국토정책 시뮬레이션 모형의 구축 연구(Ⅲ)
Establishing the Simulation Model for National Territorial Policy(Ⅲ) 안홍기, 임은선, 김준기, 김동한, 민성희, 김태영, 최명섭
▪ 연구진
안홍기 연구위원(연구책임) 임은선 연구위원
김준기 책임연구원 김동한 책임연구원 민성희 책임연구원 김태영 연구원 최명섭 연구원
▪ 외부연구진
김익기 한양대학교 교수 김의준 서울대학교 교수 이경주 한국교통대학교 교수 이민파 ㈜망고시스템 기술연구소장
▪ 연구심의위원
박재길 국토연구원 부원장 최병남 국토연구원 선임연구위원 이동우 국토연구원 선임연구위원 정진규 국토연구원 연구위원 김 걸 국토연구원 연구위원 이승일 서울시립대학교 교수
정준호 국토해양부 국토정책과 사무관
｜ I ｜ M ｜ P ｜ L ｜ I ｜ C ｜ A ｜ T ｜ I ｜ O ｜ N ｜
주요 결론 및 정책제안
본 연구보고서의 주요 결론은 다음과 같음
❶ 국토의 각종 계획, 개발, 규제 등과 관련된 국토공간 구조의 변화는 물론 지역경제, 교통, 환경 등 다양한 부문에 영향을 미치기 때문에 종합적 관점에 서의 분석이 필요함
❷ 또한 국토정책은 한번 시행되면 다시 되돌리기도 어렵고, 가능하다고 해도 막대한 사회적 비용이 초래되므로 과학적이고 체계적으로 사전에 정책모의 실험(simulation)을 하는 일이 필요하며, 본 연구에서는 이를 위한 분석틀로 서 프로토타입의 국토정책 시뮬레이션 모형을 구축하였음
❸ 본 연구에서 구축한 국토정책 시뮬레이션 시범모형(K-Sim)을 지속적으로 발전시켜 다양한 국토정책과정에 적용함으로써 보다 합리적인 정책의사결 정에 기여할 수 있을 것임
본 연구보고서의 정책제안은 다음과 같음
본 연구에서 구축한 국토정책 시뮬레이션 시범모형(K-Sim)은 다음과 같은 국토정책에 우선 적용이 가능함
❶ 도시개발정책, 지역개발정책, SOC 투자정책 등 대표적인 국토정책의 파급 효과 분석에 적용: 지역별 경제, 교통, 환경부문의 변화, 대상지역 주변도시 의 장기 성장패턴 등의 변화를 추정
❷ 국토정책 대안간 정책효과분석을 통한 최적대안 결정의 기초자료로 활용:
지역생산극대화, 지역균형발전, 온실가스배출 최소화 등 정책목표에 부합 하는 대안의 선정
❸ 기타 시범모형(K-Sim) 내의 개별 분석틀을 이용하여 조세정책 및 각종 개발계획의 투자지출에 따른 경제적 파급효과 분석 등에 활용
｜ P ｜ R ｜ E ｜ F ｜ A ｜ C ｜ E ｜
발간사
국토와 관련된 각종 계획, 규제, 인프라 투자 등 각종 국토정책은 국토의 공간적․물리 적 구조를 변화시키는 것은 물론, 고용, 재정, 부동산시장, 건설시장 등의 국민경제와 교통, 환경 등에 상당한 영향을 미치게 된다. 게다가 국토정책은 본질적으로 비가역적 이고 외부효과를 유발한다는 점에서 매우 신중한 정책수립이 요구된다. 이와 같이 국토정책은 다양한 경로와 다양한 측면에서 국가 및 지역경제 그리고 국토공간구조에 많은 영향을 미치기 때문에 종합적인 사전검토가 필요하다.
그동안 부동산시장, 건설경기전망, 개발사업의 효과분석 등 부문별 예측모형이 개발되기는 했으나, 국부적인 전망에 그쳐 국토정책의 종합적 특성을 반영하기에는 한계가 있었으며, 급변하는 국내외 환경변화로 신속한 정책대응이 요구됨에 따라 이를 뒷받침할 수 있는 수시적·즉시적 사전평가체계의 필요성이 대두되고 있다.
국토연구원은 이러한 정책적 수요에 대응하기 위해 다양한 국토정책 분석모형들을 개발해왔고, 최근에는 보다 전문화되고, 체계적인 대응이 가능하도록 국토정책 시뮬 레이션 센터를 설립한 바 있다. 이를 통해 국토정책의 사전적 모의실험을 위한 모형개 발 및 관련 기초연구 등을 바탕으로 다양한 정책수요에 대한 상시대응체계를 마련하고 자 노력중이다. 본 연구는 이러한 노력의 첫 걸음으로서, 국토정책의 수립 이전에 정책효과에 대한 측정과 예측을 통해 합리적인 정책결정을 위한 구체적이고 정확한 판단근거를 제공하기 위해 사전적이고 모의적인 의태분석(simulation)이 가능한 분석틀을 마련하고자 하는 것이다.
최근 새로운 성장 패러다임으로서의 녹색성장 정책의 실현과 지역경쟁력의 글로벌 화에 따른 공간의 효율성 제고를 위한 정책수요가 증가하고 있다. 이에 따라 기존의 국토정책의 분석틀이 거시경제 및 지역경제 성장측면에 주안점을 두고 있다면, 기후변 화에 따른 환경문제, 공간의 효율성 등 최근의 정책동향을 포괄할 수 있는 분석틀이 필요하게 되었다.
이러한 맥락에서 본 연구는 국토정책에 따른 국가 및 지역경제의 변화뿐만 아니라 국토정책에 따른 인구 및 고용의 지역간이동, 산업의 재배치 등 인적, 물적 이동과 국토공간구조의 변화 등 다양한 측면을 포괄할 수 있는 종합적인 정책시뮬레이션이 가능한 모형개발에 목적을 두고 있다.
본 연구는 3개 년도에 걸친 연구로서, 1차년도 연구(2010)에서는 국토정책 시뮬레 이션 모형의 틀 구축 및 기본적 상시모형 체계를 개발하였고, 2차년도 이후 연구에서는 보다 개선된 교통모형, 산업입지모형, 다지역 CGE모형, 환경모형 등을 추가적으로 개발하여 여러 부문간 연계시뮬레이션 모형(K-Sim)을 개발하였다. 모형개발과 함께 모형의 활용도 제고를 위해 시도된 산업단지 개발에 따른 입지수요 시뮬레이션 등 마이크로 단위의 공간분석, 지역간 인구, 산업, 교통 변화를 고려한 고속도로 건설사업의 효과 분석 등의 정책시뮬레이션은 처음 시도되는 것이다.
아무쪼록 본 연구가 향후 보다 완결된 국토정책 시뮬레이션 모형개발의 설계도로서 의 역할뿐만 아니라 유사한 정책시뮬레이션 모형 구축의 시금석이 되기를 기대한다.
끝으로 본 연구를 수행하는데 노력을 아끼지 않은 안홍기·임은선·연구위원, 김준기·김 동한· 민성희 책임연구원, 김태영·최명섭 연구원의 노고를 치하하며, 외부연구진으로 참여해 주신 김익기·김의준·이경주 교수님과 ㈜망고시스템 관계자 분들께도 깊이 감사드립니다.
2012년 12월 국토연구원장 박 양 호
｜ S ｜ U ｜ M ｜ M ｜ A ｜ R ｜ Y ｜
요약
1. 서론
국토와 관련된 각종 계획, 규제, 공공사업 등은 국토의 공간적․물리적 구조를 변화시 키는 것은 물론, 고용, 재정, 부동산시장, 건설시장 등 경제부문외에 교통, 환경 등에 상당한 영향을 미칠 것으로 예상되므로 통합적 관점에서의 분석이 요구된다.
이를 위해서는 합리적인 정책결정을 위한 구체적이고 정확한 판단근거로서 사전적이 고 모의적인 의태분석(simulation)이 필요하다. 최근 경쟁적인 경제자유구역 지정, 각종 지역개발계획의 중첩 등에 따른 과도한 국토개발이 국토정책의 중요한 이슈로 부각하고 있는 등 사전적인 정책평가 분석의 필요성에 대한 수요가 증가하고 있다.
이외에도 기후변화, 글로벌 경제위기 등 급변하는 국내외 환경변화로 신속한 정책대응 을 위해서도 수시적, 즉시적 사전평가체계의 필요성이 대두되고 있다.
