2014 년도 한국철도학회 추계학술대회 논문집 KSR2014A271

설문조사를 통한 도시철도 이용자 편의성 분석

User Convenience Analysis of Urban Railway Using Survey

변지혜*, 장기태*†

Jihye Byun*, Kitae. Jang*†

Abstract This paper uses traveler survey to measure convenience of urban subway system and thereby to provide index for the level of operation service. The survey was designed with 5 variables -fare, waiting time, travel time, approaching time, transfer- based on stated preference (SP) method. Each variable has 2 to 4 alternatives that can compose 192 possible combinations. For survey, we have 15 sets of survey questionnaires using orthogonal experimental design table of SP method and paired comparison. A total of 2,473 choice sets were collected from 401 respondents who are actual subway users in Daejeon city. Based on this survey, logit analysis has been conducted. The analysis shows that the respondents have the biggest perception for waiting time suggesting that the operation policy to reduce waiting time would increase the users’ utility. Keywords : convenience analysis, urban railway, survey, logit model, stated preference 초 록 본 연구에서는 설문조사를 이용하여 도시철도 이용자의 편의성을 정량적으로 측정하고 이를 통해 도시철도 운영 평가를 위한 지표를 개발하였다. 설문조사지는 Stated Preference(SP) 조사설계 방법에 기초하여 작성되었으며, 현실을 반영하여 총 5가지 변수에 대한 선택사항을 설정하여 대안을 도출하였다. 도출된 대안을 SP조사설계의 직교실험계획표(Orthogonal Experimental Design Table)를 이용하여 축소하고, 쌍대비교하는 문항으로 총 15 종류의 설문지를 구성하였다. 이렇게 구성된 설문지를 사용하여 대전시 도시철도 이용자를 대상으로 면접조사를 시행하였으며, 총 2,473개의 유효응답을 취득하였다. 로짓 모형을 이용한 분석을 통하여 도시철도 이용자는 대기시간에 대하여 가장 큰 인지(Perception)정도를 나타내었으며, 이는 대기시간을 감소할 수 있는 도시철도 운영 시 이용자들의 효용(Utility)가 가장 높게 증가한다는 것을 알 수 있었다.

주요어 : 편의성분석, 도시철도, 설문조사, 로짓모델, SP조사

1. 서 론

버스, 철도 및 도시철도, 항공, 해운등과 같은 대중교통은 2000년 대비 2012년 119% 이용

인원이 증가하였다. 그러나 이와 같은 대중 교통 이용의 증가는 대부분 버스 이용인원의 증

가(149%)에서 기인한 것으로 도시철도의 경우 이용인원 증가율이 8%에 불과하다[1]. 이는

요금수납체계 발전, 환승할인시스템 도입 등 권역 내 대중교통(버스, 도시철도)의 동일한

시스템 개편에도 불구하고 버스의 경우 노선 및 배차간격 체계 개편 등 이용자들의 편의성

향상을 위한 추가적인 서비스 개발이 지속적으로 이루어져 도시철도의 이용요인이 상대적으

로 감소한 것으로 판단된다.

† 교신저자: 한국과학기술원 조천식녹색교통대학원(kitae.jang@kaist.ac.kr)

* 한국과학기술원 조천식녹색교통대학원

따라서 본 연구에서는 도시철도의 편의성 향상을 위해 우선적으로 고려해야 할 변수를 분

석하고자 하며, 이를 위하여 설문조사를 통해 도시철도 이용자의 효용을 정량화 한다. 본

연구에서는 상세한 자료의 획득이 가능한 대전시 도시철도 1호선을 선정하여 연구를 진행하

였다.

2. 본 론

2.1 SP 조사설계

본 연구에서는 설문조사 설계를 위하여 SP조사방법론을 사용하였으며, 조사 및 분석 방법

흐름도는 아래 Fig.1 과 같다.

SP 조사기법은 통계적인 실험계획법을 통해 가상적인 시나리오를 구축하고 그 가상적인

시나리오를 개인에게 제공하여 개인의 선호를 찾는 일련의 기법을 말한다. 본 방법론의 가

장 큰 장점은 연구자가 실험상황을 통제할 수 있다는 것이며, 분석자료 간에 독립성유지가

가능하다는 강점이 있다. 또한 존재하지 않는 상황 하에서는 자료 획득이 불가능 하며 일반

적으로 한 개인으로부터 한 개의 자료만을 획득할 수 있는 RP(Revealed Preference)기법과

는 다르게 SP기법은 한 개인으로부터 다수의 자료를 획득할 수 있으므로 조사비용 면에서

효율적이다. SP 자료를 사용하는 경우 속성변수의 단위가 사전에 정해져 응답자에게 제시되

므로 자료 입력 또는 모형 구축 시 속성변수 측정오차가 없다[2].

