[해외출장 복명서]

계획지원도구 개발방법론 조사

2010. 7

• 출 장 지: UC버클리, UC데이비스, 포틀랜드, 씨애틀

• 출장일시: 2010년 6월 2일 ~ 6월 11일 (9박 10일)

• 출 장 자: 김대종 (국토연구원 책임연구원)

국토인프라·GIS연구본부

[목 차]

I. 출장개요 1

1. 출장목적 1

2. 출장일정 2

II. 출장 중 주요 수행내용 3

1. UrbanSim 개발자 면담 3

2. PECAS 개발자 면담 8

3. MetroScope 개발자 면담 13

4. Paul Waddell 교수 면담 17

III. 출장결과 시사점 20

1. 모형개발은 연구자가 직접 개발해야 할 필요가 있음 20

2. 장기 계획과 안정적인 투자가 필요 20

3. 다양한 전문가가 참여하는 협력체계 20

4. 실제 적용을 통한 모형 검증 및 고도화 21

5. 오픈 플랫폼 구축 21

[부록 1] Agenda for Meeting 22

[부록 2] UrbanSim Conference at Zurich 23

[부록 3] UrbanSim Conference at UC-Berkely 25

[부록 4] UrbanSim 구조 27

- 1 -

I. 출장개요

1. 출장목적

○ 우리원에서는 토지이용규제 변경, 신도시 개발, 도로 등 인프라 신설

등 국토구조의 변경을 가져오는 정책의 파급효과를 객관적이고 과학

적으로 미리 모의실험할 수 있는 국토정책시뮬레이션 모형 개발 연구

를 수행하고 있음

○ 미국 등 선진국에서는 이러한 목적을 위해 다양한 계획지원체계(PSS:

Planning Support System)를 개발하여 활용하고 있음

○ 한국형 국토정책시뮬레이터를 개발하기 위해 현재 널리 사용하고 있는 계

획지원체계를 어떻게 개발했는지 그 기술적인 사항과 개발경험 그리고 활

용사례와 한국에의 적용가능성 등을 조사함

○ 구체적으로는 현재 미국뿐만 아니라 세계에서 가장 널리 이용되고 있으면

서 오픈 플랫폼으로 개발된 UrbanSim과 포틀랜드 메트로에서 오래전부터

자체 개발하여 업무에 활용해오고 있는 MetroScope, 최근 캘리포니아 주를

대상으로 개발하고 있는 PECAS 등의 개발자를 면담함

○ 출장의 목적을 보다 효과적으로 달성하기 위해 [부록 1]과 같이 우리 연구

원에서 개발하고자 하는 ‘국토정책 시뮬레이터’의 방향에 대한 자료를 미리

면담자들에게 송부함

- 2 -

2. 출장일정

월일

(요일)출발지 도착지

방문

기관업무수행내용

접촉예정인물

(직책포함)

6.2(수) 인천샌프란시

스코-

- 도착

- 버클리 이동-

6.3(목) - 버클리UC,

Berkeley

UrbanSim:

설계·개발방법론

Dr. Liming Wang

(Core developer)

6.4(금) 버클리 데이비스UC,

Davis

PECAS면담:

설계·개발·활용

경험

Dr. Shengyi Gao

(Project scientist)

6.5(토) - - 면담내용정리 -

6.6(일) 데이비스 포틀랜드 - 이동 -

6.7(월) - - -회의자료 점검

일정확인 등-

6.8(화) - - Metro

Metroscope면담:

개발·활용경험,

발전방향

Sonny Conder

(Principal Planner)

Dennis Yee

(Chief Economist) 등

6.9(수)

포틀랜드 시애틀 -면담내용정리 및

이동-

- - Seattle

UrbanSim:

설계·개발·활용

경험, 발전방향

Paul Waddel

(UC-Berkely Professor,

UrbanSim Project

coordinator)

6.10(목) 시애틀 - - 출발 -

6.11(금) - 인천 - 도착 -

- 3 -

II. 출장 중 주요 수행내용

1. UrbanSim

□ Dr. Liming Wang

○ UrbanSim개발자인 Paul Waddell교수가 워싱턴대학교 (도시설계 및 계획학

과)에 있을 때 박사학위를 받았으며, Paul Waddell 교수가 2009년

UC-Berkeley(도시 및 지역계획학과)로 옮기면서 박사 후(Post Doc) 과정으로

옮겨옴

[그림 1] Wang박사와 필자. UrbanSim 회의가 막 끝난터라

오른쪽 우상단에 'UrbanSim Conference'라는 소박한 안내가

남아있다.

