시스템다이내믹스를 활용한 토지이용 변화가 도시동태성에 미치는 영향에 관한 연구 : 성남시를 중심으로

용도지역 변화가 성남시 도시 동태성에 미치는 영향을 분석했다.

도시는 하나의 거대한 시스템이며, 또한 도시는 다수의 하위 시스템으로 구성되어 있어 이들 하위 시스템들 간의 상호작용으로 인해서 동태성을 갖는다. 즉 인구, 산업경제, 주택, 환경, 교통, 토지이용 등과 같은 하위 시스템들 간의 상호작용으로 인해 도시는 점점 복잡계적 특성을 보이며 성장하기도 하고 쇠퇴하기도 한다. 본 연구의 목적은 이러한 도시의 동태적 특성을 기본 전제로 하여 성남시를 대상으로 용도지역의 변경에 따른 도시의 다양한 하위 시스템이 장기적으로 어떻게 변화할 것인가를 규명하는 데 목적이 있으며, 구축된 시뮬레이션 모형상에서 용도지역 변화정도에 따른 정책 모의실험을 수행하여 대안별 정책 시나리오들이 성남시의 도시 동태성에 어떠한 변화를 초래하는지를 살펴보고, 그 결과에 따른 정책적 제언을 도출하는데 있다. 본 연구에서의 모형구축과 시나리오에 따른 시뮬레이션 분석에는 시스템 다이내믹스 프로그램인 스텔라(STELLA) VERSION 8.1를 사용하였다. 본 연구에서 구축한 용도지역관리모형의 시뮬레이션 결과 성남시 인구는 2020년 1,293,734명, 주택수는 273,911호, 기업체수는 79,525개사, 자동차수는 382,545대로 추정되었다.

또한 용도지역관리모형 구축을 토대로 그린벨트 해제 확대적용(정책실험모형Ⅰ), 용적률 완화 확대적용(정책실험모형Ⅱ) 및 그린벨트 변경시 사업용지 개발 확대적용(정책실험모형Ⅲ)에 대한 정책실험을 실시하여 성남시의 하위 시스템의 변화추이를 분석하였다. 그린벨트를 추가로 해제하게 되면 주택수는 기본모형에 비해 2020년 4,906호(1.76%)로 증가하고, 인구수도 2020년 12,145명(0.93%) 으로 증가하였으며, 따라서 그린벨트를 추가 해제하면 주택수에 가장 많은 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 용적률을 추가로 완화하게 되면 기본모형에 비해 주택수는 2020년 62,715호(19.24%), 인구수는 2020년 127,191명(9.51%)의 상당히 높은 증가추세를 보이고 있으며, 기업체수와 자동차수의 증가도 상당히 높은 증가율을 보이는 것으로 분석되었다. 그린벨트 해제시 사업용지를 확대하면 기본모형과 거의 유사하게 나타나고 있으나, 기업체수가 가장 많이 증가하고 기업체수 증가에 따른 인구 및 자동차수 증가로 이어지고 있으나, 주택수는 오히려 감소하는 것으로 분석되었다. 본 연구의 결과를 바탕으로 다음과 같은 정책적 제언을 하고자 한다. 첫째, 용적률 조정정책을 활용한 개발계획의 수립 및 집행이 필요하다.

본 연구에서의 정책실험 결과, 그린벨트 완화보다는 용적률을 상승시키는 정책이 도시 하위 시스템에 미치는 파급효과가 크게 나타나므로 다양한 인센티브를 제공하여 용적률 조정정책을 이용한 개발계획수립 및 수행이 바람직한 것으로 보여진다. 둘째, 그린벨트 해제시 적정 사업용지 확보에 따른 배드타운화 방지가 필요하다. 그린벨트 지역을 해제하면 정책실험 결과에서 보듯이 주거지역과 녹지지역의 면적이 증가하여 주택수의 증가율이 크게 나타나고 있으나, 기업체수의 증가율은 아주 미미한 것으로 나타나고 있다. 따라서 성남시가 서울 및 타 경기도지역의 배드타운화가 되는 것을 방지하려면 사업용지 개발을 적극 확대하여 기업체에 필요한 토지용도를 적극 제공할 필요가 있다. 셋째, 그린벨트 해제에 따른 종합적인 영향평가가 반드시 필요하다. 모형의 분석결과 용도지역의 경우 주거, 상업 및 공업지역은 일정한 수준으로 증가하고 있지만 그린벨트 지역은 지속적으로 감소하는 패턴을 보여주고 있으며, 따라서 향후 가용토지자원을 고려하여 그린벨트 해제에 대해서는 신중하고도 종합적인 검토가 필요하다. 넷째, 도시 하위시스템간 상호 영향관계를 고려한 종합적인 정책집행이 필요하다.

