I.서 론

수도권은 1일 평균 2천만여건의 통행이 서울-경 기-인천의 통합대중교통망에서 발생한다. 이러한 상황은 개별통행단위로 생성되고 있는 교통카드 이 용 분석자료를 통해서 확인이 가능하다. 2014년 기 준 서울시의 교통카드 이용률은 99.02%이며, 지하 철은 100%, 시내버스 · 마을버스는 98.15%에 이르고 있다(휴먼라이브, 2015. 4). 이러한 전수화가 가능한 교통카드자료는 서울-경기-인천이라는 지역공간의 경제적 흐름, 통근권 및 생활권 등에서 움직이고 있 는 수도권 대중교통 통행인구의 개별이동현황을 파 악할 수 있다[2].

지금까지 수도권 전체의 대중교통을 이용하는 통행인구 이동진단은 센서스 조사를 기반으로 한 존 단위 집계자료에 한정하여 분석되어왔다. 존 단 위 집계자료로 가공됨에 따라 대중교통 기종점통행 으로 인한 개별통행분석의 누락가능성이 있으며, 버스와 철도가 분리된 개별교통수단에 대한 통행수 요만을 도출하여 연계교통수단을 이용하는 분석개 념이 미흡하다. 따라서 이러한 한계를 보완할 수 있 는 수도권 대중교통카드자료를 이용하여 서울-경기 -인천지역의 대중교통 통행인구의 이동현황에 대한 종합분석과 이를 통한 효과적 활용방안의 모색이 가능하다[3, 4].

본 연구에서는 수도권 대중교통카드자료를 분석 하여 수도권 개별통행자의 공간이동에 대한 통합대 중교통 이용현황 파악이 가능함을 제시하고자 한다. 특히 본 연구는 수도권 대중교통카드자료를 활용하 여 수도권 통행인구의 출발지-경유지-도착지 이동현 황을 파악하고 수도권 지역 공간상의 이동특성에 대한 시사점 도출을 목적으로 한다.

II.수도권 대중교통 이동 분석방안

기존에는 단일수단기반의 표본자료 분석체계를 활용하였으나 2004년 이후 대중교통카드 도입에 따 라 수도권 대중교통이용자의 전수화가 가능한 자료 를 실시간으로 제공하고 있어 수도권 교통카드이용 자 이동현황 파악이 가능해졌다. 이는 수도권 버스 +철도 통합대중교통망에 대중교통카드 이용정보를 반영하여 기존의 존단위 기종점 기반의 수도권 통 행분석체계의 한계에 대한 보완이 가능하다. 버스 와 철도의 통합교통수단으로 구성된 수도권 대중교 통카드자료 기반 통합대중교통분석틀을 구축하여 1 인 승객의 역간 개별통행 행태별 기종점 통행량을 추정할 수 있다.

대중교통카드는 거리비례제 기반 수도권 통합요 금과 환승할인 제도를 지원하기 위해 도입되었다. 특히 개별승객이 이용한 1회 통행(trip) 자료를 추적 하여 최종적으로 5회 통행(trips)까지 포함하는 도로 와 철도가 통합된 기종점 여행통행(Travel, Trip Chain) 자료를 생성하고 있다. <Fig. 1>

수도권 대중교통카드자료를 기반으로 역과 정류 장의 좌표 및 노선링크를 구축하고 교통수단, 교통 카드이용자, 정류장을 코드화하며 개별여행통행 (Travel, Trip Chain)에 대한 세부정보를 데이터로 구 축한다. 이를 통해 수도권 도시철도역과 버스정류 장 기종점 통행량과 환승통행량을 분석한다. <Fig. 2>

수도권 대중교통카드자료 기반 통합대중교통체 계의 분석배경은 다음과 같다. 2014년 기준 지하철 역은 513개로 환승역 82개, 노선 30개, 완행노선 21 개, 급행노선 9개이며, 버스정류장은 64,519개이며 버스노선 600개, 시내버스 노선 386개, 마을버스 노 선은 214개로 총 링크 421,089개가 생성되었다. <Fig. 3>

개별 버스정류장의 승하차인원, 행정동에 포함되 는 정류장의 승하차인원, 행정구에 포함되는 정류 장의 승하차 인원을 계산하였으며, 정류장 간, 행정 구 간, 행정동 간에 발생하는 환승에 대한 기종점 통행량을 산정하였다.

도시철도는 링크 및 환승통행량을 산정하기 위 해 도시철도 경로선택 현황을 분석하였다. 도시철 도통행은 버스통행과는 달리 최초 출발역과 도착역 에 대한 태그인(tag-in), 태그아웃(tag-out) 정보만 발 생하므로 승객의 최소비용을 기반으로 구축된 경로 선택모형을 활용하여 이용경로를 추정하였다.

