From Curb Hierarchies to Priority Rules: A Queueing Decision Screen for Bus, Freight, and Ride-Hailing Access

도시의 거리는 더 이상 자동차가 달리는 가장자리 역할에 그치지 않습니다. 그곳은 버스, 배송 트럭, 승차 공유 차량이 모두 동일한 몇 피트의 도로 공간을 두고 경쟁하는 북적이는 시장이 되었습니다. 과거에 연석(curb)은 대개 주차를 위한 장소였지만, 오늘날 연석은 대중교통, 상업적 배송, 그리고 개인 승객의 승하차를 동시에 수행해야 하는 희소한 자원입니다. 버스가 승객을 태우기 위해 정차하면, 배송 트럭은 물건을 내릴 수 없고, 승차 공유 차량은 승객을 태울 수 없습니다. 이는 앞선 차량이 작업을 마칠 때까지 모든 차량이 기다려야 하는 병목 현상을 만듭니다. 도시 계획가들의 핵심 문제는 누구에게 우선권을 줄 것인가를 결정하는 것입니다. 버스가 많은 사람을 태우고 있으니 항상 먼저 지나가게 해야 할까요? 물건을 내리고 있는 배송 트로가 먼저 가야 할까요? 아니면 단 한 명의 승객을 태우려는 승차 공유 차량이 먼저 가야 할까요? 수년 동안 이 질문에 대한 답은 실제적인 계산보다는 관습이나 정치적 압력에 기반한 추측에 의존해 왔습니다.

한양대학교의 한 연구자는 이 질문에 답하기 위해 복잡한 교통 문제를 단순한 결정 화면으로 바꾸는 새로운 방법을 개발했습니다. 이 연구는 어떤 유형의 차량이 추상적으로 더 중요한지를 묻는 대신, 다른 질문을 던집니다. 즉, 특정 차량이 대기할 때 발생하는 사회적 가치의 손실이 그 차량이 실제로 연석을 점유하는 시간과 비교했을 때 얼마나 큰가 하는 점입니다. 연구자는 연석을 차량이 일정한 비율로 도착하고 무작위의 시간 동안 머무는 단일 서비스 지점으로 모델링했습니다. 버스와 같은 일부 차량은 수백 명의 승객을 태우고 있기 때문에 지연될 경우 매우 높은 비용이 발생할 수 있지만, 탑승 시간이 길 수도 있습니다. 반면 승차 공유 차량과 같은 다른 차량은 차량당 비용은 낮을 수 있지만, 멈춰 있는 시간은 매우 짧을 수 있습니다. 연구 결과, 누가 먼저 갈지를 결정하는 최선의 규칙은 차량의 유형을 보는 것이 아니라, 대기 비용을 연석 점유 시간으로 나누는 것이라는 사실이 밝혀졌습니다.

이러한 접근 방식은 대기 비용이 높은 차량이라고 해서 반드시 우선순위를 가져야 하는 것은 아니라는 점을 보여줍니다. 예를 들어, 배송 트럭은 배송 실패가 사업에 타격을 주기 때문에 높은 비용이 발생할 수 있지만, 만약 물건을 내리는 데 20분이 걸린다면 이 트럭을 먼저 가게 하는 것이 다른 모든 차량을 너무 오랫동안 막아버릴 수 있습니다. 반대로, 대기 비용은 적지만 승객을 태우는 데 30초밖에 걸리지 않는 승차 공유 차량은, 만약 긴 정차 시간을 가진 트럭 뒤에 갇혀 있다면 우선순위 대상이 되는 것이 더 나을 수 있습니다. 이 연구는 각 차량 유형에 대한 특정 지수를 계산합니다: 대기 1분의 사회적 비용을 해당 차량이 연석을 점 occupation하는 평균 시간으로 나눈 값입니다. 이 목록에서 가장 높은 숫자를 가진 차량이 먼저 가야 합니다. 현실적인 수치를 사용한 테스트 케이스에서, 이 규칙(버스를 먼저, 그다음 화물, 그다음 승차 공유 순으로 배치)을 따랐을 때 모든 차량의 총 손실 시간이 감소함을 보여주었습니다.

그러나 이 연구는 흔히 간과되는 중요한 점을 지적합니다. 우선순위 규칙이 시간을 절약한다고 해서 그것을 집행할 비용을 들일 가치가 있다는 뜻은 아니라는 점입니다. 연석의 작동 방식을 바꾸는 데는 돈이 듭니다. 그것은 새로운 차선을 그리거나, 단속 요원을 고용하거나, 카메라를 설치하거나, 디지털 예약 시스템을 구축하는 것을 포함할 수 있습니다. 연구자는 이 질문에 답하기 위해 두 번째 결정 화면을 만들었습니다. 차량의 순서를 재조정함으로써 절약되는 시간과 돈을 정확히 계산함으로써, 이 연구는 도시가 집행을 위해 지출할 수 있는 최대 금액을 결정합니다. 만약 표지판과 요원들의 비용이 절약된 시간의 가치보다 높다면, 도시는 아무것도 하지 않고 차량이 도착하는 순서대로 두는 것이 낫습니다. 테스트 케이스에서 버스, 화물, 승차 공유의 순서를 정하는 데서 얻은 절감액은 약 13.3 단위의 가치/분 정도의 운영 비용을 정당화할 수 있었습니다. 만약 도시의 집행 비용이 그보다 높다면, 우선순위 시스템은 오히려 전체적인 상황을 악화시킬 것입니다.

