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지헌 소
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1 철도산업의비용특성분석에의한효율적운영체제연구 : 7 개고속철도보유국의자료를이용하여 1) 김재경 * 김성수 ** < 目次 > Ⅰ. 서론 Ⅱ. 선행연구의고찰 Ⅲ. 모형의설정 1. 초월대수총비용함수모형 2. 규모의경제 3. 범위의경제 Ⅳ. 자료 Ⅴ. 추정결과 1. 초월대수총비용함수 2. 규모및범위의경제 3. 한국철도산업의미래 (2015년 ) 비용특성 Ⅵ. 결론및향후과제 I. 서론 철도는국가기간망으로서장거리대량수송을가능하게하였고, 최근고속화와시간의정시성및환경친화적특성으로인해각광받고있다. 그러나상대적으로비효율적인국유및공사형태로운영됨에따라점차적자가늘어나면서재정위기에직면하게되었다. 이에대한해결책으로일본에서는 1987년철도산업의구조를개편하였고, 유럽에서는 1988년스웨덴을시작으로여러국가에서철도산업의구조를개편하였다. 이에따라철도산업의효율적운영을위한구조개혁에관심이높아졌으며, 우리나라에서는최근고속철도경쟁체제도입에대한찬반논란이지속되고있다. 그러나철도의경쟁체제도입을논하기에앞서고속철도를운영중인국가들과의비교를통해현재한국철도산업의현황을파악하고, 향후변화하는여건하에서철도산업의비용특성을분석할필요가있다. 이연구는고속철도를운영중인국가들을대상으로철도산업의비용특성을분석함으로 * 서울대학교환경대학원석사졸업 ** 서울대학교환경대학원교수

2 164 環境論叢第 51 卷 (2012) 써다음과같은사항들에관해시사점을얻는데그목적이있다. 첫째, 비용측면에서수직통합과수직분리중어떤구조의비용이더낮은지비교함으로써수직분리가한국철도산업에서효율적인운영체제인지여부를파악할수있다. 둘째, 철도산업전반에대해규모의경제가존재하는지여부를분석함으로써철도공사의분할이타당한지여부를논할수있다. 또한고속철도부문에한정한분석을통해고속철도부문의경쟁체제도입이타당한지여부에대해서도논할수있다. 마지막으로일반여객과고속철도, 화물부문의세가지산출물사이에범위의경제가존재하는지여부를분석함으로써이들사업부문을분리하는것이타당한지여부에대해서도논하고자한다. Ⅱ. 선행연구의고찰 이연구의목적에따라국내외철도산업의구조에대한연구와 OECD국가및한국을대상으로하는연구, 그리고철도산업의규모의경제와범위의경제를분석한연구들을중심으로고찰하였다. 먼저철도산업의수직분리구조에관한연구는다음과같다. 김성호 (2009) 는수직분리가철도산업의운영효율성과어떤관련성을가지고있는지분석한결과수직분리구조를가진국가의철도산업이상대적으로운영효율성이높게나타났다. 이윤미 (2009) 는철도운영의효율성을측정하고, tobit모형을이용해효율성결정요인을분석하였다. 한국의경우모든연도에걸쳐상대적으로효율적이며, tobit 분석결과시설과운영을분리하는수직분리와화물과여객을분리하는수평분리가효율성에긍정적인영향을미친다는결과를도출하였다. Mizutani and Uranishi(2013) 는자료포락분석기법 (DEA) 을이용한위의두연구와달리총비용함수모형을추정하여수직및수평분리에대해분석하였으며, 수직및수평분리가비용을절감할수있는지여부를평가하였다. 이를위해수평분리더미변수, 수직분리더미변수, 열차밀도를반영한수직분리더미변수를설정하였다. 그결과수평분리는비용이감소하고, 수직분리는열차밀도에따라그효과가다른것으로나타났는데밀도가낮은경우비용이감소하는반면, 밀도가높은경우비용이증가하는것으로나타났다. 다음으로철도산업의비용특성분석을통해규모및범위의경제여부를분석한연구로는배양선 (1998), Cantos(2001), 하헌구 (2002), 박진경 (2004) 이있다. 배양선 (1998) 은국내철도산업의비용함수를추정한결과 90년대초반까지는전반적으로규모의경제가존재하나중반에는규모의경제가존재하지않고, 여객운송과화물운송부문간에는범위의경제가존재하는것으로나타났다. 한편 Cantos(2001) 는 OECD 국가의 12개기관을대상으로 1973년부터 1990 년까지의자료를이용하여초월대수비용함수를추정한결과규모의불경제가존재하는것으로나타났다. 반면하헌구 (2002) 에서는국내철도산업의노선평균산출량수준에서전반적

