[국내논문]조건부가치추정법을 이용한 VMS교통정보의 기본가치 추정연구 Underlying Values of Real-time Traffic Information on Variable Message Sign Using Contingent Valuation Method(CVM)원문보기
VMS를 통한 실시간 교통정보 제공에 따른 편익에는 경로 우회에 따른 통행시간 절감과 이에 따른 운행비용 및 환경오염 절감 등의 파급효과 뿐 아니라, 전방교통상황 인지에 따른 심리적 안정 등의 정성적 편익도 함께 존재하며, 도로환경을 첨단화하는 ITS사업의 특성상 정성적 편익의 비중은 상대적으로 높다. 이러한 ITS사업의 특성을 기존의 투자평가지침에 반영하기 위해서는 도로이용자가 인식하는 VMS 교통정보의 기본가치와 같은 정성적 편익에 대한 많은 연구와 이를 인정하는 사회적 공감대가 필요하다. 본 연구에서는 이중양분 선택형 설문형태의 조건부가치추정법(Contingent valuation Method)을 통해 VMS 교통정보에 대한 도로 이용자의 지불의사액(Willingness-to-pay)을 파악하고, 생존함수를 활용하여 WTP 함수를 추정하는 방법론을 정립하고, 국도에 설치된 도로전광표지판(VMS)을 통해 제공되는 실시간 교통정보에 내재된 기본가치를 추정하여 제시하였다. 또한 교통정보의 기본가치를 ITS사업의 편익으로 고려해야 하는 정책적 필요성과 활용방안에 대해 검토하였다.
VMS를 통한 실시간 교통정보 제공에 따른 편익에는 경로 우회에 따른 통행시간 절감과 이에 따른 운행비용 및 환경오염 절감 등의 파급효과 뿐 아니라, 전방교통상황 인지에 따른 심리적 안정 등의 정성적 편익도 함께 존재하며, 도로환경을 첨단화하는 ITS사업의 특성상 정성적 편익의 비중은 상대적으로 높다. 이러한 ITS사업의 특성을 기존의 투자평가지침에 반영하기 위해서는 도로이용자가 인식하는 VMS 교통정보의 기본가치와 같은 정성적 편익에 대한 많은 연구와 이를 인정하는 사회적 공감대가 필요하다. 본 연구에서는 이중양분 선택형 설문형태의 조건부가치추정법(Contingent valuation Method)을 통해 VMS 교통정보에 대한 도로 이용자의 지불의사액(Willingness-to-pay)을 파악하고, 생존함수를 활용하여 WTP 함수를 추정하는 방법론을 정립하고, 국도에 설치된 도로전광표지판(VMS)을 통해 제공되는 실시간 교통정보에 내재된 기본가치를 추정하여 제시하였다. 또한 교통정보의 기본가치를 ITS사업의 편익으로 고려해야 하는 정책적 필요성과 활용방안에 대해 검토하였다.
In the benefits of ITS, there are intangible gains from real-time traffic information as well as classical gains such as travel time saving. These intangible gains are difficult to be estimated by existing transportation investment appraisal commonly used in SOC investment. The major reason is not b...
In the benefits of ITS, there are intangible gains from real-time traffic information as well as classical gains such as travel time saving. These intangible gains are difficult to be estimated by existing transportation investment appraisal commonly used in SOC investment. The major reason is not because of the absence of methodology but because of the absence of generalized values of particular benefits from real time traffic information. This research explores the value of real-time traffic information on VMS that is the most representative of ITS services, by using CVM with Double Bounded Dichotomous Choice Question. Willingness-To-Pay (WTP) functions of drivers are built with survival functions using various types of probability distribution functions such as Exponential, Log-logistic, and Weibull functions. The results reveal that Log-logistic distribution is the most appropriate distribution model to estimate WTP, and the estimated coefficients are stable through LR (Likelihood Ratio) test. For the further study, it is recommended to perform statistical tests of temporal and spatial transferability that is not examined in this research due to the lack of data.
In the benefits of ITS, there are intangible gains from real-time traffic information as well as classical gains such as travel time saving. These intangible gains are difficult to be estimated by existing transportation investment appraisal commonly used in SOC investment. The major reason is not because of the absence of methodology but because of the absence of generalized values of particular benefits from real time traffic information. This research explores the value of real-time traffic information on VMS that is the most representative of ITS services, by using CVM with Double Bounded Dichotomous Choice Question. Willingness-To-Pay (WTP) functions of drivers are built with survival functions using various types of probability distribution functions such as Exponential, Log-logistic, and Weibull functions. The results reveal that Log-logistic distribution is the most appropriate distribution model to estimate WTP, and the estimated coefficients are stable through LR (Likelihood Ratio) test. For the further study, it is recommended to perform statistical tests of temporal and spatial transferability that is not examined in this research due to the lack of data.
