• 지능정보연구
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• 제5권1호
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• pp.81-93
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• 1999

열차운용이라 함은 열차의 출발과 도착 시간을 나타내는 열차번호들에 여러 객차들로 구성된 하나의 열차를 일컫는 열차 다이아(train DIAgram)들을 여러 제약조건을 고려하여 배정함으로서 열차 번호가 열차 다이아에 의해 운행될 수 있도록 열차운용 다이아를 작성하는 작업이다. 이러한 작업을 다수의 스케줄링 전문가들이 스케줄링 할 경우 많은 시간과 노력을 감수해야만 하며, 전문가의 실수로 인해 오류가 발생할 가능성이 있다. 뿐만 아니라, 복잡한 스케줄의 특성상 운용 비용이 적게 드는 스케줄 결과를 이끌어 내기가 어렵다. 본 연구에서는 열차운용 시스템을 구성하기 위해서 현재 철도청에서 사용하는 시스템을 분석하여, 열차운용 스케줄링 시스템을 모델링 하였고, 이에 모델링한 시스템을 바탕으로 CSP(Constraint Satisfaction Problems: 제약조건 만족 문제) 해결 기법을 적용하여 계산시간 및 계산 복잡성 면에서 효율적인 스케줄링을 행함과 동시에 비용 최적 함수를 적용함으로서 열차 운용 비용이 최소가 되는 열차운용 스케줄링 시스템을 구현하였다. 더불어, 시스템모델 검증과정의 하나로 과거 운용되었던 새마을호 열차시간표와 열차 데이터를 사용하여 열차 운용 및 운용 비용의 최적화를 실험하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.313-319
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• 2014

여객 증편열차 운영은 수송력 보강이나 관광열차 운행을 위해 증편된다. 화물열차의 경우는 철도화물수요를 위해 주로 증편된다. 기존 연구들에서는 증편열차 스케줄 작성을 위해 추가 열차의 운행시각을 지정한 후에 운행가능성을 판단한다. 그러나 국내에서 이러한 방법의 경우 추가열차의 증편이 불가능한 경우가 많다. 왜냐하면 한국철도 네트워크는 운행밀도가 높고 여러 차종이 있기 때문이다. 특히 화물열차의 경우 여객열차와의 경합이 발생할 때마다 지연이 증가되거나 운행이 불가능하다. 본 논문에서는 출발시각이 지정된 요청열차 스케줄과 시간범위 내에 운행 가능한 스케줄을 찾을 수 있는 열차 증편모형을 제시한다. 제시된 모형은 혼합정수 계획법으로 모델링하고 열 생성기법을 사용하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.149-156
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• 2015

도시철도 승객의 수입금 정산 배분을 위하여 승객의 경로를 파악할 필요가 있다. 승객의 예상 이동경로를 파악을 위해 다양한 경로탐색기법들이 있지만, 링크기반 k-경로탐색기법이 많이 활용되고 있다. 그러나 기존의 k-경로탐색기법은 통행 및 도보시간, 환승 패널티 등의 변수에 따라 다양한 최적경로가 존재하는 문제점이 있고 특히, 급행열차를 선호하는 승객의 특성, 열차의 특성 등을 반영하지 못하는 한계를 지니고 있다. 본 연구에서는 이를 보완하기위하여 교통카드자료를 기반으로 실제로 이용한 하나의 경로를 탐색하는 방안을 제시하였다. 또한, 각 철도운영기관의 열차스케줄을 연계하여 최적경로를 탐색하는 방안도 제안하였다.

• 한국정보시스템학회:학술대회논문집
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• 한국정보시스템학회 2005년도 추계학술대회 발표 논문집
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• pp.162-168
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• 2005

최근 새로운 수송망 설계를 통한 물류비 절감이 물류 관련 업체의 큰 이슈가 되고 있다. 하지만 일반적으로 행해지고 있는 수송망 설계는 대부분이 선박, 항공기, 열차 각각에 대해서만 고려되었으며 여러 가지 운송모드를 고려하는 복합운송망 설계는 극히 일부에 지나지 않았다. 이는 선박, 항공기, 열차를 모두 고려하여 수송망을 설계하기 위해서 필요한 운항 스케줄 정보가 산재되어 있어 복합운송망을 설계하기에는 많은 어려움이 따랐기 때문이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 모든 운송모드의 스케줄 데이터를 통합하여 제공할 수 있는 통합 데이터베이스 구축이 필요하다. 본 연구에서는 선박, 항공기, 열차에 대한 스케줄 정보를 제공하고 있는 정보원들을 분석하고 데이터 제공 방식을 조사하여 이를 모두 수용함으로써 데이터를 실시간으로 수집할 수 있는 에이전트 시스템의 설계를 수행하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.524-530
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• 2012

