한국과 일본 도시철도 운영기관의 효율성 및 생산성 비교분석 -자료포락 분석기법을 사용하여-

Abstract

국문초록 1974년에 지하철 1호선이 개통된 것을 시작으로 우리나라에 도시철도가 도입된지 30여년이 지났다. 30여년 동안 도시철도는 안전성, 정시성 그리고 친환경성을 특징으로 하여 수도권에서 교통체계의 핵심적 수단으로 자리매김하였으며 에너지절감, 대기오염 최소화 등의 사회적 비용 절감에도 많은 역할을 하였다. 하지만 도시철도는 서울을 제외한 지역에서는 수단 분담률이 낮으며, 적자 운영으로 지방자치단체에 많은 재정적 부담을 떠앉기고 있다. 적자 운영의 원인으로 시민단체 등에서는 도시철도 운영기관의 낮은 운영효율성을 거론하며 비판을 하고 있으나, 일각에서는 적자 운영의 원인은 낮은 운영효율성이 아니라 수송원가보다 낮은 요금체계 및 적은 이용객 등과 같은 근본적인 것이라 하고 있다. 이에 본 논문에서는 2003년부터 2007년까지의 한국과 일본 도시철도 운영기관의 자료를 이용하여 한국과 일본 도시철도 운영기관들의 효율성과 생산성 변화를 비교 분석하였다. 분석 대상 운영기관은 한국은 서울 메트로, 서울 도시철도공사, 인천 메트로, 부산교통공사, 대구도시철도공사를 선정하였으며 일본은 10개의 공영 도시철도 운영기관과 14개의 대규모 사철을 선정하였다. 분석 과정은 우선 자료포락분석기법을 이용하여 한국 도시철도 운영기관과 일본 도시철도 운영기관의 효율성을 추정하고 토빗 회귀분석을 통해 효율성에 간접적으로 영향을 미치는 요인들을 분석하여 보았다. 마지막으로 자료포락분석기법으로 구한 거리함수를 이용한 맘퀴스트 생산성지수를 통해 한국 도시철도 운영기관의 생산성 증가율과 일본 도시철도 운영기관의 생산성 증가율을 비교 분석하였다. 본 논문의 결과는 다음과 같다. 먼저 효율성을 추정한 결과, 산출물의 종류와 상관없이 한국 도시철도 운영기관 그룹의 효율성이 일본 도시철도 운영기관 그룹의 효율성보다 낮은 것으로 추정되었다. 산출물로 수송인원과 차량-km를 동시에 고려한 것을 기준으로 한국 도시철도 운영기관들의 효율성 평균이 0.685인데 비해서, 일본의 경우 공영기관은 0.854, 민영은 0.940으로 도출되었다. 투입요소 별 초과투입비율로 살펴보면 한국은 영업연장을 제외하고는 모든 투입물을 전체 평균보다 높은 수준으로 초과투입하고 있는 것으로 나타났다. 특히 전력량은 전체 평균보다 6배, 기타 직원은 4배 이상의 초과투입비율을 나타내고 있어 투입물의 과다한 초과투입이 효율성을 떨어뜨리는 것으로 나타났다. 효율성 영향요인을 추정한 결과, 운영주체 더미의 회귀계수가 양의 부호로 유의미하게 도출되어 민간이 운영하는 것은 효율성을 높이는 것으로 나타났으며, 차량관련 직원 비율은 회귀계수가 음의 부호로 유의미하게 도출되어 차량관련 직원 비율이 낮을수록 효율성을 높이는 것으로 나타났다. 노선 수는 회귀계수가 양의 부호로 도출되었으나 유의미한 결과가 도출되지 않아 도시철도 운영기관의 효율성에 큰 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다. 국가 더미와 승객수/노선연장은 모두 양의 부호로 유의미하게 회귀계수가 도출되어 일본, 승객수/노선연장이라는 요인은 효율성에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 마지막으로 생산성 변화율을 추정한 결과, 한국은 평균적으로 매년 약 0.1%, 일본은 민영과 공영 모두 약 1.6%의 생산성 증가를 하고 있는 것으로 나타나 한국보다 일본의 도시철도 운영기관이 생산성 증가율이 높은 것으로 나타났다. 한국은 기술 자체를 발전시키는 기술 변화 측면에서는 1.3%를 향상시키고 있어서 일본의 1.2%보다 앞섰으나, 기술적 효율성이 낮아서 전체적인 생산성 증가율이 일본보다 낮은 것으로 분석되었다. 본 논문의 한계 및 이를 보완하기 위한 향후 과제는 다음과 같다. 첫째, 자료가 일반철도 부분과 도시철도 부분이 분리되어 있지 않은 한국철도공사의 수도권전철 부분은 연구 대상에서 제외하였으므로 향후 연구에서는 수도권전철의 자료를 합리적으로 분리하여 일본 사철과 비교 분석할 필요가 있다. 둘째, 효율성에 영향을 미치는 요인으로 5가지 독립변수를 선정하였는데 이외에도 headway, 첨두/비첨두 운행간격 차이, 차량 연식, 지상/지하구각 비율 등이 효율성에 영향을 미칠 수 있으므로 향후 연구에서는 더 많은 독립변수를 선정해 분석할 필요가 있다. 셋째, 산출물로 양적인 측면만을 고려하였으나 최근에는 서비스의 양적인 측면 뿐만 아니라, 질적인 측면도 중요시 되고 있는 상황이므로 향후 연구에서는 수송인원, 차량-km 같은 양적인 산출물 이외에도 차내 혼잡도, 속도 또는 정시성 같은 질적 측면의 요소들도 산출물에 포함하여 분석할 필요가 있다. 마지막으로, 투입물의 비용적인 측면을 고려하지 않았는데 향후 연구에서는 투입물의 비용함수를 추정하여 비용적인 측면도 고려하여 분석할 필요가 있다.

