잠재적 접근성에서 기회의 실현으로 : 수도권 이동 데이터 기반 현시 접근성 지수 개발과 적용 = From Potential Accessibility to the Realization of Opportunities: Developing and Applying the Revealed Accessibility Index (RAI) in the Seoul Metropolitan Area

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Over the past half-century, the Seoul Metropolitan Area (SMA) has achieved rapid growth driven by supply-oriented policies focused on expanding metropolitan transport networks. However, the region now faces a paradox characterized by increased commuting times, traffic congestion, and regional imbalances. This phenomenon suggests that the supply of physical infrastructure (Mobility) does not automatically translate into tangible life opportunities for citizens (Accessibility). Grounded in Amartya Sen’s “Capability Approach,” this study aims to investigate the structural discrepancy—termed the “Potential-Realized Gap (P-R Gap)”—between “Potential Accessibility (PA),” representing the theoretical aggregate of opportunities provided by the city, and “Revealed Accessibility (RvA),” evidenced by citizens' actual movement patterns. Furthermore, by developing the “Revealed Accessibility Index (RAI)” to quantify this gap, the study diagnoses the state of accessibility realization in the SMA, longitudinally evaluates the effects of infrastructure supply, and identifies the urban environmental determinants mediating this relationship. Ultimately, this research proposes a paradigm shift in policy from mere “supply” to “support for realization.”

This study integrates mobile phone-based “SMA Movement Data” (from KT) with transport network data (GTFS, OSM) for analysis. First, in the indicator development and diagnosis phase (Chapter 3), a log-logistic distance decay function was applied to reflect the unique travel characteristics of the SMA, with distance impedance parameters estimated directly. Using PA and RvA calculated through this method, the study categorized accessibility realization patterns at the 250m grid level into four types (Opportunity Maximization, Constraint Overcoming, Structural Constraint, and Local Settlement) based on the RAI (conversion efficiency). Second, the longitudinal effect analysis (Chapter 4) utilized the opening of the “Byeollae Line (Line 8 extension)” in August 2024 as a case study. A quasi-experimental design combining Propensity Score Matching and Comparative Interrupted Time Series (PSM-CITS) models was employed to verify the causal effects of new infrastructure supply on the RAI. Third, the determinant analysis (Chapter 5) employed the Spatial Durbin Model (SDM) to analyze the impact of the built environment on the RAI, stratified by mode (car/public transit) and demographic group (gender/age).

The analysis presents three key findings:

First, the structure of accessibility realization in the SMA and the discovery of “forced mobility.” SMA residents demonstrated higher tolerance for travel impedance compared to those in Western contexts, such as North America. Notably, cross-analysis of PA and RAI showed that satellite cities on the outskirts of Seoul (e.g., Gimpo, Namyangju) exhibited “Constraint Overcoming (LH: Low PA, High RAI)” characteristics. Despite insufficient infrastructure, these areas showed high realization rates driven by essential travel for survival, suggesting a state of “forced high efficiency” where residents compensate for poor environments by incurring higher costs, rather than achieving positive efficiency.

Second, the differential effects of new infrastructure supply. The analysis of the Byeollae Line opening showed that infrastructure supply immediately improved the RAI for essential travel during the morning peak hours nearly twice as much as during off-peak hours. In particular, “Constraint Overcoming” areas, which previously lacked infrastructure, exhibited a “J-curve” effect where travel patterns were structurally reorganized immediately after opening. This was accompanied by a decrease in car travel efficiency, proving that a modal shift to public transit effectively occurred.

Third, the urban environmental determinants of conversion efficiency and vertical equity. The spatial econometric analysis revealed that “apartment complexes” function as key platforms enhancing conversion efficiency for both cars and public transit through secured parking and pedestrian connectivity. Conversely, “slope” and “distance to subway stations” acted as more severe barriers for the elderly and women. Specifically, elderly men responded sensitively to subway accessibility, while elderly women were more sensitive to bus stop density, confirming that dependent transport modes and constraint factors vary by demographic group.

