시스템다이나믹스 기반 균형발전 영향평가

서문에서는 지난 수십 년간의 압축 성장 과정에서 효율성과 경제성에 치중한 결과, 형평성이 크게 저해되어 국토 개발, 인구 분포, 소득 분포 등 사회 전반의 불균형이 심화되었음을 지적합니다. 이러한 불균형은 사회 안정성을 위협하고 국가 발전의 동력을 저하시키는 주요 원인으로 분석되며, 사회 갈등의 근본적인 요인이 되고 있음을 강조합니다. '더불어 사는 균형발전 사회'를 국정 목표로 설정하고, 일극 집중·집권 사회를 분산·분권 사회로 전환하기 위한 다양한 정책을 추진해 왔으나, 보다 효과적인 국가균형발전 정책 추진을 위해서는 국가 재정의 전략적 배분과 주요 재정 사업에 대한 균형발전 영향 평가가 필수적임을 강조합니다. 효율성과 형평성의 조화를 이루는 균형 잡힌 사회 구현은 21세기 한국의 새로운 도약을 위한 필수 조건으로 제시됩니다.

본 연구의 핵심 목표는 국가균형발전을 위한 국책 사업의 사회·경제적 효과를 측정하고 전망하는 재정투자 파급효과 측정모형을 개발하는 것입니다. 이 모형을 통해 정부의 재정투자 의사결정에 따른 사회경제 구조의 지역별 변화를 예측하고, 정책의 효과를 사전에 평가할 수 있게 됩니다. 두 번째 목표는 정부 재정투자가 국가균형발전에 미치는 영향을 하나의 종합 수치로 나타내는 균형발전지수의 측정모형을 개발하는 것입니다. 이는 국민 누구나 지역균형발전의 상황과 수준을 쉽게 이해할 수 있도록 하여, 투명하고 효율적인 정책 결정을 지원하는 데 기여할 것입니다. 요약 부분에서도 국가균형발전 정책의 효과적 추진을 위해 국가 재정의 전략적 배분이 필요하며, 주요 재정 사업에 대한 균형발전 영향평가를 통해 수도권 집중을 억제하고 지역 간의 고른 재원 배분을 실현해야 함을 다시 한번 강조하고 있습니다. 기획예산처는 2005년부터 주요 재정 사업의 균형발전 영향평가를 시행하고 있음을 언급하며 연구의 시의성을 부각합니다.

본 연구는 국가균형발전 정책의 효과를 분석하기 위해 시스템 다이나믹스(SD) 기법을 기반으로 한 모형을 개발했습니다. SD 기법은 복잡한 시스템 내 요소들의 상호 작용과 피드백 과정을 수학적으로 모델링하여 시스템의 장기적인 동태를 예측하는 데 유용한 방법론입니다. 본 연구에서는 SD를 활용하여 재정투자의 파급효과를 분석하고, 국가균형발전에 미치는 영향을 정량적으로 평가하는 모형을 구축했습니다. 이 모형은 다양한 변수들(인구, 주택, 도로 등) 간의 복잡한 상호작용을 고려하여 재정투자의 시공간적 효과를 종합적으로 분석할 수 있도록 설계되었습니다. 특히, 상태변수, 증감변수, 보조변수 등의 개념을 적용하여 시스템의 동적 움직임을 수학적으로 표현하고, 시뮬레이션을 통해 시간 경과에 따른 변화를 예측합니다. 이를 위해 인과관계도와 시스템 흐름도를 작성하고, 모형 정립, 행태 분석, 타당성 평가, 정책 분석 및 의사결정 등의 단계를 거쳐 모형을 개발하였습니다. 연구에서는 Powersim과 같은 시스템 다이나믹스 모형 개발 도구를 활용했습니다.

