KR101471497B1 - Method and system for investment decision based on real option analysis for urban flood control system considering climate changes - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 방법은 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위해 구성된 대안들의 편익에 따른 현재 가치를 산출하는 단계, 과거의 홍수 피해액 데이터로부터 도심 수해 방재 시스템의 가치의 변동성을 산출하는 단계 및 대안들의 각각에 관하여, 각 대안의 편익의 현재 가치를 기초 자산으로 하고 각 대안의 실제 실행 시기까지의 지연 기간을 만기로 하며 산출된 변동성을 가지는 실물 옵션 기법을 통해 산출된 콜 옵션의 가치로서 대안들의 실행 시기 전략의 가치를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.The actual option based investment decision method for improvement of the urban water pollution disaster prevention system according to the present invention includes calculating the present value according to the benefit of the alternatives constructed for improving the urban water pollution disaster prevention system, And for each of the alternatives, with the present value of the benefit of each alternative as the underlying asset, expiring the lag period between the actual execution of each alternative, And calculating the value of the execution timing strategy of the alternatives as the value of the call option calculated through the call option.

Description

기후 변화를 고려한 도심 수해 방재 시스템의 실물 옵션 기반 투자 결정 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR INVESTMENT DECISION BASED ON REAL OPTION ANALYSIS FOR URBAN FLOOD CONTROL SYSTEM CONSIDERING CLIMATE CHANGES}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method and system for determining an investment based on real options of an urban flood disaster prevention system considering climate change,

본 발명은 재해 방재 분석에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 재해 방재 대안의 평가 방법론에 관한 것이다.The present invention relates to disaster prevention disaster analysis, and more particularly, to an evaluation methodology for disaster disaster prevention alternatives.

최근의 강우 패턴은 홍수 또는 가뭄의 빈도와 강도가 증가하는 쪽으로 변화를 일으키고 있고, 그 주요한 원인이 기후 변화인 것으로 드러나고 있다. 특히 투수 면적이 적은 도심에서 폭우에 의해 일어나는 홍수 피해는 점점 극심해지고 있다. 따라서 미래의 기후 변화에 적응하기 위해서는 기존의 도심 수해 방재 시스템의 개선이 절대적으로 요구된다.Recent rainfall patterns are changing to increase the frequency and intensity of floods or droughts, and the major cause is climate change. In particular, flood damage caused by heavy rainfall in urban areas with small pitches is becoming increasingly severe. Therefore, in order to adapt to future climate change, it is absolutely necessary to improve existing urban flood disaster prevention systems.

하지만, 수해 방재 시스템의 개선을 위한 투자는 막대한 비용이 소요될 뿐 아니라, 미래의 기후 조건을 어떻게 가정하느냐에 따라 전혀 다른 가치가 산출되기 때문에 기후 변화의 불확실성을 고려하면 도심 수해 방재 시스템 개선을 위한 투자 결정은 상당히 어렵다.However, investment for improvement of flood disaster prevention system is not only costly, but also different value depending on how assumption of future climate condition is considered. Therefore, considering uncertainty of climate change, Is quite difficult.

결국 미래의 기후 변화를 예측하기 어려운 만큼 기후 변화의 영향을 계속하여 관찰하면서 투자를 연기하는 것이 현실적인 대안처럼 여겨지고 있다.In the end, as it is difficult to predict future climate change, it is seen as a realistic alternative to postpone investment while continuing to observe the effects of climate change.

미래에 있을 투자 대안을 평가하기 위해서는 수익과 비용에 대한 예측, 즉 투자 대안의 불확실성에 대한 다양한 추정이 필요하고, 현재 시점에 그러한 미래 투자 대안을 평가하는 전통적인 분석 기법으로 현금흐름할인법(DCF: Discounted Cash Flow), 내부수익률법(IRR: Internal Rate of Return), 투자수익률법(ROI: Return On Investment) 등이 있다.In order to evaluate future investment alternatives, it is necessary to make estimates of profit and cost, ie various uncertainties of investment alternatives, and the cash flow discount method (DCF: Discounted Cash Flow, Internal Rate of Return (IRR), and Return On Investment (ROI).

이러한 전통적 분석 기법들은 예를 들어 미래의 현금 흐름이 예측 가능하고 확정적이라 가정한다거나, 투자의 가치에 영향을 미칠 수 있는 중요한 모든 요인들을 모형에 반영할 수 있다는 가정 등에 기반하기 때문에, 현실적으로 그러한 현금 흐름의 예측이 불확실하다거나 모형에 반영할 수 없는 요인이 있다면, 채택하기 어렵다.These traditional analytical techniques are based, for example, on the assumption that future cash flows can be assumed to be predictable and deterministic, or that all important factors affecting the value of an investment can be reflected in the model, Is uncertain or if there are factors that can not be reflected in the model.

그런데, 도심 수해 방재 시스템은 사회 기반 시설이고, 사회 기반 시설의 투자 결정은 미래 현금 흐름과 같은 고정적인 부가가치 창출을 보장하기 위한 투자 결정이 아니기 때문에 경제적 타당성을 판단할 근거가 되는 이득을 산정할 기준이 정립되어 있지 않다. 따라서 기존의 기반 시설을 위한 투자 결정 방법론과 같이 전통적 분석 기법들을 이용하여 도심 수해 방재 시스템의 투자 결정을 내리는 것은 적절하지 않다.However, since the urban flood disaster prevention system is a social infrastructural facility and the investment decision of the social infrastructural facility is not an investment decision to secure the creation of fixed value added such as the future cash flow, the criterion for estimating the economic feasibility Is not established. Therefore, it is not appropriate to make investment decisions for urban flood disaster prevention systems using traditional analysis techniques such as investment decision methodologies for existing infrastructure.

최근에는 금융 옵션의 평가 기법을 실물의 가치 평가에 차용한 실물 옵션 기법이 등장하였다. 통상적으로 투자 결정은 미래에 있을 보상에 대한 불확실성을 내재하는데 새로운 정보나 투자 전략을 선택한다면 불확실성은 달라질 수 있기 때문에 이러한 점에서 실물 옵션 기법은 기후 변화에 적응하는 전략 수립에 적절하게 활용될 수 있다.In recent years, real option options have emerged in which financial option evaluation techniques are applied to real value valuation. Since investment decisions typically involve uncertainty about future compensation, uncertainty can change if new information or investment strategies are chosen. In this sense, real option options can be used to strategically adapt to climate change .

실물 옵션 기법은 투자 결정에 다양하게 활용되어 왔는데, 예를 들어 민관협력투자에서 계약조건의 가치를 산정하거나, 투자의 위험을 이해당사자간에 적절히 분배하고, 여러 가지 기후 변화 적응 전략들의 가치를 비교하는 데에 활용되었다.Real option options have been used extensively in investment decisions, for example, to estimate the value of contract terms in public-private partnerships, to adequately distribute the risk of interest among stakeholders, and to compare the values of various climate change adaptation strategies .

그러나 기존의 연구들은 기후 변화 적응 전략의 비교에 실물 옵션을 도입하였다는 데에 의의가 있을 뿐이고, 기후 변화가 투자 전략에 미치는 영향이나 기후 변화 시나리오에 따른 투자 전략들의 가치 변화를 적절히 설명하지 못하고 있다.However, existing studies are only meaningful in introducing real options for comparing climate change adaptation strategies and do not adequately explain the impact of climate change on investment strategies or changes in the value of investment strategies depending on climate change scenarios .

