KR101151261B1 - 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템 및 방법 - Google Patents

열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101151261B1
KR101151261B1 KR1020100098892A KR20100098892A KR101151261B1 KR 101151261 B1 KR101151261 B1 KR 101151261B1 KR 1020100098892 A KR1020100098892 A KR 1020100098892A KR 20100098892 A KR20100098892 A KR 20100098892A KR 101151261 B1 KR101151261 B1 KR 101151261B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
train
time
stop
arrival
station
Prior art date
Application number
KR1020100098892A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120037251A (ko
Inventor
노갑진
이동원
유호상
천진이
Original Assignee
서울특별시도시철도공사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울특별시도시철도공사 filed Critical 서울특별시도시철도공사
Priority to KR1020100098892A priority Critical patent/KR101151261B1/ko
Publication of KR20120037251A publication Critical patent/KR20120037251A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101151261B1 publication Critical patent/KR101151261B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or vehicle trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or vehicle trains
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/10—Operations, e.g. scheduling or time tables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/60—Testing or simulation

Abstract

본 발명은 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템 및 방법이 개시된다. 일 실시 예에서, 열차별(운행시간대별) 지연범위에 따른 각 역의 정차시분과 운전시분 정보를 설정하여 데이터베이스에 저장하는 단계; 열차 도착 예측 연산부가 열차의 지연시간에 따른 다음 정차역들의 정차시분과 운전시분을 상기 데이터베이스에서 확인하여 열차의 현재 정차역에서부터 종착역까지 모든역의 도착 예측 시간을 연산하는 단계; 및 열차 시분 조정 처리부가 밀집 가능성을 판단하여 열차 간격을 일정하게 유지하도록 하는 선행 및 후행 열차들의 추가 정차시분을 연산하여 정보를 제공토록하는 단계를 포함하는 것으로, 열차의 도착 예상시간을 각 역에 도착할 때 마다 업데이트 하여 제공하고 제공된 도착 예상시간을 이용하여 선행 및 후행 열차들의 운행간격이 일정할 수 있도록 정차시분 값을 계산하여 제공함으로써 열차를 이용하는 승객은 일정 간격으로 운행되는 열차를 이용할 수 있는 것입니다.

