수도권광역급행철도의 선로공용구간 열차운행 최적화 및 편익영향 분석 연구 : GTX-C노선을 중심으로

정연성 서울과학기술대학교 2025 국내박사

제 목 : 수도권광역급행철도의 선로공용구간 열차운행 최적화 및 편 익영향 분석 연구 - GTX-C 노선을 중심으로 - 수도권의 교통망이 지속적으로 확충되고 있지만 철도의 속도경쟁력은 개선 되지 않고 있다. 확장되는 대도시권의 광역교통 문제해소와 혼잡비용을 최소 화하기 위해서는 속도경쟁력 있는 광역철도 건설 필요성이 대두되었다. 현재 1시간 이상 소요되는 서울 출퇴근 시간을 30분 이내로 대폭 단축하고, 표정속 도를 획기적으로 개선하고자 수도권광역급행철도(Great Train eXpress, 이하 GTX)가 탄생하였다. 본 연구에서는 국내 광역철도관련 법적기준과 국가상위계획을 파악하고 광 역철도 운행현황을 조사하였다. 해외사례로 영국, 프랑스, 일본의 광역급행철 도를 조사하였다. 수도권 광역철도의 공용중인 노선과 예정노선을 조사하였으 며, 수도권광역급행철도의 선로공용 계획도 조사하였다. 이를 토대로 선로공용 에 따른 문제점과 선로공용의 전제조건을 분석하였다. GTX는 초기 개발효과를 높이고자 3개 노선을 통합하여 추진하였으나, 예비 타당성조사에서 경제성 부족으로 결국 A, B, C 3개 노선을 개별 건설하는 방 안으로 추진하였다. A노선은 경제성을 확보할 수 있었지만, B 및 C 노선은 경 제성을 확보할 수 없어 재기획을 통해 확보할 수 있었다. 노선 일부 구간을 공용하고, 시점 및 종점을 연장하여 수도권 수혜지역을 확장하는 방안을 통해 경제성을 개선하였다. 경제성 확보를 위한 수도권광역급행철도의 추진경위와 노선별 공용 특성을 조사하였다. A, B, C노선 중 공용구간이 제일 많은 C노선에 대해 재기획, 기 본계획, 기본설계 및 실시설계 단계별 사업계획을 심층적으로 분석하였다. C노선의 공용구간에 대해 기존 산정된 선로용량이 아닌 열차운행도표 방식 으로 재산정한 후 첨두시간대 급행 GTX와 완행 전동차가 실질적으로 복합운 행이 가능한지 분석하였다. 공용노선 중 단일선구인 과천선의 GTX 열차운행 계획을 전동차 최근 운행시간표에 반영하여 실증 분석하였다. 과천선 선로공용으로 신설 건설비용은 절감하였지만, 운행속도 제약과 첨두 시 선로용량 한계로 인하여 기존 전동차를 감편할 수밖에 없었다. 기존 전동 차 감편 횟수에 따라 과천선의 편익은 감소하므로, 감편횟수에 따라 다수 대 안을 설정하고 편익영향 분석을 수행하였다. 신설(대안A)과 공용(대안B0~B5) 총 7개 대안에 대해 편익을 산정하였고, 신설대비 공용 대안별 편익 감소인 부(-)편익을 분석하였다. 과천선 신설 연장은 약 6.07km이며, km당 단위공사비는 실시설계 공사비를 토대로 831억원을 적용하였다. 과천선의 신설 총공사비는 5,044억원으로 산정 하였다. 공용에 따른 기존선 열차감편의 부편익은 공용대안 중 감편회수가 시 간당 5회로 가장 많은 공용대안(B5)을 선정하여 2019년말 기준 현재가치인 2,680억원으로 산정하였다. 이는 신설 건설비용의 약 53%로 경제적 타당성을 확보하였다고 할 수 있었다. 선로공용으로 인한 기존열차 감편 부편익에 대해 회귀분석을 통해 2차 다항 식 선형 추세선을 도출하였다. 추세선의 비용-부편익의 분기점을 살펴보면 1 시간당 7회이하 열차감편은 경제적으로 타당성 있음을 확인하였다. 하지만 균 형을 이루던 이용객 이동패턴이 변경되어 첨두시간대 혼잡율 증가 및 GTX 정 차역 집중 등 공용구간의 교통체계 변화가 예상되었다. 본 연구에서는 공용구간 전구간을 대상으로 서비스 수준을 검토할 수 없어 운행횟수와 감편회수가 최대구간인 과천선 구간에 대해 이용객의 이동시간을 중심으로 서비스 수준을 분석하였다. 과천선에서 GTX 적정 운행 횟수와 GTX 정차역과 미정차역에 대해서 총 4가지 Case를 통해 이동시간을 분석하였다. 기존 전동차 운행을 최대한 유지하는 범위 내에서 GTX 운행을 선로용량 허용 범위까지 추가하는 것이 정차역 및 미정차역 이용객들에게 GTX 접근성을 높 여주는 효율적인 열차운행계획임을 확인하였다. 다수의 철도사업에서 신규사업 추진시 사업타당성 확보를 위해 검토기준 없 이 선로공용을 적용하고 있었다. 이에 본 연구를 토대로 선로공용 적용시 실 질적인 검토방법 및 사전검토 기준을 제시하였다. 첫째로, 공용구간 첨두시간 대 여유 선로용량을 검토한다. 둘째로, 기존선 열차운행 실증분석을 통해 열차 감편에 대한 편익영향 분석을 수행한다. 셋째로, 공용구간의 신설 건설비용과 비교하여 비용과 부편익의 분기점을 확인한다. 마지막으로 선로공용 비용-부 편익 분석 결과를 토대로 정책적 결정, 경제성 및 사업성 판단을 수행한다. 제시한 기준을 통해 충분한 분석을 수행하여 선로공용을 적용한다면, 노선 연장에 따른 최적의 열차운행, 이용객 편의성 및 경제적 효율성을 확보할 수 있을 것이다. 핵심용어 : GTX, GTX-C, 선로공용, 선로용량, 열차운행도표, 실증분석, 열차 감편, 부편익, 편익영향, 사전검토 기준.