본 연구는 국토정책이 국민생활의 다양한 분야에 미치는 효과를 종합적으로 분석할 수 있는 상시체계로서의 통합적 시뮬레이션 모형(KRIHS-Sim)을 구축․적용하고자 하였으며, 3년기간의 연구로 수행되었다. 1차년도 연구(2010)에서는 국토정책 시뮬 레이션 대상을 선정하고, 이를 분석할 수 있는 국토정책 시뮬레이션 모형의 체계를 구축하였다. 2차년도 연구(2011)에서는 1차년도 연구에서 구상한 국토정책 시뮬레이 션 모형의 체계를 기반으로, 1차년도에 기개발된 모형을 개선하고 신규모형을 추가적 으로 개발하였다. 3차년도 연구(2012)에서는 1∼2차년도의 부문별 모형을 연계하는 종합모형을 구축하고 향후 지속적인 운영을 위한 DB 및 운용체계를 구축하였다.
모형의 구축과 함께 제한된 범위 내에서 대표적인 국토정책을 사례로 하여 시뮬레이션 을 실시하여 모형의 개발뿐만 아니라 모형의 활용을 제고하기 위하여 노력하였다.
3차년도의 주요 연구내용은 다음과 같다. 1) 16개 지역CGE모형 개발, 2) 지역간교 통수요모형 개발, 3)지역산업변화모형 개발, 4) 지역인구변화모형 개발, 5) 분석결과 (output)의 시각화 부문 개발, 6) SOC 투자정책 시뮬레이션 등이다.
2. 국토정책 시뮬레이션 대상 및 K-Sim 모형의 체계
1) 국토정책 시뮬레이션의 대상 및 효과의 범위
국토정책은 매우 다양하므로 이를 모두 포괄할 수 있는 시뮬레이션 모형을 구축하는 것은 현실적으로 불가능하기 때문에, 국토정책 시뮬레이션의 범위는 다양한 국토정책 중 전문가 수요자 조사 등을 통하여 3개의 대표적인 정책유형을 대상으로 하였다.
즉, 국토정책은 국토계획, SOC투자, 규제 등 3개 정책유형별로 시뮬레이션 수요가 많은 대표적 정책사례를 선정하여 이를 분석할 수 있는 모형으로 시뮬레이션 범위를 설정하였다. 즉, 신도시개발 효과, 고속도로건설 효과, 개발제한구역 해제 효과 등의 정책사례를 선정하였다. 다만, 개발제한구역 해제효과는 가구 및 필지 단위의 마이크 로 시뮬레이션이 필요한 도시단위의 공간정책 시뮬레이션이 대상이며, 향후 연구과제 로서 본 연구대상에는 포함하지 않았다. 정책유형별 국토정책효과의 분석 범위는 경제, 교통, 환경, 토지이용 등에 미치는 효과로 구분하였다. 경제 부문은 지역별 인구, 산업, 고용, GRDP, 기타 거시경제의 변화, 지역간 접근성 변화, 환경부문은 지역별 생산 및 수송부문의 온실가스 배출량 변화, 토지이용 부문은 토지이용계획의 실현성, 사업지역 주변의 시군 토지이용변화 등을 예측한다.
정책유형[예시]
부문(정책효과)
국토계획 [신도시건설 정책]
SOC투자 [고속도로건설 정책]
국토이용규제1) [토지이용규제 정책]
경 제 지역간 인구변화 지역간 인구 및 산업변 화, 경제활동
지역내 및 주변지역 기업 및 인구이동 교 통 지역간 접근성 변화 지역간 접근성 변화 지역내 교통수요변화 환 경 지역간 온실가스 변화
(생산, 수송부문)
지역간 온실가스 변화 (생산, 수송부문)
지역내 온실가스 변화 (가계부문)
토지이용 토지이용계획의 실현
성 분석
영향범위내 지역의 토
지이용변화 도시성장 패턴 변화
주1) 개발제한구역 해제, 도시재생 정책 등 가구 및 필지 단위의 마이크로 시뮬레이션이 필요한 도시단위의 공간정책 시뮬레이션이 대상이며, 향후 연구과제로서 본 연구대상에는 미포함(단 도시내 산업단지수요 시뮬레이션은 시범적으로 실시)
< 국토정책 유형별 시뮬레이션 범위 >
2) 국토정책 시뮬레이션 모형(K-Sim)의 체계
(1) 국토정책 시뮬레이션 모형 구성
K-Sim 모형은 지역경제부문, 지역간이동부문, 토지이용변화부문 등 3개의 핵심부 문으로 구성되어 있으며, 국가경제 부문과 시각화 부문은 핵심부문의 보조적인 역할을 수행한다.
「지역경제」부문은 지역개발 계획 등 국토정책의 실시로 인한 지역별 GRDP 변화, 물가 및 고용 변화등 거시경제 지표의 변화를 추정하는 부문으로, 지역간 CGE모형을 기본으로 효과의 시군간 배분, 환경효과 추정 등을 위하여 지역간 산업연 관모형(IRIO), 환경 I-O모형 등을 보조적으로 활용한다.
< K-Sim 모형 체계 >
「지역간이동」부문은 국토정책으로 인한 지역별 인구변화, 산업변화, 교통변화를 추정하며, 이를 추정하기 위한 지역인구변화 모형, 지역산업변화 모형, 지역간 교통수 요 모형으로 구성된다.
「토지이용변화」부문은 국토정책이 시행되는 해당지역 및 주변지역등 관심지역 의 토지이용변화에 미치는 영향을 분석하는 부문으로 LCM(Land Change Modeler) 을 활용한 토지이용변화 모형으로 구성된다.
기타 보조적 역할을 하는「국가경제」부문은 지역경제의 총량제어 변수의 역할을 하며, 16개시도의 연도별 인구수(가구수), 지역별/산업별 부가가치, 지역별/산업별 고용자 수 등으로 구성되며, 「시각화(visualization)」부문은 지역경제, 지역간이동, 토지이용 변화 등에서 산출된 시뮬레이션 결과(Output)와 함께 이러한 결과를 국토정책 지수로 변환하여 국토정책 효과를 시각화하여 나타내는 역할을 한다.
(2) K-Sim 모형의 특성
국토정책은 매우 다양하여 정책에 따라 파급경로도 상이하고, 알고자 하는 효과도 다르기 때문에 K-Sim 모형은 여러 유형의 정책시뮬레이션 수요에 대응할 수 있는 유연한 모형체계로 이루어져 있다. 즉, 각 부문별로 독립적으로 기능할 수도 있고, 정책시뮬레이션시 필요한 부문간 연계를 통하여 종합적인 정책효과를 모의실험 할 수도 있는 탄력적인 구조로 구성되어 있다. 국토정책 시뮬레이션의 목적은 정책효 과의 크기 자체를 분석하는 데에도 있지만 정책효과가 정책이 실시되는 지역뿐만 아니라 다른 국토공간에 미치는 파급효과를 예측하는 것도 매우 중요하므로 이를 반영하기 위하여 지역경제에서「지역간이동」부문을 별도로 구분하였다.
K-Sim 모형의 부문별 공간단위는 기본적으로 시군구 단위의 모형이나, 분석목적 및 분석모형의 특성에 따라 다소 차이가 있다. 즉, 지역경제부문의 공간단위는 16개 시도이나 지역산업연관모형을 이용하여 시군구 단위로 세분화할 수 있으며, 토지이용 변화 모형의 경우 시가화구역 변화를 나타내기 위하여 그리드형태(30m×30m)의 세부 공간단위를 적용하고 있다.
지역경제 모형의 산업구분은 모형의 특성상 다지역 CGE 모형은 7개 산업의 대분류 로 구분하고 있으나, 나머지 지역모형은 보다 세분화되어 있는데, 지역간산업연관모 형(IRIO)은 28개 산업분류로 나뉘었으며, 환경IO 모형은 62개 산업으로 나뉘어 보다 세분화된 분석이 가능하다.
(3) 부문간 연계체계와 부문별 input-output
국토정책은 기본적으로 지역간 인구이동, 지역간 산업이전, 지역간 교통접근성 변화 등의 상호작용을 통하여 지역경제, 토지이용에 영향을 미치는 파급경로를 거치므 로, K-Sim 국토정책 시뮬레이션 체계는 이러한 파급경로에 따라 부문간 연계되는 구조로 형성되어 있다. 즉, SOC투자 정책을 예를 들면 우선 새로운 네트워크의 형성은 인구, 고용, 기업 등 경제활동 주체의 공간이동 변화를 촉발하게 되고, 이는 다시 교통에 영향을 주는 순환구조를 거쳐 장기적으로 지역의 경제 및 국토공간에 대한 영향을 미치게 되는 흐름이라고 할 수 있다.
