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KR101171049B1 - 수요 감응형 열차운행계획 설정 시스템 및 방법 - Google Patents

수요 감응형 열차운행계획 설정 시스템 및 방법 Download PDF

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KR101171049B1
KR101171049B1 KR1020100116909A KR20100116909A KR101171049B1 KR 101171049 B1 KR101171049 B1 KR 101171049B1 KR 1020100116909 A KR1020100116909 A KR 1020100116909A KR 20100116909 A KR20100116909 A KR 20100116909A KR 101171049 B1 KR101171049 B1 KR 101171049B1
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KR
South Korea
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train
time
departure
arrival
station
Prior art date
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KR1020100116909A
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노갑진
이동원
이고경
유호상
Original Assignee
서울특별시도시철도공사
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Abstract

본 발명은 수요 감응형 열차운행계획 설정 시스템 및 방법이 개시된다. 일 실시 예에서, 열차선행계획 설정부가 종착역 도착시각에 회차시간을 가산한 시간을 가장 근접한 계획출발시각열차의 출발시각에서 뺀 회차결정시분(T)을 계산하는 단계; 열차선행계획 설정부가 해당 시간대의 출발 열차수가 도착열차수보다 많은지를 판단하는 단계; 상기 출발 열차수가 도착열차수보다 많은지를 판단하는 단계에서 해당 시간대의 출발 열차수가 도착열차수보다 많으면, 열차선행계획 설정부가 종착역 도착열차의 회차시분이 해당역 계획출발 열차의 출발시각보다 빠른지를 판단하는 단계; 및 상기 해당역 계획출발 열차의 출발시각보다 빠른지를 판단하는 단계에서 종착역 도착열차의 회차시분이 해당역 계획출발 열차의 출발시각보다 빠르면, 열차선행계획 설정부는 종착역 도착열차가 회차되도록 설정하는 단계를 포함하는 것으로, 재차 인원을 통해 해당 시간대에 운행할 열차대수를 자동으로 설정하고 이를 바탕으로 열차의 출발시각과 열차운행 선도와 열차의 입고, 출고 및 회차 여부를 자동을 설정할 수 있는 것입니다.

Description

수요 감응형 열차운행계획 설정 시스템 및 방법{Demand sensitivity train operation plan setting system and method}
본 발명은 열차운행계획과 열차의 입/출고, 회차계획 설정 시스템 및 방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 회기 방정식을 이용하여 시간대별 통과열차수를 자동으로 산출하고, 열차의 입고, 출고 및 회차를 자동으로 설정하는 수요 감응형 열차운행계획 설정 시스템 및 방법에 것에 관한 것이다.
주지되어 있는 바와 같이 서울도시철도공사에서 운행하는 전동차는 수 백대에 이르고 있으며 수 백대의 전동차들은 계획된 열차운행 계획에 의해 운행되고 있다.
여기서 종래 열차운행 계획은 열차운행계획 수립, 열차운행 편집기를 이용한 수동 작성, 데이터의 파일화, 종합관제, 운전정보 시스템 전송과 같은 과정을 통해 작성된다. 즉, 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이 열차운행계획표를 작성하고, 이를 기반으로 열차운전시각표와 전동차 운행표를 작성한다.
그러나 열차운행계획을 작성 시, 각 호선 별 선로특정(회차 방식, 용량 등), 열차 유지관리를 위한 배속관계 및 입고/출고, 운행시격 변화에 따른 통과열차수 변화 등 다양한 변수가 존재한다.
따라서 종래 수작업을 통해 작성되는 열차운행계획은 상기의 다양한 변수를 적용하여 작성되어야 하기 때문에 많은 시간이 필요한 문제점이 있다.
본 발명은 상기 언급한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 재차 인원에 따른 열차운행 시간간격을 자동으로 계산하고 이를 통해 열차의 출발시각과 열차의 입고, 출고 및 회차를 자동으로 설정해 주는 수요 감응형 열차운행계획 설정 시스템 및 방법을 제공함에 목적이 있다.
본 발명의 수요 감응형 열차운행계획 설정 시스템의 일 측면은 시간대별 재차인원 정보와 통과열차수 정보가 포함된 년도별 교통량 조사 데이터가 저장되는 데이터베이스; 상기 데이터베이스에 저장된 시간대별 재차인원 정보와 통과열차수 정보를 이용하여 각 호선별 회기 방정식을 도출한 후 도출된 각 호선별 회기 방정식에 예측 승차인원으로 보정된 시간대별 재차인원을 대입하여 시간대별 통과열차수를 산출하는 열차운행횟수 산출부; 및 열차운행횟수 산출부를 통해 산출된 시간대별 통과열차수를 이용하여 열차의 운행시격과 시점역 계획출발시각을 각 역별로 도출하는 출발/도착시각 연산부를 포함한다.
