Transportation Engineering

KSCE JOURNAL OF CIVIL AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING RESEARCH. October 2021. 571-580
https://doi.org/10.12652/Ksce.2021.41.5.0571

ABSTRACT


MAIN

  • 1. 서 론

  • 2. 선행연구 고찰

  • 3. 출입구별 진출·입 통행량 산정 모델 개발

  •   3.1 역사 외부에서의 출입구 선택

  •   3.2 역사 내부에서의 이동 경로 선택

  • 4. 출입구별 통행량 산정 실증 분석

  •   4.1 대상지 선정 및 현황

  •   4.2 영향권 설정 및 인구 통계

  •   4.3 장래 적용 수요

  •   4.4 신규 출입구 추가설치 위치

  •   4.5 출입구별 이용자 비율

  • 5. 출입구 추가에 따른 경제적 타당성 평가

  •   5.1 편익 산정

  •   5.2 비용 산정

  •   5.3 경제적 타당성 분석 결과

  • 6. 결론 및 향후 연구과제

1. 서 론

철도역은 도시의 중요한 교통기반시설로서, 사회·경제·문화 활동이 복합적으로 이뤄지는 공간이다. 이러한 철도역들은 대표적인 인적·물적 교류 장소로서 각 도시 발전의 중요한 구심점 역할을 하고 있으며, 철도역의 규모와 출입구 수 등은 예측된 교통수요를 토대로 결정된다.

그러나 기존 건설된 철도역은 이후 주변의 새로운 신도시 건설, 대규모 역세권 개발 등 다양한 인구 유입으로 이용자 수가 증가함에 따라 공간 부족과 혼잡, 접근성 불편 등으로 지역주민들(지자체)에 의해 지속해서 철도역사의 증·개축 민원이 제기되고 있다. 또한 최근 민간사업에 의한 신규 노선 계획에서 철도역사 건설에 드는 비용이 막대하다 보니 출입구 설치를 최소화하여 설계되고, 사후 지역주민 또는 인근 대학, 기관들로부터 출입구 추가설치 요청에 따라 기존 설계를 변경하는 일들이 빈번하게 발생하고 있다.

실제로 신안산선(2025년 개통 예정)의 경우 한양대역과 광명역에서 인근 대학, 아파트 입주민 및 민간토지개발 사업자들로부터 역사 보행 접근성을 높이기 위한 출입구 추가설치 요구가 있었다. 신설되는 한양대역의 경우 가장 이용수요가 많을 것으로 예상되는 인접한 대학교와 아파트단지 방향으로 출입구가 설치되는 대신 정반대의 거리가 먼 공원 방향 한 곳에만 대용량 승강기 출입구가 계획되었다. 인근 대학 측의 출입구 추가설치에 대한 민원이 있었고, 그 비용은 수익자 부담으로 요청자가 모든 비용을 부담하는 조건이다.

또한 신설되는 신안산선 광명역도 2019년 민간 토지 역세권 개발 사업자가 주상 복합 등 상업시설 도입으로 이용수요 증가 및 해당 부지 내로의 편리한 지하철 이용 편의를 높이기 위해 비용 부담을 원칙으로 출입구 추가설치를 요청하여 설계가 변경되었다. 그 밖에도 상계역과 왕십리역을 연결하는 동북선 경전철 사업(2025년 개통 예정)에서도 미아사거리역에서 지역 민원 제기로 서울시에서 2020년 역사 출입구 추가설치에 대한 검토가 이루어졌으나, 경제적 타당성이 부족하여 추가설치 민원은 반려되었다. 결론적으로 출입구를 새롭게 추가할 때 드는 비용이 수익자 부담이라 하더라도 원칙적으로 기존 설계를 변경하기 위해서는 편익과 비용을 고려한 경제적 타당성이 가장 먼저 입증되어야 출입구 추가설치 여부가 결정된다.

일반적으로 철도 부문 사업에서 노선의 신설 및 개량, 역사신축에 대한 경제적 타당성 분석 방법과 절차, 실증사례는 매우 많이 제시·수행되어 왔다. 그러나 특정 철도역사의 출입구 추가설치에 대한 경제적 타당성을 분석하는 정확한 방법과 절차는 마련되어 있지 못하다. 본 연구는 이러한 역사 출입구 추가설치에 대한 지속적인 요구 환경을 반영하여 실제 출입구 추가설치에 대한 타당성 검토 방법을 정립하고자 한다. 세부적으로 역사의 이용수요를 바탕으로 출입구별 진출·입 이용수요 비율 산출 방법, 실제 출입구가 없는 상태에서 혼잡도 서비스수준을 판정하는 데 필요한 이용자 수 산출 방법(보행교통류율, 점유공간), 경제적 타당성 분석에 적용되는 편익 항목을 명확히 정의하고, 실제 사례에 적용해 보고자 한다.

이를 위해 2장에서는 관련된 기존 연구를 검토하고, 3장에서는 서비스수준 분석을 위해 필요한 이용자 수 산정 방법을 제시한다. 마지막으로 제시된 방법을 토대로 실제 사례에 적용하여 역사 출입구 추가설치에 대한 타당성을 분석하였다.

2. 선행연구 고찰

철도역사는 다양한 보행자 및 교통 시설이 유기적으로 연계된 시설물로 이용자의 편의성이 무엇보다 가장 중요하다. 기존 역사의 개량 및 신규 역사 건설 시에 적정 수준 이상의 이용자 편의성을 제공할 수 있도록 역사 시설물들이 적절히 설계 및 배치되어야 한다. 기존 역사에 출입구를 추가로 설치할 때도 이에 따른 이용자들의 편의성이 어떻게 변화되는지 평가되어야 한다. 이러한 관점에서 본 장에서는 역사 내 이용자 편의성을 평가하는 방법과 역사 출입구 추가설치와 관련된 기존 연구를 검토하였다.

