Journal of Korea Port Economic Association, Vol.24(3), 2008, pp.23~35 한국항만경제학회지제24권제3호 (2008. 9) www.kportea.or.kr 게임이론접근법에의한부산항컨테이너부두의비용배분에관한연구 A Game Theoretic Approach to the Container Quay Construction in Busan 성숙경 *11) Ⅰ. 서론 Ⅱ. 선행연구 Ⅲ. 게임이론을응용한비용배분방법 목 차 Ⅳ. 컨테이너부두건설비용배분 Ⅴ. 결론 Key Words: berth occupancy charge, cost allocation, cooperative game theory, quay construction cost, Shapley value Ab s t r a c t The purpose of this paper is to suggest a rational cost allocation method that is efficient and fair. Cost allocation by taking cooperative game theory shows fair allocation considering marginal cost by ship type. Current berth occupancy charging method can not recover quay construction costs. Because it levies charges according to berthing time and tonnage of ships without considering the recovery of quay construction costs. And there are also cross subsidies among ships. This paper suggests the cost allocation method of cooperative game theory as a fair and efficient method. Ⅰ. 서론 무역항의항만시설사용및사용료에관한규정 에따르면부두건설비용은접안료에의해회수되고있다. 우리나라는 12시간을기준으로접안시간이 12시간미만인선박에대해 논문접수 : 2008.7.9 심사완료 : 2008.9.23 게재확정 : 2008.9.24 * 한국해양수산개발원부연구위원, ssky6261@gmail.com, (02)2105-2828 - 23 -
한국항만경제학회지제 24 권제 3 호 ( 2008. 9) 선박 10톤당외항선은 340원, 내항선은 114원의접안료를부과하고있다. 접안시간이 12시간을초과할경우선박 10톤 시간당외항선은 28.4원, 내항선은 9.5원을부과하고있다. 그러나동방법은발생비용과무관하게사용료를부과하고있기때문에부두건설비용 1) 을제대로회수하지못하고있다. 연간최대징수가능한접안료를선박들에게배분한다고해도부두를이용하는선박은최대선형이하의선박들이기때문에실제징수되는금액은이금액에도미치지못한다. 예를들어부산항 2만톤부두 1선석의연건설비용은 20억 1400만원 2) 인데비해, 연간징수가능한접안료는 4억 9600만원 3) 에불과하다. 본연구는컨테이너선박에대한접안료부과를컨테이너부두를공동으로이용하는선박간의부두건설비용배분문제로보고, 협조적게임의한해 4) 인샤플리밸류를이용하여부두건설비용을회수하는방법을제시하는것을목적으로한다. 이를위해컨테이너부두이용선박간에부두건설비용을공정하게배분할수있는모형을구축하고, 이를부산항에대해적용해보았다. 본논문은다음과같이구성된다. 제2장에서는항만시설사용료산정과관련한국내외선행연구들을분석하였으며, 제3장에서는협조적게임이론을응용하여부두건설비용배분문제를모형화하였다. 제4장에서는비용배분모형을이용하여각각부산항컨테이너전용부두에접안한선박과일반부두에접안한선박을포함한전체컨테이너선박을대상으로부두건설비용을선박톤급별로배분하고이를현행접안료와비교하였다. 마지막으로제5 장에서는결론과추후연구과제를제시하였다. Ⅱ. 선행연구 1. 해외연구 항만요율산정 (port pricing) 에대한선행연구들은사회적후생을극대화시킬수있는가격설정방법의선택에중점을두고있다. 