상기 열차운행횟수 산출부는 혼잡시간대와 혼잡도가 가장 높은 역을 기준으로 회기 방정식을 이용하여 시간대별 통과열차수를 산출한다.
그리고, 종착역 도착시각, 회차시분, 해당역 열차 계획출발시각을 이용하여 열차의 입고, 출고 및 회차를 결정하는 열차선행계획 설정부를 더 포함할 수 있다.
한편 상기 열차선행계획 설정부는, 열차가 종착역에 도착하면 종착역 도착시각에 가장 근접한 계획출발열차시각의 열차부터 차례로 회차결정시분(T = Pr,k - (Aa,k,r + R))을 계산하고, 회차결정시분(T)이 0 보다 작으면 이전에 종착역에 도착한 열차와도 회차되지 않은 계획출발 열차가 출고되도록 설정하고, 해당 도착 열차는 다음 근접한 계획출발열차와 회차결정시분을 계산하여 열차의 입고, 출고, 회차를 판단하며, 회차결정시분(T)이 0보다 크거나 같고 해당 시간대 운행시격 보다 작으면 종착역 도착 열차는 해당 계획출발 열차와 회차 되도록 설정하고, 회차결정시분(T)이 운행시격 보다 크면 종착역에 도착한 해당 열차는 입고되도록 설정하며, 해당 시간대의 출발 열차수가 도착열차수보다 적으면, 종착역 도착열차의 회차시분 내에 후속 도착열차의 회차가 가능한지를 판단하고, 종착역 도착열차의 회차시분 내에 후속 도착열차의 회차가 가능하면 열차선행계획 설정부는 먼저 종착역에 도착한 도착열차가 입고되고록 설정하고 종착역에 후속 도착한 후속열차는 회차되도록 설정한다.
또한 상기 열차선행계획 설정부는, 종착역 도착열차의 회차시분 내에 후속 도착열차의 회차가 가능하지 않으면, 종착역에 먼저 도착한 도착열차가 회차되도록 설정하고, 종착에 후속 도착열차는 입고되도록 설정한다.
본 발명의 수요 감응형 열차운행계획 설정 방법의 일 측면은 열차운행횟수 산출부가 통과열차수를 산출하는 단계; 출발시각 계산부가 산출된 출발열차수를 이용하여 시점역 출발시각을 산출하는 단계; 및 열차운행횟수 산출부가 데이터베이스에 저장된 시간대별 재차인원 정보와 통과열차수 정보를 이용하여 도출한 회기 방정식에 예측 승차인원으로 보정된 재차인원을 대입하여 통과열차수를 산출하는 단계를 포함한다.
여기서 상기 열차운행횟수 산출부가 통과열차수를 산출하는 단계는, 열차운행횟수 산출부가 이전 정기교통량 조사의 시간대별 재차인원 및 통과열차수를 입력받는 단계; 열차운행횟수 산출부가 이전 재차 승차 인원과 통과열차수를 통해 해당 호선에 회기 방정식을 도출하는 단계; 및 출발/도착시각 연산부는 각 역의 출발/도착시각을 연산하여 열차 스케줄을 도출하는 단계를 포함한다.
상기 출발시각 계산부가 산출된 출발열차수를 이용하여 시점역 출발시각을 산출하는 단계는, 주박 열차 출발시각을 입력받는 단계; 산출된 통과열차수를 입력받는 단계; 운행시격을 산출하는 단계; 및 시점역 계획출발시각을 도출하는 단계를 포함한다.
그리고 열차선행계획 설정부가 종착역 도착시각에 회차시간을 가산한 시간을 가장 근접한 계획출발시각열차의 출발시각에서 뺀 회차결정시분(T)을 계산하는 단계; 열차선행계획 설정부가 해당 시간대의 출발 열차수가 도착열차수보다 많은지를 판단하는 단계; 상기 출발 열차수가 도착열차수보다 많은지를 판단하는 단계에서 해당 시간대의 출발 열차수가 도착열차수보다 많으면, 열차선행계획 설정부가 종착역 도착열차의 회차시분이 해당역 계획출발 열차의 출발시각보다 빠른지를 판단하는 단계; 및 상기 해당역 계획출발 열차의 출발시각보다 빠른지를 판단하는 단계에서 종착역 도착열차의 회차시분이 해당역 계획출발 열차의 출발시각보다 빠르면, 열차선행계획 설정부는 종착역 도착열차가 회차되도록 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 해당역 계획출발 열차의 출발시각보다 빠른지를 판단하는 단계에서 종착역 도착열차의 회차시분이 해당역 계획출발 열차의 출발시각보다 늦으면, 열차선행계획 설정부는 종착역 계획출발 열차가 출고되도록 설정하는 단계를 포함한다.
