A Methodology of Multimodal Public Transportation Network Building and Path Searching Using Transportation Card Data

교통카드 기반자료를 활용한 복합대중교통망 구축 및 경로탐색 방안 연구

  • Published : 2008.06.30

Abstract

Recognition for the importance and roles of public transportation is increasing because of traffic problems in many cities. In spite of this paradigm change, previous researches related with public transportation trip assignment have limits in some aspects. Especially, in case of multimodal public transportation networks, many characters should be considered such as transfers. operational time schedules, waiting time and travel cost. After metropolitan integrated transfer discount system was carried out, transfer trips are increasing among traffic modes and this takes the variation of users' route choices. Moreover, the advent of high-technology public transportation card called smart card, public transportation users' travel information can be recorded automatically and this gives many researchers new analytical methodology for multimodal public transportation networks. In this paper, it is suggested that the methodology for establishment of brand new multimodal public transportation networks based on computer programming methods using transportation card data. First, we propose the building method of integrated transportation networks based on bus and urban railroad stations in order to make full use of travel information from transportation card data. Second, it is offered how to connect the broken transfer links by computer-based programming techniques. This is very helpful to solve the transfer problems that existing transportation networks have. Lastly, we give the methodology for users' paths finding and network establishment among multi-modes in multimodal public transportation networks. By using proposed methodology in this research, it becomes easy to build multimodal public transportation networks with existing bus and urban railroad station coordinates. Also, without extra works including transfer links connection, it is possible to make large-scaled multimodal public transportation networks. In the end, this study can contribute to solve users' paths finding problem among multi-modes which is regarded as an unsolved issue in existing transportation networks.

도시의 교통문제 증가로 대중교통의 중요성과 역할에 대한 인식이 높아져가고 있다. 이러한 패러다임의 변화에 반해 기존 대중교통 통행배정과 관련한 연구는 여러 측면에서 한계가 있다. 복합대중교통망의 경우, 독립수단으로 이루어지는 도로교통과는 달리 수단간 환승, 운행시간 스케줄, 대기시간, 통행요금과 같은 복잡하고 다양한 특성을 포함하기 때문에 그 분석의 어려움은 배가 될 수밖에 없다. 특히, 수도권 대중교통 통합 환승할인제의 시행에 따른 대중교통 수단간 환승통행의 증가와 이에 따른 경로선택의 변화로 대중교통의 통행행태가 변하고 있으나, 기존의 대중교통교통망 구축방법으로는 이러한 변화를 반영하기에는 한계가 있다. 최근 첨단기술의 발달에 따라 대중교통이용자의 통행정보가 실시간으로 기록되는 첨단교통카드체계가 구축 운영 중에 있다. 이러한 첨단기술의 도입은 복합대중교통망 분석에 대한 새로운 접근방법에 대한 연구를 가능하게 하였다. 이에 본 연구에서는 교통카드자료의 통행정보를 효과적으로 활용할 수 있는 대중교통망을 구축하기 위해 정류장의 위치정보와 노선정보를 활용해서 새로운 복합대중교통망을 구축하는 방안을 다음과 같이 제시하였다. 첫째, 교통카드자료의 통행정보를 활용하기 위하여 정류장 기반의 통합교통망을 구축하는 방안을 제시하였다. 둘째, 컴퓨터 기반의 프로그래밍기법을 활용한 단절된 링크의 연결방안을 통해 대중교통의 환승문제를 해결하고자 하였다. 마지막으로, 복합대중교통망의 경로탐색에 있어 가장 큰 문제가 되는 다수단간의 경로탐색에 대한 방안을 제시하였다. 본 연구에서 제시한 방안으로 복합교통망을 구축할 경우, 기존 정류장 좌표와 대중교통의 노선정보를 그대로 활용하여 교통망을 구축할 수 있어 교통망 구축이 쉬울 뿐만 아니라, 환승링크 연결과 같은 별도의 교통망 작업 없이도 대규모 교통망에서의 활용이 가능해 진다.

