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본 연구는 서울시 지하철노선 중 연간 이용자 수가 가장 많은 2호선을 중심으로 각 역세권의 대중교통 최대용량과 평균 공시지가, 평균 용적실현비에 따른 현재 개발용량을 통해 클러스터링 분석을 진행하고자 한다. 또한, 클러스터링에 따라 역세권의 권역을 분류하고, 유형화하여 TOD의 잠재적 개발역량을 평가한 후 이를 토대로 중심지체계의 재구조화를 제안하고자 한다. 이에 관한 연구의 순서는 <Figure 1>과 같다.

Figure 1. 
Evaluating the development potential flow chart

우선 TOD와 개발밀도 관련 선행연구 고찰을 통해 역세권 TOD 개발의 효과와 한계를 파악하고, 역세권 개별 개발역량 평가의 필요성 및 클러스터링 분석을 위한 지표를 산정하고자 한다. 다음으로, 설정한 역세권 반경 및 시간적 범위를 토대로 대중교통 최대용량과 공시지가, 실현용적률 및 법정용적률 데이터를 수집하여 개발용량을 산출하고자 한다. 마지막으로, 현재 개발용량에 따른 클러스터링 분석을 통해 권역별 역세권의 잠재적 개발역량을 평가하고, 재구조된 중심지체계를 도출하고자 한다.

본 연구는 서울시 지하철 2호선 역세권의 대중교통 최대용량과 개별공시지가, 실현용적률 및 법정용적률을 토대로 개발용량을 산출하여 클러스터링을 통한 권역 분류 및 역세권 유형화를 진행하고자 한다. 이를 위해 연구의 공간적 범위를 서울시 지하철 2호선 출구 반경 350m로 설정하였고,²⁾ 시간적 범위를 2019년으로 지정하였다(〈Table 1〉 참고).

박지형(2008)은 대중교통 지향형 도시개발 시 고려할 계획요소를 고찰하여 그 영향을 파악하고, 구조방정식을 통해 역세권 내 수단별 이용수요와 TOD 계획요소를 분석하는 효과분석 모형을 정립하였다. 분석결과 단순 고밀 개발은 오히려 역세권의 난개발을 조장하고, 대중교통으로의 전환 효과가 작아 TOD 개발을 위해 토지이용과 함께 다양한 계획요소가 복합적으로 고려되어야 함을 밝혀냈다.

박천보(2016)는 TOD형 도시개발의 유형을 3가지(도시 공간구조 개편형, 도시균형발전형, 대중교통연계형)로 분류하고, 국외 TOD형 도시개발 모범 사례를 정리하였으며, 이를 토대로 국내 TOD형 도시개발의 계획 방향과 발전전략을 제시하였다. TOD형 도시개발은 도시 전체 구조와 관련한 법·제도적 여건이 마련되어야 하며, 역세권 TOD 개발을 위해 대중교통 이용 및 토지이용 효율화 방안이 마련되어야 한다고 판단하였다.

양국현(2016)은 객관적 통계수치를 통해 행정복합도시에 TOD 개발이 적용 가능한지를 검토하고, 세종시를 기준으로 행정복합도시 TOD 적용의 한계를 분석하였다. 분석결과 국토 균형발전이라는 행정복합도시의 취지와 대중교통 중심의 TOD 개발 목적이 대중교통 인프라 측면에서 차이가 발생하여 적용에 한계가 있음을 밝혀냈다.

TOD형 도시개발 관련 연구는 주로 도시개발의 유형 및 계획요소 분석을 통한 적용 효과와 한계에 대해 이루어졌고, TOD 개발에 있어 단순히 고밀 복합형태가 아닌 토지이용 등 다양한 계획요소가 함께 고려되어야 함을 밝혀냈다. 또한, 토지이용 효율을 촉진하기 위해 충분한 대중교통 인프라 구축과 함께 법·제도적 여건 마련을 시사하였다.

성현곤·김태현(2005)은 요일·시간대별 지하철역 이용인구를 토대로 서울시 지하철 역세권을 유형화하고, 다차원척도법을 통해 지하철 요인과 토지이용의 연관성을 파악하였다. 서울시 지하철역은 주거, 상업 기능의 단일유형과 혼합유형 등이 다양하게 나타났으며, 이를 토대로 특정 기능 중심 개발이 아닌 토지이용의 복합적 특성에 따른 TOD형 개발을 제시하였다.