III.수도권 대중교통카드자료기반 버스+철도 통합대중교통 이용분석

1.수도권 대중교통카드기반 기존연구

교통카드는 2004년 서울을 중심으로 대중교통체 계개편을 지원하기 위한 요금제도 정착을 위해 시 행되었다. 2007년에는 서울-경기도, 2009년에는 서 울-경기-인천의 수도권 통합요금체계가 합의되었다. 카드시스템은 교통카드를 이용하는 승객의 요금부 과 및 운송에 참여하고 있는 운영기관의 수입금 배 분을 목적으로 운영되고 있다.

교통카드는 매일 약 2천만 건의 1회 통행수단이 용에 대한 통행자료를 생성하고 있다. 현재 요금체 계는 승객에게 5회의 수단이용에 대하여 환승요금 을 면제해주는 체계이므로 이는 약 1천5백만건의 연계통행 또는 여행(Trip Chain, Travel)자료로서 생 성된다. 이들 통행자료와 여행자료는 승객의 수도 권 대중교통이용에 대한 모집단적인 자료이면서 세 계적으로 유래가 없을 정도로 방대한 인구이동 및 수단이용 정보를 포함하고 있어 교통카드자료를 이 용한 연구는 최근 활발하게 진행되고 있다.

Kim(2007)은 자료의 결측 및 오류를 발견하고 보정 하는 방안을 강구하고, 서울시 자료를 통하여 기종점 (OD)통행을 구축하고 활용하는 방안을 제시하였다[3]. Shin(2011a)은 버스 및 철도로 구성된 통합대중교통망 을 자동적으로 구축하기 위한 방안을 강구하였다. 여 기서는 교통카드 시스템을 운영 및 관리하기 위해서 생성되는 버스 정류장 및 철도역사의 위치좌표를 이용 하여 통합대중교통 네트워크를 생성하는 알고리즘을 개발하였다[4]. Shin(2011b)은 수도권 도시철도가 환승 에 대한 정보를 제공하지 않는 점을 인식하고 도시철 도의 차량혼잡도를 계산하는 방안으로서 스케줄로 관 리되는 열차에 승객을 탑승시키는 방안을 강구하였다 [5]. Choi et al.(2011)은 교통카드자료를 이용하여 정류 장의 재차인원, 승객 승하차 인원에 따른 정차시간, 통행시간과 거리 산출에 의한 속도 등의 정량적인 항 목으로 대중교통서비스를 추정하였다[6]. Bin et al.(2012)은 대중교통 이용과 연관된 통행패턴을 분석 하였으며 이를 교통정책에 활용할 수 있는 방안을 제 시하였다[7]. Kim(2012)은 카드자료와 연관된 사회경 제 및 교통서비스를 분석하고 교통카드자료의 활용성 을 제고하였다[8]. Kim and Shon(2014)은 인천시의 교 통복지를 개선하기 위한 철도혼잡도를 완화하는 방법 을 강구하였다[9]. Jeon et al.(2014)은 버스카드자료의 탑승정보를 이용하여 대기하는 시간을 줄이도록 최적 배차간격을 구축하는 수학적 모형을 제시하였다[10]. Kim and Lee(2015)는 인천시의 첨두시간에 도시철도 가 지체되는 현상을 파악하여 승객의 지체현상에 대한 관심을 유발시켰다[11]. Han et al.(2015)는 카드자료를 출퇴근 첨두시 서울시의 주요 역세권 영향권에 대해 수도권을 대상으로 분석하는데 적용하였다[12]. Shon(2015)은 도시철도의 역사 승하차 태그시간을 토 대로 동적으로 이동하는 승객을 개별노선에 배정하는 모형을 제시하였다[13].

본 연구는 교통카드자료를 이용하여 수도권의 인구이동에 대한 파악을 진행하고 시사점을 도출하 는 것이다. 이를 위해 수도권 정류장의 위치좌표를 이용하여 개별승객의 동단위, 시군구 단위, 서울-경 기-인천 단위의 이동분석체계를 구축하는 것이다. 기존 연구들이 버스 및 도시철도수단으로 한정되었 거나, 개별시의 통행에 대한 분석을 전제로 했다는 측면에서 벗어나서 수도권 전체의 버스-철도 통합 대중교통체계에서 개별 정류장 위치좌표를 이용하 여 수도권 차원의 인구이동에 대한 분석을 실시했 다는 측면에서 최초의 시도라고 볼 수 있다.

2)자료구축 및 분석

수도권 버스+철도 통합대중교통 이용현황을 파 악하기 위해 2014년 10월 13일(월)의 1일 자료를 분 석하였다. 수도권의 버스정류장은 총 64,519개, 도 시철도역은 총 513개로 구성되며, 경기도 세부 행 정시군과 서울, 인천지역 간의 환승을 포함한 기종 점 통행자료를 분석하였다.