Description

열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템 및 방법{Train operation forecast and concentrated run prevention system and method}
본 발명은 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템 및 방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 지연시간별 정차시분 및 운전시분 데이터를 이용하여 현재 도착역을 기준으로 종착역까지의 열차 운행궤적과 도착시간을 예측하고, 지연으로 인한 열차간 간격의 밀집 예상시, 선행 열차 및 후행 열차들의 정차시간을 사전에 조정함으로써 열차간 일정간격을 유지할 수 있는 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템에 관한 것이다.
주지되어 있는 바와 같이, 서울도시철도공사에서 운행하는 열차는 수 백대에 이르고 있으며 수 백대의 열차들은 계획된 열차운행 계획에 의해 운행되고 있다.
서울도시철도공사에서는 도 1에 도시된 바와 같이 열차운행 종합 제어 시스템을 운영하고 있다.
이 열차 운행 종합 제어 시스템은 관제실에 설치되는 열차 운행 제어 컴퓨터(Total Traffic Control)(20)와 각 역에 중앙 정보 전송 장치(10-1 내지 10-n)를 포함한다.
열차 운행 제어 컴퓨터(20)에는 사전 프로그램 업무처리 절차에 따라 열차 운행 종합 제어 절차와 현장기기 간의 데이터 통신장치를 통해 자동적으로 전 노선의 제어 현장으로부터 열차정보 및 현재 운행열차의 정확한 위치를 파악하고, 운행구간의 선로상태를 수집하여 열차운행 계획과 비교, 판단하여 열차운행 제어지령을 내린다.
열차 운행 제어 컴퓨터는 컴퓨터가 DTS(Data Transmission System) 장치를 통하여 들어온 현장 데이터를 이용하여 열차제어 및 표시업무를 수행하며, 사령실 근무자는 기기작동에 대한 일반 감시 업무만 수행한다.
열차제어는 계획된 열차운행 계획과 현재 운행되고 있는 열차의 위치 및 선로조건에 따라 이루어지며 전 구간을 운행하는 각 열차의 정보는 중앙 정보 전송 장치에 의하여 수집되고 DTS 장치를 경유하여 열차 운행 제어 컴퓨터로 전송된다.
이들 지능화된 열차운행제어시스템은 일정한 열차 간격 유지와 불균등한 운전 시간대의 수송수요에 대처할 수 있도록 설계 되었으며, 필요에 따라 관제사의 개입으로 합리적인 운전관리를 할 수 있다.
그러나 서울도시철도공사의 열차운행 계획과 달리 실제 열차는 다양한 원인에 의해 지연 운행될 수 있다.
만약, 다양한 원인에 의해 열차가 지연 운행하게 된 경우, 지연 열차는 선행 열차와의 운행 간격이 늘어나고, 후행 열차와의 운행 간격은 좁아지게 된다.
이는 특정 구간에서의 열차밀집 현상을 초래하며, 밀집 운행으로 인한 피크전력 발생으로 불필요한 전력 사용료의 추가지불과 비효율적 전력사용 문제를 유발 시킨다.
또한 열차를 이용하는 승객은 계획된 시간보다 승차대기 시간이 길어지는 경우가 발생하게 되며 이는 열차를 이용하는 고객의 불만 요인이 되고 있다.
한편 서울도시철도공사는 도 2에 도시된 바와 같이 관제실에서 상황판을 이용하여 열차의 운행 상황을 확인하며, 관제사의 판단에 따라 운행 중인 각 열차의 기관사에게 임의의 통신수단을 통해 각종 제어정보를 제공할 수 있다.
그러나 모든 열차의 운행 정보가 아날로그 방식으로 표시되고 이를 관제사가 육안으로 확인하면서 통제하고 있기 때문에 지연에 따른 밀집을 사전에 방지하는데 큰 어려움이 있다.
본 발명은 상기 언급한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 지연시간별 정차시분 및 운전시분 데이터를 활용하여 열차의 운행궤적과 도착 시간을 예측하고, 지연으로 인한 열차의 밀집이 예상 될 시, 열차간 일정한 간격을 유지시킬 수 있는 선행 및 후행열차의 최적 정차시분 정보를 산출하는 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템 및 방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 열차의 지연 운행에 따른 밀집운행을 방지함으로써 열차 운행을 위한 전력 사용료를 절약할 수 있는 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템 및 방법을 제공함에 목적이 있다.
