자동차 보유대수 증가에 따른 교통 혼잡과 대기오염 및 에너지 과다사용 문제를 극복하기 위해 녹색교통수단인 자전거이용의 중요성이 현저하게 대두되고 있지만, 부산시는 지형적 특성과 대중교통 접근성의 한계 등으로 인해 자전거 이용률이 상대적으로 낮은 실정이다. 따라서 지리적 여건과 이용활성화를 고려한 자전거도로의 노선선정이 이루어져야 할 것이다. 본 연구는 계층분석법(AHP)을 이용하여 노선선정 인자의 가중치를 산정하고, GIS 소프트웨어를 이용하여 데이터베이스를 구축한 뒤, 산정된 가중치를 적용하여 노선을 도출하였다. GIS 기반에서 AHP 분석을 수행한 결과, 조사의 일관성을 검증함으로써 신뢰성 있는 자료를 얻을 수 있었고 임의로 선정된 노선보다 이용수요가 많은 곳으로 노선이 도출되었다. 따라서 향후 지역의 특수성을 반영한 노선선정이나 투자 우선순위 결정 등에 본 연구가 활용될 것으로 기대된다.
자동차 보유대수 증가에 따른 교통 혼잡과 대기오염 및 에너지 과다사용 문제를 극복하기 위해 녹색교통수단인 자전거이용의 중요성이 현저하게 대두되고 있지만, 부산시는 지형적 특성과 대중교통 접근성의 한계 등으로 인해 자전거 이용률이 상대적으로 낮은 실정이다. 따라서 지리적 여건과 이용활성화를 고려한 자전거도로의 노선선정이 이루어져야 할 것이다. 본 연구는 계층분석법(AHP)을 이용하여 노선선정 인자의 가중치를 산정하고, GIS 소프트웨어를 이용하여 데이터베이스를 구축한 뒤, 산정된 가중치를 적용하여 노선을 도출하였다. GIS 기반에서 AHP 분석을 수행한 결과, 조사의 일관성을 검증함으로써 신뢰성 있는 자료를 얻을 수 있었고 임의로 선정된 노선보다 이용수요가 많은 곳으로 노선이 도출되었다. 따라서 향후 지역의 특수성을 반영한 노선선정이나 투자 우선순위 결정 등에 본 연구가 활용될 것으로 기대된다.
To solve the problems of traffic congestion, air pollution and energy derived from increased car consumption, people are in recognition of the importance of green mode, bicycle. Bicycle use rate in Busan is lower due to the terrain and limited public transportation accessibility. Therefore, geograph...
To solve the problems of traffic congestion, air pollution and energy derived from increased car consumption, people are in recognition of the importance of green mode, bicycle. Bicycle use rate in Busan is lower due to the terrain and limited public transportation accessibility. Therefore, geographical conditions and use activation should be initially considered in the bicycle route planning. We calculated a weight using AHP(Analytic Hierarchy Process), make a database using GIS tool and deduced the routes applying calculated weight in this study. The result of this study, We could get reliable data as inspecting consistency of the research. Routes are deducted in the place where using demand is higher than arbitrarily chosen routes. Therefore, the route planning through AHP is expected to be utilized in area-specialty-reflected route planning or bicycle road alternatives testing.
To solve the problems of traffic congestion, air pollution and energy derived from increased car consumption, people are in recognition of the importance of green mode, bicycle. Bicycle use rate in Busan is lower due to the terrain and limited public transportation accessibility. Therefore, geographical conditions and use activation should be initially considered in the bicycle route planning. We calculated a weight using AHP(Analytic Hierarchy Process), make a database using GIS tool and deduced the routes applying calculated weight in this study. The result of this study, We could get reliable data as inspecting consistency of the research. Routes are deducted in the place where using demand is higher than arbitrarily chosen routes. Therefore, the route planning through AHP is expected to be utilized in area-specialty-reflected route planning or bicycle road alternatives testing.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 기존의 도로를 이용하고 인프라 연계에 중점을 두는 자전거도로의 특성을 고려하여, 지형·물리적 측면과 함께 자전거 이용활성화 측면을 고려하여 자전거 수단분담률을 증대시킬 수 있는 노선선정 방안에 대해 모색해 보았다.