철도건설시 투자우선순위 선정기준에 관한 연구

박일하 서울산업대학교 철도전문대학원 2009 국내석사

철도건설 투자우선순위는 철도 건설의 목적과 연계되는 중요한 사항이며 이러한 투자우선순위 선정방법은 「국가철도망구축계획」에서 투자효율성, 지역균형개발, 네트워크효과, 국가의 정책적지원이라는 4가지 평가지표에 대한 가중치를 근거로 선정하도록 하고 있다. 그러나 국가철도망구축계획에서 제시된 투자우선순위 선정기준은 도로수송과 같이 철도수송의 목적을 여객수송에 따른 경제적 타당성(B/C)에 근간을 두고 있어 도로교통과 철도교통이 경제적 타당성이라는 동일 잣대로 비교 취급되어질 수 있는 모순이 발생하게 된다. 즉 도로교통 대비 중․장거리수송, 대량수송에 우월적 위치에 있는 저탄소․미래 친환경 교통수단인 철도가 여객수송에 의한 경제적 타당성만으로 평가된다면 도로교통 대비 저평가․저투자 될 수 있는 문제점을 내포하고 있는 것이다. 이에 따라 본 연구에서는 기존에 검토된 투자우선순위 선정기준의 문제점 분석을 토대로 새로운 철도건설 투자우선순위 선정 기준을 제시하였다. 철도교통의 목적을 기존의 여객수송에 따른 경제성위주가 아니라 물류수송을 통한 녹색성장과 고비용․저효율 교통체계의 정비를 통한 국가경쟁력 강화에 목표를 두고 도로 등 타교통수단의 투자우선순위 선정기준과 차별화 되도록 하였으며, 이에 따른 우선순위 선정지표에 대한 가중치는 과학적 의사결정론으로 널리 활용되고 있는 계층화분석법(Analytic Hierarchy Process; AHP)을 적용하여 산정하였다. 연구결과, 철도건설투자우선순위 선정을 위한 평가지표로는 종전과 같이 투자효율성, 지역균형개발, 네트워크효과 등 3개의 지표를 적용하였으나 투자효율성 지표로 경제적 타당성과 함께 물류철도 수송확대 지표가 추가되었다. 각 평가지표별 가중치는 AHP 분석결과, 투자효율성지표가 47%의 가중치로서 가장 중요한 지표로 선정되었으며 투자효율성 지표 중에서도 물류철도 수송확대 지표의 가중치가 81%로 나타났다. 이러한 연구결과는 지금이 녹색성장, “철도 100년을 위한 100인 선언” 등 철도 르네상스를 위한 호기임을 감안할 때 국가 물류비용 감소를 위한 철도투자의 국민적 공감대 확산 유도는 물론 철도투자의 추동력이 배가될 수 있을 것으로 기대된다. Determining the investment priority of the railway project is essential to keep its object of railway investment. [National railway construction plan] provide 4 major evaluation indicators and their weighting range in determining the investment priority of railway construction. Which are investment efficiency, inter-regional balance of development, network effects, government supporting policy. However this present criteria has inconsistency in determining economical feasibility of the railway transportation when applying the same evaluation indicator, investment efficiency, with the road transportation. The railway transportation is superior to road transportation in terms of transportation capacity and distance, while offering less carbon emissions. In spite of the prominent position of the railway transportation, it can be failed to obtain its proper investment priority when being determined under economical feasibility based. Therefore, this study analyzed the inconsistency under present evaluation criteria and proposed new evaluation method for the investment priority of the railway construction using AHP(analytic hierarchy process), while differentiate from the road construction. This method is optimized for only determining the priority of the railway construction itself under object of railway investment respectively. key words : investment priority of the railway construction, AHP, feasibility