반면에, 상기 출발 열차수가 도착열차수보다 많은지를 판단하는 단계에서 해당 시간대의 출발 열차수가 도착열차수보다 적으면, 열차선행계획 설정부는 종착역 도착열차의 회차시분 내에 후속 도착열차의 회차가 가능한지를 판단하는 단계; 및 상기 종착역 도착열차의 회차시분 내에 후속 도착열차의 회차가 가능한지를 판단하는 단계에서 종착역 도착열차의 회차시분 내에 후속 도착열차의 회차가 가능하면, 열차선행계획 설정부는 먼저 종착역에 도착한 도착열차가 입고되고록 설정하고 종착역에 후속으로 도착한 후속열차는 회차되도록 설정하는 단계를 포함한다.
한편, 상기 종착역 도착열차의 회차시분 내에 후속 도착열차의 회차가 가능한지를 판단하는 단계에서 종착역 도착열차의 회차시분 내에 후속 도착열차의 회차가 가능하지 않으면, 상기 열차선행계획 설정부는 종착역에 먼저 도착한 도착열차는 회차되도록 설정하고 종착역에 후속 도착한 후속열차가 입고되도록 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술된 구성에 의해 본 발명에 따른 수요 감응형 열차운행계획 설정 시스템 및 방법은 재차인원을 통해 해당 시간대에 운행할 통과열차수를 자동으로 설정하고 이를 바탕으로 시점역 열차의 출발시각 결정과 열차운행선도 작도 및 열차의 입고, 출고 및 회차 여부를 자동을 설정할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.
더하여, 열차의 기지가 2개소 이상인 경우 기지 소속별로 주박열차의 입고와 출고가 가능하므로 열차의 소속별 정비도 가능하다.
도 1a는 종래 열차 DIA 편집기를 이용해 작성된 열차운행계획표.
도 1b는 종래 열차 DIA 편집기를 이용해 작성된 열차 운전 시각표.
도 1c는 종래 열차 DIA 편집기를 이용해 작성된 전동차 운행표.
도 2는 본 발명에 따른 수요 감응형 열차운행계획 설정 시스템의 구성을 나타낸 기능블록도.
도 3은 정기 교통량 조사 결과를 통해 제공되는 5호선 시간대별 재차인원 및 통과열차수를 나타낸 그래프.
도 4는 재차인원과 통과열차 수를 이용한 각 호선별 회기 방정식 결과를 나타낸 도면.
도 5는 회기 방정식을 통해 설정된 시간대별 운행횟수를 나타낸 도면.
도 6a는 본 발명에 따른 수요 감응형 열차운행계획 설정 시스템 및 방법에서 열차운행선도를 작도한 예를 나타낸 도면.
도 6b는 본 발명에 따른 수요 감응형 열차운행계획 설정 시스템 및 방법에서 회차 및 입고 여부를 나타낸 열차운행계획 작도의 예를 나타낸 도면
도 6c는 본 발명에 따른 수요 감응형 열차운행계획 설정 시스템 및 방법에서 23:00 이후의 심야시간대 종착역 도착 열차의 회차 및 입고 여부를 나타낸 열차운행계획 작도의 예를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 수요 감응형 열차운행계획 설정 시스템 및 방법에서 열차의 출고 및 회차를 나타낸 참고도.
도 8은 본 발명에 따른 수요 감응형 열차운행계획 설정 시스템 및 방법에서 열차의 입고 및 회차를 나타낸 참고도.
도 9는 본 발명의 수요 감응형 열차운행계획 설정 시스템 및 방법을 통해 작성된 열차운행계획 작도의 예를 나타낸 도면.
도 10a 내지 도 10d는 수요 감응형 열차운행계획을 통해 작도된 열차운행계획표와 열차운행 계획표의 삭제, 미세조정 상태를 나타낸 상태도이다.
도 11은 본 발명에 따른 수요 감응형 열차운행계획 설정 방법을 나타낸 순서도.
도 12은 도 11에 따른 수요 감응형 열차운행계획 설정 방법에서 통과열차수를 산출 방법을 나타낸 순서도.
도 13은 도 11에 따른 수요 감응형 열차운행계획 설정 방법에서 시점역 출발시각 산출 방법을 나타낸 순서도.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수요 감응형 열차운행계획 설정 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수요 감응형 열차운행계획 설정 시스템의 구성을 나타낸 기능블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수요 감응형 열차운행계획 설정 시스템은 데이터베이스(100), 열차운행횟수 산출부(200), 출발시각 계산부(300), 출발/도착시각 연산부(400) 및 열차선행계획 설정부(500)를 포함한다.
데이터베이스(100)에는 시간대별 재차인원 정보와 통과열차수 정보가 포함된 이전 년도들의 교통량 조사 데이터가 저장된다.
이전 년도들의 교통량 조사 데이터는 도 3에 도시된 바와 같이 서울시 정기교통량 조사의 각 년도별 정기 교통량 조사 결과를 활용한다.
