첨두시간 항공수요

왜 배우는가: 첨두시간 항공수요는 공항 시설 용량과 터미널·계류장·주차 규모를 결정하는 설계 기준이라 실무에서 가장 먼저 산정하는 값이다. 연간 수요를 설계시간 수요로 바꾸는 과정이 시험에서 반복해서 묻는 주제다.

출제 이력: 제120회 2교시 6번, 제112회 1교시 11번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄에 쓸 정의는 다음과 같다.

첨두시간 항공수요는 연간 공항 이용 수요를 설계 기준이 되는 가장 붐비는 1시간(설계시간) 수요로 환산한 값이다.

핵심 키워드

• 첨두시간(peak hour): 하루 중 공항 이용이 가장 집중되는 시간대
• 설계시간 수요(design hour volume): 시설 규모 결정에 쓰는 첨두시간 여객·운항 수요
• 첨두시간 계수(peak hour factor): 연간 또는 일평균 수요에서 첨두시간 수요를 구하는 비율
• 연간 여객수요(annual passenger demand): 항공수요 예측의 출발 값
• 설계시간 비율(design hour ratio): 연간 여객 중 설계시간에 몰리는 비율
• 시계열 추세(trend): 과거 이용 자료에서 읽은 장기 증가 경향
• 공항 용량(airport capacity): 시설이 처리할 수 있는 시간당 최대 처리량

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면, 공항에는 하루 종일 같은 양의 손님이 오지 않는다. 특정 몇 시간에 몰리고, 그 몰리는 시간의 수요가 시설을 얼마나 키워야 하는지를 정한다. 첨두시간 항공수요 산출은 이 붐비는 시간의 수요를 연간 예측치에서 역산하는 작업이다.

정식 정의는 다음과 같다. 연간 항공 여객·운항 수요를 일평균 수요로 나누고, 여기에 첨두시간 계수를 곱해 설계시간 수요를 얻는다. 이 값은 여객터미널의 처리 능력, 계류장 면적, 주차 면수, 활주로 용량 검토의 입력 값이 된다.

핵심 용어를 정리한다.

첨두시간 계수는 설계시간 수요가 일평균 수요에 비해 얼마나 큰지를 나타낸다. 공항 규모와 노선 구성에 따라 값이 다르다.

설계시간 수요는 시설 계획의 기준이 되는 값이다. 평균값이 아니라 가장 붐비는 시간의 값이어야 시설이 부족하지 않다.

연간 수요 예측은 항공 여객·화물 수요를 여러 해에 걸쳐 추정한 값이다. 설계시간 수요는 이 값에서 나온다.

3. 등장 배경과 필요성

공항 시설은 한 번 지으면 수십 년 쓰는 자산이다. 연간 수요만 보고 시설을 정하면 특정 시간대에 혼잡이 생기거나, 반대로 대부분의 시간에 시설이 놀게 된다. 그래서 설계 기준을 시간 단위로 바꿔야 한다.

연간 수요 예측치는 시설 계획의 출발점이지만 시설 설계에는 직접 쓸 수 없다. 공항 용량은 시간당 처리량으로 정해지는데, 수요 예측은 연간 값으로 나오기 때문에 두 값을 맞추는 중간 단계가 필요하다. 이 단계가 첨두시간 항공수요 산출이다.

계획 측면에서는 공항 개발 종합계획과 공항 기본계획이 수요 전망을 근거로 한다. 항공수요 전망은 공항시설법 제3조에 따라 종합계획에 포함되는 사항이다. 첨두시간 수요는 이 전망을 실제 시설 규모로 옮기는 역할을 한다.

첨두시간 수요가 과대하면 투자비가 늘고, 과소하면 여객 처리가 막힌다.

4. 구성요소·원리·절차

첨두시간 항공수요는 연간 여객 수요를 시간대별 분포로 나눠 설계시간의 수요로 바꾼 값이다. 공항 계획에서는 연간 수요 예측치를 그대로 쓰지 못하고, 터미널 면적과 활주로 처리 능력을 정하는 설계시간 수요(Design Hour Volume, DHV)로 환산해야 한다. 이 환산 과정이 첨두시간 수요산출의 핵심이다.

