KR102397566B1 - 승무운영계획 시스템 - Google Patents

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KR102397566B1
KR102397566B1 KR1020210137139A KR20210137139A KR102397566B1 KR 102397566 B1 KR102397566 B1 KR 102397566B1 KR 1020210137139 A KR1020210137139 A KR 1020210137139A KR 20210137139 A KR20210137139 A KR 20210137139A KR 102397566 B1 KR102397566 B1 KR 102397566B1
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지상복
최종만
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(주)지오엔티
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    • B61L27/18—Crew rosters; Itineraries

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

본 발명은, 열차관련 통합정보와 시뮬레이션 운전조건정보를 통해 작성된 열차성능 및 열차주행성능의 시뮬레이션 결과를 반영하여 열차시각표를 포함하는 차량운용계획을 확정하는, 철도차량 운영 계획부(110), 승무사업소관리, 사업다이아 제약조건 및 승무근무표 제약조건의 승무기 관리하는 승무기준정보 DB(120), 승무기준정보와 승무운영 제약조건을 수집하여 저장하는 제약조건 DB(130), 차량운용계획, 및 승무기준정보 및 승무운영 제약조건을 반영하여, 최적화 알고리즘기반으로 승무다이아 정보를 생성하여 승무원 출퇴근시간동안 운전하는 열차순서를 계획하는 승무 다이아를 작성하고, 승무교번 패턴정보를 생성하여 승무다이아의 운용순서를 정하는 승무교번 다이아를 작성하여서, 대안별 승무운용계획을 확정하는, 승무운용계획 작성부(140), 및 승무운용계획으로부터 해당 월의 각 승무사업소 및 사업조에 대해 승무근무표를 생성하여 제공하는, 승무근무표 생성부(150)를 포함하여, 가용 승무자원의 합리적, 경제적 운용을 위한 적정성 검토 및 의사결정을 지원하도록 하는, 승무운영계획 시스템을 개시한다.

Description

승무운영계획 시스템{SYSTEM FOR PLANNING MANAGEMENT OF TRAIN CREW}
본 발명은 가용 승무자원의 합리적, 경제적 운용을 위한 적정성 검토 및 의사결정을 지원하도록 하는, 승무운영계획 시스템에 관한 것이다.
한정된 철도자원을 이용하여 최대의 수송서비스를 제공하고 철도경영개선을 위해서는 안정적이고 효율적인 열차운영체계 구축과 기술확보가 필요해지고 있고, 철도 시스템의 규모가 커지고 복잡해짐에 따라, 운영의 효율성 향상을 위하여 기술개발에 대한 많은 투자가 요구되는데, 철도 시스템은 안전 확보라는 특수성 때문에 운영의 효율성 향상을 위한 기술개발에 대한 투자의 우선순위가 상대적으로 낮은 실정이다.
한편, 사업시간이 불균형하면 노동 강도의 차이가 생겨 특정 승무원에게 많은 사업시간이 할당된다면 피로가 증가하거나 건강장애가 발생하여 안전운전을 위협받을 수 있다.
또한, 승무원 비용이 직접 운용비용에서 큰 부분을 차지하기 때문에 철도회사의 경제적인 측면에서 상당이 중요한 이슈가 되고 있다.
이에, 철도의 안전운행을 위해서 한정된 승무원을 적절히 배치하여 비용을 최소화하고 고객서비스의 질을 높이는 것이 무엇보다도 중요한데, 최적화를 통해 과학적이고 체계적인 접근을 가능하게 하고, 급변하는 환경에 신속이 대응할 수 있으며, 철도경영의 경쟁력을 확보할 수 있는, 승무운영계획 기술이 요구된다.
