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뉴저지, PRT시스템 콘셉트 디자인
조회수2,178 다운로드수0 등록일2015-01-17
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글로벌리포트 정보 - 리포트 구분, 콘텐츠 구분, 출처, 원문 제목, 언어, 국가, 등록일, 발행일, 과학기술 분류, 저자, 전문가칼럼, 키워드, 첨부파일
리포트구분 기술리포트 콘텐츠구분 철도
출처 http://orfe.princeton.edu
원문제목 The Conceptual Design of a Transit System Capable of Serving Essentially All Daily Trips원문보기
언어 - 국가 미국
등록일 2015-01-17 발행일 2012-08-01
첨부파일 등록된 첨부파일이 없습니다.


1. 도입
 
가. 미국과 세계 대부분 도시에서, 자동차는 대표적인 이동수단으로 자리를 잡고 있음
 
1) 사람들이 목적하는 출발지와 목적지 내에서 짧은 거리를 도보로 접근하는 교통시설을 제공하는 능력에서, 통행인들이 공간적으로 다양한 서비스 수준으로 이동하고자 할 때 이러한 다양한 장소 사이에서 도로시스템의 효율적인 연결과 자동차의 이용가능성이 항상 일치되는 것은 아닌 것이 현실임
 
나. PRT(Personal Rapid Transit, 또는 PodCars 또는 ATN(Automated Transit Networks), 이하 ‘PRT'로 칭함) 시스템은 많은 위치 간에 자동차와 같은 수요만족형 이동성을 제공함
 
1) PRT 시스템은 자동차와 비슷한 이동시간, 안락함 그리고 편안함을 모두 제공하고, 실질적으로 환경과 육체에 미치는 영향이 적음
 
2) PRT 시스템이 제공하는 기술적인 요소는, 네트워크상의 다른 위치 사이에 이 시스템이 지선 역할을 하며 출발지에서 목적지로 진행하기 위해 중간역을 바이패스하는 네트워크 간의 상호연결 역할임
 
3) 혼잡이 없이 높은 차량활용률을 가능케 하는 PRT 차량 간의 1초~3초라는 짧은 시격 특성은, 안전하고 충돌이 없는 이동을 보장하는 시스템 전체 차원의 운영관리 및 그것과 결합한 차량의 추진과 제동의 자동제어를 통해 이루어짐
 
4) 가이드웨이는 완전히 수동적이기 때문에 지체를 발생시키지 않음
 
5) 유비쿼터스 접근성은, 통행을 발생시키는 짧은 도보 거리 내의 많은 오프라인 역을 위치시킴으로써 가능함
 
6) 모든 역으로의 효율적인 연결은, 교차로가 없는 전용의 가이드웨이를 가진 상호연결된 네트워크에 의해 이루어짐
 
다. 많은 PRT 역 주위의 출발과 도착 이동 즉, 도보로 5분 이내의 거리(0.4km 정도)에서, PRT 시스템은 자동차와 비슷한 60km/h 정도의 속도로 이동하며 수요가 예상되는 장소에 빈 차량을 효율적으로 배차하는 차량 관리시스템을 통합시켜, 자동차와 비슷한 서비스 수준을 유지할 수 있음
 
1) PRT가 자동차와 같은 이동성을 제공할 수 있는 많은 장소가 존재한다는 사실을 사람들이 확신할 수 있다면 더 흥미로운 문제들이 있을 수 있는데, 그것은 뉴저지주와 같은 넓고 다양한 지역을 가진 곳에서 많은 일상 이동을 하는 사람들에게 자동차와 같은 서비스를 제공하기 위해서 어느 정도의 규모가 필요한가라는 문제를 발생시킴
 
2) 이것을 흥미로운 문제로 만드는 것은, 만약 PRT 시스템이 충분한 이동성을 보장할 수 있다면 그리고 이러한 많은 이동을 보장할 수 있다면, 오늘날의 맨해튼처럼 자동차를 많이 소유하는 사람들이 더는 없게 될 것이기 때문임
 