[표 1]은 2009년도 월별 호선별/상하선별 일평균 재차인원을 나타내고 있다.
Figure 112010076494184-pat00001
그리고 열차운행횟수 산출부(200)는 데이터베이스(100)에 저장된 시간대별 재차인원 정보와 통과열차수 정보를 이용하여 각 호선별/상하선별 회기 방정식(Y=β+aX+e)을 도출한 후 도출된 각 호선별/상하선별 회기 방정식에 예측 승차인원을 통해 보정된 재차인원을 대입하여 혼잡역의 시간대별 통과열차수를 산출한다. 여기서, 상기 회기 방정식(Y=β+aX+e)의 Y는 통과열차수, β는 절편, a는 회귀계수, X는 재차인원, e는 오차항이다.
상기의 회기 방정식을 도출하는 방법으로는 최소자승법(Method of least square)을 이용할 수 있다. 여기서 최소자승법이란 산포도 위에서 각 점을 가장 가깝게 통과하는 직선방정식을 추정하는 방법이다.
그리고 회기 모형 도출원리에 의하여 엑셀 및 미니탭을 활용할 수도 있다.
열차운행횟수 산출부(200)를 통해 산출된 각 호선별 회기 방정식은 도 4에 도시된 바와 같다.
상기에서와 같이 열차운행횟수 산출부(200)가 회기 방정식을 통해 산출한 시간대별 통과열차수와 종래 실제 운행된 통과열차수를 비교해 보면 [표 2]에 나타난 바와 같이 유사함을 확인할 수 있다.
Figure 112010076494184-pat00002
출발시각 계산부(300)는 열차운행횟수 산출부(200)를 통해 산출된 시간대별 통과열차수를 이용하여 열차의 운행시격과 시점역 계획출발시각을 도출한다. 이때, 열차의 운행시격은 60분을 통과열차수로 나눈 시간이다. 이러한 출발시각 계산부(300)는 열차의 운행시격을 반영한 계획출발시각을 산출하고, 각 계획출발시각에 고유 ID(Pr,i)를 부여한다.
여기서, 회기 방정식을 이용하여 구해진 시간대별 통과열차수를 통해 열차의 운행시격과 시점역 계획출발시각을 도출하는 것은 혼잡시간대(07시~09시, 18시부터 20시 사이)에 적용하고, 혼잡도가 가장 높은 역을 기준으로 적용하는 경우 ; 7호선 상선의 경우 이수역의 오전 혼잡시간대와 군자역의 오후 혼잡시간대를 감안한 혼잡시간대(06시30분 ~ 08시30분, 17시~19시) ;를 적용하는 것이 바람직하다.
일반적으로 05시30분부터 6시까지는 조정시격, 06시부터 07시까지는 편의 시격, 07시분부터 09시까지는 오전 R/H(혼잡시각) 시격, 09시분부터 18시까지는 편의시격, 18시부터 20시까지는 오후 R/H(혼잡시각) 시격, 20시부터 23시까지는 편의시격 및 23시부터 01시까지는 조정시격으로 나눈다.
여기서 조정 시격, 편의 시격의 출발 열차 수는 기존의 열차 수를 그대로 반영하고, 오전, 오후 R/H 시격에만 회귀 방정식을 통해 도출된 통과열차수를 이용하여 열차의 운행시격을 도출하며, 이것은 혼잡도를 감안한 수요반영시격으로 시점역 출발시각에 반영된다.
회귀 방정식을 통해 도출된 통과열차수와 열차의 운행시격 및 혼잡도를 감안한 시간대별 통과열차수는 도 5에 도시된 바와 같다.
그리고 출발/도착시각 연산부(400)는 주박지 출발 열차 정보{열차수(e), 소속(a), 열차번호(k), 출발역 번호(r)}와, 종착역 번호(n), 마지막 열차번호(m), 중간역 출발열차 및 야간 주박열차 정보를 입력받는다.
여기서 주박지 및 중간역 출발열차는 출발역 번호(r)가 다르기 때문에 주박지 출발역 번호(r)부터 종착역 번호(n)까지 연산하는 조건을 부여한다. 즉, 출발/도착시각 연산부(400)는 시점역 출발시각을 할당한다.
하기의 [표 3]은 7호선 42번(온수)역에서 각 계획출발시각에 고유 ID가 부여된 상태를 나타내고 있다.
Figure 112010076494184-pat00003
예를 들면, 열차번호(7022) 열차의 온수역 출발시각은 P42,7022로 [표 3]에 나타난 바와 같이 06시 37분 30초임을 확인할 수 있다.
여기서 출발시각(D)은 도착시각(A)에 정차시분(S)을 더한 시간이고, 도착시각(A)은 전역 출발시각(D-1)에 역간 운전시분(M)을 더한 시간이다.