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문제 정의
VMS 뿐 아니라 다양한 제공매체를 통해 제공되는 정보 편익에 영향을 미칠 것으로 예상되는 물리적 조건과 개인행태에 대한 다양한 조사와 연구를 통해 “교통정보가치 함수”를 일반화시키는 것이다.
가치함수의 시·공간적 전이성 검증을 위해서는 시차가 있는 설문조사자료와 공간적 범위가 다른 설문조사자료가 필요한데, 본 연구에서는 시간 및 예산측면의 제약여건으로 인해 다루지 못하고 이를 향후 연구과제로 제시하였다.
본 연구에서는 이중양분 선택형 설문형태의 조건부가치추정법(CVM; Contingent Valuation Method)으로 설문조사를 실시하였으며, 이 결과를 토대로 VMS 정보에 대한 도로 이용자의 WTP 함수를 생존함수형태로 정립하였다. 또한 생존함수에서 가정한 확률분포의 적합성과 추정된 계수의 안전성을 확인하기 위해 통계적 검증결과를 제시하였다.
확률분포는 생존함수의 형태에 영향을 미치기 때문에 올바른 확률분포를 선택하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 지수, 웨이블, 로그-로지스틱 분포를 가진 생존함수를 이용하여 WTP를 추정하고 우도비(LR; likely hood ratio) 검정을 통해 가장 적합한(best-fit) 분포를 선택하고자 한다.
이에 본 연구에서는 ITS사업으로 발생되는 무형의 편익 중 하나로서 VMS가 제공하는 교통정보의 기본가치를 추정하고 이를 ITS사업의 편익 추정시 활용할 수 있는 방안을 정책적으로 간략히 제시하고자 한다.
이에 본 연구에서는 ITS사업을 통해 실시간으로 제공되는 교통정보에 대해 주목하였다. 실시간 교통정보를 통해서 얻을 수 있는 이용자 편익은 크게 두 가지 형태로 구분될 수 있다.
가설 설정
본 절에서는 WTP함수 계수의 안정성을 검토하기 위해 전체 표본을 A, B의 서브그룹으로 구분하고 이에 대한 가설 검정을 수행하였다. 귀무가설(h0)은 표본에서 무작위로 추출된 서브그룹의 WTP함수 계수는 안정적이라는 것이다. 즉, 표본인 A그룹과 B그룹에서 추정된 각각의 계수(βra, βrb)는 전체 표본의 계수(βTotal)와 통계적 유의수준 이내에서 전이성을 가지고 있음을 의미한다.
제안 방법
VMS에 대한 이용자의 지불의사액에 영향을 미치는 변수로 성별, 연령대, 운전횟수, 소득, 교통정보 이용경험 유무를 설정하였으며, 이 중 유의한 변수들을 대상으로 WTP함수를 정립하고자 한다.
WTP에 적합한 생존함수의 분포를 선정하기 위해 LR 테스트를 수행하였다. LR테스트는 웨이블분포와 로그-로지스틱분포와 같이 네스트(nest)관계가 아닌 두 분포를 비교하는 방법으로 이때 우도비는 식(12)와 같다.
본 연구는 첫째, 이미 시장이 형성된 맞춤형 교통정보뿐 아니라 VMS를 통해 불특정다수에게 제공되는 교통정보도 충분히 가치를 지니고 있음을 수적(numerical)으로 계량화하여 제시하였고, 둘째, 통행시간과 통행비용간의 한계대체율을 이용한 가치추정이 아닌 생존함수를 통해 교통정보의 가치모형을 정립하고 이의 통계적 신뢰성을 검증하였다는 데에 의의가 있다.
본 연구에서는 이중양분 선택형 설문형태의 조건부가치추정법(CVM; Contingent Valuation Method)으로 설문조사를 실시하였으며, 이 결과를 토대로 VMS 정보에 대한 도로 이용자의 WTP 함수를 생존함수형태로 정립하였다. 또한 생존함수에서 가정한 확률분포의 적합성과 추정된 계수의 안전성을 확인하기 위해 통계적 검증결과를 제시하였다.
