[논문]안전 및 효율성 제고를 위한 입환방식에 열차운전원칙 적용에 관한 연구

전영석

doi:10.7782/jksr.2013.16.2.079

안전 및 효율성 제고를 위한 입환방식에 열차운전원칙 적용에 관한 연구
A Study on Improved Safety and Efficiency of Shunting In View of Principles of Train Operation Safety 원문보기

한국철도학회 논문집 = Journal of the Korean Society for Railway, v.16 no.2 = no.75, 2013년, pp.79 - 84

전영석 (Korea National University of Transportation, Department of Operation System Engineering)

초록
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정거장 또는 차량기지 구내에서 이루어지는 입환은 국내 관련 법규에서 정의, 구분 및 방법이 명확하게 제시되어 있지 않다. 이로 인하여 입환시 충돌사고가 철도차량운전사고 중 가장 빈번하게 발생하고 있다. 따라서 입환 운전시 충돌사고를 줄이면서 효율적인 운영을 위해서는 체계적인 철도차량 안전운전 원칙의 제시가 필요하다. 입환시 충돌사고를 줄이기 위한 연구의 일환으로서, 본 연구에서는 열차운전방식과 입환의 특징을 비교하고, 열차안전운전원칙에 따른 구내운전 안전원칙을 제시하였다. 새로 제안 된 접근 방법은 안전과 효율성의 개선 분석 및 현장 응용 프로그램에서 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The definition and classification of shunting, which involves the process of sorting rolling stock into complete train sets inside station yard, are not clearly specified in Korean domestic safety regulations for railway operations. As a result, collisions during shunting occur rather frequently compared with other types of accidents in railway operations. Therefore, new systematic safety principles are proposed in this paper to improve operation safety during shunting. The improvements in safety and efficiency derived from the newly proposed approach are analyzed and verified in field application.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 철도차량운전 중 충돌사고 발생빈도가 가장 높은 입환 중 충돌사고의 예방과 효율적인 방법에 대하여 연구하였으며 연구의 결과로 다음과 같은 결론을 얻었다.
본 연구에서는 사고발생 빈도가 가장 높은 입환에 있어서 안전 및 효율성을 추구할 수 있는 운전방식에 관하여 연구하였다. 연구방법은 국내·외 문헌과 정부의 철도운전관련 법규 및 운영기관의 운영규정, 주요 사고사례 등을 조사하여 문제점을 도출하고, 이에 대한 대안으로 안전 및 효율성 향상을 위하여 입환방법 중 구내운전에 대하여 새로운 정의와 검증된 열차운전방식의 안전운전원칙을 도입하는 방안을 제시하였다.
구내운전방식의 특징은 전통적인 표지 및 전호에 의한 방식에 비하여 입환신호기에 의한 기술적인 안전지원의 기대에 따라 전호원의 연속적인 확인과 입환전호를 생략할 수 있다는 점이다. 제시된 구내운전방식에 대한 안전수준을 열차 운전과정과 비교하여 이를 검증하고자 한다.

가설 설정

전제조건은 일정한 방호구역 내에 다른 열차 또는 차량이 점유 또는 지장하고 있지 않음은 입환신호로서 보증되어야 하고, 최초 시동할 때의 안전은 시동전호로 표시하고, 시동 후의 이동차량은 도중정차가 불필요한 차량으로 제한되어야 한다. 이를 정리하면 1) 입환신호에 의할 것, 2) 차량이동 중 연결·분리 작업 등 도중 정차가 불필요할 것, 3) 최초 시동은 시동전호에 의할 것

