정책연구보고서 2013-09
대전시 시내버스
표준연비 산정에 관한 연구
이 범 규
연구책임
• 이범규 / 도시기반연구실 책임연구위원- 연구요약 -
Ⅰ. 연구의 배경 및 목적
• 시내버스 운송원가에서 인건비 다음으로 많은 비중을 차지하는 것은 연료비로 총 운송원가의 약 20%를 차지(2012년 기준 총 연료비는 325억원 소요)
• 대전시는 버스업체의 연료비 절감을 위하여 차종별 표준연비를 산정하여 이를 기준으로 시내버스 업체에 연료비를 지급하고 있으나, 표준연비 산정식이 노선의 특성을 반영하는데 미흡한 측면이 있어 업체의 민원이 지속적으로 제기
- 일부 노선의 경우 실제 소모된 연료비와 표준연비 산정치간의 오차 발생으로 어떤 업체는 연료비가 남고, 어떤 업체는 연료가 모자라는 현상 발생
- 시내버스 업체의 연비절감 노력을 향상시키기 위해서는 연료비 지급방식의 합리화를 통한 신뢰구축이 중요
• 이에 따라 대전시 시내버스 운영업체를 중심으로 표준연비의 재산정 요구가 증가
• 본 연구는 시내버스 연비에 영향을 미치는 요소를 분석하고, 각종 통계기법을 동원하여 합리적인 모형을 개발함으로써 형평성 있는 연료비 지급방안을 마련하는 것이 목적
Ⅱ. 연구의 주요 내용
• 연구의 개요 / 연구의 배경 및 목적, 연구의 범위 및 체계 설정
• 시내버스 연료비 현황 및 선행연구 검토 / 연료비 및 연비 현황, 선행연구 검토
• 시내버스 연비에 영향을 미치는 요소 분석 / 연비에 영향을 미치는 요소 분석
• 표준연비 산정모형 개발 및 적합도 검정 / 실제 사용연비와 오차가 적은 표준연비 산정모형 개발
• 결론 및 정책건의
Ⅲ. 연구의 수행방법 및 과정
• 본 연구는 대전시 시내버스의 차량유형별, 노선별 표준연비 산정모형을 개발하는 것이 핵심으로 연구의 전체적인 과정 및 수행방법은 다음과 같음
[연구의 과정 및 수행방법]
Ⅳ. 주요 연구결과
□ 시내버스 연비 현황
• 차량형태별･노선유형별 평균연비를 보면 도시형 일반버스와 좌석형 일반버스의 연비가 높으며, 다음으로 도시형 저상버스, 좌석형 저상버스 순으로 나타남
• 중형버스의 경우 평균 연비가 높으나 노선별로 편차가 큰 특성을 보임
구분 간선노선 지선노선 외곽노선
도시형 일반버스 2.349 2.357 2.381
도시형 저상버스 2.042 1.980 -
좌석형 일반버스 2.371 2.377 -
좌석형 저상버스 1.815 1.665 -
중형버스 - 3.200 3.504
[대전시 시내버스 차량형태별･노선유형별 평균연비(km/㎥)]
[차량형태별-노선유형별 연비 Box-plot]
□ 시내버스 연비 영향요소 검토
• 시내버스 연비에 영향을 미치는 요소는 크게 교통요인, 도로요인, 차량요인, 운전기사 요인으로 압축할 수 있음
- 교통특성 요인 : 노선별 승객수, 교통혼잡(운행속도, 운행시간), 정차회수(신호등수, 정류장수)
- 도로조건 요인 : 노선의 구배(경사), 노면상태
- 차량관련 요인 : 차량의 연료유형, 크기, 노후정도(연식) - 운전기사 요인 : 운전습관(급제동, 급가속 등)
• 본 연구에서는 교통특성 요인으로 노선별 승객수, 운행속도, 신호등수, 정류장수와 도로조건 요인으로 경사구간의 연장(구배)을 연비 영향요소로 선정함
- 차량관련 요인은 차량 유형별로 연비산정모형을 개발함으로써 반영하였고, 운전 기사 요인은 표준연비 지급방식의 취지가 운전기사의 연비를 향상시키는 것이므로 반영하지 않음
□ 시내버스 연비 영향요소 조사
• 노선유형별 평균 승객수(인/km)를 보면 간선노선은 2.16인, 지선노선은 1.85인, 외곽 노선은 0.54인으로 나타남
• 노선유형별 평균 운행속도(km/시)를 보면 간선노선은 20.54, 지선노선은 19.72, 외곽 노선은 31.27로 나타남
• 노선유형별 경사구간(구배)의 평균 연장(km)을 보면 km당 간선노선은 0.08, 지선 노선은 0.10, 외곽노선은 0.11로 나타남
• 노선유형별 평균 신호등수(개/km)을 보면 간선노선 3.71개, 지선노선 3.80개, 외곽노선 1.71개로 나타남
• 노선유형별 평균 정류장수(개/km)을 보면 간선노선 2.19개, 지선노선 2.19개, 외곽노선
1.70개로 나타남
승객수(인/km) 운행속도(km/시)
구배 연장(km) 신호등수(개/km)
정류장수(개/km)
[연비 영향요소 조사 결과 / 노선유형별 Box-plot]
□ 차량유형별, 노선유형별 영향요소 선정
• 연비와 영향요소간의 산점도 분석, 상관관계 분석을 통하여 차량유형별, 노선유형별 연비에 영향을 미치는 영향요소를 최종적으로 도출
- 도시형 일반버스 / 간선노선의 경우 연비와 승객수 및 평균운행속도 간에 상관 관계가 매우 높고, 신호등수와도 상관관계가 다소 낮게 나타나는 것으로 분석됨 - 도시형 일반버스 / 지선노선의 경우 승객수 및 신호등수 간에 상관관계가 매우 높고,
운행속도 및 정류장수 간에도 상관관계가 다소 낮게 나타나는 것으로 분석됨
- 도시형 일반버스 / 외곽노선의 경우 모든 영향요소에서 상관관계가 거의 나타나지 않는 것으로 분석됨
- 도시형 저상버스 / 간선노선의 경우 연비와 승객수 및 평균운행속도 간에 상관관계가 매우 높게 나타나며, 기타 요소는 상관관계가 매우 낮은 것으로 분석됨
- 도시형 저상버스 / 외곽노선의 경우 모든 영향요소에서 상관관계가 거의 나타나지 않는 것으로 분석됨
- 좌석형 일반버스 / 간선노선의 경우 연비와 운행속도 간에 높은 상관관계를 보이며, 승객수, 정류장수와는 낮은 상관관계를 보이는 것으로 분석됨
- 좌석형 일반버스 / 지선노선의 경우 연비와 운행속도 간에 높은 상관관계를 보이며, 승객수, 정류장수, 신호등수와는 낮은 상관관계를 보이는 것으로 분석됨
- 좌석형 저상버스 / 간선노선의 경우 연비와 승객수 및 운행속도 간의 상관관계가 높고, 구배 및 신호등수와도 낮은 상관관계를 보이는 것으로 분석됨
- 좌석형 저상버스 / 지선노선의 경우 연비와 신호등수간에 상관관계가 높고, 구배 및 정류장수와도 낮은 상관관계를 보이는 것으로 분석됨
- 중형버스 / 지선노선 A 유형의 경우 연비와 구배 간에 매우 높은 상관관계를 보이며, 운행속도 및 정류장수와는 낮은 상관관계를 보이는 것으로 분석됨
- 중형버스 / 지선노선 B 유형의 경우 연비와 구배 간에 매우 높은 상관관계를 보이며, 운행속도와도 다소 높은 상관관계를 보이는 것으로 분석됨
- 중형버스 / 외곽노선 A 유형의 경우 연비와 속도 간에 매우 높은 상관관계를 보이며, 구배 및 정류장수와 낮은 상관관계를 보이는 것으로 분석됨
- 중형버스 / 외곽노선 B 유형의 경우 모든 영향요소에서 상관관계가 거의 나타나지
않는 것으로 분석됨
□ 표준연비 산정모형 개발
• 차량유형별, 노선유형별 선정된 영향요소(설명변수)와 연비(종속변수)간의 회귀모형을 통하여 표준연비 산정모형식을 개발함
-
⋯⋯
- 여기서, 는 종속변수,
는 k번째 독립변수(
)의 회귀계수,
는 상수
• 회귀모형은 전진선택법, 후진제거법을 모두 이용하여
, t-검정, 자기상관계수 (Durbin-Watson) 만족하는 모형을 최종 모형으로 선택하였으며, 모형에 대한 t-검정, 공선성(VIF),
, F-검정, 잔차분석 등 모형의 적합도를 검정하여 최종 모형으로 채택함(차량 유형별 노선유형별 13개 모형 도출)
구 분 노선유형 모형식 설명변수
도시형 일반
간선 승객수, 운행속도 지선 승객수, 신호등수
외곽 없음
도시형 저상
간선 승객수, 운행속도
지선 없음
좌석 일반
간선 운행속도 지선 운행속도
좌석 저상
간선 승객수, 운행속도 지선 신호등수
중 형
지선-유형 A 구배 지선-유형 B 구배 외곽-유형 A 운행속도
외곽-유형 B 없음
[대전시 차량유형별 노선유형별 표준연비 산정 모형]
□ 표준연비 산정모형 효과 검토
• 기존 모형과 본 연구 개발모형의 표준연비 예측치를 비교해 보면 본 연구 개발모형의 예측치가 실연비를 보다 잘 설명하는 것으로 나타나며, 오차(실연비-표준연비) 또한 기존 모형에 비하여 크게 감소하는 것으로 나타남
