1. 서 론

1.1 연구의 배경 및 목적

트램은 도시재생, 친환경 수단으로 2000년 이후 신교통수단을 도입한 289개 도시 중 약 80 %가 트램사업을 도입하였을 정도로 각광을 받고 있다. 국내의 경우 1968년 부산에서 운행되던 노면전차가 폐선되면서 사라졌지만, 버스 대비 대량수송이 가능하고, 중량전철 대비 저렴한 사업비 등으로 12개 지방자치단체에서 약 29개 사업을 계획·구상 및 추진 중에 있지만, 투자평가제도 상의 교통수요예측, 편익산정 방법론에 있어 트램특성을 고려하지 못하는 문제점으로 인해 수원, 동탄, 부산, 울산, 창원 등에서 사업추진에 어려움을 겪고 있다(Table 1).

트램사업의 추진 절차는 도시철도법, 궤도운송법 등 적용 법령에 따라 도입 절차가 상이해지며, 도시철도법으로 추진할 경우 승인·허가 주체는 국토교통부 장관이 되고, 도시철도망 구축계획 수립, 도시철도망 구축계획 확정 및 고시, 예비타당성조사 또는 지방재정투자사업 타당성 조사, 도시철도 기본계획 수립, 도시철도 기본계획 확정 및 고시 등의 절차를 거치게 되며, 궤도운송법으로 추진할 경우 승인·허가 주체는 관할 지방자치단체장(시장·군수·구청장)이 되고, 사업계획 수립 이후 관할 지방자치단체장에게 사업 허가를 받으면 사업추진이 가능하다(Table 2).

지방자치단체에서 추진하고 있는 대부분의 트램사업은 도시교통특성을 지니고 있기 때문에 관광 등 특수목적이 아닌 이상 도시철도법에 적용되어 추진된다. 만일, 궤도운송법에 적용할 경우 관련 법령에 따른 투자평가를 의무적으로 받을 필요가 없어 투자평가제도상의 문제점은 대부분 도시철도법을 적용받은 사업에 한해 발생할 것으로 예상된다.

국토교통과학기술진흥원(^{KAIA, 2018})은 트램사업 추진 시 투자평가제도 상의 문제점을 토대로 비용산정을 위한 원단위 개선, 신규편익 발굴 등의 개선연구를 수행하였으나, 기존 수요예측 및 편익산정 방법론의 문제점을 보완하기 위한 연구는 사례가 없다.

트램은 타 경전철과는 달리 도로에서 자동차와 혼용운행이 가능하다는 큰 특징을 가지고 있으며, 베를린, 뮌헨, 파리, 리스본 등 국외에서는 노선버스와 일부 노선 및 정거장을 공유하는 사례도 존재하여, 노선 특성에 따라 도시철도 또는 노선버스 운행특성을 모두 가지고 있다. 현재 투자평가제도 상에서는 교통수요예측 및 편익산정 시 트램을 경전철 중 하나의 수단으로 구분하고, 도시철도의 분석방법론을 준용하고 있으며, 도시철도 특성에 가까운 트램사업의 경우 도시철도 분석방법론을 준용해도 무방하나, 노선버스 특성에 가까운 트램사업, 특히, 비수도권 사업의 경우 KTDB 배포자료에 노선버스의 O/D 및 Transit Line을 제공하지 않아 사업노선 주변 노선버스에서의 수단전환 등의 통행행태를 반영할 수 없는 구조적인 문제점이 존재한다.

따라서 본 연구에서는 노선버스의 O/D 및 Network 반영 유무에 따른 트램사업의 교통수요예측 및 편익산정결과의 변화를 비교해 보고, 분석 개선방안을 제시한다.

1.2 연구의 내용 및 방법

본 연구는 현재 비수도권 사업에서 고려되지 않고 있는 노선버스가 트램사업에 미치는 영향을 검토하기 위하여, 투자평가제도 및 방법론에 대한 현황을 검토하고, 현재 투자평가방법론 상의 문제점을 도출한 후, 사례분석을 통해 노선버스 반영 여부에 따른 트램사업의 효과를 분석하고, 개선방안을 제시한다.

