KR101881843B1 - 선로 배분 방법 및 선로 배분 시스템 - Google Patents

선로 배분 방법 및 선로 배분 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101881843B1
KR101881843B1 KR1020160145896A KR20160145896A KR101881843B1 KR 101881843 B1 KR101881843 B1 KR 101881843B1 KR 1020160145896 A KR1020160145896 A KR 1020160145896A KR 20160145896 A KR20160145896 A KR 20160145896A KR 101881843 B1 KR101881843 B1 KR 101881843B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
train
arrangement
parameter
array
line
Prior art date
Application number
KR1020160145896A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180049673A (ko
Inventor
최종빈
김흥기
권호철
Original Assignee
한국철도시설공단
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 한국철도시설공단 filed Critical 한국철도시설공단
Priority to KR1020160145896A priority Critical patent/KR101881843B1/ko
Publication of KR20180049673A publication Critical patent/KR20180049673A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101881843B1 publication Critical patent/KR101881843B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
    • B61L27/0011—
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/34—Route searching; Route guidance
    • G01C21/3453—Special cost functions, i.e. other than distance or default speed limit of road segments
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L2201/00—Control methods

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

본 발명은 선로사용자가 제출한 열차운행계획 및 선로작업계획을 근거로 선로배분 제약조건을 충족하는 상태에서, 선로사용자 간의 공정하고 효율적인 선로사용이 가능하도록 하며, 선로사용의 안전성과 공정성, 선로작업의 효율성 및 적정성을 고려하여 선로의 배분을 수행하는 선로배분 최적화 알고리즘을 제안한다. 상기 선로배분 최적화 알고리즘은, 기초열차배열 생성단계 및 최적열차배열 생성단계를 수행한다.

Description

선로 배분 방법 및 선로 배분 시스템{System and Method for Distribution of Rails}
본 발명은 선로배분 최적화 알고리즘에 관한 것으로, 특히, 선로사용자가 제출한 열차운행계획 및 선로작업계획을 근거로 선로배분 제약조건을 충족하는 상태에서, 선로사용자 간의 공정하고 효율적인 선로사용이 가능하도록 하며, 선로사용의 안전성과 공정성, 선로작업의 효율성 및 적정성을 고려하여 선로의 배분을 수행하는 선로배분 최적화 알고리즘 및 상기 최적화 알고리즘을 수행하는 시스템에 관한 것이다.
2011년 말 기준으로 우리나라 철도의 총연장은 3,558.9㎞이고, 652개의 역이 설치되어 있으며, 최근 국내에서도 (주)코레일 외에 (주)수서고속철도 및 철도시설회사 등 복수의 선로사용자가 선로의 사용을 신청하고 있다. 한정된 선로를 복수의 선로사용자가 서로 충돌하지 않고 사용할 수 있기 위해서는 고려해야 할 사항이 상당히 많다. 차량의 대수 및 차량의 운행시간표를 기본으로, 선로수리계획, 정기 열차, 계절별 열차 및 임시 열차 등의 변수를 모두 고려하여 선로를 배분하여야 할 것이다.
국내와 달리 외국은 민간철도운영사가 많아, 선로배분과 관련하여 민간업체가 S/W의 개발을 주도하고 있으며, 예를 들면 독일의 RMCON사의 Railsys3.0, 이탈리아 TRE University의 AGLIBRARY, 미국 IBM사의 CPLEX가 있다.
도 1은 선로배분과 관련된 대표적인 소프트웨어의 특징을 비교한 테이블이다.
도 1을 참조하면, Railsys3.0은 차량, 선로, 시간표 정보를 바탕으로 차량의 속도와 위치정보를 계산하여 열차 DIA 간 상충을 해소하였으나, 단선에서 교착상태 발생 시 해결이 어려운 단점이 있고 실제 현실 네트워크를 미시적으로 시뮬레이션하는 것에 그친다는 것을 알 수 있다.
AGLIBRARY는 입력된 시간표와 수정된 시간표 사이의 변동폭이 최소가 되도록 조정한 열차 시간표를 생성하는데, 상충지점을 그래프로 표현할 수 있어 이해가 쉽고 변수가 적어 목적함수가 간단하나, 돌발상황에 따른 일시적 문제를 해결할 수 있는 방법이 부재하다는 단점이 있다는 것을 알 수 있다.
CPLEX는 선로이용에 관한 목적함수를 선행계획법을 이용하여 해를 찾고 이를 통해 상충이 발생하지 않는 열차 DIA를 작성한 것으로, 최적화 패키지와 시각화를 제공하며 다른 프로그램 언어의 변수를 대입하기 쉬운 장점이 있지만, 제약식의 개수에 따라 분석해야 할 시나리오 개수가 기하급수적으로 증가하는 단점이 있다.