< K-Sim 연계체계 및 기간간 시뮬레이션 흐름도(SOC 투자 사례) >
이 때 부문간 연계시 모형별 전입부문을 기준으로 input자료와 타모형으로의 output 자료는 다음과 같다.
부 문 input
output 공간
전입부문 원시(가공)
지역간 이 동
인구변화
교통변화 시간거리(접근성)
시군별 순인구변화 시군
산업변화 제조업체수변화
산업변화 교통변화 시간거리(접근성) 시군별 순제조업체수 변화 시군
교통변화 인구변화 인구변화(교통 O/D) 시군단위 접근성 변화 온실가스배출(운송부문) 시군
지 역 경 제
지역경제
인구변화 산업변화 교통변화
인구변화(총고용수) 생산변화(생산면적) 시간거리(접근성)
GRDP(부가가치),
고용자수 시도(→시군)
환경 지역경제 산업별GRDP 온실가스배출(생산부문) 시도(→시군)
토지이용변화
교통 지역경제
시간거리(접근성) GRDP(산업용지) 인구(주거·공공용지수요)
시가화지역변화 (토지피복도)
(시군→) 그리드 (30m×30m)
< 부문간 연계시 input-output(교통 SOC 투자시뮬레이션의 경우) >
(4) K-Sim DB 운용
K-Sim DB는 분석결과의 시각화 부문과 데이터베이스 유지관리 부문으로 이루어 진다. 분석결과의 시각화 부문은 각 부문의 분석결과를 공간적으로 표현하거나 분석결 과를 2차 가공하여 지표화하여 표현하는 기능을 한다. 데이터베이스 유지관리 부문은 각 모형의 분석을 위해 이용된 자료의 축적은 물론 향후 시뮬레이션 분석을 통하여 지속적인 자료축적이 가능하도록 하였다.
주요 모형의 소프트웨어를 데이터베이스와 함께 K-Sim 서버에 두어 필요한 작업은 on-line 접속을 통하여 원내 연구자들이 시뮬레이션 및 결과를 저장할 수 있도록 되어 있어 시뮬레이션 사례역시 지속적으로 축적 및 활용될 수 있다.
3. 국토정책 시뮬레이션 모형의 활용 : SOC 투자
1) 정책시뮬레이션 사례 개요
K-Sim 모형을 활용한 국토정책 시뮬레이션 사례는 대규모 SOC 투자사업인 서울- 세종 고속도로 건설사업을 대상으로 하였다. 동 사업은 경기도 구리시와 충남 공주시 장기면을 잇는 총 128.8km의 6차로 고속도로 건설사업으로 총공사비가 약 5.5조원에 이르며 2020년 이후 개통을 전제로 모의실험을 하였다. 그리고 동사업의 사업내용은 예비타당성조사 시점의 계획을 기준으로 분석하였다.
정책시뮬레이션을 통하여 얻고자 하는 효과분석 대상은 교통, 인구, 산업, 지역경제, 토지이용변화부문의 효과로서 일반적으로 도로건설사업 예비타당성조사에서 분석 하는 경제적, 정책적 타당성 분석이 아니며, 도로건설의 편익에 해당되지만 아직 예비타당성조사에서 편익항목으로 포함되지 못하고 있는 도로건설로 인한 ‘지역생산 증대효과’, ‘지역간 인구 및 산업입지변화의 효과’ 등을 살펴보았다. 지역생산 증대효 과는 새로운 네트워크의 건설로 인해 지역산업의 생산성 증대에 따른 효과를 의미하 며, 지역간 인구 및 산업입지변화의 효과는 새로운 네트워크의 건설로 인해 지역간 인구이동, 제조업 이동 등을 유발하므로 이로 인한 지역별 인구 및 산업변화에 따른 순경제적 효과를 의미한다.
2) 정책시뮬레이션 주요 결과
정책시뮬레이션의 주요 결과를 부문별로 요약하면 다음과 같다. 우선 교통분야는 본 연구에서 새로 개발한 지역간 교통수요모형을 이용하여 분석한 결과와 기존 예타분석결과는 분석시점의 차이가 있어 직접 비교는 어렵지만 주요 고속도로의 교통량이 다소 적게 추정되었는바 이는 기존 모형에서 반영하지 못한 접근성 변화에 따른 지역간 인구이동의 변화를 고려하였기 때문으로 보인다. 즉, 상대적으로 교통여 건이 우수한 지역으로 인구가 이전하여 해당 지역의 교통량이 다시 증가하는 등으로 중장기적으로 교통량접근성 변화의 순효과가 줄어들기 때문인 것으로 판단된다.
지역산업 변화 분석 결과 제조업체 수는 대도시에서 주변지역으로 분산되는 패턴을
보일 것으로 추정되며, 이러한 추세는 2025년, 2030년에도 지속되고, 특히 서울-세종 고속도로사업의 시종점인 경기도와 충청남도에서 이러한 패턴이 보다 가속화 되는 것으로 추정되었다.
지역인구변화 모형 추정 결과 서울-세종 고속도로사업 구간을 중심으로 시군구의 인구가 증가하는 것으로 나타났다. 2020년, 2025년 사이에 경기도 남양주시, 용인시, 성남시, 화성시, 충청남도 천안시, 아산시, 연기군 등의 인구가 10,000명 이상 증가하 고, 대전광역시, 청주시 등 충청남도의 시군구의 인구가 증가하는 것으로 나타났다.
그리고 이러한 추세는 2030년까지 비슷한 것으로 나타나지만 증가규모는 감소하게 된다. 지역경제 모형 분석결과 서울-세종 건설투자 효과는 공사기간중 약 7.2조원의 GRDP 증가 효과가 있으며, 고속도로 공사 개통후 운영효과는 지역별 접근성변화, 제조업체 수의 변화, 고용변화 등의 영향에 따른 지역생산성 변화에 의한 것으로 2030년 미시행시에 비해 전국적으로 약 1,100억원의 GRDP 증가효과가 발생하는 것으로 추정되었다.
토지이용변화 모형의 분석을 위해 지역경제 모형으로부터 도출된 서울-세종고속 도로 주변 시군의 토지수요는 2030년 미시행시에 비해 0.25km2 정도 증가할 것으로 예측되어 효과가 미미한 것으로 추정되었다. 이는 지역경제 모형의 공간단위가 16개 시도로 개별 시군구의 변화가 통합되어(aggregate), 증가한 시군과 감소한 시군의 변화가 통합됨으로써 총 변화량의 범위를 과소평가하게 한 때문이며, 이는 향후 개선해야 될 과제이다.
그리고 기존 예비타당성 조사 등 다른 분석에서 포함하지 못했던 새로운 네트워크 건설에 따른 ‘지역간 교통접근성 변화에 의한 생산성 증대 효과‘는 2030년 전국적으로 약 100억 원에 이를 것으로 추정되었다. 그런데 이와 같은 지역생산(GRDP 기준) 증대효과의 크기가 적정한 결과인지는 유사한 국내연구사례가 없어 평가하기가 곤란한 형편이다. 향후 다른 사례의 적용 등 관련연구가 축적 되어야 결과의 적정성을 판단할 수 있을 것으로 보인다.
그리고 지역간 인구 및 산업입지변화의 효과는 전국적으로 약 1,000억 원의 부가가 치 증가 효과가 있는 것으로 분석되었다. 새로운 네트워크의 건설로 인해 지역간
인구이동, 제조업 이동 등이 유발되어 증가하는 지역과 감소하는 지역이 발생하므로 전국적으로 부가가치의 순증가는 크지 않을 것으로 분석 이전에도 예상되었던 바이다.
전국적인 순효과의 크기는 작지만 순효과의 부호가 양의 결과를 나타내므로 적어도 긍적적인 정책효과가 있는 것으로 평가할 수 있을 것이다.
이상의 결과는 지역별로 살펴보는 것이 보다 의미가 있을 것이나 약 240여개의 시군구에 미치는 효과 및 지역간 편차의 크기를 완전하게 설명하기에는 부족한 부분 등이 있어 이후 지속적인 검증을 통하여 개선해 나갈 예정이다.
