고속국도 교통수요예측 결과의 실증적 분석 = Empirical analysis for the transportation demand forecast of Korean expressway

국문 초록 (Abstract)

우리나라는 지속적으로 증가하는 소득수준과 1990년대 이래 매년 20% 내외의 기하급수적인 자동차 보유대수의 증가에 대응하기 위하여 1970년대 초 경부고속국도가 개통된 이래 정부의 지속적인 투자에 힘입어 고속국도 연장은 2003년 현재 약 2,800Km에 달하고 있다. 정부는 1990년대 말부터 일정규모 이상의 정부가 투자하는 도로를 비롯한 사회기반시설에 대하여 정부 및 민간자본의 투자 효율성을 제고하기 위하여 예비 타당성조사를 실시하고 있다.고속국도의 경우 예비타당성 조사는 고속국도 건설 후 예상되는 교통수요를 근거로 하여 비용과 편익을 비교 분석하는 경제적인 측면과 고속국도 건설의 사회, 경제, 환경적인 측면 등을 고려하여 고속국도 건설의 타당성을 평가한다. 고속국도 건설의 타당성 평가의 중요한 부분을 차지하는 교통수요를 예측하기 위하여 대부분 전통적인 4단계 교통수요 예측방법(Conventional Four Step Urban Transportation Planning System)이 이용되고 있다. 그러나 목표연도 교통수요 예측결과는 고속국도 개통 후 관측된 교통량과 차이가 크게 발생하는 구간이 많은 실정이다.목표연도 예측교통량과 관측교통량의 불일치는 교통수요 예측과정에서 적용되는 사회경제지표의 불합리성이나 주변 국도에서 전환하는 교통량 추정의 편차 및 교통여건의 변화 등 장래 교통수요에 영향을 미치는 요인을 적절히 고려하지 못하는 것에서 기인한다고 판단된다. 예를 들어 교통수요 예측단계에서 반영되었던 토지이용계획이나 대규모 교통유발시설계획 등의 변경, 계획시행의 지연 및 취소 등이 교통수요의 과대 및 과소 예측의 주요 원인이 된다고 할 수 있다.따라서 본 연구의 목적은 고속국도 건설계획이 시행된 사례구간을 대상으로 교통량 예측과정을 분석해 보고, 계획이 시행된 이후 실제 관측교통량과의 비교를 통해 예측교통량과 관측교통량간의 편차 발생원인에 대해 분석하고자 한다.본 연구의 주요 분석대상인 고속국도 구간은 현재 운영중인 고속국도 가운데 진주-대전간고속국도, 88올림픽고속국도, 중앙고속국도이며, 이들 고속국도의 타당성보고서에 제시되었던 장래의 예측교통수요를 검토한 뒤 예측교통량과 실제 관측교통량을 비교해보았다. 그 결과 구간별 편차는 진주-대전간고속국도의 경우 예측교통량이 관측교통량에 비하여 과대 추정되었으며, 88올림픽고속국도의 경우 과소 추정되었고, 중앙고속국도의 경우 특정구간 과소 추정 등으로 그 유형도 다양하고 편차도 비교적 큰 것으로 나타났다.이러한 편차는 통행발생 단계에서 변수로 고려되는 인구나 자동차 보유대수, 지역총생산액(GRP) 등 각종 사회경제지표의 장래 값을 추정하는 단계에서 발생할 수 있으며, 관련 개발계획의 반영여부나 반영수준에 따라서도 발생할 수 있다. 또한 고속국도 신설시 주변 국도에서 전환되는 교통량을 추정하는 과정에서도 편차가 발생할 수 있다.본 연구의 대상구간인 3개 고속국도의 경우, 인구나 자동차 보유대수, GRP 등의 사회경제지표를 추정하는 단계에서 많은 편차가 있었던 것으로 분석되었다. 또한 통행발생량에 크게 영향을 미칠 수 있는 개발계획이 교통수요 예측 시 충분히 고려되지 않았던 것으로 나타났으며, 국도에 비해 고속국도를 이용하는 교통량의 비율은 실제에 비해 매우 높게 예측되었던 것으로 나타났다.고속국도의 교통수요 예측 시 많이 활용되는 기초 자료는 인구, 세대수, 자동차 보유대수, 산업별종사자수(고용자수), 지역총생산액이므로 이들 기초 자료에 대한 조사 및 추정의 신뢰성을 높이고, 주변 국도 및 해당 고속국도의 구간거리, 차로수, 통행료, 교통량 대 용량비 등 교통관련 변수를 파악하여 이를 수요예측에 반영하는 것이 장래 예측교통량의 신뢰도를 높이는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