여기서 Train Diagram의 약칭인 열차 DIA는 시각과 거리를 각각 가로축과 세로축으로 도시한 도표로서 열차의 시간적 이동 궤적을 편리하게 확인할 수 있다.
도 2는 열차의 DIA의 예를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 직선인 점선은 계획한 열차운행선이고, 실선은 열차의 실제운행선을 각각 나타낸다는 것을 알 수 있다.
선로배분 문제는 TTP(Train Timetable Problem)라고 하며, 열차별로 열차 네트워크의 용량과 운영상의 제약을 고려하여 출발과 도착시각을 결정하는 문제로 정의된다. TTP는 수학적 표현에 의해 최적해를 구하기 위한 목적의 수리모형과 휴리스틱 개발 목적의 수리모형으로 분류된다. TTP의 수리모형을 해결하기 위한 방법론으로 휴리스틱 방법론을 중심으로 많은 연구가 진행되었다. 나라마다 고유의 특징을 가지고 있는 철도선로의 배분 문제는 외국의 연구결과를 그대로 들여와 사용할 수 없고, 국내의 상황을 고려할 때 시뮬레이션 결과가 국내의 실정에 맞지 않는다는 문제가 있었다.
대한민국 등록특허 10-1326012호
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 선로사용자가 제출한 열차운행계획 및 선로작업계획을 근거로 선로배분 제약조건을 충족하는 상태에서, 선로사용자 간의 공정하고 효율적인 선로사용이 가능하도록 하며, 선로사용의 안전성과 공정성, 선로작업의 효율성 및 적정성을 고려하여 선로의 배분을 수행하는 선로배분 최적화 알고리즘을 제공하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 선로배분 최적화 알고리즘을 수행하는 선로배분 최적화 시스템을 제공하는 것에 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 선로배분 최적화 알고리즘은, 기초열차배열 생성단계 및 최적열차배열 생성단계를 수행한다. 상기 기초열차배열 생성단계에서는 철도운영자의 열차운행계획, 초기 파라미터, 선로조건 파라미터 및 우선순위 파라미터 중 적어도 하나를 이용하여 선·후행 열차 간에 상충하지 않는 배열을 가지는 기초열차배열을 생성한다. 상기 최적열차배열 생성단계에서는 상기 기초열차배열에 대해 조정허용범위 밖 열차를 순서대로 제거하면서 조정허용범위 밖 열차가 하나도 없을 때까지 수행하여 최적열차배열을 생성한다. 상기 초기 파라미터는 제거 및 이동시간 변경불가 열차, 제거불가 열차 및 선로작업시간을 포함하며, 상기 선로조건 파라미터는 상기 조정허용범위, 대피가능여부, 동종열차간 대피, 역별정차선로수, 정차패턴별 안전출발의 시간간격, 정차패턴별 안전도착의 시간간격, 최소운행시간간격 및 승강장 클리어 시간을 포함하고, 상기 우선순위 파라미터는 열차종별 우선순위, 운행사별 우선순위 및 선로사용료를 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 선로배분 최적화시스템은, 열차운행계획 수집부, 파라미터 수집 처리부, 프로세서 및 디스플레이를 포함한다. 상기 열차운행계획 수집부는 복수의 철도 운영자로부터 열차운행계획을 수집한다. 상기 파라미터 수집 처리부는 상기 열차운행계획, 초기파라미터, 선로조건 파라미터 및 우선순위 파라미터를 수집하여 기초열차배열을 생성한다. 상기 프로세서는 상기 기초열차배열에 대해 미리 설정해 놓은 조정허용범위 밖 열차가 하나도 없을 때까지 열차배열을 생성하여 최종적으로 최적열차배열을 생성한다. 상기 디스플레이는 상기 최적열차배열을 DIA의 형태로 재생한다.
본 발명에 따른 선로배분 최적화 알고리즘 및 최적화 시스템을 사용하면, 선로사용의 안전성 및 공정성, 선로작업의 효율성 및 적정성을 고려하여 선로를 배분할 수 있으므로 복수의 선로사용자들에게 공정하고 효율적인 선로의 사용을 제공할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 선로배분과 관련된 대표적인 소프트웨어의 특징을 비교한 테이블이다.
도 2는 열차의 DIA의 예를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 선로배분 최적화 알고리즘의 예를 나타낸다.
도 4는 도 3에 도시된 제4 열차배열 생성단계의 구성을 나타낸다.