3 철도산업의비용특성분석에의한효율적운영체제연구 165 으로규모의경제가존재하며, 여객수송과화물수송부문간에범위의경제도존재하는것으로나타났다. 다른연구들과달리박진경 (2004) 은 Box-Cox변환을이용한일반초월대수함수를사용하여한국철도산업의규모및범위의경제성을분석하였으며, 규모의경제와함께여객과화물운송부문간에상당히큰범위의경제가존재하는것으로나타났다. 선행연구를고찰한결과고속철도보유국만을대상으로한연구사례는없으며, 산출물의경우고속여객과일반여객을세분하지않고단순히여객운송과화물운송산출물로만구분하여분석한것으로나타났다. 또한 DEA를사용한선행연구가존재하나이는주요목적이효율성을측정하는데있으며, 추가로철도산업의구조가효율성에어떠한영향을미치는지에대해분석한것으로나타났다. 마지막으로철도산업의구조와비용특성에관한분석에는주로초월대수함수모형이이용되고있으며, 추정결과를이용하여규모의경제와범위의경제가존재하는지여부를분석한것으로나타났다. Ⅲ. 모형의설정 1. 초월대수총비용함수모형 이연구에서추정하고자하는초월대수총비용함수모형은식 (1) 과같다. ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln (1) ln 여기서, : 총비용 : 산출물 : 투입요소의단위가격 : 노선연장 : 열차밀도 : 수직분리더미 : 산출물종류 (: 일반여객, : 고속여객, : 화물 ) : 투입요소종류 (: 노동, : 연료및재료, : 자본 ) 고속철도보유국을대상으로하는비용함수를추정하기위해총비용 () 을종속변수로하며, 산출물로는일반여객인-km( ), 고속여객인-km( ), 화물톤-km( ) 를설정한다. 생산요소의가격으로는노동의단위가격 ( ), 연료및재료의단위가격 ( ), 자본의단위가격 ( ) 을, 그리고추가로노선연장 () 을독립변수로설정한다. 그리고수직분리구조가비용에미치

4 166 環境論叢第 51 卷 (2012) 는영향을파악하기위해수직분리더미변수 ( ) 를, 그리고열차밀도에따라수직분리의효과에차이가있다는선행연구의결과를참조하여열차밀도와수직분리더미변수의교차항 ( ) 또한모형에포함하였다. 식 (1) 의모형이잘설정된비용함수라면생산요소가격에대한 1차동차성조건을충족하기때문에계수들사이에식 (2) 의조건을만족시켜야한다. 또한초월대수함수모형은이차항테일러시리즈전개를통하여도출되므로함수 ln 에대한헤시안행렬 (Hessian Matrix) 이대칭이어야한다. 따라서식 (3) 의대칭성조건도만족시켜야한다.,,, (2) 이연구에서초월대수함수추정의효율성을높이기위해사용하는생산요소의비용비중식은식 (4) 와같다. 모형추정시선형종속관계가발생하는것을방지하기위해비용비중식중하나를제외하여야하는데, 이연구에서는자본요소의비용비중식인 를제외하고분석하였다. 이때어떤생산요소의비용비중식을제외하더라도추정결과는동일하다. (3) ln ln ln ln (4) 2. 규모의경제다산출물산업의경우규모의경제는전반적인규모의경제와산출물별규모의경제로분류할수있다. 다산출물산업의경우에는단일산출물산업에서사용하는한계비용이나평균비용의개념을사용할수없다. 그러므로모든산출물을하나의지표로결합하지않으면다산출물산업의평균비용을구할수없다. 이때산출물의구성비율을그대로유지한채모든산출물의양을동일한비율로증가시키는방법으로모든산출물을하나의지표로결합할수있다. Baumol et al.(1982) 에따르면이는전반적인규모의경제로단일산출물산업에서의규모의경제와관련이있다. 전반적인규모의경제는식 (5) 를통해산정할수있으며, 산출물별비용탄력성합의역수와같다. 여기서산출물별비용탄력성은식 (6) 과같이표현된다. 산정된규모의경제지수가 1보다클경우규모의경제가존재하며, 1보다작을경우규모의불경제가존재한다. (5)