교통정보에 대한 가치산정과 관련된 문헌을 검토한 결과 <표 1>과 같이 각 정보 유형 및 제공형태별로 정보가치가 상이한 것으로 나타났으며, 정보의 종류나 형태와 관계없이 교통정보 건당 평균 약 220원의 가치가 있는 것으로 분석되었다. 본 연구의 사전조사는 VMS에 대해 인지하고 있는 일반인 50인을 대상으로 실시하였으며, 기존 문헌에서 제시하고 있는 교통정보가치를 참조가치로 제시하여 이상치(outlier)가 나오지 않도록 고려하였다.
본 절에서는 WTP함수 계수의 안정성을 검토하기 위해 전체 표본을 A, B의 서브그룹으로 구분하고 이에 대한 가설 검정을 수행하였다. 귀무가설(h0)은 표본에서 무작위로 추출된 서브그룹의 WTP함수 계수는 안정적이라는 것이다.
)인 220원 보다 높고 이에 대해 지불의사가 있다고 응답한 Yes-Yes (a) 시나리오에 대한 설문결과는 <표 4>와 같다. 여기서 연령대가 50세 이상인 경우와 소득이 500만 원 이상인 경우와 같이 적정 표본수를 확보하지 못한 세부 카테고리는 평균 WTP 추정시 인접한 카테고리에 포함시켜 검토하였다.
이렇게 구해진 자료에서 설정된 금액의 함수형태로 “예”라고 응답한 응답자의 비율을 조사함으로써 특정가치에 대한 평균 WTP를 구하게 된다.
따라서 의학통계에서 사용하는 생존함수를 CVM에 응용하여 사용하는 것이다. 이에 본 연구에서는 이중양분형 선택형의 CVM설문을 시행하고 생존함수로 추정하였다.
이에 통계적으로 유의한 VMS 만족도와 소득변수, 운전빈도6)만으로 WTP함수를 최종 설정하였으며, 3가지 확률분포 가정에 따른 통계적 유의성 검토를 통해 분석 결과를 제시하였다.
대상 데이터
다만, 본 연구의 가치화 대상은 국도 이용자들을 대상으로 국도 VMS가 제공하는 교통정보이며, 국도 상에 설치된 VMS가 대부분 문자형임을 감안하여 설문 조사시 문자형 VMS가 참고용 그림으로 제시된 점을 밝혀 둔다. 또한 본 연구에서 다루는 교통정보는 공공단말을 통해 불특정 다수에게 방송(Broadcasting)되는 정보를 의미하며, 개인단말(Mobile)을 통해서 제공되는 맞춤형 교통정보는 다루지 않는다.
설문조사는 2007년 12월 3일부터 15일까지 13일에 걸쳐 국도 ITS 이용경험자를 대상으로 수행되었다. 총 422인을 조사하였으며 이중 유효설문인 387인을 대상으로 분석을 수행하였다.
설문조사는 2007년 12월 3일부터 15일까지 13일에 걸쳐 국도 ITS 이용경험자를 대상으로 수행되었다. 총 422인을 조사하였으며 이중 유효설문인 387인을 대상으로 분석을 수행하였다.
데이터처리
특히, 본 논문에서 연구하고자 하는 교통정보 가치 추정 모형을 정립하는데 명확한 해법을 제공하고 있는 논문이라고 할 수 있다. 이 논문에서는 지속시간을 산정하는데 적합한 위험함수를 적용하기 위해 우도비 테스트(Likelihood Ratio test)와 카이제곱 검정을 통해 해당 데이터를 통계적으로 가장 잘 설명하는 분포를 선정하였다.
이론/모형
CVM 분석을 위한 설문지는 이중제약 양분선택법으로 설계되었다. 양분선택형 질문법이란 응답자에게 사전 조사에서 결정된 WTP를 제시하고, 이 금액에 대한 지불의사 여부를 조사하는 방법이다.
성능/효과
LR 검정을 통한 위험함수 분포형태별 안정성 추정결과 안정성 측면에서 로그-로지스틱 분포가 웨이블분포보다 통계적 유의성이 높은 것으로 나타났다.
VMS 가치추정을 위해 본 연구에서는 양분선택형 질문법을 사용하여 설문조사에 따른 전략적 편의를 최소화하고자 하였으며, 로그-로지스틱 분포의 생존함수 분석을 통해 VMS 1개가 제공하는 교통정보는 운전자에게 최소한 약 44.6원의 가치가 있는 것으로 분석되었다. 유태호(2007)의 연구에서는 고속도로 VMS에서 제공하는 지체정보의 가치는 단거리 통행시 241원/건, 장거리 통행시 156원/건으로 산정되었다.
