1. 소개

1960년대와 70년대에 활발하였던 고속도로 교통분석과 도심내 교통정체에 대한 연구가 교통경제학자에 의하여 시행되었다. 그당시 주차비용은 통행자가 목적지에 도착한 후에 발생하는 고정비용으로 간주되었다. 그러나 지난 10여년전부터는 도심교통정체에 있어서 주차가 상당한 영향을 끼치고 있다는 연구가 나오기 시작하였다. 노상주차가 도심도로의 서비스용량을 감소시키고, 주차장소를 찾기 위해 서행하는 차량과 주차장 진입출로의 차량으로 인한 일시적 병목현상으로 인한 교통정체가 도심가로 교통정체를 가중시킨다는 연구결과가 나오기 시작하였다.

이 연구보고서는 도시 중심가에서 주차와 교통정체에 대한 관계를 도해적 모형으로 분석하였다. 이 모형들은 노상주차, 주차건물 주차를 포함하고, 주차 금액에 민감한 교통수요를 분석하였다. 또한, 체계적인 주차관련 교통정체에 대한 분석도 제공하였다.

2. 주차를 고려하지 않는 경우의 교통정체

주차가 없을 경우의 교통정체를 분석의 기본으로 하였다. 이 기본모형에서는 도심 주차를 무시하고, 주차의 비용이 없다고 가정하였다. 가정으로 도심이 단독으로 분리되어져 있어 도심외부의 교통량 유출입이 제한되어 있으며, 운전자의 행태가 동일하다는 가정하에 비용에 대한 통행수요를 산정하는 공식을 사용하였다. 또한, 모형을 간략화하기 위하여 통행에 대한 금전적 비용을 무시하였다. 따라서, 통행에 대한 시간적 비용만 고려되었다.

따라서, 사용자 비용을 UC라고 할때, 통행거리, m, 단위거리당 통행시간, t, 시간가치 p를 곱한 값이된다.

또한, 총통행비용은 F는 사용자 비용에 도로사용료를 더한 값이 된다.

이러한 기본가정을 시작으로 주차를 고려하지 않는 교통정체비용을 산정하는 도해적 모형이 그림1 과 같이 산정되었다. UC는 사용자 비용, MSC는 한계 사회적 비용 곡선으로 표시된다. D(MSB) 곡선은 한계 사회적 편익 곡선을 나타낸다. 따라서, 사회 잉여 분석에 의하여, 최적은 한계 사회 비용과 수요 곡선이 교차하는 O 지점이 된다. 이 그래프에 의하면, 운전자가 통행을 하려고 결정할때 운전자는 현재 교통 조건에 대한 기대되는 통행비용에 근거하는 것으로 나타났다.

그림 1 주차를 고려하지 않은 형평과 사회적 최적상태의 사용자 비용곡선

3. 노상주차만을 고려한 교통 정체

3장에서는 운전자가 반드시 주차를 해야 하는 상황을 모형화하였다. 이 상황에서 주차건물의 주차는 제외하고 단지 노상주차만을 고려하였다. 노상주차는 4가지의 경우로 분석에 영향을 준다. 첫째, 노상주차공간의 증가는 교통정체 밀도의 영향이 있는 교통류의 도로 공간을 감소한다. 둘째, 노상주차 공간의 증가는 도시내 교통망의 통과교통량이 노상주차 회전율보다 높지 않다. 세째, 노상주차공간이 충분하지 못할 경우 주차공간을 찾기 위하여 배외하는 차량이 발생하며, 이에 대한 비용이 발생한다. 네째, 운전자가 단위시간에 해당하는 노상주차 비용을 지불한다.

모형의 간략화를 위하여 주차 공간을 찾는 방식을 간단히 하였다. 각 운전자는 목적지 지역으로 주행하여 주차공간이 발생시 추차를 하며 주차공간이 없을 경우에는 주차공간이 발생될 때까지 목적지 지역을 순회한다. 이러한 경우에 노상주차로 인하여 발생하는 도로망의 정체를 해소하기 위하여 교통정체 발생시 주차비용의 변동요율을 적용하는 것이 바람직한 것으로 나타났다. 심지어는 정체가 발생하지 않을 경우에도, 주차비용은 주차공간의 여부에 따라 변동요율로 적용 되어져야 한다.

교통상황에 따른 노상주차공간의 변동요율이 주차의 형평을 이루는 최소요금과 최대요금이 존재하며, 변동요율로 인한 형평이 이루어질 경우에는 주차를 위하여 순회하는 차량이 감소하게 된다. 그림 2는 노상주차장이 형평에 이르는 통행비용과 교통류의 관계를 나타낸다.