마지막으로 시각화부문에서 각 부문에서 추정한 결과들을 공간적으로 나타내는 한편 엔트로피 지수와 같이 지역균형발전을 나타내는 지표로 재계산하여 제시함으로 써 국토정책 효과에 대한 이해와 해석을 보다 용이하게 하도록 하였다.
4. 연구의 활용 및 향후과제
1) 연구결과의 활용
본 연구에서 개발된 K-Sim 모형은 크게 국토정책의 파급효과 분석, 정책대안의 결정, 그리고 기타 지역간 CGE 모형 등 개별 모형을 활용하여 다양한 정책과제에 대응할 수 있을 것이다.
우선, 본 연구에서 K-Sim 구축과정에서 시범 적용한 대표적인 정책시뮬레이션 사례를 기반으로 분석목적에 맞도록 시뮬레이션 과정을 설정하거나 일부모형의 개선을 통하여 국토정책의 파급효과 분석을 할 수 있다. 예를 들어 도시개발정책의 대표적 형태인 신도시 건설정책의 경우 당초 제시된 인구수용계획, 산업단지공급계 획, 교통계획 등이 어느 정도 실현 가능성이 있는 것인지 K-Sim을 이용하여 모의실험 할 수 있다.
그리고 지역개발정책의 대표적인 형태인 국가산업단지 공급계획의 수요가 충분한 것인지 K-Sim을 기반으로 지역간이동의 공간범위 설정 등 분석 목적에 부합하도록 기업재입지모형을 수정 혹은 변형하여 산업단지입지수요 모의실험에 응용할 수 있다.
또한 SOC투자정책의 대표적인 형태라고 할 수 있는 고속도로건설 정책의 효과 분석은 K-Sim 모형을 별다른 수정 없이 그대로 적용할 수 있으며, 다만 국도건설 등 도시내 교통 특성이 보다 중요한 경우에는 지역간 교통 수요 모형 대신 해당 특성을 반영하는 적합한 교통분석 모형으로 대체하여 분석할 수도 있을 것이다.
다음으로 정책대안의 결정에 활용할 수 있다. 본 연구에서 K-Sim 모형을 이용하여 국토정책 대안간 정책효과 분석을 통하여 최적대안 결정에 기초자료로 활용할 수 있다. 즉 국토정책으로 인한 지역간 인구이동, 산업입지 변화, 교통여건 변화, 환경변화 등을 종합적으로 고려할 때 정책목표에 가장 부합하는 대안을 선정하는데 평가기준의 하나로 활용될 수 있을 것이다. 예를 들어 SOC 투자의 정책목표가 국토균형 발전에 있는 경우 어떠한 지역에 투자하는 것이 지역간 소득격차를 가장 완화하는 것인지를 사전적으로 평가하는 경우가 있고, 그리고 최근 문제가 되고 있는 이산화탄소 배출 총량을 최소화 하는 정책대안을 선정하는 경우 등이 있다. 이외에도 광역시도에 걸쳐 있는 SOC 투자재원의 지역별 분담비율 산정 등 재원분담 정책의 기초자료를 제공할 수도 있다. 예를 들어 지역별 교통서비스(접근성), 교통량에 따른 온실가스 배출 비율 등을 SOC 투자재원의 지역별 분담기준으로 활용할 수 있다.
< 국토정책 시뮬레이션 모형의 활용 예시 >
마지막으로 K-Sim 체계내의 개별모형을 활용하여 다양한 정책시뮬레이션 수요에 대응할 수 있다. 특히 3차년도 연구에서 개발된 지역간 CGE 모형은 공급, 수요, 가격에 대한 정책시뮬레이션이 가능하며, 현재까지 개발된 모형을 기반으로 추가적인 모듈 및 외부모형 개발 등을 통하여 다음과 같이 다양한 정책과제에 대응할 수 있을 것으로 판단된다. 구체적으로는 지역 조세 및 재정 정책의 효과, 지역 R&D 및 교육 정책, 주택 시장의 규제 완화 효과, 토지이용의 용도 변경, 토지이용과 환경/기 후변화 정책, 교통 투자 효과, 자연 재난(지진, 수해), 원전 사고 등의 부정적 효과, 지역 고령화의 중장기 효과, 교통시설 투자재원 조달의 중장기 효과 분석 등에 활용될 수 있다.
2) 향후 과제
향후에는 국토공간정책이 분권화되고 다양한 부문의 사람들이 정책과정에 참여하 면서 국가 및 지역차원의 거시정책 뿐만 아니라 공간적으로 세분화된 미시정책이 요구된다. 저성장시대, 인구정체, 고령화 등 일찍이 경험해보지 못했던 새로운 환경하 에서 국토 및 도시정책은 수요자중심의 맞춤형 정책으로 정책패러다임이 전환되고 있다. 예를 들어 저탄소에너지절약형 도시관리를 위해 도시재생, 교통정책, 토지이용 규제는 어느 정도의 규모로, 어느 공간에 하는 것이 가장 바람직한 정책대안인지 구체적인 수요맞춤형 요구가 증대하고 있다.
이를 뒷받침하기 위해서는 보다 미시적인 공간단위에서의 정책효과를 위한 사전 시뮬레이션이 가능한 도시정책 시뮬레이션 모형개발이 필요하다. 선진국의 경우 도시의 확산, 교통혼잡, 온실가스배출 등의 도시문제 해결을 위하여 토지이용규제, 인프라건설, 교통세부과와 같은 각종 도시정책의 효과에 대해 미시적 공간단위의 사전 시뮬레이션을 통하여 의사결정을 지원하고 있다. 우리나라의 경우에도 도심재개 발사업, 노후산업단지 개발, 개발제한구역 해제를 통한 도시개발 사업의 효과 등 최근 정책 이슈가 되고 있는 도시정책의 모의실험을 위해서는 마이크로 시뮬레이션 모형의 개발이 필요하다.
그리고 이번에 개발된 시군구단위의 국토정책 시뮬레이션 모형인 K-Sim과 도시정
책 시뮬레이션 모형을 연계할 경우 전국차원에서의 정합성을 고려한 도시정책 시뮬레 이션 체계를 갖출 수 있게 될 수 있을 것이다. 특히 우리나라의 경우 국토가 협소하고 지역간 상호의존성이 높기 때문에 도시모형이라고 하더라도 전국차원에서의 정합성 을 함께 고려할 수 있는 모형의 개발이 필요하다. 즉, 도시정책의 경우에도 하향식(
top-down)의 총량적인 수준(aggregated level)에서의 지역간 분석과 경제주체들의 행위를 모델링하여 예측하는 상향식(bottom-up)의 마이크로 분석이 연계될 때 전국차원에서도 정합성 있는 결과를 산출할 수 있을 것이다.
<국토정책 시뮬레이션과 도시정책 시뮬레이션의 연계>
5. 연구의 의의 및 한계
1) 주요 연구결과 및 연구의 의의
본 연구는 1차년도의 국토정책 시뮬레이션 모형 체계에 관한 구상을 바탕으로 2차년도, 3차년도에서 지속적인 모형개발과 함께 국토정책 시뮬레이션 모형의 체계를 정립하였다. 예를 들어 지역발전을 위한 지역간 경쟁의 격화로 국토정책이 어느 공간에서 이루어지는 것이 가장 바람직한 것인가 하는 것이 주요한 정책 이슈에 대응하기 위해 이를 시뮬레이션 할 수 있도록 1차년도의 지역간 산업연관모형(IRIO) 외에 보다 다양한 측면의 효과분석이 가능한 일반균형모형인 다지역 CGE 모형을
국토정책 시뮬레이션 모형(K-Sim)내 지역경제모형의 기본모형으로 개발하였다.
또한 국토정책 시뮬레이션 모형의 효과의 공간단위를 최종적으로 시군구를 기초단 위로 설정하여, 지역간 인구 · 교통 · 산업의 변화모형을 3차년도에 신규로 개발하였다.
그리고 다양한 정책유형의 시뮬레이션 수요에 대응할 수 있도록 특정 부문간의 완전한 통합대신 여러 부문간 연계를 통해 보다 유연하고 탄력적인 체계로 구성하였다.