제안 방법

동 조항에 근거하여 국내 철도운영기관의 구내운전 정의의 문제점을 조사하였다. 그 결과 공통적으로 자체 운전규정 제3조의 정의 부분에 규정되어 있었다.
두 개의 운전과정이 대등하므로 입환방법에서 안전과 효율성 제고를 위하여 제3장의 전제조건 외 추가적인 안전확보를 위하여 이미 검증된 열차운전의 안전원칙을 적용하는 방안을 제시한다. 제시안에 대한 안전요구수준의 검증은 국내 철도운영기관과 같이 기존의 위험도평가 이력이 없는 경우에 우선 적용되는 GAMAB원칙 즉, 철도에서 어떤 기술적 또는 운영상의 변경에 따른 해당 시스템의 안전은 적어도 변경 이전보다 동등 이상이어야 한다는 원칙에 따른다.
두 번째로, 철도차량운전에 수반되는 사고방지를 위하여 열차운전과 입환의 운전방식과 특성, 안전운전원칙을 정의하고, 입환방법을 6가지로 세분하였다.
세 번째로, 국내 운전관련 법규와 운영기관의 운전규정을 조사한 결과 구내운전에 대한 용어가 불명확하여 이를 적용하는 과정에서 잘못 적용하거나 입환방법을 위험도에 따른 구분을 하지 않는 등의 문제점이 확인되어 문제해결을 위하여 새로운 용어의 정의와 구내운전을 위한 전제조건을 제시하였다. 이를 기반으로 정거장의 열차 출발과정과 비교하여 대등하다는 것이 확인되었다.
연구방법은 국내·외 문헌과 정부의 철도운전관련 법규 및 운영기관의 운영규정, 주요 사고사례 등을 조사하여 문제점을 도출하고, 이에 대한 대안으로 안전 및 효율성 향상을 위하여 입환방법 중 구내운전에 대하여 새로운 정의와 검증된 열차운전방식의 안전운전원칙을 도입하는 방안을 제시하였다.
제안한 구내운전의 정의에서 입환전호를 생략하기 위해서는 충돌 등의 위험이 없어야 한다. 이를 위하여 전제조건 제시와 이미 검증된 정거장에서 열차가 출발할 때의 과정과 구내운전과정을 비교하여 검증하고자 한다.
제3절에서 지적한 문제를 해결하기 위하여 철도차량운전 규칙 제2조 제12호의 ‘구내운전’의 정의는 “정거장내 또는 차량기지 구내에서 입환전호에 의하지 않고, 입환신호와 시동전호에 의하여 차량을 운전하는 것”으로 개정하는 것을 제안한다.

이론/모형

연구방법은 국내·외 문헌과 정부의 철도운전관련 법규 및 운영기관의 운영규정, 주요 사고사례 등을 조사하여 문제점을 도출하고, 이에 대한 대안으로 안전 및 효율성 향상을 위하여 입환방법 중 구내운전에 대하여 새로운 정의와 검증된 열차운전방식의 안전운전원칙을 도입하는 방안을 제시하였다. 제시된 변경 안에 대한 안전수준은 적어도 변경 이전의 방법보다 동등 이상이어야 한다는 GAMAB(불어 Globalement Au Moins Aussi Bon)원칙을 적용하여 이를 검증하였다.
네 번째로, 구내운전방식에 검증된 열차의 안전운전원칙을 적용하는 방안을 추가로 제시함으로써 구내운전의 안전성을 한층 더 강화시켰다. 제안한 안의 안전요구수준은 GAMAB 원칙을 적용하여 기존의 열차출발과정과 표지 또는 전호에 의한 입환과 비교하여 낮지 않음이 입증되었다. 따라서 구내운전에 제시된 안을 적용할 경우 안전성, 경제성, 효율성이 중대되는 것을 확인하였다.

