지하철의 등장으로 역 주변지역은 상대적으로 접근성이 좋아지기 때문에 통행인구가 집중되고 그에 따라 다양한 경제, 문화, 상업활동이 입지하게 된다. 따라서 지하철을 도시생활의 중심이 될 수 있는 공간으로 발전시키기 위해서는 지하철에 대한 도시계획차원에서의 종합적인 관리 수단이 마련되어야 한다. 본 연구는 공간 의사결정지원 체계(SDSS; Spatial Decision Support System)로서 효과적으로 응용되고 있는 GIS와 웹 3D 기술을 이용하여 인터넷상에서 지하철 인접시설물과 관련된 다양한 3차원 공간객체 데이터베이스를 관리하도록 웹 서버(Web Server)를 구축한 것으로 지하철역 인접 시설물과의 연계성의 확보를 통해 도시 공간을 효율적으로 관리하기 위한 것이다.
사회의 발전 및 개인 소득 수준의 향상으로 인하여 증가하는 도시 교통 수요의 충족 및 교통난 해소 방안의 일환으로 1974년부터 지하철의 건설이 시작된 이래로 1기 및 2기 지하철의 건설이 완료되어 가고 3기 지하철의 건설이 추진되고 있다. 따라서 기존 건설된 지하철은 공용 년수의 증가로 인하여 구조물이 노후화 되고 있어 이로 인해 개·보수 물량이 지속적으로 증가하고 있고 도시가스, 전력, 상하수도 등 여타 지하 시설물의 개량 및 신규 건설로 인해 지하 공간에서 잦은 문제가 발생하고 있어 이에 대한 안전 대책 마련이 절실히 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 이미 건설되어 공용중에 있는 1기 지하철을 대상으로 지하철 구조물의 유지보수 상의 문제점을 분석하였다. 그리고 최근 여러 기관에서 시설물의 관리에 도입되고 있는 지형공간정보체계(GSIS)개념을 응용하여 현행문서 및 종이도면 위주의 구조물 유지관리 방법에서 수치화된 도형 요소와 이력 자료를 데이타베이스화 함으로서 지하 시설물로서의 토목 구조물을 보다 체계적이고 과학적으로 관리할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.
서울 수도권 지하철 승객이 인터넷으로 구매한 채소 등의 신선 식품을 퇴근하는 도중에 이동 경로상의 지하철역 구내의 서비스 시설물에서 배달 받는다고 가정하면, 제기되는 문제는 어떤 지하철역에 서비스 시설물을 설치하면 얼마나 많은 승객들이 이용하는 가를 파악하는 것이다. 이러한 문제는 픽업 문제로 알려져 있고, 픽업 문제를 풀려면 교통 흐름을 설명하는 교통 네트워크가 있어야 되고 각 교통 흐름의 이동 경로도 알 수 있어야 된다. 서울 수도권 교통카드 시스템의 교통카드 트랜잭션 데이터베이스로부터 지하철 승객의 출발역에서 도착역까지 움직이는 이동 경로인 승객 흐름을 구할 수 있으므로, 서울 수도권 지하철 교통 시스템에서 픽업 문제는 승객 흐름을 최대한 많이 포착하는 서비스 시설물들을 설치할 지하철역들을 선정하는 것이다. 본 논문에서 서울 수도권 지하철 시스템과 지하철 승객들의 흐름을 픽업 문제의 모델에 맞추어 수식화하였고, 이를 기반으로 하여 지하철 승객들의 흐름을 기종점 통행 행렬을 만들어 단계별로 가장 많은 통과 승객수를 갖는 픽업 역을 계산해내는 빠른 휴리스틱 알고리즘을 제안하였다. 대용량 교통 네트워크와 교통 흐름에 해당되는 약 400여 개의 지하철역을 가진 서울 수도권 지하철 네트워크와 약 500만 명의 지하철 교통카드 트랜잭션들을 입력으로 하여 제안된 알고리즘으로 선정된 픽업 역들을 빠른 시간 내에 얻었고, 그 중에서 상위 10개 픽업 역들을 지하철 안내 지도에 표시하여 설명하였다. 그리고, 그 결과가 거의 최적해와 같음을 추가 실험을 통하여 검증하였다.
지하철 역사 특성상 천장내 시설물의 잦은 교체, 증설, 점검 등에 따른 시설물의 지지철물(강-앙카) 설치와 천장내부 작업자의 이동 등으로 천장마감재의 훼손 및 콘크리트 구조물의 피해가 우려되고 공사비 증가의 요인이 되고 있다. 또한 공사중 발생되는 소음, 진동, 미세분진 등으로 역사 이용환경이 저해되고 민원이 발생하여 공사관리에 어려움이 있다. 따라서 천장시설물의 지지철물 시공방법을 개선하여 작업의 편리성, 경제성, 효율성 등을 고려한 천장틀 시공방법을 제시코자 한다.