한편, 각 역의 출발시각 및 도착시각은 시발역에서의 출발시각(D)을 이용하여 종착역(r=n)이 될 때까지 반복 연산함으로써 각 역의 출발시각과 도착시각을 구할 수 있다.
예를 들면, a 소속, k 열차번호 열차, r 역에서의 도착시각(Aa,k,r)은 전역 출발시각(Da,k,r-1)에 r-1역에서 r역까지의 운전시분(Mr)을 더한다.
a 소속, k 열차번호 열차, r 역에서의 출발시각(Da,k,r)은 a 소속, k 열차번호 열차, r 역에서의 도착시각(Aa,k,r)에 운전시분(Mr)을 더한다.
이와 같이 출발/도착시각 연산부(400)는 [표 4]에서와 같이 온수역 열차 출발시각에 운전시분과 정차시분을 반복 연산하여 도 6a와 같이 열차운행선도를 작도하고, 도 6b 및 도 6c에 도시된 바와 같이 열차운행계획표를 계획할 수 있다.
Figure 112010076494184-pat00004
그리고 열차선행계획 설정부(500)는 종착역(n) 도착시각(Aa,k,r), 회차시분(Rr), 해당역 열차 계획출발시각(Pr,i)을 이용하여 열차의 입고, 출고 및 회차를 결정한다.
즉, 열차선행계획 설정부(500)는 열차(k)가 역(r)에 도착하면, 해당 열차의 종착역 도착시각(Aa,k,r)에 회차시간(R)을 가산한 시간을 가장 근접한 계획출발시각열차의 출발시각에서 뺀 회차결정시분(T)을 계산한다.
이후, 열차선행계획 설정부(500)는 해당 열차에 근접한 계획출발시각을 갖는 열차부터 입고, 출고, 회차 여부를 판단한다.
즉, 근접한 열차의 계획출발시각(Pr,k)에서 해당 열차의도착시각(Aa,k,r)과 최소회차시분(Rr)을 뺀 회차결정시분(T)이 0보다 작으면 r역에 도착한 해당 열차 보다 이전에 도착한 열차와 회차되지 않은 계획출발 열차가 출고되도록 설정하고 해당 열차는 다음으로 근접한 계획출박시각의 열차와 회차여부를 판단한다.
회차결정시분(T)이 0보다 크거나 같고 해당 시간대 운행시격 h 보다 작거나 같으면 r역에 도착한 해당 열차는 계획출발 열차와 회차 되도록 설정하고 운행시격 h 보다 크면 r역에 도착한 해당 열차는 입고되도록 설정한다.
즉, 도 7에 도시된 바와 같이 종착역인 온수역에 도착한 도착열차의 열차번호가 "7003"이고 온수역의 번호가 "42"일 경우 온수역 도착열차의 도착시각은 "Aa,7003,42"와 같이 나타낼 수 있다.
이에, 열차선행계획 설정부(500)는 온수역에 도착한 도착열차의 도착시각(Aa,7003,42)과 제일 근접한 상선 7032 열차의 계획출발시각(P42,7032)을 비교한다.
만약, 상선 7032 열차의 계획출발시각(P42,7032)이 종착역 도착열차의 도착시각에 최소회차시분을 더한 시각(Aa,7004,42+R) 보다 빠르면, 열차선행계획 설정부(500)는 상선 7032 열차가 출고되도록 설정한다.
이후, 열차선행계획 설정부(500)는 열차(7003)의 온수역 도착시각(Aa,7003,42)과 두 번째로 근접한 상선 7036 열차의 계획출발시각(P42,7036)을 비교한다.
만약, P42,7036 - (Aa,7003,42+R) = T ?? 0 이면, 열차선행계획 설정부(500)는 해당 온수역 도착열차는 상선 열차번호 7034에 회차시킨다.
한편 도 8에 도시된 바와 같이 열차선행계획 설정부(500)는 온수역 도착열차의 도착시각(Aa,7081,42)과 근접한 계획출발시각(P42,i)을 비교한다.
만약, 근접한 계획출발시각(P42,i)이 해당 열차 보다 앞서 도착한 열차와 회차가 되어있으면, 다음으로 근접한 계획출발시각열차와 회차여부를 판단한다.
이때, 열차의 회차결정시분(T = Pr,i+2 - (Aa,7081,42 + R))이 해당 운행시격(h) 보다 크면, 열차선행계획 설정부(500)는 도착열차(7081)가 입고되도록 설정한다.
따라서 도 9에 도시된 바와 같이 열차의 입고, 출고 및 회차가 적용된 열차운행계획을 작도할 수 있다.
또한, 출발/도착시각 연산부(400)는 각 역의 출발/도착시각을 연산하여 열차 스케줄을 도출함으로써 열차 스케줄을 이용하여 도 10a 내지 도 10d에 도시된 바와 같이 스케줄 생성, 삭제, 시간 개별 미세조정 및 시각 일괄 미세조정을 할 수 있다.