도 5는 선로배분 최적화 시스템의 구성을 나타낸다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
열차운용문제(Train routing problem) 또는 열차시각표 문제(Train time-tabling problem)로 알려진 선로배분은 철도 네트워크에 경합이 없는 최대 가치의 열차 운용을 찾는 것을 목적으로 한다. 선로배분의 권한을 지닌 선로배분시행사는, 복수의 선로사용자가 공정하고 효율적으로 선로를 사용할 수 있도록, 선로사용의 안전성 및 공정성, 선로작업의 효율성 및 적정성을 고려하여 선로배분을 수행하여야 한다.
경쟁 환경하에서 철도운영자들이 제시한 선로배분신청에 따라 선로배분 시 열차운행 스케줄 조정을 통해 운행열차 수를 최대화하고 공정성, 적정성에 입각한 선로배분을 할 수 있도록 하기 위한 최적화 모형 및 해법 제안이 필요하며, 본 발명에서는 선로사용자가 제출한 선로작업계획, 열차운행계획을 근거로 선로배분 제약조건을 충족하는 상태에서 경합을 해소하는 최적화된 선로배분 최적화 알고리즘을 제안한다.
본 발명에 따른 선로배분 최적화 알고리즘은 기본적으로 선로배분 제약조건을 만족하는 상태에서 열차운행 스케줄 조정을 통해 운행열차의 수는 최대로 하고 열차의 이동시간은 최소로 하는 것을 목적함수로 한다.
여기서 제약조건으로는 초기 파라미터, 선로조건 파라미터 및 우선순위 파라미터가 있다. 초기 파라미터, 선로조건 파라미터 및 우선순위 파라미터에 대해서는 후술한다.
본 발명에 따른 선로배분 최적화 알고리즘은, 우선 초기 파라미터 설정에 의해 운행열차 스케줄 조정에 제약을 두고 시작한다. 철도운영자가 열차운행계획(열차번호대장, 열차시각표)을 근거로 최적화할 대상 열차에 대하여 출발순서를 배열하도록 하고, 선로조건 파라미터를 적용하여 운행하는 열차 수가 최대가 되도록 열차를 재배열한다. 이때 초기 파라미터에 대한 우선제약사항을 반영하여 열차 시각 변경 불가열차에 대해서는 대상에 대한 시각 변경 및 이동을 하지 않도록 한다. 선로조건 파라미터를 적용하여 열차를 재배열할 때 최적화할 대상 열차의 출발순서대로 진행하며 역별로 선·후행 열차 사이의 상충도 고려한다.
이하에서는 본 발명에 따른 선로배분 최적화 알고리즘에 대해 구체적으로 설명한다.
본 발명에 따른 선로배분 최적화 알고리즘은, 열차의 운행계획 간 경합을 조정하기 위해서 선로의 운영자가 선로배분시 경합할 때를 대비하여 정해 놓은 선로배분조정과 선로의 사용자가 선로배분 시 반영해 달라고 요구하는 요청사항을 반영하고자 한다.
선로배분조정은, 예를 들면, 열차운행시각의 임의 조정, 당해 열차 신청자와의 협의 조정, 열차종류별 선로배분 우선순위 부여에 의한 조정, 선로사용료가 최대가 되는 조합에 우선순위 부여에 의한 조정 및 추가 선로사용료를 낼 때의 우선순위 부여에 의한 조정의 순서로 실시되도록 하는 것이다.
열차운행시각의 임의 조정은 선로사용신청자와의 협의 없이 일정한 범위 내에서 배분시행자가 열차운행시각을 조정할 수 있도록 하는 것이다. 예를 들면 배분시행자는 선로사용신청자와의 협의 없이 여객열차를 ±5분, 화물열차는 ±30분의 범위에서 조정할 수 있다. 당해 열차 신청자와의 협의 조정은 철도운영자와의 원활한 협의조정을 위해 열차 신청자가 DIA 상에서 열차시각표를 조정할 수 있도록 하는 것이다. 열차종류별 선로배분 우선순위 부여에 의한 조정은 열차의 차종별 및 시간대별로 우선순위를 부여할 수 있도록 한다는 것이다. 선로사용료가 최대가 되는 조합에 우선순위 부여에 의한 조정은 열차별로 선로사용료를 산정하여 선로사용료가 최대가 되는 열차배열을 우선순위가 되도록 한다는 것이다. 추가 선로사용료를 낼 때의 우선순위 부여는 정상적인 선로사용료에 사용료를 추가하는 경우 정상적인 선로사용료를 부담한 경우에 비해 우선순위를 높게 둘 수 있다는 것이다.
사용자가 선로배분 시 반영해 달라고 요구하는 요청사항에는, 예를 들면, 배분되는 열차의 수의 최대화, 선로작업시간, 대피가능여부, 동종열차간 대피, 역별 정차선로수, 정차패턴별 안전도착 시간간격, 정차패턴별 안전출발 시간간격, 철도공사가 운영할 것을 보장받은 비경쟁노선의 열차의 횟수, 제거/출발시간의 변경이 불가한 열차, 철도운영사별 우선순위, 복합열차 및 첫차와 마지막 차의 고정 등이 포함될 수 있다.