□ UrbanSim의 개요

○ UrbanSim은 미국에서 개발된 계획지원체계로 정책(토지이용계획 및 교통계

획)이 고용, 인구이동, 교통, 지가, 환경(대기) 등에 어떠한 영향을 미칠 것

인지를 미리 예측해보는 의사결정지원시스템임

○ 1990년 후반에 UrbanSim 개발사업을 시작하였으며, 현재에도 계속 진화중

인 시스템

- 1990년 초에 씨에라클럽과 환경보호기금은 샌프란시스코만에서 소송을 제

기하여 광역교통계획과정을 수용하게 하였으며, 이는 모든 광역계획기구

(MPO: Metropolitan Planning Organization)1)에 경종을 울림

1) MPO는 연방정부의 법에 근거하여 대도시권의 공간계획(교통, 토지이용 등)을 담당하고 있으며, 지방정부와 교통당국의 대표자로 구성됨. 도시화된 지역의 인구가 5만 이상이면 MPO를 구성하도

록 법제화되어 있고, 다양한 이해당사자와 이웃 지역이 지속적이고 협력적이며 종합적인 공간계획

(3C: Continuing, Cooperative, Comprehensive)을 수립하기 위한 조직임. 현재 미국 내에 약 400여개

의 MPO가 있으며, 지역마다 다른 이름을 가짐.

- 4 -

- 1991년 맑은 공기법(Clean Air Act) 개정으로 광역교통계획은 토지이용계획

과 조율되게 의무화하였으며, 토지이용계획, 교통계획 및 환경계획을 종합

지원하기 위해 UrbanSim을 개발하기 시작함

- 1998년 처음으로 UrbanSim 프로그램 소스를 인터넷에 공개하였으며,

Amsterdam, Brussels, Detroit, Honolulu, Houston, Paris, Rome, Salt Lake City,

San Francisco, Seattle, Seoul, Taipei, Tel Aviv, Zurich 등에서 도입하기 시작함

- 이후에는 NSF(National Science Foundation)와 UrbanSim을 도입하려는 프로젝

트에서 펀드를 지원받아 UrbanSim 모형을 계속 연구하고, UrbanSim 시스템

을 개선하여 정책을 입안하는 사용자의 요구를 충족시킬 수 있도록 보다 신

뢰있고 정확한 결과를 얻을 수 있는 시스템으로 발전시킴

○ UrbanSim은 과거 10년 동안 성능, 모듈화, 융통성 그리고 투명성을 개선하

기 위해 몇 차례 재개발되었고, 2005년에는 오픈플랫폼인 OPUS(Open

Platform for Urban Simulation)를 개발하기 시작하여 2006년에 공개하였으며,

현재 UrbanSim은 OPUS를 기반으로 작동함

□ 면담내용

○ 매년 개최하는 UrbanSim Conference는 어떠했는가?

- 미국과 스위스 두 곳에서 UrbanSim 회의를 개최함

- 5월 19일에서 22일까지는 스위스 Zurich에서 개최하였으며, 2010년에 시작

된 ‘지속하는 도시 프로젝트’(SustainCity project)에 초점을 맞춤

· 이 프로젝트는 UrbanSim과 다이나믹 교통모형(MATSIM과 METROPOLIS)을 이용하여 유럽도시들의 지속성을 모델링하는 프로젝트임

· 자세한 회의내용은 [부록 2] 참조

- UC-버클리대학교에서는 5월 25일과 26일에는 UrbanSim 소개과정, 27일과

28일에는 UrbanSim응용 등에 대한 컨퍼런스를 개최하였으며, 약 40여명의

UrbanSim 개발자가 참여함 (아프리카에서도 1인 참여)

· 자세한 회의내용은 [부록 3] 참조

- 5 -

○ 실제 프로젝트에 적용하여 성공한 사례가 있는가?

- Salt Lake 고속도로 건설 초기에 시민단체(Sierra Club과 Utahans for Better

Transportation)가 주정부를 상대로 환경영향평가가 너무 부실하다는 소송을

제기함

· 새로운 고속도로 건설은 새로운 교통수요를 발생시키기 때문에 기존의 교

통체증문제를 해결하기 위한 대안이 될 수 없으며, 이로 인해 환경 또한

훨씬 나빠질 것이라는 것을 UrbanSim을 이용하여 모의실험하여 증명함2)

- Seattle 대도시권에 건설된 다리(SR 520)가 노후하여 2015년에 재건설 및 확

장 프로젝트를 추진한다고 했을 때, UrbanSim을 이용하여 그 영향을 예측함

· 이 프로젝트는 Seattle 대도시권 MPO인 PSRC(Puget Sound Regional Council)에서 추진하고 있음

· PSRC는 King County, Kitsap County 그리고 Snohomish County로 이루어며, Seattle은 King County에 있는 도시 중 하나임

- 그 밖에, Honolulu(Hawaii), Eugene-Springfield(Oregon), Seattle(Washington),

Houston(Texas), Paris(France), San Francisco(California) 등에서 도시성장관리

등 다양한 맥락에서 UrbanSim을 적용했거나 진행중임

○ UrbanSim에서 Agent-based model(ABM) 기법은 어떻게 이루어지는가?