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기후 변화를 고려한 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 방법 및 시스템을 제공하는 데에 있다.The object of the present invention is to provide a real option-based investment decision method and system for improving the urban flood disaster prevention system considering climate change.

본 발명의 일 측면에 따른 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 방법은A real option-based investment decision method for improving an urban water pollution prevention system according to an aspect of the present invention includes:

도심 수해 방재 시스템의 개선을 위해 구성된 대안들의 각각에 관하여 주어진 편익에 따른 현재 가치를 산출하는 단계;Calculating a present value according to a given benefit with respect to each of the alternatives configured for improvement of the urban water pollution disaster prevention system;

과거의 홍수 피해액 데이터의 통계적 분포로부터 도심 수해 방재 시스템의 가치의 변동성을 산출하는 단계; 및Calculating the variability of the value of the urban water pollution disaster prevention system from the statistical distribution of the past flood damage data; And

상기 대안들의 각각에 관하여, 각 대안의 편익의 현재 가치를 기초 자산으로 하고 각 대안의 실제 실행 시기까지의 지연 기간을 만기로 하며 상기 산출된 변동성을 가지는 실물 옵션 기법을 통해 콜 옵션의 가치를 산출하고 산출된 콜 옵션의 가치로서 상기 대안들의 실행 시기 전략의 가치를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.With respect to each of the above alternatives, the value of the call option is calculated through the real option technique with the calculated variability, with the present value of the benefit of each alternative being the underlying asset, the delay period from the actual execution timing of each alternative to the expiration date And calculating the value of the execution timing strategy of the alternatives as the value of the calculated call option.

일 실시예에 따라, 상기 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위해 구성된 대안들은 서로 다른 홍수 빈도에 대처할 수 있는 설계 홍수량에 기초한 대안들일 수 있다.According to one embodiment, alternatives configured for the improvement of the urban flood disaster prevention system may be alternatives based on design flood quantities that can cope with different flood frequencies.

일 실시예에 따라, 상기 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위해 구성된 대안의 편익의 현재 가치는 다음의 수학식According to one embodiment, the present value of an alternative benefit configured for the improvement of the urban water pollution prevention system is expressed by the following equation

Figure 112013041952469-pat00001
Figure 112013041952469-pat00001

에 의해 산출되며, 여기서 c는 대안의 건설 년도, T는 건설된 대안의 내구 수명, t는 년도, L은 대안을 통해 막을 수 있는 홍수 피해액, f(t)는 t년도에 예상되는 홍수 피해액의 추세 함수, r은 무위험 금리, a는 현재 년도일 수 있다., Where c is the construction year of the alternative, T is the durability lifetime of the alternative constructed, t is the year, L is the amount of flood damage that can be prevented through the alternative, f (t) is the expected flood damage amount in year t The trend function, r, is the risk free interest rate, and a may be the current year.

일 실시예에 따라, 상기 홍수 피해액의 추세 함수는 과거의 홍수 피해액 데이터로부터 회귀 분석에 기초할 수 있다.According to one embodiment, the trend function of the flood damage amount may be based on regression analysis from past flood damage data.

일 실시예에 따라, 상기 실물 옵션 기법에서 콜 옵션의 가치는 이항 옵션 가격 모형(binomial option pricing model)에 의해 산출될 수 있다.According to one embodiment, the value of the call option in the real option technique can be calculated by a binomial option pricing model.

일 실시예에 따라, 상기 실물 옵션 기법에서 콜 옵션의 가치는 블랙 숄즈 옵션 가격 모형(Black-Scholes option pricing model)에 의해 산출될 수 있다.According to one embodiment, the value of the call option in the full option technique may be calculated by a Black-Scholes option pricing model.

일 실시예에 따라, 상기 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 방법은,According to one embodiment, a real option-based investment decision method for improving the urban water pollution prevention &

상기 편익의 현재 가치와 실행 시기 전략의 가치가 산출된 복수의 대안들 중에서 하나의 대안을 선정하는 단계를 더 포함할 수 있다.And selecting one of the plurality of alternatives from which the present value of the benefit and the value of the execution timing strategy are calculated.

본 발명의 다른 측면에 따른 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 시스템은,According to another aspect of the present invention, there is provided a real option based investment decision system for improving an urban water pollution prevention system,

도심 수해 방재 시스템의 개선을 위해 구성된 대안들의 각각에 관하여 주어진 편익에 따른 현재 가치를 산출하는 현재 가치 산출부;A present value calculating unit for calculating a present value according to a given benefit with respect to each of the alternatives configured for improvement of the urban water pollution disaster prevention system;

과거의 홍수 피해액 데이터의 통계적 분포로부터 도심 수해 방재 시스템의 가치의 변동성을 산출하는 변동성 산출부; 및A volatility calculating unit for calculating the volatility of the value of the urban water pollution disaster prevention system from the statistical distribution of the past flood damage data; And

상기 대안들의 각각에 관하여, 각 대안의 편익의 현재 가치를 기초 자산으로 하고 각 대안의 실제 실행 시기까지의 지연 기간을 만기로 하며 상기 산출된 변동성을 가지는 실물 옵션 기법을 통해 콜 옵션의 가치를 산출하고 산출된 콜 옵션의 가치로서 상기 대안들의 실행 시기 전략들의 가치를 산출하는 투자 전략 가치 산출부를 포함할 수 있다.With respect to each of the above alternatives, the value of the call option is calculated through the real option technique with the calculated variability, with the present value of the benefit of each alternative being the underlying asset, the delay period from the actual execution timing of each alternative to the expiration date And an investment strategy value calculation unit for calculating the value of the execution timing strategies of the alternatives as the value of the calculated call option.

일 실시예에 따라, 상기 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위해 구성된 대안들은 서로 다른 홍수 빈도에 대처할 수 있는 설계 홍수량에 기초한 대안들일 수 있다.According to one embodiment, alternatives configured for the improvement of the urban flood disaster prevention system may be alternatives based on design flood quantities that can cope with different flood frequencies.

일 실시예에 따라, 상기 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위해 구성된 대안의 편익의 현재 가치는 다음의 수학식According to one embodiment, the present value of an alternative benefit configured for the improvement of the urban water pollution prevention system is expressed by the following equation

Figure 112013041952469-pat00002
Figure 112013041952469-pat00002

에 의해 산출되며, 여기서 c는 대안의 건설 년도, T는 건설된 대안의 내구 수명, t는 년도, L은 대안을 통해 막을 수 있는 홍수 피해액, f(t)는 t년도에 예상되는 홍수 피해액의 추세 함수, r은 무위험 금리, a는 현재 년도일 수 있다., Where c is the construction year of the alternative, T is the durability lifetime of the alternative constructed, t is the year, L is the amount of flood damage that can be prevented through the alternative, f (t) is the expected flood damage amount in year t The trend function, r, is the risk free interest rate, and a may be the current year.

일 실시예에 따라, 상기 홍수 피해액의 추세 함수는 과거의 홍수 피해액 데이터로부터 회귀 분석에 기초할 수 있다.According to one embodiment, the trend function of the flood damage amount may be based on regression analysis from past flood damage data.

일 실시예에 따라, 상기 실물 옵션 기법에서 콜 옵션의 가치는 이항 옵션 가격 모형에 의해 산출될 수 있다.According to one embodiment, the value of the call option in the real option technique can be calculated by a binomial option price model.

