SIMULATION 한 장 · 출근길 엘리베이터
아침 8시 55분, 로비 엘리베이터 줄은 왜 갑자기 길어질까?
기본 조건(6대, 정원 15명, 모든 엘리베이터가 2~20층 운행, 40분 동안 약 800명 출근)에서는 로비 평균 대기가 2.6분, 줄은 최대 167명까지 늘었고, 08:58 전에 로비에 왔는데 9시를 넘겨 사무실에 도착한 사람이 평균 98.7명이었습니다.
엘리베이터를 늘리지 않고 저층(2~11층)·고층(12~20층)으로 나눠 운행하기만 해도 평균 대기가 1분, 최대 줄이 85.4명으로 줄었습니다. 한 번 올라갈 때 서는 층이 줄어 왕복 시간이 짧아지기 때문입니다. 홀짝층 운행은 1.6분으로 그 중간이었고, 엘리베이터를 8대로 늘리면 0.7분이었습니다.
반대로 출근 인원이 1.3배가 되면 평균 대기는 5.6분, 지각자는 219명으로 크게 늘어납니다. 들어오는 사람이 엘리베이터가 실어 나를 수 있는 양에 가까워지면 줄은 비례보다 훨씬 빠르게 길어집니다.
무엇을 시뮬레이션하나요?
출근길 로비에서 엘리베이터를 두세 번 보내고서야 겨우 타는 경험은 흔합니다. 이 시뮬레이터는 20층짜리 오피스 빌딩의 아침 08:30~09:10을 재현합니다. 사람들은 08:55 무렵에 가장 많이 도착하고, 각자 2~20층 중 한 층으로 갑니다. 엘리베이터는 로비에서 정원까지 태우거나 문을 잠시 열어 둔 뒤 출발하고, 탄 사람들의 층에 차례로 서고 로비로 돌아옵니다.
왼쪽 패널에서 엘리베이터 대수, 정원, 운행 방식, 출근 몰림 정도, 층당 정차 시간을 바꿀 수 있습니다. 운행 방식을 '저층·고층 분리'나 '홀짝층'으로 바꾸면 엘리베이터가 두 그룹으로 나뉘고, 로비 줄도 그룹별로 따로 섭니다.
시나리오별 결과
| 시나리오 | 로비 평균 대기 | 가장 오래 기다린 사람 | 로비 도착→사무실 도착 평균 | 로비 최대 줄 | 08:58 전에 왔는데 9시 넘어 도착 |
|---|---|---|---|---|---|
| 기본 (6대·전층) | 2.6분 | 6.3분 | 3.8분 | 167명 | 98.7명 |
| 저층·고층 분리 | 1분 | 3.3분 | 1.9분 | 85.4명 | 29.7명 |
| 홀짝층 운행 | 1.6분 | 4.9분 | 2.5분 | 114명 | 54.3명 |
| 엘리베이터 8대 | 0.7분 | 2.3분 | 1.8분 | 81.8명 | 28.9명 |
| 정차 시간 7초 | 1.3분 | 3.5분 | 2.3분 | 110명 | 48.1명 |
| 출근 인원 1.3배 | 5.6분 | 12.4분 | 6.8분 | 332명 | 219명 |
각 시나리오를 손님 흐름(난수 시드)만 바꿔 30번씩 돌린 평균입니다. 시나리오 이름을 누르면 같은 조건으로 위 시뮬레이터가 열립니다.
기본 (6대·전층) · 저층·고층 분리 · 홀짝층 운행 · 엘리베이터 8대 · 정차 시간 7초 · 출근 인원 1.3배
어떻게 계산하나요?
이 모델은 이산사건 시뮬레이션입니다. 사람이 로비에 도착하는 사건, 엘리베이터가 로비에서 출발하는 사건, 각 층에 정차하는 사건을 시간 순서대로 계산합니다.
- 도착: 40분 동안 약 800명(1.0배 기준)이 옵니다. 85%는 08:55 전후(표준편차 7분)에 몰리고 15%는 고르게 옵니다. 목적층은 2~20층 중 하나를 같은 확률로 고릅니다.
- 탑승: 로비에 돌아온 엘리베이터는 자기 그룹 줄의 맨 앞 사람부터 태웁니다. 정원이 차면 바로, 아니면 첫 탑승 뒤 8초 동안 문을 열어 두었다가 출발합니다.
