현재 우리나라의 비용편익분석(Cost-Benefit Analysis)에 있어서 편익(Benefit)산정 방법은 비용절감 편익분석(Cost-Saving Benefit)방법을 적용하고 있다. 하지만 비용절감 편익분석의 경우 생산자 관점의 편익산정 방법으로 항목으로 선정되지 못한 편익과 간접적으로 발생하는 편익을 산정하지 못하는 등 정확한 편익산정에 한계가 있으며, 최근 도입하고자 하는 신교통수단에 적용할 경우 비용측면에서의 우위를 점하지 못하기 때문에 (-)부의 편익형태로 편익이 산정되는 문제가 발생할 수 있다. 이에 보다 안정적이고 정확한 편익산정을 위하여 수요함수 기반의 편익산정 방법이 요구된다. 수요함수 기반의 편익산정 방법은 소비자잉여를 이용한 편익산정 방법으로 국외에서는 과거 RoH기법(Rule of a Half)을 이용하여 시행 전, 시행 후의 관측지점을 직선으로 가정한 형태로 소비자잉여 편익을 산정하였다. 하지만 해당 기법은 신규수단 도입 시 측정이 불가능하며, 상호 수단간 영향을 받지 않는 독립적인 요소로 가정하기 때문에 현실 적용에 한계가 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 2000년대 이후 수요함수를 기반으로 한 소비자잉여 편익산정방법이 지속적으로 연구되어 왔다.
본 연구에서는 수단선택과정에서 적용되는 수요함수인 Logit모형을 이용한 이용자 관점의 소비자잉여 편익분석방법을 적용하였다. Logit모형과 수요함수와의 관계를 정의하고 소비자잉여 편익 산정을 위한 식을 유도하였다. 유도된 식은 수요함수의 면적으로 시행 전 과 시행 후의 소비자잉여의 차이를 계산하면 정확한 편익을 산정할 수 있다. 소비자잉여의 경우 초기 계산된 편익은 효용(Utility) 단위이기 때문에 산정된 소비자잉여를 통행시간/통행비용 형태로 변환하여 기존에 적용된 비용절감 편익산정 방법과 비교를 수행하였다. 또한, 소비자잉여 편익산정 시 적용하지 못하는 Non-Choice Mode에 대한 편익항목과 System Cost항목으로 추가해야할 편익항목을 추가로 고려하였다.

Toy-Network와 실제 신교통수단, 도시철도사업의 편익을 기존 비용절감 편익분석방법과 소비자잉여 편익분석방법을 통하여 산정하여 결과를 비교하였다. Toy-Network에서는 저속의 대중교통 도입으로 인한 도로환경을 재현하여 기존의 비용절감 편익분석 방법과 소비자잉여 편익분석 방법을 비교하였다. 비용절감 편익방법을 적용할 경우 새로운 철도의 도입으로 인해 철도의 수요는 증가하였으나 기존 승용차, 버스를 이용하는 통행시간에 비해 높은 통행시간이 발생하여 (-)부의 편익이 추정되는 결과가 나타났다. 소비자잉여 편익의 경우에는 철도 수단의 효용을 편익으로 계산함으로써 (+)정의 편익이 추정되는 것으로 나타났다. 실제 사업은 다양한 사례분석을 위하여 최근 검토되는 신교통수단인 트램사업과 일반적인 도시철도사업, 광역급행철도사업을 사례로 검토하였다. 분석결과 일반적으로 소비자잉여 편익분석 방법이 비용절감 편익분석방법보다 높게 나타났다. 이는 기존에 고려하지 못했던 편익항목이나 정성적인 요인까지 고려된 것으로 분석되며, 신교통수단인 트램사업의 경우에도 보다 적절한 편익이 산정된 것으로 분석되었다. 이러한 분석결과는 향후 신교통수단, 저속수단, 친환경수단 등이 도입되었을 때 기존의 비용절감 편익분석방법보다 안정적이고 신뢰적인 편익을 산정할 수 있을 것으로 예상되며, 소비자잉여 편익분석 방법론의 경우가 이론적으로 가장 정확한 편익산정방법으로 향후 편익 산정의 신뢰도를 높일 수 있을 것으로 판단된다.

The method of calculating benefits in terms of cost-benefit analysis in Korea applies a method of cost-saving benefit analysis. However, as a producer-oriented calculation method, cost-saving benefit analysis is limited in achieving accuracy because it fails to calculate benefits that are not selected as an item and benefits that occur indirectly. Hence, when applied to new modes of transportation that have been recently proposed for adoption, it fails to gain an advantage in terms of cost, and thus, faces the problem of calculating benefits in the form of minuses. Therefore, a method of calculating benefits based on demand function is required to more stably and accurately calculate benefits.
The demand function-based benefit calculation method outside Korea in the past involved calculating consumer-surplus benefits on the assumption that the observation point before and after implementation is a straight line through the use of the RoH technique. However, this technique could not take measurements when new modes were introduced and was limited in terms of being applied in reality because it assumes that modes are independent elements that are mutually unaffected. To resolve this problem, a consumer-surplus benefit calculation method based on demand function has been continuously studied since the 2000s.
The present study applied a user-oriented consumer-surplus benefit analysis method by using the Logit model, which is a demand function applied in the modes choice process. The study induced a formula for defining the relationship between the Logit model and the demand function and for calculating consumer-surplus benefits. The induced formula is able to calculate accurate benefits if the disparity in consumer surplus before and after implementation is calculated using the area of the demand function. The study made comparisons with cost-saving benefit calculation methods by converting calculated consumer surplus into forms of travel time/travel cost because initially calculated benefits are regarded as a unit of utility for consumer surplus. Furthermore, the study additionally considered benefit items that must be added as system cost items as well as non-choice mode benefit items which cannot be applied during consumer-surplus benefit calculation.
The study compared results after calculating the benefits of Toy-Network and the benefits of new transportation modes and the urban railway transit project by using the cost-saving benefit analysis method and the consumer-surplus benefit analysis method. Toy-Network compared the cost-saving benefit analysis method and the consumer-surplus benefit analysis method by recreating a road environment as a result of adopting low-speed public transportation. Although the demand for railway transit increased as a result of adopting new railway when applying the cost-saving benefit method, the occurrence of longer transit times than those of passenger cars and buses derived results that assumed negative(-) benefits. On the other hand, the consumer-surplus benefit method derived results that assumed positive(+) benefits by calculating the utility of railway transit as a benefit.
Actual projects were evaluated by using cases like tram projects, regular urban railway projects, and the great train express railway project in order to analyze a variety of cases. The results of the analysis show in general that the consumer-surplus benefit analysis method scored higher than the cost-saving benefit analysis method. This seems to be the result of considering qualitative factors and benefit items that were not considered previously and demonstrates more adequate benefits for even the new transportation mode of the tram project. Such a result predicts that more stable and reliable benefits than the previous cost-saving benefit analysis method will be calculated when new transportations modes, low-speed modes, and eco-friendly modes are adopted in the future and that the consumer-surplus benefit analysis methodology will increase the reliability of benefit calculation as the most theoretically accurate benefit calculation method.