그대표적인예가항만투자비를회수하기위해한계비용을택할것인가평균비용을택할것인가와관련된논의들이다. Heggie(1974), Gilman(1978), Bromwich(1978), Button(1979), Bennathan and Walters (1979), Jansson and Shneerson(1982) 등은한계비용을, Meyrick(1989), Robinson(1991) 등 1) 안벽법선에서 69m까지의공사비용을말한다. 2) 이비용은부산항 2만톤부두의토목공사비를연가로환산한것이다. 3) 부산항의평균선박안시간이 12.3시간이므로매일 2만톤선박이 2척접안한다고가정하면연간최대접안료는 4억 96백만원 (=20,000/10 340 2 365) 이다. 4) 협조적게임의해라는것은전체연합이형성된상태에서의경기자의보수벡터 을말한다. - 24 -
게임이론접근법에의한부산항컨테이너부두의비용배분에관한연구 / 성숙경 은평균비용을주장했다. 그러나한계비용가격설정방법은한계비용을측정하기어렵고, 평균비용가격설정방법은낮은비용을가진선박이높은비용의선박을보조하는상호보조의문제를야기할수있다. 이에 Tally(1994) 는한계비용가격설정방법에대한대안으로협조적게임이론을제안하였다. 협조적게임이론을이용한부두건설비용배분방법은부두를이용하는모든선박들에게전체부두건설비용을배분하는방법이다. 따라서전체부두건설비용을회수할수있다는장점이있다. Bergantino and Coppejans(1997, 2000) 는각각협조적게임이론의순차적배분규칙 (serial cost sharing rule) 과비율균형 (ratio equilibrium) 을이용하여선박별적정수심을산정하고항로준설비용을선박간에공평하게배분하는방법을연구하였다. 그들의연구는입출항수로를하나의시설로간주하고벌크선과일반화물선의흘수 (draught) 를이용하여선종별로준설비용을배분하였다. 협조적게임이론을응용한부두건설비용배분에관한연구는성숙경 (2008) 을들수있다. 동연구는부두건설비용배분문제에협조적게임이론을응용한연구로광양항과부산항컨테이너부두입항선박을대상으로현행방법과협조적게임이론을응용한비용배분결과를비교하고, 협조적게임이론을응용한비용배분방법이현행방법보다공정한비용배분임을제시하였다. 본논문에서는부산항컨테이너부두건설비용을회수하기위해컨테이너전용부두에접안한컨테이너선박과일반부두에접안한컨테이너선박을포함한전체컨테이너선박을대상으로부두건설비용을선박톤급별로배분하고이를현행접안료와비교해보고자한다. 2. 국내연구 국내에서부두건설비용배분방법에관한연구는찾아보기어려우며, 비슷한연구로는한국해양수산개발원에서여러차례수행한부두사용료산정연구를들수있다. 컨테이너전용부두전대사용료산정체계개선 (1999), 부산항자성대부두전대사용료산정 (2003) 등과같은연구들은현금흐름법을사용하여정부로부터컨테이너부두를임대한부두운영회사가정부에게연간부두임대료로지불할적정금액을분석하였다. 부두건설비용을접안료만으로회수한다고하면이는현행접안료부과방법또는항만시설사용료체계의변경을의미한다. 항만시설사용료체계의개선에대한연구로는한국해양수산개발원의 항만시설사용료정책방향 (1994), 항만시설사용료요율체계개편방안연구 (1996), 전국항만의시설사용료산정에관한연구 (1997) 그리고 항만시설사용료체계개편방안에관한연구 (2004) 등이있다. 상기연구들은실무적활용목적으로수행되어연구내용이매우실질적이며, 항만시설에대한사용료부과항목, 원가의범위, 원가산정방법, 사용료산정절차, 외국항만과대비한 - 25 -
한국항만경제학회지제 24 권제 3 호 ( 2008. 9) 국내항만의사용료수준등에대해자세히기술하고있다. 그러나개별요율이아닌사용료전체를연구대상으로하고있어연구결과가구체적이지못한단점이있다. Ⅲ. 협조적게임이론을응용한비용배분방법 1. 협조적게임의특성 을부두를이용하는선박들의집합이라고하자. 의임의의부분집합 를연합 (coalition) 이라하며, 은대연합 (grand coalition) 이라한다. 게임에참여하는경기자가 2명이면 4개의연합, 이형성된다. 경기자가 3명이면 의 8개의연합이형성된다. 협조적게임은경기자의집합 과그부분집합인연합 의특성함수 (characteristic function) 인 의쌍 으로구성된다. 5) 특성함수인연합의값 는모든연합에대해정의되는함수로연합 의비용 는가장효율적인방법으로연합 에속한선박들을위한부두를건설하는데소요되는연공사비용을나타낸다. 