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정시성을 고려한 연계형 수요응답형 대중교통(DRT)의 운영 계획 최적화

Development of an Optimization Model for Operation Planning of Integrated DRT System Considering Punctuality

초록/요약

수요응답형 대중교통(DRT)은 택시와 노선버스의 장점을 결합한 대중교통 수 단으로, door-to-door 통행과 저렴한 요금의 이점을 제공한다. DRT는 영국에 서 처음 시행된 이후 다양한 형태로 연구되어 왔으며, 최근 국내에서는 시범사 업을 통해 주목받고 있다. 특히 연계형 DRT는 first-mile, last-mile, middle-mile 역할을 수행하며 철도 등 다른 교통수단과의 연계를 통해 대중교 통 활성화에 기여할 수 있다. 본 연구는 교통 허브 간 환승을 목적으로 하는 middle-mile 역할의 연계형 DRT 도입 타당성 검토 및 분석 프레임워크 수립을 목표로 한다. 이를 위해 서 비스 수준에 영향을 미치는 요소들에 대한 분석을 진행하며 실제 대중교통이 존재하는 네트워크에서 다양한 조건에서의 연계형 DRT의 효과적인 도입을 위 해 사회적 비용을 고려한 다목적 최적화 모형을 설계하였다. 통행 속도의 불확 실성을 고려하여 정시성을 확보할 수 있는 DRT 노선 계획을 가능하게 하는 로버스트 최적화 모형을 통해 다양한 교통 상황에서도 안정적인 운영을 보장한 다. 연구는 실제 카드 데이터를 기반으로 664명의 승객 데이터를 분석하여 DRT 의 효율적 운영을 위한 기존 노선 개편, DRT 최적 배차 및 노선 설계를 진행 하였다. 이 과정에서 정책적 요소를 반영하여 의사결정자들이 DRT 도입에 앞 서 명확한 운영 방안을 수립할 수 있도록 지원한다. 연구 결과는 DRT의 정시 성과 서비스 수준을 높이는 동시에, 이용자와 운영자 간의 비용 균형을 맞추는 데 기여할 것으로 기대된다. 키워드: 수요응답형대중교통(DRT), middle mile, 정시성, 유전알고리즘, 네트 워크 효율화

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목차

제1장 서론 1
제1절 연구의 배경 및 목적 1
제2절 연구의 내용 및 수행절차 5
제2장 선행연구 및 관련 이론 고찰 7
제1절 선행연구 고찰 7
1. 대중교통 노선 계획 7
2. 수요응답형 대중교통 10
3. 도심부 수요응답형 대중교통 18
4. 연계형 수요응답형 대중교통 20
5. 수요응답형 대중교통 운영방안 26
6. 알고리즘의 활용 29
제2절 기존 연구의 한계 및 시사점 33
제3장 연구 방법론 및 모형 구축 37
제1절 연구방법론 정립 37
1. 연구 목표 설정 37
2. 분석 체계 구상 37
제2절 연계형 DRT 도입 모형 구축 39
1. 연계형 DRT 39
2. 수리 모형식 41
3. 유전알고리즘의 활용 45
제4장 실험 설계 47
제1절 실험 지역 선정 47
제2절 실험 가정 및 분석 절차 50
1. 네트워크 가정 50
2. 분석 방안 수립 53
제5장 모형 적용 및 평가 56
제1절 모형 적용 56
1. 데이터 구축 56
2. 유전알고리즘 적용 62
3. 최적해 선정 64
제2절 실험 결과 66
1. DRT 최소 서비스율 선정 66
2. DRT 적정 차량 용량 선정 69
3. DRT 적정 최대 우회율 선정 71
4. 기존 노선과 동시 운영 검토 73
5. 신규 고정형 노선 도입 검토 75
6. 기존 버스 체계 개편 검토 77
7. 적정 차량 대수 선정 및 노선 설계 80
8. 정시성 제약의 당위성 82
제3절 결과 분석 85
제6장 결론 및 향후 연구 88
제1절 결론 88
제2절 향후 연구과제 89
참고문헌 91
부록 98
1. DRT 최소서비스율 상세 결과 98
2. DRT 적정 차량 용량 선정 102
3. DRT 적정 최대 우회율 선정 103
4. 기존 노선과 동시 운영 검토 106
5. 신규 고정형 노선 도입 검토 108
6. 기존 버스 체계 개편 검토 110
7. 적정 차량 대수 선정 및 노선 설계 113
8. 정시성 제약 검토 114

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