본 발명의 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 방법의 일 측면은 정보 설정부가 운행시간대별 지연시간에 따른 각 역의 정차시분과 운전시분 정보를 설정하여 데이터베이스에 저장하는 단계; 열차 도착 예측 연산부가 열차의 지연시간에 따른 각 역의 정차시분과 운전시분을 상기 데이터베이스에서 확인하여 현재 정차역에서부터 종착역까지의 도착 예측 시간을 연산하는 단계; 열차 시분 조정 처리부가 열차의 밀집 가능성을 판단하여 선행 및 후행 열차들의 정차시분 조정을 통해 열차간격을 유지시키는 단계를 포함한다.
상기 운행시간대별 지연시간에 따른 각 역의 정차시분과 운전시분 정보를 설정하여 데이터베이스에 저장하는 단계에서 각 카테고리별 정차시분과 운전시분 정보는, 과거의 운행실적을 통계 분석하여 수집하고, 여러 기술통계 값 중 가장 합리적인 정차시분과 운전시분 값을 대표값으로 선택한다.
이때, 상기 데이터베이스 저장된 정차시분과 운전시분 정보를 선택하는 대표값은, 상위 75%, 평균값, 중간값 및 하위 25% 중 하나일 수 있다.
한편 상기 열차 도착 예측 연산부가 도착 예측 시간을 연산하는 단계는 열차번호와, 현재 정차역의 실제 도착시간을 제공받는 단계; 해당 정차역에서 열차의 지연시간을 계산하는 단계; 당 열차의 지연시간에 해당하는 정차시분과 운전시분을 데이터베이스에서 불러오는 단계; 다음 정차역까지의 열차 도착 예정시간을 계산하는 단계; 다음 정차역이 종착역인지를 판단하여 종착역까지 각 역의 도착 예정시간이 모두 도출되었는지 확인하는 단계; 및 상기 다음 정차역이 종착역인지를 판단 단계에서 다음 정차역이 종착역이면 연산 과정을 종료하고 계산된 각 역별 도착 예정시간 값을 활용하여 예측운행 궤적을 시공도(time-space diagram)에 작도하는 단계를 포함한다.
한편, 상기 다음 정차역이 종착역인지를 판단하는 단계에서 다음 정차역이 종착역이 아니면, 다음 정차역 기준 열차의 지연시간을 계산하여 지연시간에 해당하는 다음역의 정차시분과 운전시분을 데이터베이스에서 확인하여 종착역까지 모든 도착시간이 연산될 수 있도록 반복하는 단계를 더 포함한다.
또한 열차 시분 조정 처리부가 열차의 밀집 가능성을 판단하여 선행 및 후행 열차들의 정차시분 조정을 통해 열차간격을 유지시키는 단계는, 정차시분 조정을 분산할 역의 수와 열차의 수를 설정하는 단계; 지연 열차와 선행 열차와의 시간간격이 계획시간간격과 기 설정된 시간이상 나는지를 판단하는 단계; 상기 판단 단계에서 지연 열차와 선행 열차와의 시간간격이 계획시간간격과 기 설정된 시간 이상 나면, 지연 열차 기준 선행 열차와 후속 열차와의 열차시간간격 오차를 연산하는 단계; 및 선행 열차와 후속 열차의 가산(조정) 정차시분을 계산한 후 선행 열차와 후속 열차에 적용하여 열차간격을 일정하게 유지시키는 단계를 포함한다.
여기서 상기 선행열차와 후속 열차의 가산(조정) 정차시분은, 『선행 열차 도착시간 함수 - 지연 열차 도착시간 함수 = 적정 열차간격』, 『지연 열차 도착시간 함수 - 후속 열차 도착시간 함수 = 적정 열차간격』의 기본 모형식에 의해 산출되며, 열차별로 조정비율을 달리함으로 완만한 열차간격 조절이 이루어지도록 한다.
또한 여러 역에 걸쳐 가산 해주어야 할 추가 정차시분을 나누어 적용함으로 자연스러운 열차운행이 이루어지도록 한다.
전술된 구성에 의해 본 발명에 따른 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템 및 방법은 지연시간별 정차시분 및 운전시분 데이터를 활용하여 열차의 운행궤적과 도착 시간을 예측하고, 지연으로 인한 열차의 밀집이 예상 될 시, 열차간 일정한 간격을 유지시킬 수 있는 선행 및 후행열차의 최적 정차시분 정보를 제공함으로써 열차를 이용하는 승객은 일정 간격으로 운행되는 열차를 이용할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.
더불어 열차의 밀집운행에 따른 피크 전력 사용을 사전 방지함으로써 전력 비용을 절감하는 효과가 있다.
도 1은 종래 열차운행종합 제어 시스템의 구성을 나타낸 상태도.
도 2는 도 1에 따른 열차운행종합 제어 시스템에서의 상황판을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템을 나타낸 기능블록도.
도 4는 도 3에 따른 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템에서 시간대별 지연시간에 따른 역별 정차시분 및 운전시분의 분포를 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 방법을 나타낸 순서도.
