국가도로망의 효율성 평가지표 개발 및 운영방안

거시경제 측면의 교통효율성 평가는 일반적으로 교통 비용의 영향을 크게 받는 것으로 알려져 있다. 특히 경제적인 관점의 공급 사슬(Supply Chain)에서의 효율성은 교통 시스템의 효율성에 의해 크게 좌우된다. 이러한 거시적인 측면의 교통 효율성은 주로 자료포락분석(Data Envelopment Analysis, DEA)을 통해 분석되었으며, 자료포락분석을 통해 공급 사슬 내에서의 투입 변수와 산출 변수와의 관계를 일반화한 모형을 구축하여 효율성의 평가를 수행하였다. 자료포락분석은 운영연구(Operational Research, OR) 분야에서 전통적으로 효율성 평가를 위해 활용되는 방법론으로 복수의 투입 변수와 산출 변수를 단일한 의사결정단위(Decision-making Unit, DMU)에 대한 단일한 투입 변수와 산출 변수의 비율로써 산정하는 방법론이다. Sanchez(2009)는 자료포락분석을 교통운영 측면에 적용하고자 하였으며, 특히 대중교통 분야에서 각 지자체를 의사결정단위로 설정하여 각 지자체들 간의 비효율성의 수준을 평가할 수 있음을 확인하였다. 1980년대에 들어서서는 1970년대 오일쇼크 파동을 기점으로 세계적으로 교통 부문 에너지 소비량의 관리가 주요한 이슈로 자리 잡기 시작하였고 이후 온실가스로 인한 지구 온난화 문제까지 이어지면서 교통부문 효율성에 대한 관심은 지속적으로 증대되었고 효율성 평가 방법론도 점차 발전하기 시작했다. Patankar(1985)는 자료 포락분석(Data Envelopment Analysis Model, DEA)을 활용한 인도의 4개 대도시권역의 도로부문 효율성을 측정하였다. Talley(1988)는 교통부문 효율성의 측정을 위해서는 효율성 자체보다 비효율성(효율성의 결손분)을 측정하는 것이 바람직하다고 평가하였다. Chu et al.(1992)와 Viton(1998)은 자료포락분석 기법을 활용한 미국 내 유사 기관 간의 효율성 평가를 통해 미국 교통부문의 효율성이 점차 개선되고 있음을 확인하였다. 다속성 효용이론(MAUT)의 이론적인 기초는 의사결정 문제에는 효용(Utility)이 존재하고 의사결정자는 실행가능한 대안 집합에서 효용을 극대화하는 모형이다. 이익, 손실, 위험 등과 같이 “의사결정에 영향을 미치는 요인들에 개인들이 부여하는 일종의 총체적 가치”를 효용이라고 정의한다면 개인들은 이 효용에 대해 일정한 크기를 부여할 수 있고 이를 측정할 수 있다고 가정 하였다. 구성된 속성 지수 참조값과 참조값에 대한 효용 기대값을 활용하여 단일속성 효용 함수를 추정하였다. 단일속성 효용함수의 추정은 로그함수, 선형함수, 지수함수 중의 함수 형태 중에서 추정식의 결정계수가 가장 높은 함수 유형을 선택하였다. 단일속성 효용함수를 활용하여 각 효율성 지수별 성능 우수 도로구간과 낙후 도로구간의 평가가 가능하다. 효율성 평가에 대한 종합지표 산정을 위한 방법론에는 다양한 종합 방법론이 존재하고 있다. 본 연구에서 목표로 하고 있는 효율성 종합평가지수는 다양한 집단의 이해관계에 영향을 줄 수 있으며 특히 국가도로망의 예산 배분에 활용될 경우 가장 우선 시 되어야 할 항목은 객관성의 확보이다. 앞서 검토되었던 다기준 분석 방법론에 기반한 효율성 평가 방법론 중 다속성 효용 함수법은 반복 질문을 통하여 도출한 의사결정자의 효용함수에 근거하여 대안을 평가하는 방법으로 일반적으로 정성적 평가항목의 계량화가 용이하다는 장점이 있다. 본 연구의 국가도로망 효율성 평가는 각 세부 정책 목표들에 대한 다양한 평가지표와 이러한 평가지표를 도출해 내기 위해 투입되는 여러 가지의 투입 재원들과 산출지표들의 관계에서 특정 축 혹은 도로가 가지는 효율성의 정도를 측정하는 것이 목표이다. 