한국 등록특허공보 제10-1326012호 (열차 운영 계획을 위한 지원 시스템, 2013.11.07) 한국 등록특허공보 제10-1299526호 (열차운영 계획시스템 및 그 방법, 2013.08.23)
본 발명의 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 가용 승무자원의 합리적, 경제적 운용을 위한 적정성 검토 및 의사결정을 지원하도록 하는, 승무운영계획 시스템을 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하고자, 본 발명의 실시예는, 열차관련 통합정보와 시뮬레이션 운전조건정보를 통해 작성된 열차성능 및 열차주행성능의 시뮬레이션 결과를 반영하여 열차시각표를 포함하는 차량운용계획을 확정하는, 철도차량 운영 계획부; 승무사업소관리, 사업다이아 제약조건 및 승무근무표 제약조건의 승무기준정보를 관리하는 승무기준정보 DB; 상기 승무기준정보 DB로부터의 승무기준정보와 승무운영 제약조건을 수집하여 저장하는 제약조건 DB; 상기 차량운용계획, 및 상기 승무기준정보 및 상기 승무운영 제약조건을 반영하여, 승무다이아 정보를 생성하여 승무원 출퇴근시간동안 운전하는 열차순서를 계획하는 승무 다이아를 작성하고, 승무교번 패턴정보를 생성하여 상기 승무다이아의 운용순서를 정하는 승무교번 다이아를 작성하여서, 대안별 승무운용계획을 확정하는, 승무운용계획 작성부; 및 상기 승무운용계획으로부터 해당 월의 각 승무사업소 및 사업조에 대해 승무근무표를 생성하여 제공하는, 승무근무표 생성부;를 포함하는, 승무운영계획 시스템을 제공한다.
여기서, 상기 승무기준정보는 승무원의 교대역정보와 체박역정보와 승무원 근무시간을 포함할 수 있다.
또한, 상기 승무운용계획으로부터 미할당/열차중복/승계연결을 체크하는 정합성 체크모듈과, 상기 승무운용계획으로부터 주간근무시간과 월간근무시간과 연속근무시간과 휴게시간의 근로기준 및 제약조건에 대한 위반사항 유무를 체크하는 근로기준 체크모듈로 구성되는, 정합성 검사부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 정합성 검사부에 의해 오류데이터가 체크되는 경우 상기 오류데이터에 해당하는 상기 승무다이아를 수정 및 편집할 수 있다.
또한, 상기 승무운용계획 작성부는 최적화 알고리즘기반으로 상기 승무다이아 정보를 생성할 수 있다.
또한, 상기 승무근무표 생성부는, 상기 승무운용계획의 승무행로표 정보를 유전자 알고리즘에 적용하여 소속별 및 개인별 특성에 맞게 승무사업을 배정하고, 상기 승무운영 제약조건을 만족하는 승무근무교번을 생성하여 승무근무표를 작성할 수 있다.
또한, 상기 승무근무표 생성부는, 해당 월의 각 승무사업소 및 사업조별로 승무근무표를 작성할 수 있다.
또한, 상기 승무근무표는 복수대안관리와 사업조관리와 승무원정보와 조별 승무원지정과 월별 다이아 생성내역과 조별 승무다이아와 조별 미할당 내역과 월별 승무근무표 관련정보를 포함할 수 있다.
또한, 승무사업소관리, 사업다이아 제약조건, 및 승무근무표 제약조건을 관리하는 승무기준정보 DB를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 역선로 및 선형정보, 차량정보 등 기초데이터와 운전조건 등 다양한 시뮬레이션 조건정보를 통해 작성된 열차성능 시뮬레이션결과를 반영한 차량운용계획이 확정되면 이 계획을 기반으로 승무계획을 작성하기 위하여 승무근무규정 등 각종 제약조건을 설정하고 유전자알고리즘을 적용하여 승무계획 대안을 작성할 수 있도록 구현함으로써, 가용 승무자원의 합리적, 경제적 운용을 위한 적정성 검토 및 의사결정을 지원하도록 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 승무원 일정계획의 최적화를 통해, 계획 작성시간을 단축시키고 열차스케줄 변화에 신속히 대응하며 승무원의 사업시간을 균등화하여, 1근무 최대/최소 사업시간, 1근무 최대 승무시간, 1계속 승무시간 등과 같은 근무규정의 변화에 유연하게 대응할 수 있으며, 승무 스케줄을 그래픽으로 표시하여 계획자의 의사결정을 용이하게 하고, 통계정보를 제공하여 객관적인 가치평가의 수단으로 활용할 수 있고, 사업시간을 균등화함으로써, 업무 만족도를 높이고 초과근무로 인해 발생하는 운용비용의 증가를 막을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 승무운영계획 시스템의 개략적인 구성도를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 승무운영계획 시스템의 전체 구조를 예시한 것이다.