도 6은 도 5에 따른 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 방법에서 열차의 역별 예측 도착시간 연산 단계(S2)의 세부 단계를 나타낸 순서도.
도 7은 도 5에 따른 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 방법에서 인접 열차의 정차 시분을 조정하는 단계(S3)의 세부 단계를 나타낸 순서도.
도 8은 현 도착역 기준, 현 위치까지의는 실제 운행궤적이, 현 도착역에서 종착역까지는 운행예측궤적이 그려지는 시공도(time-space diagram)의 예.
도 9a는 본 발명에 따른 열차의 현 시점까지의 궤적과 종착역 까지의 운행예측궤적이 현시된 관제센터 사용자 화면구성.
도 9b는 열차밀집 예상 시, 인접열차의 정차시분 조정 정보를 관제사에게 제공하는 화면이다.
도 3은 본 발명에 따른 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템의 구성을 나타낸 기능블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템은 데이터베이스(100), 정보 설정부(110), 열차 도착 예측 연산부(200) 및 열차 시분 조정 처리부(300)를 포함한다.
일반적으로 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템은 관제실에 설치되어 운영된다.
데이터베이스(100)에는 열차운행 계획상의 역별 계획도착시간, 시간대별 계획열차시격 등이 저장되어있다.
또한 [표 1]에서와 같이 열차번호 그룹별 지연 시간에 따른 각 역의 정차시분과 운전시분 정보가 저장되어 있다.
Figure 112010065551715-pat00001
위 표에서 열 머리의 열차번호별 그룹은 시내구간 중간역 통과시간을 기준으로 분류한다.
상기 표의 각 역별 지연범위에 따른 정차시분 및 운전시분에 대한 데이터베이스는 과거 운행실적을 토대로 정보 설정부(110)에서 구축되며, 도 4에 도시된 바와 같이 상위 75%, 평균값, 중간값 및 하위 25% 값중 설명력이 가장 높은 평균값을 대표값으로 선정한다.
그리고 열차의 지연범위에 따른 그룹 설정은 [표 2]와 같다.
기준 정상 30초 60초 90초 120초 150초 180초 196초 이상
범위 15초 미만 15~45초 46~75초 76~105초 106~135초 136~165초 166~195초 196초 이상
[표 2]에서는 15초 미만을 정상으로 하고, 30초 간격으로 그룹을 나누었다.
일반적으로 열차는 열차번호(k), 운행시간, 각 정차역별 계획도착 정차시분, 운전시분 정보들을 포함하는 열차운행계획에 의해 운행된다. 이러한, 기본 열차운행계획 값은 과거실적으로부터 산출된 지연시간 별 각 역의 정차시분, 운전시분 값과 더불어 데이터베이스(100)에 저장되어 있다.
열차 도착 예측 연산부(200)는 열차가 새로운 역에 도착할 때 마다 상기 DB값을 활용하여 실시간으로 현재역 기준, 종착역까지의 각 역별 도착예정시간과 예측운행궤적을 연산한다.
따라서 열차 도착 예측 연산부(200)는 각 열차의 열차번호와, 현재역 실제도착시간을 중앙정보전송 장치(10)로부터 제공받으며, 해당열차의 현재역 계획도착시간 정보는 열차운행 계획으로부터 확인할 수 있다.
그러면, 열차 도착 예측 연산부(200)는 현재역 실제도착시간과 계획도착시간의 차로 지연시간을 계산한다.
이후, 열차 도착 예측 연산부(200)는 해당역의 계산된 지연시간에 해당하는 정차시분과 운전시분을 데이터베이스(100)에서 불러온다.
이 불러온 기본 데이터를 통해 열차 도착 예측 연산부(200)는 다음 정차역까지의 열차 도착 예정시간을 계산할 수 있다.
즉, 다음 정차역 도착 예정시간은 [현재역의 도착시간 + 정차시분 + 역간 운전시분]을 더함으로써 계산된다.
이러한 열차 도착 예측 연산부(200)는 반복 알고리즘에 기반하여 종착역까지의 각 역별 도착시간을 예측하는 작업을 수행한다.
그리고 열차 시분 조정 처리부(300)는 열차 도착 예측 연산부(200)를 통해 도출된 예측운행 궤적 및 예측 도착시간 정보를 활용하여 열차의 밀집 가능성을 판단하여 인접(선행 또는 후행) 열차와의 간격이 일정하도록 조정 할 수 있는 가산정차시분 값을 계산하여, 수정된 정차시분 정보를 관제사 및 기관사에게 제공한다.
이때, 자연스럽고 완만한 열차간격 조정을 위해, 정차시분의 추가 가산은 여러역에 걸쳐 분담하며, 인접 열차순으로 조정 해주어야 할 시격(열차간 간격)값을 차등 적용한다.
이를 위해 먼저, 열차 시분 조정 처리부(300)는 정차시분을 조정할 역의 수와 열차의 수를 설정한다.
