최근 차세대 고속열차에 대한 기술적 검토가 마무리됨에 따라, 실용화 방안에 대한 연구가 본격적으로 진행되고 있다. 차세대 고속열차를 도입하기 위해서는 수요예측을 통한 타당성 분석이 선행되어야 한다. 이에 본 연구에서는 차세대 고속열차 운행특성을 고려한 적정 수단분담모형을 개발하는 것을 목적으로 하고 있다. 즉, 차세대 고속열차의 경우 기존 고속열차와의 관계에 따라 다항로짓모형과 네스티드로짓모형 중 적절한 모형을 선택하는 과정이 필요하다. 수단분담모형 구축을 위해 지역 간 통행자의 통행행태 조사를 통해 현재 및 장래 수단선호도 조사를 실시하였다. 통행시간과 통행비용으로 구성된 효용함수를 추정하기 위하여 Limdep 8.0 NLOGIT 3.0 package를 이용하여 다항로짓모형과 네스티드로짓모형을 개발하였다. 구축된 각 모형의 경우 통계적 유의성은 어느 정도 확보되는 것으로 나타났다. 다만, IIA TEST에서 IV Parameter가 약 0.521로 0과 1사이에 위치하여, 향후 모형적용 시 네스티드로짓모형이 적합한 것으로 분석되었다. 또한, 차세대 고속열차가 도입될 경우 모형의 적용과정에서 국가교통DB의 수정보완 필요성과 적용방안을 제시함으로써, 합리적인 수요분석을 위한 토대를 마련하는데 기여를 할 것으로 기대된다.
최근 차세대 고속열차에 대한 기술적 검토가 마무리됨에 따라, 실용화 방안에 대한 연구가 본격적으로 진행되고 있다. 차세대 고속열차를 도입하기 위해서는 수요예측을 통한 타당성 분석이 선행되어야 한다. 이에 본 연구에서는 차세대 고속열차 운행특성을 고려한 적정 수단분담모형을 개발하는 것을 목적으로 하고 있다. 즉, 차세대 고속열차의 경우 기존 고속열차와의 관계에 따라 다항로짓모형과 네스티드로짓모형 중 적절한 모형을 선택하는 과정이 필요하다. 수단분담모형 구축을 위해 지역 간 통행자의 통행행태 조사를 통해 현재 및 장래 수단선호도 조사를 실시하였다. 통행시간과 통행비용으로 구성된 효용함수를 추정하기 위하여 Limdep 8.0 NLOGIT 3.0 package를 이용하여 다항로짓모형과 네스티드로짓모형을 개발하였다. 구축된 각 모형의 경우 통계적 유의성은 어느 정도 확보되는 것으로 나타났다. 다만, IIA TEST에서 IV Parameter가 약 0.521로 0과 1사이에 위치하여, 향후 모형적용 시 네스티드로짓모형이 적합한 것으로 분석되었다. 또한, 차세대 고속열차가 도입될 경우 모형의 적용과정에서 국가교통DB의 수정보완 필요성과 적용방안을 제시함으로써, 합리적인 수요분석을 위한 토대를 마련하는데 기여를 할 것으로 기대된다.
The next generation high-speed train, HEMU-430X, was developed and is now being tested. However, the existing mode choice models based on the guidelines for feasibility studies do not consider a high-speed train with a higher speed than KTX. This limitation might result in inaccurate demand forecast...
The next generation high-speed train, HEMU-430X, was developed and is now being tested. However, the existing mode choice models based on the guidelines for feasibility studies do not consider a high-speed train with a higher speed than KTX. This limitation might result in inaccurate demand forecasting. In this research, a stated preference survey was conducted in order to supplement the problem by considering the characteristics of HEMU-430X. Based on the survey results, this research developed two mode choice models, including a multinomial logit model and a nested logit model. For this purpose, the utility functions of travel time and travel costs were estimated using a Limdep 8.0 NLOGIT 3.0 package. After comparing the two models, it was concluded that the nested logit model is appropriate. The paper suggested a plan to implement the nested logit model and presented a policy implication.