- 자료는 주로 MPO에서 조사한 것이 대부분이며, 경우에 따라 자체 설문조사

한 자료를 이용함

- UrbanSim의 ABM은 분석하는 대상이 가구 또는 사람이나 기업으로 이들이

어디에 입지하는가를 선택모형(discrete choice model)으로 구현한 것임

- ABM의 특성중인 하나인 행위자간, 즉 가구간, 기업간 또는 가구와 기업간

상호작용으로 의사결정이 바뀌는 과정은 구현하지 않았음

○ UrbanSim의 OPUS(Open Platform for Urban Simulation)는 무엇인가?

2) Waddell, P., G. F. Ulfarsson, et al. (2007). "Incorporating land use in metropolitan transportation planning." Transportation Research Part A: Policy and Practice 41(5): 382-410.

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[그림 2] OPUS 사용자 그래픽 환경. [Models]를 오른쪽 마우스 클릭하면 이미

개발되어 있는 템플릿으로 새로운 모델을 빠르게 개발할 수 있다.

- UrbanSim은 다양한 모형으로 구성되어 있고, 이를 개발하기 위해서는 다양

한 기반(resources)을 구축해야 하고 또한 이를 유지·관리하기 위해 많이 노

력해야 함

- OPUS는 다양한 모형을 동일한 플랫폼에서 개발할 수 있는 컴퓨팅 환경으로

보다 효율적으로 모형을 개발할 수 있음

- OPUS는 공개 소프트웨어로서 많은 인기를 누리고 있는 통계패키지인 R 프

로젝트 (http://www.r-project.org)에서 아이디어를 얻음

- OPUS의 비젼은 모형을 보다 효율적으로 개발하고 활용하기 위하여 검증되

고 모듈화된, 그리고 확장가능한 오픈 소스 프레임워크와 그 과정을 개발하

는 것임

- OPUS는 모형을 개발하고 활용하는 과정을 기반으로 다양한 기능을 쉽게 이

용할 수 있는 사용자 그래픽 환경(GUI: Graphic User Interface)을 제공함(그

림 2)

· [Data] 탭은 다양한 출처의 자료를 OPUS 자료형태로 가져올 수 있는 기능

- 7 -

을 제공함

· [Models] 탭은 새로운 모델들을 개발하고 구성하며, 예측변수로 사용할 변

수를 지정하고, Ordinary Least Squares나 Maximum Likelihood 기법을 이용

하여 모델의 파라미터를 추정하는 기반(infrastructure)을 제공함

· [Scenario] 탭은 시나리오를 쉽게 작성하고 시뮬레이션을 시작할 수 있는

기능 및 그 과정을 지켜볼 수 있는 기능을 제공함

· [Results] 탭에서는 시뮬레이션 결과를 관리하고 그 결과의 지표를 지도, 챠트 및 도표로 시각화하는 방법을 제공함

· 이 사용자 그래픽 환경은 확장성 생성언어(XML: eXtensible Markup Language) 파일들로 이루어져 있으며, 각종 도구, 변수, 지표 및 기타 기능

들을 쉽게 추가 또는 확장할 수 있음

- OPUS는 파이썬(Python)이라는 프로그래밍 언어를 이용하여 개발하였는데,

객체지향 언어로써 컴퓨터의 메모리 사용을 쉽게 관리할 수 있고, 객체를

더 이상 사용하지 않을 때는 자동으로 메모리를 비우는 등 다양한 장점을

가지고 있음

· Java 프로그램 길이의 약 1/5정도로 동일한 프로그램을 개발할 수 있음

· 특히 매우 훌륭한 오픈소스 라이브러리를 가지고 있음

· 다양한 패키지 또는 소프트웨어를 엮어서 하나의 시스템을 개발할 수 있

는 여러 가지 방법을 제공함

· OPUS는 Numpy, Scipy, Matplotlib, SQLAlchemy, pyQt4 등 모형에서 필요한

기능을 제공하는 다양한 컴포넌트들로 이루어져 있음 (부록 4 참조)

○ 모형은 어떻게 개발하는가?

- [그림 2]처럼 OPUS의 GUI를 이용하여 기존 템플릿을 이용하여 새로운 모형

을 빠르게 개발할 수 있음

- 실제 Wang 박사가 OPUS를 이용하여 모형을 개발하는 시범을 보여줌

- 8 -

2. PECAS 개발자 면담

□ Dr. Shengyi Gao

○ Research Scientist, Environmental Science & Policy, UC-Davis

○ 2006년 UC-Davis에서 교통분야로 박사학위를 취득하였고, 현재 California

PECAS, Southern California Area of Governments(SCAG) PECAS model,

Association of Bay Area Governments (ABAG) PECAS model, 베이징 PECAS

model 프로젝트를 수행하고 있음

[그림 3] 토지이용계획과 교통

계획의 통합모형 중 하나인

PECAS를 파워포인트 자료를

이용하여 설명하고 있는 Gao 박사. Skype라는 인터넷전화를

이용하여 PECAS 프로젝트 팀

원간 회의를 하고 있어 원래

회의시간보다 조금 늦어졌다. 굳이 한 장소에 안모이고 각자

위치에서 회의를 한다는 게 효

율적으로 보였다.