도시철도 레일의 성능평가 항목 및 등급 결정에 관한 연구

김택수 서울과학기술대학교 2025 국내석사

요 약 제 목 : 도시철도 레일의 성능평가 항목 및 등급 결정에 관한 연구 2019년 기존의 「철도건설법」이 「철도의 건설 및 철도시설 유지관리에 관한 법률」로 전면 개정되었으며, 2022년부터 최초로 철도 시설물에 대하여 정밀진단 및 성능평가를 시행하고 있다. 기존 「철도건설법」의 주요내용은 철도건설에 관 한 내용이며, 시설물의 점검 및 유지관리에 관한 「시설물의 안전관리 및 유지관 리에 관한 특별법」은 시설물의 노후정도를 중심으로 평가하는 방법이었다. 개정 된 「철도의 건설 및 철도시설 유지관리에 관한 법률」은 철도의 건설은 물론 안 전성, 내구성, 사용성의 성능중심으로 시설물을 평가하는 방법을 주요내용으로 하 고 있다. 이에 본 연구에서는 「철도시설의 정기점검등에 관한 지침」(국토교통부,‘23.12.) 에서 정하는 성능평가 항목 및 등급결정 시 올바른 시행방법과 절차 등에 관해 필요한 사항을 상세히 제시하고자 한다. 「철도의 건설 및 철도시설 유지관리에 관한 법률」 제33조 및 같은 법 「철도 의 건설 및 철도시설 유지관리에 관한 법률 시행령」 제31조, 「철도시설의 정기 점검등에 관한 지침」, 「도시철도 궤도시설의 성능평가에 관한 세부지침」 (‘23. 6.)에 의거하여 서울지하철 7호선 도봉기지 및 하계~내방구간에 부설되어 있는 궤도구성품 중 레일에 대한 외관조사, 측정 및 시험결과를 연구대상으로 하였다. 해당구간의 기존자료와 현장조사 및 시험결과를 바탕으로 레일의 단위구간별 안 전성능, 내구성능, 사용성능 측면에서 평가지수를 산정하고 세분류 평가의 결과에 가중치를 검토 및 반영하여 중분류 평가표에는 성능별로 부문단위 성능을 산정하 였다. 또한 중분류 평가결과에 구간보정비를 반영하여 해당 구간의 레일에 대한 종합성능등급을 산정하였다. 이를 바탕으로 서울지하철 7호선 도봉기지 및 하계~ 내방구간의 레일 성능등급에 따른 성능저하의 원인을 파악하고, 철도운영자가 향 후 보수 및 개량 계획을 수립할 수 있도록 유지관리 방안을 제시하였다.

철도건설 갈등발생 요인분석을 통한 갈등관리 방안 연구

허진효 又松大學校 2009 국내석사

공공갈등 관리시스템이란 갈등영향 분석, 갈등관리 심의위원회 설치, 참여적 의사결정방식 등을 도입함으로써 공공갈등을 사전에 방지하고 사후에 체계적으로 조정·관리하는 것을 의미한다. 철도건설사업 갈등을 살펴보면, 피해보상갈등, 통과방식갈등, 역사 및 차량기지신설갈등, 환경파괴갈등, 재정분담갈등으로 종합해 볼 수 있다. 이러한 갈등을 조정하고 해결하기 위해서는 주민참여 문화정착, 갈등교육강화, 갈등조정 제도적기능, 협력적 거버넌스 구축이 요구되어지고 있다. 사업구상 단계에서 충분한 공론화 과정을 거쳐 신중하고 투명한 의사결정으로 국민적 합의를 도출하고, 사업계획 단계에서 주민참여 문화를 정착하여 충분한 공론화 과정을 거쳐 투명한 의사결정으로 합의를 도출하여 갈등예방 효과를 극대화하여야 한다. 이는 사회경제적 비용뿐만 아니라 시공중인 사업의 리스크를 최소화 할 수 있을 것이다. 갈등관리 교육체계를 기반을 마련하여 갈등관리 자체가 경쟁력으로 대표될 수 있는 만큼 보다 체계적이고 효율적인 갈등관리를 위해 인재양성을 위한 갈등관리 인력을 확보을 확보하고, 갈등이 예상되거나 발생할 경우 민간 전문가를 중재자로 활용하여 과학적 지식과 경험을 겸비한 중재 전문가들을 육성 및 활용하여 민간의 갈등해결 기법과 역량을 접목시켜 사회갈등 해결능력을 제고하여야 한다. 갈등은 이해당사자마다 변화하며, 시간과 환경에 따라서도 갈등양상이 급변할 수 있다. 이러한 이유는 정보의 부족과 네트워크의 단절이 원인으로 볼 수 있다. 이를 위해서는 다양한 계층에 대하여 갈등해소를 위한 협력적 공동체를 형성할 수 있도록 거버넌스 구축체계를 마련 강화해야 한다. Public conflict management system means that preventing public conflict in advance by introducing conflict effect analysis, organizing conflict management consultation council for and participant decision making system and adjusting and managing systematically after conflict. If we see the conflict of railway construction project, we can summarize conflict about damage compensation, transit method, construction work and new establishment of vehicles base, environment destruction, and finance share. it is required for adjusting these conflicts to settle residents participant culture, enhance education about conflict, establish legal function for adjusting conflict and cooperation governance. National consensus should be drawn with open and aboveboard decision making through public discussion in the process of business conception. Residents participant culture should be settled and we should maximize preventing conflict with open and aboveboard decision making through public discussion in the process of business planing. This will minimize not only the society economical cost but also the risk of constructing industry Conflict management can be competitive power. Therefore we should set up the conflict management education system and get people who have ability for managing conflict systematical and effectively and who can educate people to manage conflict. if conflict is predicted or happened we should solve with private experts as a mediator. and educate mediation experts to have scientific knowledge and experience and improve their ability to solve social conflict with the conflict solving way and ability of private experts. Conflict can be changed according to people and appearance of conflict can be changed suddenly according to time and environment. Lack of information and interruption of network are the reason of this. For this, we should enhance to establish governance for making cooperation community for solving conflict according to different age group.