이후, 열차 시분 조정 처리부(300)는 지연 열차와 선행 열차와의 시간간격이 기 설정된 시간(30초) 이상 계획시간간격과 차이가 나는지를 판단한다.
만약, 지연 열차와 선행 열차와의 시간간격이 기 설정된 시간 이상 계획시간간격과 차이나면, 밀집방지 작업을 시행하는 열차 시분 조정 처리부(300)의 본 연산이 시작되며, 중앙정보전송 장치(10)로부터 지연된 열차번호, 지연 열차의 현재 정차역 실제 도착시간, 선행 열차의 현재 정차역 도착시간 및 후속 열차의 현재 정차역 도착시간을 제공받는다.
그리고, 지연 열차 기준 선행 열차와의 계획 열차시간간격, 지연 열차 기준 후속 열차와의 계획 열차시간간격 정보등 열차운행 계획값을 데이터베이스(100)으로부터 확인한다.
또한, 지연 열차 다음 정차역 도착 예정시간, 후속 열차 다음 정차역 도착 예정시간은 열차 도착 예측 연산부(200)를 통해 확인할 수 있다.
제공된 정보를 이용하여 열차 시분 조정 처리부(300)는 지연 열차 기준, 선행 열차와 후속 열차와의 열차시간간격 오차를 연산한다. 즉, 선행 열차의 예측 열차시간간격과 계획 열차 시간간격의 오차를 연산하고, 후속 열차의 예측 열차시간간격과 계획 열차 시간간격의 오차를 연산한다.
그런 후 열차 시분 조정 처리부(300)는 이 오차를 조정하기 위한 선행 열차와 후속 열차의 가산 정차시분을 연산한 후 선행 열차와 후행 열차에 적용한다. 이때, 열차 시분 조정 처리부(300)는 설정된 정차시분 조정 정차역의 수 및 열차의 수에 따라 가산 정차시분을 차등 적용한다.
여기서 상기 가산(조정) 정차시분은, 『선행 열차 도착시간 함수 - 지연 열차 도착시간 함수 = 적정 열차간격』, 『지연 열차 도착시간 함수 - 후속 열차 도착시간 함수 = 적정 열차간격』의 기본 제약식을 만족하는 정차시분 값을 각 함수로부터 역산하여 도출해 낸다.
즉, 각 열차의 도착시간 함수는 『현재역 도착시간 = 전역 도착시간 + 정차시분 + 역간운전시분』으로 구성되어 있고, 상기 제약식을 통해 조정해 주어야 할 정차시분 값을 산출해 낼 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 하기에서 사용될 기호에 대하여 살펴보기로 한다.
r : 역 번호, k : 열차번호, Ak,r : k열차의 r역 실제 도착시간, Pr : r역 계획도착시간, Ek,r : k열차의 r역 도착 예정시간, Sr : r역 정차시분, Mr : r역과 (r-1)역 사이의 운전시분, L : 지연시간(초), n : 종착역 번호, r1 : 선행열차 현재역, r-1 : 후속열차 현재역, h1 : 선행열차의 총 가산 정차시분, h2 : 후속열차의 총 가산 정차시분, SE : 정차시분 가산되는 역의 수, t1 : 선행열차와 지연열차 사이의 계획시간간격과 예측시간간격의 차이, t2 : 후행열차와 지연열차 사이의 계획시간간격과 예측시간간격의 차이, Ph1k : k열차와 선행열차간 계획운전시간간격, Ph2k : k열차와 후속열차간 계획운전시간간격, b1 : 선행열차의 정차시분 조정 열차수, b2 : 후행열차의 정차시분 조정 열차 수이다.
먼저, 정보 설정부(110)는 각 지연 시간대 정보, 각 정차역에서 운행 시간대에 따른 지연시간대별 정차시분과 운전시분 정보가 데이터베이스(100)에 저장된다(S1). 여기서, 정보 설정부(110)는 각 정차역에서 운행 시간대에 따른 지연시간대별 정차시분과 운전시분 정보는 과거의 운행 통계를 통해 각 정차역에서 지연시간대별 정차시분과 운전시분 정보를 수집하고, 수집된 지연시간대별 정차시분과 운전시분 정보 중 대표값을 선정한다. 이때, 상기 데이터베이스(100)에 저장된 지연시간대별 정차시분과 운전시분 정보의 대표값은 상위 75%, 평균값, 중간값 및 하위 25% 중 하나일 수 있다.
이후, 열차 도착 예측 연산부(200)가 열차의 시간대별 지연 시간에 따른 각 역의 정차시분과 운전시분을 상기 데이터베이스(100)에서 확인하여 열차의 현재 정차역에서부터 종착역까지 각 역별 도착 예측 시간을 연산한다(S2).
이하, 하기에서는 열차 도착 예측 연산부(200)가 도착 예측 시간을 연산하는 단계(S2)의 세부 단계를 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 현재 도착역(r), 열차번호(k), 실제 도착시간(Ak,r)을 중앙정보전송 장치(10)로부터 제공받는다(S21).
이어서, 해당 정차역(r)에서의 계획도착시간(Pr)과 실제도착시간(Ak,r)의 차인 지연시간(L)을 계산한다(S22).
이후, 계산된 열차(k)의 지연시간(L)에 해당하는 정차시분과 운전시분을 데이터베이스(100)에서 불러온다(S23).
