[논문이야기] 이 많은 따릉이들은 어디서 왔을까? ③

출근 시간엔 주거지역에, 퇴근 시간엔 업무지구에 자전거 반납수 많다 따라서 출근 시간과 퇴근 시간에 집중해 자전거 재배치 최적화가 이뤄져야 하루 기준 새벽에 한 번만 주거 지역의 자전거 공급 늘려 재배치 최적화 달성

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[논문이야기] 이 많은 따릉이들은 어디서 왔을까? ②에서 이어집니다

주요 업무지구의 출퇴근 시간 따릉이 이동 패턴 분석(Part 4)

앞선 논문이야기에선 자전거길 조성이 잘 돼 있으며 한강 자전거길 접근이 쉬운 서울시 내 신규 개발 업무지구로 따릉이 사용량이 집중된다는 사실을 살펴봤습니다. 따라서 따릉이 사용의 집중이 되는 초거대 업무지구 5곳을 중심으로 분석을 시작하고자 합니다.

한 가지 가설을 세웠습니다. 그것은 평형상태라고 하는 개념입니다. 대여소 기준으로 대여와 반납이 평형상태를 이룬다면 추가적인 자전거 재배치는 필요 없다는 것입니다. 대여소의 평형상태를 효율적으로 유지하기 위해 자전거 대여와 반납을 정확히 예측하고, 나아가 이를 통해 따릉이 사업의 적자를 극복하는 것이 본 논문의 요지입니다.

대여소 기준의 평형상태란?

기존 따릉이 사업은 3교대로 자전거 재배치를 진행하고 있습니다. 본 논문이야기의 핵심은 대여소의 평형상태를 효율적으로 조성해줌으로써 기존 3교대에서 1교대로 재배치 효율성을 높이고 운영비용을 최소화하는 것에 있습니다. 해당 논리를 전개하기 위해 먼저 평형상태에 대한 기본 개념부터 정리하고, 다음으로 비 평형 상태인 (i)아침 출근 시간과 (ii)퇴근 시간의 두 가지 다른 비 평형상태에 대해 알아보도록 하겠습니다.

대여소 별 자전거 대여 및 반납의 차이가 최소화 된 예

평형상태란 대여소의 자전거 대여수와 반납수가 정확히 일치하는 것을 의미합니다. 본 논문의 방법론대로 자전거 대여수와 반납수를 정확히 예측했다면, 새벽 ‘단 한 번’만의 자전거 재배치를 통해 출근과 퇴근의 1 사이클을 순환하면서 따릉이 대여소의 평형상태가 유지될 것이라는 게 본 논문의 요지입니다.

출근 시간대(비 평형 상태 Case1)엔 방사된 주거지역에서 업무지구로 자전거 반납이 몰린다

한편 비 평형 상태의 첫 번째 케이스로, 업무 지구의 ‘오전 출근 시간’을 들 수 있습니다. 오전 출근 시간은 주거지역에서 대여가 이뤄진 뒤, 업무지구에 자전거의 반납만 집중된 시간대입니다. 이때 만약 한 곳의 대여소(예: 마곡 업무 지구)에 자전거가 얼마나 몰리는지에 대한 수치를 예측할 수 있다면, 과잉 배치된 자전거 수를 공급이 부족한 다른 대여소로 옮김으로써 오전 출근 시간의 과잉현상을 사전 방지할 수 있습니다.

출근 시간대(비 평형 상태 Case1)엔 업무 지구로 반납이 몰려 과잉 거치가 발생한다. 따라서 과잉을 막기 위해 사전에 거치된 자전거수를 낮춰야 한다

다시 말해, 통계적 방법론을 활용함으로써 초거대 업무지구의 출근시간에 자전거가 몰려 수많은 직장인들의 반납 따릉이로 대여소가 가득 채워지는 것을 미리 예방할 수 있다는 것입니다. 따라서 통계적 추정을 통해 초거대 업무 지구의 자전거 거치소에 최대 대여 수요만 유지한 채 나머지 자전거는 다른 곳으로 옮기는 것이 효율화의 시작일 것으로 생각됩니다.

비 평형 상태의 두 번째 케이스로, 업무 지구의 ‘오후 퇴근 시간’을 들 수 있습니다. 오후 퇴근 시간은 사무실 근처 업무지구에서 자전거를 대여해 주거지역으로 퇴근을 하는 직장인이 많은 시간대입니다. 이때 따릉이를 통해서 출근한 사람은 퇴근도 따릉이를 타고 주거지역으로 할 가능성이 높기 때문에, 퇴근시간의 업무지구 자전거 대여수는 출근시간의 반납수와 비슷할 것으로 예상 할 수 있습니다.

퇴근 시간대(비 평형 상태 Case2)엔 업무지구에서 주거지역으로 자전거 반납이 분산된다

오전 출근 시간과 다르게, 오후 퇴근 시간에는 초 거대 업무지구의 따릉이 대여소에 자전거가 아주 많아야 하는 시간대입니다. 이를 위해선 오전에 과잉으로 채워진 초 거대 업무지구의 따릉이 대여소에 자전거 거치를 유지하거나 혹은 부족한 부분으로 더욱 채워서 오후 퇴근 시간의 자전거 대여 수요량을 맞춰야만 합니다.

퇴근 시간대(비 평형 상태 Case2)엔 주거 지역으로 자전거 반납이 분산되고, 이로 인해 각 주거 지역의 대여 수요량이 반납 자전거수보다 커지게 된다. 따라서 부족을 막기 위해 과잉 반납된 대여소의 자전거를 부족 대여소로 옮겨야 한다

오전 출근에 의해 이뤄진 과잉반납과 오후 퇴근에 의해 이뤄진 과잉대여를 최적화함으로써 대여소 별 전체 증감수를 최소화(평형 상태 유지)할 수 있습니다. 핵심 내용을 요약하자면 아래와 같이 나타낼 수 있습니다.

주요 업무지구의 따릉이 이동 패턴 분석 요약

출근 시간에는 반납이 주로 이뤄집니다. 따라서 새벽 시간을 활용해 업무지구 따릉이 거치대의 자전거 거치수를 최소화하고, 업무 지역으로 많이 이동하는 주거지역으로 자전거를 옮겨둡니다.

한편 퇴근 시간에는 대여가 주로 이뤄집니다. 따라서 업무 지구의 자전거 대여소는 오전의 과잉상태를 유지해야 합니다. 이때 주거 지역에선 퇴근 시간에 반납이 많이 이뤄지지만 다음날 아침 출근시간의 부족을 대비해 주거지역의 자전거 과잉 상태를 유지합니다. 이는 퇴근 시간대에 업무 지구에서 주거 지역으로 자전거 반납이 분산되기 때문에, 여타 과잉 지역에서 자전거를 끌어옴으로써 각 주거 지역에서의 대여 부족 사태를 막자는 의도로 풀이할 수 있습니다.

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