기존의 정책효과 시뮬레이션은 국토정책의 시행으로 인한 지역간 인구, 산업, 교통의 변화를 고려하지 않았으나, 본 모형에서는「지역간이동」부문을 별도로 하여 이를 명시적으로 고려하였다. 예를 들어 SOC 투자사업의 예비타당성조사 분석시 교통시설 편익은 개통후 30년 기간의 장기간의 편익을 고려하지만 교통시설의 건설로 인해 지역간 인구, 산업의 이동을 고려하지 않기 때문에 빨대효과(straw effect)와 같이 지역간 불균형 현상을 고려하지 못하게 된다. 기존 연구에서는 국토정책이 계획대로 이행된다는 전제하에 분석하는 것이라면 본 연구에서는 이를 전제하지 않고 효과를 분석할 수 있다는 점에서 의의가 있다.
기존 연구의 경우 대부분 신도시개발계획의 분석시 인구수용계획, 산업단지공급계 획을 전제로 하지만, 현실적으로 인구와 산업은 중단기적으로 고정은 아니더라도 공급의 제약이 있기 때문에 한 지역의 증가는 다른 지역의 감소를 초래하게 된다.
본 K-Sim 모형에서는「지역간이동」부문의 지역간 인구변화, 지역간 산업변화 모형 을 통하여 특정지역의 인구 및 산업 계획이 실제 계획대로 이루어 질수 있는지를 고려하였다.
따라서 K-Sim 모형은 지역간 인구, 산업, 교통의 변화를 고려하여 중장기적 효과를 추정하기 때문에 서울-세종고속도로 건설사업의 효과 시뮬레이션의 결과와 같이 기존 연구에서의 효과보다도 효과의 크기가 줄어들 개연성도 있지만 보다 현실에 가까운 결과라고 할 수 있을 것이다. 예를 들어 SOC 투자효과의 경우 새로운 네트워크 의 형성으로 1차적으로 지역간 교통접근성이 향상되지만 이로 인해 지역간 인구, 산업의 이동을 촉진하고 이는 다시 지역의 교통수요를 변화시켜 교통수요가 증가하는 곳에서는 혼잡으로 인해 접근성이 낮아지게 되는 등 중장기적으로 보면 교통서비스 측면에서의 SOC 투자효과는 줄어들게 된다. 그렇지만 현행 예비타당성조사에서
포함하지 못하고 있는 도로건설로 인한 ‘지역생산 증대효과’, ‘지역간 인구 및 산업입지 변화의 효과’ 등을 추가적으로 고려할 수 있게 된 것은 성과라고 할 수 있다.
2) 연구의 한계
본 연구에서 개발한 국토정책 시뮬레이션 모형은 부문간 연계에 있어 완전한 피드백이 되지 못하는 시스템이므로 분석체계 자체의 한계점과 종합분석의 이점은 있지만 분석목적에 따라서는 부문별 구체성이 떨어지는 단점도 동시에 갖고 있는 등 개선의 여지가 있다. 이외에도 짧은 기간에 많은 모형을 개발하는 과정에서 충분한 검증기회를 갖지 못해 향후 이에 대한 충실한 검토가 필요하다.
일반적으로 외국사례의 경우를 보면 토지이용-교통통합모형의 개발기간이 보통 10년 이상이 소요되나 본 연구에서는 3차년도에 불과하였고, 지역경제, 산업입지, 인구이동, 교통, 환경, 토지이용 등 많은 부문에 걸쳐 여러 모형을 비교검토하고 개발하는 과정에서 구축모형의 검증기회를 충분히 갖기가 어려웠다. 그리고 개별모형 의 검증은 가능하지만 연계시뮬레이션 모형에 대해서는 별다른 검증방법이 없는 것도 사실이다. 또한 개별모형에서 이용한 방법론은 이론적인 뒷받침이 되어 있지만, 연계모형의 체계나 결과에 대한 이론은 개발되어 있지 않기 때문에 모형의 현실설명력 만이 검증의 유일한 대안이라고 할 수 있을 것이다.
따라서 본 연구에서는 국토정책 시뮬레이션 사례에 적용하여 그 결과의 현실성 여부를 통해 간접적으로 모형을 검증하였지만 아직 충분한 평가를 거쳤다고 보기는 어려운 형편으로 향후 지속적인 검증이 필요하다.
주요결론 및 정책제언 ⅰ
발간사 ⅲ
요약 ⅴ
Ⅰ. 서론 1
1. 연구의 배경 및 목적 3
1) 연구의 배경 3
2) 연구 목적 4
2. 연구의 틀 5
3. 연구의 범위 및 방법 8
1) 연구범위 8
2) 연구방법 9
3) 선행연구와의 차별성 9
Ⅱ. 국토정책 시뮬레이션 및 K-Sim 모형의 개요 13
1. 국토정책 시뮬레이션 개요 15
1) 국토정책 시뮬레이션 목적 15
2) 국토정책 시뮬레이션의 범위 16
2. 국토정책 시뮬레이션 모형(K-Sim) 개요 20 1) 국토정책 시뮬레이션 모형(K-Sim)의 특성 20 2) 국토정책 시뮬레이션 모형(K-Sim)의 구조 22 3) 국토정책 시뮬레이션 모형(K-Sim)의 연계체계 24
3. K-Sim DB 운용 28
1) 데이터베이스 설계 28
2) DB 운용 32
｜ C ｜ O ｜ N ｜ T ｜ E ｜ N ｜ T ｜ S ｜
차례
Ⅲ. 부문별 모형개발 35
1. 지역경제부문 37
1) 모형의 구조 37
2) 사회계정행렬의 구축 48
3) 모형의 응용 52
2. 지역간이동부문 65
1) 지역간 인구변화모형 65
2) 지역간 산업변화모형 75
3) 지역간 교통수요모형 97
4. 토지이용변화부문 129
1) 모형 개요 129
2) 모형 개발 및 모형간 연계 130
5. 결과의 시각화 134
1) K-Sim 시각화 프로그램 개요 134 2) K-Sim 시각화 프로그램 개발 135
3) 분석결과의 시각화 138
4) 부문모형별 지수 140
Ⅳ. 국토정책 시뮬레이션 모형의 활용: 서울-세종고속도로 사례 145
1. 정책시뮬레이션 개요 147
2. 정책시뮬레이션 주요 결과 150
1) 교통변화 150
2) 지역간 산업변화 163
3) 지역간 인구변화 176
4) 지역경제변화 179
5) 토지이용변화 183
6) 환경변화 190
3. 정책시뮬레이션 주요 결과 시사점 192
Ⅴ. 결론 및 향후 과제 195
1. 연구의 결론 및 정책제언 197
1) 결론 197
2) 정책제언 199
2. 연구의 성과와 향후 과제 203
1) 연구의 성과 203
2) 향후과제 204
참고문헌 207
SUMMARY 217
부록 219
부록1. 지역 CGE 모형(GAMs) 설명서 219 부록2. 기업변화 시뮬레이션 모형 Excel Version 구현 246 부록3. 인구변화 모형(GWR) 추정회귀계수 262 부록4. 통합 교통수요모형 TransCAD 구현 269
부록5. 시각화모형 사용자 설명서 276
￭ 색인어 _ 국토정책 시뮬레이션 모형, 인구이동모형, 지역경제모형, 산업입지모형, 교통수요모형, 토지이용변화모형
￭ 한국연구재단 연구분야 분류코드 _ B170900
<표 1-1> 연차별 연구수행 실적 6
<표 1-2> 부문별 공간범위 8
<표 1-3> 협동연구기관과의 역할 분담 9
<표 1-4> 선행연구와의 차이점 12
<표 2-1> 국토정책 유형별 시뮬레이션 범위 17
<표 2-2> 토지이용변화-교통수요모형의 정책효과 시나리오 및 분석 대상 19
<표 2-3> 지역(도시)경제 분야의 주요 주제와 관련 모형 20
<표 2-4> 지역(도시)경제 관련모형의 지역 및 부문간 상호작용의 고려 여부 21
<표 2-5> 부문간 연계시 input-output(교통 SOC 투자시뮬레이션의 경우) 27
<표 2-6> 각 부문별 산출자료 파악 및 작성 28
<표 2-7> DBMS 및 관리 툴 현황 28
<표 2-8> DB 테이블 명칭작성 규칙 29
<표 2-9> DB목록 30
<표 3-1> 산업 분류(전산업) 39
<표 3-2> 산업 분류(제조업) 39
<표 3-3> 수출 및 수입 탄력성 모수 44
<표 3-4> 지역별 산업별 탄력성 모수(가중치 적용) 45
<표 3-5> CGE 모형의 구조 47
<표 3-6> 내생변수와 외생변수 48
<표 3-7> 인구변화 모형의 주요 변인 68
<표 3-8> 전국단위의 장래추계인구 69
<표 3-9> GWR 모형의 회귀계수 추정을 위한 종속변수 및 독립변수 81