국내외 철도설계기준 비교 연구 (철도구조 및 궤도를 중심으로)

조우재 서울과학기술대학교 2018 국내석사

본 논문은 국내 철도건설기준을 일원적으로 관리하는 것은 한국철도산업의 국제화 전략상 점차 중요해질 것으로 전망된다. 따라서 현재 국내 철도건설기준이 국제 수준의 기준에 부합하기 위해서는 내용의 일치뿐만 아니라 지역성이나 국가별 차별성을 점차 축소시키는 연구가 요구되며, 철도건설기준을 일원적으로 관리감독하고 운영하는 전략에 대한 청사진을 마련 할 필요가 있다. 본 연구에서는 국내 철도건설기준(철도건설규칙, 철도설계기준, 철도설계지침 및 편람)을 해외 선진 철도국가의 기준, 특히 철도후발국가들이 철도사업의 발주 시 기술요건으로 채택하는 비중이 높아진 유럽식 기술 규정, 기준 및 표준과의 비교․분석연구를 통하여 설계기준의 차이점을 분석하여 공식적인 국제기준은 아니지만 실질적으로 국제철도사업의 발주 시 강제력을 갖는 유럽식 기술체계와의 부합 및 누락여부 등을 파악하고 보완 또는 해외기준의 도입 및 개선방안을 도출하고자 한다. 또한, 현 철도건설기준을 해외 발주처에 제공이 가능하도록 국제화 작업을 수행하고 현 국내 설계기준체계의 선진화를 위한 철도건설기준의 제․개정 중장기 전략을 수립하고자 한다. 철도건설기준의 국제화 작업은 각 분야 전문가가 국내외 설계기준의 내용을 상호비교 분석하고 해석하는 것이 가장 정확한 번역 성과물 도출에 도움이 될 것으로 판단된다. 또한 문법, 문장구조, 어조 등의 교정 문제는 국제화 작업과정에서 전문 교정 절차를 거쳐 완성도 있는 국제화된 설계기준을 도출할 계획이다. It is expected that the unified management of domestic railway construction standards will become relevant in the internationalization strategy of the Korean railway industry. In order for the domestic railway construction standards to meet the requirements to match the level of international standards, further research is needed to gradually close the distance between the regional and national standard contents, and a blueprint for a strategy to unify and supervise railway construction standards. In this study, it is expected that the railway construction standards (railway construction rules, railway design standards, railway design guidelines and manuals) will be applied to the advanced railway countries' standards. In particular, it is necessary to analyze the difference of design standards through analysis and comparison with the European standards, technical specifications, and regulations, which have been increasingly adopted as technical requirements for railway projects. Through this analysis, the study determines whether or not they are in conformity with the European technology system for the purpose of introduction and improvement of overseas standards. In addition, the study discusses internationalization work with the purpose of current railway construction standards being provided to overseas clients, and establishment of a medium and long-term strategy for revising railway construction standards to advance the current domestic design standard system. Internationalization of railway construction standards is expected to help the experts in each field to compare and analyze the contents of domestic and international design standards in the most accurate translation output. In addition, the problem of correction of grammar, sentence structure, and tone is planned to derive a complete design standard through the professional correction procedure in the process of internationalization.