이어서, 열차(k)의 다음 정차역(r+1)까지의 열차 도착 예정시간(Ek,r)을 계산한다(S24).
이후 다음 정차역이 종착역인지를 판단하여 종착역까지 각 역의 도착 예정시간이 모두 도출되었는지 확인한다(S25).
다음 정차역이 종착역이면(YES) 연산 과정을 종료하고 계산된 각 역별 도착 예정시간 값을 활용하여 예측운행 궤적을 시공도(time-space diagram)에 작도한다(S26).
한편, 상기 다음 정차역이 종착역인지를 판단하는 단계(S25)에서 다음 정차역이 종착역이 아니면(NO), 다음 정차역 기준 열차의 지연시간을 계산하여(S27) 지연시간에 해당하는 다음역의 정차시분과 운전시분을 데이터베이스에서 확인하여 종착역까지 모든 도착시간이 연산될 수 있도록 과정(S23~S27)을 반복한다.
열차 도착 예측 연산부(200)의 연산 결과에서 열차의 지연이 예측된 경우 도9a에 도시된 바와 같이 지연 열차와 선행 열차와의 거리는 멀어지고, 후행 열차와의 거리는 좁혀지게 되어 열차 밀집이 발생되게 된다.
이에 다음단계인 열차 시분 조정 처리부(300)는 열차운행예측 결과를 토대로 지연으로 인한 밀집이 예측 될 시, 지연열차를 기준으로한 선행 및 후행 열차들의 정차시분을 조정한다(S30).
이하, 하기에서는 열차 시분 조정 처리부(300)가 지연 열차와 기 설정된 선행 및 후행 열차들의 정차시분을 조정하는 단계(S30)에 대하여 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 정차시분 조정 정차역(SE) 수와 운전시간간격을 조정할 열차(b1, b2)의 수를 설정한다(S31). 여기서, b1은 선행 정차시분 조정 열차수이고, b2는 후행 정차시분 조정 열차수이다.
이어서, 지연 열차(k)와 선행 열차(k-2)와의 시간간격이 기 설정된 시간(30초) 이상 계획시간간격과 차이가 나는지를 연산하여 열차의 밀집 가능성을 판단한다(S32). 즉, {(Ak-2,r+1) - (Ek,r+1) - Ph1k ?? 30초}와 같이 나타낼 수 있다.
만약, 상기 판단 단계(S32)에서 지연 열차와 선행 열차와의 시간간격이 계획시간간격과 기 설정된 시간 이상 차이나면(YES), 지연된 열차번호(k), 지연 열차의 현재 정차역(r) 실제 도착시간(Ak,r), 선행 열차(k-2)의 현재 정차역(r+1) 도착시간(Ak-2,r+1) 및 후속 열차(k+2)의 현재 정차역(r-1) 도착시간(Ak+2,r-1)은 중앙정보전송 장치(10)로부터 제공받으며, 지연 열차 기준 선행 열차와의 계획 열차시간간격(Ph1k), 지연 열차 기준 후속 열차와의 계획 열차시간간격(Ph2k) 정보는 열차운행 계획을 통해 확인할 수 있다.
또한, 지연 열차의 다음 정차역 도착 예정시간(Ek,r+1), 후속 열차(k+2)의 다음 정차역(r) 도착 예정시간(Ek+2,r)은 열차 도착 예측 연산부(200)를 통해 확인할 수 있다.
이후, 지연 열차 기준으로 선행 열차와 후속 열차와의 열차시간간격 오차를 연산한다(S33). 여기서, 선행 열차(k-2)의 열차 시간간격 오차(t1)는 선행 열차(k-2)와의 예측 여차시간간격과 계획 열차시간간격(Ph1k)의 오차를 연산하면 되고, 후속 열차(k+2)의 열차 시간간격 오차(t2)는 후속 열차(k+2)와의 예측 열차 시간간격과 계획 열차시간간격(Ph2k)의 오차를 계산하면 된다.
이를 식으로 표현하면, t1 = {(Ak-2,r+1) - (Ek,r+1) - Ph1k} 이고, t2 = {(Ph2k) - (Ak,r) - (Ek+2,r)}과 같이 표현될 수 있다.
이후, 선행 열차(k-2)와 후속 열차(k+2)의 가산해 주어야 할 총 정차시분(각각 h1,h2)을 계산(S34)한 후 선행 열차와 후속 열차에 적용하여 정차시분을 조정한다(S35).
이때 가산해 주어야 할 총 정차시분(h1,h2)는 완만한 열차간격의 조정을 위하여 여러 열차에 걸쳐 차등 적용해준다.
이를 식으로 표현하면, 선행 열차의 가산 정차시분 h1 = t1*(b1-i+1)/b1, 후속 열차의 가산 정차시분 h2 = t2*(b2-i+1)b2 와 같이 표현된다. 그러면, 기 설정된 선행 열차의 개수만큼 임의의 비율로 점점 가산 정차시분의 크기는 작아진다.
열차 시분 조정 처리부(300)는 상기와 같이 선행 열차와 후행 열차의 최적의 정차시분을 산출하고 도 9b에 도시된 바와 같이 관제사 및 기관사에 최적 정차시분 정보를 제공해 줌으로 밀집을 사전에 방지 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.
10 : 중앙 정보 전송 장치 100 : 데이터베이스
110 : 정보 설정부 200 : 열차 도착 예측 연산부
300 : 열차 시분 조정 처리부