<표 3-10> 통계청 24개 표준산업분류의 3개의 산업으로의 재분류 결과 82
<표 3-11> 일반회귀모형 진단결과 83
<표 3-12> 일반회귀모형(OLS) 회귀계수 추정결과 83
<표 3-13> 공간가중회귀모형 지역별 회귀계수(서울시 예) 84
｜ 표 ｜ 차 ｜ 례 ｜
<표 3-14> 지역간 O/D 통행량 생성주체별 교통수요분석 단계별 주적용 모형 98
<표 3-15> 국내 지역간 교통수요모형에 적용되는 통행발생, 통행분포모형 99
<표 3-16> 국외 지역간 수요모형 검토 100
<표 3-17> 국내 직접수요모형(21세기 국가철도망 구축 기본계획, 교통연구원, 1999) 102
<표 3-18> 국외 지역간 수요모형 검토 103
<표 3-19> 가구통행실태조사 내용 106
<표 3-20> 동일목적에 대한 출발 - 도착지 전환 107
<표 3-21> 귀가통행에 대해 통행생성유인 적용 107
<표 3-22> PA 기반 목적통행 구분 108
<표 3-23> 통행발생모형 구축 결과 119
<표 3-24> 통행발생모형 변수정의 120
<표 3-25> KTDB 통행분포를 활용한 목적별 통행생성량 → O/D 변환과정 123
<표 3-26> KTDB 수단분담모형 계수 및 t-value 124
<표 3-27> KTDB 수단선택모형 Data Set 구축방법 124
<표 3-28> 차내통행비용 125
<표 3-29> KTDB 네트워크 특성 125
<표 3-30> KTDB 통행량지체함수 126
<표 3-31> 분석지역 집계시 접근성 적용 예시 128
<표 3-32> 토지이용변화모형 흐름 129
<표 3-33> 토지이용변화모형 주요 개선필요사항 130
<표 3-34> 모형검증 방안 132
<표 3-35> 과정검증 방안 133
<표 3-36> 모형검증 방안 비교 133
<표 3-37> 하드웨어 최소사양 135
<표 3-38> 기반 소프트웨어 구성 135
<표 3-39> 시각화 프로그램 기능정의 136
<표 3-40> 분석결과 도면제어 기능 140
<표 4-1> 서울-세종고속도로 건설사업 내용 149
<표 4-2> 서울-세종 고속도로 계획노선 경유 지자체 149
<표 4-3> 분석연도별 사회경제적 접근성 154
<표 4-4> 노선별 평균 일교통량 비교 158
<표 4-5> 미시행시 연도별 경부선 장래 분석년도별 교통량 159
<표 4-6> 미시행시 연도별 중부내륙선 장래 분석년도별 교통량 160
<표 4-7> 미시행시 연도별 중부선 장래 분석년도별 교통량 160
<표 4-8> 사업 시행시 연도별 경부선 장래 분석년도별 교통량 161
<표 4-9> 사업 시행시 연도별 중부내륙선 장래 분석년도별 교통량 161
<표 4-10> 사업 시행시 연도별 중부선 장래 분석년도별 교통량 162
<표 4-11> 서울세종 고속도로 연도별 장래별 교통량 162
<표 4-12> 전국 16개 광역시도별 제조업체수 시뮬레이션 결과 171
<표 4-13> 수도권의 제조업체수 변화추이 예측결과 172
<표 4-14> 충청권의 제조업체수 변화추이 예측결과(표) 172
<표 4-15> 대경권의 제조업체수 변화추이 예측결과(표) 173
<표 4-16> 호남권의 제조업체수 변화추이 예측결과(표) 174
<표 4-17> 동남권의 제조업체수 변화추이 예측결과(표) 175
<표 4-18> 제2경부고속도로 완공 후 시도별 인구변화량 176
<표 4-19> 총 공사비의 지역별 배분 179
<표 4-20> 서울-세종고속도로 건설투자효과 180
<표 4-21> 현재대비 2030년의 항목별 지역별 변화율 181
<표 4-22> 서울-세종고속도로 운영효과 182
<표 4-23> 분석대상지역내 2001년 및 2009년 토지피복 분포 183
<표 4-24> 전이확률행렬 186
<표 4-25> 전이예상면적 186
<표 4-26> 시군구별 개발수요 187
<표 4-27> 수정 전이예상면적 187
<표 4-28> 사업시행에 따른 지역별 탄소배출량 190
<표 4-29> 장래 분석연도 연간 이산화탄소 배출량 변화 191
<표 5-1> CGE 모형 적용이 가능한 정책활용 주제 및 과제 202
<그림 1-1> 전체 연구수행 절차 7
<그림 2-1> K-Sim 모형 체계 23
<그림 2-2> K-Sim 연계체계 및 기간간 시뮬레이션 흐름도: SOC투자 정책사례 25
<그림 2-3> K-Sim 연계체계 및 기간간 시뮬레이션 흐름도: 신도시건설 정책사례 26
<그림 2-4> 현재 K-Sim서버의 pgADMIN을 실행한 모습 29
<그림 2-5> K-Sim DB 개체관계도 31
<그림 3-1> 총수요와 총공급 38
<그림 3-2> 지역 CGE모형의 구조 42
<그림 3-3> 지역 사회계정행렬의 경제주체간 수입-지출관계 50
<그림 3-4> 지역간 사회계정행렬 기본 구조도 51
<그림 3-5> 시군구별 접근성(2006년 기준) 독립변수의 회귀계수 공간분포 70
<그림 3-6> 시군구별 제조업종사자수 변화 독립변수의 회귀계수 공간분포 71
<그림 3-7> 시도별 실업률(2010 기준) 독립변수의 회귀계수 공간분포 72
<그림 3-8> 시군구별 주택변화율(2005-2010) 독립변수의 회귀계수 공간분포 73
<그림 3-9> 시군구별 재정자립도(2010 기준) 독립변수의 회귀계수 공간분포 74
<그림 3-10> 기업변화 시뮬레이션 모형의 기본구조 78
<그림 3-11> GWR 모형의 공간가중치(spatial weight)의 개념 80
<그림 3-12> 기업변화 시뮬레이션을 위한 GWR 모형의 구조 80
<그림 3-13> 시군구별 접근성(2006년도 기준) 회귀계수의 공간분포 86
<그림 3-14> 접근성 회귀계수의 도수분포 특성 87
<그림 3-15> 시군구별 노동력 평균 변화율 회귀계수의 공간분포 88
<그림 3-16> 노동력 평균 변화율 회귀계수의 도수분포 특성 89
<그림 3-17> 시군구별 평균 공시지가(2010) 회귀계수의 공간분포 90
<그림 3-18> 시군구별 평균 공시지가 회귀계수의 도수분포 특성 91
<그림 3-19> 시군구별 생활관련형 업체수 평균 비율변화 회귀계수의 공간분포 92
<그림 3-20> 시군구별 기초소재형 업체수 평균 비율변화 회귀계수의 공간분포 93
｜ 그 ｜ 림 ｜ 차 ｜ 례 ｜
<그림 3-21> 시군구별 가공조립형 업체수 평균 비율변화 회귀계수의 공간분포 94
<그림 3-22> 세 모형(기업변화/인구변화/접근성변화) 간 시뮬레이션 연계체계 96
<그림 3-23> 국내 도시/지역간 교통수요모형 적용범위 비교 98
<그림 3-24> 교통수요 추정 흐름도 105
<그림 3-25> 도시/지역간 교통수요모형 110
<그림 3-26> 가정기반 출퇴근통행 발생량 111
<그림 3-27> 가정기반 통학통행 발생량 111
<그림 3-28> 가정기반 쇼핑통행 발생량 112
<그림 3-29> 가정기반 업무통행 발생량(개인별 통행특성조사) 112
<그림 3-30> 가정기반 업무통행 발생량(장거리 통행특성조사) 113
<그림 3-31> 가정기반 여가통행 발생량(개인별 통행특성조사) 113
<그림 3-32> 가정기반 여가통행 발생량(장거리 통행특성조사) 114
<그림 3-33> 가정기반 기타통행 발생량(개인별 통행특성조사) 114
<그림 3-34> 가정기반 기타통행 발생량(장거리 통행특성조사) 115
<그림 3-35> 비가정기반 통행 발생량(개인별 통행특성조사) 115
<그림 3-36> 비가정기반 통행 발생량(장거리 통행특성조사) 116
<그림 3-37> 교차 분류 접근 122