□PECAS 개요

○ 파워포인트 발표자료를 이용하여 PECAS가 무엇이고 어떻게 적용하는지 그

과정을 설명함

○ PECAS는 Production, Exchange, and Consumption Allocation System의 약자

○ PECAS는 공간에서 벌어지는 경제활동(Activity Allocation)과 이를 위해 필

요한 공간개발(Space Development) 두 모형의 상호작용으로 이루어진 공간

IO모형(spatial input output model)임

○ 경제활동(AA: Activity Allocation) 모형

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- Aggregate allocation system으로 교통분석단위(TAZ: Traffic Analysis Zone)나

TAZ를 합한 공간단위를 분석단위로 함

- 네스티드로짓모형(Nested logit model)을 이용하여 세 가지 형태의 선택사항

을 구현함

· 첫 번째는 활동이 이루어지는 위치를 선택하는 것이고

· 두 번째는 주어진 위치에서 활동별 원단위를 생산하거나 소비하는데 얼마

만큼의 상품(재화, 서비스, 노동 및 바닥면적)을 선택할 것인지를 결정하는

것이고

· 세 번째는 생산되고 소비된 상품을 어디에서 얼마만큼 교환(사고 팔고)하는지를 선택하는 것인데, 교환하는 zone(여기서는 TAZ: Traffic Analysis Zone)이나 시장의 선택을 의미함

· 세 번째는 재화와 서비스를 이동 또는 운반하는 선택을 의미하는데, 교통

모형으로 계산한 유통특성을 이용하여 운반비를 계산함

- 세 가지 형태의 선택사항은 양방향으로 연결되어 있기 때문에 생산, 소비

그리고 입지는 모두 가격과 교통여건에 의해 영향을 받음

- 교환지역별로 각 상품을 소비할 수 있는 가격이 형성되는데, 높은 가격은

수요를 감소시키고 공급을 증가시킴

○ 토지개발모형(SD: Space Development)

- AA 모형에서 도출한 바닥면적 형태에 따른 가격정보를 토지특성정보와 같

이 이용하여 단위토지당 개발형태별 기대이익을 계산함

- 이 개발기대이익은 개발할 토지를 선택할 때 로짓모형의 효용함수로 사용

함

- TAZ를 기반으로 하는 Aggregate 자료기반 접근방법과 필지중심의

Disaggregate 자료를 기반으로 하는 방법 모두 가능함

- [그림 4]는 AA와 SD모형이 상호작용하며, 다음 년도로 넘어가는 것을 보여

주는데, 거시경제(인구, 고용) 지표는 외부에서 주어짐

- 10 -

[그림 4] AA와 SD 그리고 교통모델의 상호작용. 1년단위로 시뮬레이

션하며, 그 결과는 다음 년도의 바탕이 됨

□ 면담내용

○ PECAS 모델의 장점 또는 UrbanSim과의 차이점은?

- PECAS는 기반으로 하고 있는 경제이론이 튼튼함

· UrbanSim은 Hedonic 모델링으로 지가를 추정하고 이 신호를 모형에서 이

용하고 있으나, 실제 시장에서는 수요와 공급에 의해 이루어짐

· PECAS는 경제활동을 경제이론을 기반으로 모델링한 것이기 때문에 다른

어떤 모델보다 정확한 결과를 얻을 수 있음

· 경제활동은 TAZ 단위로 분석하지만 토지이용변화는 필지를 중심으로 분

석할 수 있음

· 향후 4단계 교통모델이 아닌 보다 현실적인 Activity-based 교통모델과 통

합하면 가장 완벽한 계획지원도구가 될 것임

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- [그림 5]3)는 계획지원도구가 발전하는 방향을 나타낸 것으로 맨 왼쪽 세로

는 토지이용모델, 상단 가로는 교통수요모형의 발전단계를 나타낸 것임

[그림 5] 계획지원도구의 진화방향 (E.J. Miller. P.A. Salvini. 2001. The Integrated Land Use, Transportation, Environment(ILUTE) Microsimulation Modelling system: Description and current status. In: The Leading Edge in Travel Behaviour Research (D.A. Henscher, ed.), Selected Papers from the 9th International Association for Travel Behaviour Research Conference, Gold Coast, Queensland, Australia.

