박종헌
(Department of Railroad Drive and Control, Dongyang University)
,
김만화
(Department of Tunnel Facilities Management, SMRT)
,
박기환
(Department of Techinical Team 1, SMRT)
본 논문에서는 서울지하철 5~8호선에 운영 중인 터널모니터링 시스템의 운영성과를 분석 평가하고 개선방안을 제시하였다. 터널모니터링 시스템 도입으로 종래에는 열차운행이 끝나야만 가능했던 터널 내 시설물 점검이 주간에도 가능해졌다. TMS 도입으로 전에 비해 점검능력이 확대되었고, 정확성도 향상되었으며, 점검주기가 단축되었다. 인력활용 효율이 향상되어 중요 시설물에 대한 점검과 유지보수에 인력을 추가로 배치할 수 있게 되었다. 그 결과 예방정비 건수는 225% 증가하였고, 열차운행 장애는 53% 감소하였다.
본 논문에서는 서울지하철 5~8호선에 운영 중인 터널모니터링 시스템의 운영성과를 분석 평가하고 개선방안을 제시하였다. 터널모니터링 시스템 도입으로 종래에는 열차운행이 끝나야만 가능했던 터널 내 시설물 점검이 주간에도 가능해졌다. TMS 도입으로 전에 비해 점검능력이 확대되었고, 정확성도 향상되었으며, 점검주기가 단축되었다. 인력활용 효율이 향상되어 중요 시설물에 대한 점검과 유지보수에 인력을 추가로 배치할 수 있게 되었다. 그 결과 예방정비 건수는 225% 증가하였고, 열차운행 장애는 53% 감소하였다.
This paper is aimed to analyze the achievements of the Tunnel Monitoring System(TMS), implemented in Seoul subway L5~L8, and to find out improved methods. By introducing the TMS, it is possible to inspect tunnel facilities for 24 hours a day while trains are operated. The inspection capability could...
This paper is aimed to analyze the achievements of the Tunnel Monitoring System(TMS), implemented in Seoul subway L5~L8, and to find out improved methods. By introducing the TMS, it is possible to inspect tunnel facilities for 24 hours a day while trains are operated. The inspection capability could be expanded, the accuracy was improved, and the cycle was shortened. The efficiency of manpower was improved and the surplus manpower could be used for other tasks of facilities maintenance. As a result, by introduction of the TMS, the amount of tunnel maintenance was increased by 225% and the train service troubles caused by facility problems were decreased by 53%.
This paper is aimed to analyze the achievements of the Tunnel Monitoring System(TMS), implemented in Seoul subway L5~L8, and to find out improved methods. By introducing the TMS, it is possible to inspect tunnel facilities for 24 hours a day while trains are operated. The inspection capability could be expanded, the accuracy was improved, and the cycle was shortened. The efficiency of manpower was improved and the surplus manpower could be used for other tasks of facilities maintenance. As a result, by introduction of the TMS, the amount of tunnel maintenance was increased by 225% and the train service troubles caused by facility problems were decreased by 53%.
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문제 정의
TMS는 도시철도 터널에 대한 인력점검의 한계와 문제점을 개선하기 위하여 개발되었다. 따라서 본 논문에서는 TMS가 장애예방에 기여한 부분과 점검 및 유지보수 효율을 높이는데 기여한 부분을 기준으로 평가하였다.
본 논문은 TMS 운영효과에 대한 분석과 평가를 목적으로 하였다. 본 논문은 5장으로 구성되어 있다.
제안 방법
이를 제외한 6대 카메라에서 촬영된 영상자료와 센서에서 측정된 소음·진동·위치 데이터는 크기가 초당 20Mbyte나 되므로 차량 별로 나누어 각각의 녹화장치(DVR)에 기록한다.
0호차 하부에는 차량의 위치를 검지하기 위하여 RFID 리더와 타코미터가 설치되어 있다. 전동차의 절대위치는 궤도에 설치된 900Mhz RFID 태그를 읽어 검지하고, RFID 태그 사이의 상대위치는 타코미터를 이용하여 검지한다. 0호차 객실 내부에는 승객이 느끼는 소음과 진동을 측정하기 위하여 무지향성 소음계 1대와 3축 진동계 1대가 설치되어 있다.
소음·진동 레벨이 관리기준을 초과하는 구간이 있을 경우 해당구간에 대해서는 운영시스템의 영상분석과 소노그램, 주파수 분석 툴을 이용하여 입체적으로 발생원인을 분석한다.