배분되는 열차의 수의 최대화에는 선로사용자라면 누구나 요청할 것이 분명하며 그 의미가 분명하므로 여기서는 자세하게 설명하지 않는다. 선로작업시간은 야간작업 및 주간점검 시간을 포함하며 선로작업시간의 범위내 신청열차를 제거할 수 있도록 한다. 대피가능여부는 이동 중인 차량이 대피할 수 있는 공간을 반영하는 것이고, 동종열차간 대피는 동종열차간의 충돌을 방지하기 위한 것으로 모두 옵션(option)사항으로 처리할 수 있다. 역별 정차선로수는 역별 및 열차의 종류별로 정차선로수를 반영하도록 하는 것이다. 정차패턴별 안전도착 시간간격 및 정차패턴별 안전출발 시간간격은 선·후행간 열차 사이의 정차패턴별(정정, 정통, 통정, 통통)로 반영할 것을 요구한다.
철도공사가 운영할 것을 보장받은 비경쟁노선의 열차의 횟수는 비경쟁노선에 대한 열차우선순위(-1)를 설정함으로써 시뮬레이션 시 비경쟁조선이 제거되지 않도록 한다. 제거 불가 열차는 열차번호별 우선순위를 -1로 하고, 여 해당 열차를 제거할 수 없도록 하고, 출발시각 변경불가는 -2의 우선순위를 부여한다. 철도운영사별 우선순위는 철도운영사별로 시간대별로 우선순위를 설정하고, 상충 발생시 시간대별 우선순위에 따라 열차를 제거할 수 있도록 한다. 복합열차는 출발시각 조정을 동일하게 적용되도록 한다. 첫차와 마지막 차의 고정은 신청된 열차번호대장에서 열차우선순위 칼럼에 시발역의 첫차 및 마지막 출발차의 우선순위를 -2로 설정한다.
도 3은 본 발명에 따른 선로배분 최적화 알고리즘의 예를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 선로배분 최적화 알고리즘(300)은, 기초열차배열 생성단계(310) 및 최적열차배열 생성단계(350)를 수행한다.
기초열차배열 생성단계(310)에서는 철도운영자의 열차운행계획, 초기 파라미터, 선로조건 파라미터 및 우선순위 파라미터 중 적어도 하나를 이용하여 선·후행 열차 간에 서로 상충하지 않는 배열을 가지는 기초열차배열을 생성한다. 최적열차배열 생성단계(350)에서는 기초열차배열 생성단계(310)에서 생성한 기초열차배열에 대해 조정허용범위 밖 열차를 순서대로 제거하면서 조정허용범위 밖 열차가 하나도 없을 때까지 수행하여 최적열차배열을 생성한다.
여기서 초기 파라미터는 제거 및 이동시간 변경불가 열차, 제거불가 열차 및 선로작업시간을 포함하며, 선로조건 파라미터는 상기 조정허용범위, 대피가능여부, 동종열차간 대피, 역별정차선로수, 정차패턴별 안전출발의 시간간격, 정차패턴별 안전도착의 시간간격, 최소운행시간간격 및 승강장 클리어 시간을 포함하고, 우선순위 파라미터는 열차종별 우선순위, 운행사별 우선순위 및 선로사용료를 포함한다.
기초열차배열 생성단계(310)는 열차운행계획 수집단계(311), 파라미터 설정단계(312), 연계열차 압축단계(313), 제1 열차배열생성단계(314), 복합열차 정의단계(315) 및 기초열차배열 생성단계(316)를 수행한다.
열차운행계획 수집단계(311)에서는 철도운영자로부터 열차번호대장 및 열차시각표를 포함하는 열차운행계획을 수신한다. 파라미터 설정단계(312)에서는 초기 파라미터 및 선로조건 파라미터를 설정하거나 우선순위 파라미터를 추가로 설정한다. 연계열차 압축단계(313)에서는 열차시각표를 연계열차로 압축한다. 제1 열차배열생성단계(314)에서는 연계열차 및 초기 파라미터를 이용하여 열차의 출발순서가 포함된 제1 열차배열을 생성한다. 복합열차 정의단계(315)에서는 동일한 회사에 속하며 역별 열차 시각이 적어도 6개 동일한 열차를 복합열차로 정의한다. 기초열차배열 생성단계(316)에서는 복합열차 및 선로조건 파라미터를 이용하여 기초열차배열을 생성한다.
