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문제 정의
- 이에 본 연구에서는 중앙버스전용차로제의 도입 효과를 미시적 시뮬레이션(VISSIM)으로 효과분석을 실시하고, 자가용 이용자에게 시뮬레이션 분석결과를 제시하여 대중교통수단인 버스로의 통행수단선택 전환에 영향을 미치는 요인들을 분석하는데 그 목적이 있다.
제안 방법
- 설문을 하는 데 있어 8가지 종류의 이유를 응답자에게 제시한 후 1순위부터 3순위까지 선택하게 하였다. 그리고 각각의 순위에 따른 이유의 빈도를 산출하여 1순위에 3점, 2순위에 2점, 3순위에 1점을 부과하여 가중 합을 산출하였다.
- 심운섭(2004)은 도로여건상 양방향으로 중앙버스전용차로를 설치하기 어려운 왕복 6차로의 도로에 설치 운영 되고 있는 가변식 중앙버스전용차로의 효과분석에 관한 연구를 실시하였다. 대상구간인 서울~수원간 국지도 23호선(6차로, 폭 30m)에 가변식과 가로변 버스전용차로제를 적용하여 CORSIM 을 통해 버스 및 전체 통행차량에 대한 통행속도, 통행시간, 지체시간, 통행대수, 총 통행인원 등을 비교하여 대안별 효율성을 평가하였다. 그 결과 방향별 교통량의 편차가 크고 도로여건상 양방향 중앙버스전용차로를 설치하기 어려운 왕복 6차로의 도로에 가변식 중앙버스전용차로제를 도입할 경우, 가변차로와 중앙버스전용차로의 동시 운영효과를 통해 용량을 극대화함으로써 교통흐름을 개선하는데 기여하는 것으로 나타났다[18].
- 이때 시뮬레이션 분석결과 수치와 분석과정에서 나타난 교통소통상태의 변화를 설문지에 명시하여 응답자로 하여금 이해를 도울 수 있게 하였다. 또한 버스로의 통행수단선택 전환을 하지 않은 응답자에게 교통소통상태의 변화에도 불구하고 버스를 이용하지 않는 이유에 대해서 설문을 진행하였다.
- 본 연구는 시뮬레이션 분석결과를 자가용 이용자에게 중앙버스전용차로제가 도입된 가상적인 교통상황으로 제시하였을 경우, 개인 및 가구의 특성과 통행과정에 관한 개인의 효용특성이 자가용에서 대중교통인 버스로의 통행수단선택 전환에 어느 정도의 영향력을 미치는지 이항로짓모형을 통해 분석하였다.
- 본 연구에서 분석에 사용한 설명변수는 기존의 연구고찰을 통하여 통행수단선택에 유의하다고 판단되는 요인들을 추출하였다. 설정된 설명변수는 개인 및 가구특성과 통행과정에 관한 개인의 효용특성으로 구성하였으며, 자세한 내용은 아래의 <표 2>와 같다.
- 본 연구에서는 시뮬레이션 분석에 앞서 각종 문헌자료 조사 및 연구대상지역의 교통현황조사를 통해 현황분석을 실시하고 이를 바탕으로 시뮬레이션을 구현하였다.
- 설문을 하는 데 있어 8가지 종류의 이유를 응답자에게 제시한 후 1순위부터 3순위까지 선택하게 하였다. 그리고 각각의 순위에 따른 이유의 빈도를 산출하여 1순위에 3점, 2순위에 2점, 3순위에 1점을 부과하여 가중 합을 산출하였다.
- 앞서 설정된 변수들에 대한 데이터를 얻기 위하여 개인 및 가구특성으로 성별, 연령, 직업, 가구 월평균소득수준을 질문항목에 포함하였으며, 통행과정과 관련된 개인의 효용특성 파악을 위하여 목적지까지의 통행거리, 목적지의 주차의 용이성, 중앙버스전용차로의 경험 유ㆍ무에 관한 질문을 포함하였다. 이때 시뮬레이션 분석결과 수치와 분석과정에서 나타난 교통소통상태의 변화를 설문지에 명시하여 응답자로 하여금 이해를 도울 수 있게 하였다.