3) 도보, 지하철, 버스와 택시가 모든 최종 목적지로의 서비스를 제공하기 때문에 더는 자동차를 소유할 필요가 없어질 것이므로, 미국에서 가장 낮은 자동차 보유율을 보이게 될 것임
 
라. 뉴저지 주에서 PRT가 압도적인 개인 이동수단이 되려면 어느 정도 규모가 되어야 할 것인가 그리고 현재의 대중교통 시스템과 비교했을 때 PRT 시스템은 어떤 장점이 있는가는 중요한 문제임
 
1) 기존의 대중교통 시스템과는 달리, PRT는 24시간 운영과 수요맞춤형 운영이 가능하며 사람이 차량을 기다리는 것이 아니라 차량이 사람을 찾아다님
 
가) 수요가 많으면 높은 서비스 수준을 유지하기 위해 PRT 용량 확장을 위해 같이 타기 방식이 사용되고, 수요가 낮으면 개인적인 사용으로 모드를 전환함
 
2) 모든 이동에 필수적으로 필요한 환승이 필요없이 논스톱 서비스를 제공하기 때문에, 이동시간은 추가적인 속도 향상이 없이도 현재의 자동차 수준을 맞출 수가 있음
 
가) 한 연구에 의하면, PRT 시스템은 버스, 경전철 그리고 중전철보다 평균속도에서 14%~65% 정도 더 빠른 콘셉트임
 
3) 완전 자동 시스템이기 때문에, 차량 제어와 요금징수와 같은 인력비용도 상당히 절감됨
 
4) 최근의 클린 교통에 대한 압박도 PRT 시스템이 얻을 수 있는 장점임
 
가) PRT는 기존의 대중교통 시스템보다 50%~80% 정도 에너지를 적게 사용하며, 환경에 영향을 미치는 소음과 오염도 적음
 
마. PRT 시스템 건설에 필요한 기술도 현재 이용 가능한데, 지난 20년 동안의 기술 발전이 PRT 시스템 이용을 타당성 있고 매력적인 옵션으로 만듦
 
1) 이러한 신기술에는 우수한 추진시스템, 경량의 재료, 차량에서 조작하는 전철기 제어와 가이던스 메커니즘 그리고 고속 제어 및 통신기술이 포함됨
 
2) 네트워크는 노선의 최적화, 속도의 제어, 인터체인지에서의 합류 조정과 충돌 방지를 통한 안전 확보 등을 통해, 모든 차량을 모니터링하고 제어하는 일련의 컴퓨터 시스템을 사용하여 제어됨
 
3) 기술은 현재 존재하며, 개별 메커니즘, 센서와 프로세서는 더 저렴해지고 성능이 우수해 지지만, 설치 비용이 여전히 관심대상임
 
바. 최초 시스템 적용과 관련된 높은 불확실성과 그에 따른 리스크가 북미 지역에서 PRT 시스템 도입을 가로막고 있음
 
1) 현재 PRT 시스템이 사용되는 곳은 몰간타운으로, 웨스트 버지니아 대학교 커뮤니티에서 운행 중임
 
가) 1970년대에 설치된 몰간타운 PRT 시스템은 8.7마일 가이드웨이, 5개역으로 구성되며, 가장 먼 역간 거리는 약 3.6마일임
 
나) 차량은 8인승 좌석, 13인승 입석이며, 최고속도는 30mph로 매일 약 15,000명의 승객을 수송함
 
다) 이 시스템의 최종 비용은 126백만 달러로, 최초 예상했던 것보다 4배 높으며 이 예상하지 못한 비용이 PRT 시스템 신규 설치 리스크에 대한 우려를 씻어내지 못함
 