<그림 3-38> 교통변화모형과 타모형간 시뮬레이션 연계체계 127
<그림 3-39> 개발수요의 총량 적용 도식 131
<그림 3-40> 개발수요의 분석단위(시군구)별 적용 132
<그림 3-41> K-Sim 시각화 프로그램 구성 134
<그림 3-42> 시각화 프로그램의 인터페이스 137
<그림 3-43> K-Sim DB연결 138
<그림 3-44> 시나리오 설정(생성, 저장, 불러오기) 139
<그림 3-45> 모형 선택 버튼 139
<그림 3-46> 부문 모형별 분석결과 시각화(예시) 139
<그림 3-47> 엔트로피지수 분석결과(예시) 141
<그림 3-48> 공간특화지수 분석결과(예시) 142
<그림 3-49> 공간자기상관지수(Moran's I) 분석결과(예시) 142
<그림 3-50> 생태경관지수 분석결과(예시) 143
<그림 4-1> 서울-세종 고속도로 계획노선도 148
<그림 4-2> 2020년 주요 인근 고속도로 시행·미시행 V/C차이 150
<그림 4-3> 2025년 주요 인근고속도로 시행·미시행 V/C차이 151
<그림 4-4> 2030년 주요 가로 및 시행·미시행 V/C차이 152
<그림 4-5> Accessibility 산출 분석 흐름도 153
<그림 4-6> 2020년도 접근성 차이 155
<그림 4-7> 2025년도 접근성 차이 156
<그림 4-8> 2030년도 접근성 차이 157
<그림 4-9> 시군구별 2010년 제조업체수의 공간분포 164
<그림 4-10> 시군구별 2015년 제조업체수(예측치)의 공간분포 165
<그림 4-11> 시군구별 2020년 제조업체수(예측치)의 공간분포 166
<그림 4-12> 시군구별 2025년 제조업체수(예측치)의 공간분포 (SOC투자 시행) 167
<그림 4-13> 시군구별 2030년 제조업체수(예측치)의 공간분포 (SOC투자 시행) 168
<그림 4-14> 시군구별 2025년 제조업체수(예측치)의 공간분포 (SOC투자 미시행) 169
<그림 4-15> 시군구별 2030년 제조업체수(예측치)의 공간분포 (SOC투자 미시행) 170
<그림 4-16> 수도권의 제조업체수 변화추이 예측결과(그래프) 172
<그림 4-17> 충청권의 제조업체수 변화추이 예측결과(그래프) 173
<그림 4-18> 대경권의 제조업체수 변화추이 예측결과(그래프) 173
<그림 4-19> 호남권의 제조업체수 변화추이 예측결과(그래프) 174
<그림 4-20> 동남권의 제조업체수 변화추이 예측결과(그래프) 175
<그림 4-21> 시군구별 2020-2025년 인구변화 177
<그림 4-22> 시군구별 2025-2030년 인구변화 178
<그림 4-23> 분석대상지역내 2001년 및 2009년 토지피복 변화분석 184
<그림 4-24> 설명변수 검증 및 적용 185
<그림 4-25> 변화예측 결과 188
<그림 4-26> 2030년 이산화탄소 배출량 191
<그림 5-1> 국토정책 시뮬레이션 모형의 활용 예시 201
<그림 5-2> 국토정책 시뮬레이션과 도시정책 시뮬레이션의 연계 204
chapter 1
서론
C ｜ H ｜ A ｜ P ｜ T ｜ E ｜ R ｜ 0 1
서론
본 장에서는 국토정책 시뮬레이션 모형(KRIHS-Sim) 구축 연구의 연구배경, 연구 목적, 연구수행 체계 등 전반적인 연구개요를 설명하고, 1, 2, 3차년도의 주요 연구내용 과 전체적인 연구수행체계를 설명한다. 아울러 선행연구를 검토하고 본 연구와의 차별성을 제시한다.
1. 연구의 배경 및 목적
1) 연구의 배경
국토정책은 본질적으로 비가역적이고 다양한 경로를 통하여 국민생활에 영향을 미치기 때문에 종합적인 사전검토가 필요하다. 국토와 관련된 각종 계획, 규제, 공공사 업 등은 국토의 공간적․물리적 구조를 변화시키는 것은 물론, 고용, 재정, 부동산시장, 건설시장 등 경제부문외에 교통, 환경 등에 상당한 영향을 미칠 것으로 예상되므로 통합적 관점에서의 분석이 요구된다.
이를 위해서는 합리적인 정책결정을 위한 구체적이고 정확한 판단근거로서 사전적 이고 모의적인 의태분석(simulation)이 필요하다. 단순예측이나 최적해를 구하는 방식의 이론적 접근 보다는 구체적인 정책시나리오의 대안별 효과를 측정하는 사이버
공간상의 정책실험이 필요하다. 최근 경쟁적인 경제자유구역 지정, 각종 지역개발계 획의 중첩 등에 따른 과도한 국토개발이 국토정책의 중요한 이슈로 부각하고 있는 등 사전적인 정책평가 분석의 필요성에 대한 공감대가 확산되고 있다. 특히「국토계획 평가」등 국토의 합리적 이용 유도를 위한 사전계획평가제도 도입이 이루어 졌으나 이를 사전에 모의 실험할 수 있는 평가방법은 부재한 상태로 이를 평가할 수 있는 분석틀이 필요하다.
이외에도 기후변화, 글로벌 경제위기 등 급변하는 국내외 환경변화로 신속한 정책대 응을 위해서도 수시적, 즉시적 사전평가체계의 필요성이 대두되고 있다. 또한 어떠한 정책대안이 지역소득, 고용 등 지역경제에 가장 큰 효과가 있는지 혹은 온실가스 배출을 최소화하는 정책 대안인지 등 최근 이슈가 되고 있는 정책효과를 종합적으로 고려할 수 있는 사전 평가체계가 필요한 형편이다.
2) 연구 목적
본 연구의 목적은 국토정책이 지역경제, 지역간 인구 및 산업이동, 교통, 환경, 토지이용변화 등 다양한 분야에 미치는 단기 및 중장기 효과를 종합적으로 분석할 수 있는 상시체계로서의 국토정책 시뮬레이션 모형(KRIHS Simulation Model, 약칭 K-Sim)을 개발 및 활용하는 데에 있다. 본 연구는 3년 기간의 연구로서 3차년도 연구(2012년)는 1, 2차 연구의 K-Sim 체계를 바탕으로 계획된 개별모형 개발을 완료하고, 모형의 활용 증대방안을 제시하는 데에 있다. 보다 구체적으로는 K-Sim 하부 모형의 지속적인 개발과 모형간 연계를 통한 연계 시뮬레이션 체계를 구축하고, 연계시뮬레이션 체계의 구동과 정책시뮬레이션 모형의 활용성을 높이기 위하여 구체적인 정책사례를 활용하여 시뮬레이션을 실시하였다. 1, 2차년도 모형의 개발과 정에서와 마찬가지로 3차년도의 정책시뮬레이션 사례는 대표적인 국토정책 유형의 하나인 SOC 투자정책 사례를 선정하여 정책시뮬레이션을 실시하였다.1)
1) 정책시뮬레이션은 1차년도(2010)에 신도시개발정책의 효과, 2차년도(2011)에는 산업단지 입지수요 시뮬레이션을 실시한바 있다. 보다 구체적인 내용은 국토정책 시뮬레이션 모형의
2. 연구의 틀
본 연구는 모형의 틀 정립, 모형개발, 모형간 연계체계의 확립 등의 순서로 이루어지 지만 년차별로 연구내용이 구분되기 보다는 3년 연구기간 내내 동시에 진행하면서 수정·발전시켰다. 1차년도 연구(2010)에서는 국토정책 시뮬레이션 대상을 선정하고, 이를 분석할 수 있는 국토정책 시뮬레이션 모형의 체계를 구축하였다. 2차년도 연구 (2011)에서는 1차년도 연구에서 구상한 국토정책 시뮬레이션 모형의 체계를 기반으 로 1차년도 기개발된 모형을 개선하고 신규모형을 추가적으로 개발하였다. 3차년도 연구(2012)에서는 1∼2차년도의 부문별 모형을 연계하는 종합모형을 구축하고 향후 지속적인 운영을 위한 DB 및 운용체계를 구축하였다. 모형의 구축과 함께 제한된 범위 내에서 대표적인 국토정책을 사례로 하여 시뮬레이션을 실시하여 모형의 개발뿐 만 아니라 모형의 활용을 제고하기 위하여 노력하였다. 1차년도 연구에서도 일부 모형의 개발을 통해 국토계획 정책의 대표적 유형의 하나인 신도시개발정책 사례에 대하여정책시뮬레이션을 실시하였다.