5 철도산업의비용특성분석에의한효율적운영체제연구 167 ln ln ln ln (6) 산출물별규모의경제는식 (7) 을통해계산할수있다. 전반적인규모의경제와마찬가지로 일때규모의경제가존재한다. (7) 여기서, : 를생산하는데드는총비용 : 번째산출물의생산량이 0 일때의총비용 : 번째산출물의증분비용 : 번째산출물의평균증분비용 : 산출물별규모의경제 3. 범위의경제특화된기관이하나의산출물을생산할때보다한생산기관이더적은비용으로여러산출물을동시에생산할때범위의경제가존재한다고본다. 범위의경제는생산요소가공동으로활용되는결합생산으로인해발생하므로다산출물산업의비용특성을살펴보는데적합하다. 다산출물산업에대한범위의경제도전반적인범위의경제와산출물별범위의경제로나뉜다. 세개의산출물이존재하는경우전반적인범위의경제는식 (8) 을이용하여계산할수있다. (8) 여기서, : 전체산출물을공동으로생산하는데드는총비용 : 번째산출물만을생산하는데드는총비용 산출물별범위의경제는해당산출물만을특화된기관에서생산하고나머지산출물들을공동으로생산하는경우의범위의경제를의미하며, 식 (9) 를이용하여계산할수있다.

6 168 環境論叢第 51 卷 (2013) (9) 여기서, : 전체산출물을공동으로생산하는데드는총비용 : 번째산출물만을생산하는데드는총비용 : 산출물을공동으로생산하는데드는총비용 식 (8) 과식 (9) 를이용해계산된값이 0보다클경우범위의경제가존재하는것으로, 하나의기관에서전체산출물을생산하는것이바람직함을나타낸다. 반면 0보다작을경우범위의불경제가존재하는것으로, 한기관에서전체산출물을생산하는결합생산비용이여러기관에서각각의산출물을생산하는개별생산비용의합보다크다는것을의미한다. Ⅳ. 자료 초월대수총비용함수모형의추정을위해 7개고속철도보유국의 9개기관에대해 2001년부터 2009년까지총 9개연도의자료를구축하였다. 세계철도연맹 (UIC) 에서제공하는세계철도통계가주된자료이며, 일본의경우일본철도통계연보를참고하여 JR-East, JR-Central, JR-West의자료를구축하였다. 또한그외운영기관별연간보고서를참고하였다. 여기서해당기간동안고속철도를운영한국가및기관들은 < 표 1> 과같다. < 표 1> 에제시된운영형태는세계철도연맹 (UIC) 의구분에따른것인데, 한국의경우운영 < 표 1> 고속철도보유국별철도산업구조 국가 고속철도운영기관 운영형태 수직분리년도 사업부문분리년도 비고 한국 KORAIL RU 1) JR-East PO 2) 1987 일본 JR-Central PO 1987 JR-West PO 1987 벨기에 SNCB IC 3) 프랑스 SNCF RU 1997 독일 DBAG IC 지주회사 이탈리아 FSSpA IC 2000 지주회사 스페인 RENFE RU 2005 주 : 1) RU: Railway Undertaking, 철도인프라관리기관과철도운영기관이분리되어있는형태. 2) PO: Passenger Operator, 여객철도만운영하는기관. 3) IC: Integrated Company, 철도인프라관리와철도운영을하나의기관이수행하는형태.