운영조건이 같을 경우 점검주기가 짧아질수록, 예방정비량이 증가할수록 장애예방 가능성이 높아지므로 터널시설의 장애예방 효과에 대한 평가항목으로는 점검주기의 단축과 예방정비량의 증가로 정하였다. 점검 및 유지보수 효율에 대한 평가항목으로는 투입된 총 인원과 시간 대비 장애예방 실적을 나타내는 장애예방 효율로 정하였다.
운영조건이 같을 경우 점검주기가 짧아질수록, 예방정비량이 증가할수록 장애예방 가능성이 높아지므로 터널시설의 장애예방 효과에 대한 평가항목으로는 점검주기의 단축과 예방정비량의 증가로 정하였다. 점검 및 유지보수 효율에 대한 평가항목으로는 투입된 총 인원과 시간 대비 장애예방 실적을 나타내는 장애예방 효율로 정하였다.
TMS 도입을 전후하여 각각 6개월간(도입 전: 2010년 1월~6월, 도입 후: 2011년 1월~6월) 터널 내 예방정비 건수를 비교하였다. 터널에서의 예방정비 건수는 Table 3에서와 같이 육안점검만 시행하던 2010년에 비해 TMS점검과 육안점검을 함께 시행한 2011년에 225% 증가하여 장애예방 가능성이 높아졌다.
TMS 도입을 전후하여 각각 6개월 동안 열차운행에 지장을 준 시설물 장애건수를 비교하였다. TMS 도입에 따른 점검주기 단축과 예방정비 증가 등으로 열차운행 장애가 Table 4에서와 같이 6개월간 30건에서 14건으로 53% 감소하였다.
대상 데이터
본 논문은 TMS 운영효과에 대한 분석과 평가를 목적으로 하였다. 본 논문은 5장으로 구성되어 있다. 1장 서론에 이어 2장에서는 TMS 구축현황과 운영현황을 기술하였다.
TMS 도입에 따른 열차 첨승점검 폐지로 이 업무에 투입되었던 135명을 재배치할 수 있게 되었다. 1~2주마다 실시하던 일상점검은 대부분 TMS에 의한 점검으로 대체가 가능하므로 주기가 2주로 늘어났다.
성능/효과
TMS에 의한 점검이 추가로 실시되면서 육안점검만 하던 전년도에 비해 터널 내 시설물 예방보수 건수가 6개월 동안 225% 증가하였으며, 열차운행 장애도 53% 감소하였다. 이러한 결과는 TMS 도입으로 점검범위가 확대되고, 정확성이 향상되었기 때문인 것으로 분석되었다.
TMS 도입으로 열차 첨승점검은 불필요하게 되었다. 터널을 순회하면서 하던 일상점검도 대부분 카메라와 센서에 의한 분석점검으로 가능하게 되었으며, 점검주기도 하루에 1회 이상으로 짧아져 연간 점검횟수가 683회에서 7,300회로 증가하였다. 점검주기가 평균 10.
TMS 도입을 전후하여 각각 6개월간(도입 전: 2010년 1월~6월, 도입 후: 2011년 1월~6월) 터널 내 예방정비 건수를 비교하였다. 터널에서의 예방정비 건수는 Table 3에서와 같이 육안점검만 시행하던 2010년에 비해 TMS점검과 육안점검을 함께 시행한 2011년에 225% 증가하여 장애예방 가능성이 높아졌다.
분야별로는 전기시설 분야의 예방정비 건수가 6개월간 36건에서 183건으로 508% 증가하였으며, 가장 적게 증가한 궤도시설물 분야도 6개월간 571건에서 981건으로 172% 증가하여 모든 분야에서 예방정비 건수가 증가한 것으로 분석되었다.
1~2주마다 실시하던 일상점검은 대부분 TMS에 의한 점검으로 대체가 가능하므로 주기가 2주로 늘어났다. 그 결과 점검 및 유지보수 인력을 주요시설에 대한 집중관리와 테마점검 등에 배치하여 관리를 강화할 수 있게 되면서 1인당 예방정비 건수가 Table 5에서와 같이 6개월간 1.5건에서 3.2건으로 증가하여 예방정비 효율이 113% 향상되었다.
TMS 도입으로 점검주기가 1~2주에서 1일 이내로 짧아졌고, 인력으로는 찾기 어려웠던 부분까지 자세하게 점검할 수 있게 되면서 인력증가 없이도 예방정비 건수가 6개월 동안 225% 늘어났다. 시계열 분석을 통하여 장애 진행속도도 파악할 수 있게 되었다.
시계열 분석을 통하여 장애 진행속도도 파악할 수 있게 되었다. 그 결과 장애예방 능력이 향상되었고 장애예방 활동이 늘어나면서 터널시설로 인한 열차운행 장애가 53% 감소하였다.