구 분 기존모형 본 연구 개발모형 비 고
도시형 일반 -0.37 ∼ 0.38 -0.24 ∼ 0.31 오차감소 도시형 저상 -0.31 ∼ 0.25 -0.26 ∼ 0.21 오차감소 좌석 일반 -0.34 ∼ 0.63 -0.27 ∼ 0.27 오차감소 좌석 저상 -0.27 ∼ 0.27 -0.20 ∼ 0.14 오차감소
중 형 -0.78 ∼ 0.64 -0.39 ∼ 0.22 오차감소
[기존 모형과 본 연구 개발모형의 노선별 실연비와 표준연비 오차]
- 제목차례 -
제1장 연구의 개요 ··· 1
제1절 연구의 배경 및 목적 ··· 3
제2절 연구의 범위 ··· 4
제3절 연구의 체계 ··· 5
제4절 연구의 방법 ··· 6
제2장 시내버스 연료소모 현황 및 선행연구 검토 ··· 9
제1절 시내버스 연료소모 현황 ··· 11
1. 시내버스 운행현황 ··· 11
2. 시내버스 연료소모 현황 ··· 14
1) 연료비 및 연비 현황 ··· 14
2) 차량 형태별･노선 유형별 연비 일반현황 ··· 14
3) 차량 형태별･노선 유형별 연비 세부현황 ··· 21
4) 운전기사별 연비 비교 ··· 26
제2절 기존 표준연비 산정모형 검토 ··· 27
1. 기존 표준연비 산정모형 ··· 27
2. 기존 표준연비 산정모형의 오차검토 ··· 27
1) 표준연비와 실제연비의 비교 ··· 27
2) 표준연비와 실제연비의 오차 ··· 28
3. 기존 표준연비 산정모형의 문제점 ··· 29
제3절 선행연구 검토 ··· 30
제3장 시내버스 연비 영향요소 조사 및 분석 ··· 31
제1절 시내버스 연비 영향요소 검토 ··· 33
1. 시내버스 연비 영향요소 ··· 33
2. 시내버스 연비 영향요소 검토 결과 ··· 33
제2절 시내버스 연비 영향요소 조사 ··· 34
1. 승객수 ··· 34
1) 조사방법 ··· 34
2) 조사결과 ··· 34
2. 운행속도 ··· 36
1) 조사방법 ··· 36
2) 조사결과 ··· 37
3. 경사구간(구배)의 연장 ··· 39
1) 조사방법 ··· 39
2) 조사결과 ··· 40
4. 신호등수 ··· 42
1) 조사방법 ··· 42
2) 조사결과 ··· 43
5. 정류장수 ··· 45
1) 조사방법 ··· 45
2) 조사결과 ··· 46
제3절 시내버스 연비 영향요소 선정 ··· 49
1. 상관관계 분석 ··· 49
1) 도시형 일반버스 ··· 49
2) 도시형 저상버스 ··· 58
3) 좌석형 일반버스 ··· 64
4) 좌석형 저상버스 ··· 70
5) 중형버스 ··· 76
6) 중형버스(보정) ··· 82
2. 시내버스 연비 영향요소 선정 ··· 95
1) 도시형 일반버스 ··· 95
2) 도시형 저상버스 ··· 95
3) 좌석형 일반버스 ··· 96
4) 좌석형 저상버스 ··· 96
5) 중형버스 ··· 97
제4장 표준연비 산정모형 개발 및 적합도 검정 ··· 99
제1절 표준연비 산정모형 개발 ··· 101
1. 도시형 일반버스 ··· 101
1) 간선노선 ··· 101
2) 지선노선 ··· 102
3) 외곽노선 ··· 102
2. 도시형 저상버스 ··· 103
1) 간선노선 ··· 103
2) 지선노선 ··· 103
3. 좌석형 일반버스 ··· 104
1) 간선노선 ··· 104
2) 지선노선 ··· 104
4. 좌석형 저상버스 ··· 105
1) 간선노선 ··· 105
2) 지선노선 ··· 105
5. 중형 버스 ··· 106
1) 지선노선 ··· 106
2) 외곽노선 ··· 107
제2절 표준연비 산정모형 적합도 검정 ··· 108
1. 도시형 일반버스 ··· 108
1) 간선노선 ··· 108
2) 지선노선 ··· 109
3) 외곽노선 ··· 110
2. 도시형 저상버스 ··· 111
1) 간선노선 ··· 111
2) 지선노선 ··· 112
3. 좌석형 일반버스 ··· 113
1) 간선노선 ··· 113
2) 지선노선 ··· 114
4. 좌석형 저상버스 ··· 115
1) 간선노선 ··· 115
2) 지선노선 ··· 116
3. 중형버스 ··· 117
1) 지선노선 ··· 117
2) 외곽노선 ··· 119
제3절 최종 표준연비 산정모형 ··· 121
1. 모형식 ··· 121
2. 노선별 실연비 및 표준연비 비교 ··· 122
제4절 표준연비 산정모형 효과 검토 ··· 127
제5장 결론 및 정책건의 ··· 129
제1절 결 론 ··· 131
제2절 정책건의 ··· 135
참고문헌 ··· 137
부 록 : 시내버스 노선별 연비 및 영향요소 실측치 ··· 139
- 표 차 례 -
<표 2-1> 대전시 시내버스 업체별 면허대수 및 상용대수 ··· 11
<표 2-2> 대전시 시내버스 업체별･차량형태별 운행대수 ··· 12
<표 2-3> 대전시 시내버스 노선유형별･차량형태별 운행대수 ··· 12
<표 2-4> 대전시 시내버스 노선 분류 현황 ··· 13
<표 2-5> 시내버스 대당 연료비 및 평균연비 비교(도시형 일반 CNG버스 기준) ··· 14
<표 2-6> 대전시 시내버스 차량형태별･노선유형별 평균연비(km/㎥) ··· 15
<표 2-7> 도시형 일반버스 연비 현황 ··· 16
<표 2-8> 도시형 저상버스 연비 현황 ··· 17
<표 2-9> 좌석형 일반버스 연비 현황 ··· 18
<표 2-10> 좌석형 저상버스 연비 현황 ··· 19
<표 2-11> 중형버스 연비 현황 ··· 20
<표 2-12> 운전기사별 연비 비교(km/㎥) / 대전 A사 3개 노선 비교 ··· 26
<표 2-13> 대전시 기존 표준연비 산정모형(회귀식) ··· 27
<표 2-14> 선행연구 노선형태별 회귀분석에 따른 표준연비 산정 결과 ··· 30
<표 3-1> 노선별 승객수(인/km) 현황 ··· 36
<표 3-2> 노선별 운행속도(km/시) 현황 ··· 39
<표 3-3> 경사구간 연장의 유형 및 측정방법 ··· 39
<표 3-3> 노선별 km당 구배 연장(km) 현황 ··· 42
<표 3-4> 노선별 신호등수(개/km) 현황 ··· 45
<표 3-5> 노선별 정류장수(개/km) 현황 ··· 48
<표 3-7> 간선노선-도시형 일반버스 연비와 영향요소간의 상관관계 분석 ··· 49
<표 3-8> 지선노선-도시형 일반버스 연비와 영향요소간의 상관관계 분석 ··· 52
<표 3-9> 외곽노선-도시형 일반버스 연비와 영향요소간의 상관관계 분석 ··· 55
<표 3-10> 간선노선-도시형 저상버스 연비와 영향요소간의 상관관계 분석 ··· 58
<표 3-11> 지선노선-도시형 저상버스 연비와 영향요소간의 상관관계 분석 ··· 61
<표 3-12> 간선노선-좌석형 일반버스 연비와 영향요소간의 상관관계 분석 ··· 64
<표 3-13> 지선노선-좌석형 일반버스 연비와 영향요소간의 상관관계 분석 ··· 67
<표 3-14> 간선노선-좌석형 저상버스 연비와 영향요소간의 상관관계 분석 ··· 70
<표 3-15> 지선노선-좌석형 저상버스 연비와 영향요소간의 상관관계 분석 ··· 73
<표 3-16> 지선노선-중형버스 연비와 영향요소간의 상관관계 분석 ··· 76
<표 3-17> 외곽노선-중형버스 연비와 영향요소간의 상관관계 분석 ··· 79
<표 3-18> 중형버스 노선유형 세구분 내역 ··· 82
<표 3-19> 지선노선(유형 A)-중형버스 연비와 영향요소간의 상관관계 분석 ··· 83
<표 3-20> 지선노선(유형 B)-중형버스 연비와 영향요소간의 상관관계 분석 ··· 86
<표 3-21> 외곽노선(유형 A)-중형버스 연비와 영향요소간의 상관관계 분석 ··· 89
<표 3-22> 외곽노선(유형 B)-중형버스 연비와 영향요소간의 상관관계 분석 ··· 92
<표 3-23> 도시형 일반버스 노선유형별 연비와 영향요소간의 상관관계 분석 ··· 95
<표 3-24> 도시형 저상버스 노선유형별 연비와 영향요소간의 상관관계 분석 ··· 95