용적률의 완화정책은 주택수 및 인구수 증가에 커다란 영향을 미치지만 산업의 미약에 따라 직장매력도가 감소되는 부정적인 영향이 발생하므로 산업용지의 보급에도 정책적인 지원이 동시에 추진되어야 균형잡힌 도시성장을 이룰수 있으며, 반대로 지나친 개발용지의 보급은 기업체수의 증가를 가져오지만 주택수의 감소에 따른 주택매력도가 저하되어 인구유출의 원인으로 작용할 수 있으므로 이 또한 주택보급과 관련된 정책에도 관심을 기울어야 하겠다. 따라서 도시 하위시스템간의 영향관계를 고려한 종합적인 정책이 필요하다. 다섯째, 도시내 도시기본계획의 지속적인 모니터링 체계 구축이 필요하다. 대부분의 지방자치단체에서는 도시기본계획 등의 계획과 계획관련 각종 정책과 제도를 입안하여 이에 대한 집행만 수행하였을 뿐, 각종 계획과 정책에 대한 영향과 문제점, 그 파급효과 등에 대한 평가과정은 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 해당도시의 변화를 지속적이고 상시적으로 조사하고 각종 계획이나 정책의 영향을 평가할 수 있도록 지속적인 모니터링이 수행될 수 있는 체계를 마련해야 한다. 본 연구의 한계로서는 다양한 하위 시스템에 포함되어야 할 변수는 너무나 많고 다양하나, 본 연구에서 사용한 변수들이 너무 적고 개념을 너무 단순화하여 적용함으로써 발생되는 내재적 한계가 있다. 또한 인접한 서 A city is one enormous system.

Since it is composed of multiple subsystems, its dynamics will depend on interactions between those subsystems. That is, due to the interaction between its sub-systems such as population, industrial economics, housing, environment, traffic, land use, etc., a city will have more and more complex characteristics which may lead to its growth and decline. With the basic assumption of such complex characteristics of urban dynamics, the main purpose of this study is to find out how alternative land use will effect various urban sub-systems in the long run using a case of Seongnam City.

I will also examine how the alternative policy scenarios bring about the changes on urban dynamics of Seongnam City by executing policy simulation experiments per alternative land use on the basic simulation model. Therefore we can derive a policy proposal according to the result of the experiments. System dynamics program STELLA VERSION 8.1 has been used for model construction and simulation analysis per scenarios for this study. According to the simulation result of the basic land use management model in this study, it is estimated that population of Seongnam City is 1,293,734, the number of houses is 273,911, the number of business is 79,525 and the number of cars is 382,545 in 2020.

Also, I experimented 'Enlarged Application of Green Belt Relaxation (policy experiment model I)', 'Enlarged Application of Floor Area Ratio Relaxation ( policy experiment model II)' and 'Enlarged Application of land development for business purposes associated with the green belt change (policy experiment model III)' based on land use management model, and analysed the trend of urban sub-systems of Seongnam City. When green belt is additionally released, the number of houses is increased by 4,906 (1.76%) and population is increased by 12,145(0.93%) in 2020 compared to the original model.

Therefore it is analysed that additional release of green belt has the greatest impact on the number of houses. When floor area ratio is additionally released the analysis shows that the number of houses is increased by 62,715 (19.24%), the population will be increased highly by 127,191 (9.51%), and also the number of business and cars are increasing at significantly high rate. When the land for business uses is enlarged when the part of green belt is released, the analysis shows that the number of companies are mostly increased so as to the population and the number of cars, however the number of houses is decreasing.

Based on the result of this study I would like to have policy proposal as follows. First, development plan and execution utilizing floor area ratio adjustment policy is necessary. According to the policy simulation experiment of this study, the policy of increasing floor area ratio has much bigger impact on urban sub-system than green belt release, it is more desirable to establish and execute the development plan using floor area ratio adjustment by providing various incentives. Second, when green belt is released it is necessary to increase the land for business purposes to certain extent in order to prevent the city to become a so-called 'Bedtown'.

As you can see from the result of this study, when part of green belt is released, both the residential area and the green zone will be increased and this will lead to increase in the number of houses, but the number of business will be increased by slight numbers only. Therefore in order to prevent Seongnam City from becoming a 'bedtow