본 연구에서 분석하고자 하는 이용자의 편의성(효용)은 직접 관찰이 어려워 응답자가 외

부적으로 표출한 선호를 취득하여 분석하는 RP기법을 사용할 수 없다. 또한 연구의 특성상

고려해야 할 변수 및 각 변수가 지니고 있는 선택사항의 수가 많아 다수의 대안이 도출되는

데 이는 응답자로부터 일관성 있는 응답을 취득하기 어렵다. 따라서 응답자의 혼란을 감소

시키고 연구의 효율성을 높이기 위하여 본 연구에서는 SP조사방법을 사용하였다.

2.1.1 변수의 설정

대전 도시철도 이용자들의 효용을 측정하기 위하여 본 연구에서 선정한 변수는 총 5가지

로 요금, 대기시간, 이동시간, 접근시간 및 환승여부로서 현실을 반영하여 도출 가능한 선

택사항은 Table 1 와 같다.

Fig. 1 연구의 조사 및 분석 방법 흐름도

2.1.2 가상 대안의 작성

다섯 개의 변수(요금, 대기시간, 이동시간, 접근시간, 환승여부)별로 각 4개, 4개, 3개,

2개, 2개의 선택 사항을 설정하여, 이때 가능한 대안구성의 모든 경우의 수는

4X4X3X2X2=192개이다. 그러나 응답자가 많은 대안을 마주했을 때 적절한 판단을 하기 어려

우므로 SP조사 설계의 실험계획표 및 종합계획표를 이용하여 총 16개의 대안으로 축소하여

설문조사를 설계하였다.

응답자들에게 16가지의 대안 중 하나만을 선택하기에는 혼란을 야기하거나, 비교우위의

선호를 정확히 표현하기 어려울 수 있다. 또한 도시철도를 기다리고 있는 응답자들의 경우

응답시간이 길어져 응답을 꺼려하거나 집중력이 떨어질 수 있으므로 16개의 대안을 단순쌍

대비교 할 수 있도록 2개씩 묶어 120개의 문항으로 구성되었고 여기서 절대적으로 우위에

있는 대안이 존재하는 문항을 삭제하여 90개의 문항만을 채택하였다. 총 90개의 문항 중 6

개의 문항을 무작위로 산출하여 총 15가지 종류의 설문지를 구성하였다.

2.2 SP 조사시행

2012년 7월 및 8월 유동인구가 많은 대전 으능정이거리, 정부청사역, 대전역, 시청역 등

지에서 평일 오후 3시부터 7시까지 설문을 수행하여 평시 및 퇴근 첨두시를 포함하여 응답

을 받았다. 총 401명의 유효 응답자가 설문에 응했으며, 총 2,473개의 유효 SP응답을 취득

하였다. 응답결과, 여성(69%)응답자 수가 남성(31%)응답자 수에 비해 많았으며, 10대 응답

자수(286명)가 유효 응답자의 과반 이상을 차지하여 분석 결과의 계수가 다소 10대의 특성

을 많이 반영하고 있을 것으로 추정한다. 아래 Fig. 2는 설문조사 응답자들의 철도이용 특성

에 대한 통계자료를 나타내고 있다. 이용빈도는 주 0-1회인 경우가 가장 많았는데, 이는 출

퇴근이나 등하교와 같은 매일 발생하는 통행이 아니라 주말 등 여가를 영위하기 위한 통행

으로써 주 이용 사유와 주요 이용역이 음식점 및 문화시설이 밀집한 정부청사, 시청, 중앙

로역 및 타지역으로 이동이 가능한 대전역으로 나타남과 일관성 있는 결과라 할 수 있다.

Table 1 선정한 변수 및 각 변수의 선택사항과 설정 근거

변수(Variables) 선택사항(Choices) 설정근거 (대전도시철도 현행 기준)

요금(fare) 1,000원/1,200원/1,400원/1,600원10km구간 내 1,100원 10km 이상 1,200원이며, 유사한금액구간에서 도시철도 연장이 늘어나게 됨을 감안

대기시간(waiting time) 3분/5분/8분/10분 오전5:30~ 익일 오전00:10까지 출퇴근 첨두시간을

제외 10분 간격으로 운행

이동시간(travel time) 20분/25분/30분 철도에 탑승하여 이동하는 시간

(차량 내에서 소모하게 되는 시간)

접근시간(approaching time) 10분/20분 도시철도 이용자가 출발지에서부터 가장 가까운

역에 도달하는 시간

환승(transfer) O/X 대전도시철도는 1호선만 운영 중에 있으나, 현재

2호선 개통에 관한 논의가 있음

2.3 조사결과의 분석

2.3.1 효용함수(Utility) 분석

효용 함수는 다양한 형태의 함수로 나타낼 수 있는데, 본 연구에서는 Logit 모델을 이용하여

대전 도시철도 이용자들의 철도 이용행태를 분석해 아래와 같은 효용함수를 도출하였다.

