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공간적 다기준평가 기법을 이용한 공공자전거 서비스 위치 선정 연구
공간적 다기준평가 기법을 이용한 공공자전거 서비스 위치 선정 연구 Site Selection For Public Bicycle Service Through Spatial Multiple Criteria Assessment Analysis 기고 : 안성채(아주대학교 TOD기반 지속가능 도시·교통연구센터)·최기주(아주대학교 교통시스템공학과 교수) Ⅰ. 서론 1. 연구 배경 및 목적 최근자동차 중심의 도시교통개발의 교통혼잡, 대기오염, 교통사고 등의 문제 해결을 위한 대안으로 대중교통 지향형 개발(TOD, Transit Oriented Development)이 새롭게 조명되고 있다. TOD는 학문적으로 Calthorpe(1993)가 처음 제안했으며, 대중교통과 토지이용을 상호 연계해 대중교통 중심의 고밀개발을 유도하는 도시개발 방식이다. 대중교통 결절점을 주변으로 주거·업무·상업·여가시설 등을 효과적으로 혼합배치하며, 고밀개발을 통해 반경 400~800m 내 도보로 접근이 가능하도록 한다. 많은 도시에서는 TOD와 관련된 전략으로 자전거이용 활성화 정책에 관심을 기울이고 있다. 자전거관련 정책은 추진이 용이하고, 지속가능한 도시 구현 측면에서 개인의 건강뿐 아니라 사회·환경적으로 이롭기 때문이다. 자전거는 비동력수단으로써 이용자의 육체적 노동이 필요하고 날씨에 취약한 단점이 있지만, 비용이 저렴하며 도심에서는 지·정체를 피해 동력수단보다 빠르고 이동성도 높다. 또 보행보다 이동범위가 커서 대중교통 결절점의 서비스권역 확장에도 도움을 준다. 도시계획가들은 단거리 통행을 위해 더 압축적이고 다양한 토지이용 구성으로 전용하려고 노력한다. 교통계획가들은 자전거도로나 자전거주차장과 같은 자전거이용에 필요한 시설물에 투자한다. 정책입안자와 연구자들은 동력수단으로부터 비동력수단인 자전거로 전환을 장려하기 위해 자동차 운전자보다 자전거 이용자에게 우선권을 주거나 대중교통과 연계해 자전거를 이용할 수 있도록 한다. 자전거는 보행이나 대중교통 수단과 결합해 통행을 완성함으로써 통합 대중교통체계를 가장 잘 실현할 수 있는 수단으로, ▲대중교통과 연계시 원거리 통행 가능 ▲자전거 이용 통해 공간적인 대중교통이용 수요권역(Catchment Area) 확대 가능 ▲비첨두시 자전거 대중교통 탑승 수요가 높은 여가통행을 수용할 수 있어 대중교통 이용률 증대 등의 장점이 있다. 이같은 배경으로 공공자전거 시스템 도입은 각광받는 자전거이용 활성화 정책 중 하나로 자리매김하고 있다. 국내는 2008년 창원시 ‘누비자’를 시작으로 순천시(온누리), 대전시(타슈), 고양시(피프틴) 등 운영하는 도시가 늘어나고 있다. 공공자전거 시스템은 자동 자전거 대여시스템으로 원리는 단순하다. 모든 공공자전거 스테이션(이하, 스테이션2))에서 셀프서비스 방식으로 빌리고 반납하는 시스템이다. 공공자전거 시스템의 성공적인 정착을 위해서는 해당지역에 적합한 서비스위치 선정이 필요하다. 서비스위치는 스테이션의 설치위치로 지역인구의 이용가능성과 그 대상의 활동정도, 그리고 대중교통과의 연계성 등을 감안해야 한다. 그럼에도 불구하고 이와 관련된 연구는 미비한 실정이다. 국내 지자체에서는 과천시를 시작으로 2002년부터 자전거 조례를 마련해 자전거이용의 지원 기반을 갖추고 있지만, 공공자전거에 대한 내용은 전무하다. 공공자전거 시스템이 국내 최초 도입된 이후 7년이 지났지만 시스템 경험 및 자료가 제대로 축적되지 않았으며, 관련 연구 또한 활발하게 진행되지 못했다. 이에 본 연구에서는 지역에 적합한 공공자전거 시스템 도입을 위해 공공자전거 서비스위치를 선정하는 GIS 공간분석 기반 방법론을 제안한다. 2. 