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교통수단간 연계를 위한 최적 버스 배차간격 조정 알고리즘 개발
Improvement of Optimal Bus Headway for Intermodal Transfer Station 원문보기

大韓土木學會論文集, Journal of the Korean Society of Civil Engineers, D. 교통공학, 도로공학, 시공관리, 정보기술, 지역 및 도시계획, 철도공학, 측량 및 지형공간정보공학, v.29 no.1D, 2009년, pp.17 - 23  

유병용 (부경대학교 위성정보과학과) ,  양승태 ((주)지오매틱코리아) ,  배상훈 (부경대학교 위성정보과학과)

초록

현대사회는 차량의 급격한 증가로 인해 교통정체, 환경오염이 심각해지고 있으며, 유가의 상승으로 인해 대중교통이용의 필요성이 대두되고 있다. 특히 장거리를 이동하는 이용자는 대중교통의 환승이 중요한 요인이라 할 수 있다. 이러한 연계성을 확보하기 위하여 국내에서는 환승센터의 구축이 활발하게 이루어지고 있다. 하지만 이러한 환승센터의 구축뿐만 아니라 교통수단간 효율적인 연계체계를 구축하여 이용자의 대기시간을 최소화하는 방안 마련을 통해 대중교통의 만족도를 향상시켜 승용차에서 대중교통으로의 수단전환이 필요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구는 대중교통수단간 환승 시 효율적인 연계버스 운행간격의 조정을 통하여 환승승객의 대기시간을 최소화하는 알고리즘의 개발을 목적으로 한다. 운행간격 조정을 위하여 일반승객의 대기시간비용, 환승승객의 대기시간비용, 버스운행비용 등 총 교통비용을 산정하여 이를 최소화하는 배차간격을 산출한다. 모형의 검증을 위하여 광명역을 대상으로 KTX와 광명역을 기점으로 하는 6014번 노선을 선정하여 모형을 적용하였다. 적용결과 현행으로 운행 시 270분 대기시간이 발생하며, 개선된 모형을 적용하게 되면 승객수요에 따른 시나리오에 따라 58분에서 82분의 대기시간이 발생하는 하여 최대 212분의 단축 효과가 있는 것으로 나타나 모형의 효과가 높은 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Due to the rapid increase of vehicles on the street, Korean society is facing worsening traffic congestions and air pollutions. Also, the oil price pickup has led to increasing need for the use of public transportation. In particular, transfering among public transportation may be a main factor for ...

주제어

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문제 정의

  • Maged Dessouky, Randolph Hall(2000)은 환승센터에서의 동시환승을 위한 도착차량과 출발차량간의 연계를 위하여 환승 대기시간의 최소화를 목적으로 연구를 수행하였으며, 본 연구에서는 차량의 위치를 파악하여 도착시간을 예측하고 동시환승이 가능하도록 모형을 설계하였다. 위치추적기술을 통하여 차량의 위치를 실시간으로 파악하고 환승센터에서 도착차량의 시간을 예측하여 도착시간에 대한 확률분포를 이용하여 차량의 연계가능성을 파악한다.
  • 교통수단간 환승체계의 제고방안 가운데 기존의 교통수단중 버스의 배차간격을 조정하여 타 교통수단과의 연계체계를 개선하고자 한다. 버스 배차간격은 승객들을 효율적으로 수송하기 위한 버스운행계획으로서 버스회사의 운영효율성과 밀접한 연관을 가지는 요소이다.
  • 따라서 본 연구는 환승승객의 대기시간을 단축하여, 환승 하고자 하는 이용자의 만족도를 향상시켜 대중교통의 이용률을 증가시킬 수 있는 방안이 될 것이라 사료된다.
  • 따라서 본 연구에서는 버스와 타 교통수단인 철도의 연계 체계를 개선하기 위하여 이용자의 대기시간을 최소화하는 최적 버스배차간격 알고리즘 개발을 목적으로 한다.
  • 본 연구는 기존에 개발되어 잇는 버스배차간격 설정모형을 환승승객의 대기시간을 반영하여 환승 지점을 경유하는 버스의 배차간격을 산정하여 환승승객의 대기시간을 최소화하며, 일반승객의 대기시간 또한 고려되어 이용자의 만족도를 최적화하는 것을 목적으로 연구를 수행하였다. 본 연구에서 적용되는 노선은 버스의 출발지가 환승지점 부근이며, 환승 승객의 수요가 높고, 배차간격이 긴 노선을 대상으로 적용하였다.
  • 국내에서도 최적 배차간격 설정을 위한 많은 연구가 이루어 졌는데 정영삼, 고승영(1997)은 가변적인 도로교통량에 민감하게 영향을 받는 서울시 버스 운행시간을 정류장 수, 운행거리, 총 탑승인원, 출발 시간대, 요일 등의 설명변수로 하여 그 실태를 분석하였고, 버스 운행비용과 승객 대기시간 비용 및 통행시간 비용의 합으로 총 교통비용을 최소화 하는 요일별/출발시간대별 버스 배차간격과 필요 운행대수의 해석적인 해를 제시하였다. 본 연구에서는 버스운행비용, 승객대기시간비용 및 승객통행시간비용의 합으로 구성된 총 교통비용을 최소화 하는 모형을 기본으로 하여 개선된 모형을 개발하였다.
  • 본 연구에서는 위의 기본적인 버스 배차간격 설정을 위한 총 교통비용 설정 모형을 바탕으로 타 교통수단과의 연계를 위한 알고리즘 개발을 수행하고자 한다.
  • 이 통합 과정으로 VCSP(The vehicle and crew scheduling problem)를 이용하고 있다. 이는 차량과 운전자의 스케줄링을 연속적으로 합한 값과 각각 독립적으로 구한 값을 비교하여 통합의 필요성을 도출하고 잠재적 이익을 찾을 수 있게 하기 때문에 효율적인 스케줄링 방법을 제시하였다.