7 철도산업의비용특성분석에의한효율적운영체제연구 169 형태가 RU로철도인프라관리기관과철도운영기관이분리되어있는수직분리형태로분류된다. 그러나현재형식적으로만수직분리형태에해당하므로이연구에서는한국의철도운영형태를철도인프라관리와철도운영을하나의기관에서수행하는수직통합형태로상정하여분석하였다. 일본의경우가장큰섬인혼슈 ( 本州 ) 지역에서여객운송서비스를제공하고있는세개의기관 (JR-East, JR-Central, JR-West) 을분석대상에포함하였으며, 여객운송과화물운송이분리되어있으므로사업부문분리국가로분류하였다. 독일의경우수직통합형태로구분되어있으나, DBAG가 1999년부터지주회사형태로운영되며철도시설관리기관과운영기관이서로다른자회사로분리되어있으므로수직분리국가로분류하였다. 또한철도운영기관은여객운송기관과화물운송기관이서로분리되어있기때문에사업부문분리국가로분류하였다. 이탈리아역시지주회사형태이며, 2000년부터수직분리구조를채택하였으므로수직분리국가로분류하였다. 이연구에서사용되는산출량자료는여객부문을일반여객인-km와고속여객인-km로세분하여구축한자료이며, 화물부문의경우톤-km 자료를사용하였다. 생산요소의단위가격은노동, 연료및재료, 자본으로분리하여자료를구축하였다. 노동의단위가격은각운영기관의연간노동비용을직원수로나누어산정하였다. 연료비및재료비는연도별기관별차량수로나누어단위가격을산정하였으며, 이때차량수는객차수와화차수의합으로계산하였다. 자본의단위가격은기회비용관점에서산정하였으며, 고속철도보유국중수직통합구조인기관과수직분리구조하에서의기관이모두존재하기때문에자본비를산정할때이를반영하였다. 즉수직통합구조인경우에는감가상각비와영업외비용의합으로자본비를산정하였다. 반면수직분리구조인경우에는운영기관의감가상각비와영업외비용의합에시설관리기관의총비용을더한후, 운영기관이시설관리기관에게지불한시설이용료를차감하는방식으로자본비를계산하였다. 운영기관별및연도별로산정된자본비는선행연구를참고하여기관별및연도별노선연장으로나누어단위가격을산정하였다. 그러나구축된자료를바로분석에이용하는것은타당하지않다. 이연구의분석대상기관들은한국, 일본및유럽국가들로국가별환율및물가가상이하다는문제가있기때문이다. 따라서국가별 GDP 디플레이터를이용하여각국가의 2009년기준불변가격으로환산한후, 2009년 12월 31일환율을적용하여유로화및엔화를원화로변환하였다. 또한생산요소가격및산출량자료를각생산요소가격및산출량의평균값으로나누어지표화하여사용하였다. 초월대수비용함수의경우로그를이용하므로산출물에 0의값을사용할수없는데, 한국의경우고속철도가 2004년부터운행을시작하였기때문에 2001년부터 2003년까지의고속여객인-km 산출량이 0이며, 일본의경우여객운송과화물운송이분리되어있기때문에화물톤-km 산출량이모두 0의값을가진다. 따라서이연구에서는 0의값대신산출물별최소값의 0.1% 를대입하여분석자료를구축하였다.

8 170 環境論叢第 51 卷 (2013) < 표 2> 자료의기초통계 변수 단위 평균 표준편차 최소값 최대값 총비용 십억원 17,005 13,992 1,862 59,457 노동 백만원 요소가격 연료및재료백만원 ,781 자본백만원 일반여객인 -km 백만 36,421 29,248 7, ,633 산출량 고속여객인 -km 백만 17,779 15, ,224 화물톤 -km 백만 19,111 25, ,077 노동 요소비용비중 연료및재료 자본 노선연장 km 12,733 11,389 1,971 36,044 열차밀도 (= 열차 km/ 노선연장 /365) 수직분리더미 이연구에서는철도운영기관이모든생산요소의투입량을최적으로조절할수있다는가정하에서노동비, 연료비및재료비, 자본비의합을총비용으로산정하였다. 또한수직분리국가의경우인프라관리기관과운영기관의비용의합을총비용으로산정하였다. 따라서이연구에서는수직분리국가의특성을반영하기위해수직분리더미변수를포함하였다. 지표화하기이전의구축된자료의기초통계는 < 표 2> 와같다. Ⅴ. 추정결과 1. 초월대수총비용함수이연구에서는 2001년부터 2009년까지의기간동안 9개철도운영기관에대한균형패널자료를사용하며, 모형추정의방법으로 SUR(Seemingly Unrelated Regressionl) 을이용한다. SUR 은횡단면단위간에존재하는오차항간의상관관계를고려하는 GLS(Generalized Least Squares Method: 일반화최소자승법 ) 이며, 일반적으로오차항들이시간적으로독립적이지만횡단면간에는상관관계가존재하는경우를상정한다. 앞서수직분리더미변수와열차밀도를반영한수직분리더미변수를포함하여설정한기본형태를토대로두가지모형을추정하였다. 모형 1은수직분리더미변수와열차밀도를반영한수직분리더미변수를포함한모형이며, 모형 2는이들을포함하지않은모형이다. 모형 1과모형 2의추정결과는 < 표 3> 과같다.