도시철도건설규칙 최급구배 35‰에 의거한 차량 등판능력 및 구배상향 가능성 연구

한송우 서울과학기술대학교 2025 국내석사

제 목 : 도시철도건설규칙 최급구배 35‰에 의거한 차량 등판능력 및 구배상향 가능성 연구 도시철도건설규칙에서 정한 설계기준 최급구배 35‰에 기반하여 철도 차량의 등판능력을 분석하고, 이를 충족하기 위한 기술적, 운영적 개선 방안을 제안하는데 목적이 있다. 35‰의 구배는 철도 차량의 성능과 안정성에 큰 영향을 미치는 중요 한 설계 요소로, 높은 구배를 극복하기 위해 요구되는 구동력, 제동력, 마찰력 등 의 기술적 요건과 차량 설계 기준의 적합성을 평가하는 핵심 기준이다. 본 연구에서는 철도 차량의 설계와 운행 성능이 이 기준을 충족할 수 있도록 실증적 데이 터와 사례를 기반으로 다각적 분석을 수행하였다. 연구 방법으로는 국내외 주요 구배 구간의 운영 사례 분석, 차량 성능 시뮬레이션, 그리고 구배 구간에서의 에너지 소비 및 안정성 평가를 포함하였다. 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 35‰ 구배에서 차량이 안정적으로 운행하기 위해서는 약 250~300 kN의 구동력이 필요하며, 이를 충족하기 위해 고출력 전동기와 이중 전 동기 시스템의 도입이 필수적임을 확인하였다. 둘째, 내리막 구간에서는 최대 300 kN의 제동력이 요구되며, 회생제동 및 디스크 제동을 결합한 하이브리드 제동 시스템이 효과적으로 작용함을 검증하였다. 셋째, 비, 눈 등 기후 조건에서 발생하는 마찰력 감소를 보완하기 위해 안티슬립 시스템, 고마찰 소재, 선로 마찰제 도포 기술 등이 적용되어야 구배 구간에서의 주행 안정성을 확보할 수 있는 방안을 고 찰해보았다. 본 연구는 기술적 도전 과제를 제공하는 35‰ 구배에서 철도 차량의 안정적이고 효율적인 주행이 가능한지, 최신 기술을 활용한 구동력, 제동력, 마찰력 관리 방안을 통해 구배 구간에서의 성능을 극대화할 수 있음을 고찰하였다. 또한, 철도 차량 설계와 운영의 최적화를 위한 구체적 방안을 도출하였으며, 구배 기준 상향 가능성을 평가하는 데 중요한 기초 자료를 연구하였다. 본 연구를 통해 구배 구간 철도 인프라의 설계와 차량 개발을 위한 주요 고려사항을 연구하여 향후 급구배 구간에서의 철도 시스템 성능 향상과 기술 혁신을 위한 방향성을 제시하고자 한다.

철도건설사업 투자 효율화를 위한 방안 분석

김계웅 又松大學校 工學大學院 2009 국내석사

Recently because of low birth and aging the education and welfare want increased suddenly but investment for SOC has been stagnated a little and investment for railway has been declined gradually. Investment for SOC is about to be declined gradually in the Nation financial use plan. Financial decline is appearing as extension of construction period in construction field. Extension of construction period occurs enormous social economical cost with increase of transportation bottleneck section and deterioration of construction and gradually increase of distribution cost and traffic cost. Finally these kinds of phenomenon can be obstruction in national competitive power. Therefore for improving effectiveness of railway investment it should be managed mainly with the continuing expenditure contract system which concentration investment for focusing completion is possible. For this the projects which are driving with long term continuation contract now should be changed to the continuing expenditure contract according to its higher social economical ripple effect with its completion. Moreover railway investment needs to be concentration investment not according to the investment division of equality but the priority of investment. We should maximize achievement not with diversified investment in constructing projects but with concentration investment in railway construction through driving earlier opening according to stage and section and focusing on completion. And long term continuance construction which is extending construction period and completion by lack of budget and the construction which have to be constructed quickly have to been considered the way to change to private investment company and publish national debt for supporting the lack of budget for constructing project. The extension of period according to lack of budget occurs more needs of budget and it will occur enormous social economical loss. Therefore it is better to publish national debt to achieve social economical benefit. 최근 저출산?고령화 등으로 교육?복지수요가 급격히 증가하면서 SOC에 대한 재정투자는 다소 정체되어 왔으며, 철도부문 투자는 점차 감소하고 있다. 국가재정운용계획에서도 향후 SOC에 대하 재정투자를 점차 축소시킬 예정이다. 재정 축소는 건설현장에서 공기연장이라는 현상으로 나타나고 있으며, 공기연장은 수송애로구간 증가, 공사의 품질저하 등의 우려와 함께 막대한 사회?경제적 비용을 유발하며 물류비와 교통혼잡비용은 지속적으로 증가하고 이러한 현상은 결국 국가경쟁력의 저해 요소가 될 가능성이 매우 높다. 따라서 철도투자의 효율성 제고를 위하여는 완공위주의 집중투자가 가능한 계속비 계약제도를 중심으로 운영되어야 한다. 이를 위해 현재 장기계속계약으로 추진하고 있는 사업중에서 준공에 따른 사회?경제적 파급효과가 높은 사업순으로 계속비계약으로의 전환이 필요하다. 또한 철도투자는 형평성 차원의 투자 배분보다는 투자우선순위에 따른 집중투자가 필요하다. 진행중인 사업을 분산투자하기 보다는 사업의 완공위주 및 단계별?구간별 조기 개통을 추진하여 철도건설의 집중투자로 성과를 극대화 하여야 한다. 그리고 예산부족으로 공기 지연, 착공 지연되는 장기계속공사와 시급히 완성할 필요가 높은 공사는 민간투자사업으로 전환하는 방안과 기수행 사업의 예산부족분 보완을 위한 국채 발행을 검토할 필요가 있다. 이는 예산 부족에 따른 공기지연은 더 많은 예산소요가 발생하는 등 사회?경제적 손실이 크기 때문에 차라리 국채를 발행하는 것이 사회?경제적 편익을 높일 수 있을 것이다.