성현곤(2011)은 다수준 특성 가격모형을 통해 도시철도 9호선 역 반경 1km 내 아파트 매매가격 시세 분석과 함께 시설 접근성과 주변 근린환경에 따른 가격 결정요인을 파악하였고, TOD 계획요소가 주택가격 변화에 미치는 잠재적 영향을 분석하였다. 분석결과 개발밀도가 높고, 토지이용의 복합도가 높을수록 아파트 가격이 높았고, 반경 500m 내의 역세권은 비역세권보다 아파트 가격이 높은 경향을 보이는 것으로 나타났다.

이연수 외(2012)는 대중교통 분담률에 영향을 미치는 도시 공간구조 요소를 도출하고, 공간 회귀분석을 통해 변수 간 영향 관계 및 영향 정도를 파악하여 대중교통 중심형 도시구조로의 재편 방안을 모색하였다. 분석결과 1차 역세권의 유동인구와 지하철 진출입구 수, 토지이용의 혼합 등이 대중교통 분담률에 양의 영향을 미쳤고, 이를 토대로 역세권 주변 도시기반시설 확충 및 TOD 기반의 고밀개발이 대중교통 이용 활성화에 기여할 것으로 판단하였다.

신예철 외(2013)는 PLS 구조방정식을 통해 역 반경 500m 기준으로 개발밀도, 토지이용 등의 역세권 개발특성과 대중교통 서비스 사이의 영향 관계를 분석하여 역세권 토지이용과 지하철 이용행태 및 선 도시계획-후 교통계획의 문제점을 도출하였다. 개발밀도와 인구유발시설은 대중교통서비스여건에 유사한 영향 관계를 나타내고 있으며, 토지이용 복합도는 개발밀도와 달리 대중교통서비스가 아닌 이용수요에 긍정적인 영향을 미치고 있음을 밝혀냈다.

김태호 외(2013)는 역세권 반경을 250m 단위로 분류하여 서울시의 토지이용과 교통 접근성 속성을 종합하고, 회귀분석을 통해 역세권 반경에 따른 TOD 영향요소가 잠재요인과 활동인구에 미치는 영향을 분석하였다. 분석을 통해 역세권의 토지이용과 대중교통 접근성 사이의 영향 관계가 크지 않으며, 역세권 개발전략은 어느 하나의 기준이 아닌 역세권의 특성에 따른 차이를 고려해서 추진해야 함을 시사하였다.

역세권 TOD 개발 관련 연구는 주로 도시 공간구조와 대중교통 수요 및 서비스 사이의 영향 관계를 분석하였고, 역세권의 유동인구 및 토지이용과 대중교통 수요 사이에 밀접한 관계가 있음을 밝혀내었다. 역세권의 반경은 250m에서 1km까지 분석요인에 따라 다양하게 설정하였고, 역세권의 특성에 따른 차이를 고려할 필요가 있을 것으로 판단된다.

최막중·김진유(1999)는 4개 기반시설(도로, 지하철, 상수도, 하수도)을 동시에 고찰하고, 수용용량을 종합적으로 비교·분석하였다. 분석을 위해 각 기반시설의 시설용량과 토지이용의 용도 및 밀도 간의 수리적 관계식을 구체화하고, 기반시설의 용량을 제약하는 여러 시나리오 기반의 개발밀도 산정 모의실험을 진행하였다.

이인성 외(2009)는 도형측정지수 실험을 통해 필지의 형태적 특성을 나타내는 지수를 개발하고, 필지 형상이 개발밀도에 미치는 영향을 분석하였다. 분석을 통해 필지를 3가지로 유형화하였고, 유형과 관계없이 필지 깊이와 기준용적률이 개발밀도에 영향을 주는 주요한 변수이지만, 필지의 형태에 따라 용적률에 영향을 미치는 요인이 달라 이를 고려한 합리적 계획을 수립할 것을 제시하였다.

고종완·이주형(2012)은 서울시 토지이용면적과 지가의 상관분석을 통해 토지이용 효율성을 파악하고, 자치구별 토지이용밀도의 입지계수와 지가의 관계를 유형화하여 유형별 토지이용 및 도시 관리 전략을 제시하였다. 분석을 통해 지가와 개발밀도에 따라 사분면을 분할하여 지역별 토지이용 특성을 파악하였으며, 토지이용 효율이 떨어지는 지역의 경우 획일적 고밀개발이 아닌 지역의 정체성 확보 측면에서 균형적인 도시 성장 전략을 제시하였다.