본 발명에 따른 수요 감응형 열차운행계획 설정 방법에 대하여 도 11을 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 열차운행횟수 산출부(200)는 통과열차수를 산출한다(S10).
이하, 하기에서는 통과열차수를 산출(S10)하는 단계의 세부 단계에 대하여 도 12를 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 열차운행횟수 산출부(200)는 이전년도들의 재차 승차 인원 및 통과열차수를 입력받는다(S11).
이어서, 열차운행횟수 산출부(200)는 이전 년도들의 재차 승차 인원과 통과열차수를 통해 해당 호선에 회기 방정식(Y=β+aX+e)을 도출한다(S12). 여기서, 상기 회기 방정식(Y=β+aX+e)의 Y는 통과열차수, β는 절편, a는 회귀계수, X는 재차인원, e는 오차항이다.
이때, 회기 방정식을 도출하는 방법으로는 최소자승법(Method of least square)을 이용할 수 있다. 여기서 최소자승법이란 산포도 위에서 각 점을 가장 가깝게 통과하는 직선방정식을 추정하는 방법이다.
그리고 회기 모형 도출원리에 의하여 엑셀 및 미니탭을 활용할 수도 있다.
이후, 열차운행횟수 산출부(200)는 도출된 회귀 방정식에 예측 승차 인원으로 보정된 재차인원을 대입하여 통과열차수를 산출한다(S13). 이때, 통과열차수는 혼잡도를 감안한 시점역 기준 출발열차수로 30분 간격으로 배분된다.
이어서, 출발시각 계산부(300)는 산출된 출발열차수를 이용하여 시점역 출발시각을 산출한다(S20).
이하, 하기에서는 출발시각 계산부(300)가 산출된 출발열차수를 이용하여 시점역 출발시각을 산출(S20)하는 단계의 세부 단계에 대하여 도 13을 참조하여 설명하기로 한다.
먼저 출발시각 계산부(300)는 주박 열차 출발시각을 입력받는다(S21).
이어서, 출발시각 계산부(300)는 시간대별 통과열차수를 입력받는다(S22).
이후, 출발시각 계산부(300)는 운행시격을 산출(S23)하고 시점역 계획출발시각을 도출한다(S24).
이후, 출발/도착시각 연산부(400)는 각 역의 출발/도착시각을 연산하여 열차 스케줄을 도출한 후 작도한다(S30).
즉, 출발/도착시각 연산부(400)는 각 역의 출발/도착시각을 연산하여 열차 스케줄을 도출함으로써 열차 스케줄을 이용하여 도 10a 내지 도 10d에 도시된 바와 같이 스케줄 생성, 삭제, 시간 개별 미세조정 및 시각 일괄 미세조정을 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 수요 감응형 열차운행계획 설정 방법에 대하여 도 14를 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 열차선행계획 설정부(500)는 종착역에 도착한 도착열차의 도착시각에 회차시분을 가산한 시간을 가장 근접한 계획출발시각열차의 출발시각에서 뺀 회차결정시분(T)을 계산한다(S1).
이후, 열차선행계획 설정부(500)는 회차결정시분이 0보다 큰지를 판단한다(S2). 이때, 상기 판단단계(S2)에서 회차결정시분이 0보다 크면(YES), 열차선행계획 설정부(500)는 해당 시간대 운행시격보다 작거나 같은지를 판단한다(S3). 즉, 회차결정시분(T)에 따라 입고, 출고 및 회차여부를 판단한다.
만약, 상기 판단단계(S3)에서 운행시격 보다 작거나 같으면, 종착역에 도착한 도착열차가 회차되도록 설정한다(S4).
예를 들어 설명하면, 도 7에 도시된 바와 같이 종착역인 온수역에 도착한 도착열차의 소속기지가 a, 열차번호는 "7003", 온수역의 번호가 "42"일 경우 온수역 도착열차의 도착시각은 "Aa,7003,42"와 같이 나타낼 수 있다.
이에, 열차선행계획 설정부(500)는 온수역에 도착한 도착열차의 도착시각(Aa,7003,42)과 제일 근접한 상선 7032 열차의 계획출발시각(P42,7032)을 비교한다.
만약, 회차결정시분(T = P42,7036 - (Aa,7003,42+R))이 0보다 크거나 같고 운행시격(h)보다 작으면, 열차선행계획 설정부(500)는 온수역 도착열차"7003"을 상선 "7034"로 회차시킨다.
반면에 상기 판단단계(S3)에서 운행시격 보다 크면(NO), 열차선행계획 설정부(500)는 종착역 계획출발 열차가 출고되도록 설정한다(S5).
만약, 상선 7032 열차의 계획출발시각(P42,7032)이 종착역 도착열차의 도착시각에 최소회차시분을 가산한 시간(Aa,7004,42 + R)인 회차결정시분(T)이 0 보다 크고, 해당 시간대 운행시격보다 크면, 열차선행계획 설정부(500)는 상선 7032 열차가 출고되도록 설정한다.