<표 3-25> 좌석형 일반버스 노선유형별 연비와 영향요소간의 상관관계 분석 ··· 96
<표 3-26> 좌석형 저상버스 노선유형별 연비와 영향요소간의 상관관계 분석 ··· 96
<표 3-27> 중형버스 지선노선 연비와 영향요소간의 상관관계 분석 ··· 97
<표 3-28> 중형버스 외곽노선 연비와 영향요소간의 상관관계 분석 ··· 97
<표 4-1> 도시형 일반버스-간선노선 표준연비 산정모형 요약 ··· 101
<표 4-2> 도시형 일반버스-지선노선 표준연비 산정모형 요약 ··· 102
<표 4-3> 도시형 일반버스-외곽노선 표준연비 산정모형 요약 ··· 102
<표 4-4> 도시형 저상버스-간선노선 표준연비 산정모형 요약 ··· 103
<표 4-5> 도시형 저상버스-지선노선 표준연비 산정모형 요약 ··· 103
<표 4-6> 좌석형 일반버스-간선노선 표준연비 산정모형 요약 ··· 104
<표 4-7> 좌석형 일반버스-지선노선 표준연비 산정모형 요약 ··· 104
<표 4-8> 좌석형 저상버스-간선노선 표준연비 산정모형 요약 ··· 105
<표 4-9> 좌석형 저상버스-지선노선 표준연비 산정모형 요약 ··· 105
<표 4-10> 중형버스-지선노선(유형 A) 표준연비 산정모형 요약 ··· 106
<표 4-11> 중형버스-지선노선(유형 B) 표준연비 산정모형 요약 ··· 106
<표 4-12> 중형버스-외곽노선(유형 A) 표준연비 산정모형 요약 ··· 107
<표 4-13> 중형버스-외곽노선(유형 B) 표준연비 산정모형 요약 ··· 107
<표 4-14> 도시형 일반버스-간선노선 표준연비 산정모형 적합도 검정 ··· 108
<표 4-15> 도시형 일반버스-지선노선 표준연비 산정모형 적합도 검정 ··· 109
<표 4-16> 도시형 일반버스-외곽노선 표준연비 산정모형 적합도 검정 ··· 110
<표 4-17> 도시형 저상버스-간선노선 표준연비 산정모형 적합도 검정 ··· 111
<표 4-18> 도시형 저상버스-지선노선 표준연비 산정모형 적합도 검정 ··· 112
<표 4-19> 좌석형 일반버스-간선노선 표준연비 산정모형 적합도 검정 ··· 113
<표 4-20> 좌석형 일반버스-지선노선 표준연비 산정모형 적합도 검정 ··· 114
<표 4-21> 좌석형 저상버스-간선노선 표준연비 산정모형 적합도 검정 ··· 115
<표 4-22> 좌석형 저상버스-지선노선 표준연비 산정모형 적합도 검정 ··· 116
<표 4-23> 중형버스-지선노선(유형 A) 표준연비 산정모형 적합도 검정 ··· 117
<표 4-24> 중형버스-지선노선(유형 B) 표준연비 산정모형 적합도 검정 ··· 118
<표 4-25> 중형버스-외곽노선(유형 A) 표준연비 산정모형 적합도 검정 ··· 119
<표 4-26> 중형버스-외곽노선(유형 B) 표준연비 산정모형 적합도 검정 ··· 120
<표 4-27> 대전시 차량유형별 노선유형별 표준연비 산정 모형 ··· 121
<표 4-28> 도시형 일반버스 실연비 및 표준연비(km/㎥) ··· 122
<표 4-29> 도시형 저상버스 실연비 및 표준연비(km/㎥) ··· 123
<표 4-30> 좌석형 일반버스 실연비 및 표준연비(km/㎥) ··· 124
<표 4-31> 좌석형 저상버스 실연비 및 표준연비(km/㎥) ··· 125
<표 4-32> 중형버스 지선노선 실연비 및 표준연비(km/㎥) ··· 126
<표 4-33> 중형버스 외곽노선 실연비 및 표준연비(km/㎥) ··· 126
<표 4-34> 기존 모형과 본 연구 개발모형의 노선별 실연비와 표준연비 오차 ··· 128
- 그림차례 -
〔그림 1-1〕연구의 체계 ··· 5
〔그림 1-2〕연구의 과정 및 수행방법 ··· 7
〔그림 2-1〕차량형태별-노선유형별 연비 Box-plot ··· 15
〔그림 2-2〕도시형 일반버스-간선노선 모집단 연비 ··· 21
〔그림 2-3〕도시형 일반버스-지선노선 모집단 연비 ··· 21
〔그림 2-4〕도시형 일반버스-외곽노선 모집단 연비 ··· 22
〔그림 2-5〕도시형 저상버스-간선노선 모집단 연비 ··· 22
〔그림 2-6〕도시형 저상버스-지선노선 모집단 연비 ··· 23
〔그림 2-7〕좌석형 일반버스-간선노선 모집단 연비 ··· 23
〔그림 2-8〕좌석형 일반버스-지선노선 모집단 연비 ··· 24
〔그림 2-9〕좌석형 저상버스-간선노선 모집단 연비 ··· 24
〔그림 2-10〕좌석형 저상버스-지선노선 모집단 연비 ··· 25
〔그림 2-11〕중형버스-지선노선 모집단 연비 ··· 25
〔그림 2-12〕중형버스-외곽노선 모집단 연비 ··· 26
〔그림 2-13〕실연비와 표준연비 차이 비교 ··· 27
〔그림 2-14〕노선별 실연비와 표준연비 오차 ··· 28
〔그림 3-1〕노선유형별 승객수(인/km) Box-plot ··· 34
〔그림 3-2〕간선노선 모집단 승객수(인/km) ··· 35
〔그림 3-3〕지선노선 모집단 승객수(인/km) ··· 35
〔그림 3-4〕외곽노선 모집단 승객수(인/km) ··· 35
〔그림 3-5〕노선유형별 운행속도(km/시) Box-plot ··· 37
〔그림 3-6〕간선노선 모집단 운행속도(km/시) ··· 38
〔그림 3-7〕지선노선 모집단 운행속도(km/시) ··· 38
〔그림 3-8〕외곽노선 모집단 운행속도(km/시) ··· 38
〔그림 3-9〕노선유형별 km당 구배 연장(km) Box-plot ··· 40
〔그림 3-10〕간선노선 모집단 km당 구배 연장(km) ··· 41
〔그림 3-11〕지선노선 모집단 km당 구배 연장(km) ··· 41
〔그림 3-12〕외곽노선 모집단 km당 구배 연장(km) ··· 41
〔그림 3-13〕노선유형별 신호등수(개/km) Box-plot ··· 43
〔그림 3-14〕간선노선 모집단 신호등수(개/km) ··· 44
〔그림 3-15〕지선노선 모집단 신호등수(개/km) ··· 44
〔그림 3-16〕외곽노선 모집단 신호등수(개/km) ··· 44
〔그림 3-17〕노선유형별 정류장수(개/km) Box-plot ··· 46
〔그림 3-18〕간선노선 모집단 정류장수(개/km) ··· 47
〔그림 3-19〕지선노선 모집단 정류장수(개/km) ··· 47
〔그림 3-20〕외곽노선 모집단 정류장수(개/km) ··· 47
〔그림 3-21〕간선노선-도시형 일반버스 연비-km당 승객수 산점도 ··· 49
〔그림 3-22〕간선노선-도시형 일반버스 연비-평균운행속도 산점도 ··· 50
〔그림 3-23〕간선노선-도시형 일반버스 연비-km당 구배연장 산점도 ··· 50
〔그림 3-24〕간선노선-도시형 일반버스 연비-km당 신호등수 산점도 ··· 51
〔그림 3-25〕간선노선-도시형 일반버스 연비-km당 정류장수 산점도 ··· 51
〔그림 3-26〕지선노선-도시형 일반버스 연비-km당 승객수 산점도 ··· 52
〔그림 3-27〕지선노선-도시형 일반버스 연비-평균운행속도 산점도 ··· 53
〔그림 3-28〕지선노선-도시형 일반버스 연비-km당 구배연장 산점도 ··· 53
〔그림 3-29〕지선노선-도시형 일반버스 연비-km당 신호등수 산점도 ··· 54
〔그림 3-30〕지선노선-도시형 일반버스 연비-km당 정류장수 산점도 ··· 54
〔그림 3-31〕외곽노선-도시형 일반버스 연비-km당 승객수 산점도 ··· 55
〔그림 3-32〕외곽노선-도시형 일반버스 연비-평균운행속도 산점도 ··· 56
〔그림 3-33〕외곽노선-도시형 일반버스 연비-km당 구배연장 산점도 ··· 56
〔그림 3-34〕외곽노선-도시형 일반버스 연비-km당 신호등수 산점도 ··· 57
〔그림 3-35〕외곽노선-도시형 일반버스 연비-km당 정류장수 산점도 ··· 57
〔그림 3-36〕간선노선-도시형 저상버스 연비-km당 승객수 산점도 ··· 58
〔그림 3-37〕간선노선-도시형 저상버스 연비-평균운행속도 산점도 ··· 59
