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영애 사공
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1 2014 년도한국철도학회춘계학술대회논문집 KSR2014S196 국내외열차승하차시간추정연구동향 Reviews Research on Estimation of Doorway Flow Time 오석문 Suk Mun Oh Abstract Dwell time affects passenger service quality directly. If the set too long, travel time increases proportional to it, otherwise too short, passengers cannot ride on and out with easy. Doorway flow time is an import part of the dwell time and directly correlated to passenger behavior. Many researchers have paid effort to identify, estimate, and simulate the doorway flow time as precise as possible. Recently, Korean urban railway companies and regional government getting interested to the doorway flow time. Correct estimation of the value is one of a key factor to make decision on door width of railway vehicle as well as prepare a train service plan with high quality level. This paper presents overall review on previous research and direction of future research to this topic. Keywords : Doorway flow time, dwell time, door width 초록열차운행 ( 특히, 도시철도 ) 에서정차시간 (Dwell time) 은승객서비스수준에직접적인영향을미친다. 정차시간이지나치게길면승객의통행시간이증가하고, 지나치게짧으면승객의승하차에지장을미친다. 승하차시간 (Doorway flow time) 은정차시간을구성하는주요요소중하나로승객의행태 (Behavior) 와직접적인연관관계를갖는다. 지금까지승하차시간에대한정확한정의, 예측 / 측정및시뮬레이션등에대한많은연구들이수행되었다. 최근국내에서도승하차시간의예측에대한관심이높아지고있다. 정확한승하차시간예측은서비스품질이높은열차스케줄의수립뿐만아니라도시철도차량의출입문설계등에주요한인자로활용된다. 이논문은승하차시간과관련된기존연구들을전반적으로고찰하고, 이연구주제와관련하여장래연구방향을제시한다. 주요어 : 승하차시간, 정차시간, 출입문폭 1. 서론 (12 pt) 열차운행 ( 특히, 도시철도와같이운행시격이짧고출퇴근통행수단이되는경우 ) 에서정차시간은승객서비스수준에직접적인영향을미친다. 정차시간이지나치게기련승객의통행시간이증가하고, 지나치게짧으면승객의안전하고편리한승하차에지장을미친다. 승하차시간은정차시간을구성하는주요요소중하나로승객의행태와직접적인연관관계를갖는다. 교신저자 : 한국철도기술연구원 (smoh@krri.re.kr)

2 지금까지승하차시간에대한정확한정의, 예측 / 측정및시뮬레이션등을위한많은연구들이수행되었다. 최근국내에서도승하차시간의예측에대한관심이높아지고있다. 정확한승하차시간예측은서비스품질이높은열차스케줄의수립뿐만아니라도시철도차량의출입문설계등에주요한인자로활용된다. 이논문은승하차시간과관련된기존연구들을전반적으로고찰하고, 이연구주제와관련하여장래연구방향을제시한다. 이논문의구성은다음과같다. 2. 승하차시간이철도시스템설계에미치는영향 2.1 플랫폼설계플랫폼설계의형태에따라승객의승하차시간및열차의정차시간에영향을미친다. 먼저플랫폼의폭과길이는대기승객의혼잡율에영향을미친다. 혼잡율이높은경우서비스수준이낮아지고승하차시간및정차시간의지연이야기된다. 플랫폼에서승객이동방향의형성이플랫폼내의혼잡과승하차시간에영향을미친다. 예를들어동일한플랫폼에서서로다른방향의승객이동의흐름이교차되는경우플랫폼은혼잡하게되고, 혼잡한플랫폼에내리는승객의하차시간은증가된다. 플랫폼의형태가고상홈인가저상홈인가에따라승하차시간에영향을미친다. 이는차량의내부설계와관련되어있다. 또한차량과플랫폼사이의수직및수평거리에따라승하차시간에영향을미친다. 차량과플랫폼사이의거리는승하차과정에서승객이주의해야하는간격으로승하차과정에영향을미친다. 국내수도권역사의플랫폼에는소규모매장이많이들어서있다. 이러한매장들은플랫폼내에서승객흐름을저해하고승하차과정에부정적인영향을미칠가능성이있다. 2.2 차량설계일반적으로출입문폭이넓을경우승하차시간이단축할것이라는전망을할수있다. 그러나, Parkinson과 Fisher (1996) 는 TCRP Report - 13에서북아메리카에서운행하는다양한도시철도승하차시간실적에대한통계분석결과출입문폭과승하차시간사이에유의한관계성을발견하지못한다고밝히고있다. 이후여러연구에서출입문폭이승하차시간에영향을미친다고보고하고있다. 출입문의계단은승하차시간을지연시키는요인중하나이다. 출입문계단은플랫폼설계 ( 고상홈 / 저상홈의결정 ) 와긴밀한연관관계를갖는다. 폭이넓을경우승하차시간이단축할것이라는전망을할수있다. Ruger와 Tuna 등은고상홈을채용하여계단이없는것이최선이고, 불가피할경우에도계단의수는 2개이하이어야한다고한다. 기타차량의출입문근처입석구간 (Vestibule) 의설계가승하차시간에영향을미친다. 이구간이넓고대기승객이적은경우승하차시간을단축할수있다. 반면, 이구간에서입력통과인원이많은경우승하차시간지연에영향을미친다. 아래 Table 1은정차시간및승하차시간에영향을미치는요인들을열거하고있다.

