에너지 최적화 열차운행을 고려한 철도 최적 노선설계 모형의 해석과 적용

Abstract

에너지 비용의 증가와 수급의 문제를 고려할 때, 철도 운영자 측면에서 열차의 운전을 에너지 효율적으로 하기 위한 각종 실제적인 노력 및 연구가 있어 왔다. 기존의 노력들은 주어진 하부시설에 운전을 어떻게 하는 것이 에너지를 절감할 수 있는가에 대한 운행차원에서의 관심이었으나, 노선을 건설하기 위해 계획을 하는 단계에서도 에너지를 효율적으로 사용이 되도록 하는 시설을 제공하는 것이 중요하다. 철도시설의 수명 동안의 총 에너지 비용이 초기 공사비를 초과한다는 차원에서 보더라도, 에너지 소모를 최소화 할 수 있는 운행조건을 고려한 시설설계의 중요성을 알 수 있다. 본 연구에서는, 공사비를 최소화 하는 최적 철도노선 설계의 개념에 에너지 최적화 열차운전 상태에서의 에너지 비용을 고려하여 최적 철도 노선을 설정하기 위한 수리적 모형을 개발하였으며, Genetic Algorithm을 사용한 문제의 해석을 하였고, Algorithm과 결과를 활용한 철도 최적 노선 설계개념을 정립하였다. 이러한 결과는 실제적으로 수명 동안의 에너지 비용이 공사비보다 높은 현실에서 철도노선설계의 최적화 과정에서 중요하게 활용될 수 있을 것이다.