· UrbanSim의 토지이용모형은 ‘Land allocation with price signals'이고 교통수

요모형은 'Logit/peak-period assignment'단계에서 오른쪽 'Activity-based'로 발

전하고 있음

· 반면 PECAS는 토지이용모형이 'Fully integrated market-based model'이고, 오른쪽 'Activity-based'로 발전하고 있음

3) R.A. Johnson, M.C. McCoy. 2006. Assessment of Integrated Transportation/Land Use Models (Final Report). Information Center for the Environment, Department of Environmental Science & Policy. 이 자

료는 PECAS 개발진이 작성한 것임

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- 표 1는 계획지원체계 모형이 갖추어야 할 항목을 기준을 유사 모형을 비교

한 것으로 UrbanSim과 PECAS는 모든 항목에서 좋은 평가를 받음

[표 1] PECAS와 기타 다른 모형과의 비교 (전게서)

· UrbanSim은 공간단위에 따라 Grid Cells, Zones(TAZ), Parcel(기타 가구, 기업, 사람 등은 Agent 단위로 표현) 시스템으로 나뉘어져 있는 반면, PECAS는 경제활동(AA)모형은 TAZ를 기반으로, 토지이용변화(SD) 모형은 TAZ 또는 필지를 기준으로 작동함

○ PECAS에 대한 설명을 듣고 느낀 점

- PECAS를 설명하면서 진행중인 California PECAS 관련 테이블을 상당히 많

이 보여주었는데, 우리나라에도 과연 이런 자료가 있을까라는 의문이 생김

- PECAS가 튼튼한 경제이론에 기초하고 있다고 하지만, 실제 경제활동 모델

링에서 경제주체인 사람/가구/기업은 생략되어 있고, 그 결과인 생산된 재화

와 소비된 자원만을 대상으로 하고 있다는 생각임

- 특히, PECAS S/W가 어떻게 생겼는지는 듣지도 보지도 못해 아쉬움

- 13 -

3. MetroScope 개발자 면담

□ 회의 참석자

○ Sonny Conder

- Principal planner, Oregon Metro

○ Dennis Yee

- Chief Economist, Data Resource Center, Oregon Metro

○ Jim Cser

- Associate GIS Specialist, Research Center, Oregon Metro

○ Thomas Friderich

- Vice President, PTV Vision Sales & Marketing, PTV

[그림 7] 회의 참석자들. 맨 오른쪽부터 MetroScope 처음 개발했고

현재도 그 개발을 적극 이끌고 있는 Sonny Conder, 왕성한 의욕으

로 MetroScope을 발전시키고 있는 Dennis Yee 그리고 개발진들. 맨왼쪽 필자 뒤에는 독일에서 온 교통모형전문회사인 PTV 영업 부사

장임

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□ MetroScope 개요

○ ‘MetroScope 101’이라는 MTAC에서 발표한 자료를 이용하여 Sonny Conder

와 MetroScope 개발진이 MetroScope에 대하여 설명함

○ MetroScope은 포틀랜드시에 있는 Oregon Metro에서 Sonny Conder라는 계획

가가 업무를 하면서 직접 개발하기 시작하여 발달해온 계획지원도구로 도

시성장관리 등 계획업무에 활용해옴

○ MetroScope 발전과정

- 1996년에 주택수요분석을 위해 하나의 지역을 대상으로 주거지모형을 스프

레드 쉬트로 개발함

- 1999년 비주거지 모형을 추가 개발함

- 2001년부터 스프레드 쉬트 기반 시스템을 비주얼 베이직으로 변경

- 2005년 내부 교통수요모형 (배분모형) 추가 개발

- 2006년 오픈소스인 통계소프트웨어 R과 GIS 데이터베이스 소프트웨어인

PostgreSQL을 기반으로 하나의 통합모형으로 개발함

○ MetroScope은 지역거시경제모형(regional macro-economic model)으로 예측한

가구와 고용을 주거지와 비주거지 부동산 균형모형(residential and

non-residential real estate equilibrium)을 이용하여 시장논리에 따라 토지를

개발하고 그 위에 배분하는 모형임(그림 7)

[그림 8] MetroScope의 구조

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- 배분은 시장논리, 즉 수요와 공급의 균형에 의해 이루어지며, 시장은 토기개

발용량(land capacity)과 교통에 의해 영향을 받음

- Metro의 RLIS(Regional Land Information System)와 Clark County에서 개발가

능한 토지정보를 받고, 재개발 용량, 용도지역지구, 도시재개발 및 도시성장

경계(Urban Growth Boundary) 확장 등을 고려하여 토지공급(land supply) 등

을 결정

○ MetroScope의 결과물들

- 도시성장보고(Urban Growth Report) 관련 사항

· Capture rate, refill rate, centers and corridors development

- 시장 요소

· 가격, 전세가, 건물형태, 건폐율, 면적(square footage) 등

- 기타

· 토지소비비율, 직업과 인구의 분포와 밀도, 주택과 교통 지출비용, 인프라

비용과 부가비용, 에너지 사용량과 온난화가스 배출량, 이동시간(travel time)