가설 설정

  • 버스의 운행시작 시간은 고정되어 있으며, 버스가 출발지에서 출발하여 환승역에 도착할 때까지의 통행시간은 일정한 것으로 가정하였다(지연시간 배제).
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
버스가 다른 교통수단과의 원활한 연계체계를 구축하기 위해 이뤄지는 노력은? 또한, 급변하는 교통환경에서 버스가 대중교통기능을 충실히 수행할 수 있도록 하기 위해서는 다른 교통수단과의 원활한 연계체계의 구축이 중요하다. 이러한 연계성을 확보하기 위하여 국내에서는 환승센터의 구축이 활발하게 이루어지고 있으며, 청량리 환승센터, 여의도 환승센터와 같은 교통수단간 환승을 위한 시설물이 늘어나고 있는 추세이다. 하지만 이러한 환승센터의 구축뿐만 아니라 교통수단간 효율적인 연계체계를 구축하여 이용자의 대기시간을 최소화하는 방안 마련을 통해 대중교통의 만족도를 향상시켜 승용차에서 대중교통으로의 수단전환을 유도하는 것이 필요하다.
차량의 급격한 증가로 초래된 문제는? 현대사회는 경제발전과 생활수준의 향상에 따라 차량의 급격한 증가를 초래하였으며 이로 인해 교통정체, 환경오염 등과 같은 심각한 문제를 발생시키게 되었다. 또한, 승용차의 이용자는 꾸준히 증가하고 있는 추세이며, 이에 대한 대중교통의 활성화 방안은 미비한 실정이다.
버스가 대중교통기능을 충실히 수행하기 위해 중요한 것은? 또한, 급변하는 교통환경에서 버스가 대중교통기능을 충실히 수행할 수 있도록 하기 위해서는 다른 교통수단과의 원활한 연계체계의 구축이 중요하다. 이러한 연계성을 확보하기 위하여 국내에서는 환승센터의 구축이 활발하게 이루어지고 있으며, 청량리 환승센터, 여의도 환승센터와 같은 교통수단간 환승을 위한 시설물이 늘어나고 있는 추세이다.
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참고문헌 (10)

  1. 고종섭(1999) 대중교통 실시간 차량 스케줄링 연구, 명지대학교. 

  2. 고승영(2000) 실시간 버스 스케줄링 알고리즘 개발, 명지대학교. 

  3. 배상훈, 김탁영, 류병용(2007) 이용자 만족도를 반영한 최적 버스 배차간격 설정 모형의 개발, 한국ITS학회 논문지, 한국ITS학회, 제6권 제3호. 

  4. 정영삼(1997) 버스 운행시간 분석 및 최적 배차간격 모형 개발,명지대학교 대학원 논문집 : 공학계열, 제1집, pp. 509-516 

  5. Fobes, M.A. (1991) An exact algorithm for multiple depot busscheduling, Mathematics Department, The University of Queensland, Brisbane, Qld 4072, Australia.Knut 

  6. Haase (2001) Simultaneous vehicle and crew scheduling inurban mass transit systems, Transportation Science 2001INFORMS, Vol. 35, No. 3, pp. 286-303. 

  7. Maged Dessouky, Randolph Hall (2000) Bus Dispatching at TimedTransfer Transit Stations using Bus Tracking Technology,Transportation Research Part C. 

  8. Randall Rine (1998) Transit Cooperative Research Program 30,Transit Scheduling : Basic and Advanced Manuals, NationalAcademy Press Washington, D.C.. 

  9. Richard Feling (1999) An Overview of Model and Techniques forIntegrating Vehicle and Crew Scheduling, Econometric Institute, Erasmus University Rotterdam, The Netherlands. 

  10. Steven I-Jy Chien (2005) Optimization of Headway, Vehicle Sizeand Route Choice for Minimum Cost Feeder Service, Transportation Planning and Technology. 

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