최적화 기법을 적용한 효율적인 철도 연결선 구축 전략 = The Strategy for Interconnection Branch Line Construction used Optimization Program

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

One of the methods which can enhance the efficiency of railroad network is construction of interconnection branch line for several route to share one railway. In Korea, this method already has been implemented or excuted as project level. This study suggests a networkdesign model and a solution algorithm to choice most proper site to construction it and determine the priority of branch lines which can be considered in planning level, not project level. The model is a non-linear optimization program which minimize total cost–construction cost, operating cost and passengers’ travel cost. The decision variables are a binary variable to explain whether construction or not and its direction and a integer variable of the frequencies of travel routes. The solution algorithm-problem solutionand route choice and also the result of implementation for example network are suggested. This result can be more advanced after application in real network and calibration of parameters.

국문 초록 (Abstract)

철도 네트워크를 효율적으로 사용하는 방법 중 하나는 연결선 건설을 통해 여러 노선이 하나의 선로를 공유하는 방법인데, 국내에서도 이미 사용하고 있거나 사업화 추진 중인 노선이 존재한다. 본 연구는 철도 연결선 건설시 사업화 단계가 아닌 계획 단계에서 연결선 건설의 위치 선정, 우선순위 산정 등에 필요한 연결선 설계 모형을 구축하고 이에 대한 해법을 제시하였다. 모형은 연결선건설비용, 노선운영비용, 이용자 총통행비용을 최소화하기 위한 비선형 최적화문제로 구축하였고, 결정변수로는 연결선 건설여부 및 방향, 노선의 열차 운행 빈도로 설정하였다. 본 연구에서는 문제 풀이 알고리즘과 경로선택 알고리즘을 각각 제시하였고, 예제네트워크에 적용을 통하여 모형의 실용성을 검증하였다. 향후 현실을 반영한 실제네트워크와 파라미터를 설정하여 연구의 결과를 발전시킬 여지가 있다.

참고문헌 (Reference)

1 임용택, "철도승객의 노선선택을 고려한 철도망 설계모형 연구" 한국철도학회 11 (11): 581-587, 2008

2 González, A. D., "The interdependent network design problem for optimal infrastructure system restoration" 31 (31): 334-350, 2016

3 Lin, B., "Modeling the railway network design problem: A novel approach to considering carbon emissions reduction" 56 : 95-109, 2017

4 Park, S. B., "Analysis of effect on direct connection between railway lines to enhance interconnectivity" KSR 2018 : 336-337, 2018

5 Bae, C. B., "A new paradigm on the rechuffling of railway network for direct operation"

6 Jin, J. G., "A column generation based approach for the train network design optimization problem" 50 : 1-17, 2013