철도역사에 출입구가 새롭게 추가되면 내외·부 공간에 대한 보행교통류, 점유공간, 서비스시간을 산정하는 방법과 기준은 도시철도 정거장 및 환승편의시설 설계지침(MOLIT, 2018a) 환승센터 및 복합환승센터 설계·배치 기준(MOLIT, 2018b), 한국교통연구원(KOTI, 2006)의 복합 환승센터 타당성 평가 편람, 한국개발연구원(KDI, 2017)의 도로・철도 부문 사업의 예비타당성조사 표준지침, 국토교통부(MOLIT, 2017)의 교통시설 투자평가지침, 도로용량편람(MOLIT, 2013)에서 다양하게 제시됐으나 실제 철도역사 출입구 설치에 따라 역사 전체 출입구에서 승강장까지 이르는 모든 보행 이동시설물들에 대한 종합적인 서비스수준을 분석 후 타당성을 분석한 기존 연구는 매우 드물다.

철도역 출입구 추가설치 관련된 연구로 Lee(2019)는 231개 광역철도역에 대하여 외부출입구의 위치 및 방향이 적정한지에 대한 분석을 목적으로 역별 도보 가능 거리 내(700 m 범위 설정)를 방향별로 나누어 역 중심(대합실)까지의 접근시간을 분석하였다. 이를 토대로 접근성 수준을 분석하여 철도역 외부출입구의 추가설치에 대한 적정성을 평가하였으나, 한 역사의 개별 출입구별 접근성은 알 수 없다.

한국교통연구원(KOTI, 2016)은 「도시철도 정거장 및 환승편의시설 설계지침」에서 제시하고 있는 첨두시 평균 분당 이용객 수를 기반으로 보행교통류를 산정하여 출입구에 혼잡도를 산정하였다. 설계지침에서 제시된 첨두시 평균 분당 이용객 수를 첨두 1시간 동안 이용객 수에 할증률을 적용하고 1분간 이용객 수로 환산 후 이 값을 외부출입구 개수로 나누어 외부출입구 당 이용객 수를 산정하였다. 그러나 본 연구는 각 역의 출입구 위치와 상관없이 동일 철도역의 모든 출입구는 같은 혼잡도로 산출되는 문제점이 있다. 즉, 한 역사 내의 출입구별 혼잡도는 주변 연계 교통, 토지이용 및 개발, 주거 환경 등 인구수에 따라 달라질 수 있는 상황이 반영되지 못하였다. 동해종합기술공사(Donghae Eng., 2017)가 수행한 5호선 둔촌동역 출입구 추가설치 타당성 조사의 경우 본 연구에서 검토하는 바와 같이 출입구 설치 위치가 정해진 상태에서 출입구 설치에 따른 편익 및 타당성을 평가하였으나, 출입구 추가설치에 따른 이동시간 감소만을 편익으로 국한하여 분석하는 한계를 갖고 있다.

종합해보면, 이용자 편의성을 나타내는 기준은 보행교통류율, 점유공간, 대기시간 및 이동 거리와 같은 효과척도(Measure of effectiveness, MOE)이며, 이들 MOE를 활용하여 혼잡도 및 이동성과 같은 서비스수준(Level of service, LOS)을 나타낸다. LOS는 가장 좋은 상태인 LOS A에서 가장 불편한 LOS F와 같이 6개 등급으로 표현된다. 철도역사에 대한 LOS 기준을 정의한 󰡔환승센터 및 복합환승센터 설계·배치 기준󰡕(MOLIT, 2018b)은 환승센터 뿐만 아니라 역사의 LOS를 평가하는 데 자주 이용되며, 그 기준은 Table 1과 같다.

Table 1.

LOS Guidelines for Pedestrian Facilities

LOS pedestrian traffic flow (person/min/m) occupied area (m2/person) wating time (sec/person) walking distance (weighted average)
stair pathway, gate escalator, moving walk, platform gateway
A 0~18.66 0~27.15 ≥ 1.18 less 2.5 sec less 60 m
B 18.66~25.57 27.15~34.34 0.78~1.18 less 5.0 sec 60 m~120 m
C 25.57~33.63 34.34~45.44 0.54~0.78 less 7.5 sec 120 m~180 m
D 33.63~41.47 45.44~59.51 0.34~0.54 less 10.0 sec 180 m~240 m
E 41.47~48.64 59.51~73.70 0.23~0.34 less 12.5 sec 240 m~300 m
F > 48.64 > 73.70 < 0.23 more 2.5 sec more 300 m

「도시철도 정거장 및 환승편의시설 설계지침」(MOLIT, 2018a)에서는 투자재원의 효율성과 사회적·경제적인 측면을 고려하여 이용객 수가 가장 많은 첨두시간대를 기준으로 일반적인 보행시설물 들의 최소한 설계 요구조건으로 LOS D 이상 설계되도록 규정하고 있다. 반면에 국가철도공단의 「철도설계지침 및 편람」(KR, 2014)은 고속철도에 대하여 대합실 LOS B, 계단 LOS C로 도시철도보다 더 높은 서비스수준을 요구하고 있다.