The next generation high-speed train, HEMU-430X, was developed and is now being tested. However, the existing mode choice models based on the guidelines for feasibility studies do not consider a high-speed train with a higher speed than KTX. This limitation might result in inaccurate demand forecasting. In this research, a stated preference survey was conducted in order to supplement the problem by considering the characteristics of HEMU-430X. Based on the survey results, this research developed two mode choice models, including a multinomial logit model and a nested logit model. For this purpose, the utility functions of travel time and travel costs were estimated using a Limdep 8.0 NLOGIT 3.0 package. After comparing the two models, it was concluded that the nested logit model is appropriate. The paper suggested a plan to implement the nested logit model and presented a policy implication.
본 연구에서는 지역 간 통행행태 조사를 통해 차세대 고속열차를 반영한 다항로짓모형과 네스티드로짓모형을 개발하였다.
이에 따라 본 연구에서는 차세대 고속열차(HEMU430X)의 도입을 위한 교통수요예측 과정에서 차세대 고속열차의 특성을 고려하기 위하여 적정 수단분담모형을 개발하고, 현 투자평가체계하에서의 모형 적정성을 검토하고자 한다.
가설 설정
대안별 효용함수(Utility Function)은 대안특별상수(Mode Specific Constants), 통행시간, 통행비용의 조합으로 구성되며, 각 변수의 한계효과(Marginal Effiect)를 의미하는 계수는 대안특별상수(Mode Specific Constants), 대안일반변수(Mode Abstract Variable)로 구분할 수 있다. 본 연구에서는 기존 수단분담모형과 일관성을 고려하고, 통행자들의 시간과 비용에 대한 탄력도는 수단에 대한 차별성이 없음을 가정하여, 대안일반변수의 형태로 효용함수를 구성하였으며, 대안특별상수는 차세대 고속열차를 기준으로 설정하였다.
제안 방법
0 package를 이용하여 다항로짓모형과 네스티드로짓모형의 효용함수를 도출한다. 도출된 결과를 토대로 차세대 고속열차(HEMU-430X)의 수단특성을 합리적으로 설명하는 모형을 도출하여 국내 적용방안에 대하여 제시한다.
차세대 고속열차(HEMU-430X) 도입에 따른 적정 수단분담모형을 개발하기 위하여 먼저 지역간 통행자를 대상으로 통행행태조사를 수행하여 수단선호도를 조사한 후, 이를 토대로 Limdep 8.0 NLOGIT 3.0 package를 이용하여 다항로짓모형과 네스티드로짓모형의 효용함수를 도출한다. 도출된 결과를 토대로 차세대 고속열차(HEMU-430X)의 수단특성을 합리적으로 설명하는 모형을 도출하여 국내 적용방안에 대하여 제시한다.
데이터처리
최대우도함수(Maximum Likehood Function)의 극값을 찾는 과정은 Newton-Rhapson법 등의 수치해석법을 적용하였으며, 편의상 로짓모형 분석패키지인 Limdep 8.0 NLOGIT 3.0을 이용하였다.
이론/모형
교통분야에서는 1980년대부터 수요예측을 위해 사용되어 왔으며, 특히 기존에 존재하지 않았던 통행수단의 도입에 따른 수요를 예측하는 기법으로 널리 사용되어왔다. 잠재선호조사 기법에는 일반적으로 조건부 가치추정법(CVM, Contingent Valuation Method)과 선택실험법(CE, Choice Experiment)으로 구분되며, 본 연구에서는 응답자에게 현재 수단과 함께 차세대 고속열차를 제시하여 선호하는 수단을 선택할 수 있도록 선택실험법을 이용하였다(Fowkes and Wardman, 1988).