수도권 대중교통을 이용한 총통행수는 약 2,111 만 건(A)이고, 이중 97.3%에 해당하는 약 2,055만 건(B)이 분석에 활용이 가능한 데이터로 나타났다. 이를 Trip Chain의 여행자료로 구성하면 총 여행수 1,532만건(C)과 96.3%인 1,474만건(D)의 분석에 활 용가능한 자료로 나타났다.

통행자료(B)는 승객의 한 번의 수단통행이용을 나타내는 자료이다. 이 자료는 이용수단, 승하차역 및 시간을 포함하고 있어 대중교통수단의 혼잡률, 정류장 이용현황 등을 파악하는데 효과적으로 활용 된다. 서울시는 버스수단의 통행자료(B)를 이용하 여 버스관리체계(Bus Management System; BMS) 및 버스정보체계(Bus Information System; BIS)를 운영 하는데 이용하고 있다.

여행자료(D)는 개별승객이 최초 승차역에서 최종 하차역까지 이용한 5개까지의 통행자료를 포함하고 있다. 따라서 수단간의 환승은 4번까지 나타나며 개별승객이 이용한 수단통행(B)이 순차적으로 나타 난 것이다. 이를 이용하여 승객이 출발지(최초 승차 역)에서 도착지(최종 하차역)까지 연결된 통행(Trip Chain)과 통행자료(B)에서 가능한 분석이 함께 구성 된다는 장점을 포함하여 대중교통 이용자 전체의 공간적 및 시간적인 이동상황을 분석하는 목적으로 활용이 가능하다. <Table 1>.

2014년 10월 13일(월)의 수도권 총여행통행은 약 1,475만 통행이며, 서울-경기-인천 지역내부통행 은 약 1,056만 통행인 71.6%를 차지했으며, 지역 간 통행은 21%(약 309만 통행), 기타지역으로의 통행 은 약 7.4% 정도를 차지하는 것으로 나타났다.

2014년 서울-경기-인천 지역 간 통행현황을 살펴 보면 서울 → 인천 · 경기로 141만 통행 (45.65%), 인 천 · 경기 → 서울로 144만 통행(46,7%), 인천 · 경기 간에는 24만 통행(7.7%)인 것으로 분석되었다. 지역 간 첨두시 통행은 약 73만 통행으로 지역 간 총통 행의 약 23.6%를 차지하고 있다. 수도권 지역 간 첨 두시 통행의 세부현황을 살펴보면 서울 → 인천 · 경 기로 약 29만 통행 (40.0%), 인천 · 경기 → 서울로 약 38만 통행(52.0%), 인천 · 경기 간에는 약 6만 통 행(8.0%)인 것으로 분석되었다.

수도권 지역 간 통행패턴의 변화를 살펴보기 위 해 2005년 지역 간 통근기종점 통행자료와 비교검 토 하였다. 2005년 현재 수도권 지역 간 총통행은 약 245만 통행이며, 서울 → 인천 · 경기로 약 44만 통행(18,0%), 인천 · 경기 → 서울로 약 100만 통행 (40.8%), 인천 · 경기 간에는 약 101만 통행(41.1%)인 것으로 나타났다. <Table 2>.

수도권 지역 간 통행현황을 비교분석한 결과, 2014년 대중교통 통행(약 309만 통행)은 이미 2005 년 승용차가 포함된 통근통행(245만 통행)을 상회 하고 있다. 특히 서울에서 인천 · 경기로의 유출통 행은 2005년 통근통행(44만 통행)에 비해 3배 이상 증가한 141만 통행으로 대중교통을 이용하는 경향 이 두드러지게 높아진 것으로 판단된다. 특히 2014 년 첨두시의 서울에서 인천 · 경기로의 유출통행은 2005년과 비교했을 때 <Fig. 4>와 같이 주로 대중 교통을 이용하여 통행하고 있는 것으로 보인다.

서울은 강남구, 인천은 시범생활권(인천-부천), 경기도는 도농연계생활권(광주-이천-여주) 지역을 선정하여 수도권 3개 지역별 내부통행현황을 살펴 보았다. <Fig. 5>.

서울의 경우 수도권의 중심지역인 강남구를 중 심으로 주변지역과의 연계성을 진단하는 차원에서 유출통행을 살펴보았다. 가장 많은 통행이 발생한 지역은 성남시(4만 통행이상)이고 그 외 경기도로 는 안양시, 부천시, 고양시, 용인시가 1만 이상의 통 행이 나타났다. 인천시로는 부평구가 약 5천 통행 으로 가장 높았다. 서울시내로는 서초구, 송파구 순 으로 이동이 많았다. 특히 강남구를 중심으로 반경 10km내에 약 55만 통행이 발생하여 이동밀도가 일 일km당 약 5만명으로 나타났으며 환승통행까지 감 안하면 이동밀도는 훨씬 높아질 것으로 보인다. <Fig. 6>.