2) 몰간타운 PRT가 설치된 이후 몇 십 년 동안, 소형 시스템이 히스로 공항에서 운행 중이며 주차장에서 터미널로 승객을 수송함
 
가) 이 프로젝트는 약 25백만 달러의 비용이 들었고, 다른 소형 시스템도 마스다르 신도시에서 운영 중임
 
나) 마스다르 시스템의 첫해 운영에서 흥미로운 측면은, 평균 2.4명의 승객이 탑승한다는 사실임
 
다) 이것은 자동차 크기의 차량이 사용되는 상황에서, 평균 차량 이용률이 승용차의 2배를 달성하며, 이것은 적어도 승용차의 두 배이면서 자동차와 같은 서비스 수준을 제공함을 의미함
 
 

2. 뉴저지의 PRT
 
가. 2004년, 뉴저지주는 PRT 시스템의 타당성 평가 계획을 승인했는데, 러트거스 대학교 [Alan M. Voorhees Transportation Center]와 [Booz Allen Hamilton]이 공동으로 시행한 연구가 현재의 PRT 기술과 뉴저지에서의 PRT 시스템 건설 타당성을 검토함
 
나. 이 보고서는 PRT 시스템에 최상으로 적절한 4가지 형태의 지역을 확인함
 
1) 첫째, 도심 활동센터와 캠퍼스와 같은 지역 순환 수요가 높은 지역으로, 모든 지역 간의 차량흐름을 원활하게 하고 승용차 이용 필요성을 제거하도록 이 높은 수요 지역을 최종적으로 연결하는 곳
 
2) 둘째, 버스 터미널이나 철도역과 같은 기존의 교통서비스 지역을 인근 지역까지 확장하는 것으로, PRT 시스템이 대형 교통 허브 근처의 주차공간 필요성을 제거하게 될 것임
 
3) 셋째, 혼잡 지역이나 도로 용량 확장에 한계가 있는 지역에 승용차 이용에 대한 대안 시스템이 될 수 있음
 
4) 넷째, PRT 시스템은 주차장을 없애고 주차가 제한되거나 비싼 지역에 매우 유용하며, 이곳에서 자동차를 대체하거나 위성 주차 위치와 최종 목적지 간의 중개소 역할이 가능함
 
 

3. 뉴저지의 광역 PRT 시스템 설계
 
가. 뉴저지의 광역 PRT 시스템은 학교기간 중의 전형적인 평일 동안에 현재 뉴저지에서 발생하는 대부분의 비도보 이동을 서비스하도록 설계됨
 
1) 만약 출발지와 목적지가 전용 가이드웨이 네트워크에 의해 상호연결되는 5분 이내의 도보 역 내에 모두 존재한다면, 그 이동에 대해 PRT가 서비스한다는 것을 의미함
 
2) PRT 시스템은 이미 발생하는 뉴저지의 통근버스, 경전철 그리고 통근열차 시스템을 보완하는 것으로 세팅됨
 
3) 이러한 기존의 시스템들은 편리한 플랫폼간 환승을 제공하도록 기존의 교통 결절점에 인접하게 PRT 역을 위치시킴으로써 PRT 시스템에 통합됨
 
4) 이 새로운 멀티-모달 광역 PRT 네트워크의 의도는, 자동차나 택시의 사용필요성을 대체하고 완전히 기존 버스 운행을 대체하도록 전체 지역에 대해 자동차와 같은 서비스를 제공하는 것임
 
나. PRT 네트워크 디자인은, 인터액티브 그래픽 디자인 툴을 사용하여 프린스턴 대학교의 교통시스템 분석팀 학생들에 의해 시행됨
 
1) 이 툴은 잠재적인 역 서비스 지역 내의 토지 사용에 대한 시각적 전망을 제공하기 위해, 현재의 커서 위치에 접근 가능한 이동의 수와 구글 항공 지도에 표시되는 400m 원호 내의 이동의 수에 대한 즉각적인 평가를 제공함
 
2) 마우스 클릭은 역을 그리고 드래그와 드롭 툴은 지정된 역을 상호연결시키는 것을 의미하는 것으로, 먼마우스 카운티 네트워크에 대한 그림은 아래와 같음
 