1.3 연구 수행 절차

본 연구의 수행절차는 Fig. 1과 같이 서론, 현황 및 문제점 분석, 노선버스 반영 효과분석, 분석 개선방안, 결론 및 정책제언 순으로 구성하였다.

2. 현황 및 문제점 분석

2.1 현황 검토

도시철도법에 적용되는 트램사업의 경우 도시철도법, 국가재정법, 지방재정법 등 관련 법령에 따라 도시철도망 구축계획 수립, 예비타당성조사 또는 지방재정투자사업 타당성조사, 도시철도 기본계획 등 단계별로 사업 타당성에 대한 평가가 이루어지며, 이때 투자평가 관련 지침에 의거 기초자료 검토, 기술적 검토, 교통수요예측, 편익 및 비용 산정, 경제성 분석, 종합평가 등의 검토가 이루어 진다.

투자평가관련 지침으로는 한국개발연구원(^{KDI, 2008})과 국토교통부(^{MOLIT, 2017}), 한국지방행정연구원(^{KRILA, 2015}) 등이 있으며, 해당 지침에서는 트램사업의 특수성을 고려한 투자평가 기준은 제시하지 않고 있다.

투자평가관련 지침에서 제시하는 주요 내용을 검토해보면, 교통수요예측의 경우 교통수요예측의 전제조건, 분석범위 설정, 기초자료(O/D 및 Network)의 설정·수정, 수단분담, 통행배정, 기준년도 정산, 장래 수요예측결과 제시방법 등에 대해 제시하고 있다. 편익산정의 경우 일반적인 교통사업의 편익 항목인 도로 및 철도 통행시간 절감편익, 차량 운행비용 절감편익, 교통사고 감소편익, 환경비용 절감편익과 도시철도사업에 한해 적용되는 주차비용 절감편익이 있으며, 이외에 사업 특성을 고려한 특수편익 등이 존재하나 특수편익의 경우 기초자료의 신뢰성, 공감대 형성, 형평성 등의 문제로 인해 일부 특수사업을 제외하고 대부분의 사업 평가에서는 반영되지 않고 있다.

교통수요예측 시 준용하고 있는 기초자료는 국가통합교통체계효율화법 제17조(교통조사자료의 종합관리)④에 의거 국가교통DB센터(KTDB)에서 제공하고 있는 전국 및 광역권 O/D 및 Network를 사용하고 있다. 대부분의 트램사업은 지역 간 통행특성 보다는 도시 내 통행특성을 보이고 있어 해당 광역권 배포자료를 준용하여 분석하고 있다. 광역권 KTDB 배포자료는 수도권, 대전충청권, 대구광역권, 부산울산권, 광주광역권, 제주권 등 6개 권역으로 구분하여 배포하고 있으며, 수도권과 비 수도권 배포자료간 구성에 차이를 보인다. 수도권 배포자료의 경우 주수단 O/D는 도보/자전거, 화물/기타, 비노선버스, 일반철도/KTX, 승용차, 택시, 버스, 지하철, 버스+지하철로 구성되어 있으며, Network는 도로와 turn penalty, 철도와 노선버스의 Transit Line 등이 반영되어 있고, 비 수도권 배포자료의 경우 주수단 O/D는 도보/자전거, 승용차, 버스, 철도/지하철, 택시, 기타로 구성되어 있으며, Network는 도로, 철도 Transit Line 등이 반영되어 있다.

2.2 문제점 검토

현재 투자평가관련 지침인 한국개발연구원(^{KDI, 2008})과 국토교통부(^{MOLIT, 2017}), 한국지방행정연구원(^{KRILA, 2015})에서는 기술적 검토 및 비용산정 부분의 경우 트램의 원단위를 일부 제시하고 있으나, 교통수요예측 및 편익산정 부분의 경우 트램특성을 고려한 평가방법론을 제시하지 않고 있다. 다만, 국토교통과학기술진흥원(^{KAIA, 2019})에서는 트램도입에 따른 효과(Tram Bonus)를 고려한 신규편익 발굴, 의사결정기준 개선 연구를 진행하였으나, 사업의 효과를 도출하는 근간이 되는 교통수요예측 부분에 대해서는 트램특성을 고려한 연구사례가 없는 상황이다.