어떤선박도연합을형성하지않을때의비용은 0으로, 즉 으로가정한다. 게임에서비용배분방법 은모든비용함수 에대하여각선박에게전체비용 을 배분시키는함수 이며, 이된다. 는선박 에게예상되는 비용부담액이며, 비용배분벡터 은모든선박들의비용배분액을벡터로표현한것이다. 배분벡터 는어떤비용배분규칙을사용하여부두건설비용을배분하였는가에의해결정된다. 본연구에서는비용배분규칙으로샤플리밸류를이용한다. 선박들이연합에참여하여공동으로부두를건설하는경우각선박이부담해야하는비용은독자적으로부두를건설하는경우의비용합보다커서는안된다. 이를만족하지않을경우공동으로부두를건설하는것이독자적으로건설하는것보다불리하다. 이것은게임이론에서하위가산성 (subadditivity) 으로정의되며임의의연합 에대해특성함수가다음을만족함을의미한다. (1) 5) 폰노이만과모겐스턴 (1944) 은협조적게임을경기자의집합 과그모든부분집합에대해정의되는實價의특성함수 로정의되는특성함수형 ( 혹은연합형 ) 게임으로나타냈다. 특성함수 는연합의값 (worth) 이다. 보통 는이윤배분문제에쓰이므로비용배분문제를다루는본연구에서는 를 로대신하였다 - 26 -
게임이론접근법에의한부산항컨테이너부두의비용배분에관한연구 / 성숙경 예를들어, 2만톤선박을 1, 5만톤선박을 2, 10만톤선박을 3이라하자. 부두시설은최대선형의선박을기준으로건설되기때문에 2만톤선박과 5만톤선박연합의부두건설비용은 이다. 그러나현재 2만톤선박과 5만톤선박의연합으로 5만톤부두가건설되어있는데입항선형의확대로 10만톤부두를건설해야한다고가정하자. 연합에참여한선박들이부담해야할부두건설비용은소형선부두와대형선부두건설비용의합인 이다. 따라서부두건설비용배분문제는하위가산성을만족한다. 2. 샤플리밸류 ( S h a p l e y v a l u e ) Shapley(1953) 는각경기자가어떤연합에가입할경우각연합이추가적으로부담하게되는한계비용에근거하여비용을배분하는방법을제안하였으며이를샤플리밸류라고부른다. 모든비용함수 와모든경기자 에대해샤플리밸류는다음과같이정의된다. (2) : 연합 를구성하는경기자의수, : 대연합을구성하는경기자의수 샤플리밸류에서각선박에게배분되는비용은각연합에대하여그선박에의해추가적으로발생하는한계비용의가중평균치로계산되며, 연합에부여되는가중치는임의의배열에서선박 보다앞서서연합이형성되고그이후에 가올확률, 이된다. 3. 비용배분모형 부두건설비용배분문제는대형부두가소형부두보다많지만대형선보다는중소형선박이더많은비대칭상황에서선박간에부두건설비용을어떻게공정하게배분하는가하는문제이다. 부산항에입항하는컨테이너선박들의톤수는 150톤 6) 에서 10만톤까지다양한반면, 부두의규모는 4개에불과하다. 따라서부두규모별로접안가능한선박들을구분하고, 이선박들을기준으로다시비용을배분하는것이바람직한방법으로판단되었다. 이에본연구에서는부두건설비용배분문제를 2단계로나누어분석하였다. 6) 총톤수 150 톤미만선박의선박에대한접안료는당해선박이등록한지방청장의관할항만에서만부과 징수하기때문에분석에서제외하였다. - 27 -
한국항만경제학회지제 24 권제 3 호 ( 2008. 9) 1) 1단계 : 선박톤급별비용배분선박의연합이형성된다는것은소형선박이자신보다큰규모의부두를이용하기위해대형선박과함께부두를건설한다는것이다. 각선박은이용하는모든부두에대해건설비용을부담하기로한다. 기존부두에신조대형선을위한부두를추가로건설하는부두건설문제의경우선박별비용배분문제는최대선형의선박에서비스를제공하기위하여필요한부두건설비용을최대선형이하의선박들에게어떻게공정하게배분하는가하는문제이다. 선박의크기가 이면부두건설비용이 이고, 선박의연합 에대해 이면 이라고가정하자. 선박들의연합의값은연합에참여하는선박들이접안가능한모든부두의건설비용의합으로정의한다., (3) : 선박 의접안가능한부두의수 최대선형을위한부두는맨나중에건설되었지만모든선형의선박들이동부두를이용하므로최대선형에필요한부두를건설하는데필요한비용을우선적으로부담하고, 순차적으로그다음선형에필요한부두의건설비용을부담하는것이다. 선박톤급별비용배분규칙은샤플리밸류를사용한다. 샤플리밸류는전체연합의값을배분하는방법으로각선박의보수를그선박이각각의연합에대하여기여하는한계공헌의가중평균으로설정한다. 가중치는연합의크기에따라결정된다. 2) 2단계 : 선박별비용배분선박톤급별로배분된비용을다시각선박들에게배분하기위해서는각선박별로부두이용량을결정하는기준이필요하다. 