고속열차의 통행행태 조사를 위해 본 연구에서는 잠재선호조가 기법을 준용하였다. 잠재선호조사란 가상의 상황을 제시하고 이에 대한 개인의 의사결정을 유도함으로써 심리적으로 내재되어 있는 개인의 선호, 의식, 의향 등을 조사하는 기법으로 이때 가상적인 대안을 대표하는 설명변수 즉, 서비스나 특성으로 표현된다.
성능/효과
01이 높아 상대적으로 설명력이 우수하나, 상수를 포함한 각 파라미터의 유의성은 더 낮게 나타나 통계적으로 어떤 모형의 설명력이 높은지에 대해서는 명확하게 판단하기 어려운 것으로 사료된다. 다만, IIA TEST에서 KTX와 차세대 고속열차를 RAIL로 그룹화 할 경우 IV Parameter 가 약 0.521로 0과 1사이에 위치하므로, 차세대 고속열차가 도입될 경우 기존의 KTX와는 유사한 속성이 있는 수단으로 나타나, 향후 모형적용 시 네스티드로짓모형이 적합한 것으로 나타났다.
설문조사는 지역 간 통행이 잦은 고속도로 휴게소, 버스터미널, KTX 정차역 등에서 600명을 대상으로 수행하였으며 수단별 통행시간(접근시간+차내시간)과 통행 비용을 제시한 후, 수단을 선택하도록 하였다. 설문조사 결과 장래 차세대 고속열차(HEMU-430X) 도입시 수단선택비율을 살펴보면 KTX가 188명(31.2%)으로 가장 많았으며, HEMU-430X 183명(30.4%), 승용차 120명(19.9%), 고속버스 111명(18.4%) 순으로 조사되어, KTX와 HEMU-430X 이용 비율이 비슷한 것으로 분석되었다.
모형개발결과 다항로짓모형에 비해 네스티드로짓모형이 차세대 고속열차 교통수요예측에 더 현실적으로 설명하는 것으로 판단하였다. 하지만 현 시점에서 교통수요 예측 시 사용되는 수단분담모형은 일반적으로 분석이 용이한 다항로짓모형이 사용되고 있기 때문에, 네스티드로짓모형을 적용하는데에는 다음과 같은 한계가 있다.
후속연구
본 연구의 한계점으로 지역간 통행행태 조사를 위해 약 600부 정도의 표본조사 결과를 바탕으로 차세대 고속열차 도입에 따른 수단분담모형을 추정하였으나, 좀 더 현실적인 모형을 구축하기 위해 표본수의 확대가 필요하며, 네스티드로짓모형의 객관적인 검토를 위해 네트워크 기반의 교통수요예측 통한 모형의 실용화 가능성을 세부적으로 검토가 필요하다. 또한, 본 연구에서 제시한 모형은 모형적합도 측면에서 좋아졌다고 할 수 있으나, 시간가치 측면에서 다소 상이한 측면이 있으므로, 향후 어떤 모형을 사용할 것인가에 대한 실증적인 연구가 필요할 것으로 판단됨은 물론, 수단분담에서의 독립변수인 통행시간, 통행비용외 수단을 선택할 때의 통행행태를 연구하여 변수를 추가함으로써 좀 더 현실적인 모형구축을 위한 연구가 필요할 것으로 판단된다.
본 연구의 한계점으로 지역간 통행행태 조사를 위해 약 600부 정도의 표본조사 결과를 바탕으로 차세대 고속열차 도입에 따른 수단분담모형을 추정하였으나, 좀 더 현실적인 모형을 구축하기 위해 표본수의 확대가 필요하며, 네스티드로짓모형의 객관적인 검토를 위해 네트워크 기반의 교통수요예측 통한 모형의 실용화 가능성을 세부적으로 검토가 필요하다. 또한, 본 연구에서 제시한 모형은 모형적합도 측면에서 좋아졌다고 할 수 있으나, 시간가치 측면에서 다소 상이한 측면이 있으므로, 향후 어떤 모형을 사용할 것인가에 대한 실증적인 연구가 필요할 것으로 판단됨은 물론, 수단분담에서의 독립변수인 통행시간, 통행비용외 수단을 선택할 때의 통행행태를 연구하여 변수를 추가함으로써 좀 더 현실적인 모형구축을 위한 연구가 필요할 것으로 판단된다.
