제 목 : 준고속철도를 포함한 다차종 혼용 운영의 효율화에 관한 연구
- 수서역 연계노선 사례를 중심으로 -

저탄소 녹색철도인 준고속철도(KTX-이음)가 현재 중앙선(청량리∼안동), 강릉선(서울∼강릉)에 개통 운행중이고, 장래 건설중인 중부내륙선, 서해선, 경전선, 동해선, 장항선 등에도 준고속철도 차량이 투입될 예정이며, 장래 수서역 연계선구인 중앙선(수서∼부전), 중부내륙선(수서∼문경), 강릉선(수서∼강릉)에 준고속철도(KTX-이음) 및 일반철도(EMU-150) 혼용운행이 계획되어 있고, 향후 남부내륙선, 충북선, 춘천∼속초선, 강릉∼제진선, 수도권 내륙선, 중부권 동서횡단철도 등에도 철도건설이 계획되어 있다.
본 연구에서는 철도 공용구간인 기존선 및 신설선에 준고속철도(KTX-이음), 일반철도(EMU-150), 전동차 혼용운행을 고려한 열차운영계획 분석을 통해 열차속도와 운행시간 단축에 대해 분석하여 공용구간 혼용열차 운영 효율화 방안을 제시한다.
첫째로 준고속철도 공용구간 운영의 효율화 요소 및 효과분석 방법으로 열차운영계획 분석 방향과 산정 방법을 통해 열차운영계획의 개념 및 분석 방향과 절차를 분석하여 열차운전시분 및 선로용량, 열차운행 시격을 산정하고, 부본선(대피선)의 분류 및 설치 방법과 부본선 설치 간격을 통해 준고속철도 공용구간 운영의 효율화 방안을 연구하였다.
둘째로 장래 수서역 연계노선인 월곶∼판교선과 수서∼광주선 연결되는 중앙선(수서?부전), 중부내륙선(수서?문경), 강릉선(수서?강릉) 구간에 KTX-이음, EMU-150, 전동차의 열차운영계획 현황 및 분석에 따른 열차시간 및 표정속도를 분석하여 타 교통수단인 버스, 승용차 통행시간과 비교하였다.
셋째로 공용구간 혼용 열차 운영의 운행패턴에 따른 효율성 분석으로 모델1∼모델4별로 다차종 열차가 공용구간을 혼용운행할 경우 준고속열차(KTX-이음)와 저속열차(EMU), 전동차 각각의 운행패턴별 분석을 통해 선로용량, 운행시간, 정거장 대피선 횟수 등을 산정하고, 모델1-1∼4-1 운행패턴별로 대피선 추가 및 변경에 따른 운행시격, 선로용량, 대피횟수 변화를 비교 분석하였다.
넷째로 준고속철도와 일반철도, 전동차 공용구간 혼용 운영시 정거장 시설인 승강장 길이 부족에 따른 연장 및 높이, 안전문(스크린도어) 위치 불일치, 고속열차 통과에 따른 승강장 안전문(PSD) 안전성, 준고속열차와 일반열차, 전동차 승객 분리 및 환승체계 마련 등 정거장 시설과 터널 단면에 대한 건축한계 및 차량한계 비교, 교량 하중에 대한 KTX-이음, EMU, 전동차 운행시 열차 하중, 전차선 높이, 전력용량 증설 방안, 차상신호(ATP)시스템 구축 방안 등 제반 문제점과 개선 방안을 연구하였다.
결론적으로 본 연구에서는 준고속철도 공유구간에 다차종 혼용열차 운영에 따라 차량의 성능, 주행안정성과 열차운행패턴을 모델별로 일정한 가정을 세워 분석하고 운행시격, 선로용량, 대피선 설치 등을 비교 분석하여 준고속철도(KTX-이음)와 일반철도(EMU), 전동차 공용구간 혼용열차 운영방안으로 고속열차와 저속열차, 전동차 운행시 대피선 설치를 위해 열차 추월 정거장 및 시각 결정, 안전거리확보, 배차간격, 평균 운행시격 등 열차 스케줄과 열차 DIA를 분석하고, 정거장 시설 효율화 방안, 터널 구조물 개선 방안, 기존 경강선 공용구간 열차하중, 변전소 용량 증설과 전차선 높이 적정성, 신호시스템 열차운행 호환성 등 공용구간 혼용열차 운영계획과 시설 및 시스템에 대한 효율화 방안을 연구하였다.

Title : A Study on the Efficiency of Train Operation in case High-Speed Rail Operated with Semi-High Speed and Conventional Rail
- Based on the Example of Suseo Station -

Prak, Soo Bum
(Supervisor Kim, Si Gon)
Dept. of Management Policy
The Graduate School of Railroad
Seoul National University of Science and Technology

The semi-high-speed railway(KTX-Eum), a low-carbon green railway, is currently in operation in the Jungang Line(Cheongnyangni∼Andong) and the Gangneung Line (Seoul-Gangneung), Also it will be operated in the Jungbu Naeryuk Line, the Seohae line, Gyeongjeon Line, the Donghae Line, the Janghang Line. Jungang Line(Suseo-Bujeon). And the semi-high-speed railway(KTX-Eum) is planned to be operated with conventional railway(EMU-150) in Jungbu Naeryuk Line (Suseo-Mungyeong) and Gangneung Line (Suseo-Gangneung) which will be connected to Suseo Station. In addition, this mixed operation is planned in the southern inland line, the Chungbuk line, the Chuncheon-Sokcho line, the Gangneung-Jejin line, the metropolitan area inland line, and the east-west railway in the central area which are under construction plan.

In this study, a method to improve the Efficiency of Train Operation in case High-Speed Rail operated with Semi-High Speed and Conventional Rail after analyzing train operation considering the mixed operation of the semi-high-speed railway(KTX-Eum), conventional Railway(EMU-150), and Metropolitan Railway in existing and constructing line will be suggested.

Firstly, after analyzing efficient train operation factors and methods in mixed operating with Semi-high-speed railway such as train travel time, line capacity, headway, and distance between Passing-loops and installation type, the efficient method of mixed operating with Semi-high-speed railway will be reviewed.
Secondly, through analyzing the current status of KTX-Eum, EMU-150, and Metropolitan railway being and will be operated in lines such as Wolgot-Pangyo Line, Jungang Line (Suseo-Bujeon), Jungbu Naeryuk Line(Suseo-Mungyeong), Gangneung Line (Suseo-Gangneung) those will be connected to Suseo Station, travel times of railway system will be compared with express bus and passenger cars.

Thirdly, to analyze the efficiency of mixed train operation, 4 train operating pattern(model 1∼4) which has different train operating ratio between KTX-Eum, EMU-150, and Metropolitan railway used. Each model’s change on line capacity, travel time, the number of times using frequency is analyzed according to the change of the number of the railway siding.

Fourthly, station facilities such as insufficient length of the platform, mismatch of screen door position, PSD(Platform Safety Door) when passing high-speed rail, separation of train users and passengers, and provision of a transfer system, which occur during mixed operation of semi-high-speed rail, general rail, and train section
also, structural problems stem from using different rolling stock such as lack of loading gauge, stability of bridges to exceed axle load, difference of catenary height, shortage of electric power capacity, and on-board signal(ATP, Automatic Train Protection) system improvement were reviewed.

In conclusion, this study reviews efficient ways to operate a Semi-High-Speed railway with KTX-Eum, EMU-150, and Metropolitan railway through analyzing the location of siding station, train operating interval, Train Schedule, renovation of Station facility and structures, axle load, necessary Substation capacity, suitable catenary height, efficient improvement method of signal and telecommunication system.