일 실시예에 따라, 상기 실물 옵션 기법에서 콜 옵션의 가치는 블랙 숄즈 옵션 가격 모형에 의해 산출될 수 있다.According to one embodiment, the value of the call option in the full option technique can be calculated by the Black-Scholes option price model.

일 실시예에 따라, 상기 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 시스템은,According to one embodiment, a real option-based investment decision system for improving the urban water pollution prevention system includes:

상기 편익의 현재 가치와 실행 시기 전략의 가치가 산출된 복수의 대안들 중에서 하나의 대안을 선정하는 대안 선정부를 더 포함할 수 있다.And an alternative selection unit for selecting one of a plurality of alternatives from which the present value of the benefit and the value of the execution timing strategy are calculated.

본 발명의 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 방법 및 시스템에 따르면, 과거의 홍수 피해 데이터로부터 획득한 홍수 피해의 변동성을 활용하여 미래의 기후 변화 하에서 수해 방재 시스템의 가치의 불확실성을 산출할 수 있다.According to the real option-based investment decision method and system for improvement of the urban flood control system of the present invention, the uncertainty of the value of the flood control system under the future climate change is utilized by utilizing the variability of the flood damage obtained from the past flood damage data Can be calculated.

본 발명의 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 방법 및 시스템에 따르면, 기후 변화의 불확실성 및 방재 시스템의 목표 용량에 따른 비용들이 상당한 차이를 보이기 때문에 투자 대안들의 가치 평가가 곤란한 점을 잘 설계된 실물 옵션 분석 기법을 통해 극복함으로써, 정책 의사 결정자들이 좀더 용이하게 투자 대안들을 비교하고 투자를 결정할 수 있다.According to the actual option-based investment decision method and system for improvement of the urban flood control system of the present invention, it is difficult to evaluate the value of the investment alternative because the uncertainty of climate change and the cost of the target capacity of the disaster prevention system show a considerable difference By overcoming well-designed real option analysis techniques, policy makers can more easily compare investment alternatives and make investment decisions.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 방법을 예시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 방법에서 다양한 홍수 빈도의 설계 홍수량을 가지는 대안들의 편익을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 방법에서 과거의 홍수 데이터에 기초한 도심 수해 방재 시스템의 가치의 변동성을 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 시스템을 예시한 블록도이다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a real option-based investment decision method for improving an urban water pollution prevention system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating the benefits of alternatives having various flood frequency design flood quantities in a real option-based investment decision method for improvement of an urban water pollution prevention system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating the value variability of an urban water pollution prevention system based on past flood data in a real option-based investment decision method for improvement of an urban water pollution prevention system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a real option based investment decision system for improvement of an urban water pollution prevention system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, The present invention should not be construed as limited to the embodiments described in Figs.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 방법을 예시한 순서도이다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a real option-based investment decision method for improving an urban water pollution prevention system according to an embodiment of the present invention.

먼저 실물 옵션 기법에 대해 간단히 설명하면, 실물 옵션 기법은 금융 시장에서 사용되는 옵션(Option)이라는 개념을 차용하여 불확실성이 높은 대안의 가치 평가에 활용하고자 하는 가치 평가 기법이다.First of all, the real options option is a valuation technique which is applied to the valuation of alternatives with high uncertainty by borrowing the option used in the financial market.

금융 시장에서 말하는 옵션이란, 일정한 기초 자산 예를 들어 유가 증권이나 상품에 관하여, 미리 정해진 만기에(유럽형 옵션) 또는 만기가 도래하기 전에 언제라도(미국형 옵션), 미리 정해진 행사가격으로 일정한 양의 기초 자산을 사거나 또는 팔 수 있는 권리를 의미한다. 미래에 대한 정확한 예측이 가능하다면 옵션은 가치가 없겠지만, 기초 자산의 미래 가격이 불확실성을 가지고 소정의 변동성을 가지기 때문에 옵션은 그 자체의 가치를 가지게 된다.An option in a financial market is an option that refers to certain underlying assets, such as securities or commodities, at a pre-determined maturity (European option) or at any time before maturity (US option) Means the right to buy or sell an underlying asset. If an accurate forecast of the future is possible, the option will not be worth it, but the option will have its own value because the future price of the underlying asset has some variability with uncertainty.

또한 옵션에는 매입 권리부 옵션인 콜 옵션(call option)과 매도 권리부 옵션인 풋 옵션(put option)이 있고, 옵션의 헤징 가치를 현재 가치로 환산하여 옵션의 가격, 즉 프리미엄을 산정할 수 있는 가격 산정 모델들이 있다.In addition, options include a call option that is an option to purchase and a put option that is an option to sell and a put option that can calculate the price of the option, that is, the premium, by converting the hedging value of the option into the present value There are pricing models.

정리하면, 금융 시장의 옵션은 기초 자산, 변동성, 만기, 콜/풋 권리 및 그 가격 산정 모델 개념들을 가진다. 한편, 미래의 불확실한 상황에 대한 투자 결정에도 투자 계획에 의해 발생하는 미래의 잉여 현금 흐름, 불확실한 상황에 의한 변동성, 투자안의 실행, 확장, 축소, 전환 또는 폐기와 같은 개념이 등장한다.In sum, options in the financial market have underlying assets, volatility, maturity, call / put rights and their pricing model concepts. On the other hand, in future investment decisions on uncertain situations, concepts such as future surplus cash flow, volatility due to uncertain situations, execution in investment, expansion, reduction, conversion or discarding arise due to investment plans.

실물 옵션 기법은 이러한 투자 결정의 대안들의 가치 산정에 금융 시장의 옵션 개념을 차용한 기법이다.The real option technique is a technique that borrows the option concept of the financial market to estimate the value of these investment decision alternatives.

아래 표 1은 금융 옵션과 실물 옵션의 주요 요인들을 비교한 표이다.Table 1 below compares the main factors of financial options and real options.

표기Mark 금융 옵션Financial Options 실물 옵션Real options SS 기초 자산, 주식 가격Underlying assets, stock prices 투자 대안으로부터 기대되는 잉여 현금 흐름의 현재 가치Current value of free cash flow expected from investment alternative KK 행사 가격Event Price 투자 대안을 실행하는 데에 필요한 비용The cost of running an investment alternative TT 만기maturity 투자 기회의 유효 기간Expiration date of investment opportunity σσ 자산 가격의 변동성Volatility of asset prices 잉여 현금 흐름의 변동성Volatility of free cash flow rf r f 무위험 이자율Risk-free interest rate 무위험 이자율Risk-free interest rate

표 1에 따르면, 실물 옵션 기법에서 기초 자산은 투자 대안으로부터 기대되는 잉여 현금 흐름에 대한 현재 가치이다. According to Table 1, in the real option technique, the underlying asset is the present value of the surplus cash flow expected from the investment alternative.

다만, 본 발명의 도심 수해 방재 시스템과 같은 사회 기반 시설에 관한 투자 대안의 경우에는, 투자로 건설되는 사회 기반 시설로부터 직접적인 잉여 현금 흐름, 즉 투자 수익이 생성된다고 보기는 어렵다. However, in the case of investment alternatives for social infrastructures such as the urban water pollution disaster prevention system of the present invention, it is difficult to see that a surplus cash flow, that is, return on investment is generated directly from the infrastructure built by investment.