부두는건설시점에서선박길이가가장길고, 가장깊은수심을필요로하는최대선형을기준으로건설된다. 따라서최대선형이하선박들의부두건설비용공헌도를알아야한다. 선박별부두건설비용공헌지수를 라하자. 는최대선형을 1로표준화한후각선박의만재흘수와길이에의해결정된다. 단일한공헌지수를산출하기위해서는두요인간에가중치를설정할필요가있는데부두건설문제의경우선박의만재흘수와길이가건설비에미치는영향은동일하다고할수있다. 본연구에서는두요인간의가중치를 1:1로설정하여분석하기로한다. 단, 선박의만재흘수가관리되지않기때문에대체변수로총톤을이용하기로한다. 선박별부두건설비용은다음과같이산출된다. 우선선박의총톤과길이에대하여각각의가중치를구하고이를평균한다음가중치가작은선박부터가중치가큰선박의순으 - 28 -
게임이론접근법에의한부산항컨테이너부두의비용배분에관한연구 / 성숙경 로번호를매기고이를아래첨자로표시하도록한다. 여기에최대선형의부두건설비용을곱하면각선박이부담해야하는부두건설비용이산출된다. 예를들어, 2005년에부산항 2만톤부두에접안한선박 141척 7) 가운데최대선형의선박을아래첨자 141로나타내면, 2만톤부두의건설비용은 이며, 선박 의부두건설비용 는 이다. 선박별비용배분은 1 단계와마찬가지로샤플리밸류를이용한다. 선박들의집합을, 선박들의유형을 으로두고, 유형선박들의집합을, 그리고그수를 로나타내면, 및 이된다. 먼저 에대 해 그리고 로정의하면 8), 샤플리밸류 는모든유형의선박 과모든선박 에대해다음과같다. 9) (4) 부두건설비용배분문제의샤플리밸류는가장작은유형의선박에필요한부두건설비용은모든유형의선박이접안하는데공통으로필요한부분이므로모든선박들에게동일하게부담시키며, 그다음부터각유형의선박에추가적으로들어가는비용은추가적인규모의시설을필요로하는해당선박들사이에동등하게배분한다. Ⅳ. 컨테이너부두건설비용배분 1. 비용배분에필요한자료의구축 1) 부산항컨테이너부두건설비용부산북항에는 2005년말기준 5천톤 1선석, 1만톤 1선석, 2만톤 2선석, 5만톤 14선석등총 18선석의컨테이너부두가있다. 그러나부산북항컨테이너부두의운영현황을고려하여건설비용을회수할부두의규모와수를 5천톤 1선석, 1만톤 1선석, 2만톤 2선석, 10만톤 7 선석등총 11선석으로조정하였다. 5만톤부두를이어서사용하여 5만톤이상의대형선이접안하고있기때문에 5만톤부두 2선석을 10만톤부두 1선석으로가정한것이다. 부 7) 선박의접안횟수가아니라접안한선박의선형이 141종류였다는것을말한다. 8) 이계산에서 이며, 이된다. 9) Littlechild and Owen(1973) 은동배분규칙이샤플리밸류가단순화된것임을증명하였다. - 29 -
한국항만경제학회지제 24 권제 3 호 ( 2008. 9) 두건설비용은각부두의안벽건설비를구하기어려워토목공사비용을사용하였다 (< 표 1> 참조 ). < 표 1> 부산북항컨테이너부두토목공사비 구분 부두규모 (DWT) 안벽길이 (m) 안벽수심 (m) 토목공사비 ( 백만원 ) 신선대 5만 4 1,200 14 167,881 감만 5만 4 1,400 15 342,514 신감만 5만 2 700 15 153,596 166,196 5천 1 126 7 12 12,600 우암 2만 2 500 10 49,983 자성대 5만 4 1,262 15 89,900 108,400 1만 1 185 15 18,500 합계 18 5,373 834,974 주 : 1만톤이하부두의공사비용은안벽 1m당 1억원으로가정 자료 : 부산항만공사, 부산항항만시설임대료산정체계개선연구, 2005, pp.125-126. 전술한대로컨테이너부두의건설비용을접안료를통해회수하도록되어있으나, 연간접안료징수금액이부두건설비용의약 15.3% 에불과한상황에서접안료인상을통한부두건설비용의 100% 회수는불가능할것으로판단되었다. 이에본연구의분석대상비용이컨테이너부두건설비용이지만실제선박들로부터회수할비용으로 2005년도에징수된접안료를사용하였다. 또한접안료수입을기준으로배분한금액을 0.153으로나누면부두건설비용을배분한것과같은결과를얻는다. 따라서비용배분모형에의한배분결과와현행요율수준을비교하기위해 2005년도접안료수입을기준으로분석하였다. 2) 부산항컨테이너선접안실적부산항컨테이너선접안실적은 ( 주 )KLNET에서집계한 2005년자료를이용하였다. 150 톤미만선박을제외한부산북항의컨테이너전용부두접안선박은 9,129척, 접안료수입은 102억 8600만원으로추정되었다. 일반부두를포함할경우컨테이너선접안척수는 13,743 척, 접안료수입은 117억 600만원으로추정되었다 (< 표 2> 참조 ). - 30 -
