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정시성 확보를 위한 버스노선 당 적정 운행시간 산정 연구
Study on the Optimum Route Travel Time for Bus to Improve Bus Schedule Reliability 원문보기

韓國ITS學會 論文誌 = The journal of the Korea Institute of Intelligent Transportation Systems, v.16 no.6, 2017년, pp.112 - 123  

김민주 (서울대학교 환경대학원 환경계획학과 교통학전공) ,  이영인 (서울대학교 환경대학원 환경계획학과)

초록
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정부의 대중교통활성화 정책과 이용자들의 승용차에서 버스나 지하철로의 수단 전환으로, 대중교통의 정확한 배차시간과 도착시간의 확보가 중요해졌다. 서울시에서 제공하는 버스운행관리시스템(BMS : Bus Management System) 자료를 이용하여, 실시간 버스위치, 배차간격, 운행이력 등의 정보를 알 수 있다. 본 연구에서는 BMS 자료를 이용하여 안전운행을 하면서 정시성도 확보할 수 있는 방안을 제안하고자 한다. 다른 연구와는 다르게, 버스 정류장 사이 구간을 5개의 지점과 6개의 시간으로 나누어, 각각의 시간을 BMS 자료를 이용하여 산정하였다. 또한, 각 시간에 영향을 주는 주된 원인을 살펴보고, 요소별 평균, 표준편차, 변동계수를 이용하여 정류장 별 정시성과 안전성, 이동성을 모두 확보한 버스 노선의 적정 운행시간을 제안하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The accurate forecasting of the public transportation's transit and arrival time has become increasingly important as more people use buses and subways instead of personal vehicles under the government's public transportation promotion policy. Using bus management system (BMS) data, which provide in...

주제어

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문제 정의

  • 또한 BMS자료는 버스 서비스 향상을 위한 자료로 이용될 수 있으며, 이를 통해 대중교통 정책평가 및 수립에 기여할 수 있을 것이다. 따라서 본 연구에서는 서울시 BMS 자료를 이용하여 현재 버스 통행시간의 편차를 분석하고, 편차발생요인을 조정하여 안전성과 정시성을 모두 확보할 수 있는 노선 운행시간을 산정하고자 한다.
  • 정시성을 맞추기 위해서 무리하게 빠른 속도로 운행하거나, 신호를 위반하는 등의 위험한 행위가 발생할 수 있기 때문에 정시성은 안전성과 함께 고려되어야한다. 따라서 본 연구에서는 안전운행을 하면서 정시성도 확보할 수 있는 방안과 합리적인 노선 운행시간을 제시하고자 한다.
  • 버스 정시성을 확보하기 위해 여러 국가에서 다양한 방법으로 정시성을 평가하고 있으며, 버스 정시성에 영향을 미치는 다양한 시간 요소와 이와 관련된 지표를 개발하여 정시성을 향상 시킬 수 있는 방안을 제시하였다. 버스 정류장 출 도착시각, 배차간격 등을 실시간으로 알 수 있는 BMS자료를 이용하여 실제 버스 운행시간과 예측된 버스 운행시간을 비교하였고, 예측 운행시간은 운행시간에 영향을 주는 요인을 고려하여 추가 시간을 고려한 운행시간으로 설정해야 정시성을 향상시킬 수 있다고 하였다.
  • 이 연구는 스마트교통복지재단재단의 학술연구비(과제번호 STWF-2016-4) 지원으로 수행되었음. 본 논문은 ITS 춘계학술대회 학술발표 내용을 수정·보완하여 투고한 논문임.
  • 본 연구는 정류장 별 예정된 시간에 버스가 정시에 도착하여, 이용자의 대기시간을 최소한으로 줄이는 것을 목표로 한다. 이를 이용하여 현재 점차 감소하고 있는 버스이용률과 서비스수준을 높이는데 기여할 수 있을 것이다.
  • 본 연구에서는 버스 통행시간의 편차 발생요인 및 영향을 분석하기 위해 버스가 정류장간 이동을 할 때, 통행시간을 총 5개의 지점으로 구분하였다. 버스 정류장간 통행시간을 6개의 요소, 정류장 진입시간, 개문시간(승객 승하차시간), 정류장 진출시간, 주행속도 통과시간, 신호대기시간, 주행속도 통과시간으로 세분화하였다.
  • 본 연구에서는 이 자료를 이용하여 정류장에서의 대기시간, 감가속시간, 주행시간 등을 알아본다. 또한 노선이 운행하는 경로에 위치한 교차로에서의 버스의 실제 통과시간 자료를 이용하여 정류장 간 통행시간을 세분화하였다.