Claims (12)

  1. 정보 설정부가 열차별(운행시간대별) 지연시간에 따른 각 역의 정차시분과 운전시분 정보를 설정하여 데이터베이스에 저장하는 단계;
    열차 도착 예측 연산부가 열차의 지연시간에 따른 다음 정차역들의 정차시분과 운전시분을 상기 데이터베이스에서 확인하여 열차의 해당 정차역에서부터 종착역까지 모든 역의 도착 예측 시간을 연산하고 예측운행 궤적을 작도하는 단계; 및
    열차 시분 조정 처리부가 밀집발생 가능성을 판단한 후, 일정한 열차간격이 유지되도록 하는 선행 및 후행열차의 추가 정차시분을 도출하는 단계를 포함하되,
    상기 정보 설정부가 상기 지연시간대별 정차시분과 운전시분 정보를 설정하여 데이터베이스에 저장하는 단계에서 운행시간대별 지연범위에 따른 각 역의 정차시분과 운전시분 정보는,
    운행시간대별 과거의 지연범위에 따른 각 역의 정차시분과 운전시분 정보를 수집하고, 통계적 기법으로 각 정차시분과 운전시분의 대표값을 선택하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터베이스 저장된 정차시분과 운전시분 정보를 선택하는 대표값은,
    상위 75%, 평균값, 중간값 및 하위 25% 중 하나인 것을 특징으로 하는 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 열차 도착 예측 연산부가 도착 예측 시간을 연산하는 단계는
    열차의 도착 열차번호와, 정차역에 열차가 실제 도착한 도착시간을 제공받는 단계;
    해당 정차역에서 지연 열차의 지연시간을 계산하는 단계;
    계산된 지연 열차의 지연시간에 해당하는 정차시분과 운전시분을 데이터베이스에서 확인하고 불러오는 단계;
    지연 열차의 다음 정차역까지의 열차 도착 예정시간을 계산하는 단계;
    다음 정차역이 종착역인지를 판단하는 단계; 및
    상기 다음 정차역이 종착역인지를 판단 단계에서 다음 정차역이 종착역이면 연산 과정을 종료하고, 종착역이 아니면 다음 정차역 기준 열차의 지연시간을 계산하여 지연시간에 해당하는 다음역의 정차시분과 운전시분을 데이터베이스에서 확인하여 종착역까지 모든 도착시간이 연산될 수 있도록 반복하는 단계;
    모든 연산과정 종료 후 계산된 각 역별 도착 예정시간 값을 활용하여 예측운행 궤적을 시공도(time-space diagram)에 작도하는 단계를 포함하는 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    열차 시분 조정 처리부가 밀집발생 가능성을 판단한 후, 일정한 열차간격이 유지되도록 하는 선행 및 후행열차의 추가 정차시분을 도출하는 단계는,
    정차시분 조정을 분담 할 역의 수와 열차의 수를 설정하는 단계;
    지연 열차와 선행 열차와의 시간간격이 계획시간간격과 기 설정된 시간이상 나는지를 판단하는 단계;
    상기 판단 단계에서 지연 열차와 선행 열차와의 시간간격이 계획시간간격과 기 설정된 시간 이상 나면, 지연 열차 기준 선행 열차와 후속 열차와의 열차시간간격 오차를 연산하는 단계; 및
    선행 열차와 후속 열차의 가산(조정) 정차시분을 계산한 후 선행 열차와 후속 열차에 적용하여 열차간격을 일정하게 유지시키는 단계를 포함하는 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 선행열차와 후속 열차의 가산(조정) 정차시분은,
    『선행 열차 도착시간 함수 - 지연 열차 도착시간 함수 = 적정 열차간격』, 『지연 열차 도착시간 함수 - 후속 열차 도착시간 함수 = 적정 열차간격』의 기본 제약식을 만족하는 정차시분 값을 각 함수로부터 역산하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 방법.
  7. 운행열차별(운행시간대별) 지연범위에 따른 각 역의 정차시분과 운전시분 정보가 저장된 데이터베이스;
    열차별(운행시간대별) 정차시분 및 운전시분을 과거 년도들의 실적을 통계분석하여 각 정차역의 정차시분과 운전시분 정보에서 설정하는 정보 설정부;
    열차의 지연시간을 이용하여 다음 정차역들의 정차시분과 운전시분을 상기 데이터베이스에서 확인하고, 다음 정차역들의 정차시분과 운전시분을 이용하여 열차들의 현재 정차역에서부터 종착역까지 모든역의 도착 예측 시간을 연산하는 열차 도착 예측 연산부; 및
    상기 열차 도착 예측 연산부를 통해 연산된 정보를 바탕으로 밀집의 발생 가능성을 판단하여 인접 열차들의 정차시분을 조정하여 밀집을 사전에 방지하는 열차 시분 조정 처리부를 포함하는 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 데이터베이스에 저장된 열차별(운행시간대별), 지연범위에 따른 각 역의 정차시분과 운전시분 정보는,
    운행시간대별 과거의 지연범위에 따른 각 역의 정차시분과 운전시분 정보를 수집하고, 통계적 기법으로 각 정차시분과 운전시분의 대표값을 선택하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 데이터베이스 저장된 정차시분과 운전시분 정보를 선택하는 대표값은,
    상위 75%, 평균값, 중간값 및 하위 25% 중 하나인 것을 특징으로 하는 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 열차 도착 예측 연산부는,
    열차의 도착 열차번호와, 정차역에 열차가 실제 도착한 도착시간을 제공받아 해당 정차역에서 지연 열차의 지연시간을 계산하고,
    계산된 지연 열차의 지연시간에 해당하는 정차시분과 운전시분을 데이터베이스에서 불러와 지연 열차의 다음 정차역까지의 열차 도착 예정시간을 계산하고,
    다음 정차역이 종착역인지를 판단하여 종착역까지 모든 역의 도착예측시간이 연산될 수 있도록 반복수행 후 계산된 각 역별 도착 예정시간 값을 활용하여 예측운행 궤적을 시공도(time-space diagram)에 작도하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 열차 시분 조정 처리부는
    정차시분 조정을 분담할 정차역의 수 및 열차의 수를 사전 설정하고,
    열차운행예측 정보로부터 밀집 가능성을 판단 즉, 지연 열차와 선행 열차와의 시간간격이 계획시간간격과 기 설정된 시간이상 나는지를 판단하여,
    지연 열차와 선행 열차와의 시간간격이 계획시간간격과 기 설정된 시간 이상 나면, 향후 밀집이 발생될 것으로 판단하여 지연 열차 기준, 선행 열차와 후속 열차와의 열차시간간격 오차를 연산하고,
    선행 열차와 후속 열차의 가산 정차시분을 계산한 후 선행 열차와 후속 열차에 적용하여 정차시분을 조정함으로 열차의 밀집을 사전에 방지할 수 있는 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 선행열차와 후속 열차의 가산(조정) 정차시분은,
    『선행 열차 도착시간 함수 - 지연 열차 도착시간 함수 = 적정 열차간격』, 『지연 열차 도착시간 함수 - 후속 열차 도착시간 함수 = 적정 열차간격』의 기본 제약식을 만족하는 정차시분 값을 각 함수로부터 역산하는 것을 특징으로 하는 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템.
KR1020100098892A 2010-10-11 2010-10-11 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템 및 방법 KR101151261B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100098892A KR101151261B1 (ko) 2010-10-11 2010-10-11 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100098892A KR101151261B1 (ko) 2010-10-11 2010-10-11 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120037251A KR20120037251A (ko) 2012-04-19
KR101151261B1 true KR101151261B1 (ko) 2012-06-13