This study empirically demonstrates that the aggregate expansion of physical infrastructure does not lead to an increase in real opportunities for all citizens. Therefore, future transport policies must move beyond simple facility supply and focus on “supporting realization” to help convert citizens' potential into actual functionings. Specifically, tailored accessibility strategies considering regional types and demographic characteristics are required, such as: (1) early expansion of metropolitan railways and strengthening urban self-sufficiency for “Constraint Overcoming (LH)” areas; (2) improvement of “last-mile” pedestrian environments and expansion of feeder bus networks for mobility-constrained groups like the elderly and women; and (3) introduction of apartment-level mobility infrastructure (parking, pedestrian safety) in low-rise residential areas. This study is significant in that it redefines “accessibility” from physical possibility to human-centric real capability and presents a concrete methodology for realizing Transport Justice by empirically verifying gaps using big data.

국문 초록 (Abstract)

지난 반세기 동안 수도권은 광역교통망 확충이라는 공급 위주의 정책을 통해 비약적인 성장을 이룩했으나, 통근 시간 증가와 교통 혼잡, 지역 간 불균형이라는 역설적 상황에 직면해 있다. 이는 물리적 인프라 공급(Mobility)이 시민들의 실질적인 삶의 기회(Accessibility)로 직결되지 않음을 시사한다. 본 연구는 아마르티아 센(Amartya Sen)의 ‘역량 접근법(Capability Approach)’을 이론적 토대로 삼아, 도시가 제공하는 이론적 기회 총량인 ‘잠재적 접근성(Potential Accessibility, PA)’과 시민들의 실제 이동 행태로 입증된 ‘현시된 접근성(Revealed Accessibility, RvA)’ 간의 구조적 괴리인 ‘잠재-실현 격차(P-R Gap)’를 규명하는 데 목적이 있다. 나아가 이 격차를 정량화한 ‘현시 접근성 지수(RAI)’를 개발하여 수도권의 접근성 실현 실태를 진단하고, 인프라 공급 효과를 종단적으로 평가하며, 이를 매개하는 도시환경적 결정요인을 도출함으로써 ‘공급’에서 ‘실현 지원’으로의 정책 패러다임 전환을 제안한다.

본 연구는 통신사(KT) 기반의 ‘수도권 생활이동 데이터’와 교통망 데이터(GTFS, OSM)를 결합하여 분석을 수행하였다. 첫째, 지표 개발 및 진단(3장)에서는 수도권 고유의 통행 특성을 반영하기 위해 로그-로지스틱(Log-logistic) 거리조락함수를 적용, 거리저항 파라미터를 직접 추정했다. 이를 통해 PA와 RvA를 산출하고, 두 지표의 비율인 RAI(전환 효율성)를 통해 수도권 250m 격자 단위의 접근성 실현 유형을 네 가지(기회 극대화형, 제약 극복형, 구조적 제약형, 근거리 정주형)로 유형화했다. 둘째, 종단적 효과 분석(4장)에서는 2024년 8월 개통된 ‘별내선(8호선 연장)’을 사례로, 성향점수매칭과 비교단절시계열(PSM-CITS) 모형을 결합한 준실험적 설계를 통해 신규 인프라 공급이 RAI에 미치는 인과적 효과를 검증했다. 셋째, 결정요인 분석(5장)에서는 공간 더빈 모형(SDM)을 활용하여 도시의 건조환경이 RAI에 미치는 영향을 수단별(승용차/대중교통) 및 계층별(성·연령)로 분석했다.

분석 결과는 다음과 같은 세 가지 핵심적인 발견을 제시한다.

첫째, 수도권의 접근성 실현 구조와 ‘강제된 이동’의 발견이다. 수도권 거주민은 북미 등 서구권 대비 높은 통행 저항 수용성을 보였다. 특히 PA와 RAI의 교차 분석 결과, 서울 경계부의 위성도시(김포, 남양주 등)는 인프라가 부족함에도(Low PA) 생존을 위한 필수통행으로 인해 높은 실현율(High RAI)을 보이는 ‘제약 극복형(LH)’ 특성을 나타냈다. 이는 긍정적 효율성이 아닌, 열악한 환경을 비용 지불로 상쇄하는 ‘강제된 고효율’ 상태임을 시사한다.

