도로거리를 이용한 지역별 우회계수(Circuity Factor) 산정 (Calculation of Regional Circuity Factors using Road Network Distance in South Korea)

서지정보

· 발행기관 : 대한국토·도시계획학회
· 수록지 정보 : 국토계획 / 48권 / 4호 / 319 ~ 329페이지
· 저자명 : 김태곤, 신용훈, 이지민, 서교

초록

거리는 교통과 물류분야의 중요한 요소로서 기반시설의 입지와 사업의 평가에 있어서 보다 실제거리에 가까운 거리를 사용하기 위하여 다양한 거리 분석 기법에 대한 연구가 지속적으로 진행되어 왔다 (Francis and Goldstein, 1974). 이러한 거리추정에 관한 연구는 실제 도로망을 따르는 이동경로와 산맥, 하천과 같은 지형적 장애요인을 반영하여 결과의 현실성을 확보하는 한편, 계산의 복잡성을 줄여서 공학적으로 활용 가능한 거리 추정 모형을 개발하고자 하였다.
거리 추정 방법에서 가장 일반적으로 쓰이는 방법은 유클리디안 직선거리 (Euclidean Distance)를 이용하는 것으로 (Wesolowsky, 1973), 평면 혹은 구면상의 두 점을 잇는 길이로 정의된다. 이 방법은 다른 방법에 비해 계산 과정이 간단하다는 장점을 가진다 (Levinson and El-Geneidy, 2009). 그러나 직선거리법을 이용할 경우 도시화된 지역 내에서는 일정 수준의 정확성을 보이지만 (Love and Morris, 1979), 도로망의 구성과 무관하게 산정되며 지리적 영향을 반영하지 못하여 비도시화 지역에 대해서는 오차가 크게 발생한다.
거리 추정 모델에서 정확도를 높이기 위한 연구로는 초기에는 수학적 모델을 통한 방법이 주로 제시되어왔다. 이러한 모델은 직선거리를 기반으로 비례계수 혹은 로그지수를 미지수로 갖는 함수를 가정하고, 모수를 추정하여 적합성을 검증하는 방식의 연구가 주로 이루어졌다 (Brimberg et al., 1995; Love and Morris, 1972; 1979; 1988; Wesolowsky, 1973). 그러나 이들 연구들에서 제시하는 모델들은 정확도를 높이기 위해 복잡하고, 고차원 함수로 발전된 반면, 주어진 제한조건에 따라 그 결과가 크게 달라지고, 일반적 문제에 적용이 어려운 한계가 존재하였다.
최근에는 활용 가능한 지리정보 관련 데이터의 증가로 거리추정에 이용되는 계수를 실제 값을 통하여 산정할 수 있게 되었으며, 이에 따라 모델 자체는 단순한 직선거리법을 이용하되, 모델에 사용하는 계수를 보다 정확하게 추정하기 위한 관심이 증대되었다. 이러한 거리 추정 모델에 이용되는 계수 값을 우회계수 (Circuity Factor)라 하며 최근 이를 구하는 연구가 꾸준히 진행되고 있다 (Ballou et al., 2002; Levinson and El-Geneidy, 2009; Giacomin et al., 2012).
우회계수는 서로 다른 두 지점에 대한 직선거리와 실제 도로망에서의 최단거리 (Road Network Distance, 도로거리)의 비로 정의된다 (O'Sullivan and Morrall, 1996; Levinson and El-Geneidy, 2009). 따라서 직선거리를 통해 도로거리를 산정하기 위한 계수로 이용 할 수 있다. 또한 우회계수는 주변 시설물, 도로현황, 지형구배 등에 따라 그 값이 증가하므로 다양한 계획수립 시 실제 거리를 현실적으로 반영할 수 있으며 (Ballou et al., 2002), 지역별 우회계수를 이용할 경우 지역의 공간적 특성을 반영한 지표로 활용될 수 있다 (Parthasarathi, 2009).
우회계수는 지역의 지형적 특성이나 도시화 등에 따라 다르게 나타나므로 각 국가 혹은 지역의 우회계수를 산정하는 연구가 지속적으로 진행되어 왔다. 기존 연구에 따르면 도시의 경우 1.2 정도의 우회계수 값이 나타나는 것으로 알려져 있으며 (Newell, 1980), 22개 도시를 대상으로 분석한 연구결과에 따르면 도시의 평균 우회계수 값은 1.22에서 1.25 사이 값으로 나타났다 (Levinson and El-Geneidy, 2009). 전세계 30개 국가의 평균우회계수 (Average Circuity Factor) 산정 연구를 살펴보면 1.12에서 2.12까지 다양하게 분포하는 것으로 나타났으며 (Ballou et al., 2002), 대도시권 (Metropolitan area)의 우회계수는 1.238에서 1.465까지 범위에 분포하고 평균은 1.339로 분석되었다 (Giacomin et al., 2012).
국내에서는 김형철 (1989)이 도로의 접근도를 측정하는 방법 중 하나로 대도시를 제외한 46개 도시를 대상으로 우회계수를 산정하였으며 평균 1.517의 값을 갖는 것으로 분석한 바 있으나 전국적인 분석이 이루어지지 못하였다. 이기원 (2004)이 교통지리학적 지표로 우회도를 산출하는 프로그램을 개발하여 실험 결과로 우회도를 제시하였으나, 거리 편차 개념으로 우회도를 설명하였고, 실제 도로망에 대한 우회계수에 대한 분석은 이루어지지 않았다. 이러한 선행 연구에서 제시한 우회계수 결과 값은 외국 사례이거나 국내 사례의 경우 도로인프라가 현재와 같이 확충되기 이전의 결과로 현재 우리나라에서 실질적으로 활용하기에는 많은 한계가 존재한다.
따라서 본 연구에서는 우리나라의 도로특성을 바탕으로 평균 우회계수를 산정하고, 이를 다른 국가들의 우회계수와 비교하고자 한다. 또한 공간 범위를 좁혀 도 단위, 대도시 단위로 지역별 우회계수를 산정하고 지역별 우회계수의 특성과 그 의미를 고찰해 보고자 한다.

영어초록

Distance is one of the key factors for transportation and logistics. Geological road distance is different from euclidean distance so the circuity factor (CF), the ratio of road and euclidean distances, should be considered for planning projects and designing infrastructures. The purpose of this study is to calculate the national and regional circuity factors and compare them with values of other countries. We also estimate regional CFs for states and metropolitan areas. The national circuity factor of South Korea is 1.26 which is higher than USA and smaller than Japan or EU. The largest and least circuity factors of states are 1.435 (Gangwon province) and 1.218 (Gyeonggi province), respectively. Generally metropolitan areas show much lower circuity factors than states. Our results could be used for planning infrastructures and facilities of transportation and logistics.

참고자료

· 없음