트램사업의 교통수요예측은 KTDB 배포자료의 구성에 따라 수도권과 비수도권의 분석 방법이 달라지며, 가장 큰 차이점으로는 노선버스의 반영여부를 들 수 있다. 트램의 경우 국외 트램도입국가의 운영사례를 검토하였을 때 사업에 따라 상이할 순 있으나, 대부분 도시철도 보다는 버스의 운행특성에 조금 더 가깝다고 할 수 있다. 즉, 트램의 경쟁수단으로는 노선버스가 될 수 있기 때문에 트램사업의 교통수요예측 시 경쟁노선 버스와의 영향을 면밀히 검토해야한다. 하지만 현재 노선버스에 대한 O/D 및 Network는 수도권 KTDB 배포자료에만 제공하고 있어, 비수도권 사업의 경우 트램사업에 대한 교통수요예측 시 노선버스와의 영향 검토가 어려운 실정이다.

3. 노선버스 반영 효과 분석

3.1 분석 전제

사업노선은 경기도 부천시에 사업연장 4.2 km, 정거장 8개소, 주거단지와 거점역을 연결하는 가상의 노선을 구축하였으며, 수요예측을 위한 기초자료는 2019년 11월 배포한 수도권 KTDB O/D 및 Network를 준용하였고, 시나리오를 설정하여, 시나리오1은 노선버스 O/D 및 Transit Line이 없을 경우, 시나리오2는 노선버스 O/D 및 Transit Line이 있을 경우로 구성하여 분석하였다. 사업 개통시점은 2030년으로 설정하였으며, 개통시점 1개년도에 대한 교통수요 및 편익 분석결과를 비교하였다.

3.2 모형 구축

본 연구에서 적용한 교통수요예측 프로그램은 EMME/4를 사용하였으며, KTDB 수도권 배포 O/D 및 Network를 기초자료로 활용하였다.

시나리오 1의 경우 비 수도권의 분석환경과 유사하도록 Network 상의 버스 Transit Line은 삭제하였으며, O/D의 경우 수단분담 및 통행배정 시 승용차, 택시, 비노선버스, 지하철, 버스+지하철만 활용하였으며, 이때 지하철과 버스+지하철 O/D는 수단분담 이후 결합하여 배정하였다. 시나리오 2의 경우 수도권 배포자료에서 제공하는 Network를 모두 구축하였으며, O/D의 경우 승용차, 택시, 비노선버스, 노선버스, 지하철, 버스+지하철을 활용하였다(Table 3).

개통년도를 2030년으로 설정함에 따라 2030년 이전 개통 예정인 GTX-B, C노선 등 KTDB 배포자료에 미 반영된 교통망 개발계획을 추가 반영하였으며, 개발계획 반영 후 수단분담을 통해 미시행 O/D 및 Network를 재 구축하였다.

사업노선은 수도권 광역철도 1호선과 도시철도 7호선이 지나가며, 주거밀집지역과 철도역 간을 운행하는 노선버스가 많은 부천시 중동과 신중동, 오정동으로 선정하였으며, 노선연장 4.2 km에 정거장 8개소를 반영하였고, 표정속도는 35 km/h, 배차간격은 주변 노선버스의 평균 배차시간을 고려하여 5분으로 설정하였다(Fig. 2).

3.3 분석 결과

수단분담 결과 Table 4와 같이 시나리오 1의 경우 약 4,232통행/일이 승용차, 택시, 비노선버스에서 전환되는 것으로 분석되었으며, 시나리오 2의 경우 약 4,035통행/일이 승용차, 택시, 버스에서 전환되는 것으로 분석되었다. 시나리오별 전환규모에서는 약 200통행/일 차이로 검토되었으나, 수단별 전환규모를 검토한 결과 시나리오 1의 경우 승용차에서 대부분 전환(약 79 %)되는 것으로 검토되었으나, 시나리오 2의 경우 승용차의 전환 비율이 시나리오 1 대비 약 25 % 감소한 반면, 버스의 전환 비율은 22 % 증가한 것으로 나타났다.