이후, 열차선행계획 설정부(500)는 열차(7003)의 온수역 도착시각(Aa,7003,42)과 두 번째로 근접한 상선 7036 열차의 계획출발시각(P42,7036)을 비교한다.
한편, 상기 판단단계(S2)에서 회차결정시분이 0보다 크면(YES), 이전에 종착역에 도착한 열차와도 회차되지 않은 계획출발열차를 출고시킨다(S6).
열차선행계획 설정부(500)는 다음 근접한 계획출발열차의 회차결정시분을 계산한다(S7).
즉, 도 8에 도시된 바와 같이 열차선행계획 설정부(500)는 온수역 도착열차의 도착시각(Aa,7081,42)과 근접한 계획출발시각(P42,i)을 비교한다.
만약, 근접한 계획출발시각(P42,i)이 온수역 도착열차의 회차시분(Aa,7081,42 + R) 보다 늦으면, 열차선행계획 설정부(500)는 도착열차(7081)가 입고되도록 설정한다.
한편, 온수역 도착열차의 회차시분(Aa,7081,42 + R) 내에 후속 도착열차(7079)의 회차가 가능하지 않으면, 열차선행계획 설정부(500)는 종착역에 먼저 도착한 도착열차(7081)가 회차되도록 설정하고, 온수역에 후속 도착하는 후속열차(7083)는 입고되도록 설정한다.
따라서 도 9에 도시된 바와 같이 열차의 입고, 출고 및 회차가 적용된 열차운행계획을 작도할 수 있다.
또한, 출발/도착시각 연산부(400)는 각 역의 출발/도착시각을 연산하여 열차 스케줄을 도출함으로써 열차 스케줄을 이용하여 도 10a 내지 도 10d에 도시된 바와 같이 스케줄 생성, 삭제, 시간 개별 미세조정 및 시각 일괄 미세조정을 할 수 있다.
전술된 상세한 설명이 여러 실시예에 적용된 바와 같이 본 발명의 기본적인 신규한 특징들을 도시하고 기술하고 언급하였지만, 예시된 시스템의 형태 및 상세 사항에 대해 본 발명의 의도를 벗어남이 없이 여러 생략, 교체 및 변경이 이 기술 분야에 숙련된 자에 의해 이루어질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 데이터베이스 200 : 열차운행횟수 산출부
300 : 출발시각 계산부 400 : 출발/도착시각 연산부
500 : 열차선행계획 설정부

Claims (12)

  1. 시간대별 재차인원 정보와 통과열차수 정보가 포함된 년도별 교통량 조사 데이터가 저장되는 데이터베이스;
    상기 데이터베이스에 저장된 시간대별 재차인원 정보와 통과열차수 정보를 이용하여 각 호선별 회기 방정식을 도출한 후 도출된 각 호선별 회기 방정식에 예측 승차인원으로 보정된 시간대별 재차인원을 대입하여 시간대별 통과열차수를 산출하는 열차운행횟수 산출부; 및
    열차운행횟수 산출부를 통해 산출된 시간대별 통과열차수를 이용하여 열차의 운행시격과 시점역 계획출발시각을 각 역별로 도출하는 출발/도착시각 연산부를 포함하는 수요 감응형 열차운행계획 설정 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 열차운행횟수 산출부는,
    혼잡시간대와 혼잡도가 가장 높은 역을 기준으로 회기 방정식을 이용하여 시간대별 통과열차수를 산출하는 것을 특징으로 하는 수요 감응형 열차운행계획 설정 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    종착역 도착시각, 회차시분, 해당역 열차 계획출발시각을 이용하여 열차의 입고, 출고 및 회차를 결정하는 열차선행계획 설정부를 더 포함하는 수요 감응형 열차운행계획 설정 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 열차선행계획 설정부는,
    열차가 종착역에 도착하면 종착역 도착시각에 가장 근접한 계획출발열차시각의 열차부터 차례로 회차결정시분(T = Pr,k - (Aa,k,r + R))을 계산하고, 회차결정시분(T)이 0 보다 작으면, 이전에 종착역에 도착한 열차와도 회차되지 않은 계획출발 열차가 출고되도록 설정하고, 해당 도착 열차는 다음 근접한 계획출발열차와 회차결정시분을 계산하여 열차의 입고, 출고, 회차를 판단하며,
    회차결정시분(T)이 0보다 크거나 같고 해당 시간대 운행시격 보다 작으면 종착역 도착 열차가 해당 계획출발시각에 회차 되도록 설정하고, 회차결정시분(T)이 운행시격 보다 크면 종착역에 도착한 해당 열차는 입고되도록 설정하는 것을 특징으로 하되,
    상기 P는 계획출발시각이고, r은 역번호, k는 열차번호, A는 종착역도착시각, a는 소속, R은 회차시분을 나타내는 것으로, 상기 Pr,k는 k열차번호 열차의 r역 계획출발시각이고, Aa,k,r은 a소속 k열차번호 열차의 r역 도착시각인 것을 특징으로 하는 수요 감응형 열차운행계획 설정 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 열차선행계획 설정부는,
    종착역 도착열차의 회차시분 내에 후속 도착열차의 회차가 가능하지 않으면, 종착역에 먼저 도착한 도착열차가 회차되도록 설정하고, 종착에 후속 도착열차는 입고되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 수요 감응형 열차운행계획 설정 시스템.