3 Table 1 Factors affecting train dwell time (Douglas Economics 2012) Categories Items Number of boarding and alighting passengers Passenger Volume Passenger Profile Vehicle Design Platform Design Timetable Factors Flow composition Onbard through travelling passengers Load distribution through train Mobility status: old, infirm, wheelchair Journey purpose: commuters, leisure trips, school children Regularity (familiarity) Size Door opening and closing speed Door number and width Seat configuration Single/double deck Aisle width Vestibule size Stairs, escalators, lifts: number, capacity, location Distribution of passengers along platform Platform width (level of passenger crowding), Kiosk(?) Door/platform step height gap Signage, seating Service frequency and pattern Timed/untimed stop Planned interchange Crew change 3. 승하차시간모델 3.1 London Underground Dwell Time Model (by Gerry Weston) 이식은 LUL formula라고알려져있다. CityRail에서는기능시간을 15초대신 10초 ~21초로보고있다. SS 여기서, SS = 역정차시간 ( 초 ), 15 = 기능시간 ( 정차후출입문열리는시간 + 출입문닫힘후출발시간 ), A = 하차인원, B = 승차인원, D = 출입문수, F = ( 피크출입문 )/( 평균출입문 ), T = 통과인원, S = 좌석수. 시간에영향을미치는변수는매우다양하다. 이절에서는선행연구의승하차시간추정모델에대한변수설정사례를제시한다. 3.2 Cross Rail & Thameslink Model (by John Rosser and Peter Howarth)

4 이모델은 LUL formula를기반으로만들어졌다. 이모델은 LUL 모델과달리승객과 CityRail관련된추정항목이포함되어있고, 출입문개폐와관련된항이제외되었다. 또한가지이모델은출입문폭과승하차시간에대한관계를제시하고있다. TD EDW D 여기서, TD = 승하차시간 ( 초 ), A = 하차인원 ( 출입문별 ), B = 승차인원 ( 출입문별 ), D = 출입문폭 (m), EDW = 유효출입문폭, T = 입석통과인원 (vestibule), V = Vestibule의폭 (m), SD = 플랫폼과열차사이의거리. 3.3 Boston Dwell Time Model (by Puong) Puong 은 MBTA 노선의 54 개정차시간관측치를이용하여모델을제시하였다. DT 여기서, DT = 정차시간 ( 초 ), = 하차인원 ( 출입문별 ), = 승차인원 ( 출입문별 ), = 통과인원 ( 출입문별 ). 3.4 Sydney Dwell Time Model (by RailCorp) RailCorp은시드니도시철도의정차시간모형을제시하였다. 2006년 11월및 12월, 2007년5 월에 Central, Town Hall, 그리고 Wynard 역에서현장조사를실시하였다. 2명의현장연구원이시간과통행량을기록하고, 다른 3명의현장연구원이차내탑승현황을기록하였다. 총 246개의관측데이터가수집되었다. 평균정차시간은 28초로계산되었고, 개별플랫폼마다다소의차이는관찰되었다. 추가적으로시드니터미널에서 Millennium 차량을이용하여승하차에대한모의실험을실시하였다. 수집된데이터는 Douglas Economics에서분석되었다. 먼저현장관측데이터에대한회귀모델을수립하고, 모의실험데이터를추가하여회귀모형을보완하였다. 모의실험에는 300명이참가하였다. 모의실험은 2단계로추진되었다. 2006년 12월 21회의실험이실시되었다. 이때승하차인원의수는상대적으로고정되었다. 2007년 5월 34 회의실험이추가되었다. 이때승하차인원의수는가변적이었고, 차내탑승은높은수준으로고정되었다. RailCorp는현장관측과모의실험의비디오영상을검토하였다. RailCorp는비디오영상검토결과현실관측영상의승하차과정이모의실험의승하차과정보다적극적 (aggressive) 으로이루어진다고판단하였다. 모의실험의경우차내혼잡율 160% 에서 160명이승하차하는경우분단 62명인반면관측된영상에서는분당 80명으로모의실험의승하차과