트램 교통수요예측결과 Table 5와 같이 시나리오 1의 경우 총 승차기준 2030년 40,472인/일이 이용할 것으로 예측되었으며, 시나리오 2의 경우 23,205인/일이 이용할 것으로 예측되었다. 시나리오 1의 경우 사업노선 주변 버스 Transit Line이 없어 센트로이드 커넥터에서 주 수단인 철도를 이용할 때 주변 가까운 트램 정거장까지 공로를 통해 접근, 트램 노선에 수요가 집중되는 반면, 시나리오 2의 경우 주수단인 철도역까지 트램 이외에 노선버스가 존재함에 따라 수요가 분산되어 시나리오별 수요예측 규모의 차이를 보이는 것으로 분석되었다.

교통수요예측결과를 토대로 편익을 산정한 결과 시나리오 1의 경우 연간 23,676백만원/년, 시나리오 2의 경우 연간 23,844백만원/년이 발생할 것으로 분석되었다(Table 6).

교통수요예측결과에서 시나리오 1의 이용수요가 2에 비해 높음에도 불구하고 시나리오별 수단전환 규모의 차이가 크지 않아 편익규모의 차이가 크게 발생하지 않은 것으로 분석되었다. 또한, 교통수요예측결과에서는 시나리오 1의 이용수요가 더 높은 것으로 검토되었으나, 편익산정 결과 시나리오 2의 연간 편익 규모가 더 높은 것은 노선버스의 사업 미시행-시행시 통행시간절감편익이 추가로 반영되면서 사업시행시 이용자 증가에 따른 총통행시간 증가로 인해 발생되는 철도통행시간절감편익의 부(-)의 규모가 감소한 영향으로 분석되었다.

4. 분석 개선방안

트램사업의 교통수요예측 및 편익산정방법을 개선하기 위해선 노선 특성에 따라 분석 방법론을 구분할 필요가 있다. 프랑스 파리 T4, 독일 카를스루에 등(Tram-Train)과 같이 도시철도 특성에 가까운 사업의 경우 현재 도시철도사업의 분석방법론을 적용하되, 파리 T3, 리스본, 베를린 등과 같이 노선버스 특성에 가까운 사업의 경우 노선버스를 고려한 교통수요예측 및 편익산정 방법론이 제시되어야 한다.

교통수요예측의 분석절차는 현황 검토, 기초자료 구축, 영향권 설정, 존 세분화, 기준년도 정산, 장래 O/D 및 네트워크 수정, 수단분담, 통행배정 순으로 진행되며, 투자평가 관련 지침 상의 분석절차별 방법론에서는 노선버스를 고려한 방법론이 제시되어 있지 않음에 따라 노선버스를 고려한 교통수요예측 방법론 개선방안을 제시한다.

우선, 현황검토 단계에서는 사업노선 주변 버스 운행 현황검토가 필요하다. 이때 노선번호, 출발지, 도착지, 배차간격, 운행시간, 트램사업과의 노선 공유구간 등을 파악하여야 한다. 존 세분화 단계에서는 트램사업의 경우 정거장 간격이 짧게 배치될 수 있고, 노선버스와의 경쟁특성을 고려하여 보다 세밀한 존 세분화가 필요하며, 정거장 주변 역세권 반경 500m를 고려하여 시가화 면적비율을 적용해 존 세분화를 수행하여야 한다. 기준년도 정산 단계에서는 버스의 정산방법 및 기준이 필요하다. 정산시 사용되는 버스 수송실적 자료는 한국교통안전공단 국가대중교통DB에서 제공하고 있는 버스 정류장 승차 데이터 또는 카드실적자료 등을 활용하며, 직접영향권 내 오차율은 10 % 이내, 간접영향권 내 오차율은 20 % 이내로 설정한다. 버스 Transit Line 구축이 되어있지 않을 경우 직접영향권을 경유하는 버스노선에 한정하여 구축하고, 표정속도는 운행시간대와 도로의 환경에 따라 다양하기 때문에 각 시간대별 평균 운행속도의 운행횟수 기준 가중평균 값을 사용하도록 한다.

