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표제지
목차
제1장 서론 11
1.1. 연구의 배경 11
1.2. 연구 목적 13
1.3. 연구 범위 14
1.4. 논문의 구성 15
제2장 문헌 고찰 16
2.1. 국내외 폐수관리 현황 16
2.1.1. 외국의 폐수관리 현황 16
2.1.2. 우리나라의 폐수종말처리시설 현황 21
2.2. 유입유량 예측을 위한 모형 28
2.2.1. 극치분포(Extreme Value Distribution) 28
2.2.2. 매개변수 추정이론 31
2.3. 효율성 분석 36
2.3.1. 효율성의 정의 및 연구사례 36
2.3.2. 자료포락분석(DEA) 42
2.4. 운영실태 평가지표 타당성 분석 49
2.4.1. 요인분석 49
2.4.2. 다중회귀분석 54
2.5. 성과지표 개발 및 적용 56
2.5.1. 성과지표 정의와 평가방법론 56
2.5.2. 성과지표의 개발 원칙 57
2.5.3. 외국의 성과지표 개발과 적용사례 59
2.5.4. 우리나라의 성과지표 개발과 적용사례 65
2.5.5. 계층적 분석법(AHP) 70
제3장 통계적 방법론을 이용한 유입유량 분석 77
3.1. 서론 77
3.2. 시간에 따른 초과 유입확률 분석 79
3.2.1. 극치분포 모델 구성 79
3.2.2. 초과유입률 산정 83
3.3. 소결론 97
제4장 폐수종말처리시설의 운영 효율성 평가 및 평가지표 신뢰도 분석 99
4.1. 서론 99
4.2. 운영 효율성 분석 101
4.2.1. 연구대상시설 101
4.2.2. 자료포락분석(DEA) 모델 구성 103
4.2.3. 자료포락분석(DEA)을 활용한 효율성 분석 106
4.2.4. 다중회귀분석을 이용한 효율성 최적화 모델 개발 121
4.3. 운영실태 평가지표의 신뢰도 분석 130
4.3.1. 연구대상시설 및 연구방법 130
4.3.2. 2015년 폐수종말처리시설 평가결과 133
4.3.3. 평가지표의 신뢰도 분석 136
4.3.4. 요인분석을 통한 타당도 검토 및 조정 140
4.3.5. 지표의 재분류 및 평가결과 비교 150
4.4. 소결론 156
제5장 폐수종말처리시설 위탁성과지표 개발 159
5.1. 서론 159
5.2. 위탁성과지표의 구성 160
5.3. AHP분석을 이용한 성과지표 가중치 결정 163
5.3.1. 연구방법 163
5.3.2. 쌍대비교행렬 및 일관성 검증 164
5.3.3. 성과평가지표의 가중치 산정 170
5.4. 소결론 177
제6장 종합결론 179
6.1. 결론 179
6.2. 추후 연구과제 182
참고문헌 184
부록 192
A. 시나리오 1의 DEA 분석결과 192
B. AHP 분석을 위한 쌍대비교행렬 205
국문초록 208
ABSTRACT 210
Table 2.1.1. 미국의 배출허용기준의 규모별 차등화의 예 17
Table 2.1.2. 일본의 수질규제 항목 및 하수도에 미치는 영향 19
Table 2.1.3. 최근 3년간 전국 폐수종말처리시설의 유입률, 운영비 및 운영인력의 변화 22
Table 2.1.4. 최근 3년간 전국 폐수종말처리시설의 수질 변화 22
Table 2.1.5. 최근 3년간 용량별 폐수종말처리시설의 운영 자료 비교 24
Table 2.1.6. 통합환경관리제도와 기존 환경관리제도와의 비교 26
Table 2.3.1. 상하수도사업의 DEA 선행연구 사례 38
Table 2.3.2. 투입 및 산출기반 모델 비교 39
Table 2.3.3. 상하수도사업의 DEA 선행연구 사례 40
Table 2.3.4. 폐수종말처리시설의 운영비용 41
Table 2.4.1. 타당도의 종류 및 측정방법 49
Table 2.5.1. 미국 에너지부의 성과지표 개발을 위한 원칙 57
Table 2.5.2. 국무조정실에서 제시한 성과지표 개발을 위한 7가지 원칙 58
Table 2.5.3. 영국 OFWAT의 성과지표 61
Table 2.5.4. 프랑스 FNCCR의 성과지표 62
