본 연구에서는 철도건설로 인한 네트워크 효과를 고려할 수 있는 철도망 설계문제(Railway Network Design Problem, RNDP)를 제안하고 이를 풀기 위한 알고리듬을 제시코자 한다. 이를 위하여 bi-level 프로그램으로 모형을 구축하며, 상위문제는 총 통행비용을 최소화시키는 설계변수(design variable)를 구하는 문제이고, 하위문제(lower level problem)는 이에 따른 철도 승객의 철도선택 문제로 표현된다. 따라서, 본 연구의 철도망 설계문제는 철도건설로 인한 승객들의 노선변화를 고려할 있는 장전이 있으며 이점이 기존 철도망설계문제와의 차이점이다. 본 연구에서 제안된 모형과 알고리듬을 2개의 예제 철도망에 적용해 본 결과, 합리적인 해를 산출하여 향후 철도망 계획분야에 적용할 수 있음을 확인하였다.
This paper presents a railway network design problem (RNDP), which can be formulated as a bi-level program. In bi-level program upper level program is to minimize total travel cost including the construction cost of the railway facilities, whilst lower one describes the railway route choice behavior of passengers. We also propose a heuristic method for solving the program because it is a kind of NP-hard problem. From two numerical railway examples, we confirm that the RNDP and its algorithm produce a reasonable solution and that it is applicable to real world.