Keywords

References

  1. 김익기(1998), "ATIS를 위한 수정형 덩굴망 최단경로 탐색 알고리즘의 개발", 대한교통학회지, 제16권 제2호, 대한교통학회, pp.157-167
  2. 김익기(2004), "수정형 덩굴망 최단경로 탐색 알고리즘을 이용한 다경로 생성 알고리즘의 개발", 대한교통학회지, 제22권 제2호, 대한교통학회, pp.121-130
  3. 김현명.임용택.이승재(1999), "통합교통망 수단선택-통행배정모형 개발에 관한 연구", 대한교통학회지, 제17권 제5호, 대한교통학회, pp.87-98
  4. 김현명, 임용택(2000), "알고리즘을 이용한 전역탐색 최단경로 알고리즘개발", 대한교통학회지, 제16권 제2호, pp.157-167
  5. 김현명.임용택(1999), "유전 알고리듬을 이용한 전역탐색 최단경로 알고리듬개발", 대한교통학회지, 제17권 제2호, 대한교통학회, pp.163-178
  6. 노정현, 남궁성(1995), "도시가로망에 적합한 최단경로탐색 기법의 개발", 대한국토계획학회지, 제30권 제5호
  7. 박경철.문정준.이성모.박창호(2007), "복합수단을 고려한 확률적 대중교통 통행배정모형 개발", 대한교통학회지, 제25권 제3호, 대한교통학회, pp.111-121
  8. 박준환.신성일.임용택.임강원(2007), "통합거리비례요금제와 차내혼잡을 반영하는 통합대중교통망 통행배정 모형 구축", 대한교통학회지, 제25권 제2호, 대한교통학회, pp.133-143
  9. 안형준.이영인(2007), "서울시 스마트카드 자료를 이용한 버스/지하철 정류장 기반 OD 및 네트워크 구축과 활용에 관한 연구", 교통 기술과 정책, 제4권 제4호, 대한교통학회, pp.31-59
  10. 이미영.유기윤.김정현.신성일(2003), "덩굴망 통행패턴을 고려한 One-To-One 다경로알고리즘", 대한교통학회지, 제21권 제6호, 대한교통학회, pp.89-99
  11. 이미영.백남철.남두희.신성일(2004), "거리비례제 요금부과에 따른 최소요금경로탐색", 대한교통학회지, 제22권 제6호, 대한교통학회, pp.101-108
  12. 이인묵(2004), "환승을 고려한 대중교통 최적경로 탐색 알고리즘", 서울대학교 대학원
  13. 임용택(2004), "일반가로망에서 교통정보제공을 위한 n-path 알고리듬의 개발", 대한교통학회지, 제22권 제4호, 대한교통학회, pp.135-145
  14. 신성일(2004), "교통망에 적합한 K 비루프 경로 탐색 알고리즘", 대한교통학회지, 제22권 제6호, 대한교통학회, pp.121-131
  15. 장인성(2000), "서비스시간 제약이 존재하는 도시부 복합교통망을 위한 링크기반의 최단경로탐색 알고리즘", 대한교통학회지, 제18권 제6호, 대한교통학회, pp.111-121
  16. 조종석.신성일.문병섭.임강원(2006), "출발시간제약이 존재하는 동적 복합교통망의 K최소시간경로탐색", 대한교통학회지, 제24권 제3호, 대한교통학회, pp.167-176
  17. 조종석.신성일.임강원.문병섭(2006), "복합교통망에서의 동적K최소시간경로탐색", 대한교통학회지, 제24권 제5호, 대한교통학회, pp.77-88
  18. 최기주(1995), "U-turn을 포함한 가로망 표현 및 최단경로의 구현", 대한교통학회지, 제13권 제3호, 대한교통학회, pp.35-52
  19. 임강원.임용택(2003), "교통망분석론", 서울대학교 출판부
  20. Angelica Lozno, and Giovanni Storci(2001), "Shortest viable path algorithm in multimodal networks", Transportation Research Part A 35, pp.225-241 https://doi.org/10.1016/S0965-8564(99)00056-7
  21. Azevedo J. A., Costa M. E. O. S., Madeira J.J.E.R.S., and Martins E.Q.V.(1993), "An Algorithm from the Ranking of Shortest Paths", European Journal of Operational Research, Vol. 69, pp.97-106 https://doi.org/10.1016/0377-2217(93)90095-5
  22. Bellman R. and Kalaba R.(1968), "On Kth Best Policies". J. SIAM 8, pp.582-588
  23. Clarke S., Krikorian A., and Rausan J.(1963), "Computing the N Best Loopless Paths in A Network", Journal of SIAM, Vol. 11, No. 4, pp.1096-1102
  24. Daniele Pretolani(2000), "A directed hypergraph model for random time dependent shortest paths", European Journal of Operational Resarch 123, pp.315-324 https://doi.org/10.1016/S0377-2217(99)00259-3
  25. De Cea. J. and J.E. Fernandez.(1989), "Transit Assignment for Minimal Routes: An Efficient New Algorithm", Traffic Engng. Control, pp.492-494
  26. De Cea. J. and J.E. Fernandez.(1993), "Transit Assignment for Congested Public Transport Systems: An Equilibrium Model", Transportation Science Vol. 27
  27. Hong K. Lo, C.W. Yip, and K.H. Wan,(2003), "Modeling transfer and non-linear fare structure in multi-modal network", Transportation Research Part B 37, pp.149-170 https://doi.org/10.1016/S0191-2615(02)00005-X
  28. Younes Hamdouch, Michael Florian, Donald W. Hearn, and Siriphong Lawphongpanich(2007), "Congestion pricing for multi-model transportation systems", Transportation Research Part B 41, pp.275-291 https://doi.org/10.1016/j.trb.2006.04.003