통행행태 조사는 고속철도 운행구간을 통행하는 승용차, 버스, 철도 이용자들을 대상으로 수단선택 관련 행태와 장래 차세대 고속열차(HEMU-430X) 도입에 따른 선호를 1:1면접방식으로 조사하였다. 차세대 고속열차의 경우 현재 운영하지 않는 새로운 교통수단으로 도입 시 기존 지역 간 통행수요의 분담률 변화가 발생할 것으로 예상되는 바, 적정수준의 이용형태조사에 대한 분석이 수행되어야 차세대 고속열차 도입의 수요예측을 위한 기초자료 구축 및 합리적인 수요예측이 가능할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
430km/h급 차세대 고속열차가 상용화되기 위해 430km/h급 열차가 운행가능한 선로 개량화 사업 또는 신선건설이 필요한 이유는?
현재 KTX가 운행하는 고속선로의 경우 최고영업속도 305km/h를 초과하여 운행할 수 없기 때문에 430km/h급 차세대 고속열차(HEMU-430X)가 상용화를 위해 430km/h급 열차가 운행가능한 선로 개량화 사업 또는 신선건설이 필요하며, 이를 위한 예산확보와 사업추진을 위해서는 예비타당성 조사 및 타당성 평가를 거쳐야 한다. 하지만, 의사결정을 위해 반드시 수행하여야 하는 교통수요분석 과정에서 차세대 고속열차(HEMU-430X)를 반영할 수 있는 수단분담모형이 부재한 상황이다.
다항로짓모형의 대안의 총 효용은 무엇으로 구성되는가?
다항로짓모형은 일반적으로 확률효용이론(Random Utility Theory)에 기초한 대표적인 개별행태모형(Individual Behavior Model)으로써 여러 선택 대안 중에서 통행자의 효용을 극대화시키는 대안을 선택하는 모형이다. 각 대안의 총 효용은 관측 가능한 결정적 효용(Deterministic Utility)과 관측할 수 없는 확률적 효용(Random Utility)으로 구성된다.
잠재선호조사란?
고속열차의 통행행태 조사를 위해 본 연구에서는 잠재선호조가 기법을 준용하였다. 잠재선호조사란 가상의 상황을 제시하고 이에 대한 개인의 의사결정을 유도함으로써 심리적으로 내재되어 있는 개인의 선호, 의식, 의향 등을 조사하는 기법으로 이때 가상적인 대안을 대표하는 설명변수 즉, 서비스나 특성으로 표현된다. 교통분야에서는 1980년대부터 수요예측을 위해 사용되어 왔으며, 특히 기존에 존재하지 않았던 통행수단의 도입에 따른 수요를 예측하는 기법으로 널리 사용되어왔다.
참고문헌 (9)
Fowkes T. Wardman M. (1998), The Design of Stated Preference Travel Choice Experiments: With Special Reference to Inter-personal Taste Variations, Journal of Transport Economics and Policy, 22(1), 27-44.
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Lim Y. T. (2010), Equilibrium of Transport Mode Choice in Logit Model, J. Korean Soc. Transp., 28(5), Korean Society of Transportation, 131-139.
McFadden D. (1980), Econometric Models of Probabilistic Choice Among Products, J Bus., 53(3), Journal of Business of the University of Chicago, 13-29.
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Tversky A., Sattath S. (1979), Preference Trees, Psychological Review, 86(6), 542-573.
Yun D. S., Yuk T. S., Kim S. H. (2006), A Study on the Intercity Mode Choice Behavior of Daegu Citizens According to the Introduction of Gyeongbu High-Speed Railway, J. Korean Soc. Transp., 24(1), Korean Society of Transportation, 29-38.
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