교통은 이산화탄소(CO2) 배출에 크게 기여하며, 전 세계 최종 사용 산업에서 발생하는 CO2 배출량의 약 37%를 차지하여 환경 지속 가능성에 대한 중요한 고려사항이 되고 있다. 2021 년 서울특별시 정부(SMG)는 교통이 서울시 전체 온실가스 배출량의 약 19.2%를 차지할 것으로 추정했으며, 이 중 도로 배출량이 2018 년에 90% 이상을 차지했다. 이를 해결하기 위해 SMG 는 서울을 살기 좋고 지속 가능한 도시로 만들기 위해 '비전 2030'을 수립했다. '15 분 도시' 개념은 전 세계 도시 계획가들과 지속 가능성 옹호자들의 지지를 받고 있으며, 서울의 '비전 2030'과 밀접하게 연관되어 있다. 이 개념은 모든 필수 편의시설들이 집에서 15 분 거리 내에 도보 또는 자전거로 접근 가능한 도시 구조를 제안하며, 자동차 의존적인 생활 방식에서 벗어나 교통에서 발생하는 CO2 배출을 줄이는 방향으로의 전환을 제안한다. 걷기, 자전거 타기, 대중교통 이용을 촉진하는 교통 시스템을 구축함으로써 서울은 전 세계 CO2 배출에 대한 기여를 적극적으로 완화할 수 있다. 이러한 접근은 환경에 이로울 뿐만 아니라, 공기 질 개선, 신체 활동 증가 및 지역 사회 강화를 통해 주민들의 삶의 질을 향상시킨다. 따라서 15 분 도시 모델은 서울이 살기 좋고 지속 가능한 도시가 되는 데 있어 잠재적인 설계도가 될 수 있다.
서울이 '15 분 도시'로의 성공적인 변모는 기술적 및 인프라적 진보뿐만 아니라 사회적 평등과 참여적 거버넌스와 같은 핵심 요소에도 의존한다. 사회적 평등을 보장하는 것은 포용적이면서도 공정한 도시를 구축하는 데 있어 근본적이다. 반면, 참여적 거버넌스는 전문가와 시민들의 전문성과 관점을 활용하여 가치 있는 통찰력, 현지 지식 및 혁신적인 아이디어로 풍부해진 정보에 기반한 정책 결정을 촉진한다. 이러한 포용적이고 바닥부터의 접근 방식을 통해 서울은 지속 가능하고 탈탄소화된, 활기찬 글로벌 도시의 모범이 될 수 있다. 이 연구는 서울에서 '15 분 도시'를 형성하는 데 도움이 되는 계획 지원 시스템(Planning Support System, PSS)을 설계하는 것을 목표로 한다. 이 시스템은 도시의 지속 가능성, 접근성, 공정성을 강화하고 독특한 특성과 필요성을 존중하려 한다. 이 연구는 15 분 도시에서 탈탄소화의 중요한 역할을 강조하면서도, 교통 혼잡, 탄소 배출, 공기 질, 대중교통 및 개인 차량 의존도, 자전거 및 대중교통 접근성, 주차, 토지 이용 다양성, 도로 안전, 경제적 타당성 및 소득 불평등과 사회적 의존도와 같은 다양한 사회경제적 지표를 포함한 다양한 신중하게 선택된 측정 기준에서 종합된 포괄적인 '15 분 도시' 지수를 개발한다. 이 연구는 상호 연결된 지표들을 활용하여 통합된 교통 정책 묶음을 도입하기에 가장 적합한 위치를 식별했다. 이동성 허브는 이를 실현하는 데 중요한 역할을 한다. 이들은 대중교통, 자전거, 보행로 및 공유 이동 서비스와 같은 다양한 교통 모드가 교차하는 중앙집중식 위치로서, 다양한 교통 수단 간의 원활하고 효율적인 전환을 가능하게 한다. 도시 전역에 걸쳐 15 분 간격으로 이러한 허브를 만듦으로써, 이 연구는 모든 시민이 이동 수단에 관계없이 필수 서비스와 시설에 쉽게 접근할 수 있도록 보장한다. 또한, 교통 혼잡을 완화하고 사적 차량 의존도를 줄이기 위해 설계된 15 분 도시 전략 로드맵에서 혼잡 통행료는 중요한 요소가 될 수 있다. 혼잡 통행료 제도를 시행함으로써 비수요 시간대 여행을 장려하고 대체 교통 수단의 사용을 촉진하여 15 분 도시 이념과 밀접하게 조화를 이룰 수 있다. 마지막으로, 활동적 이동성과 마이크로 이동성은 이 도시 비전에서 필수적인 요소이다. 걷기와 자전거 타기와 같은 활동적 이동성은 15 분 도시 프레임워크 내에서 촉진되며, 건강하고 환경 친화적인 생활 환경에 기여한다. 동시에, 스쿠터 및 전기 자전거와 같은 마이크로 이동성 옵션은 짧은 거리 또는 첫마지막 마일 여행을 위한 편리하고 유연한 여행 옵션을 제공하여 자동차 소유 및 사용의 필요성을 줄이고 대중교통 사용을 촉진한다. 이 연구는 15 분 도시 개념, 이동성 허브, 혼잡 통행료, 활동적 이동성, 그리고 마이크로 이동성을 조화롭게 통합하여 살기 좋고 지속 가능하며 공평하고 접근 가능한 도시를 달성하기 위한 일관된 통합 접근법을 형성한다. 이러한 목표와 일치하도록, 이 연구는 서울에서 15 분 도시로의 전환을 용이하게 하고 도시의 지속 가능성을 강화하는 계획 지원 시스템(Planning Support System, PSS)을 개발하는 것을 목표로 한다.