9 철도산업의비용특성분석에의한효율적운영체제연구 171 < 표 3> 초월대수총비용함수의추정결과 계수 모형 1 ( 수직분리더미변수포함 ) 모형 2 ( 수직분리더미변수미포함 ) 추정치 (t-통계량) 추정치 (t-통계량) (54.633)*** ( )*** (0.841) (3.002)*** (4.062)*** (3.762)*** (0.099) (4.700)*** (12.828)*** (12.874)*** (28.770)*** (28.986)*** (12.626)*** (12.185)*** (7.227)*** (7.293)*** (-2.118)** (-1.204) (0.011) (-1.042) (-1.341) (2.482)** (-0.742) (-2.010)** (-1.374) (0.073) (-0.663) (0.969) (2.828)*** (2.840)*** (-2.952)*** (-2.511)** (-0.412) (-0.642) (1.554) (1.497) (-0.233) (-0.120) (-0.887) (-0.907) (0.959) (1.013) (-5.806)*** (-5.429)*** (2.048)* (1.827)* (3.831)*** (5.486)*** (3.643)*** (4.736)*** (1.342) (-0.881) (10.766)*** (10.305)*** (7.241)*** (6.945)*** (8.982)*** (8.520)*** (-5.339)*** (-5.190)*** (-7.748)*** (-7.345)*** (-7.975)*** (-7.598)*** (-4.773)*** (-4.675)*** (6.120)*** (5.817)*** (0.116) (0.224) (-4.266)*** (-8.933)*** (-0.239) (3.723)*** 주 : t통계량의 *** 는 1%, ** 는 5%, * 는 10% 의유의수준을의미함.

10 172 環境論叢第 51 卷 (2013) 모형 1의추정결과를살펴보면수직분리더미변수의계수추정치 ( ) 는 으로, 수직분리구조로운영하는경우비용이감소하는것으로나타났다. 반면열차밀도가반영된수직분리더미변수의계수추정치 ( ) 는 0.738로, 열차밀도가높은경우수직분리구조는오히려비용을더증가시키는것으로나타났다. 여기서열차밀도인열차-km/ 노선연장 /365는일일운행되는열차수를의미하므로운행횟수가증가할수록수직분리의효과가감소함을의미한다. 모형 1의수직분리효과는 Mizutani and Uranishi(2013) 와동일하게도출되었으나, 주요변수인일반여객인-km 산출물및화물톤-km 산출물변수의계수추정치의통계적유의성이떨어진다는문제점이있다. 따라서모형 2를최종모형으로제시하고자한다. 모형 2에서 36개의모수를추정한결과, 주요변수인일반여객인-km, 고속여객인-km, 화물톤-km 산출물을비롯하여노동, 연료및재료, 자본요소가격의계수추정치부호가모두양으로기대에부합하고, 계수추정치가모두통계적으로유의하다. 2. 규모및범위의경제표본평균에서비용탄력성과규모의경제지수를산정한결과를 < 표 4> 에제시하였다. 산출물별비용탄력성을살펴보면일반여객인-km 산출물의경우비용탄력성이 0.390으로가장크게도출되었다. 이는일반여객인-km 산출량이 1% 증가할때총비용이 0.390% 증가함을의미한다. 반면고속여객인-km의산출량에대한비용탄력성은 0.148로, 산출량증가에따른총비용의증가가세산출물중가장낮은것으로나타났다. 노선연장에대한비용탄력성은세산출물별비용탄력성에비해크게도출되었는데, 이는철도산업에서신선건설이총비용에미치는영향이매우크다는것을반증하고있다. 세산출물과노선연장의비용탄력성합의역수로산정된전반적인규모의경제지수는전체기관, 수직분리기관, 한국에대해모두 1보다작게도출되어규모의불경제상태인것으로나타났다. 산출물별규모의경제에서고속여객및화물산출물에대해서는각각 0.854, 0.021로 1보다작게도출되어규모의불경제가존재하는반면, 일반여객산출물에대해서는규모의경제가존재하는것으로나타났다. 산출량의수준에따른철도산업의규모의경제추이를분석하기위하여세산출물의구성 < 표 4> 표본평균에서의비용탄력성과규모의경제 구분 일반여객인-km 고속여객인-km 화물톤-km 노선연장 비용탄력성 산출물별규모의경제 전체기관 전반적인규모의경제 수직분리 한국 0.978