따라서, 본 발명에서는 특정 대안에 따른 수해 방재 시스템을 구축함으로써 줄일 수 있는 홍수 피해액으로 정의될 수 있는 편익(benefit)의 현재 가치를 기초 자산으로 한다.Therefore, in the present invention, the present value of benefit, which can be defined as flood damage amount that can be reduced by constructing a flood prevention system according to a specific alternative, is used as an underlying asset.

이러한 수해 방재 시스템의 현재 가치는 홍수 빈도와 설계 홍수량, 기후의 변동이나 도심의 발전 양상에 따라 크게 변할 것이므로, 기초 자산의 변동성이 크다. The present value of the flood control system is highly volatile, as flood frequency, design flood, climate change, and development of the city center will vary greatly.

또한 수해 방재 시스템에 대한 투자를 미루면, 방재 기술의 발달, 기후 변동의 예측 내지 대응 기술의 동향, 도심의 발전 동향에 관하여 의사 결정에 필요한 자료들이 좀더 확보될 수 있지만, 그러는 동안 홍수 피해액은 감수해야 하므로, 투자 대안들의 실행 시기(즉, 만기)를 언제로 하느냐는 의사 결정 자체에도 가치가 발생한다.Delaying investment in flood disaster prevention systems can provide more data for decision-making about the development of disaster prevention technology, prediction of climate change, trends in response technology, and development trends in urban areas. Therefore, the decision on when to run the investment alternatives (ie, maturity) will also be valuable.

따라서 본 발명의 발명자들은 수해 방재 시스템의 개선에 따른 편익이 실물 옵션 기법을 통한 가치 평가에 매우 적합한 기초 자산이라고 판단하였다.Therefore, the inventors of the present invention have determined that the benefit of improvement of the flood control system is an appropriate asset for valuation through real options.

금융 옵션에서 콜 옵션 또는 풋 옵션에 대해 실물 옵션 기법에서는 의사 결정자들이 결정할 수 있는 경영적 융통성(managerial flexibility) 개념이 대응한다. 예를 들어, 의사 결정자는 투자 대안을 실행하거나 포기하기로 결정할 수 있고, 기존의 투자를 확장하거나 축소할 수 있으며, 다른 프로젝트로 전환하거나, 실행하기는 하되 시기를 저울질할 수도 있다. 이러한 결정에 따른 경영 융통성은 신규한 프로젝트를 실행하거나 확대하는 경우에는 콜 옵션에 상응하고 기존의 프로젝트로부터 철수하거나 축소하는 경우에는 풋 옵션에 상응한다고 할 수 있다.For the call option or the put option in the financial option, the real option option corresponds to the managerial flexibility concept that can be decided by decision makers. For example, decision makers can decide to run or abandon investment alternatives, expand or shrink existing investments, switch to other projects, or scale and scale. Management flexibility in response to these decisions is equivalent to call options in the case of implementing or expanding new projects, or in put options when withdrawing or reducing from existing projects.

본 발명의 도심 수해 방재 시스템과 같은 사회 기반 시설에 관한 투자 대안의 경우에는, 투자 대안들의 실행 시기를 조절하는 의사 결정 옵션은 특정한 실행 시기를 만기로 하는 콜 옵션이라고 할 수 있다.In the case of investment alternatives for social infrastructures such as the urban off-shore disaster prevention system of the present invention, the decision option for adjusting the execution timing of the investment alternatives is a call option that expires a specific execution period.

다시 말해, 도심 수해 방재 시스템의 개선 설계안들은 서로 다른 홍수 빈도와 설계 홍수량을 가지며, 또한 동일한 개선 설계안에 대하여서도 실행 시기를 달리하는 다수의 투자 대안 옵션이 가능하기 때문에, 많은 수의 투자 대안 옵션들 중에서 최선의 투자 결정이 가능하다.In other words, the improvement plan of the urban flood disaster prevention system has different flood frequency and design flood amount, and it is possible to have a number of alternative investment options with different execution timing for the same improvement plan. Therefore, The best investment decision is possible.

금융 옵션에서 행사 가격은 콜 옵션 또는 풋 옵션을 행사하기 위해 필요한 비용이고, 실물 옵션 기법에서는 투자 대안을 실행하는 데에 요구되는 비용이다.In financial options, the exercise price is the cost required to exercise the call option or put option, and the real option technique is the cost required to implement the investment option.

본 발명의 도심 수해 방재 시스템과 같은 사회 기반 시설에 관한 투자 대안의 경우에는, 행사 가격 K는 수해 방재 시스템의 기능을 향상시키는 데에 필요한 개선 비용이다. 예를 들어 편익은 그대로인데 K만 증가하면 투자 대안의 가치는 감소한다.In the case of investment alternatives for social infrastructures such as the urban off-shore disaster prevention system of the present invention, the exercise price K is an improvement cost necessary for improving the function of the flood prevention system. For example, if the benefits are the same and K only increases, the value of the investment alternative decreases.

이러한 옵션 가치에 따라 옵션의 가격이 결정될 수 있는데, 대표적인 가격 결정 모델로 블랙 숄즈 옵션 가격 모형(Black-Scholes option pricing model)과 이항 옵션 가격 모형(binomial option pricing model)이 있다.The price of an option can be determined based on the value of the option. A typical pricing model is a Black-Scholes option pricing model and a binomial option pricing model.

한편, 금융 옵션의 만기 기간 T는 실물 옵션 기법에서는 아직 실행되지 않은 투자 기회의 유효 기간이다.On the other hand, the maturity period T of the financial option is the validity period of investment opportunities that have not yet been implemented in the real option scheme.

본 발명의 도심 수해 방재 시스템과 같은 사회 기반 시설에 관한 투자 대안의 경우에는, 만기 기간 T는 투자 대안을 실행하기로 특정된 시점이라 할 수 있다.In the case of investment alternatives for social infrastructures such as the urban water pollution disaster prevention system of the present invention, the expiration period T is a time point specified to execute the investment alternative.

금융 옵션에서의 변동성은 기초 자산, 예를 들어 주가가 과거에 변동한 정도를 수치화한 값으로서, 실물 옵션 기법에서 변동성은 과거에 유사한 투자안들의 성과에 기초하여 예측된 잉여 현금 흐름의 변동성이다. 위험이 크고 고수익을 발생시킬 프로젝트라면 불확실성이 높으므로 변동성도 커진다.Volatility in financial options is a measure of the degree to which underlying assets, for example stock prices, have changed in the past. In real option options, volatility is the volatility of free cash flow projected based on past performance of similar investments. If the project is a risky and high-yielding project, the uncertainty is high and the volatility is high.

본 발명의 도심 수해 방재 시스템과 같은 사회 기반 시설에 관한 투자 대안의 경우에는, 변동성은 과거에 투자된 수해 방재 예산 대비 홍수 피해액들의 변동 내역을 기초로 결정될 수 있다.In the case of investment alternatives for social infrastructures such as the urban off-shore disaster prevention system of the present invention, the volatility can be determined on the basis of the fluctuation history of the flood damages compared to the flood disaster prevention budget invested in the past.

금융 옵션에서 무위험 이자율은 미래의 가치들을 할인하여 현재 가치로 변환하기 위한 요소로서, 실물 옵션 기법에서도 마찬가지로 투자 비용이나 수익 내지 편익의 현재 가치를 산출하기 위한 요소이다.In the financial options, the risk-free interest rate is a factor for converting future values into current values, which is also a factor for calculating the present value of investment cost or profit or benefit.