〔그림 3-38〕간선노선-도시형 저상버스 연비-km당 구배연장 산점도 ··· 59
〔그림 3-39〕간선노선-도시형 저상버스 연비-km당 신호등수 산점도 ··· 60
〔그림 3-40〕간선노선-도시형 저상버스 연비-km당 정류장수 산점도 ··· 60
〔그림 3-41〕지선노선-도시형 저상버스 연비-km당 승객수 산점도 ··· 61
〔그림 3-42〕지선노선-도시형 저상버스 연비-평균운행속도 산점도 ··· 62
〔그림 3-43〕지선노선-도시형 저상버스 연비-km당 구배연장 산점도 ··· 62
〔그림 3-44〕지선노선-도시형 저상버스 연비-km당 신호등수 산점도 ··· 63
〔그림 3-45〕지선노선-도시형 저상버스 연비-km당 정류장수 산점도 ··· 63
〔그림 3-46〕간선노선-좌석형 일반버스 연비-km당 승객수 산점도 ··· 64
〔그림 3-47〕간선노선-좌석형 일반버스 연비-평균운행속도 산점도 ··· 65
〔그림 3-48〕간선노선-좌석형 일반버스 연비-km당 구배연장 산점도 ··· 65
〔그림 3-49〕간선노선-좌석형 일반버스 연비-km당 신호등수 산점도 ··· 66
〔그림 3-50〕간선노선-좌석형 일반버스 연비-km당 정류장수 산점도 ··· 66
〔그림 3-51〕지선노선-좌석형 일반버스 연비-km당 승객수 산점도 ··· 67
〔그림 3-52〕지선노선-좌석형 일반버스 연비-평균운행속도 산점도 ··· 68
〔그림 3-53〕지선노선-좌석형 일반버스 연비-km당 구배연장 산점도 ··· 68
〔그림 3-54〕지선노선-좌석형 일반버스 연비-km당 신호등수 산점도 ··· 69
〔그림 3-55〕지선노선-좌석형 일반버스 연비-km당 정류장수 산점도 ··· 69
〔그림 3-56〕간선노선-좌석형 저상버스 연비-km당 승객수 산점도 ··· 70
〔그림 3-57〕간선노선-좌석형 저상버스 연비-평균운행속도 산점도 ··· 71
〔그림 3-58〕간선노선-좌석형 저상버스 연비-km당 구배연장 산점도 ··· 71
〔그림 3-59〕간선노선-좌석형 저상버스 연비-km당 신호등수 산점도 ··· 72
〔그림 3-60〕간선노선-좌석형 저상버스 연비-km당 정류장수 산점도 ··· 72
〔그림 3-61〕지선노선-좌석형 저상버스 연비-km당 승객수 산점도 ··· 73
〔그림 3-62〕지선노선-좌석형 저상버스 연비-평균운행속도 산점도 ··· 74
〔그림 3-63〕지선노선-좌석형 저상버스 연비-km당 구배연장 산점도 ··· 74
〔그림 3-64〕지선노선-좌석형 저상버스 연비-km당 신호등수 산점도 ··· 75
〔그림 3-65〕지선노선-좌석형 저상버스 연비-km당 정류장수 산점도 ··· 75
〔그림 3-66〕지선노선-중형버스 연비-km당 승객수 산점도 ··· 76
〔그림 3-67〕지선노선-중형버스 연비-평균운행속도 산점도 ··· 77
〔그림 3-68〕지선노선-중형버스 연비-km당 구배연장 산점도 ··· 77
〔그림 3-69〕지선노선-중형버스 연비-km당 신호등수 산점도 ··· 78
〔그림 3-70〕지선노선-중형버스 연비-km당 정류장수 산점도 ··· 78
〔그림 3-71〕외곽노선-중형버스 연비-km당 승객수 산점도 ··· 79
〔그림 3-72〕외곽노선-중형버스 연비-평균운행속도 산점도 ··· 80
〔그림 3-73〕외곽노선-중형버스 연비-km당 구배연장 산점도 ··· 80
〔그림 3-74〕외곽노선-중형버스 연비-km당 신호등수 산점도 ··· 81
〔그림 3-75〕외곽노선-중형버스 연비-km당 정류장수 산점도 ··· 81
〔그림 3-76〕지선노선(유형 A)-중형버스 연비-km당 승객수 산점도 ··· 83
〔그림 3-77〕지선노선(유형 A)-중형버스 연비-평균운행속도 산점도 ··· 84
〔그림 3-78〕지선노선(유형 A)-중형버스 연비-km당 구배연장 산점도 ··· 84
〔그림 3-79〕지선노선(유형 A)-중형버스 연비-km당 신호등수 산점도 ··· 85
〔그림 3-80〕지선노선(유형 A)-중형버스 연비-km당 정류장수 산점도 ··· 85
〔그림 3-81〕지선노선(유형 B)-중형버스 연비-km당 승객수 산점도 ··· 86
〔그림 3-82〕지선노선(유형 B)-중형버스 연비-평균운행속도 산점도 ··· 87
〔그림 3-83〕지선노선(유형 B)-중형버스 연비-km당 구배연장 산점도 ··· 87
〔그림 3-84〕지선노선(유형 B)-중형버스 연비-km당 신호등수 산점도 ··· 88
〔그림 3-85〕지선노선(유형 B)-중형버스 연비-km당 정류장수 산점도 ··· 88
〔그림 3-86〕외곽노선(유형 A)-중형버스 연비-km당 승객수 산점도 ··· 89
〔그림 3-87〕외곽노선(유형 A)-중형버스 연비-평균운행속도 산점도 ··· 90
〔그림 3-88〕외곽노선(유형 A)-중형버스 연비-km당 구배연장 산점도 ··· 90
〔그림 3-89〕외곽노선(유형 A)-중형버스 연비-km당 신호등수 산점도 ··· 91
〔그림 3-90〕외곽노선(유형 A)-중형버스 연비-km당 정류장수 산점도 ··· 91
〔그림 3-91〕외곽노선(유형 B)-중형버스 연비-km당 승객수 산점도 ··· 92
〔그림 3-92〕외곽노선(유형 B)-중형버스 연비-평균운행속도 산점도 ··· 93
〔그림 3-93〕외곽노선(유형 B)-중형버스 연비-km당 구배연장 산점도 ··· 93
〔그림 3-94〕외곽노선(유형 B)-중형버스 연비-km당 신호등수 산점도 ··· 94
〔그림 3-95〕외곽노선(유형 B)-중형버스 연비-km당 정류장수 산점도 ··· 94
〔그림 4-1〕도시형 일반버스-간선노선 실연비와 표준연비 차이 분석 ··· 108
〔그림 4-2〕도시형 일반버스-지선노선 실연비와 표준연비 차이 분석 ··· 109
〔그림 4-3〕도시형 일반버스-외곽노선 실연비와 표준연비 차이 분석 ··· 110
〔그림 4-4〕도시형 저상버스-간선노선 실연비와 표준연비 차이 분석 ··· 111
〔그림 4-5〕도시형 저상버스-지선노선 실연비와 표준연비 차이 분석 ··· 112
〔그림 4-6〕좌석형 일반버스-간선노선 실연비와 표준연비 차이 분석 ··· 113
〔그림 4-7〕좌석형 일반버스-지선노선 실연비와 표준연비 차이 분석 ··· 114
〔그림 4-8〕좌석형 저상버스-간선노선 실연비와 표준연비 차이 분석 ··· 115
〔그림 4-9〕좌석형 저상버스-지선노선 실연비와 표준연비 차이 분석 ··· 116
〔그림 4-10〕중형버스-지선노선(유형 A) 실연비와 표준연비 차이 분석 ··· 117
〔그림 4-11〕중형버스-지선노선(유형 B) 실연비와 표준연비 차이 분석 ··· 118
〔그림 4-12〕중형버스-외곽노선(유형 A) 실연비와 표준연비 차이 분석 ··· 119
〔그림 4-13〕중형버스-외곽노선(유형 B) 실연비와 표준연비 차이 분석 ··· 120
〔그림 4-14〕기존 모형과 본 연구 개발모형의 실연비와 표준연비 차이 비교 ··· 127
〔그림 4-15〕기존 모형과 본 연구 개발모형의 노선별 실연비와 표준연비 오차 ··· 128
제1장 연구의 개요
제1절 연구의 배경
제2절 연구의 목적
제3절 연구의 범위
제4절 연구의 체계
제1장 : 연구의 개요
제1장 연구의 개요
제1절 연구의 배경 및 목적
• 대전시는 민영으로 운영되던 시내버스 운영체계를 수입금은 시에서 관리하고 시내 버스 운영에 소요되는 운송원가를 보전해 주는 준공영제로 2005년 7월 전환하여 현재까지 운영해오고 있음
- 시내버스 운영의 안정적인 공급 및 서비스 개선을 위해 도입(도입당시 시내버스 이용객의 감소로 업체 적자 지속 및 서비스 저하)
• 시내버스 운송원가에서 인건비 다음으로 많은 비중을 차지하는 것은 연료비로 총 운송원가의 약 20%를 차지(2012년 기준 총 연료비는 325억원 소요)
• 대전시는 버스업체의 연료비 절감을 위하여 차종별 표준연비를 산정하여 이를 기준으로 시내버스 업체에 연료비를 지급하고 있음
- 업체의 연비절감을 위하여 실제 소모된 연료비를 보전해주지 않고, 표준연비를 산정하여 지급