○ MetroScope의 aggregate data를 기반으로 작동하는 zone system임

- 현재 425개의 주거지 공간단위(rzones: residential zones)과 72개의 고용공간

단위(ezones: empolyment zones)를 대상으로 하고 있음

- 주거지 공간단위는 2000개의 센서스 트랙을 기준으로 만들어짐

- 이동시간은 ezone에서 rzone으로 퇴근시간대에 소요되는 시간을 계산함

○ 최근에는 UrbanSim과 PECAS처럼 보다 완성도가 높은 시스템으로 재개발

하고 있으며, 다른 지역에 적용하기 위해 적극 나서고 있음

- PTV America라는 회사에서 기존의 MetroScope을 상용시스템 수준으로 개발

하고 있음

- 기존에는 CSV 파일을 기반으로 엑셀, 비주얼베이직, EMME/2, Access 등을

활용하여 분석하는 시스템이었으나 현재는 R과 PostgreSQL을 기반으로 통

합함

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□ 주요 면담내용

○ Sonny Conder씨는 미리 보내준 [부록 1] 회의자료에 대해 일일이

MetroScope이 할 수 있는 일과 할 수 없는 일을 정리해줌

- 분석가능한 시나리오와 측정가능한 파급효과 그리고 공간범위 등에 대해

설명해줌

- 또한 오픈플랫폼으로의 개발전략과 관련해서 MetroScope도 오픈플랫폼으로

변경하였고, 좋은 전략이라고 코멘트함

○ 한편, MetroScope의 장점에 대해서 재차 강조함

- 가장 확실하게 검증된 모형이며, 다른 시스템에 비해 상대적으로 단순하지

만 이해하기 쉽기 때문에 처음 도입하기 좋음

- 현재 3명의 경제전문가, 계획전문가, GIS 전문가 등으로 개발진이 구성되어

있는데, 모형을 개발하고 적용하기 위한 최적의 조직임

· 많은 개발진이 10년 이상의 경험을 가졌다는 것을 강조함

○ 특히 1996년부터 직접 개발하여 업무에 활용해 온 풍부한 경험을 가지고,

한국에서 어떻게 하면 국토정책 시뮬레이터 개발사업을 성공할 것인지 상

당해줌

- 제일 중요한 사항은 역시 정확한 데이터 구축에 관한 것임

- 특히 처음 모형을 개발하는 단계에서는 가장 간단한 모형을 적용해보고, 차

츰 확장/발전시키는 전략이 중요하는 것을 강조함

- UrbanSim이나 REMI등이 채택하고 있는 최근 기술(agent-based model,

computable general equilibrium 등)은 아직 실무에서 충분히 검증되지 않았기

때문에 신중해야 함

○ 한편, MetroScope은 R과 PostgreSQL등을 플랫폼으로 새롭게 개발하고 있으

며, 현재까지 개발된 시스템관련 문서들이 많이 바뀔 것이라는 것에 대해

유감을 표현함

○ 마지막으로 MetroScope 프로그램과 각종 문서들이 담긴 저장매체(DVD)를

제공함

- 17 -

4. Paul Waddell 교수 면담

□ Dr. Paul Waddell

○ UrbanSim을 설계하였으며, 계속 UrbanSim과 OPUS(Open Plantform for Urban

Simulation)개발을 주도하고 있음

○ 2009년 워싱턴대학교에서 UC버클리대학교 도시 및 지역계획학과로 옮겼으

며, UrbanSim프로젝트를 계속 수행하고 있음

○ 방학중이라 가족이 있는 시애틀에 머물고 있었으며, Paul Waddell 교수댁

에서 만나서 UrbanSim에 대해 질문하고 협력방안에 대해 토론함

[그림 9] Paul Waddell 교수댁에

서 함께 찍은 사진. 시애틀은

으스스 굳은 날이 많아 커피를

많이 마신다며, 직접 에소프레

스 커피제조기로 커피를 만들

어 줌. 세계적으로 유명한 스타

벅스 커피전문점 1호가 시애틀

에 있는 이유.

□ 면담내용

○ 이번 출장에서 UrbanSim, PECAS, MetroScope을 차례로 돌아보면서 시뮬레

이션 공간단위의 융통성(시군구/시도 뿐만 아니라 가구/기업 단위), 다양한

응용사례, 시스템 개발기술의 전수 용이성(오픈소스 여부) 등을 고려할 때

UrbanSim이 가장 적합할 것이라는 결론에 도달함

○ 따라서 Paul Waddell교수와는 어떻게 협력할 것인지에 대해 보다 구체적인

사안을 토론함

○ 한국 전역을 대상으로 UrbanSim을 적용할 수 있는가?

- UrbanSim의 세 가지 시스템(Zone, Grid Cell, Parcel) 중 Zone 시스템을 적용

할 수 있을 것임

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- 에이전트 기반의 모델을 개발할 때는 샘플 자료를 이용하는 것이 효율적일

것임

○ 국제협동연구를 한다면 어떻게 진행시킬 수 있는가?