과 같이 웨이블분포와 로그-로지스틱분포에 대한 생존함수의 LR 테스트를 수행한 결과, 두 분포 모두 LR 테스트의 값이 기각역에 해당하는 값 보다 작은 것으로 나타나 서브그룹 A에서 추정된 βra와 서브그룹 B에서 추정된 βra가 같다는 귀무가설을 기각할 수 없다.
교통정보에 대한 가치산정과 관련된 문헌을 검토한 결과 과 같이 각 정보 유형 및 제공형태별로 정보가치가 상이한 것으로 나타났으며, 정보의 종류나 형태와 관계없이 교통정보 건당 평균 약 220원의 가치가 있는 것으로 분석되었다.
첫째, 교통정보가 제공됨으로써 차량들이 경로를 우회하고 이로 인해 본선의 통행시간이 줄어들고, 대안 경로의 이용 효율이 증가함으로써 네트워크 전체의 통행비용이 감소되어 생겨나는 편익이다. 둘째, 전방의 실시간 교통정보 제공에 의한 운전자의 심리적 안정감이다. 이는 이용자가 이러한 교통정보를 얻기 위해 지불할 의사가 있는 금액, 즉, 정보의 가치로 나타날 수 있는 편익이다.
실제 지불의사(WTP) 질문과 관계없이 설문응답자 중 89%가 VMS 정보에 가치가 있다고 응답한 것으로 나타났다. 또한 VMS의 가치수준을 초기제시액(w0) 기준으로 설문한 결과 w0보다 낮다는 의견이 57%, w0보다 높다는 의견이 43%로 나타났다.
설문대상 중 209인(54%)이 차내 단말기를 이용한 교통정보를 받아본 경험이 있는 것으로 나타났으며, 복수응답으로 제시된 교통정보 수신방법에 대해서는 라디오가 39%로 가장 높았고 그 다음으로 VMS가 33%로 나타났으며, 이외에는 인터넷, 휴대전화(무선 모바일), ARS 순으로 조사되었다.
설문대상 중 88%는 VMS 정보에 대한 만족도가 ‘중’이상이라고 응답하여 현재 제공되는 VMS 정보에 대한 이용자 만족도가 상당히 높은 것으로 조사되었다.
5% 수준으로 나타났는데, 이는 탑승자도 설문대상에 포함되었기 때문이다. 소득수준은 200～500만원 사이가 가장 많은 것으로 조사되었으며, 자가운전비율은 전체 응답자의 75%로 나타났다. 설문대상 중 88%는 VMS 정보에 대한 만족도가 ‘중’이상이라고 응답하여 현재 제공되는 VMS 정보에 대한 이용자 만족도가 상당히 높은 것으로 조사되었다.
실제 지불의사(WTP) 질문과 관계없이 설문응답자 중 89%가 VMS 정보에 가치가 있다고 응답한 것으로 나타났다. 또한 VMS의 가치수준을 초기제시액(w0) 기준으로 설문한 결과 w0보다 낮다는 의견이 57%, w0보다 높다는 의견이 43%로 나타났다.
웨이블분포를 가정했을 경우 위험함수형태는 와 같으며, 교통정보의 가치에 대한 WTP는 63.8원으로 분석되었다.
위험함수의 분포가 로그-로지스틱일 경우 평균 WTP는 57.4원으로 추정되어 웨이블분포일 경우와는 다른 결과를 나타내었으며, 과 같이 44.6원7) 까지는 위험도가 증가하다가 이후 위험도가 감소하는 형태를 보이고 있다.
David(2003)는 혼잡통행료의 성공은 전적으로 운전자의 지불의사(WTP)에 좌우된다고 주장하면서 미국 샌디에고 I-15 고속도로 이용자를 대상으로 현시선호(RP; Revealed Preference)설문을 통해 오전 첨두시의 혼잡(즉, 출근시간)을 줄이기 위해 기꺼이 지불할 수 있는 금액(WTP)을 추정하였다. 이 논문은 현시선호를 사용하여 WTP를 추정한 점이 특이하며, 결과적으로 기존의 잠재선호(Stated Preference) 설문에 의한 가치 추정 결과(시간당 $ 3.5～5(시급의 15～25% 수준))에 비해 훨씬 높은 수준의 지불의사액(시간당 30달러)이 추정되었다. 또한 혼잡통행료에 대한 지불의사액은 통근 목적통행일 경우, 가구소득이 높을 경우, 여성일 경우, 35～45세일 경우, 교육수준이 높고 주택을 보유한 경우에 높아진다고 제시하였다.