• 그러나 표준연비 산정식이 노선의 특성을 반영하는데 미흡한 측면이 있어 업체의 민원이 지속적으로 제기
- 일부 노선의 경우 실제 소모된 연료비와 표준연비 산정치간의 오차 발생으로 어떤 업체는 연료비가 남고, 어떤 업체는 연료가 모자라는 현상 발생
• 이에 따라 대전시 시내버스 운영업체를 중심으로 표준연비의 재산정 요구가 증가 하고 있는 실정임
• 시내버스 업체의 연비절감 노력을 향상시키기 위해서는 연료비 지급방식의 합리화를 통한 신뢰구축이 중요
• 따라서 본 연구는 노선별, 차종별 연비에 영향을 미치는 요소를 분석하고, 각종
통계기법을 동원하여 합리적인 모형을 개발함으로써 형평성 있는 연료비 지급방안을
마련하는데 목적이 있음
제2절 연구의 범위
• 본 연구는 시내버스 연비에 영향을 미치는 요소(변수)를 찾아내고, 이들 요소를 이용하여 표준화된 연비산정모형을 개발하는 것이 핵심 내용으로 연구의 내용적 범위를 설정하면 다음과 같음
□ 연구의 개요
- 연구의 배경 및 목적, 연구의 범위 및 체계 설정
□ 시내버스 연료비 현황 및 선행연구 검토- 대전시 시내버스 연료비 및 연료비 정산체계 현황 - 연비산정 관련 선행연구 검토
□ 시내버스 연비에 영향을 미치는 요소 분석
- 시내버스 연비에 영향을 미치는 요소 검토･분석 - 표준연비 산정모형에 적합한 요소 선정
□ 표준연비 산정모형 개발 및 적합도 검정
- 실제 사용연비와 오차가 적은 표준연비 산정모형 개발 - 표준연비 산정모형의 적합도 검정
□ 결론 및 정책건의
- 연구의 주요 결론 제시 및 정책 건의
제3절 연구의 체계
• 본 연구는 총 5장으로 구성되며, 제1장에서는 연구의 목적, 범위, 방법 등을 설정하고, 제2장에서는 대전시 시내버스 연료소모 현황 및 선행연구를 검토함
• 제3장에서는 시내버스 연비에 영향을 미치는 요소를 조사･분석하여 연비에 영향을 미치는 요소(변수)를 선정함
• 제4장에서는 표준연비 산정모형을 개발하고 모형의 적합도를 검정하며, 제5장에서는 결론 및 정책건의를 정리함
〔그림 1-1〕연구의 체계
제4절 연구의 방법
• 대전시 시내버스의 연료소모 현황과 기존 표준연비 모형의 문제점 분석(표준연비와 실연비의 오차 등), 표준연비 관련 선행연구의 검토를 통하여 시내버스 연비에 영향을 미치는 영향요소 검토
• 통행속도, 승객수, 구배, 정류장수 등 영향요소 중 객관적인 수치로 나타낼 수 있는 항목에 대하여 시내버스 노선별로 조사 및 정리
• 조사된 영향요소(독립변수)와 연비(종속변수) 간의 산점도 작성, 상관관계 분석을 통하여 일차적으로 연구에 이용할 영향요소를 검토하고, 영향요소 간의 상관관계 분석을 통하여 관계성이 높은 영향요소는 배제하는 등 표준연비 산정모형에 적용할 영향요소 선정
- 산점도 작성 및 상관관계 분석을 통하여 종속변수와 독립변수의 관계를 가장 잘 나타내는 노선 유형 그룹화(급행 및 간선노선, 지선노선, 외곽노선 등)
• 연비(종속변수)와 선정된 영향요소(독립변수)를 이용하여 다중회귀분석을 통해 노선 유형별, 차종별 표준연비 산정모형 개발
-
⋯⋯
- 여기서, 는 종속변수,
는 k번째 독립변수(
)의 회귀계수,
는 상수
• 도출된 다중회귀분석모형의 , t-검정, F-검정, 공선성 분석, 잔차 분석을 통하여 표준연비 산정모형의 적합도 검정
- 다중회귀 분석과 적합도 검정 단계에서 최적의 모형이 구축될 때까지 피드백
(환류) 과정 반복 수행
• 본 연구의 전체적인 수행과정 및 수행방법은 다음과 같음
〔그림 1-2〕연구의 과정 및 수행방법
제2장 시내버스 연료소모 현황 및 선행연구 검토
제1절 시내버스 연료소모 현황
제2절 선행연구 검토
제2장 : 시내버스 연료소모 현황 및 선행연구 검토
제2장 시내버스 연료소모 현황 및 선행연구 검토
제1절 시내버스 연료소모 현황
1. 시내버스 운행현황
• 대전시 시내버스는 13개 업체가 있으며, 시내버스 차량은 총 965대를 보유하고 있고, 예비차 51대를 제외한 914대가 상시 운행되고 있음
• 시내버스 운행대수 914대 중 760대는 대형 차량이며, 154대는 중형 차량임
구 분 면허대수 상용대수 예비대수
계 대형 중형 계 대형 중형 계 대형 중형
산호교통 107 89 18 101 84 17 6 5 1
경익운수 104 87 17 99 83 16 5 4 1
선진여객 99 82 17 94 78 16 5 4 1
대전버스 98 81 17 93 77 16 5 4 1
계룡버스 89 72 17 85 69 16 4 3 1
협진운수 85 68 17 81 65 16 4 3 1
대전교통 78 66 12 74 63 11 4 3 1
충진교통 72 60 12 68 57 11 4 3 1
선진교통 62 50 12 58 47 11 4 3 1
금성교통 45 38 7 42 36 6 3 2 1
금남교통 44 37 7 41 35 6 3 2 1
동건운수 43 36 7 41 35 6 2 1 1
한일버스 39 32 7 37 31 6 2 1 1
계 965 798 167 914 760 154 51 38 13
<표 2-1> 대전시 시내버스 업체별 면허대수 및 상용대수
구 분 도시형 일반 도시형 저상 좌석 일반 좌석 저상 중 형 계
산호교통 60 12 8 4 17 101
경익운수 57 12 11 3 16 99
선진여객 51 13 11 3 16 94
대전버스 54 16 4 3 16 93
계룡버스 49 12 5 3 16 85
협진운수 52 10 1 2 16 81
대전교통 45 9 7 2 11 74
충진교통 40 8 7 2 11 68
선진교통 36 8 2 1 11 58
금성교통 23 5 7 1 6 42
금남교통 24 5 5 1 6 41
동건운수 25 4 4 2 6 41
한일버스 19 4 7 1 6 37
계 535 118 79 28 154 914
<표 2-2> 대전시 시내버스 업체별･차량형태별 운행대수
• 노선유형별로 보면 간선노선(35개)에 506대, 지선노선(30개)에 358대, 외곽노선 (30개)에 50대가 운행되고 있음
구분 간선노선 지선노선 외곽노선 계
도시형 일반 356 179 0 535
도시형 저상 84 34 0 118
좌석 일반 45 34 0 79
좌석 저상 12 16 0 28
중 형 9 95 50 154
계 506 358 50 914
비 고 35개 노선 30개 노선 30개 노선 95개 노선
<표 2-3> 대전시 시내버스 노선유형별･차량형태별 운행대수
주) 노선유형은 대전시 시내버스 노선의 특성을 고려하여 재분류한 것임
• 대전시 현행 노선분류 체계의 경우 간선노선과 지선노선의 구분이 명확하지 않은 특성이 있으므로, 간선도로 운행 비율, 굴곡도 자료를 기초로 노선유형을 재분류함
구분 현행 노선(대전시 분류) 수정 노선(본 연구 분류)
간선노선
53개 노선 : 1, 2, 3
101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 113, 115, 119, 201, 202, 211, 216, 301, 311, 312, 313, 314, 315, 316, 318, 501, 511, 512, 514, 601, 602, 603, 604, 605, 606, 607, 611, 612, 613, 615, 617, 619, 620, 701, 703, 704, 705, 706, 711, 802, 916
35개 노선 : 1, 2, 3
101, 102, 106, 107, 108, 109, 114, 115, 119, 201, 202, 211, 301,
311, 312, 313, 315, 318, 501, 511, 512, 601, 602, 604, 605, 606, 607, 613, 615, 701, 704, 706
지선노선
12개 노선 : 114, 116, 121, 317, 513, 614, 616, 618, 712, 911, 918, 첨단1
30개 노선 : 103, 104, 105, 113, 116, 121, 216, 314, 316, 317, 513, 514, 603, 611, 612, 614, 616, 617, 618, 619, 620, 703, 705, 711, 712, 802, 911, 916, 918, 첨단1
외곽노선
30개 노선 : 11, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 30, 31, 32, 33, 34, 41, 42, 43, 45, 46, 47, 48, 52, 60, 61, 62, 63, 71, 72, 73, 74, 75
30개 노선 : 11, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 30, 31, 32, 33, 34, 41, 42, 43, 45, 46, 47, 48, 52, 60, 61, 62, 63, 71, 72, 73, 74, 75
<표 2-4> 대전시 시내버스 노선 분류 현황
2. 시내버스 연료소모 현황
1) 연료비 및 연비 현황
• 대전시 시내버스 대당 연료비는 1일 대당 103,080원이 소요되고 있음
- 광역시 중 가장 낮은 수준이며, 지자체 중 유일하게 표준연비로 연료비 지급
• CNG 연료를 사용하는 도시형 일반버스 기준으로 대전시 시내버스 연비는 2.37km/㎥
이며, 이 또한 타 광역시에 비하여 매우 높은 수준임
- 이러한 현상은 대전시 시내버스 운전기사의 운전습관과 교통특성 요인이 클 것으로 판단됨
구 분 대당 연료비(원/일) 평균 연비(km/㎥) 연료비 지급방식
대전 103,080원 2.37 표준연비 지급
서울 134,900원 1.88 실연비 지급
부산 130,000원 1.88 실연비 지급
대구 127,000원 2.17 실연비 지급
인천 - - 실연비 지급
광주 130,000원 1.81 실연비 지급
<표 2-5> 시내버스 대당 연료비 및 평균연비 비교(도시형 일반 CNG버스 기준)
2) 차량 형태별･노선 유형별 연비 일반현황
• 차량형태별･노선유형별 평균연비를 보면 중형버스의 연비가 가장 높게 나타남
• 다음으로 좌석형 일반버스, 도시형 일반버스는 모두 비슷한 수준으로 연비가 높게 나타나며, 도시형 저상버스 및 좌석형 저상버스는 연비가 좋지 않은 것으로 나타남
• 중형버스의 경우에는 노선별로 연비 편차가 매우 크며, 도시형 일반버스 및 좌석형
일반버스의 경우에도 연비 편차가 큰 특성을 보임
구분 간선노선 지선노선 외곽노선
도시형 일반버스 2.349 2.357 2.381
도시형 저상버스 2.042 1.980 -
좌석형 일반버스 2.371 2.377 -
좌석형 저상버스 1.815 1.665 -
중형버스 - 3.200 3.504
<표 2-6> 대전시 시내버스 차량형태별･노선유형별 평균연비(km/㎥)
〔그림 2-1〕차량형태별-노선유형별 연비 Box-plot
간선노선 지선노선 외곽노선
노선번호 연비(km/㎥) 노선번호 연비(km/㎥) 노선번호 연비(km/㎥)
1 2.25 103 2.21 11 2.32
2 2.56 104 2.66 22 2.35
101 2.47 105 2.25 25 2.43
102 2.21 113 2.27 26 2.43
106 2.17 121 2.47 30 2.24
107 2.55 216 2.43 33 2.37
108 2.40 314 2.24 34 2.22
114 2.31 316 2.34 41 2.22
115 2.38 317 2.34 43 2.54
119 2.35 513 2.40 46 2.33
201 2.12 514 2.17 48 2.51
202 2.38 603 2.17 63 2.29
211 2.14 611 2.33 72 2.51
301 2.31 612 1.95 73 2.53
311 2.21 614 2.28 74 2.41
312 2.23 616 2.55
313 2.40 617 2.15
315 2.29 618 2.36
318 2.26 619 2.43
501 2.69 620 2.44
511 2.28 703 2.21
512 2.51 705 2.43
601 2.15 711 2.50
602 2.21 712 2.64
604 2.26 802 2.41
605 2.30 911 2.53
606 2.76 916 2.34
607 2.74 918 2.50
613 2.24 615 2.12 701 2.50 704 2.42 706 2.30
<표 2-7> 도시형 일반버스 연비 현황
간선노선 지선노선
노선번호 연비(km/㎥) 노선번호 연비(km/㎥)
1 1.86 104 1.98
2 2.35 113 2.11
3 2.17 216 1.72
101 1.84 514 2.01
102 1.95 603 2.13
106 1.79 611 2.14
108 2.09 612 1.88
109 2.34 620 1.98
114 2.11 703 1.83
115 2.22 705 2.01
119 2.24 711 1.95
201 1.85 802 2.02
301 2.08
311 1.97
312 1.88
313 1.99
315 2.09
318 2.06
511 2.04
512 2.04
601 1.90
604 1.99
605 1.90
606 2.00
607 2.45
613 1.98
701 2.01
704 2.12
706 1.93
<표 2-8> 도시형 저상버스 연비 현황
간선노선 지선노선
노선번호 연비(km/㎥) 노선번호 연비(km/㎥)
1 2.45 104 2.28
2 2.39 105 2.45
101 2.32 113 2.19
102 2.29 116 2.20
106 2.18 216 2.37
107 2.44 314 2.24
108 2.24 514 2.48
109 2.22 611 2.37
114 2.43 612 2.09
115 2.58 616 2.59
119 2.29 617 2.15
201 2.18 619 2.35
202 2.41 703 2.22
211 2.11 705 2.51
312 2.40 711 2.56
313 2.33 712 2.55
315 2.21 802 2.32
501 2.75 916 2.34
511 2.36 918 2.89
512 2.52
604 2.63
605 2.37
606 2.34
613 2.53
615 2.32
701 2.46
706 2.27
<표 2-9> 좌석형 일반버스 연비 현황
간선노선 지선노선
노선번호 연비(km/㎥) 노선번호 연비(km/㎥)
3 1.86 104 1.68
102 1.86 216 1.76
106 1.57 514 1.48
108 1.85 603 1.59
109 2.01 611 1.59
119 1.87 618 1.75
511 1.96 619 1.60
604 1.73 703 1.79
613 1.54 711 1.74
615 1.63 916 1.67
701 2.07
<표 2-10> 좌석형 저상버스 연비 현황
지선노선 외곽노선
노선번호 연비(km/㎥) 노선번호 연비(km/㎥)
103 3.26 21 3.62
104 3.56 22 3.33
116 3.27 23 3.65
121 3.25 24 3.81
317 2.74 25 3.90
513 3.11 26 3.61
611 3.67 27 3.26
614 2.90 30 3.32
616 2.74 31 3.46
617 3.32 32 3.00
618 3.01 33 3.37
619 3.08 34 4.29
712 3.59 41 3.52
911 2.83 42 3.70
916 2.97 43 3.55
918 3.41 45 3.78
첨단1 3.65 46 3.67
47 3.85
48 3.48
52 2.89
60 3.36
61 2.87
62 3.69
71 3.81
72 3.02
73 3.46
74 3.40
<표 2-11> 중형버스 연비 현황
3) 차량 형태별･노선 유형별 연비 세부현황
(1) 도시형 일반버스
간선노선
• 간선노선을 운행하는 도시형 일반버스의 연비는 평균 2.35km/㎥이며, 최소연비는 2.12km/㎥, 최대연비는 2.76km/㎥를 보임(2.2∼2.3km/㎥ 구간에 가장 많이 분포되어 있으며, 표준편차는 0.17km/㎥로 평균대비 7.2%임).
빈도수 33
최소값 2.119 최대값 2.765 평균 2.349 표준편차 0.172
〔그림 2-2〕도시형 일반버스-간선노선 모집단 연비
지선노선
• 지선노선을 운행하는 도시형 일반버스의 연비는 평균 2.36km/㎥이며, 최소연비는 1.95km/㎥, 최대연비는 2.66km/㎥를 보임(2.4∼2.5km/㎥ 구간에 가장 많이 분포되어 있으며, 표준편차는 0.16km/㎥로 평균대비 6.8%임).
빈도수 28
최소값 1.953 최대값 2.664 평균 2.357 표준편차 0.160
〔그림 2-3〕도시형 일반버스-지선노선 모집단 연비
외곽노선
• 외곽노선을 운행하는 도시형 일반버스의 연비는 평균 2.38km/㎥이며, 최소연비는 2.22km/㎥, 최대연비는 2.54km/㎥를 보임(2.5~2.55km/㎥ 구간에 가장 많이 분포되어 있으며, 표준편차는 0.11km/㎥로 평균대비 4.6%임).
빈도수 15
최소값 2.216 최대값 2.543 평균 2.381 표준편차 0.113
〔그림 2-4〕도시형 일반버스-외곽노선 모집단 연비
(2) 도시형 저상버스
간선노선
• 간선노선을 운행하는 도시형 저상버스의 연비는 평균 2.04km/㎥이며, 최소연비는 1.79km/㎥, 최대연비는 2.45km/㎥를 보임(1.9∼2.0km/㎥ 구간에 가장 많이 분포되어 있으며, 표준편차는 0.16km/㎥로 평균대비 7.8%임).
빈도수 29
최소값 1.790 최대값 2.446 평균 2.042 표준편차 0.162
〔그림 2-5〕도시형 저상버스-간선노선 모집단 연비
지선노선
• 지선노선을 운행하는 도시형 저상버스의 연비는 평균 1.98km/㎥이며, 최소연비는 1.72km/㎥, 최대연비는 2.14km/㎥를 보임(1.9∼2.2km/㎥ 구간에 고루 분포되어 있으며, 표준편차는 0.12km/㎥로 평균대비 6.1%임).
빈도수 12
최소값 1.723 최대값 2.136 평균 1.981 표준편차 0.123
〔그림 2-6〕도시형 저상버스-지선노선 모집단 연비
(3) 좌석형 일반버스
간선노선
• 간선노선을 운행하는 좌석형 일반버스의 연비는 평균 2.37km/㎥이며, 최소연비는 2.11km/㎥, 최대연비는 2.75km/㎥를 보임(2.3∼2.4km/㎥ 구간에 가장 많이 분포되어 있으며, 표준편차는 0.15km/㎥로 평균대비 6.3%임).
빈도수 27
최소값 2.109 최대값 2.748 평균 2.371 표준편차 0.147
〔그림 2-7〕좌석형 일반버스-간선노선 모집단 연비
지선노선
• 지선노선을 운행하는 좌석형 일반버스의 연비는 평균 2.38km/㎥이며, 최소연비는 2.09km/㎥, 최대연비는 2.89km/㎥를 보임(2.3∼2.4km/㎥ 구간에 가장 많이 분포되어 있으며, 표준편차는 0.19km/㎥로 평균대비 8.0%임).
빈도수 19
최소값 2.089 최대값 2.891 평균 2.377 표준편차 0.192
〔그림 2-8〕좌석형 일반버스-지선노선 모집단 연비
(4) 좌석형 저상버스
간선노선
• 간선노선을 운행하는 좌석형 저상버스의 연비는 평균 1.82km/㎥이며, 최소연비는 1.54km/㎥, 최대연비는 2.07km/㎥를 보임(1.8∼1.9km/㎥ 구간에 가장 많이 분포되어 있으며, 표준편차는 0.18km/㎥로 평균대비 9.9%임).
빈도수 11
최소값 1.538 최대값 2.070 평균 1.815 표준편차 0.173
〔그림 2-9〕좌석형 저상버스-간선노선 모집단 연비
지선노선
• 지선노선을 운행하는 좌석형 저상버스의 연비는 평균 1.66km/㎥이며, 최소연비는 1.48km/㎥, 최대연비는 1.79km/㎥를 보임(1.55~1.6km/㎥ 구간과 1.75~1.8km/㎥에 가장 많이 분포되어 있으며, 표준편차는 0.10km/㎥로 평균대비 6.0%임).
빈도수 10
최소값 1.483 최대값 1.789 평균 1.665 표준편차 0.098
〔그림 2-10〕좌석형 저상버스-지선노선 모집단 연비
(5) 중형버스
지선노선
• 지선노선을 운행하는 중형 버스의 연비는 평균 3.20km/㎥이며, 최소연비는 2.74km/㎥, 최대연비는 3.67km/㎥를 보임(3.2~3.4km/㎥ 구간에 가장 많이 분포되어 있으며, 표준 편차는 0.31km/㎥로 평균대비 9.7%임).
빈도수 17
최소값 2.739 최대값 3.674 평균 3.199 표준편차 0.311
〔그림 2-11〕중형버스-지선노선 모집단 연비
외곽노선
• 외곽노선을 운행하는 중형 버스의 연비는 평균 3.50km/㎥이며, 최소연비는 2.87km/㎥, 최대연비는 4.29km/㎥를 보임(3.35~3.5km/㎥ 구간에 가장 많이 분포되어 있으며, 표준편차는 0.32km/㎥로 평균대비 9.1%임).