11 철도산업의비용특성분석에의한효율적운영체제연구 173 < 그림 1> 철도산업의규모의경제추이 < 그림 2> 고속여객산출물의규모의경제추이 비율은일정하고모든산출물의양이동일한비율로증가하는경우를상정하였다. 이때산출량의표본평균 (100%) 을기준으로산출량수준을조정하였으며, 산출량을제외한독립변수는표본평균값을적용하였다. 한국을비롯한전체기관과수직분리기관의규모의경제추이는 < 그림 1> 에제시된바와같다. 전체운영기관과수직분리구조의운영기관에대해서는평균산출량의 60% 이하수준일때규모의경제가존재하는반면, 한국의철도산업은현재약한규모의불경제상태로평균산출량의 90% 이하수준에서규모의경제가존재하는것으로나타났다. 그러나전반적으로산출량수준이증가할수록규모의불경제가커지는것으로나타났다. 다음으로고속여객산출물의규모의경제추이를분석하기위해고속여객산출물을제외한나머지산출물및독립변수는표본평균값을적용하고, 고속여객산출물만표본평균을기준으로산출량수준을조정하여추정하였다. 그결과 < 그림 2> 와같이고속여객산출물의규모의경제는전체기관및수직분리기관의경우평균산출량수준을낮춰도규모의불경제가존재하고, 한국의경우에도평균산출량의 70% 수준이상에서규모의불경제가존재하는것으로나타났다. 또한철도산업과마찬가지로각산출물의산출량이늘어날수록규모의불경제가커지는것으로나타났다. 범위의경제역시전반적인범위의경제와산출물별범위의경제로구분된다. 여기서산출물별범위의경제는해당산출물만을특화된기관에서생산하고, 나머지산출물들을공동으로생산하는경우의범위의경제를의미한다. 예를들어고속여객산출물에대한범위의경제는세산출물을모두생산 하는경우와고속여객산출물을생산 하는기관과일반여객및화물을생산 하는두기관이존재하는경우를비교한다. 먼저고속여객, 일반여객, 화물산출물을각각의운영기관에서생산하는경우와세산출물을한기관에서생산하는경우를비교하기위해철도산업의전반적인범위의경제를추정하

12 174 環境論叢第 51 卷 (2013) < 표 5> 표본평균에서의범위의경제 구분 전체기관 수직분리 한국 철도산업 고속여객산출물 일반여객산출물 화물산출물 였다. < 표 5> 에서볼수있는것처럼전체기관, 수직분리기관, 한국모두범위의경제가존재하며, 특히한국의경우상대적으로큰범위의경제가존재하는것으로나타났다. 또한전체적으로산출량이증가할수록범위의경제도커지는것으로나타났다. 이연구에서는한국을비롯한전체기관및수직분리구조를가지는국가들에대한세산출물의표본평균에서의구성비율을기반으로철도산업에대한전반적인범위의경제를살펴보았다. 만약산출물의구성비율이달라지면범위의경제결과는달라질수있다. 한편고속여객산출물의범위의경제와일반여객산출물의범위의경제는철도산업에대한전반적인범위의경제와유사한것으로나타났다. 반면화물산출물의범위의경제는전체기관에대해서음으로도출되었으므로범위의경제가존재하지않는것으로나타났다. 이는세산출물을한기관에서생산하는것보다두기관, 즉화물산출물을생산하는기관과일반여객및고속여객산출물을생산하는기관으로분리하는것이더효율적임을의미한다. 3. 한국철도산업의미래 (2015년) 비용특성한국은 2015년부터수서발경부선및호남선 ( 오송역 광주송정역구간 ) 고속철도서비스를공급할계획이다. 수서발고속철도는현재와같이한국철도공사가운영하는것이아니라정부에서신규사업자를모집하여운영하는방안을추진중이다. 이방안이한국의여건하에서타당한지여부를판단하기위해 2015년한국철도산업의상황을상정하고규모및범위의경제를추정하였다. 국내노선연장의경우 2011년 12월 31일기준으로 3,558.9km이며, 수서발고속철도운행을위해 2014년까지추가로건설되는노선 283.9km를포함하여 2015년노선연장은 3,842.8km일것으로가정하였다. 또한 2015년의산출량수준은산출량의연평균증가율을이용하여추정하였다. KTX가 2004년 4월개통하였기때문에 2005년부터 2011년까지의산출량자료를이용하여산출물별연평균증가율을산정한결과각각일반여객 1%, 고속여객 7%, 화물 0% 로나타났다. 이때화물산출물의경우연평균증가율이 0% 이기때문에 2005년부터 2011년까지의평균값을사용하였다. 또한수서발고속철도개통및광역철도확장에따른수단전환및신규수요발생의가능성을고려하여여객산출물에한하여연평균증가율을고려해산출량

