시뮬레이션 기반 철도 선로용량의 최적 활용범위 설정
Simulation-based Estimation of Optimal Utilization Range in a Railway Line Capacity
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초록
철도운영에서는 철도 인프라의 활용도를 최대화하면서 동시에 열차 간 간섭에 의한 운영품질 저하를 최소화할 수 있는 용량 활용의 적정 범위를 결정하여야 한다. 이를 위해서는 해당 인프라의 최대용량과 열차 교통량에 따른 대기시간 함수가 필요하다. 본 논문에서는 열차시각표 시뮬레이션을 통하여 얻은 열차당 평균 대기시간과 최대용량 자료를 이용하여 대기시간 함수의 파라미터를 추정하였다. 이 대기시간 함수식을 기반으로 대기시간의 상대적 최소 민감도와 평균 정규화 트래픽의 최대 성능을 나타내는 철도 선로용량 이용률의 상‧하한을 도출하였다. 따라서 철도 인프라의 적정 이용률은 이와 같은 상‧하한 사이에서 결정되어야 할 것이다. 본 논문에서 제시하는 시뮬레이션 실험기반의 최적 용량 활용범위 설정 방법은 복잡한 역 구내 선로 또는 네트워크 구조의 철도 노선 용량분석에 활용 가능할 것으로 기대되며, 이는 철도 인프라의 추가 투자수요를 파악하는 데에도 도움이 될 것이다.
Abstract
Railway operation deals with determining optimal degree of capacity utilization for given infrastructure. This is to fully use railway infrastructure and to minimize the decreasing operation quality which is caused by conflicts between trains. For this, we need a maximum capacity for given infrastructure and a waiting time function on train traffic. In this paper, the parameters of waiting time function are estimated using average waiting time per train and maximum capacity obtained from timetable simulation. Based on this waiting time function, the lower and upper bounds of capacity utilization rate are derived, which show minimum relative sensitivity of waiting time and maximum average normalized traffic performance, respectively. Therefore, the reasonable capacity utilization rate of railway infrastructure should be decided between these lower and upper limits. Simulation-based estimation for optimal capacity utilization range in this paper could be used to determine the utilization of existing infrastructure including large stations with complicated track-layout and railway lines with network structure, which will help us to identify additional investment needs for rail infrastructure.
참고문헌 (4)
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