연구방법 및 절차 본 연구는 자전거이용 잠재성을 토대로 Location-Allocation Model을 이용해 공공자전거 서비스위치를 선정하며, 위치선정시 교통서비스의 형평성을 검토한다. 잠재적으로 자전거이용 수요에 영향을 주는 지표들을 선정한 후, 공간적 다기준평가(SMCA,Spatial Multiple Criteria Assessment) 기법을 이용해 계산된 자전거이용 잠재지수로 자전거이용 잠재성을 설명한다. 본 연구의 방법론은 수원시를 대상으로 적용하고 있다. 수원시는 2013년 수원시정계획을 통해 대중교통 활성화, 보행 및 교통환경 조성, 사람중심 도로환경 조성, 걷고 싶은 타고 싶은 도로 조성을 추진하고 있다. 또한 민선6기 약속사업으로 공영자전거 확대를 과제로 두고 있는 등 공공자전거 시스템 도입에 대한 의지가 높은 도시이다. 2014년 10월을 기준으로 수원시의 면적은 121㎢이며, 인구는 120만 명이 넘는다. 행정구역은 4개구, 40개동으로 이루어져 있다. 본 연구는 자전거 이용 잠재지표를 정의하고 이들과 SMCA 기법을 이용해 계산된 자전거이용 잠재지수를 제시한다. 또한 SMCA 기법의 가중치 영향을 고려하기 위해 민감도 분석을 수행했다. Cluster and Outlier Analysis를 이용해 서비스의 형평성을 검토하고 잠재지수 분포를 기반으로 Location-Allocation Model을 이용해 공공자전거 서비스위치를 선정했다. Ⅱ. 공공자전거이용 잠재지표 설정 1. 공공자전거이용 잠재지수 측정을 위한 평가지표 본 연구에서는 문헌 고찰과 취득 가능한 자료검토를 통해 평가지표를 선정하고 공공자전거이용 잠재지수 산정에 사용했다. 평가지표는 수준별로 구성된다. 공공자전거이용 잠재지수 산정이 평가의 목표이며, 제1수준은 이용가능 대상지표, 이용자 유인지표, 이용가능 네트워크지표로 구성했다. 제3수준에 대중교통과 관련된 지표가 사용되고 있다. 수원시를 출발지로 하는 가구를 대상으로 2010년 수도권가구 통행 실태조사를 분석한 결과, 자전거 이용가구가 비이용가구에 비해 승용차·택시이용이 65.0%로 2.3%로 적은 반면, 대중교통이용은 47.9%로 7.5% 적었다. 도보이용의 경우 자전거 이용가구가 65.4%로 27.9%로 많았다. Midgley (2011)는 공공자전거 시스템 도입으로 대중교통으로부터의 전환율이 자동차·오토바이에서의 전환율에 비해 상대적으로 높다고 밝혔다. 수단간 연계성 부족으로 인해 단일교통수단 간 경합관계에 있지만, 공공자전거시스템 도입을 통한 통합교통 시스템 구축으로 시너지 효과를 기대할 수 있다. 공공자전거 스테이션은 주변에 가능한 다양한 시설들이 복합적으로 집중되어 있어야 이용률이 높아진다. 이는 배후인구와도 연관된다. 배후인구가 많더라도 단일용도에 설치될 경우 이용률은 복합용도에 비해 높지 않을 수 있다. 토지이용의 다양성은 시간이나 요일에 영향을 받지 않으며, 더 균형 있고 일관된 수요층을 형성할 수 있다. 2. 기초자료 수집 본 분석에 이용한 자료는 경기도 버스카드 통행DB, 경기도교통DB, (주)BIZGIS DB, SGIS DB, KTDB와 수원시 자료이다. 정류장 승하차 수요는 2013년 10월 기준 경기도 버스카드의 24시간 통행데이터를 이용해 정류장별 승하차 수요를 도출했다. 역 승하차 수요는 2014년 1월 기준 경기도 교통DB의 월평균 승하차 수요를 이용해 분당선 개통의 영향을 반영했다. 주거인구, 직장인구, 학생인구는 2011년 9월 기준 (주)BIZGIS의 통계청 가공DB를 사용했다. 학생인구는 자전거이용이 가능하다고 판단되는 초등학교 4학년부터 대학생을 대상으로 적용했으며, 이용자 유인지표에 사용된 지표들은 SGIS 통계지리정보서비스에서 제공하는 집계구별 통계자료를 사용했다. SGIS는 인구주택총조사(2010년), 사업체조사(2012년)를 기반으로 구축되어 있다. 