최적전략 기반 확률적 대중교통 통행배정모형 연구

Abstract

본 연구에서는 최적전략을 기반으로 하면서 확률적 요소를 고려한 대중교통 통행배정 모형을 개발하고 추가적으로 혼잡을 고려하기 위해 기존에 사용되었던 비용함수 형태를 좌석과 입석을 고려한 불편함수로 적용하여 혼잡을 고려한 확률적 대중교통 통행배정모형으로 확장하였다. 기존의 연구들 중 확률적 대중교통 통행배정에 관련된 모형들은 모든 경로에 대해 일반화비용이나 다른 비용 산정 방법에 따라 각 경로의 효용 값을 계산하고 다항로짓모형에 의해 통행량을 배정하였지만 이는 곧, 경로간의 비용차이에 의한 확률선택만을 의미하기 때문에 대중교통에서 통행행태를 묘사하기에는 적합하지 않았다. 본 연구에서는 다항로짓을 이용하여 모든 경로에 대해 확률 통행배정을 실시하였을 경우 정류장에서 승객의 노선선택 행태를 반영하지 못하는 문제점을 파악하고 승객의 대중교통 통행체계를 승차·노선·하차선택으로 구분하였다. 본 연구의 모형은 승차 및 하차선택모형에는 다항로짓모형을 적용하고 노선선택모형에는 ‘최적전략’을 사용하여, 정류장에서 승객의 노선선택 행태를 반영하는 동시에 확률적 요소를 승차·하차로 구분지어 반영할 수 있다. 대중교통 통행배정의 핵심은 노선배정에 있기 때문에 본 연구의 모형은 ‘최적전략’에 기반을 두고 있지만, 최적전략은 최소의 비용을 갖는 경로집합인 전략에 모든 통행량을 배정하기 때문에 확률적 통행배정과는 거리가 멀었다. 따라서 K-최단경로 탐색 알고리즘을 이용하여 다수개의 전략을 발생시키고 최적전략을 포함하여 제약 범위내의 전략들에 대해서도 통행량이 배정될 수 있도록 한 다음 확률적 요소를 고려한 최적전략 기반 통행배정을 실행한다. 본 연구의 모형은 기존의 ‘최적전략’과 ‘확률 통행배정’의 결합에 목적을 두고 있다. 최적전략은 정류장에서의 노선선택 행태반영과 경로집합인 전략에 따라 통행배정이 이루어지는 부분을 장점으로 들 수 있고 확률 통행배정은 경로 통행비용에 따른 효용 값을 이용하여 확률적 요소를 고려한 통행배정을 장점으로 들 수 있는데, 이 두 모형의 장점을 합쳐서 기존의 모형들의 단점을 보완하는데 본 연구의 목적이 있다. 본 연구에서는 선택모형에 의한 확률적 대중교통 통행배정모형에 관한 개념을 소개하고 직접 풀이할 수 있도록 단계별로 알고리즘을 만들어 제시하였으며, 모형의 적용 가능함을 보이기 위해 가상네트워크에 단계별로 풀이를 하였고 기존 연구 모형과 비교를 통해 각 모형들의 문제점을 본 연구의 모형이 보완할 수 있는 것으로 나타났다.; The purpose of this paper is to propose a new stochastic transit assignment model based on “optimal strategy". Additionally, To consider model reflect congestion, Cost function that we're generally used to use change discomfort function regarding the seating and standing. The earlier studies about a stochastic transit assignment model calculate utility along generalized cost or other cost computation method for all alternative route, and then assign based on multinomial logit. But this method is not suited to transit, because it is consider only utility of route. In case of using multinomial logit model for all route performance a stochastic assignment, I grasp the problem that a stochastic assignment method doesn't reflect behavior of passenger at station. And then travel behavior of passenger divide into access route choice · line choice · alighting choice. This paper reflect line choice behavior of passenger at station as well as probability factor at once through model apply multinomial logit to access route choice · alighting choice and apply optimal strategy to line choice. This paper introduce a stochastic transit assignment based on optimal strategy by choice model and propose algorithm to solve problem step-by-step. Then the tests on a single access route and multi access route network show that the model proposed in this paper can be applied. Model of this study show that the problem of each models can be complement through in comparison with earlier study models.