요약
Korea’s High speed rail has achieved continuous quantitative growth since its opening in 2004, and demand has been steadily increasing, but the need to improve the speed is raised due to the low scheduled speed that does not match the characteristics of the high-speed rail. KTX is advantageous for improving the scheduled speed because the average distance between stations is longer than that of foreign countries, but in reality, the overall scheduled speed is low because the stopping pattern cannot be diversified to express and All-stop due to the saturation of the tracks between “Pyeongtaek” and “Osong”. As a result, a four-track line construction of the section is scheduled to be completed in 2027, and there is chance for improving the overall scheduled speed by setting a Express stop pattern as there is spare for line capacity. Therefore, in this study, an optimization model aimed at minimizing passenger travel time was constructed, and current data such as the operation data of the existing train, performance demand, vehicle type, and track section network were set as input data. There are two types of optimal solutions: the first is M0, which was optimized from the current stop pattern list itself, and the second is M1, which derives the stop pattern that has the greatest impact on improving the objective function among the 17,000 types of feasible stop pattern candidates based on the train’s logical operating system. As a result of deriving the optimal stopping pattern, it was possible to reduce the total passenger travel time by 4% compared to thexisting stopping pattern. This figure may be insufficient to have an superficial effect on collectively shortening the passenger travel tine on the entire route. However, in the current situation of line capacity saturation, it is significant in that the travel time was shortened by optimizing the stopping pattern without reducing the number of existing trains. Based on the optimal stopping pattern derived in this study, it is expected that it can be used as basic data to establish a multi-class train operation system for express and All-Stop when the improvement work on the “Pyeongtaek” ~ “Osong” section is completed in the future. Keywords : Line Planning, Stopping Pattern, Express Operation, Optimization, Skip-Stop
more목차
제1장 서론 1
제1절 연구의 배경 및 목적 1
제2절 연구의 내용 및 범위 3
제2장 관련 연구 고찰 6
제1절 노선 계획(Line Planning)의 개념 6
제2절 노선 계획 관련 기존 문헌 고찰 6
제3절 기존 연구의 분류 및 차별점 10
제3장 입력 자료 구축 및 분석 12
제1절 입력 자료 구축 12
제2절 입력 자료 분석 20
제4장 연구 방법론 및 실험 23
제1절 집합 및 변수 설정 23
제2절 최적화 모형 구축 26
제3절 정차 패턴 도출을 위한 최적화 실험 27
제5장 결론 33
제1절 결론 및 시사점 도출 33
제2절 향후 연구 방향 제시 35
참고문헌 36
Abstract 39
