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철도시스템 계획을 위한 철도수요예측시스템 아키텍쳐 설계
1)Establishment of the Architecture for Forecasting on the Railway Demand Using for Railway Planning System
이훈기․고용석
2003. 11／1책(최종보고서 62면)／수탁연구／한국철도기술연구원
철도 인프라는 투자비용이 막대하기 때문에 보다 효율적인 인프라 투자와 운영이 절실 히 요구되며 이를 위해 용량제약이나 통행패턴의 변화 등을 고려한 정확한 수요예측이 매 우 중요하다. 기존의 교통수요예측모형에서 사용하고 있는 4단계 추정법은 용량에 대한 분 석이 어렵고 가격탄력성에 대한 비현실적인 예측으로 실제 노선건설 후 개통시 많은 오차 가 있어 왔다. 또한 철도사업 자체에 대한 경제성 분석은 지금까지 필수적으로 다루어져 왔 으나, 국민경제에 대한 파급효과는 계량화되지 못해 국가 경제적으로 효율적인 투자여부를 판단하지 못하고 있다.
이에 본 연구에서는 보다 정확한 철도수송수요예측을 위한 용량과 운행패턴을 고려한 철도수송수요예측 모형과 열차운행패턴에 따른 수요변화평가모형, 국민경제 파급효과 분석모 형의 개발을 통해 철도의 투자효율성 평가를 위한 시스템을 구축하여 국가투자재원의 효율성을 확보하고 신규사업 투자여부에 대한 정확한 판단기준을 제공함을 그 목적으로 하고 있다.
주요 연구내용으로는 다음과 같다.
먼저 철도수송수요예측방법과 국민경제효과에 관한 이론적인 내용 등을 검토하여 자가 용 수요와는 다른 철도수요만의 특징을 고찰하였다. 철도를 포함한 대중교통은 그 통행배정 에 있어 몇 가지 차이점이 있는데 우선 일정한 노선을 가지고 운행한다는 점, 그리고 일정한 운행계획을 가지고 있다는 점, 대중교통의 통행시간은 승용차와는 다르게 여러 가지 요소로 구성되어 있는 점, 또한 같은 경로를 운행하는 복수의 노선이 존재한다는 점 등이 있다. 이 러한 이론적 검토를 통해 본 수요예측 시스템의 아키텍쳐 설계방향을 모색하였다.
아키텍쳐 설계방향 설정을 위해 해외에서 상용되고 있는 여러 수요예측 S/W를 관계전 문가와의 세미나 및 자료수집을 통해 검토하였으며 각각의 특징을 상호 비교하고 이를 통
1) 본 과제는 “철도경영시스템 기술개발”(한국철도기술연구원, 2003. 12., 240면)의 세부과제
중에 하나임
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해 시사점을 도출하였다. 본 연구에서 검토한 상용소프트웨어는 캐나다(구미형)의 EMME/2, 일본(아시아형)의 STRADA, 독일(유럽형)의 VISUM과 NEMO 등을 검토하였으며 특히 NEMO의 경우 그 매뉴얼을 제시하기도 하였다.
본 연구에서 제시한 아키텍쳐는 아래 그림과 같다.
<철도수송수요예측시스템 아키텍쳐>
Network 생성모듈
교통수단별 Network Data(GIS)
Network 생성 프로그램
개별차량 Network
대중교통 라인(line) Data
개별차량 기종점간 통행비용
대중교통 기종점간 통행비용
A B
열차운행 초기조건
기종점 통행량 생성모듈
장래 사회경제지표
통행발생 / 집중
통행 배분
수단 분담
대중교통 기종점 통행량 or 철도 기종점 통행량
개별차량 기종점 통행량 or 철도외 수단 기종점 통행량
B
대중교통 통행배정 모듈
이용가능 경로 탐색
차내 혼잡도 비용 고려
통행 배정
열차 운행 패턴 변화
배정통행량 < 용량
배정 결과 표시(GIS) No
Yes
A
B A
반복 계산
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이와 함께 국토연구원에서 개발한 SOC투자평가모형에서 제시하고 있는 모형 을 이용하여 철도투자사업으로 인한 국민경제적 파급효과를 추정할 수 있는 철도 사업투자평가모형의 아키텍쳐를 제시하였다.
<철도사업투자평가모형 아키텍쳐>
지역별 산업별 입지잉여
지역별
지 대 총 입지
잉 여 지역별
토지이용 토지이용 체 계
지역별 산업별 생산효과
지역별산업별 고용효과
지역 개발 효과
경제성분석 편익
Module I
ModuleIII
Module IV
기확정된 철 도 망 계 획
토 지 이 용 - 교 통 균 형 모 형
비선형 최적화모형, 생산, 토지이용, 교통체계의 파급효과 추정, 철도 투자로 인한 직간접효과 파악 기확정된 토지이용 계 획
추정된 지역별 산업별 제품가격 지역간 통행
비용 변화 (교통비 차이)
지역별 산업별
제품가격 변화 생산기술변화
추정된 지역별 산업별 최종수요 추정된
지역별 투입계수
지역별 산업별 최종수요 다지역
투입계수
철 도 망 체 계
개발 토지면적
Module II
지역별 산업별 생산액
SOC 투자 (철도네트워크, 투자시나리오,
기타속성자료 )
Module V 투 자 효 과 종 합 평 가
공급, 수요 측면 동시 고려 직접, 간접 효과 동시 고려
비용 총 수송비 총 중간재투입비 총 토지 및 자본투입비 총사회비용
최소화 네트 워크 대안
Bi-level기법 공급자수요자 동시고려 가용예산제약 고려
이러한 철도수송수요예측시스템과 철도투자사업평가모형 시스템을 통합하여 철도시스 템의 운영계획 등의 수립을 위한 정확한 수송수요예측 통합 S/W 개발의 모색을 도모하였 으며 향후 보다 더 모형을 정산하고 개발하여 실제적으로 다양한 정책분석이 가능한 모형 으로 개발하는 것이 필요하다 하겠다.