2차년도 연구(2011)는 1차년도 연구의 국토정책 시뮬레이션 모형 체계를 바탕으로 개별 모형들을 개발 및 연계하고, 최근 이슈가 되고 있는 국토정책 시나리오를 설정하여 정책시뮬레이션을 실시하였다. 특히, 국토정책 시뮬레이션 하부 모형의 지속적인 개발과 모형간 연계를 통한 통합 시뮬레이션 체계를 개선하였다. 이를 바탕으로 최근 국토정책관련 주요 이슈가 되고 있는 과도한 개발계획 방지를 위한 검증제도 도입과 관련하여 이를 사전에 모의 실험할 수 있는 산업단지 수요 시뮬레이션을 시범적으로 실시하였다. 그리고 산업단지 수요 시뮬레이션 결과를 현재 개발되어 있는 모형들과 연계하여, 교통 및 토지이용 에 미치는 효과를 함께 시뮬레이션하였다. 이는 국토정책에 미치는 여러 효과를 동시에 분석할 수 있는 종합연계시뮬레이션 체계에 대한 테스트적 차원에서 이루어졌다.
3차년도 연구(2012)는 부문별 모형의 개발을 완료하고, 모형간 연계 및 정책시뮬레이션 을 통한 검증과정을 통하여 K-Sim 모형을 구축하였다. 아울러 D/B 구축 및 모형유지방안 및 모형의 활용도 제고를 위한 정책방안을 제안하였다.
구축연구(Ⅰ),(Ⅱ)를 참조
구분 모형의 틀 구성 부문 모형 개발 모형의 활용
2010 ( 1 차
년도)
시뮬레이션 수요와 모형 개발
방향 방법론 검토 정책시뮬레이션: 신도시 개발
-국토정책의 유형 및 시뮬레이 션 수요
-국내외 시뮬레이션 모형 개발 동향 및 벤치마킹 모형
-지역경제:산업연관,공간계량,연산 일반균형
-인구이동:중력,의사결정,행위자기 반,시스템다이내믹스,위계선형 -기업입지:행위자기반,확률선택 -토지이용변화:셀룰라오토마타, 행
위자기반(ABM), 토지시장
-신도시계획이 지역경제 및 인 구이동에 미치는 효과 -산업단지 개발이 지역경제 및
인구이동에 미치는 효과 -공공기관 이전이 기업의 입지
변화에 미치는 효과 시뮬레이션 모형 체계 및 구축
방안
-정책시뮬레이션 대상 -K-Sim모형 체계 구상 -모형개발 및 구축계획 -K-Sim 테스트 서버 및 DB설계
시험모형 구축 및 테스트 지역경제 평가지수 개발 -지역경제:16개 IRIO 구축
-인구이동:위계선형,
-기업입지:행위자기반,시스템다이 내믹스
-지역소득지수 -지역간 형평성 지수
2011 ( 2 차
년도)
시뮬레이션 모형 체계 및 구축
방안 부문별 자료구축 모형·개발 시뮬레이션: 산업단지수요
-K-Sim 모형 구성검토 -모형간 연계구조 검토 -K-Sim 시뮬레이션 체계 검토 -K-Sim DB 자료구축
-거시경제: 지역별 부가가치, 고용 장기전망치 추정
-지역경제: 동태 지역산업연관표, 환 경 산업연관표 개발
-지역간이동
・:산업입지:기업입지수요 시뮬레 이션 방법론 개발
-교통:도시내 교통수요추정 모형과 토지이용변화 모형, 산업입지모형 과의 연계 및 CO2배출 효과 분석 -토지이용변화: 적용모형검토(LCM
모형 확정)
-대구 국가과학산단의 수요 시 뮬레이션
;기업입지 및 산업단지 수요 시뮬레이션
;모형의 활용성 및 연계성 검토 ;기업입지수요 변화에 따른 통
행유인량, 업무통행량 및 통 행생성량 검토
;기업입지수요 변화에 따른 토 지이용변화량 및 형태 검토
2012 ( 3 차
년도)
모형체계의 확정 부문별 모형 개발 시뮬레이션:SOC 투자
- K-Sim 모형 구성의 확정 -부문별 핵심모형의 연계체제
확립
-K-Sim 시뮬레이션 체계 확립
-지역경제
・연산일반균형모형(16개지역 CGE 모형) 개발
-지역간이동
・지역인구변화모형 개발
・지역산업변화모형 개발(제조업체 수 변화)
-교통(환경포함): 지역간교통수요 모형 개발, 교통수요추정 4단계 모형의 통합
-서울~세종 고속도로 건설효과 시뮬레이션
-각 부문별 파급효과 검토
분석결과 가시화도구 개발 DB구축 및
향후 운용방안
-부문별 분석결과의 도면화 -국토변화를 진단할 수 있는 지
수의 개발 및 시각화(엔트로피, 특화, 공간자기상관,생태경관 등)
-K-Sim DB 자료구축 -운영 및 유지관리방안
<표 1-1> 연차별 연구수행 실적
국 토정 책시 뮬 레이 션모 형 구성
핵심 모형 개 발
국 토정 책시 뮬레 이 션모 형 구축 ㆍ검 증
국토정책시뮬레이션을 위한 구성부문정의
국토정책의 동향과
특성분석 정책시뮬레이션 모형에
관한 사례검토
부분모형의 체계의 구성 국토정책
시뮬레이션 대상설정
국토정책시뮬레이션 모형의 틀 구성
국토정책시뮬레이션 모형의 틀 정립
국토정책 시뮬레이터 시범사례 분석 교통모형
환경모형 산업입지모형
토지이용모형 지역경제모형
인구이동모형
자료축적
협동
연구 모형
모형 연계 개발 자문
회의 선행
연구 DB
구성
부문별 핵심모형의 연계체계 정립 DB구축 및 운영방안
국토정책시뮬레이션 모형의 구축 모형의 검증 및 활용성 검토
시나리오 시뮬레이션 분석결과 visualizing 시스템 개발
속성자료 공간자료
기타자료 위탁용역
모형의 한계점 모형
적용성 N
향후과제 : 모형의 지속 개선 및 업그레이드 Y
<그림 1-1> 전체 연구수행 절차
3. 연구의 범위 및 방법 1) 연구범위
본 연구의 공간적 범위는 국토정책이 시행되는 전국을 대상으로 하며, 공간분석의 경우 미시데이터가 구축되어 있는 특정지역 및 주변지역을 대상으로 한다. 지역구분은 시․군․구 단위이나, 분석모형에 따라 다르게 적용된다. 국가경제, 지역경제, 인구이동, 지역간 교통 등은 시도 혹은 시․군․구 단위, 특정지역의 공간분석의 경우에는 그리드 단위 등으로 세분화된다.
부 문 주요모형(변수) 공간분석 단위
국가경제부문
-인구전망(2030) -부가가치전망(2030) -고용자수전망(2030)
-시․도 -시․도(38개산업) -시․도(38개산업)
지역간이동부문
-지역인구변화 모형 -지역산업변화 모형 -지역간교통수요 모형
-시·군·구
지역경제부문
-16개지역 CGE 모형 -지역간 I-O 모형 -지역간 환경I-O 모형
-16개시도 -시․군 -16개시도
토지이용변화부문 -LCM -그리드(30m×30m)
<표 1-2> 부문별 공간범위
시간적 범위는 국토정책의 시행 이후 중장기적 효과를 추정하는데 있으며, 예측기간 은 분석목적에 따라 설정하되, 데이터의 가용성, 분석의 정확성 및 실효성 등을 감안하여 최대 2030년 이전으로 한정하였다. 3차년도 연구의 주요 내용은 1)16개 지역 CGE 모형의 개발, 2)지역 인구변화 모형의 개발, 3)지역간 교통수요모형의 개발, 4)지역 산업변화 모형의 개발, 5)토지이용변화모형과 지역경제 모형의 연계, 6)정책 시뮬레이션 사례 분석(모형간 연계와 검증), 7)시뮬레이션 결과의 시각화 (visualization) 모듈 구축, 8)D/B 구축 및 모형 유지관리 등이다.