이 연구의 초기 단계에서는 공간 분석과 기계 학습 기술을 사용하여 신뢰할 수 있는 지표를 개발하는 데 있어 엄격한 접근 방식을 채택했으며, 이 과정에 참여적 거버넌스를 통합하는 데 중점을 두었다. 두 가지 다중 기준 의사결정(MCDM) 방법이 사용되었다. 분석적 계층화 프로세스(Analytic Hierarchy Process, AHP)는 전문가 및 시민들의 의견을 반영하는 주관적 MCDM 방법으로 사용되었다. 반면, 기준 간 상관 관계를 통한 기준 중요성(Criteria Importance Through the Inter-criteria Correlation, CRITIC) 방법은 사람들의 판단에서 발생할 수 있는 편향이나 일관성 부족을 해결하기 위해 사용되었다. 강력한 기계 학습 기법, 예를 들어 생성적 인공 지능(Generative Artificial Intelligence, G-AI), 랜덤 포레스트(Random Forest, RF), K-평균 클러스터링(K-mean clustering) 등이 15 분 도시 지수를 검증하고 같은 해에 예측된 여행 수요를 사용하여 2019, 2025, 2030, 2035, 2040, 2045 년의 미래 값들을 예측하는 데 사용되었다. 두 번째 단계에서, 연구는 유전 알고리즘(Genetic Algorithm, G.A.)과 시뮬레이티드 어닐링(Simulated Annealing, S.A.)과 같은 강력한 메타-휴리스틱 최적화 방법을 사용하여 정책 시행에 있어 최적의 위치를 식별하고 전체 도시에 대한 가장 큰 영향을 보장했다. 지리 정보 시스템 (Geographic Information System, GIS) 적합성 분석이 공간 검증 방법으로 사용되었다. 마지막 단계에서, 연구는 시나리오 기반 피드백 루프 알고리즘을 사용하여 선택된 해결책이 차량 이용을 30% 줄이는 것을 보장함으로써, SMG 2030 비전과 일치하도록 했다. 피드백 루프 출력 솔루션은 복잡한 교통 모델을 처리하는 능력으로 인정받는 Emme 소프트웨어를 통해 수행된 교통 할당을 사용하여 검증되었다.
계획 지원 시스템(Planning Support System, PSS)은 15 분 반경 내에서 지속 가능성과 접근성을 증진시키기 위해 세심하게 설계된 포괄적인 프레임워크이다. 전체적인 관점에서 PSS 는 환경 지속 가능성, 사회적 평등, 보편적 접근성이 번성하는 도시 공간의 기둥으로 간주되는 상호 연결된 시스템에서의 도시 생활을 구상한다. 이 비전을 실현하기 위해, PSS 는 분석 및 의사결정 과정의 모든 단계에서 이러한 요소들을 통합하여 엄격하고 종합적인 평가를 보장한다. 고급 분석 방법과 최첨단 기술을 활용하여 각 도시 구역의 다양한 지표를 정량화, 매핑 및 평가하는 이 데이터 중심 접근 방식을 통해 PSS 는 탄소 배출량, 녹지 공간의 가용성, 경제적 타당성 및 사회적 평등과 같은 많은 요인을 고려하여 정책 시행에 가장 적합한 위치를 정확하게 파악한다. 대중교통, 자전거, 보행 및 공유 마이크로 이동성 옵션의 원활한 통합을 촉진함으로써, 이러한 허브는 사람들이 사적 차량에 의존하지 않고 도시를 쉽게 이동할 수 있게 한다. PSS 의 전반적인 목표는 모든 주민이 짧고 지속 가능한 통근 거리 내에서 편의 시설과 서비스에 동등한 접근을 할 수 있는 도시를 만드는 것이며, 삶의 질을 향상시키는 살기 좋은 장소를 조성하고 교통의 환경적 영향을 줄임으로써 기후 변화 문제에 대응하는 것이다.