도 3은 도 2의 승무운영계획 시스템에 적용되는 UI 화면을 예시한 것이다.
도 4는 도 2의 승무운영계획 시스템의 데이터 모델을 예시한 것이다.
도 5는 도 2의 승무운영계획 시스템의 승무 다이아를 예시한 것이다.
도 6은 도 2의 승무운영계획 시스템의 승무교번 패턴정보 최적화 및 승무교번 생성을 예시한 것이다.
도 7은 도 2의 승무운영계획 시스템의 차량운용계획을 예시한 것이다.
도 8은 도 2의 승무운영계획 시스템의 정합성 검사부를 예시한 것이다.
도 9는 도 2의 승무운영계획 시스템의 승무근무표를 예시한 것이다.
도 10은 도 2의 승무운영계획 시스템에 의한 최적화 알고리즘 기반 승무다이아 정보 생성을 예시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 전술한 특징을 갖는 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하고자 한다.
본 발명의 실시예에 의한 승무운영계획 시스템은, 열차관련 통합정보와 시뮬레이션 운전조건정보를 통해 작성된 열차성능 및 열차주행성능의 시뮬레이션 결과를 반영하여 열차시각표를 포함하는 차량운용계획을 확정하는, 철도차량 운영 계획부(110), 승무원정보와 사업소 및 담당선 정보와 사업다이아 제약조건과 승무근무표 제약조건을 포함하는 승무기준정보를 관리하는 승무기준정보 DB(120), 승무기준정보와 승무운영 제약조건을 수집하여 저장하는 제약조건 DB(130), 차량운용계획, 및 승무기준정보 및 승무운영 제약조건을 반영하여, 최적화 알고리즘기반으로 승무다이아 정보를 생성하여 승무원 출퇴근시간동안 운전하는 열차순서를 계획하는 승무 다이아를 작성하고, 승무교번 패턴정보를 생성하여 승무다이아의 운용순서를 정하는 승무교번 다이아를 작성하여서, 대안별 승무운용계획을 확정하는, 승무운용계획 작성부(140), 및 승무운용계획으로부터 해당 월의 각 승무사업소 및 사업조에 대해 승무근무표를 생성하여 제공하는, 승무근무표 생성부(150)를 포함하여, 가용 승무자원의 합리적, 경제적 운용을 위한 적정성 검토 및 의사결정을 지원하도록 하는 것을 요지로 한다.
이하, 도 1 내도 도 10을 참조하여, 전술한 구성의 승무운영계획 시스템을 구체적으로 상술하면 다음과 같다.
우선, 철도차량 운영 계획부(110)는, 열차관련 통합정보와 시뮬레이션 운전조건정보를 통해 작성된 열차성능 및 열차주행성능의 시뮬레이션 결과를 반영하여 열차시각표를 포함하는 차량운용계획(열차계획)을 확정한다(도 7 참조).
도시되지는 않았으나, 철도차량 운영 계획부(110)는, 구체적으로, 선정보와 차량정보의 기초 데이터를 수집하여 저장하는 기초정보 DB, 운전조건의 시뮬레이션 조건정보를 수집하여 저장하는 조건정보 DB, 기초 데이터와 시뮬레이션 조건정보를 반영하여 차량운영스케줄을 작성하는 스케줄 작성부, 차량운영스케줄 및 차량계획 파라미터정보를 반영하여 차량 다이어 스케줄링정보를 생성하고, 차량 다이어 스케줄링정보로부터 차량운용정보를 산출하여, 대안관리와 열차정보생성과 차량운용번호와 운용번호별 열차내역과 차량운용순서를 포함하는 차량운용계획을 작성하는 운용계획 작성부, 및 차량운용계획의 정합성을 검사하는 정합성 검사부를 포함하여, 가용자원인 차량편성의 합리적, 경제적 운영을 지원하고 차량자원의 적정성 검토 및 의사결정을 지원하도록 할 수 있다.