최적열차배열 생성단계(350)는 제1 상충 여부 판단단계(351), 조정허용범위 밖 열차의 유무 판단단계(352), 제4 열차배열 생성단계(353) 및 최적열차배열 확정단계(354)를 수행한다.
제1 상충 여부 판단단계(351)에서는 각각의 역별로 선·후행 열차의 상충 여부를 판단한다. 조정허용범위 밖 열차의 유무 판단단계(352)에서는 제1 상충 여부 판단단계(351)에서의 판단 결과 각각의 역별로 선·후행 열차가 상충하지 않는다고 판단한 경우(No)에 수행되며, 복수의 열차 중 선로조건 파라미터를 구성하는 조정허용범위의 밖에 속한 열차가 있는가를 판단한다. 제4 열차배열 생성단계(353)에서는 제1 상충 여부 판단단계(351)에서의 판단 결과 각각의 역별로 선·후행 열차가 상충한다고 판단한 경우(Yes)에 수행되며, 기초열차배열, 초기 파라미터, 선로조건 파라미터 및 우선순위 파라미터 중 적어도 3개를 이용하여 제4 열차배열을 생성한다. 최적열차배열 확정단계(354)에서는 조정허용범위 밖 열차가 없다고 판단한 경우에 수행되며, 제4 열차배열을 최적열차배열로 설정한다.
도 4는 도 3에 도시된 제4 열차배열 생성단계의 구성을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 제4 열차배열 생성단계(353)는, 우선순위 파라미터 적용 판단단계(401), 제2 열차배열 생성단계(402), 제2 상충 여부 판단단계(403), 제4 열차배열 제1 설정단계(404), 제3 열차배열 생성단계(405), 제3 상충 여부 판단단계(406) 및 제4 열차배열 제2 설정단계(407)를 수행한다.
우선순위 파라미터 적용 판단단계(401)에서는 우선순위 파라미터가 설정되었는가를 판단한다.
제2 열차배열 생성단계(402)는 우선순위 파라미터 적용 판단단계(401)에서 우선순위 파라미터가 설정되지 않았다고 판단한 경우(No)에 수행하며, 기초열차배열, 초기 파라미터 및 선로조건 파라미터를 이용하여 제2 열차배열을 생성한다. 제2 상충 여부 판단단계(403)에서는 제2 열차배열에 포함되는 선·후행 열차 중 상충하는 열차가 있는가를 판단하여 상충하는 열차가 있는 경우(Yes)에는 제2 열차배열 생성단계(402)를 재수행하도록 한다. 제4 열차배열 제1 설정단계(404)에서는 제2 상충 여부 판단단계(403)에서 상충하는 열차가 없다고 판단한 경우(No)에 제2 열차배열을 제4열차배열로 정의한다.
제3 열차배열 생성단계(405)에서는 우선순위 파라미터 적용 판단단계(401)에서 우선순위 파라미터가 설정되었다고 판단한 경우(Yes)에 수행되며, 기초열차배열, 초기 파라미터, 선로조건 파라미터 및 우선순위 파라미터를 이용하여 제3 열차배열을 생성한다. 제3 상충 여부 판단단계(406)에서는 제3 열차배열에 포함되는 선·후행 열차 중 상충하는 열차가 있는 경우(Yes)에는 제3 열차배열 생성단계(405)를 재수행하도록 한다. 제4 열차배열 제2 설정단계(407)에서는 제3 상충 여부 판단단계(406)에서 상충하는 열차가 없다고 판단한 경우(No)에는 제3 열차배열을 제4열차배열로 정의한다.
여기서 제4 열차배열 제1 설정단계(404) 및 제4 열차배열 제2 설정단계(407)를 수행한 후에는 조정허용범위 밖 열차의 유무 판단단계(352)를 수행하도록 한다.
도 5는 선로배분 최적화 시스템의 구성을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 선로배분 최적화시스템(500)은, 도 3에 도시된 선로배분 최적화 알고리즘(300)을 수행하며, 이를 위해, 열차운행계획 수집부(510), 파라미터 수집 처리부(520), 프로세서(530) 및 디스플레이(540)를 포함한다. 열차운행계획 수집부(510)는 복수의 철도 운영자로부터 열차운행계획을 수집한다. 파라미터 수집 처리부(520)는 열차운행계획, 초기파라미터, 선로조건 파라미터 및 우선순위 파라미터를 수집하여 기초열차배열을 생성한다. 프로세서(530)는 기초열차배열에 대해 미리 설정해 놓은 조정허용범위 밖 열차가 하나도 없을 때까지 열차배열을 생성하여 최종적으로 최적열차배열을 생성한다. 디스플레이(540)는 최적열차배열을 DIA의 형태로 재생한다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.