Table 2.5.5. 일본의 포괄적 민간위탁에 관한 성과지표 64
Table 2.5.6. 전국 폐수종말처리시설 운영형태별 개소수(2012~2014) 66
Table 2.5.7. 운영주체별 운영관리 비교 67
Table 2.5.8. 하수도 위탁성과 지표(2014, 4차 개정) 69
Table 2.5.9. Saaty의 9점 척도 74
Table 3.2.1. 7개 폐수종말처리시설 용량 84
Table 3.2.2. 7개 처리시설의 월 단위 일최대유입유량에 따른 모델상수 87
Table 3.2.3. 7개 처리시설의 μ₁에 대한 통계수치 89
Table 3.2.4. 2015년 6월 기준 월 1회 이상 시설용량 초과확률 92
Table 3.2.5. 월 1회 이상 시설용량의 80%를 초과할 확률 97
Table 4.2.1. DEA 분석대상 시설의 일반현황 101
Table 4.2.2. DEA 분석대상 시설의 공법별 분포 102
Table 4.2.3. DEA 분석을 위한 투입 및 산출 변수 104
Table 4.2.4. 투입 및 산출 요소에 따른 DEA 분석 시나리오 106
Table 4.2.5. 투입요소 및 산출요소의 기술통계량 107
Table 4.2.6. 시나리오 1의 DEA 분석 결과 109
Table 4.2.7. 시나리오 1의 CRS, VRS, SE 값에 따른 시설의 평균 운영데이터 112
Table 4.2.8. 시나리오 2의 DEA 분석 결과 113
Table 4.2.9. 시나리오 2의 CRS, VRS, SE 값에 따른 시설의 평균 운영데이터 115
Table 4.2.10. 시나리오 3의 DEA 분석 결과 117
Table 4.2.11. 시나리오 3의 CRS, VRS, SE 값에 따른 시설의 평균 운영데이터 119
Table 4.2.12. 시나리오 1~3의 규모수익 및 투입요소별 과투입량 비교 120
Table 4.2.13. 시나리오 1~3에서 CRS로 운영되는 시설의 운전데이터 121
Table 4.2.14. 시나리오 1을 적용한 DEA 분석결과로부터의 최적 투입 및 산출요소 값 122
Table 4.2.15. 시나리오 1의 투입 및 산출요소의 최적규모 및 실제규모 비교 123
Table 4.2.16. 시나리오 1의 투입 및 산출요소의 최적값에 대한 중회귀분석 결과 126
Table 4.2.17. 시나리오 1의 투입 및 산출요소의 최적값에 대한 중회귀분석 결과(전력비 제외) 127
Table 4.3.1. 폐수종말처리시설 운영실태 평가지표 항목 및 배점 132
Table 4.3.2. 2015년 폐수종말처리시설 운영실태 평가결과 점수 분포 134
Table 4.3.3. 운영실태 평가결과 통계분석 결과 135
Table 4.3.4. 운영분야 지표 신뢰도 분석 결과 137
Table 4.3.5. 운영분야 지표간 상관관계 분석 결과 138
Table 4.3.6. 관리분야 지표 신뢰도 분석 결과 139
Table 4.3.7. 관리분야 지표간 상관관계 분석 결과 140
Table 4.3.8. 운영실태 평가지표 요인분석 결과 141
Table 4.3.9. 주성분에 따른 평가지표 적재 결과 142
Table 4.3.10. 운영분야의 KMO 및 Bartlett's 검정(조정 전) 143
Table 4.3.11. 운영분야의 평가지표 별 MSA(조정 전) 144
Table 4.3.12. 운영분야의 KMO 및 Bartlett's 검정(조정 후) 145
Table 4.3.13. 운영분야의 평가지표 별 MSA(조정 후) 145
Table 4.3.14. 운영분야의 공통분(communality) 및 성분행렬 147
Table 4.3.15. 관리분야의 KMO 및 Bartlett's 검정(조정 전) 148
Table 4.3.16. 관리분야의 평가지표 별 MSA(조정 전) 148
Table 4.3.17. 관리분야의 KMO 및 Bartlett's 검정(조정 후) 149
Table 4.3.18. 관리분야의 평가지표 별 MSA(조정 후) 149
