[논문 리뷰] Congestion costs incurred on Indian Roads: A case study for New Delhi

Neema Davis, Harry Raymond Joseph외 2명|arXiv (Cornell University)|2017. 08. 05.

Transportation Planning and OptimizationSocial Sciences참고 문헌 17인용 수 18

한 줄 요약

이 연구는 택시의 GPS 데이터를 활용하여 뉴델리의 혼잡을 분석하여 생산성 손실, 오염, 사고, 연료 낭비 등에 기인한 경제적 비용을 정량화한다. 마찰비용과 총 혼잡비용을 추정하며, 2030년까지 연간 총 혼잡비용이 147억 달러에 이를 것으로 전망한다. 이 중 버스에서 발생하는 생산성 손실이 주요 원인으로 떠오르며, 전용 버스 전용 차선과 지능형 교통 시스템 도입의 필요성을 강조한다.

ABSTRACT

We conduct a preliminary investigation into the levels of congestion in New Delhi, motivated by concerns due to rapidly growing vehicular congestion in Indian cities. First, we provide statistical evidence for the rising congestion levels on the roads of New Delhi from taxi GPS traces. Then, we estimate the economic costs of congestion in New Delhi. In particular, we estimate the marginal and the total costs of congestion. In calculating the marginal costs, we consider the following factors: (i) productivity loss, (ii) air pollution costs, and (iii) costs due to accidents. In calculating the total costs, in addition to the above factors, we also estimate the costs due to the wastage of fuel. We also project the associated costs due to productivity loss and air pollution till 2030. The projected traffic congestion costs for New Delhi comes around 14658 million US$/yr for the year 2030. The key takeaway from our current study is that costs due to productivity loss, particularly from buses, dominates the overall economic costs. Additionally, the expected increase in fuel wastage makes a strong case for intelligent traffic management systems.

연구 동기 및 목표

• 택시의 1년간 GPS 트레이스 데이터를 활용해 뉴델리의 혼잡 수준 상승에 대한 통계적 증거를 제공한다.
• 생산성 손실, 오염, 사고, 연료 낭비를 포함한 혼잡의 마찰비용과 총 경제적 비용을 추정한다.
• 현재 성장 추세를 기반으로 2030년까지 혼잡 비용을 전망한다.
• 이륜차가 혼잡에 미치는 영향과 그 경제적 함의를 평가한다.
• 비용-편익 분석 기반으로 전용 버스 전용 차선, 지능형 교통 시스템, 카풀 인centives 등의 정책 개입을 제안한다.

제안 방법

• 택시의 GPS 트레이스 데이터를 활용해 평균 일일 주행 속도를 산정하고, 시간에 따른 차량 혼잡도 추세를 분석한다.
• 2013년과 2014년 사이 평균 속도 감소 여부를 통계적으로 검증하기 위해 코모고로프-스미르노프 검정을 적용한다.
• 생산성 손실, 대기 오염, 사고 관련 비용을 포함한 세 가지 구성요소를 바탕으로 마찰비용을 계산한다.
• 연료 낭비 비용을 마찰비용에 더하여 총 혼잡비용을 추정한다.
• 차량 증가 예측과 일정한 매개변수를 가정하여 향후 비용을 전망하며, 연료 사용 증가 및 배출 증가에 따른 조정을 반영한다.
• 기존 연구에서 도출된 비용 매개변수(A1j, A2, A3, A4)를 현재 상황에 맞게 재계산하여 시간적 변화를 반영한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 2013년에서 2014년 사이 뉴델리의 차량 혼잡이 GPS 데이터 기반으로 유의미하게 증가했는가?
• RQ2 뉴델리의 혼잡 비용은 생산성 손실, 오염, 사고, 연료 낭비로 나누어 각각의 마찰비용과 총비용이 얼마인가?
• RQ3 2030년까지 뉴델리의 혼잡 비용은 어떻게 변화할 것이며, 비용 구조에서 주요 요인은 무엇인가?
• RQ4 버스와 자동차의 혼잡 비용에 대한 상대적 경제적 영향은 무엇이며, 이는 정책 권고에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 이륜차는 혼잡 비용 추정에 얼마나 영향을 미치며, 왜 도시 교통 모델링에서 이들의 포함이 필수적인가?

주요 결과

• 2013년에서 2014년 사이 뉴델리의 택시 평균 주행 속도가 유의미하게 감소하였으며, 통계적 증거(Kolmogorov–Smirnov 검정)로 속도 감소가 유의미하게 확인되었다.
• 버스 운행에서 발생하는 생산성 손실이 총 혼잡비용에서 가장 큰 비중을 차지하며, 경제적 부담의 주요 원인이다.
• 뉴델리의 총 혼잡비용은 2030년까지 연간 14,658만 달러(또는 147억 달러)에 이를 것으로 전망된다.
• 2030년까지 버스 운행의 1km당 차량 킬로미터(vkm) 추가 시 마찰비용이 자동차 운행의 비용과 유사해질 것으로 전망되며, 이는 네트워크 포화 상태를 의미한다.
• 연료 낭비는 크게 증가할 것으로 예상되어 지능형 교통 관리 시스템이 높은 우선순위의 개입 조치가 되어야 한다.
• macroeconomic 시각에서 사고 관련 비용은 총 혼잡비용에 미치는 기여가 미미할 뿐만 아니라, 개인적·사회적 영향은 매우 크다.