Journal of the Korean Society for Railway (한국철도학회논문집)

The Korean Society for Railway (한국철도학회)
권호 표지

Timetabling and Analysis of Train Connection Schedule Using Max-Plus Algebra

Max-Plus 대수를 이용한 환승 스케줄 시간표 작성 및 분석

  • 박범환 (한국철도대학 철도경영정보과)
  • Published : 2009.04.30
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Abstract

Max-plus algebra is a nonlinear system comprised of two operations, maximization (max) and addition (Plus), which are corresponding to the addition and the multiplication in conventional algebra, respectively. This methodology is applicable to many discrete event systems containing the state transition with the maximization and addition operation. Timetable with connection is one of such systems. We present the method based on max-plus algebra, which can make up timetable considering transfer and analyse its stability and robustness. In this study, it will be shown how to make up the timetable of the urban train and analyse its stability using Max-Plus algebra.

Max-Plus 대수란, 선형 대수(linear algebra)에서의 더하기(addition) 연산과 곱하기(multiplication)연산을 최대값(maximization), 더하기(addition)로 각각 대체한 비선형 시스템을 말한다. Max-Plus 대수는 전통적인 의미의 선형 대수에서 다뤄지는 고유값(eigenvalue), 고유벡터(eigenvector), 안전성(stability) 등의 개념이 Max-Plus 대수에서도 그대로 적용되고, 그것의 의미 또한 실제 시스템의 다양한 해석을 가능케 하고 있어, 최대값 연산과 더하기 연산으로 이루어진 이산 사건 시스템(discrete event system)을 분석할 수 있는 유용한 도구가 된다. 이러한 이산 사건 시스템의 대표적인 예가 바로 환승을 고려한 열차 스케줄이다. 현재 수도권에는 1호선${\sim}$8호선, 인천 1호선, 분당선, 중앙선 등 11개 노선의 도시 철도가 운영되고 있다. 각 노선들은 서울 Metro, 서울도시철도공사, KORAIL 등 서로 다른 운영사에 의해 운영되고 있어서 각 노선의 스케줄 또한 노선간의 환승을 고려하지 않은 채 독립적으로 작성되고 있는 실정이다. 이러한 독립적인 열차 스케줄은 승객들의 긴 환승시간으로 이어진다. 본 연구에서는 Max-flus대수 방법론에 대한 자세한 설명을 기초로 1호선과 2호선, 4호선의 주요 환승역인 사당역과 신도림역, 시청역, 동대문역을 중심으로 Max-Plus 대수 방법론의 적용 가능성을 검토해 보았다.

Keywords

References

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