본 발명의 도심 수해 방재 시스템과 같은 사회 기반 시설에 관한 투자 대안의 경우에는, 정부나 지방 당국이 투자를 실행하므로 예를 들어 국채 금리를 무위험 금리로서 적용할 수 있다.In the case of investment alternatives for social infrastructures such as the urban flood disaster prevention system of the present invention, the government or the local authorities can make an investment, for example, so that the government bond interest rate can be applied as the risk free interest rate.

이러한 요소들로써 산출된 실물 옵션의 현재 가치와 기초 자산의 현재 가치를 합산한 것이 투자 대안의 투자 비용의 현재 가치보다 크면, 즉 순현재가치가 양의 값이면, 그러한 옵션을 가지는 투자 대안은 현재 투자할 가치가 있다고 볼 수 있다. 의사 결정자는 투자 가치가 있는 투자 대안들 중에 가장 좋은 투자 대안 및 옵션을 선택할 수 있다.If the sum of the present value of the real option and the present value of the underlying asset calculated by these factors is greater than the present value of the investment cost of the investment alternative, ie, the net present value is a positive value, It is worth doing. Decision makers can choose the best investment alternatives and options that are worth investing.

지금까지 본 발명에서 채택한 실물 옵션 기법을 금융 옵션과 대비하여 설명하였고, 이에 따라 컴퓨터의 연산 능력 및 프로그램 실행 능력을 기반으로 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 투자 대안들의 가치 평가를 실물 옵션 기법을 통해 수행하기 위한 구체적인 방법론을 설명한다.Based on the computation ability and the program execution ability of the computer, the value of the investment alternatives for the improvement of the urban flood disaster prevention system is evaluated through the real option technique Describe the specific methodology for performing.

도 1을 참조하면, 본 발명의 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 방법은 단계(S11)에서, 컴퓨터에서 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위해 구성된 대안들의 각각에 관하여 주어진 편익에 따른 현재 가치를 산출하는 단계로부터 시작될 수 있다.Referring to FIG. 1, a real option-based investment decision method for improving an urban water pollution prevention system of the present invention includes, in step S11, a method for determining an investment option based on a given benefit with respect to each of alternatives configured for improvement of an urban water pollution prevention system in a computer It can be started from the step of calculating the present value.

여기서 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위해 구성된 대안들은 서로 다른 홍수 빈도에 대처할 수 있는 설계 홍수량에 기초한 대안들이다.Here, alternatives designed to improve urban flood disaster prevention systems are alternatives based on design floods that can cope with different flood frequencies.

대안들을 예시하기 위해 도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 방법에서 다양한 홍수 빈도의 설계 홍수량을 가지는 대안들에 관하여 예상되는 편익을 예시한 도면이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating an alternative investment decision method based on a real option for improving an urban flood control system in accordance with an embodiment of the present invention. FIG.

도 2에서, 각 대안들(C1, C2, C3, C4)은 각각 50년 빈도의 홍수, 100년 빈도의 홍수, 150년 빈도의 홍수 그리고 200년 빈도의 홍수에 대비할 수 있는 설계 홍수량을 가지는 대안들이다. 각 대안들(C1, C2, C3, C4)의 설계 홍수량은, 설명의 편의를 위해, 극단적인 홍수량을 기준으로 예시적으로 각각 50%, 70%, 80%, 90%의 홍수량을 감당할 수 있고 그만큼 홍수 피해액을 줄일 수 있다고 주어진다.In Figure 2, each of the alternatives (C1, C2, C3, C4) is an alternative having a design flood volume that can be prepared for a flood of 50 years frequency, a flood of 100 years frequency, a frequency of 150 years frequency, admit. The design flood quantities of each of the alternatives C1, C2, C3, and C4 can be 50%, 70%, 80%, and 90% floods, respectively, for illustrative convenience, based on extreme flood quantities It is said that the amount of flood damage can be reduced accordingly.

도 2의 그래프들은 네 가지 대안들을 현 시점(2013년)에 실행할 경우와, 7년 후(2020년)에 실행할 경우에, 향후의 홍수 피해 절감액의 추이를 각각 묘사한다.The graphs in FIG. 2 depict the transition of future flood damage savings, respectively, when four alternatives are implemented at the current time (2013) and seven years later (2020).

예측되는 홍수 피해액의 추세는 아래의 도 3과 같이 과거의 홍수 피해액 데이터로부터 회귀 분석을 통해 얻은 결과를 이용한 것이다. 도 3은 아래에서 변동성과 함께 다시 설명한다.The predicted trend of flood damages is based on the results obtained from regression analysis from past flood damage data as shown in Fig. 3 below. Figure 3 is described below again with variability.

홍수 피해액은 매년 증가 추세인데, 이는 예를 들어 기후 변화에 의해 홍수나 가뭄같은 극단적인 기상 현상의 빈도나 강도가 증가하는 추세를 주로 반영한 것이라고 할 수 있지만, 부수적으로 화폐 가치의 하락이나 도심에 고가치의 시설물들이 늘어나서 동일한 홍수에도 피해액이 늘어나는 현상도 모두 반영한 것이라고도 할 수 있다.The amount of flood damage is increasing year by year. For example, it can be said that climate change mainly reflects the increasing frequency or intensity of extreme weather phenomena such as flood or drought. However, It can also be said that the increase in the value of facilities and the increase in damages in the same flood are all reflected.

과거의 홍수 피해액의 추세가 미래에도 지속된다고 가정하면, 과거의 홍수 피해액 데이터로부터 얻은 추세 함수를 이용하여, 현재의 수해 방재 시스템을 개선하지 않고 유지하였을 경우에 미래의 어떤 시기의 홍수 피해액을 예상할 수 있다.Assuming that trends of past flood damage continue in the future, we can estimate the future flood damage amount if we maintain the current flood prevention system using the trend function obtained from past flood damage data. .

만약 어떤 수해 방재 시스템에 관하여 현재 방재 기술 수준 및 기후 예측 기술 수준에서 가능한 개선 대안을 즉시 건설한다면, 그 대안에 의해 홍수 피해액이 즉각 감소할 것이지만, 그 대신에 향후에 개발될 기술의 혜택을 포기하여야 하고, 예측이 잘못되어 과다하게 투자될 수 있다.If a flood disaster prevention system is constructed immediately at the current level of disaster prevention technology and climate forecasting technology as soon as possible, alternative measures will immediately reduce flood damage, but instead abandon the benefit of the technology to be developed in the future , And it can be invested excessively due to wrong prediction.

반면에, 개선 대안의 실행을 기다렸다가 미래의 어느 시점에 건설하면 그 동안 개발될 방재 기술의 혜택 및 기후 예측 기술의 혜택을 받을 것이지만, 그 대신에 그 동안의 수해 피해는 감수하여야 한다.On the other hand, if you wait for the implementation of the improvement alternative and build it at some point in the future, you will benefit from the disaster prevention technology and the climate prediction technology that will be developed in the future.

예를 들어, 현재 시점에서 7년 후에 200년 빈도의 설계 홍수량을 가지며 내구 연한이 100년인 수해 방재 시스템을 구축하는 전략을 결정하였다면, 현재 시점에서 7년 이후부터 107년까지는 홍수 피해액을 90%만큼 줄일 수 있는 이익을 기대할 수 있다.For example, if we decide to build a flood disaster prevention system with a 200-year design flood volume and a 100-year durability seven years from now, we can estimate the flood damages by 90% We can expect a profit to be reduced.