시스템 다이나믹스 모형과 병행하여, 실무 담당자가 쉽고 빠르게 균형발전 영향평가를 수행할 수 있도록 엑셀 기반의 자체 평가 모형을 개발했습니다. 이 모형은 시스템 다이나믹스 모형과 유사한 논리적 구조를 가지고 있지만, 평가 기간과 평가 부문을 축소하여 실무 적용의 편의성을 높였습니다. 엑셀을 기반으로 하여, 각 부처에서 이미 널리 사용하고 있는 소프트웨어를 활용함으로써 평가의 수월성과 효율성을 확보하고자 했습니다. 이를 통해 각 부처는 예산 편성 시 해당 사업별로 균형발전 영향 평가를 손쉽게 수행하고, 자체적으로 평가의 적절성을 검토할 수 있도록 지원합니다. 시스템 다이나믹스 모형과 엑셀 기반 모형의 결과를 비교 분석함으로써, 두 모형의 일관성과 실무 적용 가능성을 검증합니다. 엑셀 모형은 시뮬레이션 기간을 5년으로 단축하고 참조 연도를 1년 단위로 설정하여, 실무에서의 빠른 시뮬레이션을 가능하게 합니다.

시스템 다이나믹스 모형 개발을 위해서는 다양한 도구들이 활용될 수 있습니다. 본 연구에서는 최근 널리 사용되고 있는 Powersim을 사용하여 시범 모형을 구축했습니다. Powersim은 최적화 문제 해결, 제어 변수 활용 기능, 엑셀 자료와의 호환성, 시뮬레이션 결과의 다양한 표현 방법 등의 장점을 가지고 있어 연구에 적합한 도구로 판단되었습니다. 모형 개발을 위한 기초 자료로는 지난 5년간의 인구, 주택, 도로 등 사회 전반에 걸친 통계 자료를 사용하였으며, 2006년 균형발전 영향평가 대상 사업 87개의 투자 부문과 투자 유형을 분석하여 모형의 기초 단위를 설정했습니다. 2007년 신규 사업 중 수도권 입지 사업은 수도권 집중 문제를 고려하여 별도로 분석하지 않았으며, 비수도권 입지 사업에 대해서는 사업비 규모를 기준으로 평가 대상을 선정했습니다. 모형 개발 과정에서 20개의 국가균형발전 지표와 2006년 평가 대상 사업의 15개 재정투자 부문을 연계하고, 수정 보완하여 적용했습니다.

본 연구에서는 국가균형발전의 수준을 측정하기 위한 균형발전지표의 개념을 정립하고, 구체적인 구성 요소를 제시합니다. 균형발전지표는 국가 또는 지역의 균형적인 발전 정도를 나타내는 요약 정보로, 추상적인 균형발전 개념을 구체화하고 지역 투자 사업의 기여도를 측정하는 데 활용됩니다. 또한 새로운 지역 정책 및 투자 사업에 대한 의사결정을 체계적이고 합리적으로 지원하는 역할을 합니다. 주요 균형발전지표로는 인구, 취업자, 지역총생산, 도시적 토지 이용 비율, 도로율, 재정자립도 등이 검토되며, 본 연구에서는 선행 연구인 '균형발전 영향평가제도 도입방안 연구'에서 제시된 지표들을 참고하여 국가균형발전지표를 구성했습니다. 지표는 어떤 현상이나 변화를 요약한 정보로, 시스템 전체를 이해하고 현상에 대한 정보를 쉽게 전달하는 기능을 가지고 있습니다. 경제 지표(GDP, 고용률, 저축률 등)와 지역 개발 지표(문화시설, 산업시설, 도로율 등)가 대표적인 예시로 언급됩니다.

균형발전지수는 여러 지표를 사용하여 시계열적, 지역 간, 또는 사업 전후 비교를 가능하게 하도록 100(또는 1.0)을 기준으로 통계 처리한 수치입니다. 본 연구에서는 엔트로피 개념을 활용하여 균형발전지수를 개발하고, 시범 모형에서 재정투자의 균형발전 영향을 파악했습니다. 엔트로피는 열역학 제2법칙에서 사용되던 개념이지만, Shannon에 의해 정보이론에 도입되어 불확실성을 측정하는 확률론적 단위로 활용되고 있습니다. 이러한 엔트로피 개념을 이용하여 지역 간의 불균형 정도를 정량적으로 측정하고, 균형발전지수를 통해 국가균형발전의 수준을 종합적으로 평가할 수 있도록 설계되었습니다. 본 연구에서는 인구를 지표로 한 균형발전지수를 사용했지만, 산업구조, 취업자, 교육수준, 지역개발 수준, 문화시설 수준 등 다양한 측면의 지표를 추가하여 더욱 포괄적인 균형발전지수를 개발할 수 있습니다. 또한, 엔트로피 기반 지수의 한계를 보완하기 위해 대수정규분포 등을 활용한 보다 정교한 균형발전지수 개발을 후속 연구 과제로 제시하고 있습니다.