게임이론접근법에의한부산항컨테이너부두의비용배분에관한연구 / 성숙경 < 표 2 > 2 0 0 5 년부산북항컨테이너선접안료산정 구분 전용부두접안선박일반부두접안선박포함시접안선박 ( 척 ) 접안료 ( 백만원 ) 접안선박 ( 척 ) 접안료 ( 백만원 ) 5천톤미만 2,340 66 5,116 450 5천 1만톤 1,081 351 2,730 1,202 1만 2만톤 1,625 1,037 1,814 1,223 2만톤초과 4,083 8,832 4,083 8,832 합계 9,129 10,286 13,743 11,706 주 : 접안료는본연구에서계산한것으로, 실제징수금액과다를수있음. 자료 : ( 주 )KLNET 2. 비용배분결과 1) 컨테이너전용부두접안선박샤플리밸류를이용하여선박톤급별비용을배분한결과, 5천톤미만선박은 39억 7500 만원, 5천~1만톤선박은 50억 2300만원, 1만~2만톤선박은 69억 1600만원, 2만톤초과선박은 513억 7200만원을부담해야하는것으로나타났다 (< 표 3> 참조 ). 선박톤급별비용부담액을 2005년접안료로환산하면, 5천톤미만선박은 6억 800만원, 5 천~1만톤선박은 7억 6800만원, 1만~2만톤선박은 10억 5700만원, 2만톤초과선박은 78 억 5300만원을부담해야한다. < 표 3 > 부산항컨테이너전용부두선박톤급별건설비용배분 단위 : 백만원 부두 (DWT) 연건설비용 비용부담선형 (DWT) 샤플리밸류현행방법비율 (%) 5천 1,015 5천미만 3,975 608 5.91 1만 1,491 5천 1만 5,023 768 7.47 2만 4,028 1만 2만 6,916 1,057 10.28 10만 60,753 2만초과 51,372 7,853 76.35 합계 67,289-67,289 10,286 100.0 주 : 연건설비용은사회적할인율 7% 와부두내용년수 30년을가정하고산출. 선박톤급별배분금액을선박별로배분하고현행방법과비교한결과현행방법에서는선박간에상호보조가발생하고있었다 (< 표 4> 참조 ). - 31 -
한국항만경제학회지제 24 권제 3 호 ( 2008. 9) < 표 4 > 부산북항컨테이너부두선박톤급별및척당평균접안료 선형 (DWT) 접안선박선박톤급별접안료 ( 백만원 ) 척당평균접안료 ( 천원 ) ( 척 ) 현행방법샤플리밸류현행방법샤플리밸류 5천미만 2,340 66 608 28 260 5천 1만 1,081 351 768 324 710 1만 2만 1,625 1,037 1,058 638 651 2만초과 4,083 8,832 7,856 2,163 1,923 합계 9,129 10,286 1,127 2만톤미만선박의척당평균접안료는현행방법이샤플리밸류에의한배분결과보다유리한반면, 2만톤초과선박은샤플리밸류에의한비용부담이유리하였다. 소형선과대형선이현행방법에의해이득을얻고있는것은현행요율이낮기때문이다. 샤플리밸류는최대선형을기준으로부두건설비용을배분하므로최대선형에가까울수록비용부담이많아진다. 그러나전체적으로선박별비용부담액은현행방법과비슷한추세를나타냈다. 한편 5천~1만톤선박의비용부담액은 1만~2만톤선박보다많은것으로나타났다. 이것은 5천 1만톤선박과 1만~2만톤선박이부담해야할비용은각각 7억 6800만원과 10 억 5800만원으로차이가별로없는데비해입항척수는차이가많은데기인한다. 2005년에부산북항에입항한컨테이너선은모두 13,743척이었다. 이가운데약 3,000척에해당하는 2만톤미만선박들이부산북항의일반부두를이용하여본연구의비용배분에왜곡이발생하고있는것이다. 2) 일반부두접안선박포함부산북항의일반부두에접안한컨테이너선을포함할경우현행방법과비용배분모형에의한비용배분결과는다음과같다 (< 표 5> 참조 ). 5천톤미만선박과 2만톤초과선박은현행방법이샤플리밸류에의한배분결과보다유리한반면, 5천~1만, 1만~2만톤선박은샤플리밸류에의한비용배분이유리한것으로나타났다. 컨테이너전용부두에접안한선박만을대상으로비용을배분한경우와비교해보면전체적으로선박간비용배분이매우합리적임을알수있다. < 표 4> 의배분결과를보면척당평균접안료가 5천 1만톤은 71만원으로 1만 2만톤선박의 65만원보다많게나왔지만, < 표 5> 의배분결과를보면 5천 1만톤은 32만원, 1만 2만톤선박은 66만원으로선박이클수록부담해야할비용이많아지고있다. 즉선박톤수증가에따른선박별비용부담액이완만하게증가하고있다. - 32 -