따라서 본 연구에서는 자전거 도로망을 선정할 경우 안전하고 이용하기 편리한 쾌적한 노선이 구축될 때 자전거 이용이 증가한다는 관점에 기초하여, 전문가 그룹에서 조사된 설문에서 계층분석법(AHP : Analytic Hierarchy Process)을 통하여 도출된 인자들 간의 가중치를 지리정보시스템(GIS : Geographic Information System)을 이용하여 구축된 수치지도에 적용하여 최적노선을 도출하고자 하였다.
본 연구에서는 AHP와 GIS를 이용한 노선 선정 관련연구에 대한 사례분석과 AHP에 대한 이론적 고찰을 하였다. 다음으로 부산시의 지형적 특성과 자전거 이용 활성화를 고려한 자전거도로 노선선정의 결정 요인을 조사하였다.
본 연구에서는 산지가 많은 지형적 특성과 대중교통 접근성의 한계, 전용도로의 미흡 등으로 인해 자전거 수단분담률이 낮은 부산시의 자전거이용률을 증대시키기 위한 목적으로 AHP를 이용하여 노선선정 요인들의 가중치를 산정하고, GIS 소프트웨어인 ArcMap ver. 9.2를 이용하여 데이터베이스를 구축한 뒤, 산정된 가중치를 적용하여 노선을 도출하였다.
또한 양인태 외(2002)는 GSIS를 이용한 노선선정 시 고려되는 다중인자들에 대해서 AHP를 통한 복합적인 고려와 노선선정 절차의 표준화를 시도하였다. 이 연구에서는 도로의 최적노선 선정 시 AHP기법을 이용하여 다중인자의 정량화를 시도함으로써 노선선정에 이용되는 자료가 효율적으로 제공되어 최적의 노선선정이 되도록 하였다.
가설 설정
그림 6은 강, 바다의 접근도로써, 강과 바다와 100m이내의 지역을 추출하였다. 그림 7은 부산구군별 인구밀도와 학생 수를 나타냈으며 지역의 면적에 비해 인구밀도가 높고 등하교 통행을 하는 학생 수가 많을수록 자전거 이용이 활발하다고 가정하였다. 그림 8은 자전거 거치대 개소의 위치도이다.
제안 방법
AHP 분석을 위한 자전거 노선의 선정 요인들의 분류는 크게 지형적·물리적 측면과 이용활성화 측면으로 분류하였다.
AHP 분석을 통해 도출 된 가중치를 GIS 분석의 Map Calculator 기능과 버퍼링 기능을 이용하여 적용하였다. 먼저 식(4)를 통해서 지형적·물리적 측면의 가중치를 적용하여 ‘W지형·물리’를 도출하고, 식(5)를 통해서 ‘W이용활성’을 도출한 뒤, 식(6)을 이용하여 최종적인 값을 도출한다.
AHP분석을 수행하기 위한 지표설정에서는 자전거 이용량을 증가시키기 위하여 지형적·물리적 측면과 이용 활성화 측면을 함께 고려하였다.
다음으로 부산시의 지형적 특성과 자전거 이용 활성화를 고려한 자전거도로 노선선정의 결정 요인을 조사하였다. 나아가서 전문가 그룹을 대상으로 설문조사를 시행하여, AHP를 이용한 요인별 가중치를 산정하였으며, 마지막으로 GIS 소프트웨어인 ArcMap ver. 9.2를 이용하여 위치정보와 특성정보로 나누어 데이터베이스를 구축하고 AHP를 통하여 산정된 가중치를 적용하여 노선을 도출하였다.