둘째, 신규 인프라 공급의 차별적 효과이다. 별내선 개통 효과 분석 결과, 인프라 공급은 필수 통행인 오전 첨두시간대의 RAI를 비첨두시 대비 두 배 가까이 즉각적으로 개선시켰다. 특히, 기존에 인프라가 부족했던 ‘제약 극복형’ 지역에서는 개통 직후 통행 패턴이 구조적으로 재편되는 ‘J-커브’ 효과가 관측되었으며, 승용차 통행 효율성의 감소를 동반하여 대중교통으로의 수단 전환이 실효적으로 발생했음을 입증했다.

셋째, 전환 효율성을 결정짓는 도시환경과 수직적 형평성이다. 공간계량모형 분석 결과, ‘아파트 단지’는 주차 및 보행 연계를 통해 승용차와 대중교통 모두의 전환 효율성을 높이는 핵심 플랫폼으로 기능했다. 반면, ‘경사도’와 ‘지하철역과의 거리’는 고령층과 여성에게 더 가혹한 전환 장벽으로 작용했다. 특히 고령 남성은 지하철 접근성에, 고령 여성은 버스 정류장 밀도에 민감하게 반응하여, 계층별로 의존하는 교통수단과 제약요인이 상이함을 확인했다.

본 연구는 물리적 인프라의 총량적 확대가 모든 시민의 실질적 기회 확대로 이어지지 않음을 실증했다. 따라서 향후의 교통 정책은 단순한 시설 공급을 넘어, 시민들이 보유한 잠재력을 실제 기능으로 전환할 수 있도록 돕는 ‘실현 지원’에 초점을 맞춰야 한다. 구체적으로는 ▲ ‘제약 극복형(LH)’ 지역에 대한 광역철도 조기 확충 및 자족기능 강화 ▲ 고령층 및 여성 등 이동 제약 계층을 위한 ‘라스트 마일’ 보행 환경 개선 및 지선 버스망 확충 ▲ 저층 주거지의 아파트 수준 이동 인프라(주차, 보행안전) 도입 등 지역 유형과 인구 특성을 고려한 맞춤형 접근성 전략이 요구된다. 본 연구는 ‘접근성’을 물리적 가능성에서 인간 중심의 실질적 역량으로 재정의하고, 빅데이터를 통해 그 격차를 실증함으로써 교통 정의(Transport Justice) 실현을 위한 구체적인 방법론을 제시했다는 데 의의가 있다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서론 1
• 제 1 절 문제제기 1
• 제 2 절 연구목적 3
• 제 3 절 연구의 범위와 구성 5
• 제 2 장 문헌검토와 이론적 배경 9
• 제 1 절 접근성 패러다임의 진화 10
• 제 2 절 잠재-실현 격차의 구조와 원인 19
• 제 3 절 잠재-실현 격차 측정 방법론 28
• 제 4 절 연구의 분석틀 32
• 제 3 장 현시 접근성 지수(RAI) 정립과 시공간적 격차 진단 40
• 제 1 절 현시 접근성 지수 개발 40
• 제 2 절 데이터 구축과 전처리 51
• 제 3 절 수도권 접근성 실현 격차의 진단 72
• 제 4 절 소결 80
• 제 4 장 실증분석Ⅰ: 신규 철도망 공급의 종단적 효과 분석 82
• 제 1 절 분석 설계 83
• 제 2 절 기초 통계 및 모형 검증 93
• 제 3 절 인프라 공급 전후 접근성 실현 효과 검증 98
• 제 4 절 소결 104
• 제 5 장 실증분석Ⅱ: 전환 효율성 제고를 위한 도시 환경 결정요인 분석 106
• 제 1 절 분석 설계 108
• 제 2 절 전환 효율성의 차이와 형평성 진단 116
• 제 3 절 소결 123
• 제 6 장 결론 126
• 제 1 절 연구 요약 126
• 제 2 절 연구의 함의와 시사점 127
• 제 3 절 향후 연구 방향 130
• 참고문헌 132
• Abstract 142