게임이론접근법에의한부산항컨테이너부두의비용배분에관한연구 / 성숙경 < 표 5> 부산북항컨테이너선선박톤급별및척당평균접안료 선형 (DWT) 접안선박 ( 척 ) 선박톤급별접안료 ( 백만원 ) 척당평균접안료 ( 천원 ) 현행방법샤플리밸류현행방법샤플리밸류 5천미만 5,116 450 692 88 135 5천 1만 2,730 1,202 874 440 320 1만 2만 1,814 1,223 1,203 674 663 2만초과 4,083 8,832 8,937 2,163 2,189 합계 13,743 11,706 852 Ⅴ. 결론 항만시설투자비는그동안정부의일반회계와교통시설특별회계에의해충당되어왔다. 그러나교통시설특별회계는한시적으로운영되는것으로써항만시설의지속적인확충을위해서는부두건설비용의회수가절대적으로중요하다. 현행접안료부과방법은발생비용과무관하게사용료를부과하고있으므로부두건설비용을제대로회수하지못하는문제점이있다. 협조적게임이론을응용한비용배분은게임에참여하는경기자들에게총비용을배분하는방법이다. 따라서동방법을이용할경우선박들이부담하는금액의합은총비용으로부두건설비용의 100% 회수가가능하다. 본연구에서는협조적게임이론의대표적인해 (solution) 인샤플리밸류를이용하여부두를공동으로이용하는선박간에공정한비용배분방법을제시하였다. 그러나본연구에서는부두건설비용을 100% 회수할수있는비용부담수준을제시하지는않았다. 부두건설비용의회수율이투자비의 15.3% 에불과한상황에서 100% 의비용회수는불가능하다고판단했기때문이다. 그대신본연구에서는 2005년도에징수된접안료를기준으로현행방법과협조적게임이론을응용한비용배분결과를비교하였다. 그결과현행방법에는선박간에상호보조가존재하고있음을알수있었다. 현행방법은소형선과초대형선에유리한것으로나타났다. 따라서부두건설비용을회수하기위한사용료인상뿐만아니라각선박별로상호보조를완화시킬수있도록접안료부과방법을개선할필요가있다는시사점을얻었다. 현행방법을그대로유지하는상태에서일괄적으로사용료를인상하는방법은비용보전의문제는해결할수있지만, 상호보조의문제는여전히남게된다. 본연구는공정하고효율적인접안료부과방법으로서협조적게임이론을응용한비용배분방법을제안한다. 본연구는컨테이너부두의건설비용회수를위해게임이론을적용한연구로추후연구되어야할과제들이많을것이다. 우선물리적으로부두를접안가능한선박규모에의해분류한후, 2단계에걸쳐비용을배분하고있어경계점에서비용이왜곡되는문제가발생하는점이다. 선박의총톤과길이의합리적인조정에의해이러한비용왜곡은많이개선 - 33 -
한국항만경제학회지제 24 권제 3 호 ( 2008. 9) 될수있을것이라판단된다. 참고문헌 1. 김형태 한광석, 전국항만의시설사용료율산정에관한연구, 한국해양수산개발원, 1997. 2. 이상원 이종철 전영섭, 게임이론적접근법에의한공항이착륙시설의비용배분, 경제논집, 36. 1, 서울대학교경제연구소, 1997, pp.79-105. 3. 전영섭, 샤플리밸류를응용한비용배분의공평성, 경제논집, 30. 2, 서울대학교경제연구소, 1991, pp.231-244. 4. 정봉민, 항만시설사용료정책방향, 해운산업연구원, 1994. 5. 한국해양수산개발원, 항만시설사용료체계개편방안에관한연구, 2004. 6. Bergantino, A. S. and Coppejans, L., A game theoretic approach to the allocation of joint costs in a maritime environment: a case study, Occasional Papers, 44, Department of Maritime Studies and International Transport, University of Wales, Cardiff. 