다음, 승무기준정보 DB(160)는, 다음의 [표 1]과 같이, 승무사업소관리, 사업다이아 제약조건, 및 승무근무표 제약조건을 포함하여서, 등록된 승무사업소에 대하여 승무원 근무표 작성시 승무다이아를 지정할 수 있도록 구성되고, 승무사업다이아 작성시 사업다이아의 제약조건을 등록하고 관리하고, 등록된 각 제약조건을 기초로 승무다이아 작성시 정합성을 확보할 수 있도록 하고, 승무근무표 작성시 승무근무표에 적용할 제약조건을 등록하고 관리하고, 등록된 각 제약조건을 기초로 승무근무표 작성시 정합성을 확보할 수 있도록 할 수 있다.
승무기준정보 승무사업소 및
담당선 정보관리 		승무사업소
관리		 승무원 계획구분에 따른 승무사업소(시발가능역, 이동시분) 및 담당선(담당구간 시작역/종료역) 정보 관리
사업다이아
제약조건 관리		 사업다이아
제약조건		 승무원 계획구분에 따른 사업다이아 제약조건 정보 관리
승무근무표
제약조건 관리		 승무근무표
제약조건		 승무원 계획구분에 따른 승무근무표 제약조건 정보 관리
다음, 제약조건 DB(130)는 승무원 근무기준 등의 계약조건관리와 각 승무사업소정보를 포함하는 승무기준정보(도 4 참조)와, 승무근무규정을 포함하는 승무운영 제약조건을 수집하고 저장하여, 승무운용계획 작성부(140)로 전송한다.
여기서, 제약조건 DB(130)는 전체 시스템의 확장성 및 유연성을 제공하도록 승무운영 환경변화에 탄력적으로 대응할 수 있도록 설계될 수 있다.
또한, 승무기준정보는 승무원의 교대역정보와 체박역정보와 승무원 근무시간 등의 기준정보를 포함할 수 있다.
한편, 다음의 [표 2]는 승무운영 제약조건을 예시한 것이다.
















승무다이아
작성을 위한
제약조건		 열차 스케줄의 모든 열차는 반드시 오직 1회 운전되어야 한다.
열차 누락 또는 열차중복이 없어야 한다.
승무원은 차량의 이동을 선호하지 때문에 가능한 동일한 차량을 우선 운전하도록 한다.
동일 차량운용에 더 이상 운전할 열차가 없는 경우 빠른 시간의 다른 차량을 운전한다.
주박다이아 및 총 승무다이아의 개수는 가능한 적게 한다.
주박다이아를 줄이기 위하여 먼저 주간다이아로 운행되기 어려운 야간열차에 대하여 주박다이아를 작성하고, 나머지 열차를 주간다이아로 작성한다.
출근, 편승, 승무, 대합, 운전 등은 승무교대 가능 역에서만 교대할수 있다.
유휴시간(편승, 대기, 감시 등)은 가능한 최소로 한다.
출퇴근은 대중교통을 이용 가능한 시간대로 작성한다.
선행열차의 도착역과 후속열차 출발역은 반드시 일치해야 하며, 승무교대 가능역 이어야 한다.
선행열차의 도착역과 후속열차 출발역이 다르면 대중교통(버스, 철도, 도보) 등을 이용하여 편승하여 다음 열차의 출발역으로 이동한다.
하나의 승무다이아는 반드시 근무규정에서 정하는 휴게시간을 배정해야 한다.
연속 운전 후 휴식 시간은 가능한 균등하게 한다.
휴식 없이 연속으로 운전하는 승무시간은 1계속 승무시간을 초과할 수 없다.
출근과 휴식을 위해서는 반드시 출무 가능 역으로 이동해야 한다.
선행열차의 도착시각은 후속열차의 출발시각 이전 이어야 한다.
