표제지
요약
목차
제1장 서론 13
제1절 연구의 배경 및 목적 13
제2절 연구의 내용 및 구성 17
1. 연구 내용 및 범위 17
2. 연구 수행절차 19
제2장 이론 및 선행연구 고찰 21
제1절 이론 및 관련 규정 고찰 21
1. 대중교통망설계문제 21
2. 도시 개발밀도 이론 30
3. 다목적함수와 목표계획법 36
제2절 선행 연구 고찰 42
1. 도시계획 요소를 반영한 교통망설계문제 연구 42
2. 유전 알고리즘을 활용한 대중교통망설계문제 연구 47
3. 적정 개발밀도에 관한 연구 58
제3절 본 연구의 차별성 61
제3장 연구방법론 및 모형 구축 63
제1절 철도 및 도시개발의 통합 계획 수립 프레임워크 제시 63
제2절 철도사업 및 개발밀도 결정을 위한 다목적 최적화모형 개발 66
1. 개요 66
2. 세부 모형 구축 71
제4장 모형 적용 98
제1절 소규모 네트워크 매개변수 민감도 실험 설계 98
1. 실험 개요 98
2. 평가 기준 및 목표간 우선순위 구조 104
3. 기본 시나리오 분석 결과 106
4. 민감도 분석 결과 118
5. 소결 139
제2절 중규모 네트워크 혼잡도 변화 실험 설계 141
1. 실험 개요 141
2. 기본 시나리오 분석 결과 147
3. 교통 네트워크 혼잡도 변화 분석 결과 155
4. 소결 163
제3절 Sketch-planning 실험 설계 164
1. 개요 164
2. 분석 결과 168
3. 소결 170
제5장 결론 및 향후 연구과제 171
제1절 결론 171
제2절 향후 연구과제 173
참고문헌 175
부록 183
Abstract 192
〈표 2-1〉 대중교통 계획 과정의 행위별 결과물 22
〈표 2-2〉 토지이용밀도의 유형 30
〈표 2-3〉 개발밀도에 대한 주요 물리적 결정요인 예시 35
〈표 2-4〉 선형계획법 제약 조건과 목표 제약 관계 40
〈표 2-5〉 도시계획 요소 반영한 교통망설계문제 선행연구 종합 46
〈표 2-6〉 유전 알고리즘을 활용한 대중교통망설계 선행연구 종합 57
〈표 2-7〉 적정 개발밀도에 관한 선행연구 59
〈표 3-1〉 목적측도별 최소화 편차 79
〈표 3-2〉 초기해 실행가능영역 기준 86
〈표 4-1〉 실험 교통 네트워크(I) 링크 특성 100
〈표 4-2〉 실험 교통 네트워크(I) 기종점별 통행 발생 및 유입량 101
〈표 4-3〉 실험 교통 네트워크(I) 경로별 링크 구성 101
〈표 4-4〉 모형 매개변수 및 입력자료 기초값 103
〈표 4-5〉 사업 미시행시 현황 값과 사업 시행시 목표값 105
〈표 4-6〉 세대 변화에 따른 해 및 목적측도별 편차 108
〈표 4-7〉 해 분석 결과 110
〈표 4-8〉 목적측도 및 교통지표 변화 112
〈표 4-9〉 반복수행에 따른 해 분석 결과 112
〈표 4-10〉 경로 통행량 분석 결과 114
〈표 4-11〉 링크별 최종 해 분석 결과 117
〈표 4-12〉 유전 연산 매개변수에 대한 시나리오 구분 118
〈표 4-13〉 유전 연산 매개변수 시나리오에 따른 해 분석 결과 119
〈표 4-14〉 결합모형 매개변수에 대한 시나리오 구분 120
〈표 4-15〉 결합모형 매개변수 시나리오에 따른 해 분석 결과 121
〈표 4-16〉 계획인구에 대한 시나리오 구분 126
〈표 4-17〉 계획인구 시나리오에 따른 해 분석 결과 127
〈표 4-18〉 계획인구 26/28인 시나리오의 목적측도 편차 및 인구할당 비율 수렴 곡선 127
〈표 4-19〉 우선순위 시나리오 및 목적측도 달성 여부 129
〈표 4-20〉 계획인구 시나리오에 따른 해 분석 결과 130
〈표 4-21〉 목적측도별 목표 변화에 대한 시나리오 구분 132
〈표 4-22〉 목적측도별 목표 변화에 따른 해 분석 결과 133
〈표 4-23〉 시나리오 4/13/17/27의 목적측도 편차 및 인구할당 비율 수렴 곡선 135
〈표 4-24〉 예산 시나리오에 따른 해 분석 결과 137
〈표 4-25〉 민감도 분석에 따른 목표측도값 경향성 검토 139
〈표 4-26〉 실험 교통 네트워크(II) 철도링크 특성 143
〈표 4-27〉 실험 교통 네트워크(II) 기종점별 통행 발생 및 유입량 144
〈표 4-28〉 모형 매개변수 및 입력자료 기초값 146
〈표 4-29〉 사업 미시행시 현황 값과 사업 시행시 목표값 146
〈표 4-30〉 세대 변화에 따른 해 및 목적측도별 편차 149
〈표 4-31〉 최적해 염색체 151
〈표 4-32〉 목적측도 및 편차, 전체 만족도 151
〈표 4-33〉 목적측도 및 교통지표 변화 154