간선철도 고속화를 위한 효율적인 시설 및 기준개선 방안 연구

정기동 서울과학기술대학교 2018 국내석사

This study is intended to research a plan for high-speed rail by presenting an improvement measure based on an analysis of problems related to the characteristics of the EMU-250 vehicle,and through an analysis of problems in the areas of alignment condition, trackbed and track in order to introduce EMU-250 vehicles to 6 corridors of the major main lines in Korea as per the plan for the introduction of a semi-high speed(EMU-250) vehicle led by the Ministry of Land, Infrastructure and Transport. Among many high-speed alternatives of the existing lines, track straightness, double track and new track construction have the significant effects of shortening time and increasing track capacity, but involve a huge financial investment. On the other hand, as a result of analyzing the characteristics of a vehicle – mainly its size, shape and system performance – in order to upgrade speed while using the existing line, it is found that these characteristics mostly relate to construction gauge, the length and height of platform, edge distance and PSD opening/closing in the section where an EMU runs. Therefore, this study presents an improvement plan for restrictions to enable package transportation both in a traditional railway section and the high-speed railway section, performs an analysis of various criteria that restrict train speed through assessingproblems in the areas of alignment condition, trackbed and track, and proposes a revision or establishment plan for the application of mitigated criteria through an analysis and review of the safety of various design criteria that are applicable in Korea. As such, it is expected that an economical and efficient high-speed rail project is feasible. 최근에는 국민의 소득수준 향상에 따라 개인의 시간가치가 중시되고 교통수단의 편리성이 강조됨과 동시에 높은 서비스 제공을 요구하는 사회적 분위기를 반영한 철도교통 시스템의 근본적인 개선이 필요하며, 고령화 사회로의 급속한 진행으로 고령자의 대중교통 선호 현상에 따른 철도 이용이 급증하고 있어 교통수단 간 환승으로 인한 불편을 최소화하는 복지측면의 접근방법이 요구된다. 우리나라의 철도는 대부분 일제 강점기 시대 건설된 후 장기간 사용으로 시설 수준이 낮고 노후 되어 그 동안 국가철도망 구축계획 등 건설계획을 수립하고 대폭적인 투자를 시행하여 왔으나, 구간별, 단위 사업별로 건설을 추진함에 따라 시설수준과 설계속도가 상이하게 되었으며, 이로 인하여 노선 시・종점 간 일관된 열차운행이 곤란하게 되는 등, 철도건설의 효과가 제대로 나타나지 않는 문제가 발생하였다. 이에 따라 국토교통부는 일반철도 노선축의 수송 일관성 확보와 고속화를 통한 철도수송 경쟁력 확보 및 양질의 철도교통 서비스 제공에 따른 철도건설 효과를 제고하기 위해 주요 노선축에 EMU-250열차 투입을 결정하였다. 선로의 고속화는 기본적으로 선형개량 등 철도 시설의 대대적인 변경을 통하여 추진하는 것이 열차 속도 측면에서 가장 좋은 방법이나, 막대한 사업비와 장기간의 사업기간이 소요되어 추진이 곤란한 실정이다. 본 연구에서는 준고속차량(EMU-250) 도입에 따라 간선철도 고속화를 위하여 국내 주요 간선철도 6대축(서해선축, 중앙선축, 경전선축, 원강선축, 중부내륙선축, 경강선축)에 대하여 고비용의 선형개량이 아닌 시설물 개량을 중심으로 고속화를 추진하는 효율적인 실행방안을 제안하고, 고비용의 선형개량을 제외하고 고속화를 추진할 경우 선형과 시설규모의 기본적인 제약으로 인하여 속도향상이 어려운 것으로 판단되므로, 현재 우리나라에서 적용하고 있는 “철도건설규칙”,“철도건설 기준에 관한 규정”등 각종 설계기준 등에 대한 안전성 분석과 검토 및 해외 사례 조사 등을 통하여, 향후 완화된 기준 적용을 위한 기준의 개정 또는 제정방안을 제안하고자 한다.