하지만, 이러한 기대되는 이익이 실현 가능할지는 불확실하다. 기후 변화가 심해져 기대 이상으로 홍수 피해액을 더 줄일 수도 있지만, 반대로 홍수가 심하지 않아 감소시킨 홍수 피해액이 기대 이하일 수도 있다.However, it is uncertain whether these expected benefits will be achievable. Climate change can be more severe than expected to reduce flood damage, but conversely, flood damage may be less than expected due to less severe floods.

따라서, 이러한 불확실성을 가지고 기대되는 이익을 현재 가치로 환산하여 실물 옵션 기법의 기초 자산으로 적용할 수 있다.Therefore, the expected profit with this uncertainty can be converted to the present value and applied as the basic asset of the real option method.

도심 수해 방재 시스템의 개선을 위해 구성된 대안에 관하여 주어진 편익의 현재 가치는 다음의 수학식 1에 의해 나타낼 수 있다.The present value of a given benefit with respect to the alternatives constructed for the improvement of the urban flood disaster prevention system can be expressed by the following equation (1).

Figure 112013041952469-pat00003
Figure 112013041952469-pat00003

여기서 c는 대안의 건설 년도, T는 건설된 대안의 내구 수명, t는 년도, L은 대안을 통해 막을 수 있는 홍수 피해액, f(t)는 t년도에 예상되는 홍수 피해액의 추세 함수, r은 무위험 금리, a는 현재 년도이다.Where t is the year, L is the flood damage that can be prevented through the alternative, f (t) is the trend function of the flood damage expected in year t, r Risk free rate, a is the current year.

이어서, 단계(S12)에서, 컴퓨터에서 과거의 홍수 피해액 데이터의 통계적 분포로부터 도심 수해 방재 시스템의 가치의 변동성(volatility)을 산출할 수 있다.Subsequently, in step S12, the computer can calculate the volatility of the value of the urban water pollution prevention system from the statistical distribution of past flood damage data.

이를 위해 도 3을 잠시 살펴보면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 방법에서 과거의 홍수 피해 데이터에 기초한 도심 수해 방재 시스템의 가치의 변동성을 예시한 도면이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of determining investment options based on a real option for improvement of an urban water pollution prevention system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, Fig.

도 3에서, 과거의 홍수 피해 데이터는 점차 증가하는 추세이면서 추세선을 중심으로 어떤 해에는 홍수 피해가 거의 없다가도 다음 해에는 홍수 피해가 크게 발생하는 등 편차가 존재한다. 이러한 홍수 피해액의 편차가 크면 미래의 홍수 피해액 예측치들도 큰 편차가 있을 것으로 예상할 수 있고, 홍수 피해액 예측치의 편차가 크거나 작으면 수해 방재 시스템의 어떤 개선 대안들을 언제 어떻게 실행할 것인지에 관한 실물 옵션들의 가치도 커지거나 작아진다.In Fig. 3, there is a tendency that the flood damage data of the past is gradually increasing, and flood damage is largely occurred in the next year even though there is little flood damage in some years centering on the trend line. If the variance of these flood damages is large, it can be expected that future flood damage forecasts will have large variances. If the variation of the flood damage estimates is large or small, the real options The value also increases or decreases.

따라서, 이러한 홍수 피해 데이터의 표준 편차에 기초하여 실물 옵션의 변동성이 산출될 수 있다.Therefore, the volatility of the real option can be calculated based on the standard deviation of such flood damage data.

이어서, 단계(S13)에서, 컴퓨터에서, 대안들의 각각에 관하여, 각 대안의 편익의 현재 가치를 기초 자산으로 하고 각 대안의 실제 실행 시기까지의 지연 기간을 만기로 하며 산출된 변동성을 가지는 실물 옵션 기법을 통해 콜 옵션을 산출하고, 산출된 콜 옵션의 가치로서 대안들의 실행 시기 전략의 가치를 산출할 수 있다.Subsequently, in step S13, in the computer, with respect to each of the alternatives, assuming that the present value of each alternative benefit is the underlying asset and expires the delay period up to the actual execution time of each alternative, Technique to calculate the call option and to calculate the value of the run-time strategy of the alternatives as the value of the calculated call option.

실시예에 따라, 실물 옵션 기법에서 콜 옵션의 가치는 컴퓨터에서 이항 옵션 가격 모형(binomial option pricing model) 또는 블랙 숄즈 옵션 가격 모형(Black-Scholes option pricing model)에 의해 산출될 수 있다.According to an embodiment, the value of a call option in a real option scheme can be computed in a computer by a binomial option pricing model or a Black-Scholes option pricing model.

이항 옵션 가격 모형은 옵션 만기까지의 기간을 여러 단위 기간으로 분할하고, 각 단위 기간마다 기초 자산 가격의 변동이 두 가지 결과, 즉 상승과 하강으로만 이루어지는 이항 분포를 가정하고, 만기 때에 가능한 모든 상승/하강 시나리오의 기초 자산 가치들을 산출한 결과로부터 후진 귀납법(backward induction)으로 콜 옵션의 가치를 산출한다.The binary option pricing model divides the period up to the expiration of an option into several unit periods and assumes a binomial distribution in which the fluctuation of the underlying asset price in each unit period consists of only two results: rise and fall, The value of the call option is calculated from the result of calculation of the underlying asset values of the downward scenario using the backward induction method.

블랙 숄즈 옵션 가격 모형은 기초 자산 가격의 변동을 대수 정규 분포를 따르고 변동성은 일정하게 유지된다고 가정할 때에 만기 시 자산 가치가 투자 비용보다 큰 경우의 자산 가치의 기대값에서 만기시 자산 가치가 투자 비용보다 클 위험 중립 함수와 투자 비용의 현재 가치를 곱한 것을 뺀 값으로서 콜 옵션의 가치를 산출한다.The Black-Scholes option pricing model assumes that the volatility of underlying asset prices follows a normal distribution and that volatility remains constant. If the asset value at maturity is greater than the investment cost, The value of the call option is calculated by subtracting the higher risk neutral function multiplied by the present value of the investment cost.

선택적으로, 단계(S14)에서, 컴퓨터에서 편익의 현재 가치와 실행 시기 전략의 가치가 산출된 복수의 대안들 중에서 하나의 대안을 선정할 수 있다.Alternatively, in step S14, one alternative may be selected from a plurality of alternatives in which the value of the present value of the benefit and the execution timing strategy is computed in the computer.

예를 들어, 대안과 실행 시기를 포함하는 투자 전략에 관하여, 대안의 실행에 따른 홍수 피해 감소액의 누적된 편익의 현재 가치로서 산출되는 대안의 가치와 콜 옵션의 가치로서 산출된 실행 시기 전략의 가치를 합산한 것이 수해 방재 시스템의 개선 비용보다 크면, 투자 가치가 있는 수해 방재 시스템 개선 투자 전략으로 본다.For example, regarding the investment strategy, including alternatives and timing, the value of the alternative calculated as the present value of the cumulative benefit of the flood damage reduction as a result of the implementation of the alternative, and the value of the execution timing strategy Is larger than the improvement cost of the flood control system, we believe that it is a strategy to improve flood disaster prevention system with investment value.