- UrbanSim 개발진에서는 한국에서 국토정책 시뮬레이터를 개발하는데 필요

한 기술사항에 대해 자문해 줄 수 있음

- 국제공동연구를 할 경우 펀드가 지원된다면, 일반적인 계약(contract), 증여

(gift)등의 방법이 있음

· 계약의 경우 펀드의 상당부분이 간접경비(indirect cost)로 들어가기 때문에

실제 프로젝트를 진행하는데 있어 많은 도움이 안될 것으로 보임

· 증여(gift)방법의 경우에는 간접경비는 없어 좋지만, 계약관계가 성립되지

않아 프로젝트 관리에 문제가 생길 수 있음

- 다른 대안으로 버클리 대학교가 아닌 제 3의 주체와 계약하는 방법에 대해

서도 토론하였으나 우리 연구원과의 위상 문제 등으로 진전시키지 못함

- 결국 버클리대학교와 계약하여 공동연구하는 쪽으로 방향을 잡고, 주어진

펀드 한계내에서 최대한 협력할 수 있는 방안을 모색하기로 함

○ 시스템 개발은 누가 하는가?

- 연구진이 직접하고 개발하고 있으며, 모형의 특성상 그렇게 해야 함

- 모형은 시스템 개발업체의 프로그래머가 이해하기 쉽지 않으며, 모형을 개

발하는 과정에서 끊임없이 보정(calibration)하고 검증(verification &

validation)해야 함

○ 공동연구를 진행하기 위해 필요한 사항

- 의사소통을 위해 위키를 이용할 수 있으며, 연구진의 이력서(Curriculum

Vitae)를 공유하면 서로 이해하기 쉬울 것임

- 연구진이 DBMS, Python, PostgreSQL, Quantum GIS 등의 소프트웨어를 다룰

줄 알아야 함

- 또한 IO 매트릭스, 회귀분석(로짓모형), 선택모형 등에 대한 방법론을 잘 알

고 있어야 함

- 19 -

- 국토연구원 연구진이 버클리대학교에서 1-2주 공동으로 작업을 해야 할 필

요가 있을 수 있음

- 또는 UrbanSim연구진이 국토연구원에서 공동으로 작업을 할 수도 있으나,

이 경우 항공료, 체제비 등은 국제공동연구 펀드로 해결하기 어려움

○ 그 외에 도시성장 시뮬레이션 관련하여, 도로를 건설했을 때 도시성장이

어떻게 이루어질 수 있는가를 매우 빠르게 사실적으로 시각화해주는

Geometrical and behavioral modeling4)에 대해서도 설명해 줌

4) C.A. Vanegas, D.G. Aliaga, B. Benes, P.A. Waddell. 2009. Interactive Design of Urban Spaces using Geometrical and Behavioral Modeling. Presented to SIGGRAPHASIA2009.

- 20 -

III. 출장결과 시사점

1. 모형개발은 연구자가 직접 개발해야 할 필요가 있음

○ 모형개발은 고도의 통계·수학·정책 등에 대한 지식을 필요로 하며, 개발하

는 과정에서 지속적으로 보정(calibration)·검증(verification & validation)·보완

해야 하는 특성을 지님

○ 이러한 모형을 일반 시스템 개발업체에서 개발하는 것은 많은 어려움이 따

를 것임

○ 따라서 연구진이 시스템 개발역량을 키우고 직접 개발하야 할 것이며, 향

후 개발한 모형을 활용하는데도 유리할 것임

2. 장기 계획과 안정적인 투자가 필요

○ UrbanSim, PECAS, MetroScope등은 모두 1990년초 맑은 공기법 개정(Clean

Air Act Amendments, 1991) 등 관련법으로 탄생하기 시작하여 1990년 중반

부터 약 15년 동안 꾸준히 개발해옴

○ 이는 정책에 대한 파급효과를 측정하는 도구를 개발하는 것이 간단한 일이

아니기 때문에 지속적인 투자가 필요하다는 것을 보여주는 것임

○ 현재 국토정책 시뮬레이션 모형개발 연구는 2010년부터 2010년까지 3년간

수행하는 것으로 계획되어 있는데, 장기 로드맵을 작성하고 이를 꾸준히

추진할 수 있는 재정을 확보하는 것이 중요할 것임

3. 다양한 전문가가 참여하는 협력체계

○ 국토정책의 파급효과는 고용 등 경제뿐만 아니라 인구, 교통, 환경, 부동산

등 다양한 분야에 걸쳐 발생하기 때문에 다양한 전문가가 필요함

○ 국내뿐만 아니라 이미 계획지원체계 개발경험이 많은 국외의 전문가를 적

극 활용할 필요가 있음

○ 이를 위해서는 국제공동연구를 수행하고, 계획지원체계 개발 포럼을 운영

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하거나 기존 계획지원체계 사용자 커뮤니티에 적극 참여해야 할 것임

