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SP자료를 이용한 유료도로 적정요금 산정기법에 관한 연구 : 거가대교를 중심으로

A Study on Optimal Toll Estimate of a Toll Road Using SP Data:Focused on the Geoga Bridge,

하만복 (Ha, Man-Bok, 경상대학교 대학원)

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초록/요약moremore
유료도로 건설계획시 적정 통행료의 산정은 사업의 경제성 분석에 매우 중요한 요소가 되며, 또한 어려운 일이다. 본 연구에서는 경남의 거제도와 부산의 가덕도를 연결하는 유료 거가대교를 대상으로 하여 SP(Stated Preference)자료를 이용하여 적정요금을 산정하고자 하였다. 이를 위해 거가대교의 잠재이용자인 국도 14호선을 이용하는 승용차 운전자들에 대해 거가대교가 개통된다는 가정하에서 다양한 절약시간 및 요금체계에 대해 설문조사를 하여 SP자료를 수집하였다. 이 SP자료를 이용하여 요금수준별 거가대교 이용행태를 분석하고자 ...
유료도로 건설계획시 적정 통행료의 산정은 사업의 경제성 분석에 매우 중요한 요소가 되며, 또한 어려운 일이다. 본 연구에서는 경남의 거제도와 부산의 가덕도를 연결하는 유료 거가대교를 대상으로 하여 SP(Stated Preference)자료를 이용하여 적정요금을 산정하고자 하였다. 이를 위해 거가대교의 잠재이용자인 국도 14호선을 이용하는 승용차 운전자들에 대해 거가대교가 개통된다는 가정하에서 다양한 절약시간 및 요금체계에 대해 설문조사를 하여 SP자료를 수집하였다. 이 SP자료를 이용하여 요금수준별 거가대교 이용행태를 분석하고자 범주형 우도함수를 응용한 순위프로빗 모형과 인간이 개략적인 추론을 통하여 결론에 도달하는 과정을 퍼지이론을 이용하여 모형화한 퍼지근사추론모형을 구축하였으며, 이 모형을 이용하여 적정요금을 산정하고 조사대상 승용차 이용자들의 시간가치에 의해 검정하였다. 순위프로빗 모형구축을 위해서는 총15개의 설명변수들이 검토되어 유의수준 α = 0.05 이상인 요금수준, 연령, 통행목적, 비용부담의 4개의 변수를 설명변수로 채택하여 모형을 구축하였으며 상당히 양호한 설명력을 갖는 것으로 나타났다. 퍼지추론 모형 구축을 위해서는 통행절약시간과 요금이 입력변수로 선정되었으며 이용률이 출력변수로 선정되었다. 절약시간은 3개의 퍼지집합으로, 요금과 이용률은 각각 5개의 퍼지집합으로 구분되었다. 각 퍼지집합들은 Triangular 형태와 Trapezoidal 행태의 멤버쉽함수를 사용하였으며 총 12개의 퍼지규칙이 정립되었다. 구축된 순위프로빗 모형을 이용한 확률적 시뮬레이션과 퍼지근사추론을 통하여 각 요금수준에서의 이용률을 추정하고 수입을 최대로 하는 요금수준을 적정요금으로 산정하였다. 두기법에 의한 적정요금은 매우 근사하였으며, 그 평균에 의해 추정된 절약 통행시간별 적정요금은 1시간30분 절약시는 요금수준 8,350원, 1시간 절약시는 6,250원, 30분 절약시는 3,900원으로 산정되었다. 절약 통행시간 1시간에서의 적정요금 6,250은 승용차 운전자들의 시간가치의 50% 수준으로 과도한 요금은 아니므로 본 연구에서 적용한 기법이 타당성이 결여되지 않는 것으로 판단된다.
초록/요약moremore
For a private toll road project, deciding optimal toll is an important element of economic analysis for the project and challengeable work. In this study, the optimal toll of a private toll bridge, Geoga Bridge which connects Geoje Island of Gyeongnam Province and Gaduk Island of Busan was estimated...
For a private toll road project, deciding optimal toll is an important element of economic analysis for the project and challengeable work. In this study, the optimal toll of a private toll bridge, Geoga Bridge which connects Geoje Island of Gyeongnam Province and Gaduk Island of Busan was estimated using Stated Preference (SP) data. The SP data were collected by interviewing the passenger car drivers travelling on the National Road 14. They are latent users of the bridge. The ordered probit model and the fuzzy approximate reasoning model were built for the analysis of driver's preference for the bridge; and the optimal toll was estimated using the model and the toll was tested by comparing with the time value of the drivers. For the construction of the ordered probit model, a