최근 열차 운행에 있어 경쟁 체제 도입에 관한 논의가 활발하다. 유럽의 경우 20 여년간 경쟁 체제 도입과 관련한 여러 강령들을 발표해 왔고, 화물 열차 중심으로 경쟁 체제가 점차 확대되고 있다. 이러한 경쟁 체제 도입은, 다수의 운송사업자가 제안하는 열차 스케줄을, 공정하고, 비차별적인 방식으로 각 운송사업자의 요청 스케줄을 조정해야 하는 기술적인 문제를 야기한다. 이와 관련하여 경매방식을 비롯한 다양한 연구와 실험이 진행되고 있는 유럽과 달리, 이러한 조정 과정에 대한 국내 연구는 전무하다. 본 연구는 경매 방식을 비롯한 기존의 철도 슬롯 할당 메커니즘을 분석하고, 스케줄 조정 허용치 범위 내에서 스케줄 변화를 통해 열차 운행횟수를 최대화하며, 운송사업자간의 운영상의 정책을 고려할 수 있는 슬롯 할당 메커니즘 및 최적화 모형을 제안하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.3851-3857
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• 2014

화물열차를 이용하는 화주의 화물열차 수요는 기간에 따라 변동성이 크나 화주의 요구에 따라 화물열차 스케줄을 조정하거나 증편하는 것은 상당한 시간이 소요된다. 그 이유는 해의 범위가 폭발적으로 증가하고 선로용량, 운영규정, 기존열차와의 경합 등을 고려해야하기 때문이다. 그러나 국내 철도 운영사에서 화물열차 증편일정 조정 업무는 지속적으로 발생하고 있으며, 담당자의 경험적인 역량으로 해결해 왔다. 본 논문에서는 증편되는 화물열차의 운행 가능성을 판단하고, 증편요청열차들이 기존 열차의 운행시간 지연을 최소로 하면서 가급적 많은 추가 스케줄을 생성할 수 있는 모형을 제시한다. 제시된 모형은 시공간 네트워크로 문제를 표현하고 다중상품 흐름문제로 모델링하여 열생성 기법으로 해를 구하였다. 제시된 모형으로 3가지 실험을 수행하였으며, 복잡한 문제의 경우에도 계산시간상 실용적임을 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.619-629
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• 2015

열차 경합해소 문제는 열차의 경합이 발생되거나 예측될 때 지연 확산을 최소화하기 위해 열차 운행스케줄을 조정하는 것이다. 기존연구에서는 폭발적으로 증가하는 변수로 인해 풀 수 있는 문제의 크기가 제한적이다. 본 논문에서는 열차 운영단계에서 열차 경합을 해소하기 위해 시공간 네트워크를 이용한 열차 경합해소모형을 제안한다. 제안한 모형은 시공간 네트워크에서 경합발생 이후 운행 열차들에 대해 정차 역에서의 정차 허용치만을 부여함으로써 문제의 크기를 조절하였다. 또한, 경로흐름변수를 사용해 대형문제도 풀 수 있도록 하였다. 제안한 모형을 이용하여 열차경합의 지연파급분석과 경합해소 실험결과를 제시하였다.

• 대한교통학회지
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• 제31권2호
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• pp.80-89
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• 2013

본 연구는 지역간 여객 철도의 노선계획을 최적화하는 방법에 관한 연구이다. 본 연구의 노선계획 모형은 다양한 차종이 운용되는 철도노선에서 이용자비용(이용자의 총 통행시간)과 운영자비용(열차 운행비용, 유지 보수비용, 차량 구입비용)의 합을 최소화하고자 하는 혼합정수계획 수리모형으로 구축되었고, 모형의 해법으로 분기한정법이 사용되었다. 수요의 변화, 열차 속도의 변화, 정차스케줄 수의 변화 등에 대한 민감도 분석 결과도 제시하였고, 국내 경부선의 사례연구를 통하여 각 열차차종의 차종별 수요 분할 뿐만 아니라 최적 정차스케줄과 운행빈도를 동시에 산출할 수 있음을 보여주었다. 본 연구의 모형과 결과는 열차 운영 전략을 수립하거나 새로운 철도 시스템의 효율성을 분석하거나 이용자 운영자의 사회적 비용을 산정하는 경우 등에 적용될 수 있다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.267-275
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• 2009

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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.1337-1345
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• 2009

철도 네트워크에서는 정해진 선로를 운행하는 열차의 특성상 일부 열차의 지연이 다른 열차의 스케줄에 영향을 미쳐 열차 간 경합이 발생할 수 있고, 이는 전체 네트워크에 파급되어 혼선을 유발할 수 있다. 따라서 혼선된 열차 시각표를 빠른 시간 내에 재수립하는 것은 매우 중요한 문제가 된다. 이 문제는 동일 방향으로 진행 중인 열차가 선행열차를 추월하거나 다수의 노선이 하나로 수렴하는 경우에 열차의 진행 순서를 정하는 등의 문제로 이해될 수 있다. 그러나 이 문제를 위한 국내의 연구는 활발하지 못하며, 특히 일반열차와 고속열차(KTX)가 하나의 선로를 공유함으로써 두 열차 간의 연계가 필요한 한국 철도의 복잡한 현실까지 고려하지 못하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 열차 지연시간의 합을 최소화할 수 있는 최적화 모형을 제시하고자 한다. 제시된 모형을 일반열차와 KTX 열차가 혼재하는 경부선 복선 구간에 적용한 결과 열차 환승을 고려한 열차 시각표 재수립이 가능함을 확인하였다.