Table 4.3.19. 관리분야의 공통분(communality) 및 성분행렬 150
Table 4.3.20. 주성분분석을 통한 조정지표 151
Table 4.3.21. 운영분야의 공통요인분석 KMO 및 Bartlett's 검정 152
Table 4.3.22. 운영분야의 요인구조행렬 152
Table 4.3.23. 관리분야의 공통요인분석 KMO 및 Bartlett's 검정 153
Table 4.3.24. 관리분야의 요인구조행렬 153
Table 4.3.25. 폐수종말처리시설 운영실태 평가지표 재분류 154
Table 4.3.26. 2015년도 평가점수(전)와 요인분류(후)된 결과 비교 155
Table 5.2.1. 평가관리체계 단계별 평가주체와 대상 160
Table 5.2.2. 폐수종말처리시설 위탁성과지표(안) 162
Table 5.3.1. 행렬 크기에 따른 무작위 일관성지수 165
Table 5.3.2. 전문가집단 별 성과평가지표에 대한 일관성비율(CR) 비교 167
Table 5.3.3. 1계층 및 2계층 성과평가지표에 대한 쌍대비교행렬 결과(전문가 전체) 168
Table 5.3.4. 1단계 및 2단계 성과평가지표에 대한 일관성비율(전문가 전체) 169
Table 5.3.5. 전문가집단 별 1계층 5개 분야에 대한 가중치 비교 171
Table 5.3.6. 전문가집단 별 2계층 분야별 지역가중치 및 순위 비교 172
Table 5.3.7. 전문가집단 별 2계층 종합가중치 및 순위 비교 173
Table 5.3.8. 1단계 5개 분야에 대한 가중치(전문가 전체) 174
Table 5.3.9. 2단계 분야내 가중치 및 종합가중치(전문가 전체) 175
Fig. 2.1.1. 최근 3년간 운영비용 및 처리단가 23
Fig. 2.1.2. 처리용량 별 ㎥당 처리단가(2014년) 25
Fig. 2.3.1. CRS-VRS 규모효율성 비교 48
Fig. 2.4.1. 분산의 구성 51
Fig. 2.4.2. 모집단으로부터 요인과 분산 간 관계 51
Fig. 2.5.1. k계층 구조를 가지는 의사결정 계층구조 72
Fig. 3.2.1. 7개 폐수종말처리시설의 월 단위 일최대유입유량 변화 87
Fig. 3.2.2. 관측 누적확률분포함수 및 극치분포모델 누적확률분포함수 비교 92
Fig. 3.2.3. 월 1회 이상 시설용량 초과확률(p(t)) 96
Fig. 3.2.4. B 처리시설의 초기 3개월 자료를 제외한 월 1회 이상 시설용량 초과확률(p(t)) 96
Fig. 4.2.1. DEA 분석대상 시설의 용량별 분포 102
Fig. 4.2.2. 시나리오 1의 CRSTE, VRSTE, SE의 관계 111
Fig. 4.2.3. 시나리오 2의 CRS, VRS, SE의 관계 114
Fig. 4.2.4. 시나리오 3의 CRS, VRS, SE의 관계 118
Fig. 4.2.5. 최적인건비 및 초과인건비 비교 124
Fig. 4.2.6. 최적전력비 및 초과전력비 비교 125
Fig. 4.2.7. 최적약품비 및 초과약품비 비교 125
Fig. 4.2.8. 실측 BOD 부하삭감량과 모델 적용 BOD 부하삭감량 비교 129
Fig. 4.3.1. 시설용량별 개소수 분포 131
Fig. 4.3.2. 전체 시설에 대한 평가결과 점수 분포 136
Fig. 5.3.1. 가중치 산정을 위한 AHP 분석과정 163
Fig. 5.3.2. 성과평가지표의 종합가중치 비교 176
초록보기 더보기
정부는 산업단지 내에 입지한 기업체의 부담을 줄여주기 위해 폐수종말처리시설 설치에 대한 지원을 지속적으로 추진하고 있으나, 시설의 설치 및 관리측면에서 다양한 문제가 발생하고 있다. 이러한 문제점들에 대한 개선방안을 모색하고자 본 연구에서는 폐수종말처리시설의 향후 유입량 추세산정을 통해 현재 시설용량대비 유입유량의 적정성을 분석하고, 시설운영의 효율성평가 및 운영실태평가 지표의 개선안을 제시하였다. 또한 위탁성과평가 시 활용할 수 있는 성과지표 개발과 및 가중치를 산정하였다.