"GIS가 만들어지면 행정 및 국가전략기획, 사회조사 계획 등을 효율적으로 추진할 수 있다. 예를 들어 대구지역의 도시계획을 입안할 경우 지하철, 전화선, 전기배선망, 상.하수도, 도시가스 등을 한눈에 보면서 종합적인 일정을 마련할 수 있다. 대구시에서 구단위 동단위를 확대하면 불과 1cm 단위의 거리에 위치한 정보까지도 검색할 수 있다. 이 시스템이 진작 만들어졌다면 이번 대구 대형참사를 사전에 예방할 수 도 있었을 것이다." 이는 대구지하철공사장 가스폭발사고가 발생한 후 어느 신문에 게재된 기사중의 일부이다. 이 사고를 바라다보는 대부분의 전문가들은 GIS를 구축해야 한다고 말했다. 어떻게 들으면 GIS가 구축되지 않아 이러한 사고가 발생했다고 하는 말과 같이도 들린다. 이 기사는 사실 틀린 말이 아니라고 생각한다. 그러나 이 기사내용을 찜찜한 마음으로 쉽게 받아들일 수 없는 'GIS가 만들어지면'이라는 말 때문이다. 이런 찜찜한 마음이 어디에서 오는 것일까? 여기에서는 우리나라에서 지리정보시스템을 이용하여 도시지하시설물 관리체계를 구축하는데 어떤 문제가 있고, 지리정보시스템이 도시지하시설물 관리에 어떤 역할을 할 수 있는가를 살펴보고자 한다.
최근 도심지구간에서 지하공간을 활용한 도시 기반시설 구축으로 인하여 시설물 상호 간의 인접한 근접 시공이 많이 이루어지고 있으며, 근접시공으로 인한 기존 시설물의 안정성과 관련된 민원이 상당한 이슈가 되고 있다. 본 연구에서는 대심도 도심지 구간에 신설되는 도시철도 터널의 근접시공으로 인한 기존 지하철의 터널구조물의 거동특성을 파악하기 위해 동북도시철도 터널이 계획된 노선 상부의 지하철 6호선 터널구조물을 대상으로 연구를 수행하였다. 기존 지하철 터널구조물의 안전영역 평가 및 굴착방법에 대한 개략적인 검토와 수치해석을 통한 상세검토를 수행하였으며, 건물 손상도 평가, 궤도틀림 및 구조물 안정성 검토결과 근접시공에 따른 지하철 터널 구조물 및 주변 건물의 안정성은 확보되는 것으로 평가되었다. 본 연구는 대심도 도심지 터널 건설에 따른 기존 터널 구조물 및 주변 건물의 안정성에 미치는 영향을 평가할 수 있는 실용적인 참고 자료뿐만 아니라 터널 지하안전영향평가에 대한 실무 적용사례로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
국내의 경우 소방시설을 설치하여야 할 소방대상물과 그 설치 및 유지에 관한 기준은 소방법에서 정하고 있으며, 그 내용은 표 1과 같다. 지하철과 같은 궤도차량용 터널인 경우 소방법 상의 시설물에 대한 규정을 두고 있지 않다. 따라서 화재가 발생할 경우 피난, 구조 및 소화활동 등이 적절히 고려되지 않은 상태에서 팬의 제원과 성능이 결정되고 있다. 적절한 환기설비를 갖추지 않는 경우에 화재발생시 대형 인명사고가 발생할 가능성이 높다.
지하공간은 지하철, 지하도, 지하상가 등 이미 생활의 일부로서 많은 시민들이 이용하고 있다. 최근에는 지하공간의 이용이 더욱 복잡해지고 대형화 되면서 안전에 대한 우려가 커지고 있다. 복합적인 이용공간으로 자리매김하였으나 지하공간의 관리와 지하공간에 대한 관련법 등은 아직까지 지상의 시설물들을 기준으로 한 지하공간의 특성을 반영하지 못한채 머물러 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 진단하기 위하여 지하공간의 안전한 관리를 위해 관련 법령들을 고찰하여 문제점을 분석하였다.
지하철 역사 내 계단, 통로, 그리고 에스컬레이터 등의 보행 시설물에서 발생하는 서로 다른 방향의 보행교통류간 상충은 보행자의 편의와 이동성을 감소시킨다. 또한, 각 시설물별 지체 시간과 대기 행렬의 증가를 수반함에 따라 역사의 이용효율을 저하시키게 된다. 이러한 현상은 보행교통류간의 동선이 겹치면서 발생하는 것으로 동선을 방향에 따라 적절히 분리해줄 경우 완화될 수 있다. 하지만 우선 동선 분리의 기준과 그 방법론에 대한 정립이 선행되어야 한다 할 수 있다. 본 연구에서는 계단, 통로 그리고 에스컬레이터로 분류되는 각 시설물의 입구를 기준으로 방향별 대기 행렬과 지체시간을 도출하였다. 이 때, 시설물의 보행교통류는 양방향으로 존재하므로 지체시간은 각 방향별 유입 인원에 따라 가중 평균한 값을 활용하였다. 또한 동선 분리 시스템의 운영을 최적화하기 위해 유전 알고리즘을 활용하여 보행자의 지체시간을 최소화하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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