구성요소는 다음과 같이 나눠 본다.

원리는 다음과 같다. 연간 수요는 계절·요일·시간대에 따라 불균등하게 몰린다. 따라서 시설을 연간 평균 처리량으로 계획하면 첨두에 병목이 생긴다. 첨두 1시간의 수요를 기준으로 시설을 계획하면 대부분의 시간에 여유가 생기지만 병목은 막을 수 있다. 설계시간 비율은 공항 규모가 커질수록 작아지는 경향이 있으므로 공항별 통계를 우선 쓴다.

절차는 다음 순서로 진행한다.

• 연간 여객 수요를 기준연도와 목표연도별로 예측한다.
• 최근 여러 해의 시간대별 여객 통계를 수집한다.
• 시간대별 분포에서 설계시간 비율을 구한다.
• 연간 수요에 설계시간 비율을 곱해 설계시간 수요를 산출한다.
• 도착·출발 방향별 분포를 적용해 방향별 설계 수요를 나눈다.
• 방향별 설계 수요를 터미널 처리 용량과 활주로 용량으로 검토한다.

계산 예제는 다음과 같다. 연간 여객 수요를 V_a(명/년), 설계시간 비율을 k(무차원), 설계시간 수요를 V_h(명/시간)라 하면

$V_h = V_a \times k$

예를 들어 V_a가 1,200만 명, k가 0.035이면 V_h는 1,200만 × 0.035 = 42만 명이 된다. 이 값은 연간 여객 수요를 시간 단위로 바꾸는 과정이고, 시설 계획에서는 여기에 방향별 분포와 동시 수용 비율을 추가로 곱한다. 결과 42만 명/시간은 연간 처리량 1,200만 명을 8,760시간으로 나눈 평균치(약 1,370명/시간)보다 크므로, 첨두 집중이 반영된 값으로 상식 범위다. 다만 실제 설계에서는 시간 단위 여객이 이처럼 크지 않으므로 k와 V_a의 단위(명/년, 명/시간)를 항상 맞춰 확인한다.

5. 관련 법령·기준·표준

첨두시간 항공수요 산출은 법령이 직접 수치를 정하지 않는다. 다만 상위 계획과 예비타당성 검토에서 항공수요 추정의 틀을 정한다. 「공항시설법」 제3조는 국토교통부장관이 5년마다 공항개발 종합계획을 세우고, 그 안에 항공 수요의 전망을 포함하도록 정한다. 이 전망치가 설계시간 수요 산출의 출발점이 된다. 종합계획은 항공정책기본계획과 조화를 이루어야 하며, 항공정책위원회 심의를 거쳐 고시된다.

「예비타당성조사 수행 총괄지침」 제3장 제17조는 공항사업 수요추정에서 연간 여객수요와 연간 화물수요로 구분해 추정하도록 정한다. 여객수요는 국내선 내륙노선, 국내선 제주노선, 국제선으로 나눈다. 기초자료는 국가교통DB와 공항개발 중장기 종합계획의 수요예측치를 원칙으로 한다.

표 아래 설명이다. 법령은 수요의 출처와 구분 방식을 정할 뿐 설계시간 비율의 값은 정하지 않는다. 따라서 설계시간 비율은 공항별 시간대 통계에서 구한다. 예비타당성 지침에서 기초자료를 재추정할 수 있도록 한 점도 함께 기억한다. 설계시간 수요의 산출 근거는 항상 최신 항공 수요 자료로 확인해야 한다.

사용자 기준 수치는 연간 여객 수요와 설계시간 비율 두 가지이며, 법령에 값이 없으므로 본문 계산 예제의 값은 예시일 뿐이다. 실무 기준치는 공항별 통계로 정한다.

6. 유형과 비교

첨두시간 항공수요를 구하는 방법은 입력 자료와 가정에 따라 크게 세 가지로 나뉜다. 연간 수요를 시간 단위로 바꾸는 설계시간 비율법, 시간대별 교통량 분포를 직접 쓰는 시간대별 분포법, 그리고 시설 용량 기준으로 역산하는 용량 기반법이다. 세 방법은 입력 자료의 종류가 달라 용도에 맞게 골라 쓴다.