4. 실제 적용을 통한 모형 검증 및 고도화

○ 국토정책의 파급효과를 예측하는 시뮬레이터는 국토정책을 수립하는데 있

어 매우 중요한 도구가 될 것임

○ 따라서 개발한 모형을 현실에 적극 적용하여 꾸준히 검증하고 고도화해야

할 것임

5. 오픈 플랫폼 구축

○ UrbanSim과 MetroScope이 R과 PostgreSQL 등 오픈소스를 이용하여 오픈 플

랫폼을 구축하고 그 소스를 공개하는 것은 누구나 사용할 수 있게 기회를

제공할 뿐만 아니라 전세계 사용자 커뮤니티를 형성하여 집단지성에 기반

하여 그 시스템을 계속 고도화하기 위한 전략임

○ 따라서 우리가 개발하는 국토정책 시뮬레이터도 오픈 플랫폼으로 개발하여

그 소스를 공개하고 다양한 사용자로부터 피드백을 받아 발전시킬 수 있는

전략을 마련해야 함

- 22 -

[부록 1] Agenda for Meeting

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[부록 2] UrbanSim Conference Agenda at Zurich

- 24 -

- 25 -

9:00-10:30 Overview of UrbanSim and the Open Platform for Urban Simulation

Paul Waddell

10:30-10:45 Break

10:45-12:15 Working with Zone-level Configurations of UrbanSim Paul Waddell and Liming Wang

12:15-1:30 Lunch

1:30-3:00 Preparing Synthetic Population Karthik Konduri and Barghav Sana

3:00-3:15 Break

3:15-4:45 Working with Data: the OPUS Expression Language for Variables and Indicators

Paul Waddell

4:45-5:30 Optional Working Session to Install UrbanSim on User's Laptops

5:30 Adjourn

9:00-10:30 Working with Parcel-level Configurations of UrbanSim Liming Wang and Paul Waddell

10:30-10:45 Break

10:45-12:15 Preparing Data and Using Parcel-level Configurations Liming Wang and Peter McNally

12:15-1:30 Lunch

1:30-2:30 Accessibilities and Travel Model Interface Paul Waddell and Liming Wang

2:30-3:30 Creating New Models Paul Waddell

3:30-3:45 Break

3:45-5:00 Interactive Command-line Estimation and Diagnosis Liming Wang and Hana Sevcikova

5:00 Adjourn

8:30-9:00 Coffee and Registration

9:00-9:15 Welcome and Introductions Paul Waddell

[부록 3] UrbanSim Conference at UC-Berkely

Training Session: Introduction to UrbanSim-May 25-26

Tuesday, May 25, 2010

Wednesday, May 26, 2010

Urban Simulation Conference: May 27-28

Thursday, May 27

- 26 -

9:15-10:00 Testing the PSRC Land Use Model Response to Transportation

Mark Simonson

10:00-10:45 Using UrbanSim in Operational Planning at SEMCOG

Xuan Liu

10:45-11:00 Break

11:15-12:00 Development of AZ-SMART: Status and Planning Anubhav Bagley

12:00-1:30 Lunch

1:30-2:15 Refining the San Francisco Model and its integration with SF-CHAMP

Aksel Olsen, Lisa Zorn and Liming Wang

2:15-3:00 Modeling Complex Regions: the SEMCOG Case Peter McNally and Guangu Li

3:15-3:30 Break

3:30-4:15 Diagnosing and Refining Models Michael Jensen

4:15-5:00 Modeling Business Dynamics: Exploratory Analysis Andrea Broaddus and Tierra Bills

5:00-5:45 Modeling Demolition and Redevelopment Eddie Janowicz and Cristian Eggleton

5:45 Adjourn

8:45-9:15 Coffee and Registration

9:15-10:00 Status Report on UrbanSim and OPUS Paul Waddell

10:00-10:45 Interactive Model Exploring Hana Sevcikova

10:45-11:00 Break

11:15-11:45 How to Ensure that Model Applications are Maintained and Tested

Liming Wang

11:45-12:15 Modeling Correlated Choices With Latent Lifestyle Classes

Fabian Wauthier, Liming Wang and Paul Waddell

12:15-1:30 Lunch

1:30-2:15 Developing Robust Models Using Bayesian Model Averaging

Hana Sevcikova

2:15-3:00 Modeling Parcel and Building Geometries Carlos Vanegas, Daniel Aliaga, Bedrich Benes and Paul Waddell

3:15-3:30 Break

3:30-4:15 Endogeneity and Sampling of Alternatives in Spatial Choice Models

Cristian Guevara, presented by Paul Waddell

4:15 Wrapup Session: Plans, Prospects and Priorities

Discussion Session

~ 4:45 Adjourn

Friday May 28

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[부록 4] OPUS 구조