7. Bergantino, A. S. and Coppejans, L., "Shipowner preferences and user charges: allocating port infrastructure costs", Transportation Research Part E, Logistics and Transportation Review, 36(2), 2000, pp.97-113. 8. Bennathan, E. and Walters, A. A., Port Pricing and Investment Policy for Developing Countries, New York: Oxford University Press, 1979. 9. Button, K., "The economics of port pricing", Maritime Policy and Management, 6(3), 1979, pp.201-207. 10. Gilman, S., "Pricing policy and operational controls in container terminals", Maritime Policy and Management, 5(1), 1978, pp.89-96. 11. Heggie, I., "Charging for port facilities", Journal of Transport Economics and Policy, 8(1), 1974, pp.3-25. 12. Littlechild, S. C. and Owen, G., "A simple expression for the Shapley value in a special case", Management Science, 20(3), 1973, pp.370-372. 13. Littlechild, S. C. and Thompson, G. F., "Aircraft landing fee: a game theory approach", The Bell Journal of Economics, 8, 1977, pp.186-204. 14. Meyrick, S., Port pricing: some observations on pricing principles and practice, ASRRF Working Paper 5, Center for Transport Policy Analysis, University of Wollongong, Australia, 1989. 15. Moulin H., Cooperative Microeconomics: A game-theoretic introduction, Princeton University Press, 1985. 16. Sharkey, W. W., "Suggestions for a game-theoretic approach to public utility pricing and cost allocation", The Bell Journal of Economics, 13(1), 1982, pp.57-69. 17. Tally, W. K., "Port pricing: a cost axiomatic approach", Maritime Policy and Management, 21(1), 1994, pp.61-76. - 34 -
게임이론접근법에의한부산항컨테이너부두의비용배분에관한연구 / 성숙경 < 요약 > 게임이론적접근법에의한부산항컨테이너부두의비용배분에관한연구 성숙경 현행접안료부과방법은부두건설비용과무관하게사용료를부과하고있으므로부두건설비용을제대로회수하지못하는문제점이있다. 본논문에서는부두건설비용배분문제에협조적게임이론을응용함으로써컨테이너부두의건설비용보전을위한접안료부과방법을제시하였다. 연구결과부산항컨테이너부두의경우선박간에상호보조 (cross subsidy) 가발생하는것으로분석되었다. 2만톤미만선박은현행방법이유리한반면 2만톤초과선박은샤플리밸류에의한비용배분이유리한것으로나타났다. 따라서부두건설비용을회수하기위한사용료인상뿐만아니라각선박별로상호보조를완화시킬수있도록접안료부과방법을개선할필요가있다는시사점을얻었다. 현행방법을그대로유지하는상태에서일괄적으로사용료를인상하는방법은비용보전의문제는해결할수있지만, 그경우에도상호보조의문제는여전히남게된다. 본연구는공정하고효율적인접안료부과방법으로서협조적게임이론을응용한비용배분방법을제안한다. 주제어 : 접안료, 비용배분, 협조적게임이론, 부두건설비용, 샤플리밸류 - 35 -