310: 기초열차배열 생성단계
350: 최적열차배열 생성단계
510: 열차운행계획 수집부
520: 파라미터 수집 처리부
530: 프로세서
540: 디스플레이

Claims (7)

  1. 복수의 철도 운영자로부터 열차운행계획을 수집하는 열차운행계획 수집부, 상기 열차운행계획, 초기파라미터, 선로조건 파라미터 및 우선순위 파라미터를 수집하여 기초열차배열을 생성하는 파라미터 수집 처리부, 및 상기 기초열차배열에 대해 미리 설정해 놓은 조정허용범위 밖 열차가 하나도 없을 때까지 열차배열을 생성하여 최종열차배열을 생성하는 프로세서를 포함하는 선로 배분 시스템의 선로 배분 방법에 있어서,
    상기 파라미터 수집 처리부가 철도운영자의 열차운행계획, 초기 파라미터, 선로조건 파라미터 및 우선순위 파라미터 중 적어도 하나를 이용하여 선·후행 열차 간에 상충하지 않는 배열을 가지는 기초열차배열을 생성하는 기초열차배열 생성단계; 및
    상기 프로세서가 상기 기초열차배열에 대해 조정허용범위 밖 열차를 순서대로 제거하면서 조정허용범위 밖 열차가 하나도 없을 때까지 수행하여 최종열차배열을 생성하는 최종열차배열 생성단계;를 포함하고,
    상기 초기 파라미터는 제거 및 이동시간 변경불가 열차, 제거불가 열차 및 선로작업시간을 포함하며,
    상기 선로조건 파라미터는 상기 조정허용범위, 대피가능여부, 동종열차간 대피, 역별정차선로수, 정차패턴별 안전출발의 시간간격, 정차패턴별 안전도착의 시간간격, 최소운행시간간격 및 승강장 클리어 시간을 포함하고,
    상기 우선순위 파라미터는 열차종별 우선순위, 운행사별 우선순위 및 선로사용료를 포함하고,
    상기 최종열차배열 생성단계는, 각각의 역별로 선·후행 열차의 상충 여부를 판단하는 제1 상충 여부 판단단계; 각각의 역별로 선·후행 열차가 상충하지 않는다고 판단한 경우에 수행되며, 복수의 열차 중 상기 선로조건 파라미터를 구성하는 상기 조정허용범위 밖에 속한 열차가 있는가를 판단하는 조정허용범위 밖 열차의 유무 판단단계; 각각의 역별로 선·후행 열차가 상충한다고 판단한 경우에 수행되며, 상기 기초열차배열, 상기 초기 파라미터, 상기 선로조건 파라미터 및 상기 우선순위 파라미터 중 적어도 3개를 이용하여 제4 열차배열을 생성하는 제4 열차배열 생성단계; 및 상기 조정허용범위 밖 열차가 없다고 판단한 경우에 수행되며, 상기 제4 열차배열을 상기 최종열차배열로 설정하는 최종열차배열 확정단계;를 포함하고,
    상기 기초열차배열 생성단계는, 철도운영자로부터 열차번호대장 및 열차시각표를 포함하는 열차운행계획을 수신하는 열차운행계획 수집단계; 상기 초기 파라미터 및 상기 선로조건 파라미터를 설정하거나 상기 우선순위 파라미터를 추가로 설정하는 파라미터 설정단계; 상기 열차시각표를 연계열차로 압축하는 연계열차 압축단계; 상기 연계열차 및 상기 초기 파라미터를 이용하여 열차의 출발순서가 포함된 제1 열차배열을 생성하는 제1 열차배열생성단계; 동일한 회사에 속하며 역별 열차 시각이 미리 정해놓은 개수 이상 동일한 열차를 복합열차로 정의하는 복합열차 정의단계; 및 상기 복합열차 및 상기 선로조건 파라미터를 이용하여 기초열차배열을 생성하는 기초열차배열 생성단계; 를 포함하고,
    상기 제4 열차배열 생성단계는,
    상기 우선순위 파라미터가 설정되었는가를 판단하는 우선순위 파라미터 적용 판단단계; 상기 우선순위 파라미터가 설정되지 않았다고 판단한 경우에 수행되며, 상기 기초열차배열, 상기 초기 파라미터 및 상기 선로조건 파라미터를 이용하여 제2 열차배열을 생성하는 제2 열차배열 생성단계; 상기 제2 열차배열에 포함되는 선·후행 열차 중 상충하는 열차가 있는가를 판단하여 상충하는 열차가 있는 경우에는 상기 제2 열차배열 생성단계를 재수행하도록 하는 제2 상충 여부 판단단계; 상기 제2 상충 여부 판단단계에서 상충하는 열차가 없다고 판단한 경우에는 상기 제2 열차배열을 상기 제4열차배열로 정의하는 제4 열차배열 제1 설정단계; 상기 우선순위 파라미터가 설정되었다고 판단한 경우에 수행되며, 상기 기초열차배열, 상기 초기 파라미터, 상기 선로조건 파라미터 및 상기 우선순위 파라미터를 이용하여 제3 열차배열을 생성하는 제3 열차배열 생성단계; 상기 제3 열차배열에 포함되는 선·후행 열차 중 상충하는 열차가 있는가를 판단하여 상충하는 열차가 있는 경우에는 상기 제3 열차배열 생성단계를 재 수행하도록 하는 제3 상충 여부 판단단계; 및 상기 제3 상충 여부 판단단계에서 상충하는 열차가 없다고 판단한 경우에는 상기 제3 열차배열을 상기 제4열차배열로 정의하는 제4 열차배열 제2 설정단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 선로 배분 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제4 열차배열 제1 설정단계 및 상기 제4 열차배열 제2 설정단계를 수행한 후에 상기 조정허용범위 밖 열차의 유무 판단단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 선로 배분 방법.