후속연구
TMS 자료에 대한 점검방법과 패턴이 정형화되고 나면, 자동화가 가능한 점검항목에 대해서는 영상자료와 센서자료 분석을 통하여 이상개소를 찾아내는 알고리즘을 개발하여 자동화하는 것이 필요하다. 특히, 방대한 양의 영상자료 판독을 필요로 하는 시계열 분석을 자동화할 경우 장애 발생시점과 진행속도를 보다 효율적으로 파악할 수 있으므로 이에 대한 개발이 우선적으로 요구된다.
서울도시철도공사는 TMS의 카메라 음영지역을 줄이고 해상도를 높이기 위한 작업과 위치검지의 정확성을 높이고 운영시스템의 이용 편리성을 향상시키는 개선작업을 진행 중에 있다. 앞으로 영상분석 작업 자동화와 같은 TMS 운영효율을 높이기 위한 추가적인 연구들이 이루어질 경우 장애예방 능력과 운영효율이 더욱 향상될 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
점검인원이 부족할 경우 발생하는 영향은?
인력에 의한 점검은 경험과 직관력, 종합적 판단력 측면에서는 우수하나, 어둡고 긴터널에서는 점검범위와 점검능력에 일부 한계가 있을 수 있다. 점검인원 부족으로 인해 점검주기가 길어질 경우 전조 증상을 인지하여 장애를 예방할 수 있는 확률이 줄어들게 되므로 장애발생 가능성이 증가할 수 있다. 또한 육안점검 위주의 시설물 유지보수체계는 작업결과에 대한 평가와 관리가 용이하지 않아 작업품질의 저하나 조치지연이 발생할 수있다[2].
인력에 의한 점검의 장점은?
터널 내 시설물에 대한 점검은 대부분 교대근무에 의한 육안점검 위주로 수행되고 있다[1]. 인력에 의한 점검은 경험과 직관력, 종합적 판단력 측면에서는 우수하나, 어둡고 긴터널에서는 점검범위와 점검능력에 일부 한계가 있을 수 있다. 점검인원 부족으로 인해 점검주기가 길어질 경우 전조 증상을 인지하여 장애를 예방할 수 있는 확률이 줄어들게 되므로 장애발생 가능성이 증가할 수 있다.
터널모 니터링 시스템의 도입으로 얻은 효과는?
TMS에 의한 점검이 추가로 실시되면서 육안점검만 하던 전년도에 비해 터널 내 시설물 예방보수 건수가 6개월 동안 225% 증가하였으며, 열차운행 장애도 53% 감소하였다. 이러한 결과는 TMS 도입으로 점검범위가 확대되고, 정확성이 향상되었기 때문인 것으로 분석되었다.
참고문헌 (10)
Seoul Metropolitan Rapid Transit (2010) Maintenance Manuals of Tunnel Facilities.
D.S. Moon, B.C Chang, J.K. Koo, T.S. Lee (2008) A Improvement Plan Inspection Method about the Urban Railway Facilities and Cycle, 2008 Spring Conference of the Korean Society for Railway, pp. 241-246.
S.C. Yun, J.H. park, S.C. Kim, S.J. Eum (2010) The Analysis on the Effects of the Failure Reduction Strategies of the Railway Facilities, Journal of the Korean Society for Railway, 13(6), pp. 608-616.
Y. Park, Y.H. Cho, C. Cho, and W. Kim (2010) Development of a Technique for Detection of Contact Wire Wear using High-Speed Camera, J. KIEEME, 23(8), pp. 632-637.
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J.R. Shin, W.D. Lee, G.D. Kim, S.Y. Park (2004) Development of the Database System for Maintenance of Track System in Urban Transit, 2004 Spring Conference of the Korean Society for Railway, pp. 9-15.
K.J. Park, T.K. Ahn, J.R. Shin (2005) A Study on the Standard and Information System for Urban Transit Maintenance, Journal of the Korean Society for Railway, 9(5), pp. 539-543.
J.R. Shin, K.J. Park, T.K. Ahn, H.Y. Lee, G.D. Kim (2004) A Study on the Computerized System for Maintenance of Urban Rail Transit Infrastructure, 2004 Spring Conference of the Korean Society for Railway, pp. 182-187.
K.H. Moon, W.H. You, J.C. Kim (2003) A Study on the Squeal Noise for Subway, Journal of the Korean Society for Railway, 6(3), pp. 209-214.
C.H. Lee, W.S. Lee, J.T. Kim, W.S. Yoo (2003) Review of Comparative Test Results of Ride Evaluation for Railway Vehicle, 2003 Autumn Conference of the Korean Society for Railway, pp. 28-35.
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