과 소유효과(endowment effect) 측면에서 검토하였다. 장거리 통행을 담당하는 6개 수단에 대한 로짓모형을 변수와 제약조건이 다른 4가지 형태로 설정하여 이에 대한 가치를 산정한 결과 시간가치에 대해 관측된 WTA가 WTP보다 1.5～2배 정도 큰 것으로 나타났다. 즉, 기대이론 때문에 WTP와 WTA는 비대칭으로 나타나므로 시간가치 산정시 WTP와 WTA의 차이를 줄이는 것이 중요하다고 주장하고 있다.
실시간 교통정보를 통해서 얻을 수 있는 이용자 편익은 크게 두 가지 형태로 구분될 수 있다. 첫째, 교통정보가 제공됨으로써 차량들이 경로를 우회하고 이로 인해 본선의 통행시간이 줄어들고, 대안 경로의 이용 효율이 증가함으로써 네트워크 전체의 통행비용이 감소되어 생겨나는 편익이다. 둘째, 전방의 실시간 교통정보 제공에 의한 운전자의 심리적 안정감이다.
확률분포별 위험함수 분석결과는 과 같으며, 지수분포를 전제한 위험함수의 경우 상수를 제외한 모든 변수값이 통계적으로 유의하지 않아 WTP를 추정하는데 적합하지 않은 것으로 나타났다.
후속연구
가치화 대상인 실시간 교통정보의 제공매체를 내비게이션이나 모바일로 고려한다면 이미 형성된 시장가격을 통해 정보의 가치를 파악할 수 있을 것이다. 그러나 본 연구는 VMS와 같이 불특정다수를 대상으로 제공되는 공공 교통정보에 대한 가치 산정을 목적으로 하므로 직접적인 측정방법보다는 CVM을 활용한 간접적 측정방법이 효율적일 것으로 판단된다.
다만 정보가치의 신뢰성 확보 측면에서 정보가치에 대한 시·공간적 전이성은 향후 심도 깊은 검토가 필요할 것으로 판단된다.
구체적인 공공시설투자평가지침 적용방안에 대해서는 학계를 비롯한 산·관·연의 심도 깊은 논의가 뒷받침되어야 할 것이다. 다만, 본 연구에서는 간략한 방안을 제언하고자 한다.
지금도 VMS가 주요 제공매체로서 설치되고 있으며, 정보 접근성에 대한 형평성문제 때문에 향후 개인단말이 확대·보급된다고 하더라도 VMS와 같은 공공단말을 통해 불특정 다수를 위한 교통정보가 제공될 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
ITS 사업은 어떤 사업인가?
ITS(Intelligent Transportation System)사업은 기존 도로의 이용 효율을 증대시키고 이용자의 실시간 교통정보에 대한 니즈를 충족시키기 위한 사업으로 도로 및 철도와 같은 물리적 SOC(Social Overhead Capital) 사업의 편익구조를 적용하는데 한계가 있다.
ITS 사업은 어떤 한계가 있나?
ITS(Intelligent Transportation System)사업은 기존 도로의 이용 효율을 증대시키고 이용자의 실시간 교통정보에 대한 니즈를 충족시키기 위한 사업으로 도로 및 철도와 같은 물리적 SOC(Social Overhead Capital) 사업의 편익구조를 적용하는데 한계가 있다.
실시간 교통정보를 통해서 얻을 수 있는 이용자 편익은 크게 두 가지 형태로 구분될 수 있는데, 이는 무엇인가?
실시간 교통정보를 통해서 얻을 수 있는 이용자 편익은 크게 두 가지 형태로 구분될 수 있다. 첫째, 교통정보가 제공됨으로써 차량들이 경로를 우회하고 이로 인해 본선의 통행시간이 줄어들고, 대안 경로의 이용 효율이 증가함으로써 네트워크 전체의 통행비용이 감소되어 생겨나는 편익이다. 둘째, 전방의 실시간 교통정보 제공에 의한 운전자의 심리적 안정감이다. 이는 이용자가 이러한 교통정보를 얻기 위해 지불할 의사가 있는 금액, 즉, 정보의 가치로 나타날 수 있는 편익이다.
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