철도에서의 정보제어시스템은 열차무선망을 제외하고는 지금까지 유선전송망에 대부분 의존하고 있으며, 철도선로를 따라 대용량의 전용회선을 포설할 수 있다는 측면에서 효과적으로 설치가 가능하고, 안전성과 신뢰성의 측면에서도 우수성이 입증되었다. 그러나, 정보화가 진전됨에 따라, 여객서비스나 철도시스템 제어기능의 강화 측면에서 전송계통의 유연화와 정보교환개소의 확대가 요구되고 있으며, 유선전송으로는 이러한 요구에 충분히 대응할 수 없게 되었다. (중략)
본 논문은 한반도에 처음으로 철도가 등장한 이래 검토하지 않았던 국가철도망 계획을 추진한 것이 1998년도로 이를 통하여 새로운 철도시대가 시작되었다. 그 후 반복적인 국가철 도망 계획이 수립되어 국가기간교통망으로 그 역할을 대행하면서 철도의 가치를 제시하고 있다. 그러나 이러한 국가철도망 계획은 예산의 제약 속에서 선구별 그리고 연간 단위당 재원투입 양의 제약, 열차운행의 정합성 등으로 문제가 있으나 시설중심의 계획이 반복되고 있다. 따라서 1998년도에 국가철도망계획이 처음 수립된 이후 수정 등에 새로운 방안 그리고 사회간접자본에 대한 인식의 변화 등으로 고려한 방안의 검토가 필요하다. 따라서 본 논문은 국가철도망 구축에 따른 시간적 변화에 따른 사회간접자본에 대한 시각차이, 국가사회경제적 기반의 변화, 자연재해에 대한 인식의 차이 등의 관점에서 그 변화를 검토하는 것이 그 내용이다.
현재 국내외적으로 차세대 철도 무선망에 대한 관심이 높아지고 있으며, 지금까지 열차제어신호 중심의 철도무선망에서 영상 및 대용량 데이터를 전송하기 위한 철도통합 무선망에 대한 연구가 진행 중이다. 본 논문에서는 철도통합 무선망 구축을 위한 무선통신방식과 우리나라에서 사용하고 있는 주파수대역에서 철도 전용주파수 대역으로 할당이 가능한 후보 주파수대역을 제안한다. 본 연구내용은 국내 철도의 열차 운행효율 향상은 물론 철도의 안전성과 편의성 최적화에 기여할 것이며, 세계 기술시장 변화에 대응하는 무선통신기반의 한국형 철도 통합무선망 구축을 실현 할 수 있을 것으로 예상된다.
Hub-and-spokes전략은 교통분야에서 널리 이용되는 네트워크전략이지만, 철도의 경우 대개 이 전략을 이용하기 어려운 네트워크구조를 가지고 있어 그 적용사례를 찾아보기 어렵다. 그러나 유럽에서는 철도망이 도로망처럼 조밀하게 형성되어 있다는 점과 환적 처리기술의 발달로 90년대 초부터 이 전략이 철도화물운송부문에도 도입되기 시작했다. 이러한 관점에서 본 논문은 철도화물운송망에서의 hub-and-spokes전략을 구현하는 서비스네트워크 디자인모형을 개발하고, 모델의 실제철도망에의 적용성을 평가한다. 개발되는 모형이 전략모형임에도 불구하고 모형에서는 일반화된 운영비용 외에 열차속도, 서비스빈도, 터미널에서의 화물처리속도 등에 따른 시간지체비용도 고려되었다. 시간지체비용의 고려에 따라 야기되는 비선형 목적함수는 빈도별 서비스결정변수의 설정을 통해 선형화되어 결과적으로 모형은 선형 binary정수 최적화문제로 표현되었다. 규모가 큰 네트워크의 경우 해도출의 어려움 때문에 본 논문은 전체문제의 분할(decomposition)에 기초한 휴리스틱방법((heuristic method)으로 해결한다. 해도출의 효율성을 높이기 위해 서비스빈도개선과 관련하여 세 알고리즘이 개발되었다. 개발된 알고리즘은 유럽의 실제네트워크를 기초로 도출한 4개의 테스트문제에 적용되어, 해의 정확도와 해 도출의 효율성이 비교·평가되었다.