본 연구에서는 AHP와 GIS를 이용한 노선 선정 관련연구에 대한 사례분석과 AHP에 대한 이론적 고찰을 하였다. 다음으로 부산시의 지형적 특성과 자전거 이용 활성화를 고려한 자전거도로 노선선정의 결정 요인을 조사하였다. 나아가서 전문가 그룹을 대상으로 설문조사를 시행하여, AHP를 이용한 요인별 가중치를 산정하였으며, 마지막으로 GIS 소프트웨어인 ArcMap ver.
또한 가중치 적용을 위해 지형적·물리적 측면의 도로현황도, 자전거도로 구축현황도, 경사도, 표고도를 구축하였으며, 이용활성화 측면의 지하철 및 버스정류장 현황도, 강 및 바다 접근도, 주거인구 및 학생 수 현황에 대한 주제도, 자전거 거치대 개소 현황에 대한 주제도를 구축하였다.
본 연구에서는 자전거 이용률을 증가시키기 위한 노선선정 요인을 평가기준과 평가항목으로 구분하여, 평가기준을 지형적·물리적 측면과 이용 활성화 측면 2가지로 정의하였다.
부산시 교통 분야 실무자 및 교통공학 전공의 석사 이상으로 이뤄진 전문가 그룹 50명을 대상으로 일대일 면접조사를 통해 표 3에 대한 AHP 분석을 실시하였다.
최재화 외(1991)는 GIS를 이용하여 연구대상지역을 정규형격자로 구분하고, 각 격자에서 토지이용도, 지가, 경사도 등을 고려하여 얻어진 가중치를 적용하였다. 이를 GIS의 속성데이터로 사용하여 최적노선선정에 적용하여 실제 노선의 선정과정에서 GIS의 활용가능성을 제시하였다. 양광식(2000)은 교통시설사업의 기본계획에 GIS를 활용한 공간분석을 이용하여 평가범위를 교통효율성, 환경영향, 국토 및 도시영향, 경제성의 4부분으로 구분하고 각 부분별 평가요소와 평가방법을 개발하였다.
지형적·물리적 측면의 평가항목은 주행의 연속성, 주행쾌적성, 도로선형, 시공가능성으로 분류하였으며, 이용활성화 측면의 평가항목은 환승편의성, 내부 이동수단, 자전거 거치의 용이, 레저 및 관광제공으로 분류하였다.
지형적․물리적 측면을 평가하기 위한 하위분류 평가항목으로는 시공가능성, 도로선형, 주행쾌적성, 주행의 연속성으로 선정하였고, 이용 활성화 측면을 평가하기 위한 평가항목으로는 환승편의성, 레저 및 관광제공, 내부이동수단, 자전거 거치의 용이성 등으로 선정하였다.
평가결과는 각 평가목표를 달성하기 위한 최소비용경로의 선정방법과 선정된 노선대안을 비교·평가하는 방법론을 개발하여, 독일의 노이스와 그로벤브로히간의 도로건설을 위한 노선선정 프로젝트에 적용하여 방법론을 검증하였다.
대상 데이터
주행쾌적성 및 주행의 연속성은 부산광역시의 자전거이용시설 정비계획의 설문조사 결과, 자전거 주행이 편리하고 자전거 도로가 연속적으로 이어질수록 자전거 이용의 증대에 기여한다는 결과가 나왔기에 포함하였다. 또한 이용 활성화 측면의 지표설정의 근거는 위와 동일한 설문에서 부산시의 자전거 이용자들을 대상으로 수행한 설문조사 결과, 자전거 이용시 불편했던 점과 개선하여야 할 점을 이용하여 지표를 선정하였다(부산광역시, 2009).
연구대상지역은 산지가 많은 지형적 특성으로 인해 자전거 이용의 많은 제약을 받고 있는 부산시 교통권역으로 설정하였다. 또한 가중치 적용을 위해 지형적·물리적 측면의 도로현황도, 자전거도로 구축현황도, 경사도, 표고도를 구축하였으며, 이용활성화 측면의 지하철 및 버스정류장 현황도, 강 및 바다 접근도, 주거인구 및 학생 수 현황에 대한 주제도, 자전거 거치대 개소 현황에 대한 주제도를 구축하였다.