  5. 복수의 철도 운영자로부터 열차운행계획을 수집하는 열차운행계획 수집부;
    상기 열차운행계획, 초기 파라미터, 선로조건 파라미터 및 우선순위 파라미터를 수집하고, 상기 열차운행계획, 상기 초기 파라미터, 상기 선로조건 파라미터, 및 상기 우선순위 파라미터 중 하나 이상을 이용하여 선·후행 열차 간에 상충하지 않는 배열을 가지는 기초열차배열을 생성하는 파라미터 수집 처리부;
    상기 기초열차배열에 대해 조정허용범위 밖 열차를 순서대로 제거하면서 조정허용범위 밖 열차가 하나도 없을 때까지 수행하여 최종열차배열을 생성하는 프로세서; 및
    상기 최종열차배열을 DIA의 형태로 재생하는 디스플레이; 를 포함하고,
    상기 초기 파라미터는 제거 및 이동시간 변경불가 열차, 제거불가 열차 및 선로작업시간을 포함하고, 상기 선로조건 파라미터는 상기 조정허용범위, 대피가능여부, 동종열차간 대피, 역별정차선로수, 정차패턴별 안전출발의 시간간격, 정차패턴별 안전도착의 시간간격, 최소운행시간간격 및 승강장 클리어 시간을 포함하고, 상기 우선순위 파라미터는 열차종별 우선순위, 운행사별 우선순위 및 선로사용료를 포함하고,
    상기 프로세서는, 각각의 역별로 선·후행 열차의 상충 여부를 판단하고, 각각의 역별로 선·후행 열차가 상충하지 않는다고 판단한 경우, 복수의 열차 중 상기 선로조건 파라미터를 구성하는 상기 조정허용범위 밖에 속한 열차가 있는가를 판단하고, 각각의 역별로 선·후행 열차가 상충한다고 판단한 경우, 상기 기초열차배열, 상기 초기 파라미터, 상기 선로조건 파라미터 및 상기 우선순위 파라미터 중 적어도 3개를 이용하여 제4 열차배열을 생성하고, 상기 조정허용범위 밖 열차가 없다고 판단한 경우에 수행되며, 상기 제4 열차배열을 상기 최종열차배열로 설정하고,
    상기 파라미터 수집 처리부는,
    철도운영자로부터 열차번호대장 및 열차시각표를 포함하는 열차운행계획을 수신하고, 상기 초기 파라미터 및 상기 선로조건 파라미터를 설정하거나 상기 우선순위 파라미터를 추가로 설정하고, 상기 열차시각표를 연계열차로 압축하고, 상기 연계열차 및 상기 초기 파라미터를 이용하여 열차의 출발순서가 포함된 제1 열차배열을 생성하고, 동일한 회사에 속하며 역별 열차 시각이 미리 정해놓은 개수 이상 동일한 열차를 복합열차로 정의하고, 상기 복합열차 및 상기 선로조건 파라미터를 이용하여 기초열차배열을 생성하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제4 열차배열 생성시,
    상기 우선순위 파라미터가 설정되었는가를 판단하고,
    상기 우선순위 파라미터가 설정되지 않았다고 판단한 경우, 상기 기초열차배열, 상기 초기 파라미터 및 상기 선로조건 파라미터를 이용하여 제2 열차배열을 생성하고, 상기 제2 열차배열에 포함되는 선·후행 열차 중 상충하는 열차가 있는가를 판단하여 상충하는 열차가 있는 경우 상기 제2 열차배열을 다시 생성하고, 상충하는 열차가 없다고 판단한 경우에는 상기 제2 열차배열을 상기 제4열차배열로 정의하고,
    상기 우선순위 파라미터가 설정되었다고 판단한 경우, 상기 기초열차배열, 상기 초기 파라미터, 상기 선로조건 파라미터 및 상기 우선순위 파라미터를 이용하여 제3 열차배열을 생성하고, 상기 제3 열차배열에 포함되는 선·후행 열차 중 상충하는 열차가 있는가를 판단하여 상충하는 열차가 있는 경우 상기 제3 열차배열 을 다시 생성하고, 상충하는 열차가 없다고 판단한 경우에는 상기 제3 열차배열을 상기 제4열차배열로 정의하고,
    상기 조정허용범위 밖 열차의 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 선로 배분 시스템.