그림 2 노상주차장이 형평에 이르는 통행비용과 교통류의 관계

4. 노상주차와 주차건물의 주차를 고려한 교통 정체

미국의 경우 소도시의 중심가나, 교외의 작은 소도시, 중간 사이즈의 도시에의 주택가는 일반적으로 노상주차공간이 충분하기 때문에 주차가 교통류 흐름에 영향을 심각하게 미치지 않는다. 그러나. 교통정체가 심각한 대부분의 지역에서는 노상주차 공간이 충분하지 않기 때문에 도로이외의 추가적인 주차 공간이 필요하다. 따라서, 주차장이나 주차건물과 같은 시설이 주차수요을 충족시키기 위해서 필요하다.

4장에서는 도로 이외의 추가 주차 시설의 주차와 노상주차를 함께 고려한 교통 정체시 변동요금 책정에 대한 모형을 다루었다. 이번 모형은 노상주차와 주차장 주차가 최적의 상태에 이룰때, 최적 노상주차 용량을 고려하는 것에서 시작하였다. 합산된 통합 비용은 사용자 비용과 주차장 주차 비용과 동등하게 된다. 노상주차장의 용량이 다소 증가하게 될 경우 노상주차 공간을 통과하는 교통류에는 차이가 발생하지 않는다. 이러한 조건에서 교통정체 밀도 (Jam Density)는 감소하며 사용자 비용은 증가하게 된다. 그림 3은 노상주차와 주차건물 주차의 형평상태시 통행요금과 교통류의 관계를 나타낸다.

그림 3. 노상주차와 주차건물 주차의 형평상태시의 통행요금과 교통류 관계

5. 안정화 상태 분석

여러 연구에서 시공간상으로 변동적인 교통류의 불형평 상태를 해석해야 하므로 교통정체의 안정화 상태 분석이 어려운 것으로 보고하고 있다. 교통정체의 안정화의 상세한 분석과 결과는 상당히 복잡한 것으로 나타났다. 그림 4는 노상주차만이 가능할 경우의 교통류 안정화 분석을 나타내고 그림 5는 노상주차와 주차건물 주차가 가능할 경우의 교통류 안정화 분석을 표현하였다.

그림 4 노상주차만이 가능할 경우의 도시 중심가의 교통류 변동 상태와 안정화 상태

그림 5 노상주차와 주차장 주차가 가능할 경우의 도시 중심가의 교통류 변동 상태와 안정화 상태

6. 향후 연구 방향

지금까지 보여준 도해적 분석은 기하학적 직관에 의하여 그려졌으므로 상당히 통찰적이라고 할수 있으며 여기까지 분석된 것에 그친다. 지금까지 분석된 도해적 결과들은 다음과 같은 중요한 사항들은 가정하고 있다. 첫째는 모든 가구가 동일한 행태를 나타낸다는 것을 가정하였지만, 사실은 운전자의 다양성이 고려 되어져야 한다. 둘째는 안정화된 형평 상태를 분석하였지만 주차공간의 여부는 시간대별도 변동하기 때문에 이를 고려한 분석이 수반 되어져야 한다. 세째, 지금까지의 분석에서는 대중교통에 대한 영향이 고려되지 않았다. 대중교통이 효율적으로 운영되고 있을 경우 수요곡선에 명확한 차이가 발생하게 될 것이다. 네째로, 모든 주차건물의 주차비용은 일정한 것으로 가정하였으나 실제적으로는 주차건물 운영자간의 가격경쟁으로 인하여 주차건물마다 주차비용에 차이가 존재하며 이를 고려한 분석이 더 현실적일 것이다. 다섯째로 중요한 가정은 격리되어 있는 단독 도시의 주차를 가정하였으나 교통류의 공간적 변화는 상당히 중요하다.

이 연구의 도해적 분석은 간략한 모형을 위해서 중요한 내용들이 간략히 가정되었으나 향후 연구는 이 모형이 가정한 사항들을 보다 현실적으로 고려해야 할 것이다. 그럼에도 불구하고 이 연구는 도시내 교통정체시 주차수요를 고려한 노상주차장과 주차 건물에서의 변동주차요율의 산정에 활용할수 있는 기초자료를 제공한다.

▣ 원문제목 : Downtown Parking and Traffic Congestion: A Diagrammatic Exposition

▣ 원문의 주요목차*******************************************************************

1. 소개

2. 주차를 고려하지 않을 경우의 교통정체

3. 노상주차시 교통정체

4. 노상주차와 주차장 주차시 교통정체

5. 안정화 상태 분석

6. 향후 연구 방향

7. 참고