데이터처리
R)을 계산하여 일관성이 없는 값들은 제외하였다. AHP분석을 수행하기 위해 Excel 2007을 이용, 쌍대비교행렬을 작성하여 가중치와 신뢰도를 계산하였다. 의사결정그룹은 관련분야에 대한 상대적 차이가 없는 것으로 보고, 조사된 값들의 종합은 산술평균을 통해 산출하였다.
AHP분석을 수행하기 위해 Excel 2007을 이용, 쌍대비교행렬을 작성하여 가중치와 신뢰도를 계산하였다. 의사결정그룹은 관련분야에 대한 상대적 차이가 없는 것으로 보고, 조사된 값들의 종합은 산술평균을 통해 산출하였다.
성능/효과
1) 기존의 자전거 노선은 각 구별로 자전거 노선에 대한 구축이 상이하게 진행되어 전체 노선에 대한 연속성이 떨어지고 도심지와 같은 일부 지역을 중심으로 구축되었다
2) 기존의 자전거 노선은 지형적 측면만을 고려한 노선선정 위주로 이뤄졌다. 하지만 본 논문을 통해 이용활성화 측면을 반영함으로써 자전거 이용을 증가시킬수 있는 노선을 선정하였다.
즉, 지형적·물리적 측면에서는 주행의 연속성과 쾌적성이 중요하게 나타나고, 이용 활성화 측면에서는 환승편의성의 요인이 중요하다는 결과를 얻을 수 있었다. 따라서 자전거 주행의 연속성이 보장되고, 쾌적한 자전거 도로망의 확보가 우선 전제가 되어야 하고 동시에 다른 교통수단과의 환승이 편리해 질 때 자전거 이용률이 증대할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
그림 8은 자전거 거치대 개소의 위치도이다. 조사결과 거치대는 환승편의성을 증진시키기 위해 도시철도역의 인근에 위치함을 알 수 있었다.
즉, 지형적·물리적 측면에서는 주행의 연속성과 쾌적성이 중요하게 나타나고, 이용 활성화 측면에서는 환승편의성의 요인이 중요하다는 결과를 얻을 수 있었다.
평가항목을 살펴보면 지형적·물리적 측면의 평가항목은 주행의 연속성(0.36) > 주행쾌적성(0.30) > 도로선형(0.21) > 시공가능성(0.13) 순으로 나타났으며, 이용 활성화 측면의 평가항목은 환승편의성(0.41) > 내부 이동수단(0.27) > 자전거 거치의 용이(0.16) > 레저 및 관광제공(0.15) 순으로 나타났다.
하지만 본 논문을 통해 도출된 자전거 노선은 지형적·물리적 측면의 주행의 연속성이 0.36, 주행의 쾌적성이 0.3으로 다른 인자에 비해 높게 반영되었다.
후속연구
지형적·물리적 측면의 평가항목은 주행의 연속성, 주행쾌적성, 도로선형, 시공가능성으로 분류하였으며, 이용활성화 측면의 평가항목은 환승편의성, 내부 이동수단, 자전거 거치의 용이, 레저 및 관광제공으로 분류하였다. AHP분석을 통해 조사의 일관성을 검증함으로써 신뢰성 있는 자료를 얻을 수 있었고 임의로 선정된 노선보다 이용수요가 많은 지역으로 노선이 도출되어 자전거도로로 선정될 경우 자전거 이용률을 증대시킬수 있을 것으로 기대된다. 따라서 지역의 특수성을 반영해야하는 노선선정에 있어, AHP를 이용하여 지역의 전문가 그룹에 의해 산정된 지표를 통한 노선선정은 보다 효율적인 노선결정수단이 될 수 있고, 투자 우선순위의 결정에도 활용 할 수 있을 것으로 사료된다.