- 김성희(2001)는 개인자가용의 의존도를 낮추고 보행위주ㆍ대중교통위주의 교통정책 및 지역개발을 위하여 통행수단선택에 영향을 미치는 요인을 개인 및 가구특성으로 성별, 나이, 연간총소득, 직업, 자가용 보유대수, 가족수 등의 변수로 분류하였다. 이때 개인의 효용 특성을 통행비용과 통행시간으로 분류하여 이항 로짓분석을 실시하였다. 특히, 대중교통수단으로의 접근거리와 대중교통이용률과의 관계를 살펴보고, 대중교통이 이용률을 제고할 수 있는 주거지에서의 적정한 보행접근거리를 제시하였다[11].
- 교통량의 경우 대전광역시에서 제시한 「대전광역시 2011년도 교통조사 및 분석보고서」를 참고하고 부족한 부분은 현장조사를 통해 보완하였다. 이를 바탕으로 시뮬레이션 적용시 교통량이 가장 많이 발생하고 변동이 적은 평일 오전첨두시간 중 시뮬레이션 분석시 1시간 교통량을 적용해야하는 점에 착안하여 오전첨두시간인 08시~09시를 적용하였다.
- 이에 본 연구에서는 교통시뮬레이션을 활용하여 중앙버스전용차로제의 분석결과를 자가용 이용자에게 가상적인 상황으로 제시하고 이를 토대로 통행수단선택에 영향을 미치는 요인들을 분석하였다는 점에서 그 차별성이 있다.
- 김정빈(2010)은 버스교통량에 따른 중앙버스 전용차로 적용시 통행속도와 총 통행시간을 분석하여 중앙버스전용차로 적용기준에 관한 연구를 하였다. 임의의 도로구현 및 교통조건과 신호조건을 마련하고 VISSIM을 통해 편도 3ㆍ4차로의 중앙버스전용차로 시행 전ㆍ후의 통행속도를 비교하였다. 그 결과 자가용의 경우 시행 전 19.
- 중앙버스전용차로 시행 시 교통소통상황의 변화가 자가용 이용자의 통행에 불편함이 생김에도 불구하고 버스로의 통행수단선택 전환을 하지 않은 이유에 대해서 설문조사를 실시하였다. 자가용 이용자가 버스로의 통행수단선택 전환을 하지 않는 이유가 여러 가지가 될 수 있으므로 자료가 제공하는 정보의 누락을 최소화 할 수 있는 다중응답 설문을 실시하였다.
- 중앙버스전용차로 시행 시 교통소통상황의 변화가 자가용 이용자의 통행에 불편함이 생김에도 불구하고 버스로의 통행수단선택 전환을 하지 않은 이유에 대해서 설문조사를 실시하였다. 자가용 이용자가 버스로의 통행수단선택 전환을 하지 않는 이유가 여러 가지가 될 수 있으므로 자료가 제공하는 정보의 누락을 최소화 할 수 있는 다중응답 설문을 실시하였다.
대상 데이터
- 정만근(2008)은 중앙버스전용차로제의 효율성 제고를 위한 도로 및 교통운영체계 수립을 위한 연구를 실시하였다. 대상구간은 2004년 7월 1일 개통한 도봉ㆍ미아로를 선정하였으며 분석도구로는 VISSIM을 이용하였다. 분석결과 평균통행속도 오후첨두시간대를 기준으로 15.
- 김진석(2006)은 VISSIM을 이용하여 버스시스템의 유형 중 가로변, 중앙, 혼잡차로제와 교통량의 변화에 따른 대중교통 및 일반차량의 속도를 비교하여 산출된 결과를 비교ㆍ검증하였으며, 차량속도와 차종에 따른 대기오염 배출량을 측정하여 교통량이 환경오염 분야에 미치는 영향을 분석하였다. 대상구간은 전주시 여의광장 사거리에서 경기장 사거리까지의 구간으로 하였으며 첨두시 1시간 교통량을 비교하였다. 그 결과 타 차로제와 비교하여 중앙버스차로제를 시행 했을 경우 평균통행속도는 가장 많이 향상되었으며, CO2 대기 배출량은 가장 적은 양이 배출되는 것으로 나타났다[8].
- 본 연구에서는 대전광역시의 주요 간선도로인 대덕대로(대덕대교4~계룡4, 2.6km) 및 계룡로(월평 3~서대전4, 6.3km)를 공간적 범위로 설정하였으며, 교통량이 가장 많이 발생하고 변동이 적은 평일 오전첨두시간 중 시뮬레이션 분석 시 1시간 교통량을 적용하는 점에 착안하여 오전첨두시간인 08시~09시를 시간적 범위로 설정하였다.