철도역에 출입구를 추가로 설치함으로써 변화되는 이용자의 편의성은 서비스수준에 대한 것이며, 역사 내부 공간으로 국한할 때 결국 특정 공간의 혼잡 완화에 따른 쾌적성 개선과 이동시간(또는 대기시간) 개선에 따른 효과로 설명될 수 있다. 일반적으로 포괄적인 개념에서 편익으로 불리며, 화폐 가치로 계량화되어 표현된다.

편익은 해당 시설 이용자에 대한 직접편익과 그 개선으로 인하여 비 이용자들에게도 발생하는 간접편익으로 구분된다. 역사에 출입구를 추가로 설치할 때 이용자들이 직접적으로 얻게 되는 편익은 혼잡 분산으로 인한 쾌적성 개선, 이동 거리 단축에 따른 시간가치 절감, 승강기로 인한 대기시간 감소가 이에 해당한다. 간접적으로 발생하는 편익은 도로 횡단에 따른 사고 발생 가능성 저감, 이용자 분산에 따른 보행로 혼잡 완화, 신규 출입구 주변의 상권 가치 상승 등이다. 그러나 이러한 간접편익 항목들을 계량화하는 기존 연구는 거의 존재하지 않는다.

3. 출입구별 진출·입 통행량 산정 모델 개발

3.1 역사 외부에서의 출입구 선택

보통 한 개 역사에는 여러 개의 출입구가 있다. 어느 출입구로 얼마의 사람들이 이용하는가에 따라 한 역사 내에서도 시설물들의 설계 규모는 위치별로 차이가 난다. 즉, 역사 시설물들의 혼잡 수준과 이동 거리 수준을 평가하기 위해서는 가장 먼저 출입구 별로 이용자 수를 산출하여야 한다. 이미 존재하는 철도역의 경우 정해진 시간 동안 직접 현장을 조사하여 출입구별 이용자 수 비율을 알 수 있다. 그러나 아직 개통하지 않은 역사의 경우 출입구별 이용자 수를 직접 조사할 수 없으므로 다른 대안이 필요하다.

아직 개통하지 않은 철도역의 장래 이용수요는 이미 예비타당성조사 등을 통해 알 수 있는 값이다. 조사할 수 없는 상황에서 출입구별 이용자 수 비율은 해당 철도역의 일정 영향권 내에 있는 인구정보를 조사하여 그 비율을 대신 활용하는 방법을 제안하였다. 일반적으로 혼잡시간대 이용자들은 보통 해당 역 주변에 거주하거나 직장생활을 하는 대부분 사람으로 이미 역사 외부의 지리를 충분히 숙지하고 있을 가능성이 크다. 이는 자연스럽게 해당 지역에서 가장 인접한 출입구를 선택할 것이다.

Fig. 1은 2개의 출입구가 있는 지하철역에서 반경 500 m 이내에 있는 존(토지구획)별로 이동 거리가 가장 가까운 출입구를 선정하는 개념을 보여준다. 예를 들면 존 1, 4, 6, 7에 거주하거나 직장을 다니는 사람들은 이동시간이 가장 적게 소요되는 출입구 1번을 자연스럽게 이용할 것이다. 다만, 버스 등 외부 교통수단으로 접근하는 사람들의 경우 영향권 검토 범위 외의 사람들로 출입구 이용 비율에 영향을 미칠 수 있다. 그러나 철도역이 아직 개통되지 않은 상태에서 버스와 철도 간 환승 교통수요도 정확히 알 수 없고, 정확한 버스 정차 위치도 확정되지 않은 상태이기 때문에 본 연구에서는 이를 고려하지 못했다.

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Fig. 1.

Concepts for Choosing a Gate Outside the Station

3.2 역사 내부에서의 이동 경로 선택

다음은 출입구에서 승강장까지 이동하는 경로 선택에 관한 사항이다. 역사 내부는 출입구에서 승강장까지 가는 경로가 다양하며, 어떤 경로를 선택하는가에 따라 혼잡도 수준을 측정할 때 반영되는 수요는 매우 달라지며, 그에 따라 편익 산정 결과도 크게 영향을 받는다. 경로 선택 시 기본 가정은 역사 외부에서 가까운 출입구를 선택할 때와 마찬가지로 혼잡시간대 이용자들은 보통 해당 역 주변에 거주하거나 직장생활을 하는 대부분 사람으로 이미 역사 내부의 지리를 충분히 숙지하고 있다는 것이다. 따라서 출입구에서 승강장까지 이르는 다양한 경로 중 최단 시간이 소요되는 경로를 선택한다. 일반적으로 교통수요 추정 시 통행을 배정할 때 활용되는‘전량배분법(All-or-Nothing)’과 같은 개념이다.‘전량배분법’이란 교통 네트워크에 교통량을 배분하는 방법의 하나로 기ㆍ종점 죤간을 연결하는 여러 노선 가운데 최단 시간의 노선에 모든 교통량이 배분되고 두 번째 이하의 노선에는 전혀 배분되지 않는다고 본다. 즉, 출입구별 이용수요를 역사 내부의 최단 경로에 모두 배분하여 역사 내부 보행 이동 링크 별로 수요를 산정한다.

이동 경로 선택 시 어느 한 역사의 수송수요를 주면, 다수의 출입구가 있는 상태에서 출입구별로 총수송수요를 분산시켜야 한다. 따라서 출입구 개수는 곧 최적경로(승강장⇔출입구)의 개수와 같으며, 통행배정 시 최단 경로 개념 적용이 가능하다. 설계도면 및 지도상의 거리 측정 일관성을 위해 역사 내 이동 경로 방향을 승강장(중앙지점)에서 각 출입문 쪽으로 설정하였다. 즉, 최단 경로 개수는 출입문 개수와 같게 된다(또한 최단 경로 인식번호=출입문 번호와 같음).