철도노선 선정의 환경영향평가 정량화시스템에 관한 연구

김동기 서울산업대학교 철도전문대학원 2010 국내박사

본 연구는 철도노선선정에 영향을 미치는 환경관련 문제에 대해서 고찰하였다. 그 중에서도 환경 친화적인 철도노선 선정 단계에서 환경에 미치는 영향을 정량적으로 평가 할 수 있는 시스템 개발에 관하여 연구하였다. 환경 친화적인 철도노선을 선정하기 위해서는 여러 대안노선을 비교해야 하며, 대안노선의 평가과정에서 필요한 환경영향평가 시스템을 개발 연구하였다. 친환경적인 철도건설을 위하여 계획단계에서 철도노선선정에 영향을 미치는 환경관련 문제에 대한 연구가 필요하다. 철도사업에 있어서 환경영향평가는 계획 시, 공사 시, 운영 시로 구분할 수 있으며 환경영향 대책으로는 회피방안과 완화방안으로 구분되고 있다. 회피방안은 한번 훼손되면 영원히 복구가 불가능한 환경영향을 예측하고 환경영향에 저촉이 되지 않도록 노선을 조정하는 것으로 노선선정단계에서 검토하여 적용한다. 완화방안은 환경의 영향을 예측하고 그에 대한 저감대책을 강구하여 환경영향을 최소화하는 방안으로 노선이 확정된 기본 및 실시설계에 적용하여 공사 시나 운영 시로 나누어 환경영향 저감대책을 강구한다. 저감방법으로는 문제가 있는 지역을 우회하기 위해서 터널이나 교량으로 구조물 형식을 변경하거나, 환경영향을 저감시키기 위해 환경영향을 최소화 시킬 수 있는 시설물을 신설하거나 개량한다. 본 연구는 철도계획단계인 노선선정과정에서 의사결정자가 정량적 의사결정기법을 이용하여 정성적인 환경성을 검토하고 적용할 수 있는 환경영향평가 정량화시스템 개발을 목적으로 하였다. 시스템 개발을 위해서는 상호 상이한 철도노선 선정 계획분야, 환경영향평가분야, 정량적 평가 의사결정기법분야들을 시스템적으로 상호 유기적으로 적용하기 위하여 3개 분야의 이론을 분석 연구하여 적용하였다. 이에 따라 관련분야 이론 및 문헌조사를 통하여 철도 노선선정에 필요한 환경항목을 선정하고 정량적으로 평가 할 수 있는 의사결정기법을 비교·분석하여 선정하였다. 관련 규정과 선행연구 결과에서 제시된 환경항목을 설문조사와 타 분야에서 선정된 환경항목과 비교·분석하여 선정하였다. 그리고 계층구조를 이용하는 복잡한 문제를 간단하고 객관적으로 결론을 도출하여 환경의사결정기법에 적합한 AHP 기법을 선행연구와 비교·분석하여 선정하였다. 정성적인 환경항목을 정량적으로 비교 평가하기 위한 가중치(중요도)를 산출하기 위해서 전문가 설문조사를 AHP기법에 적용 가능하도록 환경항목 상호간 9점 척도에 의한 일대일 비교를 하였다. 비교 결과를 AHP기법 전용 프로그램인 Expert Choice 11.5를 이용해 환경항목에 대한 가중치를 산출하였다. 그리고 산출된 가중치를 기본 값으로 제시하는 환경영향평가 정량화시스템을 개발하였다. 개발한 정량화시스템의 성능을 확인하기 위해 여러 범용프로그램과 수치결과를 확인한 결과 일치하였다. 또한, 타 분야 선행연구에서 개발된 시스템과 비교·분석한 결과, 철도분야에 대한 적합성과 성능 면에서 우수하였다. 그리고 적용성을 확인하기 위해 철도사업 노선선정 사례에 적용한 결과 선정된 노선과 일치하였다. 적용사례는 철도유형별, 노선연장별, 사업추진 방식별로 구분하였으며, 각 각 적용한 결과 적용이 가능하였다. 그밖에 민간 제안사업의 노선선정과정의 적용도 가능하였다. 정량화시스템 사례적용과정에서 철도노선선정 시 정성적인 성격의 환경영향평가를 정량적인 수치로 평가 가능함에 따라 환경항목 상호간, 대안노선별 그리고 타 분야와 비교·분석이 가능하였다. 환경영향에 대해 미치는 정도가 수치로 표현됨에 따라 환경항목별, 대안노선별 비교·분석이 가능하고 이에 대한 저감대책 계획을 수립할 수 있음이 사례적용을 통해 확인되었다. 사례 적용 과정에서 구조물 형식이 환경에 미치는 영향 여부를 확인하기 위하여 구조물 형식조건을 변경시켜 동일한 노선에 적용하여 비교·분석하였다. 적용결과 구조물 형식이 환경에 영향을 미치고 있음이 확인되었다. 특히 노선연장이 짧고 노선 간격 폭이 좁은 경우에는 구조물 형식이 노선선정에 미치는 영향이 매우 컸다. 타 분야와 비교·분석하기 위하여 철도와 동일한 조건으로 도로를 정량화시스템에 적용하여 비교·분석하였다. 분석결과 최적 노선은 일치하였지만 다른 대안노선은 같은 선형사업으로 환경적 요인이 유사함에도 불구하고 환경항목 가중치 차이로 인해 상이한 결과가 도출되었다. 본 연구에서는 노선선정으로 인한 환경 문제점을 환경영향평가 단계에 앞서 사전에 완화시킬 수 있는 시스템 개발이 가능함을 확인하였다. 개발된 정량화시스템을 이용하여 철도노선을 선정하기 위한 환경성 검토시간을 상당 부분 감소시킬 수 있으며, 빠른 시간 내에 환경적으로 가장 우수한 노선을 선정할 수 있는 것으로 분석되었다. 이에 따라 당사자들에게 선정된 노선에 대하여 과거보다 더 객관적이며 합리적인 설명이 가능하였다. 그리고 정성적인 환경영향을 정량적인 수치로 평가하는 것이 가능해짐에 따라 대안노선별 환경영향에 대한 문제점과 이에 대한 저감대책 수립 가능성을 사례 적용을 통해 확인하였다. The purpose of this study is to investigate the environmental problems which cause an effect on railway line selection. Among them, categories of environmental assessment systems were reviewed and analyzed to investigate effects to the environment during the stage of selecting eco-friendly railway lines. In order to designate eco-friendly railway lines, various measures must be compared while the assessment of each measure must be possible by utilizing environment assessment categories. For the construction of an eco-friendly railway, studies must be conducted on environment related problems which have an effect on railway line selection from the planning stages. Environmental assessment within the railway business can be categorized into upon planning, upon construction and upon construction. As for environment measures, such can be categorized into Avoidance Plans and Alleviation Plans. Avoidance Plans are the act of applying by predicting environmental effects impossible to restore once damaged and are reviewed within the railway line selection stage. Alleviation Plans predict effects on the environment and improve measures which reduce such effects in order to minimize environmental effects. Environmental effects are reduced or curbed upon construction or upon operation by applying basic and practical designs. The aim of this study is to develop a system which can investigate and apply qualitative environmental aspects by using quantifiable decision making techniques within the railway line selection process. Through theoretical and literature reviews on railway line planning, environmental assessment, and decision making techniques, the environmental categories were selected. Decision making technique AHP, which utilizes hierarchical structures to simplify complex problems, was utilized for comparative analysis with previous studies. Through a survey of experts, the AHP technique was utilized to conduct a 1:1 comparison of 9 point scales between environmental categories. For the results of the comparison, a weight factor was given for environmental categories by utilizing AHP technique program, Expert Choice 11.5. In addition, a quantification system utilizing a GUI with the calculated weight factors as base values was developed. In order to confirm the performance of the developed quantification system, the results of comparative analysis with systems developed in past studies or common programs showed the validation system of valid. In addition, in order to confirm applicability, the results of applying 4 cases of railway selection showed consistency with selected railways. Application was possible for types of railways as well as civilian proposed businesses. Utilizing the quantification system developed within this study can significantly reduce periods of review necessary to select railway lines while most environmentally superior railway lines can be selected in short periods of time. Accordingly, more objective and reasonable justification are possible regarding selected railway lines compared to the past.