- 설문조사가 실시된 구간은 계룡로 및 대덕대로로 일대에서 이루어졌으며, 그 중 운전면허를 취득하고 자가용을 이용하여 통행하는 20세 이상 모든 사람을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 설문조사의 기간은 2013년 2월 19일부터 22일까지 4일간 이루어졌으며, 설문내용에 관하여 사전교육을 받은 조사원 5명의 면접조사에 의해 총 300부의 설문조사가 이루어졌다.
- 설문조사가 실시된 구간은 계룡로 및 대덕대로로 일대에서 이루어졌으며, 그 중 운전면허를 취득하고 자가용을 이용하여 통행하는 20세 이상 모든 사람을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 설문조사의 기간은 2013년 2월 19일부터 22일까지 4일간 이루어졌으며, 설문내용에 관하여 사전교육을 받은 조사원 5명의 면접조사에 의해 총 300부의 설문조사가 이루어졌다. 회수된 설문지 중에서 오류 또는 불성실한 응답을 제외하여, 본 연구에서 총 276부의 유효표본이 설문조사자료로 이용되었다.
- 설문조사의 기간은 2013년 2월 19일부터 22일까지 4일간 이루어졌으며, 설문내용에 관하여 사전교육을 받은 조사원 5명의 면접조사에 의해 총 300부의 설문조사가 이루어졌다. 회수된 설문지 중에서 오류 또는 불성실한 응답을 제외하여, 본 연구에서 총 276부의 유효표본이 설문조사자료로 이용되었다.
이론/모형
- 신호운영의 경우 중앙버스전용차로를 적용했을 시에는 직진하는 버스와 좌회전하려는 차량 간의 상충이 발생하기 때문에 기존 신호운영을 그대로 적용할 수가 없다. 따라서 신호운영의 변화가 불가피하기 때문에 본 연구에서는「KHCM : 한국도로용량편람(2005년)」[16]을 활용하여 신호현시의 변화에 따른 신호최적화를 실시하여 이를 시뮬레이션 구현 시 적용하였다.
- 우선, 기하구조 설계 시 가로변버스전용차로의 기본방향은 현재 대전광역시에 구축되어있는 교통현황을 바탕으로 설계하였으며, 중앙버스전용차로의 설계 기본방향은 국토해양부에서 제시한「버스전용차로 설치 및 운영지침(2008년 개정)」[15]과 「간선급행버스체계(BRT)설계지침(2010년)」[14]을 준용하여 설계하였다.
- 위의 식에서 파라미터 β의 추정은 최우추정법(Maximum Likelihood Estimation : MLE)을 이용하여 추정할 수 있다.
- 이러한 이분형 변수(Binary Variable)는 일반적인 회귀분석에서와 같이 정규분포를 따르는 것이 아니라 이항분포를 따르게 된다. 종속변수가 이분형 척도로 측정된 경우에는 이항로짓모형(Binary Logit Model)을 사용하여 독립변수와 종속변수간의 관계를 분석할 수 있다.
성능/효과
- 대상구간인 서울~수원간 국지도 23호선(6차로, 폭 30m)에 가변식과 가로변 버스전용차로제를 적용하여 CORSIM 을 통해 버스 및 전체 통행차량에 대한 통행속도, 통행시간, 지체시간, 통행대수, 총 통행인원 등을 비교하여 대안별 효율성을 평가하였다. 그 결과 방향별 교통량의 편차가 크고 도로여건상 양방향 중앙버스전용차로를 설치하기 어려운 왕복 6차로의 도로에 가변식 중앙버스전용차로제를 도입할 경우, 가변차로와 중앙버스전용차로의 동시 운영효과를 통해 용량을 극대화함으로써 교통흐름을 개선하는데 기여하는 것으로 나타났다[18].
- 임의의 도로구현 및 교통조건과 신호조건을 마련하고 VISSIM을 통해 편도 3ㆍ4차로의 중앙버스전용차로 시행 전ㆍ후의 통행속도를 비교하였다. 그 결과 자가용의 경우 시행 전 19.4km/h에서 시행 후 15.7km/h로 3.7km/h 감소하였고, 버스의 경우 시행 전 11.5km/h에서 시행 후 14.1km/h로 2.6km/h 증가하는 것으로 나타났다. 편도3차로의 교통량 1200대와 1500대에서는 버스교통량 200대 이상일 경우 효과가 있고, 교통량 1800대에서는 250대 이상일 경우 효과가 있었다.