Fig. 2는 역사 내부의 출입구(번호 ①~④)에서 승강장까지 이동하는 최단 경로 예시를 보여준다. 개찰구와 승강장 구간의 계단 경로는 방향과 상관없이 전체 계단 개수로 나눈 비율을 균등하게 적용하여 해당 구간의 이용수요를 산출한다. 상대식 승강장일 경우 출퇴근 시 한쪽 승강장의 이용자 수가 쏠리는 경향을 반영할 때는 그 비율을 조사하여 적용함으로써 해당 구간의 수요를 방향에 맞게 조절할 수 있다. 이때 그 비율은 상대식 승강장이므로 곱하기 2를 하여야 한다. 또한 7번 계단과 같이 에스컬레이터가 병행 설치되었을 때 계단을 이용하는 비율을 추가로 적용하여야 한다.

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Fig. 2.

Concepts for Choosing a Path from Gate to Platform

Table 2는 위 Fig. 2에서 제시된 예제를 활용하여 출입구 네 곳의 이용수요(합계 340인/분)가 각각 105, 60, 140, 35인/분이라고 가정할 때, 계단 11곳의 이용수요를 산정한 결과를 보여준다(위치별 계단 폭을 알 때 보행교통류율과 혼잡도 LOS 결과도 제시함).

Table 2.

An Example of Demand Estimation and LOS on Each Stairs

Stair no. Path
no.
Accum. demand
(person/min)
Stair related ratio Platform related ratio Walking rate Estimated demand
(person/min)
Stair width
(m)
Pedestrian traffic flow
(person/min/m)
1 105 1.0 1.0 1.0 105 ∑340 2 52.5 → LOS F
2 60 1.0 1.0 1.0 60 2 30.0 → LOS C
3 140 1.0 1.0 1.0 140 2 70.0 → LOS F
4 35 1.0 1.0 1.0 35 2 17.5 → LOS A
5 ③,④ 175 1.0 1.0 1.0 175 ∑340 4 43.8 → LOS E
6 ①,② 165 1.0 1.0 1.0 165 4 41.3 → LOS D
7 ①~④ 340 1.0 1.0 0.2 68 3 22.7 → LOS B
8 ①~④ 340 1/4 1.4 1.0 119 ∑340 3 39.7 → LOS D
9 ①~④ 340 1/4 0.6 1.0 51 3 17.0 → LOS A
10 ①~④ 340 1/4 1.4 1.0 119 3 39.7 → LOS D
11 ①~④ 340 1/4 0.6 1.0 51 3 17.0 → LOS A

4. 출입구별 통행량 산정 실증 분석

4.1 대상지 선정 및 현황

광명역은 현재 KTX 고속철도, 1호선 셔틀 전동차와 함께 장래 신안산선과 월곶-판교선(이하 월판선)이 개통 예정되어 있어 서울 남부권의 중요한 철도 결절점으로 기능하게 될 장소다. 2025년 준공하게 될 신안산선은 2019년 9월 착공식을 시작으로 공사가 진행 중이며, 동시에 광명역세권 주상복합 신축공사 사업으로 2020년 1월 주거 부 및 2021년 8월 비주거 부가 준공될 예정이다(Fig. 3 참조). 주상복합 사업시행자는 복합단지로의 접근성을 높이고 사업의 성공 가능성을 높이기 위해 자체 비용을 부담해서라도 광명역 출입구 추가설치 타당성을 2019년 적극적으로 검토하였고, 그 결과 경제적 타당성이 입증되어 2020년 국가철도공단에 의거 출입구 추가설치가 가능하게 되었다. 본 저자는 2020년 이곳에 대한 출입구 추가설치에 대한 타당성 분석을 수행하였고, 그 결과를 공유하고자 분석 대상으로 선정하였다.

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Fig. 3.

A Site Development Plan Around Gwang-Myeong Station

4.2 영향권 설정 및 인구 통계

일반적으로 도시철도 역사의 영향권은 도보로 이동 가능한 거리 500 m~1 km가 일반적이지만 광명역은 고속철도가 정차하는 역사이므로 중심 반경 1.5 km~2.0 km 이내를 영향권으로 설정하였다. Table 3은 이 지역의 세부 구획을 나타내며, 각 구획 별 인구 및 직장 수는 상권정보시스템을 활용하여 조사하였다. 각 구획 별 인구 및 직장 수 자료는 이용자들이 광명역의 기존 4개 출입구 중 어떤 곳을 이용하는지 알기 위한 기초자료로 출입구의 이용 비율 산출 시 활용된다. Zone ➃의 경우 해당 구역 내 주상복합 단지와 일반 아파트 주거단지로 구획이 구분되어 있으며 이의 구획을 반영하여 ➃-1은 주상복합 단지, ➃-2는 일반 아파트단지의 각 토지 점유 비율을 적용하여 세분화하였다. Zone ➃를 세분화한 이유는 이 위치에 신규 출입구가 위치할 예정이기 때문이다.

Table 3.