<먼마우스 카운티 소지역 PRT 네트워크>
 
다. PRT 네트워크는 역이 도로 400m 이내에 있는 출발지와 목적지 모두에 대한 이동을 서비스하는 것으로 가정되었으며, PRT 시스템에 의해 서비스되는 것으로 가정된 뉴저지에 기반을 둔 외부의 직업 이동은 역 주위의 400m 이내 지역으로 상정함
 
1) 주 지역 외부로의 이동은 뉴저지 철도에 의해 진행되는 것으로 가정되었고, 주 외부에서의 진입 통근자는 반대의 로직이 적용됨
 
2) 직장 위치가 PRT 역 400m 이내에 있다면, 이러한 통행은 PRT에 할당됨
 
3) 차량 크기를 결정하기 위해, 전체 이동의 약 15%는 피크 시간대에 이루어지고 차량 1대가 약 10개의 통행에 대해 서비스를 하는 것으로 가정됨
 
4) 추가로, 필요 차량 수의 10%가 유지보수를 위한 예비로 가정됨
 
5) 10,679마일의 가이드웨이에 의해 상호연결되는 8,099개의 역 시스템이 뉴저지의 전형적인 평일에 25백만 통행(약 78.5%)에 자동차와 같은 이동성을 보장할 것임
 
라. 이러한 광역 PRT 시스템의 설치 비용을 평가하기 위해, 이러한 시스템이 아직은 PPP 프레임워크에 의해 건설된 적이 없기 때문에 유닛 비용에 대한 가정이 이루어짐
 
1) 시스템 내역 때문에, 핵심적인 PRT 산업이 이미 성숙했으며 개발비용은 매몰되었다고 가정하여, 비용 평가에는 반영하지 않음
 
2) 더욱이, 명확하게 필요한 지역과 전용의 편안함 제공을 위한 구매 최소화를 위해 대부분의 가이드웨이와 역에 공공 토지가 사용되는 것으로 가정함
 
3) 나머지 가이드웨이와 역은 사유 토지와 기존의 건물에 통합되며 그리하여, 그 비용의 많은 부분이 PRT의 이동성과 접근성을 원하는 민간 토지에 의해 보조되는 것으로 가정함
 
마. 예산은 민간에 의해 자금이 지원되지 않는 요소들의 평균 유닛 비용을 사용하여 산출됨
 
1) 역 건설 평균비용은 2백만 달러로 추정되며, 주위의 근린시설은 근처의 비즈니스 업체들이 제공하는 것으로 가정하였으며. 가이드웨이 평균 km당 비용은 3.125백만 달러이며 차량 가격은 100,000달러임
 
2) 예산은 8% 이자율의 채권에 의해 파이낸싱되는 것으로 상정함
 
3) 연간 유지보수 비용은 투자비용의 2%로 설정함
 
4) 연간 운영비용 계산을 위해, 차량 운영비용은 평균 차량 점유율로 km당 0.125달러로, 두 사람의 평균 통행거리가 8km이며 연간 전체 통행 평가를 위해 사용된 연간률은 300임
 
5) 시스템의 연간 비용은 투자비용, 유지보수비용 그리고 운영비용 예산 총계임
 
바. 수익의 두 가지 요소는 요금과 역 리스 그리고 역명 부기권임
 
1) 매 통행당 3달러로 추정하였고, 이것은 뉴욕 지하철의 요금 2.25달러임을 가정하여 적절하며, 각 역은 리스와 역명부기로 월 당 3,000달러의 수익을 올리는 것으로 산정함
 
2) 수익은 연간 투자금에서 연간 비용을 제함으로써 결정됨
 
3) 민간 분야에 의해 제공되는 편의시설을 제외한 전체 투자 비용은 91조 달러로, 몇 개의 나라가 PRT 시스템 설치로 돈을 낭비했지만, 전체적으로 뉴저지주는 우리가 행한 가정에 기반을 두면 연간 2.9조 달러가 필요함

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