  6. 삭제
  7. 삭제
KR1020160145896A 2016-11-03 2016-11-03 선로 배분 방법 및 선로 배분 시스템 KR101881843B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160145896A KR101881843B1 (ko) 2016-11-03 2016-11-03 선로 배분 방법 및 선로 배분 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160145896A KR101881843B1 (ko) 2016-11-03 2016-11-03 선로 배분 방법 및 선로 배분 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180049673A KR20180049673A (ko) 2018-05-11
KR101881843B1 true KR101881843B1 (ko) 2018-08-24

Family

ID=62185622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160145896A KR101881843B1 (ko) 2016-11-03 2016-11-03 선로 배분 방법 및 선로 배분 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101881843B1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102209711B1 (ko) * 2018-11-21 2021-02-03 한양대학교 산학협력단 선로 배분 방법 및 장치
EP4028303A4 (en) * 2019-09-13 2023-01-11 Technological Resources PTY. Limited METHOD AND APPARATUS FOR OPERATING RAILWAY SYSTEMS
KR102399050B1 (ko) * 2020-06-10 2022-05-17 최경호 단일선로상 열차의 운행방법
CN114819308B (zh) * 2022-04-13 2023-04-07 北京市智慧交通发展中心(北京市机动车调控管理事务中心) 基于虚拟编组技术的大小交路运营开行优化方法
CN116777718A (zh) * 2023-08-24 2023-09-19 中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所 一种基于多目标优化的高铁车站到发线分配方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101299526B1 (ko) * 2013-05-28 2013-08-23 한국철도공사 열차운영 계획시스템 및 그 방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101608251B1 (ko) * 2014-05-07 2016-04-01 한국철도기술연구원 지능형 열차 스케줄링 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101299526B1 (ko) * 2013-05-28 2013-08-23 한국철도공사 열차운영 계획시스템 및 그 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180049673A (ko) 2018-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101881843B1 (ko) 선로 배분 방법 및 선로 배분 시스템
US8433461B2 (en) Method of planning the movement of trains using pre-allocation of resources
Lusby et al. Railway track allocation: models and methods
D’Ariano et al. Assessment of flexible timetables in real-time traffic management of a railway bottleneck
Cacchiani et al. An overview of recovery models and algorithms for real-time railway rescheduling
MXPA02006579A (es) Modelo de actuacion de una estacion de ferrocarriles basado en modelaje de flujo de tareas.
CA2526152C (en) Scheduling method and system for rail networks
Gu et al. Exploring alternative service schemes for busy transit corridors
KR102209711B1 (ko) 선로 배분 방법 및 장치
Li et al. Train rescheduling with stochastic recovery time: A new track-backup approach
CN109229155B (zh) 一种规避列车运行死锁状态的方法及列车运行全局优化控制方法
Cuppi et al. High density European Rail Traffic Management System (HD-ERTMS) for urban railway nodes: The case study of Rome
D’Acierno et al. Assumptions and simulation of passenger behaviour on rail platforms
Burggraeve et al. Optimization of supplements and buffer times in passenger robust timetabling
KR20210007208A (ko) 열차 스케줄링 시스템 및 편성 단위로 운행하는 철도 차량의 운용 스케줄링 방법
Hansen Review of planning and capacity analysis for stations with multiple platforms–Case Stuttgart 21
Kim et al. Railway capacity allocation modeling using a genetic algorithm
Siroky et al. Establishing line throughput with regard to the operation of longer trains
Van Thielen Conflict prevention strategies for real-time railway traffic management
Jacyna et al. Railway traffic organization model considering allocation of platform edges for passenger trains
Chew et al. Optimizing limited-stop services with vehicle assignment
ZIEGER et al. A simulation framework for the operation of automated small rail vehicles in rural areas
Ortega et al. A matheuristic for optimizing skip–stop operation strategies in rail transit lines
Liang Metaheuristic-based dispatching optimization integrated in multi-scale simulation model of railway operation
Qiao et al. Reordering and driving strategy to resolve train conflict based on cooperative game theory

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant