시스템 다이나믹스 기법을 이용한 균형발전영향평가 시범모형 개발

시스템 다이나믹스 기법을 이용한 균형발전영향평가 시범모형 개발

Pilot Simulation Model for

Balanced Development Impact Assessment

- Based on System Dynamics Approach -

국토연자 2006-17 ․ 시스템 다이나믹스 기법을 이용한 균형발전영향평가 시범모형 개발

지은이․김영표, 조윤숙 / 펴낸이․최병선 / 펴낸곳․국토연구원 출판등록․제2-22호 / 인쇄․2006년 12월 26일 / 발행․2006년 12월 30일

주소․경기도 안양시 동안구 관양동 1591-6 (431-712)

전화․031-380-0114(대표), 031-380-0426(배포) / 팩스․031-380-0470 ISBN․89-8182-470-3

한국학술진흥재단 연구분야 분류코드‧B170101 http://www.krihs.re.kr

Ⓒ2006, 국토연구원

＊이 연구보고서의 내용은 국토연구원의 자체 연구물로서

정부의 정책이나 견해와는 상관없습니다.

국토연자 2006-17

시스템 다이나믹스 기법을 이용한 균형발전영향평가 시범모형 개발

•

김영표․조윤숙

연 구 진

연구책임 김영표 연구혁신본부장

협동연구 조윤숙 교수 (대림대학)

P ․ R ․ E ․ F ․ A ․ C ․ E

발 간 사

우리나라에 시스템 다이나믹스 기법이 도입된 지 꼭 20년이 되었다. 초창기에 이 기법을 활용해서 국토정책시뮬레이션모형을 개발한 연구가 우리 국토연구원 에서 몇 차례 있었으나, 여러 가지 사정으로 후속 연구가 이어지지 못해 그 동안 아쉬움이 많았다.

근자에 시스템 다이나믹스 관련 소프트웨어가 발전을 거듭해 활용성이 많이 개선되었고, 마침 정부에서도 재정투자사업에 대한 균형발전영향평가를 실시하 게 되어 그 제도를 기술적으로 뒷받침하기 위해 우리 연구원에서 이 연구를 수행 하게 되었다.

이 연구는 시범모형 개발 연구이므로, 시스템 다이나믹스 기법을 이용한 균형 발전영향평가의 가능성을 검토하는데 초점을 맞추어 연구를 수행했다. 따라서 본격적으로 모형을 활용하기 위해서는 앞으로 한 두 차례의 후속연구가 필요할 것으로 본다.

그러기 위해서 우리 연구원에서는 2007년도 기본연구과제의 하나로 ｢국가균 형발전지수 정립을 위한 재정투자파급효과측정시스템 개발｣ 연구를 추진할 예 정이다. 앞으로의 연구에서 보다 활용성과 적용성이 높은 연구성과가 나타나기 를 바란다.

끝으로 적절한 시기에 정책수요에 부응하는 이 연구과제를 성실히 수행한 김 영표 연구혁신본부장과 조윤숙 교수의 노고에 깊은 감사를 표하며, 관련 연구를 발전시키는데 배전의 노력을 기울여 주기를 기대한다.

2006년 12월

국토연구원장 최 병 선

F ․ O ․ R ․ E ․ W ․ O ․ R ․ D

서 문

노자의 도덕경 마지막 부분에 ｢反者道之動 遠曰反｣이라는 구절이 있다. 자연 계나 인간사에서 무엇이든지 극단으로 멀리가면 반드시 되돌아가려는 움직임이 생기게 마련이다. 지난 수십년 동안 압축성장 과정에서, 우리 사회는 효율성과 경제성에 치중한 나머지, 형평성과의 조화에서 크게 벗어나 있다. 국토개발, 인구 분포, 소득분포 등 사회 전반의 활동이 지나치게 왜곡되어 사회의 안정성을 위협 하고 국가발전의 동력마저 떨어뜨리고 있다. 우리 사회의 많은 갈등요소도 사회 적 불균형에서 비롯되고 있다.

따라서 효율성과 형평성이 조화를 이루는 균형 잡힌 성숙한 사회를 만드는 것 은 시대의 소명이라 할 수 있다. 경제성장과 분배의 선순환, 수도권과 지방, 도시 와 농어촌의 균형발전 등을 포함한 각종 차별과 불균형의 시정은 21세기 우리나 라가 새롭게 도약하기 위한 필수조건이다. 그러한 사회를 지향하기 위해 정부는

｢더불어 사는 균형발전 사회｣를 국정목표로 삼고, 일극 집중·집권사회를 분산·분 권사회로 만들기 위한 각종 시책을 펴 왔다.

이러한 국가균형발전정책을 보다 효과적으로 추진하기 위해서는 국가재정의 전략적 배분이 필요하다. 주요 재정사업에 대한 균형발전영향평가를 통해 재정 사업의 수도권집중을 억제하고, 지역간의 고른 재원배분을 실현함으로써 국가균 형발전을 뒷받침 할 수 있다.

이러한 균형발전영향평가제도를 기술적으로 뒷받침하기 위하여 ｢시스템 다이 나믹스 기법을 이용한 균형발전영향평가 시범모형 개발｣ 연구를 수행하였다. 이 연구를 수행하는데 믾은 도움을 주신 기획예산처 송언석 과장님과 균형발전정책 팀에 감사드린다.

2006년 12월

S ․ U ․ M ․ M ․ A ․ R ․ Y

요 약

국가균형발전정책을 보다 효과적으로 추진하기 위해서는 국가재정의 전략적 배분이 필요하다. 주요 재정사업에 대한 균형발전영향평가를 통해 재정사업의 수도권집중을 억제하고, 지역간의 고른 재원배분을 실현함으로써 국가균형발전 을 뒷받침 할 수 있다. 그러한 목표를 달성하기 위해 기획예산처는 2005년부터 주요 재정사업의 균형발전영향평가를 시행하고 있다.

이 연구에서는, 균형발전영향평가제도의 효과적인 시행을 지원하기 위해, 재 정투자의 파급효과와 균형발전지수의 측정모형을 시범적으로 개발하여 제시함 으로써 모형의 개발가능성과 유용성을 진단하였다. 또한 향후 시범모형의 확장 방안과 활용방안에 대해서도 함께 검토하였다.

이 연구의 목적은 첫째, 국가균형발전을 위하여 추진되고 있는 각종 국책사업 의 사회·경제적 효과를 미리 측정하고 전망하는데 필요한 재정투자 파급효과 측 정모형을 개발하는 것이다. 재정투자 파급효과 측정모형을 통해 정부의 재정투 자에 대한 의사결정에 따라 사회경제 구조가 지역별로 어떻게 변화해 갈 것인가 에 대해 전망할 있을 것이다. 둘째, 정부의 재정투자가 국가균형발전에 미치는 영향을 하나의 종합수치로 나타내고, 아울러 국민 누구나 지역균형발전의 상황 과 수준을 쉽게 알 수 있도록 하는 균형발전지수의 측정모형을 개발하는 것이다.

마지막으로 정부부처에서 널리 사용되고 있는 엑셀을 이용하여, 예산당국이 개

발된 모형과 지수를 활용할 수 있는 기반을 마련하여 예산편성과정에서 재정투

자의 국가균형발전효과를 사전에 자가 진단할 수 있는 모형을 개발하는 것이 본

연구의 목적이다.

모형의 시뮬레이션 기간을 10년으로 하되, 기준연도는 2005년으로 하고, 참조 연도는 2005 2010, 2015년으로 설정하였다. 그러나 엑셀 모형의 경우에는 실무 담당자가 자체평가를 함에 있어 손쉽고 빠르게 시뮬레이션 해 볼 수 있도록 시뮬 레이션 기간을 5년으로 하고 참조연도를 1년단위로 설정하였다.

모형은 시범모형 개발이라는 연구목적에 부합하고 자료수집과 분석 그리고 모 형의 시뮬레이션을 위해 편의상 전국을 16개 공간단위로 구분하였다. 즉 서울시, 부산시, 대구시, 인천시, 광주시, 대전시, 울산시, 경기도, 강원도, 충청북도, 충청 남도, 전라북도, 전라남도, 경상북도, 경상남도, 제주도 등 16개의 지역공간으로 구분하였다.

연구의 대상이 되는 분야는 인구, 주택, 도로, 철도, 정보통신, 농어촌개발, 교 육, 문화, 관광, 산업육성, 기술개발, 토지이용, 보건복지, 환경, 산림 등 총 15개 분야를 대상으로 하나, 모형 개발에 있어서는 인구, 주택, 도로, 교육, 문화 등 5개 분야를 집중적으로 연구하였다.

연구의 내용적 범위는 현재의 균형발전영향평가 현황을 분석하여 문제점을 도 출하고 균형발전영향평가모형의 개발방안을 제시하는 현황분석 부문과 사업별 주요인자를 도출하고 인과관계를 분석한 후 균형발전영향평가 모형을 정립하는 모형정립부문, 그리고 정립된 모형을 이용하여 사례평가를 하여 모형의 효과성 을 검증하고 향후 균형발전영향평가가 나아가야 할 방향을 제시하는 타당성검토 부문으로 구분하여 볼 수 있다.

이 연구에서는 시스템 다이나믹스 기법을 이용하여 재정투자 사업의 파급효과 를 분석하는 모형을 개발하는 방법만을 적용하였다. 그리고 이 모형은 각 부처에 서 현재 많이 활용하고 있고 손쉽게 이용할 수 있는 엑셀을 기반으로 하여 평가 의 수월성과 효율성을 확보할 수 있도록 하였다.

지역투자사업이 균형발전에 얼마나 영향을 미칠지 그 효과를 주가지수처럼 표

준화된 하나의 수치로 표현할 수 있는 국가균형발전지수를 개발하기 위해 통계

학과 경제학에서 활용되는 10·5·2분위분배율, 지니계수, 엔트로피 등 각종 불평

등도 측정방법을 원용하고 그 중 엔트로피계수를 채택하여 적용했다.

C ․ O ․ N ․ T ․ E ․ N ․ T ․ S

차 례

발간사 ··· ⅰ 서 문 ··· ⅲ 요 약 ··· ⅴ

제 1 장 서 론

1. 연구배경 ··· 1

2. 연구목적 ··· 2

3. 연구범위 ··· 3

4. 연구방법 ··· 4

5. 연구절차 ··· 6

제 2 장 국가균형발전과 균형발전지수 1. 국가균형발전의 개념 정립 ··· 7

2. 국가균형발전 측정지표 및 지수 정립 ··· 8

3. 균형발전지수의 설정 ··· 10

제 3 장 시스템 다이나믹스 모형의 개념과 원리 1. 역동적 현상의 수리적 표현 ··· 13

2. 시스템 다이나믹스의 발전과정 ··· 15

3. 시스템 다이나믹스 모형의 정립 절차 ··· 17

4. 시스템 다이나믹스 모형 개발을 위한 도구 ··· 23

제 4 장 균형발전영향평가 대상사업 분석 1. 대상사업의 유형분류 ··· 25

2. 사업별 균형지표 분석 ··· 26

3. 평가 기준과 방법 검토 ··· 28

4. 현행 평가방법의 문제점 ··· 30

제 5 장 균형발전영향평가 시범모형 개발 1. 모형 구상 및 설계 ··· 33

2. 재정투자 모형 ··· 42

3. 인구모형 ··· 47

4. 주택모형 ··· 54

5. 도로모형 ··· 60

6. 교육시설모형 ··· 65

7. 문화모형 ··· 71

제 6 장 시범모형을 이용한 사례 적용 및 분석 1. 평가사례 개요 ··· 77

2. 기본 시뮬레이션 : 재정투자가 없는 경우 ··· 78

3. 평가사례1 : 임대주택 건설에 연간 1조원씩 투자한다고 가정 ··· 80

4. 평가사례2 : 도로건설에 연간 7조원씩 투자한다고 가정 ··· 82

5. 평가사례3 : 공공도서관과 미술관 건립에 각각 연간 1000억원씩 투자한다고 가정 ··· 84

6. 사례의 종합 시뮬레이션 결과 ··· 86

제 7 장 결 론

1. 모형의 활용방안 ··· 87

2. 시공간통합 시뮬레이션모형으로의 확장방안 ··· 88

3. 맺는말 ··· 91

참고문헌 ··· 93

부 록 ··· 95

T ․ A ․ B ․ L ․ E ․ C ․ O ․ N ․ T ․ E ․ N ․ T ․ S

표 차 례

<표 2- 1> 국가균형발전지표 관련 지표 ··· 9

<표 4- 1> 대상사업의 투자유형 ··· 25

<표 4- 2> 계속사업의 균형지표 유형 ··· 27

<표 4- 3> 신규사업(비수도권 입지사업)의 균형지표 ··· 27

<표 4- 4> 균형평가항목별 점검사항 ··· 28

<표 4- 5> 비수도권 입지사업 평가기준 ··· 29

<표 4- 6> 수도권 입지사업 평가기준 ··· 30

<표 5- 1> 국가균형발전지표와 2006년도 재정투자부문 ··· 33

<표 5- 2> 모형에서 적용할 균형지표 ··· 35

<표 5- 3> 단위모형별 필요한 기초통계자료 ··· 41

<표 5- 4> 재정투자모형 변수설명 ··· 44

<표 5- 5> 재정투자 검증용 초기값 ··· 44

<표 5- 6> 인구모형 변수설명 ··· 49

<표 5- 7> 인구모형에서 사용한 기초데이타값 ··· 51

<표 5- 8> 주택모형 변수설명 ··· 55

<표 5- 9> 주택모형에서 사용한 기초데이타값 ··· 57

<표 5-10> 도로모형 변수설명 ··· 61

<표 5-11> 도로모형에서 사용한 기초데이타값 ··· 63

<표 5-12> 교육시설모형 변수설명 ··· 66

<표 5-13> 교육모형에서 사용한 기초데이타값 ··· 68

<표 5-14> 문화모형 변수설명 ··· 72

<표 5-15> 문화모형에서 사용한 기초데이타값 ··· 73

<표 6- 1> 평가사례별 시나리오 ··· 77

<표 6- 2> 기본 시뮬레이션에 따른 시도별 인구전망과 균형발전지수 변화 ·· 79

<표 6- 3> 평가사례를 위한 지역별 임대주택건설 재정투자규모(가정) ··· 80

<표 6- 4> 평가사례1의 시뮬레이션 결과(2020) ··· 81

<표 6- 5> 평가사례를 위한 지역별 도로 재정투자규모(가정) ··· 82

<표 6- 6> 평가사례2의 시뮬레이션 결과(2020) ··· 83

<표 6- 7> 평가사례를 위한 지역별 문화시설 재정투자규모(가정) ··· 84

<표 6- 8> 평가사례3의 시뮬레이션 결과(2020) ··· 85

<표 6- 9> 평가사례 종합 시뮬레이션 결과(2020) ··· 86

F ․ I ․ G ․ U ․ R ․ E ․ C ․ O ․ N ․ T ․ E ․ N ․ T ․ S

그 림 차 례

<그림 1- 1> 연구절차 ··· 6

<그림 3- 1> 상태변수와 증감변수의 관계 ··· 14

<그림 3- 2> 시스템 다이나믹스 모형의 정립절차 ··· 19

<그림 3- 3> 인과관계도 작성 예 ··· 19

<그림 3- 4> 시스템흐름도 작성 예 ··· 20

<그림 3- 5> 모형방정식의 예 ··· 21

<그림 5- 1> 재정부문 및 모형지표간의 관계 ··· 37

<그림 5- 2> 국가균형발전영향평가 시범모형의 종합구성도 ··· 38

<그림 5- 3> 균형발전영향평가 시범모형 개발범위 ··· 39

<그림 5- 4> 시간의 흐름에 따른 재정투자 효과 ··· 42

<그림 5- 5> 재정투자모형 시스템흐름도 ··· 43

<그림 5- 6> 재정투자모형 시뮬레이션 결과 ··· 46

<그림 5- 7> 인구모형 시스템흐름도 ··· 49

<그림 5- 8> 인구모형 시뮬레이션 결과 ··· 52

<그림 5- 9> 주택모형 시스템흐름도 ··· 54

<그림 5-10> 주택모형 시뮬레이션 결과 ··· 58

<그림 5-11> 도로모형 시스템흐름도 ··· 60

<그림 5-12> 도로모형 시뮬레이션 결과 ··· 64

<그림 5-13> 교육시설모형 시스템흐름도 ··· 66

<그림 5-14> 교육시설모형 시뮬레이션 결과 ··· 69

<그림 5-15> 문화모형 시스템흐름도 ··· 71

<그림 5-16> 문화모형 시뮬레이션 결과 ··· 74

<그림 6- 1> 현재 추세를 반영한 기본시뮬레이션 결과 ··· 79

<그림 6- 2> 평가사례1의 시뮬레이션 결과 ··· 81

<그림 6- 3> 평가사례2의 시뮬레이션 결과 ··· 83

<그림 6- 4> 평가사례3의 시뮬레이션 결과 ··· 85

<그림 6- 5> 평가사례 종합 시뮬레이션 결과 ··· 86

<그림 7- 1> 시공간통합 시뮬레이션 모형 ··· 90

1

C ․ H ․ A ․ P ․ T ․ E ․ R ․ 1

서 론

1. 연구배경

노자의 도덕경 마지막 부분에 ｢反者道之動 遠曰反｣이라는 구절이 있다. 자연 계나 인간사에서 무엇이든지 극단으로 멀리가면 반드시 되돌아가려는 움직임이 생기게 마련이다. 지난 수십년 동안 압축성장 과정에서, 우리 사회는 각 분야에 서 효율성과 경제성에 치중한 나머지, 형평성과의 조화에서 크게 벗어나 있다.

국토개발, 인구분포, 소득분포 등 사회 전반의 활동이 지나치게 왜곡되어 사회의 안정성을 위협하고 국가발전의 동력마저 떨어뜨리고 있다. 우리 사회의 많은 갈 등요소도 그러한 사회적 불균형에서 비롯되고 있다.

따라서 효율성과 형평성이 조화를 이루는 균형 잡힌 성숙한 사회를 만드는 것

은 시대의 소명이라 할 수 있다. 경제성장과 분배의 선순환, 수도권과 지방, 도시

와 농어촌의 균형발전, 경제와 환경이 상생하는 지속가능한 발전, 빈부격차의 해

소 등을 포함한 각종 차별과 불균형의 시정은 21세기 우리나라가 새롭게 도약하

기 위한 필수조건이다. 그러한 사회를 지향하기 위해 참여정부는 ｢더불어 사는 균형발전 사회｣를 국정목표로 삼고, 일극 집중·집권사회를 분산·분권사회로 만 들기 위한 각종 시책을 펴 왔다.

이러한 국가균형발전정책을 보다 효과적으로 추진하기 위해서는 국가재정의 전략적 배분이 필요하다. 주요 재정사업에 대한 균형발전영향평가를 통해 재정 사업의 수도권집중을 억제하고, 지역간의 고른 재원배분을 실현함으로써 국가균 형발전을 뒷받침 할 수 있다. 그러한 목표를 달성하기 위해 기획예산처는 2005 년부터 주요 재정사업의 균형발전영향평가를 시행하고 있다.

이 연구에서는, 균형발전영향평가제도의 효과적인 시행을 지원하기 위해, 재 정투자의 파급효과와 균형발전지수의 측정모형을 시범적으로 개발하여 제시함 으로써 모형의 개발가능성과 유용성을 진단하였다. 또한 향후 시범모형의 확장 방안과 활용방안에 대해서도 함께 검토하였다.

모형의 확장 측면에 볼 때, 시범모형은 시스템 다이나믹스(SD: System Dynamics) 기법을 활용해 개발했으나, 앞으로 계속연구를 통해 시스템 다이나믹 스 기법과 지리정보시스템(GIS: Geographic Information System) 기법을 연계한 시공간통합 정책시뮬레이션 모형으로 확장하고, 나아가 궁극적으로는 도시경영 시뮬레이션 게임인 ｢심시티(SimCity)｣ ¹⁾ 처럼 시뮬레이션 결과를 입체 시각화하 는 방향으로 발전해 나가야 할 것이다.

2. 연구목적

이 연구의 목적은 첫째, 국가균형발전을 위하여 추진되고 있는 각종 국책사업 의 사회·경제적 효과를 미리 측정하고 전망하는데 필요한 재정투자 파급효과 측

1) 심시티란 설계자가 꿈꾸는 가상의 도시를 건설하고 운영하는 게임 소프트웨어로서, 숲과 호수를

만들고 동물을 사육할 수 있으며, 시장의 입장에서 도시를 개발하고 운영한 결과에 대한 실적평가도

가능하며, 도시에 거주하는 가상 아바타인 심즈(Sims)들의 생활을 통해 도시 삶의 이모저모를 몸소

정모형을 개발하는 것이다. 재정투자 파급효과 측정모형을 통해 정부의 재정투 자에 대한 의사결정에 따라 사회경제 구조가 지역별로 어떻게 변화해 갈 것인가 에 대해 전망할 있을 것이다. 둘째, 정부의 재정투자가 국가균형발전에 미치는 영향을 하나의 종합수치로 나타내고, 아울러 국민 누구나 지역균형발전의 상황 과 수준을 쉽게 알 수 있도록 하는 균형발전지수의 측정모형을 개발하는 것이다.

마지막으로 정부부처에서 널리 사용되고 있는 엑셀을 이용하여, 예산당국이 개 발된 모형과 지수를 활용할 수 있는 기반을 마련하여 예산편성과정에서 재정투 자의 국가균형발전효과를 사전에 자가 진단할 수 있는 모형을 개발하는 것이 본 연구의 목적이다.

3. 연구범위 1) 시간적 범위

지난 5년간의 인구, 주택, 도로 등 사회전반에 걸친 통계자료를 바탕으로 모형 의 파라미터들을 결정하고, 재정투자 효과가 완전히 나타나는데 걸리는 기간을 고려하여 모형의 시뮬레이션 기간을 10년으로 하되, 기준연도는 2005년으로 하 고, 참조연도는 2005 2010, 2015년으로 설정하였다. 그러나 엑셀 모형의 경우에 는 실무담당자가 자체평가를 함에 있어 손쉽고 빠르게 시뮬레이션 해 볼 수 있도 록 시뮬레이션 기간을 5년으로 하고 참조연도를 1년단위로 설정하였다.

2) 공간적 범위

모형은 시범모형 개발이라는 연구목적에 부합하고 자료수집과 분석 그리고 모

형의 시뮬레이션을 위해 편의상 전국을 16개 공간단위로 구분하였다. 즉 서울시,

부산시, 대구시, 인천시, 광주시, 대전시, 울산시, 경기도, 강원도, 충청북도, 충청

남도, 전라북도, 전라남도, 경상북도, 경상남도, 제주도 등 16개의 지역공간으로

구분하였다.

연구의 대상이 되는 분야는 인구, 주택, 도로, 철도, 정보통신, 농어촌개발, 교 육, 문화, 관광, 산업육성, 기술개발, 토지이용, 보건복지, 환경, 산림 등 총 15개 분야를 대상으로 하나, 모형 개발에 있어서는 인구, 주택, 도로, 교육, 문화 등 5개 분야를 집중적으로 연구하였다.

3) 내용적 범위

연구의 내용적 범위는 현재의 균형발전영향평가 현황을 분석하여 문제점을 도 출하고 균형발전영향평가모형의 개발방안을 제시하는 현황분석 부문과 사업별 주요인자를 도출하고 인과관계를 분석한 후 균형발전영향평가 모형을 정립하는 모형정립부문, 그리고 정립된 모형을 이용하여 사례평가를 하여 모형의 효과성 을 검증하고 향후 균형발전영향평가가 나아가야 할 방향을 제시하는 타당성검토 부문으로 구분하여 볼 수 있다.

4. 연구방법

1) 재정투자파급효과측정모형 개발방법

재정투자 파급효과를 측정하기 위해 동태적 분석방법과 공간적 분석방법을 종 합적으로 활용할 수 있도록 시스템 다이나믹스와 지리정보시스템(GIS) 기술의 강점과 장점을 함께 적용하여 지역투자 파급효과 측정모형을 개발하여야 한다.

시스템 다이나믹스 기법은 주로 신도시, 산업단지, 택지개발 등 각종 지역투자사

업의 연차별 파급효과를 분석하고 미래를 예측하는데 활용하며, GIS기법은 지역

투자의 공간파급현상을 분석하고 특히 도로투자사업 등 네트워크 분석이 필요한

분야에 활용하여 SD기법의 약점을 보완할 수 있다. 그러나 본 연구는 모형 개발

에 있어서의 시행착오를 줄이고 모형의 활용 가능성을 타진하는데 그 목적이 있

으며 또한 시간적 제약과 예산상의 한계를 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는

시스템 다이나믹스 기법을 이용하여 재정투자 사업의 파급효과를 분석하는 모형 을 개발하는 방법만을 적용하였다.

2) 엑셀기반의 자체 균형발전영향평가모형 개발방법

예산편성시 각 부처에서 해당 사업별로 균형발전영향평가를 쉽고 빠르게 해 볼 수 있는 자체평가서 양식을 개발하고자 한다. 본 자체평가서는 시스템다이나 믹스 모형에서 시뮬레이션하는 방식과 유사한 논리적 구조를 가지도록 하며, 다 만 평가하는 기간과 평가부문을 일정 부분 축소하여 개발하도록 한다. 이 모형 은 각 부처에서 현재 많이 활용하고 있고 손쉽게 이용할 수 있는 엑셀을 기반으 로 하여 평가의 수월성과 효율성을 확보할 수 있도록 하였다.

3) 국가균형발전지수 개발방법

지역투자사업이 균형발전에 얼마나 영향을 미칠지 그 효과를 주가지수처럼 표

준화된 하나의 수치로 표현할 수 있는 국가균형발전지수를 개발하기 위해 통계

학과 경제학에서 활용되는 10·5·2분위분배율, 지니계수, 엔트로피 등 각종 불평

등도 측정방법을 원용하고 가장 타당한 방법론을 채택하여 적용하고자 한다.

5. 연구절차

본 연구의 연구절차는 <그림 1-1>에서 보는 바와 같다.

•

• 평가 대상사업 분석

• 사업별 균형지표 분석

• 평가기준과 방법 검토

• 문제점 및 개선사항도출

현행 균형발전영향평가 분석

•

• 국가균형발전의 개념정립

• 국가균형발전의 측정지표 및 지수정립

• 균형발전지수의 설정

• 시스템 다이나믹스 모형의 개념과 원리

균형발전영향평가 모형 개발방안

• 모형의 예비지표 도출

• 재정부문 및 주요 지표간의 관계 분석

• 균형발전영향평가 시범모형 종합구상

균형발전영향평가 시범모형 구상

균형발전영향평가 시범모형 정립 투자

인구 주택

교육

농어촌개발

관광 도로

문화 정보통신

• 평가사례 시뮬레이션

• 모형의 활용방안

• 시공간통합 모형으로의 확장방안

균형발전영향평가 시범모형 평가사례

교육 주택

인구 도로

균형발전영향 엑셀모형 개발

투자

<그림 1-1> 연구절차

2

C ․ H ․ A ․ P ․ T ․ E ․ R ․ 2

국가균형발전과 균형발전지수

1. 국가균형발전의 개념 정립

1) 국가균형발전

사전적 정의로 균형(均衡, Equilibrium)은 어느 한 쪽으로 기울거나 치우치지 아니하고 고른 상태를 의미하며, 균등(均等, Equality)은 수량이나 상태 따위가 차별 없이 고름을 뜻하고, 발전(發展, Development)은 세력 따위가 성하게 뻗어 나감을 의미한다.

국가균형발전위원회에서는 “국가균형발전이란 지역혁신역량을 강화하여 모 든 지역에서 발전의 기회와 잠재력을 증진함으로써 어느 지역에 거주하더라도 기본적인 삶의 기회를 향유하고, 궁극적으로는 국가전체의 경쟁력을 극대화하는 것이다”라고 정의하고 있다.

2) 균형발전영향평가

균형발전영향평가란 국가재정사업의 투자로 인해 그 영향이 수도권과 비수도 권의 지역균형발전에 어떠한 영향을 미치는지 사전에 분석하여 수도권의 과도한 투자집중을 억제하고, 비수도권의 상생발전을 유도하도록 재정사업의 투자 효율 성과 형평성을 도모하기 위한 평가활동을 말한다.

본 연구에서는 우리나라의 균형발전 논의가 수도권 또는 비수도권의 격차와

같이 인구, 산업, 소득이 집중되는 지역과 그렇지 못한 지역의 차이를 지표로 나

타내고, 이 지표의 변화를 시스템 다이나믹스 기법을 이용하여 시계열적인 시뮬

레이션을 통해 분석하고자 한다.

2. 국가균형발전 측정지표 및 지수 정립

지표(Indicators)는 어떤 현상이나 그 변화를 요약한 정보를 뜻하는 것으로, 지 표는 그 값 자체가 가지는 의미와 함께 시스템 전체를 이해하는데 도움을 주고, 현상에 대한 정보가 쉽게 전달되도록 복잡한 현상을 계량화 또는 단순화하여 표 현하는 기능을 가진다. 지표의 예로는 GDP·고용률·저축률 등의 경제지표와 문 화시설·산업시설·도로율 등의 지역개발지표가 있다. 지수(Index)는 자료나 통계 또는 여러 지표를 사용하여 시계열적, 지역간 또는 사업전후에 서로 비교할 수 있도록 100(또는 1.0)을 기준으로 통계 처리한 수치를 말한다.

1) 국가균형발전지표

균형발전지표는 국가나 지역이 균형적으로 발전하고 있는가를 나타내는 요약 정보를 의미한다. 국가균형발전지표를 이용하면 추상적인 균형발전 개념을 구 체화하는 것이 가능하며, 지역투자사업이 국가균형발전에 기여한 정도를 측정할 수 있고, 새로운 지역정책이나 투자사업에 대한 의사결정을 체계적이고 합리적 으로 할 수 있게 된다. 인구, 취업자, 지역총생산, 도시적 토지이용비율, 도로율, 재정자립도 등을 주요 균형발전지표로 검토할 수 있다. <표 2-1>은 본 연구의 선행연구적 위상을 가진 “균형발전 영향평가제도 도입방안 연구” ²⁾ 에서 제시된 국가균형발전지표 관련 지표들이다.

2) 국가균형발전지수

국가균형발전지수는 정부의 재정투자사업이 지역의 잠재력을 높여 국가 전체

적으로 어느 정도 균형발전을 도모하는지 표현하기 위한 지수로서, 투자 전후의

균형도를 100을 기준으로 비교한다. 국가균형발전지수를 개발하기 위해 각종 균 형도 측정방법 중 여러가지가 가장 적합한 방법을 채택한 후 그 방법을 이용하여 주요 균형발전지표를 토대로 국가균형발전지수를 측정하고자 한다.

구 분 균형발전 관련지표 지표내역

인구

1. 인구비중 수도권 인구 / 전국 인구

2. 인구밀도 수도권 인구밀도 / 비수도권 인구밀도

3. 인구증가율 수도권 인구증가율 / 비수도권 인구증가율(최근 5 년간 연평균)

4. 노령화지수 수도권 노령화지수 / 비수도권 노령화지수

※노령화지수 = (65세 이상 인구 / 0-14세 인구)

고용 및 산업

5. 고용비중 수도권 고용수 / 전국 고용수 6. 실업률 수도권 실업률 / 비수도권 실업률 7. 중앙공공기관 및 대

기업본사 수 비수도권에 입지한 중앙공공기관 및 대기업 본사 수 8. 지식기반산업 비중 수도권 지식기반사업체 수(또는 종사자수) / 전국

지식기반사업체 수(또는 종사자수)

재정 및 소득

9. 재정력지수 수도권 시․군의 재정력지수 / 비수도권 시․군의 재정력지수(지수 = 기준재정수입 / 기준재정수요)

10. 소득세할 주민세 수도권 주민 1인당 소득세할 주민세 / 비수도권 1인당 소득세할 주민세

11. 지역내총생산(GRDP) 수도권 GRDP / 전국 GRDP (총액과 1인당으로 산정)

토지

12. 도시적 토지이용률

수도권 도시적 토지이용률 / 비수도권 도시적 토 지이용률 ※도시적 토지이용률 = 지목상 (대지 + 공장용지 + 학교용지) / 행정구역면적 x 100 13. 평균 공시지가 수도권 평균공시지가 / 비수도권 평균공시지가 도시

기반 시설

14. 1인당 도시공원 면적 수도권 1인당 도시공원면적 / 비수도권 1인당 도 시공원면적

<표 2-1> 국가균형발전지표 관련 지표

구 분 균형발전 관련지표 지표내역 도시

기반 시설

16. 의사수 수도권 1천명당 의사수 / 비수도권 1천명당 의사수

접근 성

17. 승용차 등록 대수 수도권 1천명당 승용차 등록대수 / 비수도권 1천명당 승용차 등록대수

18. 도로율 도로율 = (법정도로연장 / 행정구역면적) x 100

19. 고속도로 IC까지 접근성 수도권 시․군의 인접 고속도로 IC 도달시간 / 비수도권 시․군의 인접 고속도로 IC 도달시간 20. 인터넷 보급률 수도권 인터넷 보급률 / 비수도권 인터넷 보

급률

(계속)

3. 균형발전지수의 설정

이 연구에서는 균형발전지수를 설정하기 위하여 통계학이나 경제학에서 활용 되는 불평등도 측정방법들을 검토하였다. 기존의 불평등도 즉 불균형도 측정방 법 중 10분위 분배율을 비롯하여 5분위와 2분위 분배율 그리고 지니계수를 검토 한 후, 특히 이 연구에서는 엔트로피 개념에 바탕을 둔 균형도를 측정방법을 이 용하여 균형발전지수를 설정하여 사용하고 있다.

1) 분위 분배율 개념에 바탕을 둔 균형발전지수

① 10분위 분배율

10분위 분배율이란 하위 10% 계층의 요소 합을 상위 10% 계층의 요소 합으로 나눈 값을 의미한다. 10분위 분배율은 0과 1 사이의 값으로 나타나며, 그 값이 클수록 균등함을 의미한다.

10분위분배율 균형발전지수 = [하위10%계층의 요소합] / [상위10%계층의 요소합]

② 5분위 분배율

5분위 분배율이란 하위 20% 계층의 요소 합을 상위 20% 계층의 요소 합으로 나눈 값을 의미한다. 5분위 분배율도 0과 1 사이의 값으로 나타나며, 그 값이 클수록 균등함을 의미한다.

5분위분배율 균형발전지수 = [하위20%계층의 요소합] / [상위20%계층의 요소합]

③ 2분위 분배율

2분위 분배율이란 하위 50% 계층의 요소 합을 상위 50% 계층의 요소 합으로 나눈 값을 의미한다. 2분위 분배율은 0과 1 사이의 값으로 나타나며, 그 값이 클수록 균등함을 의미한다.

2분위분배율 균형발전지수 = [하위50%계층의 요소합] / [상위50%계층의 요소합]

2) 지니계수에 바탕을 둔 균형발전지수

지니계수란 로렌츠곡선에서 불평등면적(A)을 삼각형면적(A+B)으로 나눈 값 을 의미하므로 균형지수로 사용하고자 할 때는 다음과 같이 변형하여 사용할 수 있다.

균형발전지수 = 1.0 - 지니계수

A

B

3) 엔트로피 개념에 바탕을 둔 균형발전지수

본래 엔트로피(Entropy)는 열역학의 제2법칙에서 사용하던 추상적인 개념이 었으나, 1948년 Shannon이 이것을 정보이론에서 원용함으로써 현재 불확실성을 측정하는 확률론적 단위로 활용되고 있다. 정보이론에서 창안된 이러한 엔트로 피 개념을 이용하여 균형발전지수를 설정할 수 있다. 이 글에서는 엔트로피 개념 에 바탕을 둔 균형발전지수를 채택하여 시범모형에서 재정투자의 균형발전영향 을 파악했다.

엔트로피(H) = −∑Piln(Pi) 여기서 Pi : i사상의 확률 (∑Pi = 1) H의 최대값 = ln(n)

균형발전지수 = H / ln(n) 0 ≦ E ≦ 1 (완전균등)

3

C ․ H ․ A ․ P ․ T ․ E ․ R ․ 3

시스템 다이나믹스 모형의 개념과 원리

1. 역동적 현상의 수리적 표현

하나의 시스템을 구성하는 여러 요인들은 그것들이 지니는 속성에 따라 시간 변수, 상태변수, 증감변수, 보조변수, 제어변수 등으로 구분된다. 상태변수(state variable)는 일정 시점에 있어서 시스템의 움직임의 상태 곧 시스템의 특성을 나 타내는 변수이고, 증감변수(rate variable)는 시스템의 운동법칙에 따라 일정기간 동안에 달라지는 시스템의 상태변화 즉 상태변수의 증감에 직접적으로 영향을 주는 변수이다. 그 밖에 증감변수를 보조하면서 상태변수에 간접적으로 영향을 미치고 나아가 시스템을 변화시키는 변수를 보조변수(auxiliary variable)라 한다.

그러한 보조변수 중 증감변수를 외생적으로 제어하는 변수를 시스템이론에서는 특히 제어변수(control variable)라 부른다.

<그림 3-1>에서 보는 바와 같이 물저장 탱크의 경우 특정시점에서 탱크내 저

수량의 상태는 곧 탱크의 물저장 수준을 나타내며, 일정한 시간 동안 탱크로 유

입해 들어오는 물의 양과 탱크로부터 유출되어 나가는 물의 양은 곧 탱크내 물저

장 수준의 증감량을 결정하게 된다. 따라서 이 경우 물저장 탱크내의 저수량이

곧 상태(또는 수준)변수에 해당하며, 물의 유입량과 유출량은 증감변수에 해당한

다. 한편 이 예에서 저수량을 조절하기 위해 유입량이나 유출량을 제어하는 장

치가 마련되어 있다면 그러한 요소는 제어변수에 해당한다. 이제까지 설명한 변

수들의 개념을 인구부문에 적용하면, 특정 시점의 인구수가 상태변수이고, 일정

기간 동안의 출생자수, 사망자수, 전입자수 그리고 전출자수는 증감변수이며, 전

출입자수에 외생적으로 영향을 미치는 지역투자정책이 제어변수에 해당한다.

<그림 3-1> 상태변수와 증감변수의 관계

이러한 역동적 현상들의 움직임이 갖는 수학적 의미와 이들의 관계를 수리적 으로 표현하는 방법에 대해 살펴본다. 앞에서 설명한 인구부문의 예에서, 어느 지역의 t시점 인구수 Y(t)는 한 단위기간 전(前)시점 즉 t-1시점의 인구수 Y(t-1)에 단위기간당 출생자수와 전입자수의 합 I(t)를 더해주고 동시에 단위기간당 사망 자수와 전출자수의 합 O(t)를 빼어서 구할 수 있다. 따라서 그 지역의 초기(t=0) 인구수 Y(0)가 주어진 경우 t시점의 인구수 Y(t)는 다음과 같은 적분식으로 표현 된다.

           (3-1)

위의 적분식을 시간 t에 대해서 미분하면 다음과 같은 미분방정식이 된다.

 

 

     (3-2)

이 식을 풀이하면 단위기간당 인구의 변화는 인구의 증가요인 즉 출생자수와

전입자수의 합과 감소요인 즉 사망자수와 전출자수의 합간의 차이에 의해 결정

된다는 것을 의미한다. 위의 미분방정식을 근사식 즉 차분방정식(difference equation)으로 나타내면 다음과 같다.

 

 

≡ lim

∆→

 ∆

∆ 

≅  ∆

   ∆   

(3-3)

(3-2)식과 (3-3)식을 결합하고 정리하면 다음식이 도출된다.

   ∆     ∆    (3-4)

이 식을 통해서 우리는 t시점의 상태변수에 대한 값이 주어지고 동시에 유입과 유출에 관한 관계식 즉 증감방정식이 함수형태로 주어진다면 △t 기간후의 상태 변수의 값도 쉽게 얻는 사실을 알 수 있다. 여기서 증감방정식은 일반적으로 상 태변수에 대한 함수로 표현되는 경우가 대부분이다.

따라서 (3-4)식을 이용하면, 어떤 시스템에 있어서 초기 상태변수의 값이 주어 져 있고 증감방정식의 함수형태가 결정되어 있는 경우, 단위기간 후의 상태변수 와 증감변수의 값은 저절로 결정된다. 이 값들은 또 다음 기(期)의 상태변수와 증감변수의 값들을 결정해 주는 기초가 되므로, 이러한 과정을 되풀이 하면 시점 별로 그 시스템의 상태변수와 증감변수에 대한 값들을 순차적으로 도출할 수 있 다. 한편 시점별로 시스템의 상태변수와 증감변수를 도출할 수 있다면, 그 시스 템내의 다른 변수들에 대한 값들도 차례로 결정할 수 있을 것이다. 이와 같은 일련의 과정들이 시스템 다이나믹스 기법에 의해서 행해지는 시뮬레이션의 기본 원리이다. ³⁾

2. 시스템 다이나믹스의 발전과정

시스템 다이나믹스는 여러 가지 복잡한 변수들로 구성되어 있는 역동적 시스

3) 김영표 외 2인. 1988. ｢지역간 투자파급효과의 측정모형 개발｣. 국토개발연구원. 20쪽～22쪽.

템(dynamic system)을 종합적으로 이해하기 위한 하나의 방법론으로 연립미분 방정식과 제어이론(control theory) 등을 수학적 배경으로 한다.

일반적으로 시스템이라는 것은, 그것이 자연현상계이든 또는 사회현상계이든, 그 시스템을 구성하는 여러 가지 요소들의 상호작용과 복잡다단한 인과관계로 이루어진다. 그러한 요소들간의 역동적 관계를 수학적으로 표현하면 상태변수 들의 적분방정식, 증감변수들의 미분방정식 그리고 여타변수들의 보조방정식 등 이 혼합된 연립방정식 구조를 취하게 된다. 그러므로 일반 컴퓨터 언어를 이용 하여 역동적 시스템을 정확히 분석하기 위한 모형을 구축하고 해(解)를 구하는 데는 많은 어려움이 따르게 마련이다.

그러한 어려움을 극복하고 역동적 시스템을 보다 간편하게 분석하기 위해 1959년에 미국 MIT의 학자들이 다이나모(DYNAMO) ⁴⁾ 라는 특수 시뮬레이션 언 어를 개발하였다. 그 그룹을 이끌던 포레스터(J. Forrester)는 1962년에 최초로 다이나모를 활용하여 기업동학(Industrial Dynamics)이라는 제명 하에 기업 활동 에 대한 분석을 시도하였다. 특히 1969년에 포레스터가 저술한 도시동학(Urban Dynamics)을 계기로 시스템 다이나믹스 기법은 도시문제 분석에도 활용되기 시 작했다. 그 밖에도 1971년에 출간된 세계동학(World Dynamics)은 자원을 포함 한 국제환경문제의 분석에 이르기까지 시스템 다이나믹스 기법의 활용대상을 넓 혔다. 그 이후 이러한 접근방법은 사회, 경제, 교육, 환경, 자원, 공간계획, 정치, 군사 등 여러 가지 경제사회현상을 수리적으로 또는 정성적으로 분석하는데 폭 넓게 이용되고 있다.

우리나라에서 시스템 다이나믹스 기법을 활용하여 경제사회문제의 해결에 접 근하고자 한 사례로는, 국토연구원에서 수행한 ｢체계동학적 방법에 의한 권역분 석모형 개발에 관한 연구(1986)｣, ｢지역간 투자파급효과의 측정모형 개발(1988)｣,

｢지가동향예고지표 개발에 관한 기초연구(1989)｣ 등이 있다. 그 밖에 국내의 적

용사례로는 농축산물의 수급동향예측, 서울과 위성도시간의 역학관계 연구, 충

주호권의 관광수요예측 등의 부문에서 활용된 적이 있으며, 특히 근자에는 도시 성장관리를 위한 개발밀도 관리, 행정중심복합도시의 동태성 분석 등 여러 분야 에서 시스템 다이나믹스 기법의 활용이 시도되고 있다.

이처럼 여러 분야에서 역동적 시스템을 종합적으로 이해하기 위한 하나의 방 법론으로 다이나모 등 각종 시스템 시뮬레이션 언어를 이용한 분석기법이 널리 활용되고 있다. 그런데 사실 그 주요 접근방법은 별로 차이가 없으므로 이러한 방법론을 통틀어 시스템 다이나믹스라고 부른다. ⁵⁾

3. 시스템 다이나믹스 모형의 정립 절차

시스템 다이나믹스 모형의 정립과정에 있어서 주요한 관심사항은 연구대상 시 스템을 구성하는 여러 가지 요소들이 미치는 힘의 작용력을 이해하고, 이들이 그 시스템의 안정성이나 성쇠에 미치는 영향을 파악하는 일이다. 시스템 다이나믹 스 기법에 의한 시뮬레이션 모형의 정립과정은 <그림 3-2>에서 보는 바와 같이, 문제의 파악 및 정의, 인과관계도 작성, 시스템 흐름도 작성, 모형 정립, 모형의 행태분석, 모형의 타당성 평가, 정책분석 및 의사결정 등 7단계로 구분된다. ⁶⁾

1) 인과관계도 작성

어떤 시스템을 종합적으로 분석하고자 할 때, 먼저 그 시스템내 각 변수들의 인과관계도(causal loop diagram)를 작성할 수 있다면 모형작성의 과정이 한결 쉬워질 것이다. 여기서 인과관계도란 <그림 3-3>에서 보는 바와 같이, 연구대상 시스템 내의 주요 인자들 사이의 기본적인 인과관계를 단순히 +, - 부호와 화살

5) 김영표. 1987.1. “시스템 다이나믹스 기법과 도시모형에의 응용”. ｢국토정보 다이제스트｣. 제5권 제1호. 33쪽. 김영표 외 2인. 1988. ｢지역간 투자파급효과의 측정모형 개발｣. 국토개발연구원. 5 쪽～6쪽.

6) 김영표 외 2인. 1988. ｢지역간 투자파급효과의 측정모형 개발｣. 국토개발연구원. 7쪽～14쪽.

최병남･김영표 외 3인. 2005. ｢시공간통합 국토시뮬레이션모형 개발 연구(Ⅰ)｣. 국토연구원. 35쪽～40쪽.

표를 이용하여 나타낸 그림을 말한다. 인과관계도의 각 화살표 끝 부분에는 양 또는 음의 부호가 표시되어 있다. 이는 어떤 변수의 변화가 다른 변수의 변화에 양의 효과(+)를 미치느냐 또는 음의 효과(-)로 작용하느냐에 따라 결정되어진다.

그림에서 인구수는 출생자수와 사망자수에 따라 결정되며, 역으로 출생자수와

사망자수도 인구수에 따라 결정된다는 사실을 나타낸다. 출생자수가 늘면 인구

수가 늘고, 인구수가 늘면 출생자수도 늘어난다. 또 인구수가 늘면 사망자수가

늘고, 사망자수가 늘면 인구수는 줄어든다.

문제의파악및정의

인과관계도작성

시스템흐름도작성

모형정립

모형의행태분석

모형의타당성평가

정책분석및의사결정

피드백

피드백

<그림 3-2> 시스템 다이나믹스 모형의 정립 절차

인구수

출생자수 + - 사망자수

+ +

- +

<그림 3-3> 인과관계도 작성 예

2) 시스템 흐름도 작성

연구대상 시스템 내에서 작용하는 각 변수나 부문간의 상호관계를 간단히 개 념화한 인과관계도 만으로는 복잡한 시스템내의 흐름이나 변수들 사이의 구체적 인 작용관계를 완전히 파악할 수는 없다. 따라서 시스템 다이나믹스 모형을 정 립하고자 할 경우 모형작성에 앞서, 연구대상 시스템내의 변수간 정보의 흐름을 구체화하기 위해 시스템 흐름도(flow diagram)를 작성하게 된다. 시스템 흐름도 는 시스템의 상태를 나타내는 상태변수들과 상태의 변화에 직접적으로 영향을 미치는 증감변수들이 어떠한 형태로 상호 연계되어 시스템내 물량의 흐름과 정 보망에 대한 환류 및 순환과정(feedback loop)들을 나타낸다. 아울러 그러한 과 정들이 어떠한 방식으로 서로 연결되어 그 시스템을 형성하고 있는지를 구체적 으로 보여준다. <그림 3-4>는 <그림 3-3>의 인과관계도를 구체화한 시스템 흐름 도이다. 사각형으로 표현된 인구수는 상태변수이고, 밸브 형태의 출생자수와 사 망자수는 증감변수이며, 동그라미로 표현된 출생률과 사망률은 보조변수이다.

인구수( pop )

출생자수 ( birth )

사망자수 ( death )

출산율 ( birth

)

사망률 ( death

)

<그림 3-4> 시스템흐름도 작성 예

3) 모형 정립

시스템 흐름도를 통해 짜여진 모형의 개념적 구조를 방정식 형태로 변환하는 과정을 모형 정립이라고 한다. 시스템 다이나믹스 모형은 스텔라, 파워심 등을 이용하여 프로그래밍 하는데, <그림 3-3>과 <그림 3-4>에서 설명한 인구동태모 형을 <그림 3-5>와 같이 간단한 방정식으로 프로그래밍 할 수 있다. 어떤 지역 의 인구변화를 예측하는 방정식은 기본적으로 출생자수(birth)와 사망자수 (death)의 변화로 구성된다. 특정시점(t)의 인구규모(pop)는 전기(t-dt)의 인구수 에 두 기간 사이(dt)의 출생자수와 사망자수의 차이를 합해 계산하며, 출생자수 와 사망자수는 각각 전기의 인구수에 출생률(birth rate)과 사망률(death rate)을 적용하여 계산하는 방정식이 성립된다. INIT는 초기의 인구수이다.

pop( t) = pop( t - dt) + ( birth - death)×dt INIT pop = 100000

brith = pop×birth

birth

= 0.005 death = pop×death

death

= 0.002

<그림 3-5> 모형 방정식의 예

4) 모형의 행태분석

모형의 행태(model behavior)란 특별한 정책의 도입이나 의사결정 없이

(do-nothing policy) 현재의 여건 하에서 얻게 되는 각 변수들에 대한 모형의 시

뮬레이션 결과를 의미한다. 복잡한 시스템을 반영하는 모형일수록 행태분석은

더욱 중요한 의미를 지닌다. 왜냐하면 모형내 변수들의 인과관계 및 순환환류

과정에 따라 나타나는 각 변수들의 행태를 통해서 비로소 모형작성자는 모형의

정확한 연계구조와 행태를 파악할 수 있기 때문이다. 특히 현상추세를 반영하는

모형의 행태분석은 차후 정책(또는 대안) 비교분석시, 각 정책의 영향과 파급효 과를 파악하는데 기초자료가 된다.

5) 모형의 타당성 평가

일반적으로 모형의 정확성과 타당성은 그 모형을 구성하는 파라미터의 정확도 와 구조의 현실성에 따라 평가된다. 어떤 현실 문제를 모형을 통해서 분석하고 자 할 때, 현실세계를 그대로 반영하는 모형구조를 설계하고 아울러 정확한 파라 미터를 구한다는 것은 대단히 어려운 문제이다. 만약 모형내의 파라미터가 조금 만 바뀌더라도 모형이 민감하게 반응한다면, 그 모형은 각종 정책대안의 효과를 정확하게 평가하기 어렵게 되어 정책대안 평가도구로서의 역할을 제대로 수행할 수 없게 된다. 따라서 모형의 작성자는 모형을 구축하면서 무엇보다도 먼저 각 종 파라미터 또는 모형구조의 변화가 모형에 어떻게 반응하는지 그 정도를 파악 하는 일이 매우 중요하다. 이러한 과정을 민감도분석(sensitivity analysis)이라고 하는데, 민감도는 그 유형에 따라 수치민감도(numerical sensitivity), 행태민감도 (behavioral sensitivity), 정책민감도(policy sensitivity) 등 세 종류로 구분된다.

모형에서 어떤 파라미터 또는 모형구조의 변화에 대해 시뮬레이션 결과치가 상

당히 크게 반응하는 경우 그 모형은 수치적으로 민감하다고 말한다. 시스템 다

이나믹스 모형은 수치민감도 뿐만 아니라, 행태민감도도 모형작성자의 주요 관

심사항의 하나이다. 행태민감도는 모형내 파라미터를 바꾸거나 또는 모형구조

의 일부를 재구성 할 때 그 모형이 나타내는 행태 즉 모양새의 변화 정도를 의미

하는데, 시스템 다이나믹스 모형의 행태는 일반적으로 다른 계량모형들에 비해

파라미터의 변화에 대해 비교적 덜 민감한 편이다. 한편 모형을 정립하는 주요

목적 중의 하나는 정책대안의 평가 등 정책분석에 있으므로, 위의 세가지 민감도

중 정책민감도에 대한 분석 또한 매우 중요한 일이다.

6) 정책분석 및 의사결정

모형을 통한 정책분석은 민감도분석의 한 부류로서, 모형내 정책변수의 파라미 터를 바꾸거나 또는 모형구조를 일부 변경시켜 얻게 되는 모형의 시뮬레이션 결과 와 변경전 원래 모형의 행태를 비교분석하는 과정이다. 이러한 정책분석의 목적 은 첫째, 특정정책을 시행할 경우 나타나리라고 예상되는 정책의 파급효과를 측정 하는데 필요하며 둘째, 사회적 관심의 대상이 되고 있는 현실 문제를 개선하는 정 책대안들에 대한 영향평가를 통해 가장 적절한 정책대안을 개발하는데 있다. 그 러나 정책분석의 결과에서 모형이 어느 특정 파라미터의 변화에 민감하게 반응하 는 경우, 모형작성자는 현실세계의 민감도가 모형에 그대로 반영된 것인지, 아니면 모형작성 과정에 잘못이 있는지를 먼저 규명해야 한다. 만약 모형의 작성과정이 잘못되어 민감하게 반응하였다면, 모형작성자는 현실세계의 구조를 재분석하여 보다 덜 민감한 형태로 모형을 재정립하도록 노력해야 한다. 반면 모형구조가 현 실세계의 민감도를 그대로 반영한다고 판단되는 경우, 모형작성자는 될 수 있는 대로 파라미터를 정확하게 추정하도록 노력해야 한다. 아울러 파라미터에 민감하 게 영향을 받지 않는 다른 의사결정대안을 채택하는 것이 바람직하다.

4. 시스템 다이나믹스 모형 개발을 위한 도구

시스템 다이나믹스 기법을 실현하기 위해 1959년부터 1980년대까지는 주로 다 이나모(DYNAMO)라는 시뮬레이터가 널리 사용되었다. 그러나 1990년대에는 그래픽 기능이 한층 강화되고 윈도우 환경에서 운용되는 스텔라(STELLA) ⁷⁾ 가 등 장해 활용되다가, 근자에는 벤심(VENSIM), 파워심(POWERSIM) 등이 많이 사용 되고 있다. 이 글에서는 최근 널리 활용되는 파워심을 이용해 시범모형을 구축했 다. 파워심은 최적화 문제 해결을 비롯하여 제어변수 활용기능, 엑셀자료와의 호환성, 시뮬레이션 결과의 표현방법 등이 대폭 강화되고 다양해졌다.

7) STELLA는 System Thinking Environmental Laboratory for Loop Analysis의 약어이다.

4

C ․ H ․ A ․ P ․ T ․ E ․ R ․ 4

균형발전영향평가 대상사업 분석

1. 대상사업의 유형분류

균형발전영향평가 모형을 정립함에 있어 가장 우선되어야 할 것은 모형의 기 초단위가 되는 단위모형을 추정하는 것이다. 이를 위하여 2006년 균형발전영향 평가의 대상이 되는 87개 사업들의 투자부문과 투자유형을 살펴보았다. 근본적 으로 부처의 특성상 동일 부처에서 추진되는 사업들은 부처의 업무특성을 반영 하고 있으며, <표 4-1>과 같이 부처별로 유사한 유형을 띄고 있음을 확인하였다.