그러한 수해 방재 시스템 개선 투자 전략들이 복수 개 있을 경우에, 의사 결정자나 실물 옵션 기반 투자 결정 시스템은 그 중에서 수해 방재 시스템의 개선 비용보다 투자 대안의 편익 및 실행 시기 전략 가치의 합이 가장 크거나, 그 합이 기준값보다 크거나, 그 합이 큰 순서로 소정 순위에 포함되는 적어도 하나의 수행 방재 시스템 개선 투자 전략을 선택할 수 있다.When there are multiple strategies for improving flood disaster prevention systems, decision makers and real option-based investment decision systems are more effective than the improvement cost of flood disaster prevention systems, At least one disaster prevention system improvement investment strategy may be selected in which the sum is greater than or equal to the reference value and the sum is included in a predetermined order.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 시스템을 예시한 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a real option based investment decision system for improving an urban water pollution prevention system according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 시스템(40)은 현재 가치 산출부(41), 변동성 산출부(42), 실행 시기 전략 가치 산출부(43), 최적 대안 선정부(44), 대안 DB(45) 및 홍수 피해액 데이터베이스(46)를 포함할 수 있다.4, the real option based investment decision system 40 for improving the urban water pollution prevention system includes a present value calculation unit 41, a volatility calculation unit 42, an execution time strategy value calculation unit 43, An alternative selection unit 44, an alternative DB 45, and a flood damage database 46. [

현재 가치 산출부(41)는 대안 DB(45)로부터 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위해 구성된 대안들을 입력받아, 각 대안의 편익에 따른 현재 가치를 산출할 수 있다.The present value calculating unit 41 receives the alternatives configured for the improvement of the urban water pollution prevention system from the alternative DB 45, and can calculate the present value according to the benefit of each alternative.

위에서 설명한 바와 같이, 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위해 구성된 대안들은 서로 다른 홍수 빈도에 대처할 수 있는 설계 홍수량에 기초한 대안들일 수 있다.As noted above, alternatives designed to improve the city water disaster prevention system may be alternatives based on design floods that can cope with different flood frequencies.

도심 수해 방재 시스템의 개선을 위해 구성된 대안의 편익의 현재 가치는 위의 수학식 1과 같이 산출될 수 있다. 위에서 설명한 바와 같이, 홍수 피해액의 추세 함수는 홍수 피해액 데이터베이스(46)에 저장된 과거의 홍수 피해액 데이터로부터 회귀 분석에 기초할 수 있다.The present value of the alternative benefit constructed for the improvement of the urban water disaster prevention system can be calculated as shown in Equation 1 above. As described above, the trend function of the flood damage amount can be based on a regression analysis from past flood damage data stored in the flood damage database 46. [

이어서, 변동성 산출부(42)는 과거의 홍수 피해액 데이터로부터 도심 수해 방재 시스템의 가치의 변동성을 산출할 수 있다.Subsequently, the volatility calculating unit 42 can calculate the variability of the value of the urban water pollution prevention system from the past flood damage data.

위에서 설명한 바와 같이, 도심 수해 방재 시스템의 가치의 변동성은 홍수 피해액 데이터베이스(46)에 저장된 과거의 홍수 피해액 데이터로부터 산출될 수 있다.As described above, the value variability of the urban water pollution disaster prevention system can be calculated from past flood damage data stored in the flood damage data base 46. [

실행 시기 전략 가치 산출부(43)는 투자 대안들의 각각에 관하여, 각 대안의 현재 가치를 기초 자산으로 하고 각 대안의 실제 실행 시기까지의 지연 기간을 만기로 하며 산출된 변동성을 가지는 실물 옵션 기법을 통해 산출된 콜 옵션의 가치로서 대안들의 실행 시기 전략의 가치를 산출할 수 있다.The execution timing strategy value calculating unit 43 calculates a strategy for realizing an option option with respect to each of the investment alternatives based on the present value of each alternative as an underlying asset and expiring the delay period up to the actual execution timing of each alternative The value of the call option calculated through this method can be used to calculate the value of the execution timing strategy of the alternatives.

실시예에 따라, 콜 옵션의 가치는 이항 옵션 가격 모형 또는 블랙 숄즈 옵션 가격 모형에 의해 산출될 수 있다.Depending on the embodiment, the value of the call option can be calculated by the binomial option pricing model or the Black Scholes option pricing model.

최적 대안 선정부(44)는 편익의 현재 가치와 실행 시기 전략의 가치가 산출된 복수의 대안들 중에서 하나의 대안을 선정할 수 있다.The optimal alternative manager 44 may select one of a plurality of alternatives from which the present value of benefits and the value of the performance timing strategy are calculated.

앞서 설명한 바와 같이, 대안과 실행 시기를 포함하는 투자 전략에 관하여, 대안의 실행에 따른 홍수 피해 감소액의 누적된 편익의 현재 가치로서 산출되는 대안의 가치와 콜 옵션의 가치로서 산출된 실행 시기 전략의 가치를 합산한 것이 수해 방재 시스템의 개선 비용보다 크면, 투자 가치가 있는 수해 방재 시스템 개선 대안으로 보고, 가장 바람직한 대안이 선정될 수 있다.As mentioned earlier, the value of the alternative calculated as the present value of the cumulative benefits of the flood damage reduction as a result of the implementation of the alternative, and the value of the call option with respect to the investment strategy, If the sum of the values is larger than the improvement cost of the flood disaster prevention system, it is regarded as an improvement alternative to flood disaster prevention system with investment value, and the most desirable alternative can be selected.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명이 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이와 균등하거나 또는 등가적인 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Modification is possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only in accordance with the following claims, and all of the equivalent or equivalent variations will fall within the scope of the present invention.

또한, 본 발명에 따른 장치는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, 광학 디스크, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크, 비휘발성 메모리 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.Further, the apparatus according to the present invention can be implemented as a computer-readable code on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the recording medium include a ROM, a RAM, an optical disk, a magnetic tape, a floppy disk, a hard disk, a nonvolatile memory, and the like, and a carrier wave (for example, transmission via the Internet). The computer-readable recording medium may also be distributed over a networked computer system so that computer readable code can be stored and executed in a distributed manner.

40 옵션 기반 투자 결정 시스템
41 현재 가치 산출부
42 변동성 산출부
43 실행 시기 전략 가치 산출부
44 최적 대안 선정부
45 대안 데이터베이스
46 홍수 피해액 데이터베이스40 Option based investment decision system
41 Present Value Calculation Section
42 Volatility Calculator
43 When to Execute Strategy Value Calculator
44 Optimum Alternative Preference
45 Alternative Databases
46 flood damage database

Claims (16)

컴퓨터가 수행하는 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 방법으로서,
도심 수해 방재 시스템의 개선을 위해 구성된 대안들에 관하여 주어진 편익에 따른 현재 가치를 산출하는 단계;
과거의 홍수 피해액 데이터의 통계적 분포로부터 도심 수해 방재 시스템의 가치의 변동성을 산출하는 단계; 및
상기 대안들의 각각에 관하여, 각 대안의 편익의 현재 가치를 기초 자산으로 하고 각 대안의 실제 실행 시기까지의 지연 기간을 만기로 하며 상기 산출된 변동성을 가지도록 설정된 실물 옵션 기법을 통해 콜 옵션의 가치를 산출하고, 산출된 콜 옵션의 가치로서 상기 대안들의 실행 시기 전략의 가치를 산출하는 단계를 포함하는 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 방법.As a real option-based investment decision method for improving the urban disaster prevention system implemented by a computer,
Calculating a present value according to a given benefit with respect to alternatives configured for improvement of an urban water pollution disaster prevention system;
Calculating the variability of the value of the urban water pollution disaster prevention system from the statistical distribution of the past flood damage data; And
With respect to each of the above alternatives, the value of the call option is set through a real option technique set to have the calculated variability, with the present value of the benefit of each alternative being the underlying asset, And calculating the value of the execution timing strategy of the alternatives as the value of the calculated call option. 청구항 1에 있어서, 상기 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위해 구성된 대안들은 서로 다른 홍수 빈도에 대처할 수 있는 설계 홍수량에 기초한 대안들인 것을 특징으로 하는 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 방법.The method according to claim 1, wherein the alternatives configured for the improvement of the urban disaster prevention system are alternatives based on design flood quantities capable of coping with different flood frequencies. 청구항 1에 있어서, 상기 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위해 구성된 대안의 편익의 현재 가치는 다음의 수학식
Figure 112013041952469-pat00004