〈표 4-34〉 교통 네트워크 혼잡도 시나리오 구분 155
〈표 4-35〉 교통 네트워크 혼잡도에 따른 해 분석 결과(I) 156
〈표 4-36〉 교통 네트워크 혼잡도에 따른 해 분석 결과(II) 157
〈표 4-37〉 교통 네트워크 혼잡도에 따른 목적측도 편차 수렴 과정 159
〈표 4-38〉 특정 기점 중심 교통 네트워크 혼잡도에 따른 해 분석 결과(I) 160
〈표 4-39〉 특정 기점 중심 교통 네트워크 혼잡도에 따른 해 분석 결과(II) 162
〈표 4-40〉 수도권 개념화 기종점별 통행 발생 및 유입량 167
〈표 4-41〉 수도권 개념화 사업 미시행시 현황 값과 사업 시행시 목표값 167
〈표 4-42〉 목적측도 및 편차, 전체 만족도 168
〈표 4-43〉 최적해 염색체 168
〈표 4-44〉 인구할당 비율에 따른 계획인구 및 인구밀도 168
[그림 1-1] 세계 지역별 도시인구 추세 13
[그림 1-2] 토지이용과 교통의 상호관계성 15
[그림 1-3] 연구 수행 과정 20
[그림 2-1] 대중교통망문제의 의사결정 22
[그림 2-2] 대중교통망문제(TNP)의 구조 23
[그림 2-3] 대중교통망문제 풀이를 위한 방법론 분류 28
[그림 2-4] 개발밀도와 교통에너지소비량의 관계 34
[그림 2-5] 파레토 프론트(좌측) 및 강·약한 파레토 최적(우측) 예시 37
[그림 2-6] 급행철도 및 콜버스 기반 네트워크 개념도 43
[그림 2-7] 고정노선 기반(좌)/수요 응답형(우) 기반 네트워크 개념도 44
[그림 2-8] 고정길이(상)/가변길이(하) 염색체 표현 방법 47
[그림 2-9] 노선유지 여부를 포함하는 염색체 및 유전자 표현 방법 48
[그림 2-10] 노선별 운행차량대수할당 방식의 염색체 표현 방법 51
[그림 2-11] Samanta and Jha(2010)의 철도망 배치를 위한 유전 알고리즘 52
[그림 2-12] 경로간 교차 연산 방법 53
[그림 2-13] Lai and Schonfeld(2016)의 철도망 배치를 위한 유전 알고리즘 55
[그림 3-1] 기존 철도망 구상시 분야별 역할 및 계획 절차 63
[그림 3-2] 철도 및 도시개발의 통합 계획 수립 프레임워크 구상 65
[그림 3-3] 풀이 알고리즘 흐름도 68
[그림 3-4] 바이레벨 모형 구성의 기본 개념 70
[그림 3-5] 목표계획법의 편차 구조 70
[그림 3-6] 모형의 결정변수 설정 개념도 73
[그림 3-7] 염색체와 유전자 표현 예시 86
[그림 3-8] 적합도 산출을 위한 순위 조정 방법 88
[그림 3-9] 순위 조정 방법 예시 및 순위 조정 결과 89
[그림 3-10] 적합도 및 선택 확률 결과 91
[그림 3-11] 교차 연산 수행 방법 94
[그림 3-12] 교차 연산 예시 94
[그림 3-13] 변이 연산 예시 96
[그림 3-14] 대치 연산 예시 97
[그림 4-1] 실험 교통 네트워크(I) 99
[그림 4-2] 목적측도별 편차 수렴 곡선 106
[그림 4-3] 목표별 편차 곡선 107
[그림 4-4] 만족도 수렴 곡선 109
[그림 4-5] 기본조건 최적해 도식 111
[그림 4-6] 통행선택 단계별 선택확률 및 기대 인지 효용 115
[그림 4-7] 통행선택 단계별 균형 통행수요 116
[그림 4-8] 경로 매개변수(θr) 변화에 따른 목적측도 및 최적해 분석(이미지참조) 123
[그림 4-9] 수단 매개변수(θm) 변화에 따른 목적측도 및 최적해 분석(이미지참조) 124
[그림 4-10] 목적지 매개변수(θd) 변화에 따른 목적측도 및 최적해 분석(이미지참조) 125
[그림 4-11] 계획인구 시나리오에 따른 목적측도 및 최적해 분석 128
[그림 4-12] 목적측도별 목표 변화에 따른 인구할당 비율 최적해 133
[그림 4-13] 예산제약 시나리오에 따른 목적측도 및 최적해 분석 138
[그림 4-14] 실험 교통 네트워크(II) 142
[그림 4-15] 목적측도별 편차 수렴 곡선 147
[그림 4-16] 만족도 수렴 곡선 148
[그림 4-17] 기본조건 최적해 도식 153
[그림 4-18] 교통 네트워크 혼잡도에 따른 인구할당 비율 156
[그림 4-19] 교통 네트워크 혼잡도에 따른 목적측도 분석 158
[그림 4-20] 기점 노드 10의 통행발생량 시나리오별 최적 철도사업 및 인구할당 비율 161
[그림 4-21] 실험 교통 네트워크(III)-도로 165
[그림 4-22] 실험 교통 네트워크(III)-철도 166
[그림 4-23] 실험 교통 네트워크(III) 최적해 도식 169