13 철도산업의비용특성분석에의한효율적운영체제연구 175 < 표 6> 한국철도산업의 2015 년수직분리여부에따른총비용 구분 수직통합 수직분리 총비용 ( 백만원 ) 5,353,797 5,602,852 증가율을 1% 5% 까지수준별로각각적용하여살펴보고자한다. 2015년한국철도의노선연장과산출량이앞서가정한바와같을경우모형 1을통해비교한수직분리와수직통합구조하에서의총비용은 < 표 6> 과같다. 이때노선연장과산출량은모형추정시사용한자료와동일한방법으로지표화하여반영하였으며, 산출량과노선연장을제외한변수는가장최근인 2009년의자료를사용하였다. 추정결과 2015년한국철도산업의경우수직통합구조일경우의총비용이더낮은것으로나타났다. 앞의 < 표 3> 에서확인할수있는것처럼모형 1에서수직분리더미변수의계수추정치 ( ) 는 으로수직분리일경우총비용이감소하나, 열차밀도가반영된수직분리더미변수의계수추정치 ( ) 는 0.738로열차밀도가높을수록수직분리는오히려비용을증가시킴을알수있었다. 따라서이결과는한국의열차밀도가분석대상인 9개기관들중 3번째로높기때문으로판단된다. 한편한국철도산업의 2015년에대한전반적인규모의경제와범위의경제를산정한결과는 < 표 7> 과같다. 연평균증가율만반영하여산정한 2015년의산출량수준에서규모의경제지수는 0.911로규모의불경제가존재하는반면, 범위의경제는모두 0보다크게나타나범위의경제가존재할것으로나타났다. 또한수서발고속철도개통및광역철도확장에따른수단전환및신규수요발생의가능성을고려해연평균증가율만반영한 2015년여객산출량에 1% 5% 까지산출량증가율을추가로적용하면규모의불경제는더욱커지는것으로나타났다. 한편각산출물의규모의경제추이를나타낸 < 그림 3> 에서볼수있는것처럼일반여객산출물의규모의경제가산출량수준에가장민감하고, 화물산출물의규모의경제가산출량수준에가장둔감한것으로나타났다. 또한세산출물모두전반적으로규모의불경제가존재하며, 산출량수준이증가함에따라규모의불경제는커지는것으로나타났다. < 표 7> 한국철도산업의 2015년규모의경제및범위의경제 범위의경제 구분 규모의경제 전반적 일반여객 고속여객 화물 2015년 % 증가 % 증가 % 증가 % 증가 % 증가

14 176 環境論叢第 51 卷 (2013) < 그림 3> 한국철도산업의 2015 년산출물별규모의경제 종합적으로살펴보면 2015년의한국철도산업에는규모의불경제가존재하는것으로나타났기때문에규모를축소하는것이타당하다. 범위의경제의경우화물산출물 생산기관과고속여객및일반여객산출물 생산기관이존재하는경우와세산출물 을한기관에서생산하는경우를비교한화물산출물에대한범위의경제가상대적으로작은것으로나타났다. 따라서범위의경제를고려하여철도공사는기존의고속여객, 일반여객, 화물부문을운영하되규모의경제를고려하여철도경쟁체제를도입하는것이효율적일것으로보인다. 고속철도부문의경쟁체제도입으로제2의운영기관이출범할경우규모의경제가일반여객산출량에가장민감하게변하고화물에대한범위의경제가상대적으로작은점을반영한다면제2의운영기관이고속여객뿐아니라일반여객도함께운영하는방안이타당한것으로판단된다. Ⅵ. 결론및향후과제이연구에서는철도산업의구조와비용에관한분석을통해한국철도산업의현황과향후여건에따른철도경쟁체제도입의타당성여부를살펴보고자하였다. 이를위해고속철도를운영중인국가들의자료를이용하여초월대수총비용함수모형을추정한다음, 규모의경제및범위의경제를산정하였다. 고속철도경쟁체제도입추진계획을고려하여한국철도산업의 2015년상황을가정하였을때수직통합구조가비용측면에서더효율적인것으로나타났다. 또한 2015년한국철도산업의규모및범위의경제를산정한결과규모의불경제가존재할것으로예측되었다. 따라서철도경쟁체제도입을통해제2의운영기관이필요한것으로나타났다. 산출물별로는일반여객산출물의규모의경제가산출량수준에따라특히민감하게변하는것으로나타났다.