5 정이현실보다 30% 느리다고판단하였다. 모의실험데이터가보완된정차시간모형은다음과같다. DT , 0.83 여기서, DT = 정차시간 ( 초 ), = 하차인원 ( 출입문별 ), = 승차인원 ( 출입문별 ), = 입석통과인원 ( 출입문별 ). 3.4 비교및검토 LUL 모델과 Boston 모델은혼잡효과를고려한다. 반면 Cross Rail & Thameslink 모델은출입문폭의영향을반영하고있다. 시드니모형의경우관측과모의실험을병행하여데이터를확보하였다. 3. 결론이논문은열차승하차시간에대한국내외연구들을전반적으로고찰하였다. 먼저플랫폼및차량등철도시스템의설계가정차시간및승하차시간에미치는다양한요인들을검토하였다. 다음으로정차시간및승하차시간에대한모형들을검토하였다. 국내에서는차량의출입문설계와관련하여승하차시간추정모형에대한관심이높아지고있다. 이와같은국내외동향을고려하여다음과같은장래연구방향들을제시한다. 1. 기존차량출입문설계를위한승하차시간연구에더하여플랫폼의폭및플랫폼내동선설계와관련한승하차시간의연구 2. 현재도시철도형식의차량에대한승하차시간연구의지역간철도승하차시간연구로확장 3. 승하차시간및정차시간단축을위한지역간철도차량차내인테리어설계기준연구 4. 승하차시간추정을위한모의실험방법론의개선및현실관측치와오차검증연구 참고문헌 [1] Tom Parkinson, Ian Fisher (1996), Rail Transit Capacity, Transit Cooperative Research Program Report 13, NATIONAL ACADEMY PRESS Washington, D.C. [2] Andre Puong (2000), Dwell Time Model and Analysis for the MBTA Red Line, Working Paper DSPace@MIT. [3] Suk Mun Oh (2005), An Analysis of the Passenger Flow Time in the Congested Subway Stations, Proceeding of The Korean Society for Railway 2005 Spring Conference, pp [4] Suk-Mun Oh, Hyeon-Mog Jang, Han-Chul Shin (2013), A Statistical Study on Doorway Flow-time for

6 Designing Doors of Ui LRT, JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY FOR RAILWAY, 16(2), pp [5] Nigel G. Harris, Richard J. Anderson (2007), An international comparison of urban rail boarding and alighting rates, Journal of Rail and Rapid Transit Part F, 221, pp [6] Wiktoria Heinz (2003), Passenger service times on trains, Licentiate Thesis of Royal Institute of Technology. [7] Zhang Qi, Han Baoming, Li Dewei (2008), Modeling and simulation of passenger alighting and boarding movement in Beijing metro stations, Transportation Research Part C, 16, pp [8] William H.K. Lam, Chung-Yu Cheung, C.F. Lam (1999), A study of crowding effects at the Hong Kong light rail transit stations, Transportation Research Part A, 33, pp [9] Jiang Zhibin, Ji Tingting, Li Feng (2013), Rail Transit Dwell Time Modeling and Delay Simulation in Variant Passenger Flow, TRB 92nd 2013 Annual Meeting. [10] Nigel G. Harris, Daniel J. Graham, Richard J. Anderson, Haoije Li (2014), The Impact of Urban Rail Boarding and Alighting Factors, TRB 9nd Annual Meeting. [11] Ian Rowe, Nick Tyler (2010), High Density Boarding and Alighting: A Psycho-Physical Experiment, The Arup Journal, pp [12] Paul B.L. Wiggenraad (2001), Alighting and boarding times of passengers at Dutch railway stations, Internal Report of TRAIL Research School.

Microsoft Word - KSR2012A038.doc

Microsoft Word - KSR2012A038.doc YWXY º º t rzyywxyhwz_ º zƒ A Study on the Relation of Railroad System and Energy Saving ö ä ø ã ä ãã In Moon, Han-Min Lee *, Jong-Eun Ha * * Abstract Now the world, such as the impact of fossil energy