부 처 명 건수 투자부문 투자유형

보건복지부 1건 보건복지 보건소 예산지원

행정자치부 2건 주택, 지역개발 농어촌 주택개량, 정보화

외교통상부 1건 국제협력 국제협력시설 건립

정보통신부 1건 산업육성 SW산업진흥

중소기업청 8건 기술개발, 산업육성 연구비, 인력양성, 산업육성 해양수산부 7건 기반시설, 지역개발 항만기반시설, 지역개발, 지역특화산업 산 림 청 3건 산림(녹지) 산림시설, 휴양시설

건설교통부 13건 주택, 철도, 도로, 기반시설

임대주택, 철도 및 도로, 산업단지, 도시기반시설, 화물기지 건설 농업진흥청 3건 교육, 연구 교육사업지원, 연구비

<표 4-1> 대상사업의 투자유형

부 처 명 건수 투자부문 투자유형

환 경 부 6건 환경 대기질 개선, 수질개선, 폐기물처리 교육인적자원부 8건 교육, 연구 대학 지원비, 대학 연구비

산업자원부 13건 연구, 기술개발, 지역개발

연구시설, 연구비, 개발비, 인력양 성, 지역개발

농 림 부 9건 기반시설, 지역개발 생산기반시설 건립및 개보수, 지역 특화산업

문화관광부 10건 문화, 관광 문화시설, 관광시설, 사업지원비, 문화활동지원

과학기술부 2건 문화, 연구 과학시설, 연구비 종 합 87건 15개 부문 33개 유형

<계속>

2. 사업별 균형지표 분석

1) 계속사업

계속사업은 2006년도 재정사업자율평가(K-PART) 대상 중 선정된 67개 사업으

로서 지역별 특성화 발전을 위해 균형배분이 필요한 사업들이다. 균형발전영향

평가단은 각 부처에서 제시한 재정사업별 균형지표의 적정성을 평가하여 일부는

기존지표를 수용하고 필요한 경우는 기존 지표를 변경하도록 권고하였다. 재정

사업별 조정이 완료된 균형지표는 “<부록 1> 계속사업에 대한 재정사업별 균형

지표”에 정리하였으며 아래의 <표 4-2>에서는 67개 사업에 대한 균형지표의 유

형을 분석하여 정리하였다. 계속사업의 균형지표 유형은 크게 3개의 유형으로

분류되며, 비수도권에 대한 지원비율 지표가 가장 많이 사용되고 있음을 알 수

있다.

균형지표 유형 해당 사업 건수

비수도권 지원비율 36건

재정자립도 30%이하 지자체에 대한 지원비중 11건

기타 20건

<표 4-2> 계속사업의 균형지표 유형

2) 신규사업

2007년도 신규로 추진하고자 하는 사업중 수도권입지사업은 수도권 집중 및 지역간 균형발전을 고려하여 사업을 불인정하거나 입지를 변경할 지 여부를 결 정하는데 평가의 초점이 맞추어져 있으므로 균형지표를 논하기 어려운 바 본 연 구에서는 언급하지 않았다. 신규사업중 비수도권 입지사업은 사업비가 단년도 50억원 이상 또는 총사업비(국고지원기준) 200억 원 이상인 예산 및 기금이 투입 되는 모든 사업을 대상으로 평가를 하며 대상 사업 및 해당 균형지표는 <표 4-3>

에서 보는 바와 같다.

순번 사 업 명 균형지표

1 강릉-제진 철도건설 비수도권의 일반철도계수

2 국민임대주택(민자유치) 비수도권 건설비율

3 공공기관 지방이전 및 혁신도시 건설 건설공정율

4 기반시설부담금 활용 비수도권 기반시설부담근 배분비율 5 녹산국가산업단지 방재대책 지원 100% 비수도권사업(지표 불필요) 6 임대전용산업단지 지원 100% 비수도권사업(지표 불필요) 7 철도공사․공단 사옥 건립 균형지표 제시 곤란

8 채소․화훼 브랜드 육성 비수도권브랜드 경영체 지원비중 9 발효미생물 종합활용센터 건립 100% 비수도권사업(지표 불필요)

10 웰빙친화적 기술개발사업 지방지원비중

11 수산물 유통시설 현대화 수도권대비 비수도권 예산배분 비율

<표 4-3> 신규사업(비수도권 입지사업)의 균형지표

3. 평가기준과 방법 검토 1) 평가항목별 점검사항

2006년도 국가균형발전영향 평가를 시행함에 있어 평가기준이 되는 항목은

“균형지표 및 연차별 목표 설정”을 포함하여 4개 분야이며 세분하여 6개항목에 대한 평가를 하도록 되어 있다. 각 항목별 개괄적 평가방법은 <표 4-4>에서 보 는 바와 같으며, 주로 자체 평가한 결과에 대해 점검하는 형태를 띠고 있다.

평가항목 점검사항

균형지표 및 연차별 목표 의 설정

당해사업에 설정된 지표

설정지표의 적절성

- 당해 사업에 채택된 균형지표가 적절한가?

연차별 목표

설정 목표의 적절성

- 설정된 지표의 연차별 목표가 지나치게 낮거나, 지나 치게 높지는 않은가?

균형지표의 목표실행계 획 및 달성 여부 가능성

균형목표 달 성 실행계획

균형지표의 목표 실행을 위한 구체적 계획 - 지표의 연차별 목표 달성 계획을 수립하였는가?

- 균형발전 측면의 적정 투자계획을 수반하는가?

목표달성도 목표의 달성도

- 지나치게 낮은 목표를 설정하지 않았는가?

당해 사업의 균형발전 기 여도

주민 삶의 질 향상

지방주민의 삶의 질 향상 여부(복지)

- 주민의 소득 증대 및 생활 안정에 기여하는가?

- 문화레저·의료복지 등의 인프라 서비스가 향상되는가 ? - 대기·수질 등 환경이 보전되고 재해위험이 감소되

는가?

경제, 사회 활성화

지방의 경제 및 사회 활성화에 대한 효과 - 산업체의 유입, 생산량 증대에 기여하는가?

- 지방의 인구 및 취업률 증가에 효과가 있는가?

- 지방의 정보격차(digital divide)를 완화시키는가?

<표 4-4> 균형평가항목별 점검사항

2) 평가방법

2006년도 평가대상사업에 적용된 균형발전영향평가 항목은 비수도권 입지사 업의 경우 6개 항목, 수도권 입지사업의 경우 7개 항목으로서 100점을 기준으로 평가하되 항목별 점수를 산정하도록 하며 각 평가 항목별 가중치를 부여하고 5 단계의 등급으로 점수를 구분하여 평가하였다.

1. 당해사업 균형지표 2. 연차별 목표 3. 실행계획

매우 적절 20 매우 적절 15 매우 그렇다 20

적절 16 적절 12 그렇다 16

보통 12 보통 9 보통 12

미흡 8 미흡 6 아니다 8

매우 미흡 4 매우 미흡 3 전혀 아니다 4

<표 4-5> 비수도권 입지사업 평가기준

4. 목표달성도 5. 삶의 질 향상 6. 경제사회활성화

매우 그렇다 15 매우 그렇다 15 매우 그렇다 15

그렇다 12 그렇다 12 그렇다 12

보통 9 보통 9 보통 9

아니다 6 아니다 6 아니다 6

전혀 아니다 3 전혀 아니다 3 전혀 아니다 3

1. 사업성격 측면 2. 국가경쟁력 측면 3. 재정부담적 측면 4. 절차적 측면 매우 그렇다 10 매우 그렇다 10 매우 그렇다 10 매우 그렇다 10

그렇다 8 그렇다 8 그렇다 8 그렇다 8

보통 6 보통 6 보통 6 보통 6

아니다 4 아니다 4 아니다 4 아니다 4

전혀 아니다 2 전혀 아니다 2 전혀 아니다 2 전혀 아니다 2

<표 4-6> 수도권 입지사업 평가기준

5. 인구 집중영향 6. 경제력 집중영향 7. 사회적 비용발생영향

매우 작다 20 매우 작다 20 매우 작다 20

작다 16 작다 16 작다 16

보통 12 보통 12 보통 12

크다 8 크다 8 크다 8

매우 크다 4 매우 크다 4 매우 크다 4

4. 현행 평가방법의 문제점 1) 객관성 확보의 어려움

현 균형발전 영향평가 지침에서는 평가항목별 점수를 부여하여 그 적절성의 정도에 따라 평가하도록 하고 있으나, 해당 사업이 수도권이나 비수도권에 미치 는 영향이 얼마나 큰지, 작은지를 판단하는 근거가 제시되어 있지 않다. 또한 평가항목이 정량화하거나 객관화하기 곤란한 정성적 질문위주로 구성되어 있다.

이로 인해 평가자가 주관적 기준을 적용하여 평가를 수행하므로 균형발전영향평 가제도가 합리적인 결과를 제시하지 못할 우려가 있다.

따라서 균형발전 영향평가제도의 객관성과 과학성을 제고하는 일이 시급하며,

특히 평가척도를 유지하기 위해서는 균형발전 평가단위가 산출되어 적용될 필요