◆ 주요어 : 효율성, 생산성 변화율, 도시철도 운영기관, 자료포락분석기법, 토빗 회귀분석, 맘퀴스트 생산성 지수 ◆ 학번 : 2010-22326

Abstract Since the completion of Subway Line 1 in 1974, it has been about three decades since urban railway was introduced in our country. For the past three decades, urban railway has become the core transportation method in the Metropolitan transportation system because of its safety, on-time and eco-friendly characteristics and it has played a significant role despite the social cost reduction such as energy reduction and minimization of air pollution. Urban railway, however, has a low modal share rate in regions other than Seoul and it is placing significant budgetary burden on local governments due to deficit operation. Civil groups are pointing out and criticizing the low operational efficiency of urban railway as the cause of its deficit operation, and some state that the cause of deficit operation is something fundamental such as lower than the prime cost fee system and low number of users rather than the low operational efficiency. Accordingly, the efficiency and productivity changes of the Korean and Japanese urban railway corporations were comparatively analyzed by using their data during the period of 2003-2007. The targets of analysis consisted of Seoul Metro, Seoul Metropolitan Rapid Transit Corporation, Incheon Metro, Busan Transportation Corporation and Daegu Metropolitan Transit Corporate were selected. In the case of Japan, 10 public urban railway corporations and 14 major private railways were selected. As for the analysis process, Data Envelopment Analysis (DEA) was used to estimate the operational efficiency of the Korean and Japanese urban railway corporations and the factors that indirectly affect efficiency were analyzed by using Tobit Regression Analysis. Lastly, Malmquist Productivity Index that used the distance function calculated through DEA was used to comparatively analyze the productivity increase rate of the Korean and Japanese urban railway corporations. The result of this thesis is as follows. First, the efficiency estimation result showed that the efficiency of the Korean urban railway corporations was lower than that of the Japanese urban railway corporations regardless of the type of the output. Based on the standard of simultaneously considering the transportation capacity and vehicle-km as the output, the efficiency mean of the Korean urban railway corporations was 0.685, whereas it was 0.854 for the public corporations in Japan and 0.940 for the private corporations in Japan. As for the surplus input ratio per input element, it was found that the Korean corporations showed surplus input at a level higher than the overall mean in every input except for the operation extension. The amount of electric power showed the surplus input ratio of 6 times more than the overall mean and over 4 times for other staff, thereby showing that excessive surplus input is decreasing the efficiency. The result of estimating the efficiency influence factors showed meaningful deduction with positive sign of the regression coefficient of the operation subject dummy thereby showing that civilian operation increases efficiency, and the vehicle related staff ratio was meaningfully deduced with negative sign of the regression coefficient thereby showing that the lower the vehicle related staff ratio, the higher the efficiency. As for the number of lines, the regression coefficient was deduced with positive sign but it did not deduce meaningful results, thereby showing that it does not have significant effects on the efficiency of urban railway corporations. As for the regression coefficient of country dummy and passenger number/line extension, it was deduced meaningfully with positive sign, thereby showing that the factor of passenger number/line extension in Japan has positive effects on efficiency. Lastly, the result of estimating the productivity change rate showed about 0.1% annual increase on the average in Korea and about 1.6% annual increase for both public and private corporations in Japan, thereby showing that the productive increase rate was higher for the Japanese urban railway corporations than that in Korea. In the aspect of technology change for advancing technology, the Korean corporations showed 1.3% increase, which was higher than 1.2% for the Japanese corporations, but it was found that the overall productivity increase rate of the Korean corporations was lower than that of the Japanese corporations due to the low technological efficiency. The limitation of this thesis, as well as future assignments for supplementing the limitations are as follow. First, since the area of Metropolitan railway of KORAIL was excluded as the target of analysis since it is not divided into general railway area and urban railway area, there is a need to rationally separate the data on Metropolitan railway in the future study to comparatively analyze with the private railway in Japan. Second, five independent variables were selected as the factors that affect efficiency but since headway, peak/non-peak operation interval difference, vehicle model year, and ground/underground section ratio could affect efficiency, there is a need to select more independent variables for analysis in the future study. Third, only the quantitative aspect was considered for the output but since not only the quantitative aspect but also the qualitative aspect is being considered importantly in recent, there is a need to include elements of qualitative aspect such as inside vehicle congestion level, speed or on-time aspect should also be included in the output in the future study in addition to quantitative outputs such as transportation capacity and vehicle-km. Lastly, the cost aspect of input was not taken into account but there is a need to consider the cost aspect by estimating the cost function of input in the future study for the analysis.

◆ Key words : efficiency, productivity change rate, urban railway corporation, Data Envelopment Analysis, Tobit Regression Analysis, Malmquist Productivity Index ◆ Student No: 2010-22326