수도권 교통혼잡의 원인은 여러 연구에서 철도 등 대중교통의 경쟁력 부족을 주요 원인으로 지적하고 있다. 정부는 수도권 광역철도의 경쟁력 강화의 일환으로 급행열차 운행확대를 위해 시설개량을 추진중이고 GTX 등 고속화 정책도 진행중에 있다. 하지만 그간 급행열차 확대정책은 그 효과가 미미하고 GTX 신선을 통한 고속화 정책도 미수혜지역 이용자와 도심에서 최종목적지까지 접근성과 시간을 고려할 경우 다양한 대안이 동시에 검토되어야 함을 알 수 있다.
따라서 본 연구에서는 급행화 및 고속화 한계점에 대한 진단을 토대로 물리적 인프라 확충을 최소화하고 기존 철도망의 효율적 활용의 관점과 실질적인 환승동선에 대응한 구체적인 직결운행방안에 대한 합리적인 분석과 접근모델을 다음 3가지에 중점을 두고 연구하였다.
첫째, 기술적 측면과 이용자 측면, 운영자 측면을 고려하여 합리적인 선정기준, 열차설정, 효과분석까지 종합적인 접근방법을 마련하였다.
기술적 측면에서는 선로, 신호/통신, 전력이 상호 호환이 가능한지 검토되어야 하고, 이용자 측면에서는 수혜인원, 기존선 영향, 통행시간 단축의 기준을 구체적으로 계량화하였다. 운영자 측면에서는 직결을 통한 신수요 창출과 그에 따른 영업수입을 그 효과로 제시하였다.
둘째, 그간 선행연구에서 이슈였던 여객의 실제 이동경로를 통신빅데이터를 활용하여 추정하는 모델을 새롭게 제시하였다. 통신빅데이터를 기반으로 한 실제 이동경로 추정은 4단계로 모델화하여 접근하였다. 먼저 통신사, 교통카드 정산사, 운영사로부터 데이터를 수집하고 통행이외의 데이터를 제거하는 데이터 정제과정을 거쳐 데이터의 전수화를 진행하였다. 마지막으로 열차운행 이력과 매칭하여 여객이 실제 이용한 탑승열차를 추정하는 단계로 진행하였다.
셋째, 직결노선 대상 선정은 통신빅데이터를 기반으로 정제하고 전수화된 수요를 기준으로 한국철도공사 운영권역 6개 환승역 7개 대안을 사례로 분석하였다. 분석결과, 기술적 측면과 이용자 측면에 모두 부합하는 노선은 경부선과 중앙선을 용산삼각선을 통해 24회 직결하는 방안이 적합한 것으로 나타났다.
본 연구를 수행함에 있어 3가지 한계점을 제시하였는데 수도권 광역전철와 도시철도 전체에 대한 통합 연구가 요구된다는 점과 노선별로 급행화, 고속화, 직결화의 정책부합성에 대한 상호 비교연구도 아쉬운 부문임을 언급하였다. 마지막으로 직결노선의 운영주체 일원화에 대한 종합적인 검토도 필요하다는 점을 연구의 한계로 제시하였다.