선행열차와 후속열차는 회차와 승무교대와 같은 최소한의 감시시간이 고려되어야 한다.
제약조건(1근무 최대/최소 사업시간, 1계속 승무시간, 휴게, 준비, 정리시간 등)은 사용자가 선택적으로 조정할 수 있어야 한다.
출근과 퇴근은 소속 승무사무소가 소재한 역에서만 가능하다.
승무다이아의 총 사업시간은 1근무 최소 사업시간 이상이고, 1근무최대 사업시간 이하 이어야 한다.
주박다이아의 첫 번째 열차의 출발시각은 최소 야간사업시각 이상 이여야 한다.
다음, 승무운용계획 작성부(140)는, 철도차량 운영 계획부(110)로부터의 차량운용계획, 및 제약조건 DB(130)로부터의 승무기준정보 및 승무운영 제약조건을 반영하여, 최적화 알고리즘기반으로 승무다이아 정보를 생성하여 승무원 출퇴근시간동안 운전하는 열차순서를 계획하는 승무 다이아를 작성하고(도 5 참조), 승무교번 패턴정보를 생성하여(도 6의 (a) 참조) 승무다이아의 운용순서를 정하는 승무교번 다이아를 작성하여서(도 6의 (b) 참조), 대안별 승무운용계획(승무사업계획)을 확정한다.
한편, 승무운용계획 작성부(140)는 최적화 알고리즘기반으로, 특히 유전자 알고리즘(G.A;Genetic Algorithm)기반으로 승무다이아 정보를 생성할 수 있다.
다음, 승무근무표 생성부(150)는, 승무운용계획 작성부(140)에 의해 확정된 승무운용계획으로부터 해당 월의 각 승무사업소 및 사업조에 대해 승무근무표를 생성하여 제공한다(도 9 참조).
여기서, 승무근무표는 복수대안관리와 사업조관리와 승무원정보와 조별 승무원지정과 월별 다이아 생성내역과 조별 승무다이아와 조별 미할당 내역과 월별 승무근무표 관련정보를 포함할 수 있다(도 4 참조).
또한, 승무근무표 생성부(150)는, 승무운용계획의 승무행로표 정보를 유전자 알고리즘에 적용하여 소속별 및 개인별 특성에 맞게 승무사업을 배정하고, 승무운영 제약조건을 만족하는 승무근무교번을 생성하여 승무근무표를 작성할 수 있다.
또한, 승무근무표 생성부(150)는, 해당 월의 각 승무사업소 및 사업조별로 승무근무표를로 작성할 수 있다.
다음, 정합성 검사부(160)는, 승무운용계획으로부터 미할당/열차중복/승계연결을 체크하는 정합성 체크모듈(161)과, 승무운용계획으로부터 주간근무시간과 월간근무시간과 연속근무시간과 휴게시간의 근로기준 및 제약조건에 대한 위반사항 유무를 체크하는 근로기준 체크모듈(162)로 구성될 수 있다.
예컨대, 도 8에 예시된 바와 같이, 정합성 체크모듈(161)은 열차미존재와 열차중복과 승계연결의 정합성 체크항목으로 구성되고, 근로기준 체크모듈(162)은 사업시간제한과 연속실운전시간의 근로기준 메뉴로 구성되어, 오류내용과 오류상세정보를 제공하도록 할 수 있다.
한편, 정합성 검사부(160)에 의해 오류데이터가 체크되는 경우 오류데이터에 해당하는 승무다이아 항목을 수정 및 편집할 수 있다.