15 철도산업의비용특성분석에의한효율적운영체제연구 177 반면철도산업전반적으로범위의경제가존재하는것으로나타나, 한가지산출물만을생산하기보다여러산출물을동시에생산하는것이효율적일것으로판단된다. 이때화물에대한범위의경제는다소낮게추정된반면, 일반여객과고속여객에대한범위의경제는상대적으로크게추정되었다. 따라서한국철도공사는현재와같이고속여객, 일반여객및화물운송서비스를제공하고, 제2의운영기관은규모의경제가일반여객산출량에민감한점과화물산출물에대한범위의경제가상대적으로작다는점을반영하여고속여객서비스와일반여객서비스를함께제공하는방안이타당한것으로판단된다. 이연구에서는고속철도를운영중임에도불구하고자료의부재등으로인해타이완및영국을분석대상에포함시키지못하였다. 또한생산요소가공동으로활용되는결합생산으로인한비용절감의효과는규모의경제와범위의경제의상호작용의관계에있기때문으로볼수있는데, 이연구에서는규모의경제와범위의경제의관계에대해서분석하지못한한계가있다. 또한수직분리효과의경우수직분리더미변수를모형추정에반영하였으나, 통계적으로유의한결과가도출되지못하였다. 마지막으로모형추정결과를바탕으로분석한한국에대한규모의경제및범위의경제가산출량수준에따라상대적으로민감도가낮게나타났다. 이는다른고속철도운영국가들에비해한국의산출량및총비용, 단위가격이상대적으로매우낮은편에속하며그격차가크기때문에발생한문제라고볼수있다. 이연구의한계를극복하기위해서는타이완등을포함하여더많은관찰점을대상으로모형을추정할필요가있다고판단된다. 또한한국과산출량수준이비슷한국가들을대상으로더미변수등을활용하여수직분리및사업부문분리구조가반영된모형을추정할필요가있다고판단된다. 마지막으로규모의경제와범위의경제의상호관계를고려하여비용특성을살펴본다면이연구의한계를극복할수있을것으로사료된다. 참고문헌 김민정 (2004), 한국도시철도운영기관들의효율성과생산성분석, 서울대학교대학원박사학위논문. 김성수 (2001), 서울시내버스운송업의규모및범위의경제성분석, 대한교통학회지 19권, 6호, pp 김성호, 최태성 (2009), 철도산업의수직분리와운영효율성의관련성에관한연구, 한국철도학회논문집, 12권 6호, pp 김용현 (2004), 부산교통공단과서울지하철공사의비용함수추정 : 규모와밀도의경제를중심으로, 서울대학교환경대학원석사학위논문. 김은아 (2003), 철도산업의비용구조분석 - 우리나라와일본의철도업체를대상으로, 서울대학교환경대학원석사학위논문. 배양선 (1998), 한국철도산업의규모및범위의경제성분석, 서울대학교환경대학원석사학위논문.

16 178 環境論叢第 51 卷 (2013) 박진경 (2004), 일반초월대수비용함수모형을이용한한국철도산업의규모및범위의경제성분석, 대한교통학회지, 22권 6호, pp 박진경 (2007), 한국과일본철도산업의비용구조와생산성분석, 서울대학교대학원박사학위논문. 오범호 (2008), 사립대학의규모의경제와범위의경제분석, 서울대학교대학원박사학위논문. 이윤미, 유재균 (2009), DEA와 Tobit 모형을이용한철도산업효율성결정요인분석, 한국철도학회논문집, 12권 6호, pp 하헌구, 이경미 (2002), 우리나라철도산업의비용특성에관한연구, 교통개발연구원. Baumol, W. J., Panzar, J. C., and Willing, R. D.(1982). Contestable Markets and the Theory of Industry Structure, New York: Harcourt Brace Jovanovich. Cantos, P.(2001), Vertical relationships for the European railway industry, Transport Policy, 8: Cantos, P. and Maudos, J.(2001), Regulation and efficiency: the case of European railways, Transportation Research Part A, 35: Cantos, P., Pastor, J. M., and Serrano, L.(1999), Productivity, efficiency and technical change in the European railways: A non-parametric approach, Transportation, 26(4): Mizutani, F. and Uranishi, S.(2013), Does vertical separation reduce cost? An empirical analysis of the rail industry in European and East Asian OECD Countries, Journal of Regulatory Economics, 43(1): Oum, T. H. and Yu, C.(1994), Economic efficiency of railways and implications for public policy - A comparative study of the OECD Countries' railways, Journal of Transport Economics and Policy, 28(2): Yung, H. C.(2010), High-speed rail in Taiwan: New experience and issues for future development, Transport Policy, 17: 日本國土交通省, 鐵道統計年報, 平成 13 年度 ~ 平成 21 年度.

서울도시연구_13권4호.hwp

서울도시연구_13권4호.hwp 서울도시연구 제3권 제4호 202. 2, 논문 pp. 237~246. 237 DEA 기법을 활용한 도시철도 운영효율성 분석에 관한 연구 유경상* 김승준** A Study on the Operational Efficiency of Urban Railway System Based on Data Envelopment Analysis Gyeong-Sang Yoo*