No of Person by Zone Nearby Gwang-Myeong Station

/media/sites/ksce/2021-041-05/N0110410511/images/Figure_KSCE_41_05_11_T3-1.jpg zone No. No. of person
Residential Workplace
7,717 589
- 1,694
- 938
➃-1 1,196 2,510
➃-2 4,130 770
3,718 -
2,559 322
13,188 1,714
7,693 309
sum 40,201 8,846

4.3 장래 적용 수요

장래 광명역 수요는 한국개발연구원의 검토를 거쳐 민간투자 심의에서 의결 확정된 실시협약에 명시된 값을 적용하였다. 다만, 서울교통공사의 2018년 1~8호선 평균 첨두율 0.13에서 보다 보수적으로 첨두율 12 %를 적용하여 첨두 수요를 Table 4와 같이 산출하였다. 이는 신안산선의 경우 4호선과 일부 중복으로 운영되는 공통된 특성이 있고 4호선에서 첨두율이 11 %인 점과 수도권 전철 전체 평균 13 %인 점을 고려하여 이의 중간값(12 %)을 적용하였다. 비록 역사로 접근하는 편리성이 개선됨에 따른 이용수요 증가는 일부 있을 수 있겠으나 교통수단의 직접적인 추가나 접근성 개선이 아닌 만큼 이의 개선에 따른 이용수요 증가는 미고려하였다. 즉, 역사 출입구가 추가로 설치되더라도 이로 인한 이용수요 증감은 없는 것으로 가정하였다.

Table 4.

Demands by Metro Line and Sector Divisions

/media/sites/ksce/2021-041-05/N0110410511/images/Figure_KSCE_41_05_11_T4-1.jpg Yr. Peak demand (person/peak hour)
Shin-
Ahnsan Line
Wole-
Pan Line
KTX Line 1 sum
2025 2,195 1,885 965 532 5,577
2030 2,706 1,858 976 538 6,078
2035 2,620 1,798 975 538 5,931
2040 2,497 1,707 960 529 5,693
2045 2,224 1,651 933 514 5,322

Table 4의 수요는 광명역 전체에 대한 것으로 역사 내 노선별 이동 공간 제약 등으로 공간별로 수요가 다르게 적용되는지도 검토되어야 한다. 현재 공사 중인 광명역의 설계 도면을 보면 전체 지하 4층으로 건설될 예정이며, 지하 1층에는 신안산선 승강장이 배치될 예정(2024년)이고, 지하 2층은 대합실로 신안산선, 월판선 이용객이 모두 이용할 수 있다. 또한 지하 2층은 광명역 KTX 고속철도 환승 통로가 연결되어 노선과 상관없이 모든 철도 이용자가 공동으로 이용할 수 있다. 지하 3층에는 전기 시설(MCC), 공조 기계실, 본선 환기실 등으로 이용자 공간이 아니며, 지하 4층에는 월판선 승강장이 배치될 예정이다(2026년). 따라서 설계 도면에 따른 노선별 이용자의 이동 가능한 공간은 동선에 따라 Table 4의 그림과 같이 크게 3개 구역으로 구분되며, 구역별 적용되는 수요도 이에 맞춰 같게 반영되어야 한다.

①구역:신안산선, 월판선, KTX, 1호선 셔틀 전철 → 이 구역은 KTX, 1호선 셔틀 전철 이용자들의 수요가 존재하기 때문에 분석된 모든 수요(신안산선, 월판선 포함)를 적용

②구역:신안산선 이용자들만 이용하는 공간으로 신안산선 수요만 적용

③구역:월판선 이용자들만 이용하는 공간으로 월판선 수요만 적용

4.4 신규 출입구 추가설치 위치

신안산선과 월판선의 출입구는 기존 계획에 의하며, 주로 광역철도를 위한 출입구 세 곳과 KTX 역사로 향하는 지하 연결통로 한 곳이 있다. 역사와 인접하여 주상복합 주택 사업건설이 진행되고 이들 주민의 철도 접근성을 높일 목적으로 주택 사업 시행자가 여기에 신규 출입구 1개소 추가설치를 요청하였다(Fig. 4 참조). 세부적으로 새롭게 건설될 출입구 형태는 주상복합 신축공사 사업 단지로 직접 연결될 지하 연결통로(Fig. 4의 출구 번호 5-1)와 외부에서도 동시에 이용 가능한 계단 출입구(Fig. 4의 출구 번호 5-2)도 설치될 예정이다.

/media/sites/ksce/2021-041-05/N0110410511/images/Figure_KSCE_41_05_11_F4.jpg
Fig. 4.

Layout to Installing Additional Gate

4.5 출입구별 이용자 비율

출입구별 통행분포는 제시된 역사의 장래 총이용수요를 출입구별 이용자의 비율로 나눈 값이 된다. 전술된 바와 같이 출입구별 이용자 수 비율은 해당 철도역의 일정 영향권 내에 있는 토지구획 별 인구수의 비율을 사용하되, 지리적으로 가장 가까운 인접 출입구를 선택한다는 기본 가정에서 시작된다. 비록, 버스 등 외부 교통수단으로 접근하는 영향권 검토 범위 외의 사람들은 출입구 이용 비율에 영향을 미칠 수 있으나, 전술된 바와 같이 본 연구에서는 이를 고려하지 않았다.

다음 Table 5는 영향권 내 토지구획의 주거 및 직장 인구 자료를 활용하여 출입구별 산출한 결과이다. 기존 출입구 배치(Table 5의 좌측)와 신규 출입구 배치(Table 5의 우측)의 결과를 비교하면, 신규 출입구(Gate 5-1, Gate 5-2)가 추가되더라도 충분히 예상되는 바와 같이 Gate 3과 4의 총이용자 비율은 변화가 없다. 그러나 기존 Gate 1과 2의 이용자들은 이동 거리가 더 단축되는 신규 Gate 5-1과 5-2로 변경하여 진·출입할 것으로 판단된다. 특히 기존 Gate 2를 이용하던 사람들이 Gate 5-2로 가장 많이 출입구를 변경하여 이용할 것으로 예상된다. 이는 해당 토지구획 내의 아파트 중심에서 출입구까지의 외부 접근거리가 기존 392 m에서 230 m로 대폭 감소하기 때문이다.