εTRμATδTTγWTβFareαU user +•+•+•+•+•= (1)

식 (1)에서 α,β,γ,δ,μ는 계수이며, ε는 오차, Fare, WT, TT, AT, TR은 각각 요금, 대기시간, 이

동시간, 접근시간, 환승여부를 나타내는 변수이다. 앞서 취득한 2,473개의 응답을 MATLAB을

이용하여 Logit 모델을 분석하였다. 그러나 설문조사 인터뷰과정에서 환승여부에 관한 표시사

항에 대하여 응답자마다 해석의 일치하지 않아 본 분석에서 제외하였다.

Table 2 은 분석의 결과를 나타내고 있으며, t값에 따라 각 계수는 95%이상의 신뢰도를 갖는

다.[3] 이때, 계수가 음의 값을 가진다는 것은 해당 변수가 응답자가 느끼는 효용에 대해 부

정적 영향을 가지고 있다는 것인데, 요금이나 각종 소요시간이 길어질수록 도시철도 이용자의

만족도는 감소할 것이므로 적절하다고 보인다. Table 2 의 계수를 적용한 효용함수는 아래 식

(2)와 같다.

εATTTWTFareUuser +•)0845.0(+•)0499.0(+•)1493.0(+•)0033.0(= ㅡㅡㅡㅡ (2)

Table 2 도시철도 이용자의 효용함수 측정을 위한 변수와 계수

Fare WT TT AT

Estimated coefficient -0.0033 -0.1493 -0.0499 -0.0845

t-stat -18.2420 -11.4586 -5.9997 -12.5650

Fig. 2 설문조사 응답자의 철도이용 특성

위의 식에 따르면, 응답자들이 도시철도를 이용할 때 가장 중요하게 생각하는 것이 대기시

간(WT)임을 알 수 있다. 그리고 접근시간(AT), 이동시간(TT), 요금(Fare)순으로 변화에 둔감

하다는 것을 발견할 수 있다.

2.3.2 통행시간가치(Value of Time) 분석

앞서 도출된 효용함수를 통해 응답자들이 시간가치를 어떻게 느끼고 있는지도 계산해 낼 수

있다. 통행시간가치(VOT)란 시간의 가치를 금액으로 환산하여 나타내는 것[4]을 말하며, 아

래 식(3)과 같이 나타낼 수 있다.

비용계수

시간계수=VOT (3)

따라서 대기시간, 통행시간, 접근시간의 VOT 는 각각 2715원/시간, 907원/시간, 1538원/시

간으로 계산할 수 있다. 이처럼 대기시간의 경우 가장 높은 시간가치를 가지고 있다고 분석되

는데, 이용자들이 대기시간 1분당 45원 상당의 가치로 환산평가 하고 있음을 알 수 있다. 즉,

교통정책자가 대기시간(Waiting Time)을 줄이는 방향으로 정책을 제시할 때 이용자들에게 가장

큰 효용(Utility)의 증가를 가져올 수 있다는 것을 알 수 있다.

3. 결 론

본 연구는 도시철도 이용자들이 느끼는 편의성 및 이용행태를 분석하고 이를 이용하여 효과

적인 운영방안을 제시하기 위하여 진행되었다. 이용자들의 행태를 분석하기 위해 SP조사 방법

을 통해 실제 혹은 잠재적 이용자들에게 설문조사를 실시하였다. 설문조사는 로짓함수 형태의

효용함수로 분석하여 응답자들은 대기시간(배차시간)에 대해 가장 민감하게 반응하고 있음을

알 수 있었다. 응답자들의 효용은 도시철도 이용만족도와 유사하며, 이는 도시철도 이용 횟수

와도 상관관계가 높을 것으로 사료된다. 따라서 이를 철도운영에 적용하여 하나의 전략방안으

로 사용하는 것을 건의하는 바이다. 즉 교통정책을 수립할 때에나 도시철도 운영계획을 수립

할 때 대기시간을 감소시키는 정책이나 계획을 입안하게 된다면 보다 효율적인 효용의 증가

(이용빈도의 증가)가 나타나게 될 것이다.

그러나 본 연구는 한정적인 조사대상자, 환승에 관한 응답자들의 잦은 인식 오류라는 한계

를 가지고 있으며, 노선이 단순하고 역의 수가 적은 대전 도시철도를 그 대상지로 선정하고

있다는 단점도 지니고 있다. 이러한 한계 및 단점를 극복하고 보다 복잡한 체계의 도시철도

혹은 버스 등의 대중교통 시스템에 접목한다면 발전된 연구 결과를 얻을 수 있을 것이다.

후 기

본 연구는 국토교통부 철도특성화대학원 지원사업 지원에 의해 수행되었습니다.

참고문헌

[1] KOSIS (2014), 국내∙국제 여객 연도별 수송수단별, 국토교통부 교통물류실 종합교통정책관

교통정책조정과

[2] 김강수, 조혜진 (2008) SP조사설계 및 분석방법론, 보성각, 서울특별시

[3] Sheldon M. Ross (2009) Introduction to probability and statics for engineers and scientists 4th Edition,

Academic press, United States

[4] Alfred Marshall (2004) Principles of Economics. An introductory 8th edition, Digireads.com

Publishing, New York, United States