가설 설정

  • t2로 표기한 버스 차량의 개문시간은 버스정류장에서 승객이 승하차 하는데 필요한 최소시간으로, 승객 100% 승차 소요시간 또는 100% 하차 소요시간을 계산하여 가장 큰 값을 최소 필요시간으로 가정한다. 버스 차량 개문시간은 승객 1명당 승하차 시간과 승하차 승객 수에 의해 결정된다.
  • 승객 승하차 시간은 도로용량편람의 ‘도시형 버스 승객유형별 승하차 시간 산정 방법론’ 중에서 교통카드를 이용하고, 입석 승객이 없는 경우의 시간을 따른다고 가정한다(Korea Highway Capacity Manual, 2013).
  • 본 연구에서는 271번 버스의 정류장 별 승하차 시간은 ‘서울시 버스노선별 정류장별 시간대별 승하차 인원’과 도로용량편람에 표기된 승하차 시 소요시간을 참고하였다. 승차 시 소요시간은 3.2초, 하차 시 소요 시간은 1.5초로 가정하였다. 한 정류장에 도착하는 버스의 승하차 시간 중에서 가장 최대의 값을 t2로 계산하였다.
  • 승하차 시간을 가정할 때, 승차 소요시간이 카드 결제와 입석승객이 있는 4.2초가 아닌, 카드로 결제하고 입석 승객이 없는 3.2초로 가정하였는데, 이는 만약 4.2초를 승차시간으로 할 경우 대기시간보다 승하차 시간이 더 긴 경우가 발생하기 때문에 이를 고려하여 승차시간을 3.2초로 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
우리나라 교통수단별 수단분담률은 어떠한가? 승용차 이용의 증가로 도로혼잡 및 환경오염, 교통사고의 위험이 나날이 증가하면서, 대중교통활성화 정책과 같은 정부의 노력과 이용자들의 버스와 지하철로의 수단 전환이 발생하고 있다. 2015년 기준, 우리나라 교통수단별 수단분담률을 살펴보면, 지하철 및 철도가 39.3%, 버스가 26.5%, 승용차가 23%로, 사람들이 승용차보다 대중교통을 더 많이 이용하는 것을 알 수 있다. 또한 대중교통 통합요금제가 시행된 2007년 이후로 대중교통이용률은 점점 증가했다.
정류장 별 요소 운행시간의 최댓값만으로 운행시간을 산정한 이유는 무엇인가? 버스의 운행시간은 정시성 확보를 위해 과속 및 신호위반 등의 위험 운전을 방지하여 정시성과 안전성을 모두 보장하기 위해, 정류장 별 요소 운행시간의 최댓값만으로 운행시간을 산정하였다. 안전성이 보장되지 않은 정시성은 승객의 서비스 질을 더 떨어트릴 것이므로, 안전성이 가장 우선적으로 고려되어야 한다.
향후 정시성을 확보하기 위해서는, 정시성에 미치는 영향이 큰 요소 시간을 반영하여 버스 운행시간을 계산하고, 그에 맞는 정류장 별 버스도착시간 시간표를 만들어 정시성을 확보해야 하는 이유는 무엇인가? 운행시간에 가장 많은 영향을 주는 요소 시간은 교차로에서 정류장까지의 시간과 정류장에서 교차로까지 걸리는 시간으로, 정류장부터 교차로까지의 주행시간과 교차로에서의 신호대기시간이다. 이는 신호주기에 따라 운행시간의 차이가 많이 나고, 도로상황에 영향을 많이 받는 버스의 특성 때문이다.
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참고문헌 (16)

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  6. Lee K. S., Ahn S. C., Kim G. H. and Kim W. C.(1999), Introduction to Statistics, Free Academy(Seoul), p.30. 

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  8. Ministry of Land, Infrastructure and Transport(2013), Korea Highway Capacity Manual(KHCM), Korea, p.597. 

  9. Nelson C.(2012), "Quantifying public transport reliability in Zurich," Transportation Research Record Journal of the Transportation Research Board, no. 274, pp.114-125. 

  10. Oded C.(2014), "Regularity-driven bus operation: Principles, implementation and business models," Transport Policy, vol. 35, pp.223-230. 

  11. Oh M. Y., Jung C. Y. and Shon E. Y.(2009), "Analysis on Reliabilities of Seoul's Trunk Bus Lines Using BMS Data(though Data Envelopment Analysis)," Journal of Korean Society of Transportation, vol. 27, no. 1, pp.63-71. 

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  13. Seoul Metropolitan Government, http://opengov.seoul.go.kr, 2016.11.28. 

  14. Seoul Metropolitan Government, http://socialindex.seoul.go.kr/represent30Indicator/view.do?metricGrpIdP000211&fid&midC002250, 2016.11.19. 

  15. Seoul Metropolitan Government, http://traffic.seoul.go.kr/archives/289, 2017.06.12. 

  16. Seoul Topis, http://topis.seoul.go.kr, 2016.12.09. 

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