에 의해 산출되며, 여기서 c는 대안의 건설 년도, T는 건설된 대안의 내구 수명, t는 년도, L은 대안을 통해 막을 수 있는 홍수 피해액, f(t)는 t년도에 예상되는 홍수 피해액의 추세 함수, r은 무위험 금리, a는 현재 년도인 것을 특징으로 하는 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 방법.The method of claim 1, wherein the present value of an alternative benefit configured for the improvement of the urban water pollution prevention system is expressed by the following equation
Figure 112013041952469-pat00004

, Where c is the construction year of the alternative, T is the durability lifetime of the alternative constructed, t is the year, L is the amount of flood damage that can be prevented through the alternative, f (t) is the expected flood damage amount in year t A trend function, r is a risk free rate, and a is a current year. 청구항 3에 있어서, 상기 홍수 피해액의 추세 함수는 과거의 홍수 피해액 데이터로부터 회귀 분석에 기초하는 것을 특징으로 하는 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 방법.The method according to claim 3, wherein the trend function of the flood damage amount is based on regression analysis from past flood damage data. 청구항 1에 있어서, 상기 실물 옵션 기법에서 콜 옵션의 가치는 이항 옵션 가격 모형(binomial option pricing model)에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 방법.The method according to claim 1, wherein the value of the call option in the real option technique is calculated by a binomial option pricing model. 청구항 1에 있어서, 상기 실물 옵션 기법에서 콜 옵션의 가치는 블랙 숄즈 옵션 가격 모형(Black-Scholes option pricing model)에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 방법.The method according to claim 1, wherein the value of the call option in the physical option technique is calculated by a Black-Scholes option pricing model. . 청구항 1에 있어서, 상기 편익의 현재 가치와 실행 시기 전략의 가치가 산출된 복수의 대안들 중에서 하나의 대안을 선정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 방법.The method according to claim 1, further comprising selecting one of a plurality of alternatives in which the present value of the benefit and the value of the execution timing strategy are calculated, Investment decision method. 컴퓨터에서 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 청구항에 따른 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 방법을 구현하는 프로그램이 수록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.A computer-readable recording medium containing a program for realizing a real option-based investment decision method for improving an urban disaster prevention system according to any one of claims 1 to 7. 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위해 구성된 대안들의 각각에 관하혀 주어진 편익에 따른 현재 가치를 산출하는 현재 가치 산출부;
과거의 홍수 피해액 데이터의 통계적 분포로부터 도심 수해 방재 시스템의 가치의 변동성을 산출하는 변동성 산출부; 및
상기 대안들의 각각에 관하여, 각 대안의 편익의 현재 가치를 기초 자산으로 하고 각 대안의 실제 실행 시기까지의 지연 기간을 만기로 하며 상기 산출된 변동성을 가지는 실물 옵션 기법을 통해 콜 옵션의 가치를 산출하고 산출된 콜 옵션의 가치로서 상기 대안들의 실행 시기 전략들의 가치를 산출하는 투자 전략 가치 산출부를 포함하는 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 시스템.A present value calculation unit for calculating a present value according to the benefits given to each of the alternatives constructed for the improvement of the urban disaster prevention system;
A volatility calculating unit for calculating the volatility of the value of the urban water pollution disaster prevention system from the statistical distribution of the past flood damage data; And
With respect to each of the above alternatives, the value of the call option is calculated through a real option technique with the calculated value of the present value of the benefit of each alternative as an underlying asset and the delay period from the actual execution timing of each alternative to the expiration date And an investment strategy value calculation unit for calculating the value of the execution timing strategies of the alternatives as the value of the call option calculated. 청구항 9에 있어서, 상기 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위해 구성된 대안들은 서로 다른 홍수 빈도에 대처할 수 있는 설계 홍수량에 기초한 대안들인 것을 특징으로 하는 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 시스템.The system according to claim 9, wherein the alternatives configured for the improvement of the urban flood disaster prevention system are alternatives based on design flood quantities capable of coping with different flood frequencies. 청구항 9에 있어서, 상기 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위해 구성된 대안의 편익의 현재 가치는 다음의 수학식
Figure 112013041952469-pat00005

에 의해 산출되며, 여기서 c는 대안의 건설 년도, T는 건설된 대안의 내구 수명, t는 년도, L은 대안을 통해 막을 수 있는 홍수 피해액, f(t)는 t년도에 예상되는 홍수 피해액의 추세 함수, r은 무위험 금리, a는 현재 년도인 것을 특징으로 하는 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 시스템.The method of claim 9, wherein the present value of the alternative benefit configured for the improvement of the urban water pollution prevention system is expressed by the following equation
Figure 112013041952469-pat00005

, Where c is the construction year of the alternative, T is the durability lifetime of the alternative constructed, t is the year, L is the amount of flood damage that can be prevented through the alternative, f (t) is the expected flood damage amount in year t , The trend function, r is the risk free rate, and a is the current year. 청구항 11에 있어서, 상기 홍수 피해액의 추세 함수는 과거의 홍수 피해액 데이터로부터 회귀 분석에 기초하는 것을 특징으로 하는 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 시스템.The system according to claim 11, wherein the trend function of the flood damage amount is based on regression analysis from past flood damage data. 청구항 9에 있어서, 상기 실물 옵션 기법에서 콜 옵션의 가치는 이항 옵션 가격 모형에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 시스템.The system according to claim 9, wherein the value of the call option in the real option technique is calculated by a binomial option price model. 청구항 9에 있어서, 상기 실물 옵션 기법에서 콜 옵션의 가치는 블랙 숄즈 옵션 가격 모형에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 시스템.The system according to claim 9, wherein the value of the call option in the physical option technique is calculated by a Black-Scholes option price model. 청구항 9에 있어서, 상기 편익의 현재 가치와 실행 시기 전략의 가치가 산출된 복수의 대안들 중에서 하나의 대안을 선정하는 대안 선정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 시스템.The method according to claim 9, further comprising an alternative selection unit for selecting one of a plurality of alternatives from which the present value of the benefit and the value of the execution timing strategy are calculated, Based investment decision system. 컴퓨터를 청구항 9 내지 청구항 15 중 어느 한 청구항에 따른 도심 수해 방재 시스템의 개선을 위한 실물 옵션 기반 투자 결정 시스템으로 동작시킬 수 있는 프로그램이 수록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.A computer-readable recording medium containing a program for operating a computer as a real option-based investment decision system for improving an urban disaster prevention system according to any one of claims 9 to 15.
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