도로 현황은 국가교통데이터베이스(KTDB)에서 제공하는 2012년 기준 교통주제도를 이용했다. 이면도로는 제외한 대중교통이 다니는 양방향 2차선도로로 지역 내 교통계획 및 분석에 사용되는 레벨2 도로망을 적용했다. 자전거도로 현황은 2010년 기준 수원시 현황자료를 이용했다. 3. 평가지표 검토 선정한 평가지표는 ArcGIS 10.1의 Kernel Density analysis를 이용해 Cell size 10m×10m, Search radius 500m로 Density map을 표출했다. 정규분포가 아닌 데이터를 표출하는데 용이한 Geometrical interval classification method를 적용하여 Density map을 표출했으며, 국도1호선 축을 따라 북서에서 남동 방향으로 지표별 밀도가 집중되는 경향을 보이는 것으로 나타났다. Ⅲ. SMCA기법을 이용한 잠재지수 산정 1. 잠재지수 산정 Density map으로 구성된 지표들을 SMCA 기법에 적용해 공공자전거 이용 잠재지수를 산정하고 표출했다. Multi-Criteria Analysis Shell 3.1을 사용했으며 기존 연구를 바탕으로 가중치는 수준별로 동일하게 부여했다. 기반 지표들의 영향으로 공공자전거 이용 잠재지수는 국도 1호선 축으로 밀집되어 있는 것을 확인할 수 있다. 2. 민감도 분석 본 연구는 수준별로 동일한 가중치를 적용하고 있다. 민감도 분석을 통해 가중치 변화에 따른 공공자전거 이용 잠재지수의 변화를 검토했다. 공공자전거이용 잠재지수는 다양한 지표들을 이용해 통합적으로 산정되고 있어 가중치에 덜 민감하게 반응하는 것으로 판단된다. 기존 연구(윤하연, 1999 ; 채미옥·오용준, 2003 ; 임광섭 외, 2011)와 유사한 결과를 도출하고 있다. Ⅳ. 서비스 형평성 검토 1. Cluster and Outlier Analysis 본 연구의 앞선 결과에서 산정된 공공자전거이용 잠재지수를 이용해 공공자전거 서비스를 제공할 때, 발생할 수 있는 형평성 문제를 Cluster and Outlier Analysis: Anselin Local Moran’sI를 이용해 검토했다. 행정동 단위로 분석했으며 HH지역과 LL지역이 극명하게 추출되고 있다. 2. 형평성 검토 교통기본법(안)에는 국민들이 건강하고 문화적인 생활을 유지하기 위하여 필요한 최소한의 대중교통 서비스 수준을 제공하기 위해 정량적이고 정성적인 평가기준에 미달하는 지역을 대중교통 서비스 개선이 시급한 대중교통 사각지대라고 규정하고 있다(장경욱 외, 2011). HH지역은 해당지역과 주변지역의 잠재수준 모두 높은 지역이며, LL지역은 모두 낮은 지역이다. HH지역은 고등동, 매교동, 매산동, 매탄1동, 영화동, 인계동, 지동, 행궁동으로 분석됐다. 공공자전거시스템을 도입할 경우, 시범사업지역으로 HH지역을 고려해볼 수 있다. HH지역은 수원의 중심에 위치하고 있기 때문에 향후 확장이 용이할 것으로 검토된다. 반면 LL지역은 연무동과 평동으로 공공자전거 서비스의 사각지대가 될 수 있다. HH지역을 시범사업으로 초기 도입해도 이후 확장계획이 준비되지 않으면 HH지역을 제외한 지역에서는 형평성 문제가 발생할 수 있다. Ⅴ. 서비스 위치선정 1. 분석 시나리오 본 연구에서는 공공자전거의 서비스위치를 선정하기에 앞서 도입 규모를 검토했다. 기존 운영되고 있는 공공자전거 사례연구(Midgley, 2011)를 토대로 거주민 1,000명당 공공자전거 대수를 고려해 분석 시나리오를 구성했다. 도시별로 0.4~9.6(대/1,000명)로 다양하게 운영되고 있으며, 이 기준을 이용해 수원시 인구에 적용할 경우, 482~11,567대 정도의 공공자전거 운영이 요구된다. 자전거 12대당 1개의 스테이션을 적용한다고 가정하면, 40~964개소가 필요하다. 성공적으로 정착한 국외도시와 창원시, 대전시의 경우 1개의 스테이션당 10~15대로 운영되고 있다. 