- 대상구간은 전주시 여의광장 사거리에서 경기장 사거리까지의 구간으로 하였으며 첨두시 1시간 교통량을 비교하였다. 그 결과 타 차로제와 비교하여 중앙버스차로제를 시행 했을 경우 평균통행속도는 가장 많이 향상되었으며, CO2 대기 배출량은 가장 적은 양이 배출되는 것으로 나타났다[8].
- 미시적 시뮬레이션을 통한 분석의 진행과정과 결과를 살펴보면 가로변버스전용차로에서 중앙버스전용차로로 전환하면서 버스정류장 및 전용차로가 도로 중앙에 위치하게 되므로 일반차량들이 이용할 수 있는 차로가 감소하게 되어 통행 시에 많은 불편함이 발생되는 것으로 나타났다.
- 미시적 시뮬레이션을 통해 가로변버스전용차로와 중앙버스전용차로를 각각 적용하여 평균지체시간를 분석한 결과 계룡로의 경우 일반차량의 평균지체시간은 224.76초에서 297.52초로 72.76초 증가하였으며, 버스의 평균지체시간은 255.74초에서 244.19초로 11.55초 감소하였다. 대덕대로의 경우 일반차량의 평균지체시간은 311.
- 미시적 시뮬레이션을 통해 가로변버스전용차로와 중앙버스전용차로를 각각 적용하여 평균통행속도를 분석한 결과 계룡로의 경우 일반차량의 평균통행속도는 19.14km/h에서 18.72km/h로 0.42km/h감소하였으며, 버스의 평균통행속도는 16.20km/h에서 23.14km/h로 6.94km/h증가하였다. 대덕대로의 경우 일반차량의 평균통행속도는 17.
- 분석결과 주차의 용이성이 가장 높은 영향력을 나타냈으며, 중앙버스전용차로의 경험 유ㆍ무, 목적지까지의 통행거리, 소득수준의 순서로 나타났다. 반면에 성별, 연령, 직업의 독립변수의 경우 통계적으로 유의하지 않아 영향력이 없는 요인으로 나타났다.
- 대상구간은 2004년 7월 1일 개통한 도봉ㆍ미아로를 선정하였으며 분석도구로는 VISSIM을 이용하였다. 분석결과 평균통행속도 오후첨두시간대를 기준으로 15.5km/h에서 23.2km/h로 크게 개선되었고, 교차로 지체는 평균 37.16초/대가 감소하였으며 서비스 수준은 D급 이상으로 향상된 것으로 나타났다[4].
- 에 따라 버스로의 통행수단선택 전환을 하지 않는 이유에 대한 분석결과를 살펴보면 “버스를 기다리는 것이 오래 걸려서”가 438점(전체 가중합 중 31.3%)으로 가장 높은 점수를 얻었으며, “자가용 이용 시 버스보다 목적지 변동에 따른 경로선택 및 전환이 용이해서”가 400점(28.6%), “직업의 특성상 개인자가용을 이용해야 해서”가 176(12.6%), “버스의 노선 및 환승체계가 복잡하여서”가 147(10.5%), “버스 요금이 비싸기 때문에(현행 요금1,100원)”가 114점(8.2%), “버스 내부의 시설이 열악하여서”가 62점(4.4%), “버스의 정류장 시설의 불청결 및 관리가 미흡해서 34점(2.4%), ”기사의 불친절 및 안내 서비스가 형편없어서“가 27점(1.9%)로 나타났다.
- 성현곤(2008)은 서울시의 주차 및 대중교통여건이 통행목적별 교통수단선택에 미치는 영향에 대해서 이항로짓모형을 이용하여 연구를 실시하였다. 연구결과 사람들은 교통수단으로 승용차를 선택 시 차량이용 여건과 주차용이성에 가장 민감한 반응이 나타났으며, 대중교통 선택 시 대중교통수단에 상관없이 개인에게 접근성이 가장 좋은 수단을 선택하는 반응이 나타났다[17].
- 이를 종합해보면 소득 낮고 통행거리가 짧으며, 목적지의 주차가 용이하지 않을수록, 또한 중앙버스전용차로의 통행 경험이 있을수록 버스로의 통행수단선택을 전환할 의사가 있는 것으로 파악할 수 있겠다. 이에 따른 통행수단선택 전환률을 <표 7>에 의해 살펴보면 전체적인 모형의 예측정확도는 91.
- 이에 따른 통행수단선택 전환률을 에 의해 살펴보면 전체적인 모형의 예측정확도는 91.7%이고, 버스로의 통행수단선택 전환은 276명 중 32명으로 11.6%이며, 실제설문조사의 결과인 15.6%와 비교했을 때 4%의 오차가 나타났다.