빈도수 28
최소값 2.874 최대값 4.291 평균 3.505 표준편차 0.319
〔그림 2-12〕중형버스-외곽노선 모집단 연비
4) 운전기사별 연비 비교
• 동일한 교통, 도로조건이라 할지라도 운전기사의 운전습관에 따라 많은 차이가 발생하는 것으로 분석됨
• 대전 A사의 3개 노선 연비를 운전기사별로 조사한 결과 연비가 가장 좋은 운전기사 대비 가장 좋지 않은 운전기사의 연비차이는 각각 13.8%, 24.1%, 15.9% 발생 - 운전기사의 습관이 개선되어 평균 이하인 연비가 평균수준으로 높아질 경우 약
10% 이상 연료비를 감소시킬 수 있을 것으로 예상됨
구 분 평균연비 최소연비 최대연비 최대-최소 표준편차
A 노선 2.16 2.00 2.32 0.32 0.082
B 노선 2.18 1.92 2.53 0.61 0.166
C 노선 2.25 2.07 2.46 0.39 0.106
<표 2-12> 운전기사별 연비 비교(km/㎥) / 대전 A사 3개 노선 비교
제2절 기존 표준연비 산정모형 검토
1. 기존 표준연비 산정모형
• 대전시에서 적용하고 있는 CNG 차량(도시형 일반버스, 도시형 저상버스, 좌석형 일 반버스, 좌석형 저상버스, 중형버스)의 표준연비 산정모형은 평균운행속도와 ㎞당 승객수를 설명변수로 적용하여 산출함
노선형태 표준연비 산정식 비 고
도시형 일반버스 도시형 저상버스 좌석형 일반버스 좌석형 저상버스
중형버스
Y = 0.0053X1-0.1376X2+2.7147 Y = 0.0141X1-0.0705X2+1.9176
Y = 0.0236X1+2.8427 Y = -0.0961X2+1.9628 Y = 0.0156X1-0.0613X2+3.0418
X1 = 운행속도 X2 = 승 객 수
<표 2-13> 대전시 기존 표준연비 산정모형(회귀식)
2. 기존 표준연비 산정모형의 오차검토
1) 표준연비와 실제연비의 비교
• 대전시에서 적용하고 있는 표준연비 산정모형의 예측값(표준연비)과 실제연비를 비교한 도표는 다음과 같이 나타남
〔그림 2-13〕실연비와 표준연비 차이 비교
2) 표준연비와 실제연비의 오차
• 회귀식에 의해 산출된 표준연비와 실제연비 사이에는 오차가 발생하며, 모집단 전체의 평균오차는 0.01km/㎥로 나타남
- 표준연비 2.46km/㎥, 실제연비 2.45km/㎥
• 그러나 차량유형별 오차를 보면 표준연비와 실제연비 간의 오차는 -0.64km/㎥에서 0.78km/㎥까지 다양하게 나타남
- 도시형 일반버스의 오차는 -0.37km/㎥에서 0.38km/㎥까지 나타남 - 도시형 저상버스의 오차는 -0.31km/㎥에서 0.25km/㎥까지 나타남 - 좌석형 일반버스의 오차는 -0.34km/㎥에서 0.63km/㎥까지 나타남 - 좌석형 저상버스의 오차는 -0.27km/㎥에서 0.27km/㎥까지 나타남 - 중형버스의 오차는 -0.78km/㎥에서 0.64km/㎥까지 나타남
〔그림 2-14〕노선별 실연비와 표준연비 오차
3. 기존 표준연비 산정모형의 문제점
• 표준연비 산정모형의 경우 차량 및 노선을 전체적으로 볼 때 오차가 크지 않은 것 으로 분석되나 일부 노선의 경우 실제연비와 표준연비 산정치간의 오차 발생으로 어떤 업체는 이득을 보고, 어떤 업체는 손실을 보는 현상 발생
- (실연비-표준연비)의 값이 +인 경우 시에서 배분해주는 연료비가 남지만 반대로 -인 경우에는 연료비가 모자라는 현상 발생
- 특히 표준연비 산정모형의 불합리로 인하여 오차가 크게 발생하는 노선의 경우 에는 업체의 불만 가중
• 기존 표준연비 산정모형의 문제점을 속단하기는 어려우나 사용한 설명변수(승객수 및 운행속도)로는 한계가 있고, 노선을 유형별로 구분하지 않고 전체에 대하여 모형을 구축한데 원인이 있을 것으로 예상
• 따라서 본 연구에는 표준연비 산정모형의 정확도를 높이기 위하여 설명변수를 추가적으로 조사 및 적용하고, 노선유형별로 구분
- 표준연비 산정모형의 설명변수로 노선의 구배, 정류장수 등을 추가적으로 적용하여 모형구축 시도
- 노선별로 특성이 다르므로 노선을 유형(간선, 지선, 외곽)별로 구분하여 모형구축
시도
제3절 선행연구 검토
• 시내버스 운전자 행태, 주행모드 등에 관한 기존 연구는 5건 정도 수행되었으나, 시내버스 표준연비 산정과 직접적으로 관련 있는 선행연구는 거의 없는 실정임
• 본 연구와 유사한 선행연구는 대전시에서 시내버스 준공영제 시행(2005.7) 이후 수행한 ‘대전광역시 시내버스 노선 형태별 연비산정 연구1)’가 있으면 연구결과를 요약하면 다음과 같음
• 표준연비를 산정하기 위하여 취득 가능한 노선별 승객수와 평균운행속도를 설명 변수로 지정하여 2007년 1월∼12월 동안의 1개년 자료를 분석함
• 표준연비 산정은 연비를 종속변수로 하고, km당 승객수와 평균운행속도를 독립 변수로 지정하여 회귀분석을 적용하였으며, 노선형태별 8개 산정식을 아래 표와 같이 제시함
노선형태 표준연비 R2 F값 검증
도시형-경유 Y = 0.0156X1-0.1499X2+2.3205 0.28 우연성없음 도시형-CNG Y = 0.033X1-0.0686X2+1.4942 0.54 우연성없음 도시형-저상 Y = 0.0274X1+0.0461X2+1.2478 1.00 우연성없음 중형-경유 Y = 0.0152X1-0.3768X2+2.9929 0.35 우연성없음 중형-CNG Y = 0.033X1-0.6278X2+3.1879 0.63 우연성없음 좌석-경유 Y = 0.0053X1-0.3445X2+2.7021 0.59 우연성없음 좌석-CNG Y = 0.0259X1-0.1618X2+1.7834 0.46 우연성없음 좌석-저상 Y = 0.012X1-0.1615X2+1.8493 0.34 우연성없음
<표 2-14> 선행연구 노선형태별 회귀분석에 따른 표준연비 산정 결과
주) X1 = 운행속도, X2 = 승객수
• 정책적 제언으로 노선의 혼잡도, 도로조건, 굴곡정도, 차량 노후화, 운전습관 등 연비에 영향을 미치는 요소에 대한 지속적인 연구의 필요성을 제시함
1) 대전광역시(2008), 대전광역시 시내버스 노선 형태별 연비산정 보고서
제3장 시내버스 연비 영향요소 조사 및 분석
제1절 시내버스 연비 영향요소 검토
제2절 시내버스 연비 영향요소 조사
제3절 시내버스 연비 영향요소 선정
제3장 : 시내버스 연비 영향요소 조사 및 분석
제3장 시내버스 연비 영향요소 조사 및 분석
제1절 시내버스 연비 영향요소 검토
1. 시내버스 연비 영향요소
• 시내버스 연비에 영향을 미치는 요소는 크게 교통요인, 도로요인, 차량요인, 운전기사 요인으로 압축할 수 있음
- 교통특성 요인 : 노선별 승객수, 교통혼잡(운행속도, 운행시간), 정차회수(신호등수, 정류장수)
- 도로조건 요인 : 노선의 구배(경사), 노면상태
- 차량관련 요인 : 차량의 연료유형, 크기, 노후정도(연식) - 운전기사 요인 : 운전습관(급제동, 급가속 등)
2. 시내버스 연비 영향요소 검토 결과
• 본 연구에서는 표준연비 산정을 위한 연비(종속변수)의 영향요소(설명변수)로 교통 특성 및 도로조건 요인을 고려함
• 차량관련 요인은 대전시의 경우 모두 CNG 차량이며, 차량의 크기는 대형과 중형이 있으나, 차량유형별 연비산정 모형을 개발할 예정이므로 이들 요소는 고려하지 않음 - 차량의 연식까지 고려할 경우 표본수가 지나치게 작아지는 문제가 있어 영향
요소에서는 제외함
• 운전기사 요인인 운전기사의 운전습관과 관련된 요인은 객관적인 자료수집이 어려 우므로 본 연구에서 반영하지 못함 / 이를 개선하는 것이 표준연비 지급방식의 취지
• 따라서 본 연구에서는 교통특성 요인으로 노선별 승객수, 운행속도, 신호등수, 정류장
수와 도로조건 요인으로 경사구간의 연장(구배)을 연비 영향요소로 선정함
제2절 시내버스 연비 영향요소 조사 1. 승객수
1) 조사방법
• 승객수는 버스사업조합에서 관리하는 월별 총승객수의 평균을 월별 운행거리의 평균으로 나누어 노선별 ㎞당 승객수를 산출함
2) 조사결과
• 노선유형별 평균 승객수(인/km)를 보면 간선노선은 2.16인, 지선노선은 1.85인, 외곽 노선은 0.54인으로 나타남
• 간선 및 지선노선은 노선별로 편차가 크게 나타나는 반면, 외곽노선은 노선별로 편차가 작은 것으로 나타남
- 외곽노선의 경우 승객수의 절대값이 작고, 편차가 크지 않으므로 연비의 설명 변수로써 큰 영향을 미치지 않을 것임을 유추할 수 있음
〔그림 3-1〕노선유형별 승객수(인/km) Box-plot
빈도수 100 최소값 1.000 최대값 3.200 평균 2.158 표준편차 0.534
〔그림 3-2〕간선노선 모집단 승객수(인/km)
빈도수 86
최소값 0.740 최대값 2.590 평균 1.851 표준편차 0.479
〔그림 3-3〕지선노선 모집단 승객수(인/km)
빈도수 43
최소값 0.280 최대값 0.840 평균 0.540 표준편차 0.129
〔그림 3-4〕외곽노선 모집단 승객수(인/km)