鐵道 아스팔트 强化路盤의 實用化 方案 硏究

權純燮 서울산업대 2001 국내석사

21세기 심각한 교통문제의 유일한 해결 방안은 철도 시설의 확충이다. 특히 우리 나라의 경우 주요 간선 철도가 일제시대에 건설되어 현재까지 운영됨에 따라 많이 노후화 되어 있다. 따라서 새로운 교통체계 구축을 위한 신설 철도의 건설이 필연적인 바, 새로운 철도를 어떻게 건설 할 것인가에 많은 연구가 필요하다. 따라서 본 연구는 새로운 철도 건설시 향상된 지지력으로 궤도 틀림의 빈도가 적어 운영 효율이 크고, 감소한 유지 관리비용으로 철도 운송 사업에 장기적 경제성을 제공할 수 있는 아스팔트 강화노반의 실용화 방안을 연구 하였다. 아스팔트 강화 노반은 타 노반에 비하여 열차 하중을 노반 하부에 균등하게 분산 시킴은 물론, 노반에 침투하는 강우에 대한 방수 효과와 단면 경사에 의한 배수조절 및 아스팔트 매트로서 도상과 노반 사이에 탄성층을 형성하여 분리 시켜 주고 노반을 구속 하므로서, 사계절이 뚜렷한 우리 나라에 가장 적합하고 우수한 안정성을 제공하는 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구에서는 아스팔트 강화노반에 대한 문헌조사 및 아스팔트 혼합물의 특성분석을 통해 강화노반에 적용할 배합설계 기준을 제시하였고, 혼합물의 역학적 시험을 통해 특성 평가 및 공용성 평가를 시행하여 밀입도 아스팔트 혼합물이 아스팔트 강화노반 재료로서 가장 적합함을 입증하였으며, 수치 해석을 통해 아스팔트 강화노반이 흙 또는 쇄석 노반에 비해 침하량이 현저히 감소함과 아스팔트 두께가 증가 될수록 침하량이 감소함을 제시함으로서, 새로운 철도 노반 건설시 아스팔트 강화노반의 도입과 국내에서의 실용화 추진을 위해 특정,공학적성질,설계방법 및 시공사례를 소개하고, 이를 위한 건설 기준을 제시하였다. Unique solution of 21th century's serious traffic problem is expansion of railroad equipment. Specially, in case of our country, because main artery railroad is built in Japanese imperialism and has been running until now, that become deteriorated. Therefore, construction of new railroad for new traffic system construction is necessary, and needs much researches about how it may build new railroad. Therefore, this research studied practical use of railroad reinforced reinforced roadbed which makes little frequency of orbit being wrong by means of improved bearing power at railroad construction with efficiency and can offer long-term economic performance in railroad transport business with decreasing management expenses. Asphalt reinforced roadbed separates trainload equally on lower part than other roadbed, and has waterproof effect about rainfall that permeates in roadbed, and control drainage by a section inclination. Asphalt reinforced roadbed was construed that it offers most suitable and superior stability in our country which has distinguish four season restricting roadbed forming elasticity class between roadbed and roadbed. Therefore, this research presented mixture design standard to apply in reinforced roadbed through literature investigation and special quality analysis of asphalt mixture for asphalt reinforced roadbed, and proved that high density asphalt mixture is the most suitable material for reinforced roadbed through a mechanical examination of mixture. This research also presented a standard to adopt asphalt reinforced roadbed at new railroad roadbed construction by presenting that the settlement of asphalt reinforced roadbed decreases than earth or rubble roadbed remarkably through numerical analysis and that as asphalt thickness is increased, the settlement of it decreases.