영국에서 세계 최초의 철도가 탄생할 즈음에는 교통기관으로서 이미 도로와 운하를 이용한 전국적인 교통망이 만들어져 있었으며, 철도는 나중에 조잡하게 교통망이 형성되기 시작하였다. 우리 나라의 경우에 통일신라시대 이후 조선말기까지의 도로는 주로 외침을 방어하기 위한 우마차 도로가 전부였고, 이후 조선말기와 일제시대에 자동차가 도입되면서 근대적인 도로가 본격적으로 형성되기 시작하였다. (중략)
1. 철도, 도로, 항공, 해운 등 교통수단별 현황을 조사한 결과, 현재까지의 교통정책이 도로교통 우선 위주였기 때문에 철도는 뛰어난 환경성 및 경제성을 가지고 있음에도 불구하고 수송분담율이 비교적 저조한 편이었다. 그러나, 향후 정부의 사회기반시설 구축에 있어서 국가 기간 철도망 확대와 대도시 지하철 및 경량전철 건설을 통한 도심철도망과 간선철도망의 연결 등을 통하여 철도의 이용이 훨씬 용이해질 것으로 보이며 이에 따라 철도의 이용률도 크게 상승할 것으로 예상된다. 2. 교통수단별 일반현황은 다음과 같다. 1) 철도교통은 여객수송량이 다소 증가하고 있는 추세였는데, 2004년 KTX의 개통으로 인하여 여객수송량이 급증하였으나, 화물수송은 약간 감소하는 추세이다. 2) 도로교통은 공로의 경우 이용량이 크게 감소하고 있으나, 자가용의 경우에는 승용차의 급증에 의하여 도로의 분담률이 증가하고 있다. 그러나, 도로망의 확충이 자동차의 증가량을 따르지 못하는 것과 자동차가 도시에 밀집됨에 따른 교통체증에 따라 자가용 차량의 1일 평균 주행거리가 짧아지는 등 수송량이 크게 증가하지는 않고 있다. 3. 각 교통수단별 환경경제성을 조사한 결과는 다음과 같았다. 1) 단위수송량당 에너지 소비율은 여객의 경우 철도가 75.97kcal/인 km에 불과한 반면에 버스는 415.43, 택시는 1,192.24kcal/인 km에 달하여 각각 철도의 5.5배 및 15.7배나 많은 에너지를 소비하는 것으로 나타났다. 화물의 경우에도 철도는 105.98kcal/톤 km에 불과한 반면에 도로는 1,674.21kcal/톤 km에 달하여 철도의 무려 15.8배의 에너지를 사용하는 것으로 나타나, 철도가 에너지 효율성 면에서 도로 교통수단보다 월등히 앞서는 친환경적이면서 경제적인 교통수단임을 알 수 있다. 2) 도로와 철도의 단위수송량 당 CO의 배출량은 도로가 1,531.2kg/백만인 km로 철도의 167.4kg/백만인 km에 비하여 9배나 되었다. 그러나, 탄화수소의 경우는 도로가 216.5kg/백만인 km으로 철도의 68.0kg/백만인 km의 3배를 넘는다. 미세먼지의 경우는 도로가 철도보다 약간 더 많은 수준이었으나, NOx와 $SO_2$는 오히려 철도가 오히려 약간 더 높게 나타났다.
본 연구는 중장기적 고속철도망 계획을 위한 투자우선순위를 전통적인 평가기법에서 벗어나 지속가능 한 교통의 관점에서 이를 분석할 수 있는 방법론을 제안하고, 다원-개준 의사결정기법 중의 하나인 다원-속성 효용이론(MAUT)을 이용하여 이를 분석하였다. 지속가능 한 교통지표는 경제지표, 사회지표 및 환경지표로 구분하였으며, 지속가능 한 고속철도망 지수 분석 결과 경부와 호남 고속철도 이후에 건설되어야 할 우리나라의 고속철도망 노선축의 투자우선순위는 동서축, 남해축, 서해축 등의 순서로 분석되었다.
본고에서는 미래창조과학부 공공통합망 주파수 (700MHz대역)를 사용하는 철도통합 무선통신망 (LTE-R)의 호남고속철도 익산~정읍간 시험선 구축을 통한 실용화 계획과 함께 국가 철도망 적용을 위한 노선별, 지역별 중장기 구축 계획과 최초로 사업화를 준비중인 원주-강릉 복선전철 시범사업에 대한 내용을 소개한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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