개발된 국가균형발전영향평가 모형은 시스템 다이나믹스 기법을 활용하여 재정투자의 효과를 시뮬레이션합니다. 모형은 도로, 주택, 문화시설 등 12개 부문을 포함하며, 각 부문에 대한 재정투자가 인구 변화, 지역 경제, 그리고 국가균형발전에 미치는 영향을 5년 또는 10년의 시뮬레이션 기간 동안 분석합니다. 모형은 16개 시도를 대상으로 하며, 각 시도별로 재정투자의 시간적 효과를 그래프로 시각화하여 보여줍니다. 시뮬레이션 결과는 재정투자의 지역별, 부문별, 시간별 영향을 정량적으로 제시하여 국가균형발전 정책의 효과성을 평가하는 데 활용됩니다. 특히, 재정투자의 효과가 즉시 나타나는 것이 아니라 일정 기간이 경과해야 나타난다는 점을 고려하여, 재정투자 효과 함수식을 적용하여 시뮬레이션을 수행했습니다. 이를 통해, 단순한 투자액이 아닌, 시간 경과에 따른 누적 효과를 분석하여 보다 정확한 정책 평가를 가능하게 합니다. 기준 연도는 2005년으로 설정되었고, 엑셀 기반 모형과의 비교를 통해 시스템 다이나믹스 모형의 결과를 검증하였습니다.

시스템 다이나믹스 모형의 결과를 검증하고 실무 적용의 편의성을 높이기 위해 엑셀 기반의 재정투자 모형을 개발했습니다. 엑셀 기반 모형은 시스템 다이나믹스 모형과 동일한 논리적 구조를 적용하여, 재정투자의 효과를 계산합니다. 예를 들어, '연도별 주택 투자액'에 지역별 투자금을 입력하면, '연도별 주택 재정 투자 효과'가 지수 함수를 통해 자동으로 계산됩니다. 엑셀 기반 모형은 시스템 다이나믹스 모형에 비해 시뮬레이션 기간을 단축하고(5년) 참조 연도를 1년 단위로 설정하여, 실무 담당자의 자체 평가 및 신속한 시뮬레이션을 용이하게 합니다. 도로, 주택, 교육시설 모형 등이 엑셀 기반으로 구현되었으며, 각 모형은 시스템 다이나믹스 모형과 동일한 논리적 구조를 유지하면서, 실무에서의 활용성을 고려하여 간소화된 형태로 개발되었습니다. 엑셀 기반 모형을 통해 도출된 결과는 시스템 다이나믹스 모형의 결과와 비교 분석되어 모형의 타당성과 정확성을 검증하는데 사용되었습니다. 이를 통해 시스템 다이나믹스 모형의 복잡성을 보완하고, 실무적인 활용성을 강화하고자 하였습니다.

시뮬레이션 결과는 16개 시도에 대해 5년간 투자되는 자금의 시간적 효과를 시도별로 그래프로 보여줍니다. 그래프는 모형에서 사용된 변수들을 나타내는 것과 더불어 재정투자금의 시간적 효과를 시도별로 보여주는 그래프를 함께 제시합니다. 여기서 숫자는 각 시도를 의미하고, 해당 색깔은 시도별 재정투자금의 효과액을 나타냅니다. 인구 모형은 출생자 수, 사망자 수, 그리고 각 부문별 투자에 따른 순이동률 변화를 반영하여 향후 10년간의 인구 변화를 시뮬레이션합니다. 도로 모형에서는 재정투자에 따른 도로 연장 증가량과 도로 면적 증가량을 분석하고, 교육시설 모형에서는 재정투자에 따른 중고등학교 교실수 증가량을 분석하여 인구 변화와의 상관관계를 파악합니다. 도로, 주택, 문화시설 부문에 대한 지속적인 재정투자를 가정하고, 향후 15년간 16개 지역의 인구 변화와 국가균형발전에 미치는 영향을 시뮬레이션하고, 기본 모형과 비교 평가하여 재정투자의 효과를 분석합니다.