Table 5.

Percentage of Users by Gate

Zone
no.
Case of no gate addition
(no. of person)
Case of gate addition
(no. of person)
Gate1 Gate2 Gate3 Gate4 Gate1 Gate2 Gate3 Gate4 Gate5-1 Gate5-2
1 - 6,645 1,661 - - 6,645 1,661 - - -
2 - 1,694 - - - 1,694 - - - -
3 - 938 - - - 938 - - - -
4-1 - 3,706 - - - 1,853 - - 1,853 -
4-2 - 4,900 - - - - - - 980 3,920
5 3,718 - - - 2,603 - - - - 1,115
6 2,881 - - - 2,881 - - - - -
7 - - - 14,902 - - - 14,902 - -
8 - - - 8,002 - - - 8,002 - -
sum.
(ratio)
6,599 17,883 1,661 22,904 5,484 11,130 1,661 22,904 2,833 5,035
(13.5 %) (36.5 %) (3.4 %) (46.7 %) (11.2 %) (22.7 %) (3.4 %) (46.7 %) (5.8 %) (10.3 %)

출입구별 이용자 비율은 출입구별 통행분포와 같은 개념으로 이를 역사 이용수요에 반영하여 아래 Table 6과 같이 첨두시 출입구별 이용자 수를 산정하였다. 이용자 수는 앞서 Table 4에서 제시된 장래 수송수요 예측 결과 중 가장 많은 2030년을 적용하였다.

Table 6.

Number of Users by Gate

Gate No. No gate addition Gate addition
Shin-
Ahnsan Line
Wole-
Pan Line
KTX Line 1 sum Shin-
Ahnsan Line
Wole-
Pan Line
KTX Line 1 sum
1 365 251 132 73 821 303 207 109 60 679
2 987 677 356 196 2,216 613 421 221 122 1,377
3 92 63 33 18 206 92 63 33 18 206
4 1,262 867 455 251 2,835 1,262 867 455 251 2,835
5-1 - - - - - 157 108 57 32 354
5-2 - - - - - 279 192 101 55 627
sum 2,706 1,858 976 538 6,078 2,706 1,858 976 538 6,078

5. 출입구 추가에 따른 경제적 타당성 평가

5.1 편익 산정

경제적 타당성 분석을 위해서는 가장 먼저 역사 내 출입구 추가설치로 인한 편익을 산정해야 한다. 일반적으로 교통 분야에서 편익은 직접편익과 간접편익 두 가지로 구분할 수 있다. 직접편익은 시설을 이용하는 이용자들이 출입구 추가 신설 사업 시행과 관련해 직접적으로 얻는 편익으로 혼잡 분산으로 인한 쾌적성, 이동 거리 단축에 따른 시간가치 절감, 신규 출입구에 설치되는 대규모 승강기 추가로 인한 대기시간 감소 등 계량적인 수치 산출 및 화폐 가치화 과정을 통해 산정된다. 이에 반해 간접편익은 추가 출입구 설치 시행 시 간접적으로 발생하는 파급효과를 말하며, 예컨대 이용자들이 한쪽에만 설치된 출입구로 인해 지하역사 지상부 교차로를 건너며 발생하는 사고 발생 가능성을 낮추는 효과 등이 이에 해당한다. 그러나 이러한 편익은 화폐 가치로 직접 산정하는 것이 불가능하여 본 연구에서는 이를 제외하였다.

본 연구에서는 역사 출입구 설치에 따른 이용자 분산으로 얻을 수 있는 직접적인 개선 효과로 혼잡도, 이동성, 대기시간 개선에 따른 3가지 항목만을 대상으로 편익을 산정하였다.

혼잡도는 일반적으로 역사를 구성하는 수평 및 수직 이동시설 유형별로 보행 교통류(인/분/m) 또는 점유공간(m2/인)이라는 효과척도로 그 수준을 나타내며, 시설 개선으로 인한 향상되는 효과척도를 금전적 가치로 환산하여 혼잡도 개선 편익을 산출한다. 그러나 역사 내 계단, 보행통로, 승강기 등 이용객들이 이동하는 이들 공간에 대한 직접적인 혼잡 개선 정도를 금전적 가치로 환산할 수 있는 기준은 지금까지 제시되어 있지 않다. 다만, 국토교통부의 ‘철도사업 (예비) 타당성 조사의 편익 산정방안 개선연구’는 도시철도 차량 내부에서 혼잡도 개선에 따른 편익을 산출할 수 있는 기준을 제시하였고, 이를 여객 쾌적성 가치(VPC, values of passenger comfort)로 다음 Eq. (1)과 같이 산정하는 기준을 정의하였다.

(1)
VPC=λba×D×t

여기서, D는 첨두 1시간 이용수요(통행량=인/시간), t는 시설 이용시간(분)을 의미한다. λba은 여객 쾌적성 개선 편익(원/분·인)이며 사업 미시행 시(b)와 시행 시(a)의 혼잡도 변화를 이용해 아래 Eq. (2)와 같이 편익을 계산한다.