Family

ID=46138486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100098892A KR101151261B1 (ko) 2010-10-11 2010-10-11 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101151261B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110969295B (zh) * 2019-11-25 2022-11-04 北京交通大学 列车区段延误预测误差控制方法
CN113359687B (zh) * 2021-07-22 2023-08-08 东风悦享科技有限公司 一种网络通讯异常工况下的平行驾驶控制方法及系统
CN113581261B (zh) * 2021-09-07 2022-09-20 东北大学 一种高速铁路阶段调整计划的综合性能评估系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH057734A (ja) * 1991-06-28 1993-01-19 Toshiba Corp 脱臭装置
JPH0752803A (ja) * 1993-08-12 1995-02-28 Toshiba Corp 運転整理支援装置
JPH09132143A (ja) * 1995-11-09 1997-05-20 Mitsubishi Electric Corp 列車運転整理支援装置
JP2006151137A (ja) * 2004-11-29 2006-06-15 Kyosan Electric Mfg Co Ltd 列車運行管理システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH057734A (ja) * 1991-06-28 1993-01-19 Toshiba Corp 脱臭装置
JPH0752803A (ja) * 1993-08-12 1995-02-28 Toshiba Corp 運転整理支援装置
JPH09132143A (ja) * 1995-11-09 1997-05-20 Mitsubishi Electric Corp 列車運転整理支援装置
JP2006151137A (ja) * 2004-11-29 2006-06-15 Kyosan Electric Mfg Co Ltd 列車運行管理システム

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120037251A (ko) 2012-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cats et al. Bus-holding control strategies: simulation-based evaluation and guidelines for implementation
Goverde et al. Performance indicators for railway timetables
Abril et al. An assessment of railway capacity
Wang et al. Train scheduling and circulation planning in urban rail transit lines
JPWO2018087811A1 (ja) 交通システム、ダイヤ提案システム及び車両運行システム
CN112598177B (zh) 一种城市轨道交通突发事件在线客流预测与仿真系统
Hassannayebi et al. Train schedule optimization in a high-speed railway system using a hybrid simulation and meta-model approach
CN110751453B (zh) 一种用于铁路通道能力瓶颈识别与消解的方法和系统
KR101151261B1 (ko) 열차 운행 예측 및 밀집운행 방지 시스템 및 방법
WO2016084197A1 (ja) 列車運転間隔制御システム及び列車運転間隔制御装置
CN103101560B (zh) 一种列车运行控制方法、装置及列车运行监督系统
CN109377037B (zh) 基于分时列车数量序列的地铁峰期设置方法及系统
KR20200051448A (ko) 급행열차의 스케줄링 시스템 및 그 방법
CN112977553A (zh) 一种列车运行自动调整方法
CN109204391A (zh) 一种基于多目标决策的目标速度曲线确定方法
Deng et al. Reduce bus bunching with a real-time speed control algorithm considering heterogeneous roadway conditions and intersection delays
CN113978515A (zh) 铁路车务段运输生产作业集中化调度指挥系统
JP2019093906A (ja) 運行管理支援装置、及び運行制御システム
JP5219222B2 (ja) 列車運行情報報知装置
CN107705545A (zh) 一种重点营运车辆轨迹点补充方法和系统
KR101171049B1 (ko) 수요 감응형 열차운행계획 설정 시스템 및 방법
Sadrani et al. Designing limited-stop bus services for minimizing operator and user costs under crowding conditions
Xue et al. Adaptive multilevel collaborative passenger flow control in peak hours for a subway line
CN115860246A (zh) 一种城市轨道交通客流管控方法及装置
JP2008184032A (ja) ダイヤ作成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150422

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160421

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170417

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180412

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190418

Year of fee payment: 8