시설용량을 초과하는 일유입유량 산정을 위해 극치분포모델을 활용하였으며, 매개변수를 산정을 통하여 비정상계열의 초과확률을 계산하였다. 초과유입유량에 대해서 7개 처리시설 중 4개 처리시설은 향후 시설용량 초과확률이 증가하였으며, 2개 처리시설은 감소추세를 보였다. 초과기준을 시설용량의 80%로 산정하였을 때에는 5개 처리시설에서 거의 매월 100% 초과할 확률을 나타내었다. 따라서 처리용량이나 연간유입량 산정 시 기존의 유량평균값보다는 시설용량 초과확률을 바탕으로 한 기준이 합리적일 것이라 사료된다.
폐수종말처리시설의 운영효율성을 평가를 위해 인건비, 전력비, 약품비를 투입요소로 하고, BOD 부하삭감량, 폐수처리량을 산출요소로 한 시나리오 1과 각각의 산출요소를 적용한 시나리오 2, 3으로 DEA분석을 실시한 결과, BCC 투입지향모형에서 순수기술적효율성(PTE)과 규모효율성(SE)이 최적인 시설이 각각의 시나리오에서 6개, 4개, 3개인 것으로 나타났다. 비효율적으로 운영되는 나머지 처리시설의 경우 규모수익체증(IRS)과 규모수익체감(DRS)인 상태로서 투입규모의 조정을 통하여 운영효율성을 제고할 필요가 있는 것으로 나타났다.
현행 운영실태 평가지표를 주성분분석을 통하여 18개 지표 중 5개를 제외한 13개 지표를 선정하였으며, 공통요인분석을 실시하여 운영 및 관리분야 지표를 각각 관리적정성(4개 지표) 및 경제성(2개 지표), 안전관리(2개 지표) 및 재정건전성(3개 지표) 분야로 재구성하였다. 재구성된 지표와 2015년 실제 평가를 비교한 결과 조정 전후 순위변동은 평균 10위정도로 신뢰할만한 수준으로 나타났다.
폐수종말처리시설의 민간위탁성과평가 시 활용할 수 있는 지표(PIs)와 가중치를 AHP분석을 통해 도출하였다. 총 24개 지표를 선정하였으며, 5개 대분야로 나누어 쌍대비교를 위한 설문을 3개의 전문가집단을 대상으로 실시하였다. 각 집단별 설문 일관성비율(CR)이 0.1이하로 측정되어 설문에 대한 일관성은 높았으며, 5개 대분야에 대해서는 전문가집단 간 중요도가 거의 유사한 것으로 나타났다. 전체 전문가집단을 대상으로 분석한 결과, 1계층인 5개 분야에 대해서는 처리시설 운영효율성(0.353), 인력의 전문성(0.215), 슬러지 관리(0.168), 재이용 수준(0.141), 그리고 입주업체 서비스제공(0.124) 순으로 가중치가 결정되었으며, 5개 분야 전체를 대상으로 세부지표를 분석한 결과, 폐수업무 근무년수(0.116), 처리수 재이용률(0.087)로 가장 높고, 위기관리대처 지침서 및 훈련(0.013), 민원발생 감소율(0.013)이 가장 낮은 종합가중치를 나타냈다. 본 연구결과는 위탁성과평가 초기단계에서 지표의 중요도를 결정하는 판단기준으로 활용될 수 있을 것이다.
참고문헌 (105건) : 자료제공( 네이버학술정보 )더보기
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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