이러한 측면에서 본 연구에서는 다속성 효용 함수법을 활용하여 국가도로망의 효율성을 측정하고자 한다. 본 연구에서는 변화된 정책을 개량적으로 평가할 수 있는 정책판단의 근거를 정립하고자 하였다. 이에 따라 각 목표에 부합하는 효율성을 정의하였다. 정의된 국가도로망의 정책 목표를 기준으로 각 세부 정책 목표의 효율성을 평가할 수 있는 효율성 평가 지표의 후보군을 선정하고, 각 세부 정책 목표 추진의 현 상황을 명료하게 제시할 수 있는 핵심 평가 지표를 선별할 필요가 있다. 효율성 평가 지표의 선별과정은 중복되는 지표의 상관성 문제로 인한 특정 지표의 과다한 영향력 문제를 해결하고, 간단하고 명료한 지표 체계를 통해 정책 활용 시 지표 접근성을 향상시키는 목적을 위해 반드시 필요한 과정이다. 선정된 핵심 평가 지표는 현 상황에서 구득할 수 있는 기초 데이터를 고려하여 선정될 필요가 있으며, 선정된 핵심 평가 지표의 산정을 위한 효율성 평가 기초 DB를 구축한다. 구축된 효율성 평가 기초 DB는 정책 목표별 효율성 지표 산정에 활용되며, 산정된 정책 목표별 효율성 지표는 다기준분석 방법론을 통해 각 정책목표별 효율성 평가 지표로 통합되게 된다. 각 정책목표별 효율성 평가 지표는 국가도로망의 총괄적인 운영현황과 효율성 수준에 대해 개괄적으로 파악할 수 있는 통찰력 있는 지표로 활용되어 거시적인 측면에서의 국가도로망 운영정책의 방향성을 설정하는 지표로 활용될 수 있을 것이다. 단일속성 효용함수는 각 변수간의 독립성을 갖고 있으며, 별도의 가중치 없이는 모든 변수간의 1:1:1의 가정이 성립한다. 즉, 3개의 변수를 갖고 있는 함수식의 경우 각 변수의 크기와 관계없이 동등한 규모로 계수를 선정하며 전체 함수식에 미치는 영향도 같다는 가정이 성립하는 것이다. 본 연구에서는 이러한 문제로 인해 실제 관리자 또는 이용자가 체감하는 효율성의 크기와 차이가 생기는 오류를 방지하기 위해 AHP조사를 통해 전문가의 의견을 취합하여 각 변수간 가중치를 산정하였다. 설문조사는 교통부문 전문가 50인을 통해 취합하였으며, 변수간 중요도를 평가하여 가중치를 산정하였다. 각각의 단일속성 효용함수의 가중치는 그 합이 1.0이 되게 설정하여 전체 함수의 균형을 유지하였다. 단일속성 효용함수를 통해 산출된 각 개별 속성 지수의 효용을 결합하여 효율성 목표별 효율성 지표를 산정할 수 있다. 이를 위해 단일속성 효용함수를 결합하여 다속성 효용함수(Multi-attribute Utility Function, MUF)를 구성하고자 하며 다속성 효용함수의 도출은 설문조사를 통해 산정된 가중치와 개별 속성 지수의 단일속성 효용함수를 활용한다. 자료 수집의 용이성은 일반적으로 사용되는 자료에 대해서는 구체적으로 자료를 수집하는 것이 가능하나 유지보수비용, 유지보수기간, 공사기간 등 주요 토목기반의 운영에 대한 시설개량 관련 지표는 자료의 구간별 확보가 어려운 것으로 확인되었다. 또한 운전자 피로도 역시 운전자의 지속 운전시간을 기반으로 추정할 수 있으나 이는 매우 제한된 샘플을 이용하여 유추하는 결과이므로 본 연구의 평가지표의 자료 확보 용이성 및 범용성을 부여하기는 매우 어려운 것으로 판단되었다. 해당 평가지표 후보군이 다른 선행 연구 및 사례 연구에서 일반적으로 활용되었는가에 대해 살펴본 자료의 범용성 부문에서는 유지보수기간, 운전자 피로도, 속도 편차, 공사기간 등의 자료가 일반적으로 사용되지 않는 것으로 확인 되었다. 이를 검증하기 위해 연구기간동안 교통 및 도로부문의 주요 전문가의 자문회의를 통해 검증하는 작업을 반복하였으며, 다음의 표와 같이 범용성에 대한 평가를 시행 하였다.