본 연구에서는 이들의 평균치로 1개의 스테이션당 12대를 운영하는 것을 기준으로 분석했으며, 분석 시나리오는 스테이션의 설치개수를 100개소, 300개소, 500개소로 구성했다. 2. 공공자전거 서비스 위치 선정 공공자전거 서비스권역은 이용자의 출발지 또는 목적지로부터 대중교통결절점까지 합리적인 이동거리나 일정한 이동시간으로 결정되어야 한다. 본 연구에서는 Minimize Impedance, Maximize Coverage, Maximize Attendance 방식으로 Location-allocation analysis를 수행했다. 스테이션에 접근하는 보행한계거리는 200m로 설정했다. Maximize Coverage 방식은 공공자전거이용 잠재지수가 높은 중심지역에 집중되어 분포하며, 설치하려는 스테이션의 수가 증가함에 따라 중심에서 외곽지역으로 확장되어 간다. 500개의 스테이션을 설치하는 시나리오의 경우 분석방식 간 비슷한 결과를 도출한다. Ⅴ. 결론 및 향후 연구과제 1. 결론 본 연구는 Geographic Information System, Spatial Multi-Criteria Assessment, Cluster and Outlier Analysis, Location-Allocation Model을 이용하여 공공자전거 도입 시 이용잠재성을 잠재지수로 산정하고, 공공자전거 서비스 위치를 선정하는 일련의 방법론을 제시하였다. 또한 공공자전거 서비스위치를 선정하였다. Location-Allocation Model에서 일반적으로 이용되는 세 가지 방법을 적용해 분석했다. 본 연구에서는 시나리오를 구성하여 분석을 수행하였으며, 향후 수원시의 정책추진방향에 따라 적용이 가능하다. 예를 들어 서비스 형평성 측면을 고려한다면, 상대적으로 더 균등하게 배치되는 Minimize Impedance (P-median)을 적용해 이용할 수 있다. 분석 대상인 수원시는 공간적 개발 특성상 시 중심에서 시범사업을 시작해 확대하는 방안도 고민해 볼 수 있다. 2. 향후 연구과제 본 연구는 다양한 지표들을 통합하여 공공자전거이용에 대한 잠재지수를 제시하였다. 분석에 있어 구득한 자료의 시점 불일치는 한계로 지적될 수 있다. 길게는 4년에서, 짧게는 몇 달의 차이를 보인다. 본 연구에서의 시점 차이는 시간에 따른 민감도가 크지 않기 때문에 현 분석에 있어서 큰 영향을 주지는 않았다고 판단한다. 선정된 지표들 간 다중공선성이 존재하는데, SMCA 기법에서는 오히려 지표 간 보완성을 부여할 수 있다. 예를 들어, 신도시 주거인구의 현 시점의 반영은 부족하지만, 신도시 지구지표를 고려함으로써 일부 해소될 수 있다. 더욱이 본 연구의 목표는 공공자전거 서비스위치를 선정하는 것으로써, 민감도 분석을 통해 지표간 영향을 검토한 것처럼 다수의 서비스위치를 탐색하는 것이기 때문에 이러한 차이는 결과에 큰 영향을 주지 않을 것으로 검토된다. 하지만 향후 동일한 시점의 자료를 구득하여 이와 같은 문제를 검토해볼 필요가 있다. 자료의 구득 차원에서 자전거이용에 물리적으로 큰 영향을 미치는 구배를 고려하지 않았다. 자전거를 이용하는 사람들은 일반적으로 4% 이상 경사진 경로를 통과하는 것을 싫어한다. 그리고 8% 이상 되는 곳은 피한다. Midgley (2011) 향후 구배를 고려한 공공자전거 서비스위치 분석이 필요하다. 구배는 스테이션간 자전거 재배치문제와도 밀접하게 관련될 수 있다. 사람들은 보통 경사를 내려가는 것은 선호하지만, 올라오는 것은 선호하지 않는다. 다시 말해, 고도가 높은 스테이션은 비어있을 확률이 높은 반면, 낮은 고도에 위치한 스테이션은 용량을 초과할 확률이 높다. 향후 공공자전거 시스템 재분배 문제에 대해서도 연구가 진행되어야 할 것이다. |
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