(2)
λba=10.585Rb-RaRb

여기서 Rb=max{사업 전 혼잡도(%), 50 %}, Ra=max{사업 후 혼잡도(%), 50 %}를 의미하며, 계수 10.585는 2025년(신안산선 개통 예정년도) 기준이며, 과거 평균 물가상승률을 반영하여 보정하였다. 다만, LOS B 수준에서는 “타인이 무리 없이 통과 가능”한 최소한의 여유 상태로 정의한바, 여객 쾌적성 개선 편익은 LOS C 이하 수준에서 발생하는 것으로 하였다. 즉, 혼잡도 비율은 LOS B를 기준으로 얼마나 더 개선되었는지를 계산한다. 본 연구 대상 역에서는 역사 내 보행 이동시설에서 혼잡도 수준은 역사 출입구 추가 이전, 이후 모두 LOS A~B 수준 내에 있어 혼잡도 개선 편익은 발생하지 않는다.

시간 단축 개선 편익은 출입구 추가설치에 따라 거리가 단축되어 이동시간 자체가 절감되는 부분과 서비스시설의 증가 즉, 화장실 및 승강기와 같이 대기시간이 단축됨에 따른 편익으로 구분할 수 있다. 이들 편익은 모두 일반적으로 교통수요에서 활용되는 동일한 시간가치 기준과 방법론을 적용한다. 2012년 한국개발연구원에서 수행한 “예비 타당성 조사 수행을 위한 통행 시간가치 산정에 관한 연구”에서 제시한 업무통행 시간가치 산정방법론 및 업무통행에 대한 비업무통행 시간가치 비율을 적용한 결과 2025년(평균 물가상승률 적용) 철도통행 시간가치로 평균 114.4원/인·분을 반영하였다. 거리를 시간으로 환산할 때는 도로용량편람 보행자도로의 LOS B등급인 72 m/분(4.32 km/시간)을 적용하였다. 본 연구에서는 서비스시설(화장실 및 엘리베이터)의 추가 없이 순수 출입구만 증가하므로 별도의 화장실 및 승강기에 대한 대기시간 변화는 없다.

아래 Table 7은 본 연구 대상지에서 출입구 추가설치에 따라 단축되는 거리 변화 및 혜택을 받는 인원을 산정한 결과를 나타낸다. 예컨대, 4-1번 존에서 일일 기준 2,489명이 역사 내부 이동 거리에서 총 38 m의 거리 단축 효과가 발생하며, 4-2번 존의 경우 일일 1,316명은 기존 출입구 ‘② → ⑤-1’로 변경함에 따라 역사 외부 162 m, 역사 내부 8 m로 총 170 m 단축되는 효과가 발생한다. 이를 반영하여 이동성 개선 편익을 산정하면 2025년 기준으로 연간 5.91억 원이 발생할 것으로 분석되었다. 특히, zone 4-2에 거주하는 사람들의 경우 신규 출입구 ⑤-2가 추가로 설치됨에 따라 가장 많은 이동성 개선 편익을 누릴 것으로 분석되었다.

Table 7.

Benefits Estimation according to Improved Mobility

Zone no. Selected Gate no. distance change (m) percent.
(%)
Beneficiary out of 65,878
(person/day)
Benefit
(billion won)
Outside
(zone↔gate)
Inside
(gate↔platform)
shortened dist.
4-1 ②→⑤-1 140 → 110 84.85 → 76.85 38 3.8 2,489 0.53
4-2 ②→⑤-1 392 → 230 84.85 → 76.85 170 2.0 1,316 1.27
②→⑤-2 392 → 230 84.85 → 110.85 136 8.0 5,265 4.05
5 ①→⑤-2 99 → 66 84.85 → 110.85 7 2.3 1,498 0.06
Total 5.91

5.2 비용 산정

출입구 신설에 따른 경제적 타당성 분석을 위해서는 공사비와 운영비 산출이 필요하다. 신안산선 광명역 출입구 신설 설계 도면에 따라 조달청(PPS, 2018)의 유사 사례 평균 건축 마감 공사비 기준을 적용하여 표준 공사비 약 60.4억 원을 추정하였다. 그 외 부대 경비비는 기획재정부(MOEF, 2019a) 예산안편성 및 기금 운영계획안 작성 세부 지침 기준에 정의된 설계비, 감리비, 시설부대비로 구분하여 8.5억 원을 산정하였다. 예비비는 기획재정부 훈령(MOEF, 2019b)인 예비타당성조사 수행 총괄 지침 제 35조의 공사비와 부대비의 합계 금액 10 % 기준을 적용하여 6.9억 원을 산정하였다. 결론적으로 광명역 출입구 신설을 위해 총공사비 약 75.8억 원이 소요될 것으로 추정되었다.

운영비는 일반적으로 유지보수비, 전력비, 대수선비로 구분되며 이들의 추정은 서울교통공사 지하철 역사 운영사례 내부자료 중 출입구 관리에 드는 비용을 참조하여 산정하였다. 이를 근거로 본 연구 대상지의 세부 운영비는 전력비 0.16억 원/년, 유지보수비 0.43억 원/년, 대수선비 0.38억 원/년으로 총운영비는 연평균 약 0.97억 원이 소요될 것으로 분석되었다(Table 8 참조).

Table 8.

Cost Estimations

Construction related Operation and maintenance related
Items Cost
(billion won/year)
Items Cost
(billion won/year)
Construction 60.4 Electricity 0.16
Incidental 8.5 Maintenance 0.43
Preliminary 6.9 Repair 0.38
Sum 75.8 Sum 0.97

5.3 경제적 타당성 분석 결과

역사 출입구 추가설치에 따른 경제적 타당성 분석은 일반적인 교통 시설 투자 사업에서 적용되는 방법을 적용하였다. 분석 기간은 신안산선이 개통되는 2025년부터 2054년까지 정해진 사회적 실질 할인율(운영개시 이후 21년간은 4.5 %, 이후 9년간은 3.5 %)을 적용하였다. Table 9와 같이 경제적 분석 결과 B/C는 1.21로 출입구 추가설치에 따른 경제적 타당성이 확보되는 것으로 분석되었다.