본 연구는 시스템 다이나믹스 기반의 균형발전영향평가 모형을 개발하여 국가균형발전 정책의 효과성을 평가하고, 향후 정책 수립에 필요한 근거를 제시합니다. 개발된 모형은 재정투자의 효율성과 형평성을 고려한 전략적 배분 방안을 제시하며, 정부의 재정투자 결정이 사회경제 구조에 미치는 장기적 영향을 예측하는 데 기여합니다. 특히, 시뮬레이션 결과는 16개 시도에 대한 재정투자 효과를 정량적으로 제시하여, 지역별 특성을 고려한 차별화된 정책 수립의 필요성을 보여줍니다. 엑셀 기반의 간편한 모형을 개발하여 실무 적용 가능성을 높였으며, 시스템 다이나믹스 모형과의 비교 분석을 통해 모형의 신뢰성을 확보했습니다. 도출된 결과는 국가균형발전 정책의 효과성을 평가하고, 향후 정책 방향 설정에 중요한 자료로 활용될 수 있습니다. 단순히 수도권 집중을 억제하는 것뿐만 아니라, 지역 간 균형있는 발전을 이끌어내는 정책 수립 및 재정 투자 전략이 필요함을 시사합니다.

본 연구에서 제시된 모형 개발 아이디어와 실무적 방법론은 국가사회의 미래를 예측하고 전망하는 데 활용될 수 있습니다. 시스템 다이나믹스 기법은 사회 각 분야의 다양한 예측과 통합 전망을 가능하게 하고, 국가 미래의 전망과 미래 전략 수립에 활용될 수 있는 포괄적인 기법으로 평가됩니다. 특히, 본 연구에서 사용된 시스템 다이나믹스 모형은 복잡한 사회경제 시스템의 동태적 특성을 고려하여 미래를 예측하는 데 유용한 도구로서, 다양한 정책 시나리오를 시뮬레이션하고 그 결과를 분석함으로써, 최적의 정책 대안을 선택하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 향후 연구에서는 시스템 다이나믹스와 GIS 기법을 통합한 시공간 통합 정책 시뮬레이션 모형을 개발하여, 시간과 공간적 요소를 모두 고려한 더욱 정교한 정책 분석을 수행할 계획입니다. 이를 통해, 국가균형발전 뿐 아니라 다양한 국가 정책 수립에 있어서 시스템 다이나믹스 기법의 활용 가능성을 넓히고, 보다 과학적이고 효율적인 정책 의사결정을 지원하고자 합니다.

본 연구는 2개월이라는 제한된 연구 기간과 자료의 한계로 인해, 모형의 개발 범위를 제한적으로 설정하였습니다. 후속 연구에서는 시군구 단위까지 공간 범위를 세분화하고, 산업구조, 취업 구조 등 경제사회의 핵심 분야를 포함하여 단위 모형의 범위를 확장할 필요가 있습니다. 현재 모형은 16개 시도를 공간 분석 단위로 사용하고 있으나, 시군구 단위까지 세분화하여 분석의 정확성을 높일 필요가 있습니다. 이를 위해 유관 부서와의 협력을 통한 자료 확보가 중요한 과제로 제기됩니다. 또한, 균형발전지수의 경우, 현재 인구를 주요 지표로 사용하고 있으나, 산업구조, 취업자, 교육 수준 등 다양한 측면을 고려한 지표 개발 및 통합 지수 개발이 필요합니다. 특히, 엔트로피 개념을 활용한 균형발전지수는 서술적인 성격이 강하여 바람직한 균형 수준에 대한 판단이 어려운 한계점이 있습니다. 따라서 대수정규분포 등의 개념을 활용하여, 가치 판단이 가능한 보다 정교한 균형발전지수 개발을 위한 후속 연구가 필요합니다.