회귀분석을 이용한 AR 결정 및 지하철 효율성 평가
AR Determination Using Regression Analysis and Efficiency Evaluation of Metropolitan Rail Transit
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본 논문은 DEA 모형을 사용하여 2006년부터 2008년의 3개년 동안 국내 지하철 운영기관 6곳의 효율성을 비교․평가한 연구이다. 본 연구에서 제시한 다중회귀분석을 이용한 DEA-AR(R) 모형은 다중투입과 단일산출변수일 경우 적용가능하며, 변수 간 통계적 유의성이 존재할 경우 사용할 수 있다. AR 범위를 지정하는 방법은 다중회귀분석의 결과로 제시된 회귀계수와 회귀결정계수 값을 이용하여 투입변수들의 산출변수에 대한 영향력의 정도에 따라 가중치를 설정하였다. 본 연구에서 개발한 DEA-AR(R) 모형의 효율성 값은 기존의 가중치 제약을 위한 방법으로 주로 사용되던 AHP를 이용한 DEA-AR 모형의 효율성 값과 통계적으로 유의한 차이는 없는 것으로 나타났다. 이는 DEA-AR(R) 모형과 DEA-AR(AHP) 모형은 비슷한 결과를 보이므로, 본 연구에서 지하철 운영기관의 효율성 측정을 위해 새롭게 사용한 AR 지정방법도 DEA-AR 모형의 가중치 제약을 하는 한 방법으로서 설득력 있는 결과를 도출한다고 할 수 있다. DEA-AR(R) 모형의 검증을 위하여 국내 6개 대도시 지하철 운영기관을 대상으로 효율성을 평가한 결과 서울메트로 등 수도권과 연계된 지하철 운영기관이 상대적으로 효율적인 것으로 나타났다. 그리고 한정된 투입요소를 이용하여 산출요소의 양을 늘리기 위한 좋은 대안으로 지하철 노선 및 다른 대중교통 수단과의 환승 및 연계 노선 강화 정책을 우선적으로 수립할 필요가 있는 것으로 나타났다. 또한, 지하철운영기관 대부분이 체증규모수익인 것으로 나타나 적절한 수준의 투입증가를 통해 성과를 개선할 수 있는 것으로 나타났다. 연구 결과로 제시된 효율성 분석결과는 효율성 상승을 도모하는 국내 지하철 운영기관에 유용한 정보를 제공할 것이라 판단된다
Abstract
We analysis the efficiency of Korean rail transit corporations using DEA (Data Envelopment Analysis). DEA model as an optimized hydraulic model evaluating relative efficiency of Decision Making Units(DMU) operated with the same goal evaluates efficiency with input variables and output variables of DMU. Stepwise regression analysis has been implemented to acquire the dependence of the variables after choosing candidates for input and output variables based on the opinions of the hands-on workers from rail transit corporations and experts to choose optimized input and output variables. As a result, earnings from transportation, operating skills and the number of vehicles are chosen as the variables. There are CCR model and BCC model in DEA model. DEA-AR model confining the extent of weight has been developed to overcome the shortcomings which basic model has. DEA-AR(R) model using multiple regression analysis which is suggested as a new model confining the weights in this thesis can be applied in case of multiple inputs and single output variables and can also be used when statistical significance among the variables exists. The methods to designate the extent of AR is to set the weights in accordance with influence on output variables of input variables by using regression coefficient produced as the results of multiple regression analysis and regression coefficient determination. Regression coefficient of each independent variable in multiple regression analysis is to indicate how much the alteration per unit of the relevant independent variables affects that of the dependent variables when other independent variables are fixed. Therefore, the ratio(regression coefficient ratio) among regression coefficients in several independent variables can be regarded as the ratio of relative influence on dependent variables among independent variables. The value of efficiency of DEA-AR model using multiple regression analysis developed in this research and the value of efficiency of DEA-AR model using AHP which is a method confining the weights have been compared to verify if there are any differences. As a result, Pearson correlation coefficient is over 0.958 and the results of Mann-Whitney test show that there is no difference in average efficiency. AR designation method newly used in this research to measure efficiency of subway operating agencies as a method confining the weight of DEA-AR model can also induce appealing results because DEA-AR(R) model and DEA-AR(AHP) model show similar results. To verify DEA-AR(R) model in this thesis, evaluations on the efficiency of the subway operating agencies in 6 major cities in the nation have been made and the results show that Seoul Metro and other subway operating agencies connecting metropolitan areas are relatively efficient. They indicate that policies focused on transferring and connecting routes between subway lines and other public transportations as an alternative to augment the amount of output elements by using limited input elements need to be established first. They also show that more improvements can be made through a moderate level of input increases because most subway operating agencies make increasing scale earnings. The results of analysis of efficiency suggested in research will provide useful information for subway operating agencies in the nation attempting to obtain the rise in efficiency.
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