AHP분석을 통해 조사의 일관성을 검증함으로써 신뢰성 있는 자료를 얻을 수 있었고 임의로 선정된 노선보다 이용수요가 많은 지역으로 노선이 도출되어 자전거도로로 선정될 경우 자전거 이용률을 증대시킬수 있을 것으로 기대된다. 따라서 지역의 특수성을 반영해야하는 노선선정에 있어, AHP를 이용하여 지역의 전문가 그룹에 의해 산정된 지표를 통한 노선선정은 보다 효율적인 노선결정수단이 될 수 있고, 투자 우선순위의 결정에도 활용 할 수 있을 것으로 사료된다.
또한 교통전문가 대상이 아닌 일반 이용객들을 포함한 통근·통학용 도로, 주말 레저 및 관광용 도로, 자전거마니아 도로 등 자전거 도로를 기능별로 분류하여 설문조사를 시행함으로써, 정비우선도 선정에 관한 연구가 진행되어야 할 것이다.
부산시의 통행패턴을 보면, 자전거 수단분담률은 지형적 특성으로 고지대가 많아 자전거 이용의 한계와 전용도로가 미비하고, 대중교통 접근성의 한계로 환승이 불편하여 타 도시에 비해 상대적으로 자전거의 이용률이 낮은 실정이다. 이에 탄소배출규제라는 정책 트렌드에 부응하여 자전거의 수단분담률을 높이기 위한 근본적인 방안 모색이 필요한 시점이며, 지리적 여건과 이용 활성화를 충분히 고려한 자전거도로망 노선선정이 이루어져야 할 것이다.
향후 연구에서는 대중교통 이용자를 고려한 자전거 노선뿐만 아니라 자가용 운전자들의 전환수요를 유도할 수 있는 노선에 대한 선정이 고려되어야 할 것으로 보인다. 또한 교통전문가 대상이 아닌 일반 이용객들을 포함한 통근·통학용 도로, 주말 레저 및 관광용 도로, 자전거마니아 도로 등 자전거 도로를 기능별로 분류하여 설문조사를 시행함으로써, 정비우선도 선정에 관한 연구가 진행되어야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
쌍대비교행렬이 일관성이 있다고 규정하는 경우는 어떤 경우인가?
일관성비율이 10% 이내에 들 경우, 해당 쌍대비교행렬은 일관성이 있다고 규정한다. 즉, AHP 분석이 일관성 있게 수행되었다고 본다.
부산시의 통행패턴은 어떠한 실정인가?
부산시의 통행패턴을 보면, 자전거 수단분담률은 지형적 특성으로 고지대가 많아 자전거 이용의 한계와 전용도로가 미비하고, 대중교통 접근성의 한계로 환승이 불편하여 타 도시에 비해 상대적으로 자전거의 이용률이 낮은 실정이다. 이에 탄소배출규제라는 정책 트렌드에 부응하여 자전거의 수단분담률을 높이기 위한 근본적인 방안 모색이 필요한 시점이며, 지리적 여건과 이용 활성화를 충분히 고려한 자전거도로망 노선선정이 이루어져야 할 것이다.
지형적·물리적 측면과 이용 활성화 측면을 평가하기 위하여 선정한 하위분류 평가항목은 각각 무엇인가?
지형적․물리적 측면을 평가하기 위한 하위분류 평가항목으로는 시공가능성, 도로선형, 주행쾌적성, 주행의 연속성으로 선정하였고, 이용 활성화 측면을 평가하기 위한 평가항목으로는 환승편의성, 레저 및 관광제공, 내부이동수단, 자전거 거치의 용이성 등으로 선정하였다.
참고문헌 (10)
부산광역시. 2009. 자전거이용시설정비기본계획. 5-30쪽.
양광식. 2000. GIS를 활용한 교통시설사업의 노선선정 방법 연구. The Journal of GIS Association of Korea 8(1):117.
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