Table 9.

Results of Economic Feasibility

Total discounted cost (billion won) Total discounted benefit (billion won) B/C NPV IRR
87.71 90.20 1.21 15.49 7.21

6. 결론 및 향후 연구과제

철도역은 도시의 중요한 교통 기반 시설로서, 사회·경제·문화 활동이 복합적으로 이뤄지는 공간이다. 이러한 철도역들은 대표적인 인적·물적 교류 장소로서 각 도시 발전의 중요한 구심점 역할을 하고 있으며, 철도역의 규모와 출입구 수 등은 예측된 교통수요를 토대로 결정된다.

그러나 기존 건설된 철도역은 이후 주변의 새로운 신도시 건설, 대규모 역세권 개발 등 다양한 인구 유입으로 이용자 수가 증가함에 따라 공간 부족과 혼잡, 접근성 불편 등으로 지역주민들(지자체)에 의해 지속해서 철도역사의 증·개축 민원이 제기되고 있다. 또한 최근 민간사업에 의한 신규 노선 계획에서 철도역사 건설에 드는 비용이 막대하다 보니 출입구 설치를 최소화하여 설계되고, 사후 지역주민 또는 인근 대학, 기관들로부터 출입구 추가설치 요청에 따라 기존 설계를 변경하는 일들이 빈번하게 발생하고 있다.

일반적으로 철도 부문 사업에서 노선의 신설 및 개량, 역사신축에 대한 경제적 타당성 분석 방법과 절차, 실증사례는 매우 많이 제시·수행되어 왔다. 그러나 특정 철도역사의 출입구 추가설치에 대한 경제적 타당성을 분석하는 정확한 방법과 절차는 마련되어 있지 못하였다. 본 연구는 이러한 역사 출입구 추가설치에 대한 타당성 검토 방법을 정립하였다. 이를 위해 역사의 이용수요를 바탕으로 출입구별 진출·입 이용수요 비율 산출 방법, 실제 출입구가 없는 상태에서 혼잡도 서비스수준을 판정하는 데 필요한 이용자 수 산출 방법(보행교통류율, 점유공간), 경제적 타당성 분석에 적용되는 편익 항목을 명확히 정의하였다.

실제 2025년 개통 예정인 신안산선 광명역에 출입구 추가설치를 가정한 후 본 연구에서 제안된 방법들을 적용하였다. 새롭게 설치되는 출입구의 이용자 수 분포는 Gate 5-1이 5.8 %, Gate 5-2가 10.3 %로 나타났다. 이로 인해 기존 Gate 2로 출입하던 사람들의 보행거리가 392 m에서 230 m로 대폭 감소하는 효과를 얻었다. 편익의 경우 혼잡 분산으로 인한 쾌적성 개선, 이동 거리 단축에 따른 시간가치 절감, 승강기 대기시간 감소로 구분하여 검토하였으며, 이동성만 개선(개통 첫해 약 5.91억 원)되는 것으로 나타났다. 새롭게 설치되는 출입구 설계 도면과 조달청 자료를 토대로 설치비용은 75.8억 원으로 추산하였을 때, 경제적 효과는 개통 후 30년 동안 B/C 1.21로 나타나 이동 거리 단축만으로도 충분한 경제성이 있음을 보여주었다.

철도역에 출입구를 추가로 설치함으로써 발생하는 편익은 해당 시설 이용자에 대한 직접편익과 그 개선으로 인하여 비 이용자들에게도 발생하는 간접편익으로 구분된다. 이용자들이 직접적으로 얻게 되는 편익은 혼잡 분산으로 인한 쾌적성 개선, 이동 거리 단축에 따른 시간가치 절감, 승강기로 인한 대기시간 감소가 이에 해당하고 정량화가 가능하였다. 그러나 간접적으로 발생하는 편익은 도로 횡단에 따른 사고 발생 가능성 저감, 이용자 분산에 따른 보행로 혼잡 완화, 신규 출입구 주변의 상권 가치 상승 등이 해당하나 이들에 대한 정확한 계량 방안은 포함하지 못한 한계가 있다.

향후 이러한 간접편익 항목들에 관한 추가 연구를 통해 역사 출입구 설치에 따라 유발되는 직간접적인 모든 편익이 정확히 산정될 필요가 있다. 또한 본 연구는 철도역을 중심으로 역세권 내에 있는 토지구획 별 주거 및 직장 인구만을 활용하여 역사 출입구 추가설치에 대한 타당성 분석 방법을 제시한 연구로, 주거 및 상업, 산업도시와 같은 도시의 특성을 반영하지 못한 한계가 있다. 역사의 출입구 위치 및 개수는 단순히 철도역이 위치하는 협의적인 부지의 특성이 아닌 도시의 규모 및 토지 사용과 같은 광의적인 특성들에 의해 결정되어야 한다. 향후 이러한 사항들을 포함할 때 역사의 출입구 선정 단계에서 사후 추가 소요가 발생할 때도 더욱 정확한 의사결정이 가능할 것이다.

Acknowledgements

이 연구는 서울과학기술대학교의 교내연구비의 지원으로 수행되었습니다.

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