  6. 열차운행횟수 산출부가 통과열차수를 산출하는 단계;
    출발시각 계산부가 산출된 출발열차수를 이용하여 시점역 출발시각을 산출하는 단계; 및
    열차운행횟수 산출부가 데이터베이스에 저장된 시간대별 재차인원 정보와 통과열차수 정보를 이용하여 도출한 회기 방정식에 예측 승차인원으로 보정된 재차인원을 대입하여 통과열차수를 산출하는 단계를 포함하는 수요 감응형 열차운행계획 설정 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 열차운행횟수 산출부가 통과열차수를 산출하는 단계는,
    열차운행횟수 산출부가 이전 정기교통량 조사의 시간대별 재차인원 및 통과열차수를 입력받는 단계;
    열차운행횟수 산출부가 이전 재차 승차 인원과 통과열차수를 통해 해당 호선에 회기 방정식을 도출하는 단계; 및
    출발/도착시각 연산부는 각 역의 출발/도착시각을 연산하여 열차 스케줄을 도출하는 단계를 포함하는 수요 감응형 열차운행계획 설정 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 출발시각 계산부가 산출된 출발열차수를 이용하여 시점역 출발시각을 산출하는 단계는,
    주박 열차 출발시각을 입력받는 단계;
    산출된 통과열차수를 입력받는 단계;
    운행시격을 산출하는 단계; 및
    시점역 계획출발시각을 도출하는 단계를 포함하는 수요 감응형 열차운행계획 설정 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    열차선행계획 설정부가 종착역 도착시각에 회차시간을 가산한 시간을 가장 근접한 계획출발시각열차의 출발시각에서 뺀 회차결정시분(T)을 계산하는 단계;
    열차선행계획 설정부가 해당 시간대의 출발 열차수가 도착열차수보다 많은지를 판단하는 단계;
    상기 출발 열차수가 도착열차수보다 많은지를 판단하는 단계에서 해당 시간대의 출발 열차수가 도착열차수보다 많으면, 열차선행계획 설정부가 종착역 도착열차의 회차시분이 해당역 계획출발 열차의 출발시각보다 빠른지를 판단하는 단계; 및
    상기 해당역 계획출발 열차의 출발시각보다 빠른지를 판단하는 단계에서 종착역 도착열차의 회차시분이 해당역 계획출발 열차의 출발시각보다 빠르면, 열차선행계획 설정부는 종착역 도착열차가 회차되도록 설정하는 단계를 더 포함하는 수요 감응형 열차운행계획 설정 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 해당역 계획출발 열차의 출발시각보다 빠른지를 판단하는 단계에서 종착역 도착열차의 회차시분이 해당역 계획출발 열차의 출발시각보다 늦으면, 열차선행계획 설정부는 종착역 계획출발 열차가 출고되도록 설정하는 단계를 포함하는 수요 감응형 열차운행계획 설정 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 출발 열차수가 도착열차수보다 많은지를 판단하는 단계에서 해당 시간대의 출발 열차수가 도착열차수보다 적으면, 열차선행계획 설정부는 종착역 도착열차의 회차시분 내에 후속 도착열차의 회차가 가능한지를 판단하는 단계; 및
    상기 종착역 도착열차의 회차시분 내에 후속 도착열차의 회차가 가능한지를 판단하는 단계에서 종착역 도착열차의 회차시분 내에 후속 도착열차의 회차가 가능하면, 열차선행계획 설정부는 먼저 종착역에 도착한 도착열차가 입고되고록 설정하고 종착역에 후속으로 도착한 후속열차는 회차되도록 설정하는 단계를 포함하는 수요 감응형 열차운행계획 설정 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 종착역 도착열차의 회차시분 내에 후속 도착열차의 회차가 가능한지를 판단하는 단계에서 종착역 도착열차의 회차시분 내에 후속 도착열차의 회차가 가능하지 않으면, 상기 열차선행계획 설정부는 종착역에 먼저 도착한 도착열차는 회차되도록 설정하고 종착역에 후속 도착한 후속열차가 입고되도록 설정하는 단계를 더 포함하는 수요 감응형 열차운행계획 설정 방법.
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