편익산정의 경우 노선버스 이용자의 통행시간절감편익을 반영하여야 한다. 트램사업 시행시 기존 노선버스에서의 수단전환으로 인해 노선버스의 이용량은 사업 미시행시 대비 감소함에 따른 편익이 발생할 것으로 예상되며, 분석 방법은 기존 철도 이용자의 통행시간 절감편익 산정방식과 동일한 방법을 적용하여 기존버스이용자의 효용(VOT)은 노선버스b의 기점 i부터 종점 j까지의 통행량(OD)과 통행시간(T), 노선버스 1통행당 시간가치(P)를 곱하여 산정할 수 있다.

여기서, $VO{T}^{\mathrm{사업미시}행시\mathrm{기존버스이용자}}=\sum _i^{}\sum _j^{}O{D}_{ij}^b\times T_{ij, \mathrm{사업미시}행}^b\times P^b$

$VO{T}^{\mathrm{사업시}행시\mathrm{기존버스이용자}}=\sum _i^{}\sum _j^{}O{D}_{ij}^b\times T_{ij, \mathrm{사업시}행}^b\times P^b$

$O{D}_{ij}^b$= 기점 i부터 종점 j까지 버스 통행량

$T_{ij, \mathrm{사업미시}행}^b$= 사업미시행시 노선버스 b의 기점 i부터 종점 j까지 통행시간

$T_{ij, \mathrm{사업시}행}^b$= 사업시행시 노선버스 b의 기점 i부터 종점 j까지 통행시간

$P^b$= 버스 b의 1통행당 시간가치

5. 결 론

현재 투자평가제도 상에서는 교통수요예측 및 편익산정 시 트램을 경전철 중 하나의 수단으로 구분하고, 도시철도의 분석방법론을 준용하고 있다. 이에 본 연구에서는 트램특성을 고려하여 비수도권 사업에서 고려되지 않고 있는 노선버스가 트램사업에 미치는 영향을 검토하기 위하여, 투자평가제도 및 방법론에 대한 현황 및 문제점을 검토하여 비수도권 사업의 경우 KTDB 배포자료의 특성에 따라 경쟁수단이 될 수 있는 노선버스를 반영할 수 없다는 구조적인 한계점을 도출하였다. 이를 토대로 시나리오를 설정하여 노선버스 반영 유무에 따른 트램사업에 대한 교통수요예측을 수행한 결과 수단전환량은 두 시나리오 모두 유사한 것으로 나타났으나, 이용수요 규모에서 노선버스를 반영하지 않은 시나리오 1이 시나리오 2에 비해 큰 것으로 나타났다. 반면, 시나리오별 편익을 산정한 결과 이용수요의 규모가 큰 시나리오 1 보다 시나리오 2의 연간 편익이 약 1.7억원/년 정도 높게 도출되었으며, 이는 노선버스의 통행시간절감편익이 추가 반영됨에 따라 철도 통행시간절감편익의 부(-)의 편익 규모가 줄어든 것으로 분석되었다.

이러한 분석결과는 노선버스 반영으로 인해 기존 철도 Transit Line으로 집중되던 이용수요가 주변 버스 Transit Line으로 일부 분산되어 보다 현실패턴을 반영하였다고 설명할 수있으며, 이용수요의 감소는 비용 측면에서 차량구입비, 운영비 등 감소요인으로 작용될 수 있기 때문에 오히려 경제성 분석결과는 더 높아지는 효과를 가져올 수 있다.

이러한 효과를 반영하기 위해서는 투자평가 관련 지침의 개선이 필요하며, 노선버스를 반영한 분석 방법의 신뢰성 확보를 위해 현황 검토, 기초자료구축, 존세분화, 기준년도 정산 등의 단계에서 노선버스 관련기준을 보완할 필요가 있다.