total of 15 variables were tested; and the variables, toll level, age, travel purpose and toll payer, which showed more than 5 % significance level, were selected for the independent variables, and the model showed good explainability. For the construction of the fuzzy approximate reasoning model, the saving time and toll level were selected for the input variables and the using rate of the bridge were selected for the output variable. The saving time took three fuzzy numbers, and the toll level and the using rate took five numbers respectively. The fuzzy numbers employed the triangular and trapezoidal membership functions and a total of 12 fuzzy rules were composed. The using rate for each toll level was estimated by using fuzzy approximate reasoning model and stochastic simulation with the ordered probit model, and the toll level which maximized the revenue was decided as the optimal toll. The optimal tolls by the two techniques were very similar and the average toll of the two techniques for one hour saving time was 6,250 won. Since the amount 6,250 won is about 50 % of the average pay rate of passenger car drivers, it is judged that the techniques employed in this study are not short of reasonability.
목차moremore
제1장 서론 = 1
1 연구의 배경 및 목적 = 1
2 연구의 범위 = 2
...
제1장 서론 = 1
1 연구의 배경 및 목적 = 1
2 연구의 범위 = 2
3 연구의 내용 및 방법 = 6
제2장 문헌연구 = 8
1 통행요금 이론 = 8
1) 통행료결정이론의 접근방법 = 8
2) 외국의 연구동향 = 10
3) 국내의 연구동향 = 14
2 Keeler와 Small의 최적통행료 결정이론 = 16
1) 이론의 가정 = 16
2) 이론의 전개 = 16
3) 건설비 회수와 통행료 = 22
3 SP(Stated Preference)조사 = 24
1) SP 조사 개요 = 24
2) SP 조사기법의 역사 = 25
3) SP 조사기법의 장점 = 27
4) SP 조사기법의 한계 = 27
5) 조사표본 및 표본수 = 28
(1) 표본 = 28
(2) 표본수 = 28
6) 선호표현방법 = 29
(1) 선택(Choice) = 29
(2) 순위(Ranking: Conjoint Measurement) = 30
(3) 평가(Rating: Functional Measurement) = 30
(4) 종합 = 31
7) 선택상황 = 31
8) 선택대안 = 32
9) 속성변수 = 32
10) 수준 = 33
11) SP 설문구성 및 실험계획 = 33
12) 분리 Stated Preference 조사설계 (Separate SP Design) = 34
13) 수준차이를 고려한 Stated Preference 조사설계(Difference SP Design) = 35
14) 모의실험을 통한 Stated Preference 조사설계 검증 = 36
15) Stated Preference 조사방법 = 36
4 순위프로빗 모형(Ordered Probit Model) = 38
5 퍼지이론 = 41
1) 퍼지의 개념 = 41
2) 퍼지집합 = 42
3) 퍼지관계 및 연산 = 43
4) 퍼지근사추론 = 45
(1) 최대치 평균법(Middle of Maximum Method) = 49
(2) 최대 평균법(Mean of Gravity Method) = 49
(3) 무게 중심법(Center of Gravity Method) = 50
제3장 자료의 수집 및 분석 = 51
1 자료의 수집 = 51
2 자료의 분석 = 53
1) 통행특성 분석 = 53
(1) 통행특성 = 53
(2) 승용차 이용자의 개인별 통행특성 = 54
2) 요금수준에 따른 이용여부 분석 = 56
제4장 모형 추정 및 적정요금 산정 = 58
1 모형의 설정 = 58
2 순위프로빗 모형에 의한 분석 = 58
1) 순위프로빗 모형 구축 = 58
2) 순위프로빗 모형에 의한 적정요금 산정 = 65
3 퍼지근사추론에 의한 분석 = 68
1) 퍼지근사추론 모형 구축 = 68
(1) 입·출력변수에 관한 멤버쉽 함수 결정 = 68
(2) 퍼지제어규칙(Fuzzy Rule)의 구축 = 73
(3) 퍼지제어 규칙의 정립 = 79
(4) 모형의 접합성 검증 = 82
2) 퍼지근사추론 모형에 의한 적정요금 산정 = 83
3) 시간가치에 의한 적정성 여부 = 87
제5장 결론 = 89
참고문헌 = 91