- 운행: 층간 이동 1.8초, 출발·정지마다 가감속 손실 2초, 정차할 때마다 '층당 정차 시간'이 걸립니다. 탄 사람들의 층을 낮은 층부터 차례로 들른 뒤 로비로 바로 내려옵니다.
- 운행 방식: '저층·고층 분리'는 대수의 절반이 2~11층, 나머지가 12~20층만 맡습니다. '홀짝층'은 절반이 홀수층, 나머지가 짝수층만 맡습니다.
한 번 올라갈 때 서는 층 수가 왕복 시간을 크게 좌우합니다. 15명이 19개 층에 흩어져 있으면 거의 열 번 가까이 서야 하지만, 맡는 층을 나누면 서는 횟수가 줄어 같은 대수로 더 많은 사람을 실어 나릅니다. 다만 그룹이 나뉘면 한쪽 줄만 길어질 수도 있습니다.
이 시뮬레이션의 가정
- 08:30~09:10, 40분을 시뮬레이션합니다. 화면 1초가 30초입니다.
- 출근 시간대라 모두 로비에서 위층으로만 갑니다(층 사이 이동, 내려가는 사람은 없음).
- 엘리베이터는 로비로 돌아올 때 중간에 서지 않습니다.
- 사람은 자기 그룹의 줄에만 서고, 줄을 바꾸거나 계단을 쓰지 않습니다.
- 도착 시각과 목적층은 확률분포로 뽑으므로 같은 조건에서도 실행마다 결과가 조금씩 다릅니다.
실제와 다를 수 있는 점
- 실제 건물에는 지하 주차장에서 타는 사람, 중간층에서 타는 사람, 화물 운반이 섞여 있어 이 모델보다 복잡합니다.
- 목적층 예약(행선층 예약) 시스템처럼 사람을 층별로 묶어 태우는 방식은 다루지 않습니다.
- 층별 인원이 같다고 가정했습니다. 특정 층에 사람이 몰리면 결과가 달라집니다.
자주 묻는 질문
엘리베이터를 저층·고층으로 나누면 정말 빨라지나요?
이 시뮬레이션 조건에서는 그렇습니다. 같은 6대로 전층 운행할 때 로비 평균 대기는 2.6분, 저층·고층으로 나누면 1분이었습니다. 한 번 올라갈 때 서는 층 수가 줄어 왕복이 빨라지기 때문입니다.
홀짝층 운행은 왜 저층·고층 분리보다 덜 효과적인가요?
홀짝층도 서는 층 수는 줄지만, 홀수층 엘리베이터도 꼭대기 층까지 올라가야 해서 이동 거리는 거의 그대로입니다. 그래서 평균 대기가 1.6분으로 전층(2.6분)과 저층·고층 분리(1분) 사이였습니다.
엘리베이터를 늘리는 것 말고 할 수 있는 일은?
층마다 문이 열려 있는 시간을 10초에서 7초로 줄이는 것만으로도 평균 대기가 2.6분에서 1.3분으로 줄었습니다. 운행 방식을 바꾸는 것도 같은 방향입니다. 8대로 늘렸을 때는 0.7분이었습니다.
'일찍 왔는데 지각'은 어떻게 계산했나요?
08:58 이전에 로비에 도착했는데, 엘리베이터를 기다리고 타고 올라가는 동안 9시를 넘겨 자기 층에 내린 사람 수입니다. 로비에 2분 이상 일찍 왔어도 엘리베이터 때문에 늦은 경우입니다.
결과가 실행할 때마다 다른 이유는?
도착 시각과 목적층을 확률분포에서 뽑기 때문입니다. 본문 표는 같은 조건을 30번 돌린 평균이고, 시뮬레이터의 '섞기' 버튼으로 같은 조건의 다른 아침을 볼 수 있습니다.
참고 자료
- Elevator (Wikipedia) – 엘리베이터 운행과 배차
- Destination dispatch (Wikipedia) – 행선층 예약 방식
- Little's law (Wikipedia)
- Discrete-event simulation (Wikipedia)
다른 일상 시뮬레이션
마지막 업데이트 2026-10-22 · 만든 곳 데이터팝콘 · 유튜브 @simulation.hanjang · 인스타그램