연구는 "버스가 항상 먼저"라거나 "화물이 항상 먼저"와 같은 단일하고 보편적인 규칙이 모든 도시에 적용된다는 생각에 명시적으로 반대합니다. 올바른 순서는 전적으로 그 거리의 특정 수치와 그 시점에 달려 있습니다. 어떤 상황에서는 트럭의 상차 시간이 매우 짧고 배송 실패 비용이 극도로 높다면, 트럭이 버스보다 먼저 가야 할 수도 있습니다. 다른 상황에서는 승차 공유 차량의 탑승 시간이 매우 짧고 승객 대기 비용이 높다면 승차 공유 차량이 우선권을 가질 수도 있습니다. 또한 이 연구는 단순히 대기 비용이 높다는 사실만으로 우선순위를 정당화하기에는 부족하며, 차량이 차지하는 물리적 공간 또한 그만큼 중요하다는 점을 분명히 합니다. 모델은 차량이 일정한 비율로 도착하고, 차량의 정차 시간이 규칙에 따라 변하지 않는다고 가정하는데, 이는 현실의 단순화된 형태이지만 도시들에게 명확하고 데이터가 적게 드는 출발점을 제공합니다.

실질적인 결과물은 도시 관리자들이 비싼 기술이나 복잡한 시뮬레이션에 투자하기 전에 사용할 수 있는 워크플로(workflow)입니다. 그들은 서로 다른 차량이 얼마나 자주 도착하는지, 얼마나 오래 머무는지, 그리고 그들이 기다릴 때 사회적으로 어떤 비용이 발생하는지를 측정할 수 있습니다. 그런 다음 각 그룹의 우선순위 지수를 계산합니다. 만약 지수가 특정 순서를 제안한다면, 그들은 절약되는 총 시간을 계산합니다. 마지막으로, 그 절감액을 규칙을 집행하는 데 필요한 표지판, 인력 또는 소프트웨어의 비용과 비교합니다. 만약 절감액이 비용보다 크다면, 우선순위 시스템을 시행할 가치가 있습니다. 그렇지 않다면, 도시는 현재의 시스템을 유지하는 것이 낫습니다. 이 접근 방식은 "누가 먼저 갈 것인가"의 문제와 "그럴 만한 가치가 있는가"의 문제를 분리하여, 도시가 실제로 교통 흐름을 개선하지 못하는 규칙에 돈을 쓰는 일이 없도록 보장합니다.

연구에서 사용된 구체적인 예시에서, 연구진은 전형적인 번화한 거리의 수치를 대입했습니다. 그들은 표준적인 "선착순(first-come, first-served)" 시스템 하에서 모든 차량의 총 손실 시간이 분당 약 45.7 단위임을 발견했습니다. 버스, 그다음 화물, 그다음 승차 공유 순의 계산된 우선순위 순서로 전환함으로써, 총 손실 시간은 약 32.4 단위로 떨어졌습니다. 이 13.3 단위의 차이는 도시가 집행을 위해 지출할 수 있는 최대 금액을 나타냅니다. 화물을 먼저 배치하거나 승차 공유를 먼저 배치하는 등의 다른 가능한 순서들은 돈을 덜 아끼거나 오히려 전체 지연을 악화시킨다는 것을 연구는 보여주었습니다. 이는 "대중교통 우선"이라는 직관적인 생각이 항상 최선의 답은 아니며, 때로는 수학적 계산이 다른 순서가 더 낫다거나 혹은 아무런 순서도 없는 것이 낫다는 것을 보여준다는 점을 입증합니다.

연구는 결론적으로, 연석을 관리하는 최선의 방법은 이를 계층 구조가 아닌 계산으로 취급하는 것이라고 말합니다. 이것은 어떤 차량이 더 중요한가의 문제가 아니라, 어떤 차량이 연석 공간을 사용하는 시간당 가장 많은 가치를 창출하는가의 문제입니다. 대기 비용과 정차 시간의 비율에 집중함으로써, 도시는 추측이나 관습이 아닌 데이터에 기반한 투명한 결정을 내릴 수 있습니다. 이 방법은 도시 계획가들이 단순한 표지판부터 복잡한 디지털 예약 시스템에 이르기까지 다양한 전략을 동일한 기준으로 비교할 수 있게 해줍니다. 이는 특정 그룹에 우선권을 주는 결정이 전통이나 가정이 아니라, 공동체에 미치는 실제 혜택과 그것을 실현하는 데 드는 실제 비용에 의해 주도되도록 보장합니다. 결과적으로, 이 도구는 도시가 단순히 누가 연석을 차지할 것인가를 넘어, 그 연석을 차지하기 위한 싸움이 그 비용을 들일 만큼 가치가 있는지를 결정하도록 돕습니다.