인천의 경우, 행정구역을 넘어 시범생활권으로 지정된 인천시와 부천지역 간의 통행현황을 살펴보 았다. 인천시 부평구, 남동구, 남구 계양구에서 주 로 경기도 부천시로의 통행이 많았다. 특히 부평구 와 부천시 간에는 5만3천의 가장 높은 유출입 통행 이 발생했으며 2005년에 비해 약 2%정도 통행량이 증가하였다. 인천시 부평구는 경기도 부천시의 상 권에 대한 의존도가 높은 지역이기도 하다. 특히 지 하철 7호선 개통이 통행량 증가에 영향을 미쳤을 것으로 판단된다. <Fig. 7>.

그 외 서울로의 통행도 2005년 19%에서 31%까 지 증가했으며 격자형 도로망과 광역대중교통인프 라 확충의 영향이 높았을 것으로 보인다.

경기도의 경우, 낙후지역 활성화를 위해 도농연 계생활권을 지정하고 있으며 광주-이천-여주지역은 이에 해당한다. 광주에서는 동일생활권보다는 서울 과 성남으로의 통행량(1만 통행정도)이 가장 많았 다. 이천, 여주로는 약 5백 내외의 통행이 발생하였 으며 용인, 수원, 하남으로의 통행도 나타났다. 이 천과 여주는 상호간 통행량이 가장 많았으며 다음 으로 광주로의 통행이 나타났다. 2016년 개통예정 인 성남-여주 복선전철의 영향으로 향후 해당지역 의 통행량이 변화할 것으로 판단된다. <Fig. 8>.

IV.결론 및 정책제언

수도권 대중교통카드자료의 모집단적인 확보는 교통카드를 이용한 분석효용을 극대화하고 있다. 기존에는 정기적인 설문 및 실측조사에 의존하여 대중교통이용정보를 도출하였으나, 2009년부터 완 성된 수도권 대중교통카드 시스템을 이용하여 매일 동적으로 승객들이 이용한 카드자료를 활용하는 방 안이 요구되고 있다.

본 연구에서는 기존에 수도권 지역의 교통카드 를 이용한 연구가 버스수단 또는 도시철도수단에 한정되었거나, 서울, 경기, 인천지역에 한정된 측면 에서 벗어나 수도권 전체의 분석체계로 활용되는 가능성을 진단하는 첫 번째 시도이다. 특히 버스 정 류장 및 도시철도 역사의 위치정보를 이용하여 수 도권 인구의 공간적인 이동측면에서 시사점을 도출 했다는 점에서 의의가 크다고 할 수 있다. 효과적인 분석체계를 구축하기 위해서 개별승객의 통행단위 를 연결하는 연계통행 또는 여행개념을 포괄적으로 제시하였다.

이 연구에서 도출된 연구결과는 실험적이기는 하나 많은 통찰을 안겨주고 있다. 우선 수도권의 개별승객이 동, 시군구, 서울-경기-인천의 지역이동 에 대한 세밀한 분석이 컴퓨팅적인 시각으로 충분 하게 가능함을 제시하였으며 분석사례로서 도출되 었다. 이러한 자료는 시간적인 분석체계로 한 단계 갱신되면 교통뿐만 아니라 수도권 차원의 다양한 정책적인 분석방안으로서 활용이 가능함을 잠재하 고 있다.

우선 활용성이 높은 분야로서 다음의 정책 활용 에 대한 모색이 필요하다. 우선, 수도권 대중교통 카드자료를 기반으로 대중교통 개별이용인구 통행 행태를 분석하여 수도권 지역정책에 활용이 가능 하다. 또한 지역경제 활성화 측면에서 수도권에 대 한 시민체감형 및 지역밀착형 지역계획 수립의 실 현 및 지역연계정책 실효성 제고에도 활용이 가능 하다.

향후 연구로서 우선, 수도권 교통카드자료는 도 시철도의 이동에 대한 명확한 해답을 제공하지 못 하는 방안에 대한 대책이 요구된다. 도시철도역사 에서 환승역의 태그자료가 없는 관계로 도시철도내 의 이동에서 파악되는 부분의 보완이 요구된다. 이 를 위해서는 도시철도의 환승비용을 반영한 개별승 객 경로선택모형의 구축이 필요하다. 또한 인구이 동은 수도권 지역의 산업 및 경제의 특성에 맞물려 심도있는 설명자료로서 활용될 수 있는 방안에 대 한 강구가 요구된다.