서울 대도시권 지하철망의 구조적 특성 분석

Network Structures of The Metropolitan Seoul Subway Systems

본 연구의 목적은 최근 다양한 네트워크 분석에 활발히 적용되고 있는 복잡성 분석을 통하여 수도권 지하철 망의 구조적 특성을 연구하는 것이다. 이를 위하여 수도권 지하철 망을 점과 선으로 구성되는 네트워크로 구성하고, 네트워크의 복잡성 분석에서 계산하는 다양 지표들을 산출하여 그에 대한 해석을 시도하였다. 특히 본 연구에서는 교통카드를 이용해 움직이는 수도권 대중교통이용자의 통행기록을 담고 있는 대용량 교통카드 트랜잭션 데이터베이스로부터 수도권 지하철망의 구조적 특징을 찾아내기 위한 알고리즘을 개발하고 그의 적용으로 얻어진 결과를 분석하였다. 또한 지하철역과 역 사이의 시간거리와 실제거리에 대해 최단경로를 탐사하는 알고리즘을 개발하고, 이를 통하여 얻어진 최단경로거리와 최단거리의 분포 구조를 분석하였다. 특히 최단 경로거리와 최단 거리의 합을 산출하여 수도권 지하절망을 통하여 각 역에서 다른 모든 역들에 도달하기 용이한 정도를 의미하는 접근성 지표로 삼고, 이를 GIS를 사용하여 수도권의 접근성의 공간적 분포를 나타내고 그의 공간적 구조를 분석하였다.

This study analyzes the network structure of the Metropolitan Seoul subway system by applying complex network analysis methods. For the purpose, we construct the Metropolitan Seoul subway system as a network graph, and then calculate various indices introduced in complex network analysis. Structural characteristics of Metropolitan Seoul subway network are discussed by these indices. In particular, this study determines the shortest paths between nodes based on the weighted distance (physical and time distance) as well as topological network distance, since urban travel movements are more sensitive for them. We introduce an accessibility measurement based on the shortest distance both in terms of physical distance and network distance, and then compare the spatial structure between two. Accessibility levels of the system have been getting up overall, and thus the accessibility gaps have been getting lessen between center located subway stops and remote ones during the last 10 years. Passenger traffic volumes are explored from real passenger transaction databases by utilizing data mining techniques, and mapped by GIS. Clear differences reveal between the spatial patterns of real passenger flows and accessibility. That is, passenger flows of the Metropolitan Seoul subway system are related with population distribution and land use around subway stops as well as the accessibility supported by the subway network.