이윤상·남진(2014)은 서울시 중심지 위계별 상업지역의 실현용적률 현황을 분석하여 개발밀도에 영향을 미치는 변수를 도출하고, 다중회귀모형 분석을 통해 개발밀도에 미치는 영향력과 밀도관리요인을 규명하였다. 서울시 상업지역의 실현용적률은 법정용적률의 30% 정도만 이용하고 있으며, 중심지 위계에 따라 개발밀도에 영향을 미치는 요인이 다르게 분석되었고 이를 토대로 중심지 위계별 지정목적에 따라 용적률과 건물용도 등 개발특성이 다르다는 것을 밝혀냈다.

윤병훈·남진(2016)은 용도지역별 적정도로율을 기준으로 정량적 지표인 기반시설 수용력을 고려한 서울시 전체 시가화지역의 적정개발밀도를 산정하였다. 분석을 위해 전체 시가화지역을 역세권과 비역세권으로 구분하였고, 현재 도로율(용량)과 개발밀도(용적률) 간의 관계를 통해 적정 개발밀도를 산출하여 과밀, 적정, 과소 현황을 통해 개발 가능지역을 제시하였다.

개발밀도 관련 연구는 주로 토지의 지가와 용적률을 기준으로 분석되었고, 도시기반요소 및 기타 요인 등이 개발밀도에 미치는 영향에 따른 도시계획 전략 수립을 제시하였다. 또한, 적정 개발밀도 산정에 따라 개발 권역을 유형화하였으며, 이를 토대로 획일적 개발이 아닌 개별 권역에 따른 개발이 필요할 것으로 판단된다.

손동욱·김진(2010)은 서울시 지하철 역세권의 개발밀도 및 토지이용 패턴을 분석하고, 선형회귀분석을 통해 도시공간특성과 대중교통 활성화의 연관성을 도출하여 효과적인 TOD형 도시공간구조 개선 방향을 제시하였다. 평균 용적률에 따른 개발밀도는 지하철 이용률과 유의한 상관성을 보였으며, 고밀개발 및 토지이용의 혼합이 대중교통 이용 유도에 효과적임을 밝혀냈고, 보행 쾌적성 확보를 통해 주거중심 역세권의 전철 이용률 증가를 유도할 수 있다고 판단하였다.

윤석창(2010)은 연면적, 토지이용밀도 등을 활용하여 토지이용특성이 비슷한 역세권을 군집화하고, 역세권별로 적절한 개발 계획의 시행 여부를 검토하여 역세권 토지이용의 기초자료를 제공하였다. 역세권의 용도에 따른 적정 밀도관리가 필요하며, 유동인구 및 토지이용과 연계한 개별 역세권 개발 계획을 수립해야 한다고 판단하였다. 특히 환승역세권에서의 도시공간구조 유대와 합리적인 토지이용 기능 배분을 제안하였다.

이주아 외(2012)는 서울시 지구중심 이하 도시철도 역세권의 대중교통인프라 및 토지이용의 입지 여건을 정량적으로 평가하였다. 토지이용강도와 관련하여 총연상면적과 순개발밀도(평균용적률) 지표 등을 사용하였고, 포트폴리오 분석을 통해 역세권을 사분면으로 나누어 비교하였다. 결론적으로 대중교통인프라 대비 토지이용강도가 낮거나 두 입지여건이 모두 낮을 경우를 개발이 요구되는 지역으로 평가하였다.

조아라 외(2013)는 환승역세권의 공간분포 특성과 법정용적률 최대한도에 따른 개발밀도 및 토지이용 특성을 분석하여 역세권의 선별적 고밀복합 개발 측면에서 개발 잠재력이 높은 역세권의 개발밀도 특성과 개발밀도 실현율에 영향을 미치는 요인을 분석하였다. 법정용적률 400%를 기준으로 상업/업무중심과 주거중심 환승역세권으로 구분되었고, 개발밀도 실현율 증가를 위한 요인이 각각 다르게 나타났다.

안영수 외(2016)는 도시철도 역과 역세권 내 건물 간 거리를 네트워크 거리 산출법을 통해 분석하였고, 역까지의 보행접근거리와 건물 개발밀도 간의 연관성을 도출하였다. 역까지의 보행접근로 확보는 역세권 내 개발밀도에 유의한 영향을 미쳤지만, 역별로 연관성이 상이하여 해당 역 특성에 따른 개별 개발전략을 세워야 하며, 유동인구가 많은 지역일수록 건물의 개발밀도가 고밀압축화 되어 장기적 관점에서 해당 역의 이용자 규모를 반영해야 할 것으로 판단하였다.