As the Gyeongbu Expressway started service at the end of the 1960''s, the total length of expressway reaches 2,673km at the end of 2003. The Korea government continuously invests on the expressway construction to accommodate the continuously increasing demand due to the increase of automobile ownership started during the 1990''s. About 20% annual increase of the car ownership can be explained by the continuous increase of household income during the same period. The government requires the pre-feasibility study for all infrastructure investment including expressway over 50billion won to promote the efficiency of investment. The pre-feasibility study for the new expressway construction is conducted based on the two main parts. The one is economic analysis based on the demand forecast and the construction cost. The other is policy assessment considering socioeconomic and environmental impact including regional development. Demand forecasting plays the most important role in the feasibility study, and the conventional 4-step Urban Transportation Planning System is commonly used. However, there exists the discrepancy between the forecasted demand and the actual traffic counts for the target year due to many reasons.The difference between the forecasted demand and the actual traffic counts could be explained by the reliability of input data such as socioeconomic indices, diversion rate, and the change of transportation environment. For example, change of land-use plan which was adopted during the forecast process, delay or cancelation of projects related to the large scale traffic generator might be the important contributing factors to the overestimation or underestimation of future demand. The purpose of this study is to analyze the future traffic demand estimation process based on the feasibility studies of expressway, and to investigate the causal relationship of the discrepancy between the forecasted demand and the observed traffic counts after construction.Jinju-Daejeon Expressway, 88 Olympic Expressway, Jungang Expressway are used for the comparison. After the review of demand forecasting process from the feasibility studies, respectively, comparisons are made between the demand projection and the observed traffic counts. Results do not show any distinct pattern, and the distribution of magnitude difference is relatively wide spread. Forecasted demand for the Jinju-Daejeon Expressway, for example, is overestimated compared to the traffic counts, while the demand for the 88 Olympic Expressway is underestimated. Forecasted demand for the Jungang Expressway is partially underestimated for the specific roadway segments compared to the actual counts.The discrepancy could be explained by many contributing factors. The selection of the proper future socioeconomic indices such as population, automobile ownership, gross regional product and so on plays the important role in the forecasting process. Also, the difference between the forecasted demand and the traffic counts could be resulted from whether the land-use or the development plans were considered properly, and by the changes of these plans. Other possible explanation of discrepancy could be the stability of the diversion estimation from the national roads in the vicinity to the newly constructed expressway.The results from the three Expressway lines show that the main reason of discrepancy is due to the improper selection of socioeconomic indices such as future population projection, automobile ownership, and gross regional product applied during the demand forecast process. Also, the land-use and development plans are not properly considered during the demand projection. The land-use and development plans are given at the starting stage, and they are critical to the final output. And much less people is using the expressway than forecasted, in other words, overestimation of diversion from the national roads in the vicinity to the expressway.The basic and commonly used indices in the demand forecast are future population, number of household, automobile ownership, employment characteristics, gross regional product and so on. By pursuing the higher confidence on the reliability of these indices, the more reliable forecasted demand can be generated by minimizing the discrepancy.Also, considering the extra variables such as the distance of the roadway segments, number of lanes, toll, volumecapacity ratio of both the expressway and the national roads in the vicinity to generate diversion could increase the reliability of future demand forecast results.