- 이에 버스로의 통행수단선택 전환을 하지 않은 이유에 대하여 순위형 다중응답설문을 실시한 결과 “버스를 기다리는 것이 오래 걸려서”가 438점(전체 가중합 중 31.3%)으로 가장 높은 점수를 얻었으며, “자가용 이용 시 버스보다 목적지 변동에 따른 경로선택 및 전환이 용이해서”가 400점(28.6%), “직업의 특성상 개인자가용을 이용해야 해서”가 176(12.6%), “버스의 노선 및 환승체계가 복잡하여서”가 147(10.5%), “버스 요금이 비싸기 때문에(현행 요금 1,100원)”가 114점(8.2%)으로 각각 1순위부터 5순위까지의 이유가 나타났다.
- 조사결과 남녀, 연령대, 직장인과 비직장인, 소득수준, 통행목적지까지의 거리, 목적지의 주차용이성은 모두 고른 분포율을 보이고 있으며, 중앙버스전용차로의 경험 유ㆍ무에서는 경험이 없는 사람(62.7%)이 경험이 있는 사람(37.3%)보다 25.4% 더 많은 비율을 나타냈다. 또한 자가용에서 버스로의 통행수단선택 전환 비율은 15.
- 즉, 소득수준, 목적지까지의 통행거리, 주차의 용이성, 중앙버스전용차로 경험의 유ㆍ무는 독립변수로서 영향력을 가지며 통계적으로 유의미하지만 성별, 연령, 직업의 독립변수는 그렇지 않은 것으로 나타났다. 또한 종속변수에 미치는 영향력 정도에 관한 서열을 파악하기 위해 Wald 통계량2)을 살펴보면 주차의 용이성, 중앙버스전용차로 경험의 유ㆍ무, 목적지까지의 통행거리, 소득수준의 순서로 영향력을 미치는 것으로 나타났다.
후속연구
- 따라서 향후 연구과제로는 분석시간대를 첨두시간에서 비첨두시간까지 확대하고 통행비용(유류비의 변동), 통행목적 등의 변수들 까지 포함하여 보다 세분화되고 구체화된 연구가 진행될 필요성이 있다. 그리고 중앙버스전용차로제의 정책적 홍보를 개선방안으로 제시하여 대중교통이용활성화에 대한 것을 설문과정에서 중앙차로 도입효과를 제시한 그룹과 제시하지 않은 그룹을 향후에 더 연구가 진행되야 될 것이다.
- 따라서 연구의 대상지인 대전광역시의 대덕대로(대덕대교4~계룡4) 및 계룡로(월평3~서대전4)에 중앙버스전용차로제를 시행했을 경우, 본 연구의 결과보다 높은 통행수단선택 전환률이 이루어지려면 버스의 이용에 따른 개인의 효용 극대화와 배차간격의 축소, 버스 노선 및 환승에 대한 안내 서비스향상, 중앙버스전용차로제 시행에 따른 정책홍보와 다양한 노선발굴 및 서비스제공이 되도록 적극적으로 이루어져야 한다고 판단된다.
- 따라서 향후 연구과제로는 분석시간대를 첨두시간에서 비첨두시간까지 확대하고 통행비용(유류비의 변동), 통행목적 등의 변수들 까지 포함하여 보다 세분화되고 구체화된 연구가 진행될 필요성이 있다. 그리고 중앙버스전용차로제의 정책적 홍보를 개선방안으로 제시하여 대중교통이용활성화에 대한 것을 설문과정에서 중앙차로 도입효과를 제시한 그룹과 제시하지 않은 그룹을 향후에 더 연구가 진행되야 될 것이다.
- 적절한 교통정책의 시행을 위해 통행수단에 관한 연구는 계속적으로 이루어져야하며, 보다 정확한 수요예측을 위해 통행수단 선택에 영향을 줄 수 있는 변수들에 관한 연구도 지속적으로 진행되어야 한다. 이런 차원에서 본 연구의 의의가 있다고 볼 수 있다.
- 하지만 본 연구는 그 대상의 범위가 대전광역시의 2개의 간선도로로 특정지역의 특성이 반영되었다는 점과 시간적 범위가 첨두시간에 한정되었다는 점, 개인 및 가구의 특성과 통행과정에 관한 개인의 효용특성만을 변수로 설정한 점에서 어느 정도 한계성을 지닌다.
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