역세권 개발밀도 관련 연구는 토지이용 특성과 용적률에 따른 개발밀도와 역세권 대중교통 이용 및 유동인구의 영향을 주로 분석하였고, 대중교통 및 보행 중심의 도심 활성화의 필요성을 강조하였다. 선행연구에서 역세권은 법정용적률 및 평균용적률을 기준으로 구분되었으며, 대중교통 이용과 유동인구를 고려한 개별 개발전략이 필요할 것으로 판단된다.

일반적으로 우리나라는 좌석 수 54석을 기준으로 160명을 객차의 정원 및 혼잡도 100%로 설정하여 혼잡도의 지표를 나타내고 있으며, 혼잡도 230%(368명)를 승차한계점으로 보고 있다(최영은 외, 2008). 본 연구에서는 서울메트로의 기준에 따라 지하철 최대용량 산정을 위한 혼잡도를 서울시 지하철의 평균 최대 혼잡도인 175% (280명)로 설정하였다.³⁾ 또한, 지하철 2호선의 편성량 수는 10량이며 환승역의 경우 환승 노선 각각의 편성량 수를 고려하여 산출하였고, 2호선의 지선노선(성수지선, 신정지선)은 환승 노선으로 포함했다. 노선별 량 수 및 일일 운행횟수는 <Table 3>과 같으며, 이를 종합한 지하철 2호선 최대용량 산출 식은 다음과 같이 표현된다. 또한, 이를 토대로 산출한 2호선 역세권의 지하철 최대용량 예시는 <Table 4>와 같다.

(1)

버스 최대용량 산출에 앞서 서울, 인천, 경기 지역의 버스정보시스템을 통해 전체 버스노선 데이터를 수집하였고, Arc GIS 프로그램의 Buffer 분석을 통해 2호선 역의 출구를 중심으로 역세권 반경인 350m 내 버스노선만 추출하였다.

도시 내에서 운행되는 버스는 크게 입석형 일반버스(도시형버스, 순환버스)와 좌석형 버스(일반 및 고급 좌석버스)로 분류되며, 좌석 수는 도시형 버스 31석, 순환버스 24석, 좌석버스 45석을 기준으로 하고 있다(국토해양부, 2013). 버스의 최대용량은 지하철과 같은 방법으로 차량의 정원과 혼잡도, 일일 운행횟수를 고려하였다. 또한, 통행 거리가 30분 이상이거나 고속도로를 통행하는 노선이 많은 좌석형 버스의 경우 원칙적으로 모든 승객이 좌석을 차지할 수 있어야 하므로 혼잡도를 100%로 설정하였고, 입석형 일반버스는 200%를 적용하였다. 이를 토대로 종합한 버스 최대용량 산출 식은 다음과 같이 표현되며, 산출한 버스 최대용량 예시는 <Table 5>와 같다.

(2)

2호선 역세권 클러스터링 분석에 앞서 Elbow method를 통해 K를 3으로 설정하였고, 이는 2030 서울플랜의 도심과 부도심, 지역중심 개념에도 부합할 것으로 판단된다. 분석에 따른 2호선 역세권 전체 클러스터링 결과는 <Table 11>과 같다.

분석결과 기존 중심지체계에서 도심으로 구분되었던 시청, 을지로입구, 을지로3가(이상 한양도성)와 강남, 삼성(이상 강남) 이외에 광역중심으로 분류되는 잠실이 유사 군집으로 분석되었다. 또한, 영등포·여의도 도심의 역세권이 다른 도심 역세권보다 개발 정도가 부족하여 향후 도심의 역할수행을 위해 추가적인 개발이 필요할 것으로 판단된다. 이에 따라 권역별 세부 분석을 위해 2030 서울플랜의 중심지체계에 따른 5개의 권역으로 역세권을 분류하여 권역별 클러스터링을 추가로 진행하였다.

도심권 6개 역에 대한 Elbow method 결과 K가 2로 설정되었고, 분석에 따른 도심권 클러스터링 결과는 <Table 12>와 같다.

분석결과 기존에 시청, 을지로입구와 함께 유사 군집으로 분류되었던 을지로3가는 평균 용적실현비가 낮아 나머지 3개 역(을지로4가, 동대문역사문화공원, 신당)과 함께 두 번째 군집으로 재분류되었다. 그러나 전체 역세권 클러스터링과 함께 살펴보면 두 군집 간의 개발 격차가 크지 않으며, 도심권의 경우 전체적으로 충분한 개발이 이루어진 것으로 사료된다. 특히 을지로3가와 을지로4가는 지하철 환승 노선의 존재로 충분한 교통수요가 있지만, 역세권 내 대부분 지역의 용도가 일반상업지역으로 법정 용적률이 높은 것에 비해 실현용적률이 낮아 잠재 개발역량이 높은 것으로 평가된다.