이에, 전술한 바와 같은 승무운영계획 시스템의 구성에 의해서, 역선로 및 선형정보, 차량정보 등 기초데이터와 운전조건 등 다양한 시뮬레이션 조건정보를 통해 작성된 열차성능 시뮬레이션결과를 반영한 차량운용계획이 확정되면 이 계획을 기반으로 승무계획을 작성하기 위하여 승무근무규정 등 각종 제약조건을 설정하고 유전자알고리즘을 적용하여 승무계획 대안을 작성할 수 있도록 구현함으로써, 가용 승무자원의 합리적, 경제적 운용을 위한 적정성 검토 및 의사결정을 지원하도록 할 수 있다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
110 : 철도차량운영 계획부
120 : 승무기준정보 DB
130 : 제약조건 DB
140 : 승무운용계획 작성부
150 : 승무근무표 생성부
160 : 정합성 검수부
161 : 정합성 체크모듈
162 : 근로기준 체크모듈

Claims (7)

  1. 열차관련 통합정보와 시뮬레이션 운전조건정보를 통해 작성된 열차성능 및 열차주행성능의 시뮬레이션 결과를 반영하여 열차시각표를 포함하는 차량운용계획을 확정하는, 철도차량 운영 계획부;
    승무원정보, 사업소 및 담당선 정보, 사업다이아 제약조건 및 승무근무표 제약조건을 포함하는 승무기준정보를 관리하는 승무기준정보 DB;
    상기 승무기준정보 DB로부터의 승무기준정보와 승무운영 제약조건을 수집하여 저장하는 제약조건 DB;
    상기 차량운용계획, 및 상기 승무기준정보 및 상기 승무운영 제약조건을 반영하여, 승무다이아 정보를 생성하여 승무원 출퇴근시간동안 운전하는 열차순서를 계획하는 승무 다이아를 작성하고, 승무교번 패턴정보를 생성하여 상기 승무다이아의 운용순서를 정하는 승무교번 다이아를 작성하여서, 대안별 승무운용계획을 확정하는, 승무운용계획 작성부;
    상기 승무운용계획으로부터 해당 월의 각 승무사업소 및 사업조에 대해 승무근무표를 생성하여 제공하는, 승무근무표 생성부; 및
    상기 승무운용계획으로부터 미할당/열차중복/승계연결을 체크하는 정합성 체크모듈과, 상기 승무운용계획으로부터 주간근무시간과 월간근무시간과 연속근무시간과 휴게시간의 근로기준 및 제약조건에 대한 위반사항 유무를 체크하는 근로기준 체크모듈로 구성되는, 정합성 검사부를 포함하고,
    상기 승무기준정보 DB는 등록된 승무사업소에 대하여 상기 승무원 근무표 작성시 승무다이아를 지정하도록 구성되고, 승무사업다이아 작성시 사업다이아의 제약조건을 등록하고 관리하고, 승무근무표 작성시 승무근무표에 적용할 제약조건을 등록하고 관리하고,
    상기 정합성 검사부의 상기 정합성 체크모듈은 열차미존재와 열차중복과 승계연결의 정합성 체크항목으로 구성되고 상기 정합성 검사부의 상기 근로기준 체크모듈은 사업시간제한과 연속실운전시간의 근로기준 메뉴로 구성되어, 상기 정합성 검사부는 오류내용과 오류상세정보를 제공하고, 오류데이터가 체크되는 경우, 오류데이터에 해당하는 승무다이아 항목을 수정 및 편집하는 것을 특징으로 하는,
    승무운영계획 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 승무기준정보는 승무원의 교대역정보와 체박역정보와 승무원 근무시간을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    승무운영계획 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 승무운용계획 작성부는 최적화 알고리즘기반으로 상기 승무다이아 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는,
    승무운영계획 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 승무근무표 생성부는, 상기 승무운용계획의 승무행로표 정보를 유전자 알고리즘에 적용하여 소속별 및 개인별 특성에 맞게 승무사업을 배정하고, 상기 승무운영 제약조건을 만족하는 승무근무교번을 생성하여 승무근무표를 작성하는 것을 특징으로 하는,
    승무운영계획 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 승무근무표 생성부는, 해당 월의 각 승무사업소 및 사업조별로 승무근무표를 작성하는 것을 특징으로 하는,
    승무운영계획 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 승무근무표는 복수대안관리와 사업조관리와 승무원정보와 조별 승무원지정과 월별 다이아 생성내역과 조별 승무다이아와 조별 미할당 내역과 월별 승무근무표 관련정보를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    승무운영계획 시스템.
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