서북권 6개 역에 대한 Elbow method 결과 K가 2로 설정되었고, 분석에 따른 서북권 클러스터링 결과는 <Table 13>과 같다.

분석결과 지하철 환승 노선의 존재로 지하철 최대용량이 높고, 평균 용적실현비가 높은 충정로, 합정, 홍대입구가 하나의 군집으로 분류되었다. 두 번째 군집의 경우 전체적인 개발지표가 낮아 2030 서울플랜의 중심지체계 재구조를 통한 서북권 지역균형발전 도모가 필요할 것으로 판단된다. 특히 충정로는 대중교통 최대용량이 높아 통행수요가 많지만, 서울시 전체와 비교하면 개발지표가 낮아 향후 고밀개발을 통한 잠재 개발역량이 ν높은 지역으로 평가된다.

서남권 12개 역에 대한 Elbow method 결과 K가 2로 설정되었고, 분석에 따른 서남권 클러스터링 결과는 <Table 14>와 같다.

분석결과 전체 역세권 클러스터링과 마찬가지로 사당, 대림, 신도림, 영등포구청이 첫 번째 군집으로 분석되었고, 이는 높은 지하철 최대용량과 평균 용적실현비의 영향인 것으로 사료된다. 서남권 역세권은 영등포·여의도 도심에 포함되어 있지만, 서울시 전체 기준으로 개발지표가 낮아 도심의 역할이 제대로 수행되고 있지 않아 도심 중심지의 역량을 강화할 필요가 있을 것으로 판단된다. 구로디지털단지는 평균 용적실현비가 매우 높지만, 단일 지하철노선의 한계로 개발 정도를 대중교통 용량이 온전히 수용하지 못하고 있어 추가적인 노선 확충 등에 따라 지역 활성화에 영향을 미칠 수 있을 것으로 기대된다. 반대로 대림과 당산은 지하철 환승 노선에 따른 통행수요가 존재하지만, 개발밀도 지표가 낮아 잠재 개발역량이 높은 지역으로 평가된다.

동남권 12개 역에 대한 Elbow method 결과 K가 3으로 설정되었고, 분석에 따른 동남권 클러스터링 결과는 <Table 15>와 같다.

동남권은 다른 권역에 비해 역의 개수가 많고 역 간 개발 정도에서 차이를 보여 3개의 군집으로 분류되었다. 분석결과 전체 역세권 클러스터링에서 강남도심과 잠실광역중심으로 분류된 3개역(잠실, 삼성, 강남)은 마찬가지로 하나의 군집으로 분류되었다. 또한, 잠실새내와 역삼, 방배는 초기에 세 번째 군집으로 분류되었으나 세부 분석에서는 하위 3개 역(잠실나루, 종합운동장, 서초)과 비교하여 평균 용적실현비에 따른 개발지표가 높아 군집의 단계가 상승하였다. 그러나 개발지표와 비교해 대중교통 용량이 부족하여 통행수요 유발 등에 따른 인구 유입을 통해 지역 활성화에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

동북권 8개 역에 대한 Elbow method 결과 K가 2로 설정되었고, 분석에 따른 동북권 클러스터링 결과는 <Table 16>과 같다.

분석결과 전체 역세권 클러스터링과 마찬가지로 지하철 최대용량과 평균 용적실현비가 높은 왕십리와 건대입구가 같은 군집으로 분석되었다. 동북권 역세권은 전체 역세권과 비교하여 대부분 지표가 낮게 분석되어 전체적으로 인구 유입과 개발이 충분히 이루어지지 못한 것으로 사료된다. 왕십리의 경우 동북권의 유일한 광역중심이고, 3개의 환승 노선(5호선, 분당선, 경의·중앙선)이 더 존재하는 것에 비해 개발지표가 낮아, 교통 용량을 수용할 수 있도록 추가적인 개발이 필요할 것으로 판단된다. 또한, 동북권의 균형발전을 위해 교통 용량이 충분한 건대입구와 성수 지역중심을 거점으로 중심지체계 개편과 함께 추가적인 개발이 필요할 것으로 사료된다.