성능/효과

입환 방법은 입환작업계획을 기반으로 입환작업 책임자가 기관사 등 차량운전자에게 의사를 전달하는 방법에 따라 1)자동장치에 의한 방법 2)무선제어장치에 의한 방법 3)입환 신호에 의한 방법 4)입환표지에 의한 방법 5)입환전호에 의한 방법 6)인력에 의한 방법 등 6종류로 구분된다. 1)자동 장치에 의한 방법은 운전자를 필요로 하지 않는 방법으로 차량이동에 관한 모든 책임은 기술적인 시스템이다. 2)무선제어장치에 의한 방법은 별도의 휴대용 무선조정장치와 이에 대응되는 차량을 이용하는 방법이며, 3)입환신호에 의한 방법은 선로전환기와 진로의 지장여부는 기술적인 시스템의 역할이고, 차량이동에 대한 것은 운전자의 책임이다.
1)자동 장치에 의한 방법은 운전자를 필요로 하지 않는 방법으로 차량이동에 관한 모든 책임은 기술적인 시스템이다. 2)무선제어장치에 의한 방법은 별도의 휴대용 무선조정장치와 이에 대응되는 차량을 이용하는 방법이며, 3)입환신호에 의한 방법은 선로전환기와 진로의 지장여부는 기술적인 시스템의 역할이고, 차량이동에 대한 것은 운전자의 책임이다. 4)입환표지에 의한 방법은 선로전환기에 대한 것은 기술적인 시스템이고, 차량이동에 대한 1차적인 책임은 전호자이다.
2)무선제어장치에 의한 방법은 별도의 휴대용 무선조정장치와 이에 대응되는 차량을 이용하는 방법이며, 3)입환신호에 의한 방법은 선로전환기와 진로의 지장여부는 기술적인 시스템의 역할이고, 차량이동에 대한 것은 운전자의 책임이다. 4)입환표지에 의한 방법은 선로전환기에 대한 것은 기술적인 시스템이고, 차량이동에 대한 1차적인 책임은 전호자이다. 5)입환전호에 의한 방법은 기술적인 시스템의 안전지원은 전혀 고려되지 않으며, 차량이동은 전적으로 전호자와 운전자에게 주어지는 방법이다.
4)입환표지에 의한 방법은 선로전환기에 대한 것은 기술적인 시스템이고, 차량이동에 대한 1차적인 책임은 전호자이다. 5)입환전호에 의한 방법은 기술적인 시스템의 안전지원은 전혀 고려되지 않으며, 차량이동은 전적으로 전호자와 운전자에게 주어지는 방법이다. 6)인력에 의한 방법은 동력차량을 사용하지 않고 인력 등을 이용하여 차량을 이동하는 방법이다.
네 번째로, 구내운전방식에 검증된 열차의 안전운전원칙을 적용하는 방안을 추가로 제시함으로써 구내운전의 안전성을 한층 더 강화시켰다. 제안한 안의 안전요구수준은 GAMAB 원칙을 적용하여 기존의 열차출발과정과 표지 또는 전호에 의한 입환과 비교하여 낮지 않음이 입증되었다.
제안한 안의 안전요구수준은 GAMAB 원칙을 적용하여 기존의 열차출발과정과 표지 또는 전호에 의한 입환과 비교하여 낮지 않음이 입증되었다. 따라서 구내운전에 제시된 안을 적용할 경우 안전성, 경제성, 효율성이 중대되는 것을 확인하였다.
따라서 제안한 구내운전에 대한 새로운 정의와 안전운전 원칙의 적용으로 변경에 따른 구내운전의 안전은 적어도 변경 이전의 열차의 출발과정과 전통적인 표지 또는 전호에 의한 입환방법보다 동등 이상이어야 한다는 GAMAB원칙을 만족하고 있음을 확인할 수 있었다.
셋째로, 구내운전은 열차에 비하여 운전속도가 현저히 낮고, 차량에는 여객이 탑승하지 않으므로 열차에 비하여 사고피해 심각도가 현저히 낮다.
세 번째로, 국내 운전관련 법규와 운영기관의 운전규정을 조사한 결과 구내운전에 대한 용어가 불명확하여 이를 적용하는 과정에서 잘못 적용하거나 입환방법을 위험도에 따른 구분을 하지 않는 등의 문제점이 확인되어 문제해결을 위하여 새로운 용어의 정의와 구내운전을 위한 전제조건을 제시하였다. 이를 기반으로 정거장의 열차 출발과정과 비교하여 대등하다는 것이 확인되었다.
이를 종합하면 구내운전은 입환의 일종임은 분명하다. 서울도시철도공사·서울메트로와 철도차량운전규칙의 내용을 종합하면 구내운전은 ‘입환신호에 의한 차량운전’임을 알 수 있다.
첫 번째로, 사고통계를 통하여 철도차량운전 중에 발생한 충돌사고의 발생빈도는 입환 중에 발생한 사고가 가장 높으며, 사고사례를 통하여 사고피해 심각도 또한 적지 않음이 확인되었다.
첫째로, 구내운전은 정거장 열차출발과정과 비교하면 Table 6과 같이 입환신호기·출발신호기, 출발전호·시동전호는 기능상 대등하고, 운전허용구역은 입환 또는 출발 신호기가 방호하는 구역 내로 제한하면 하등의 차이가 없음이 확인되었다.
효율성측면에서 보면 표지 또는 전호에 의한 입환방식은 입환전호에 의한 차량운전 방법이므로 연속적인 의사전달 및 확인과정을 거침에 따른 능률이 떨어지는 반면에, 구내운전의 의사전달은 정형화된 입환신호와 한시적인 시동전호로 충분하므로 시동 후 방호구역까지 기관사의 단독운전이 허용됨에 따라 불필요한 확인과 제동을 할 필요가 없으므로 보다 효율적인 입환방법이라는 결론을 얻게 되었다.

후속연구

연구결과는 철도차량운전 관련 법규에 반영이 가능할 것으로 보며 또한, 철도운영기관에서 이를 적용함으로써 철도 차량운전의 안전과 효율성을 증대시킬 수 있을 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	운전규정을 운영할 때의 안전성 관련 주의점은?	철도운영기관은 이를 근거로 위험도와 자체 특성 등을 반영하여 운전규정을 제정·운영하고 있다. 이 과정에서 비용절감과 효율성에 치중하는 경우에는 상대적으로 안전성이 저하될 수 있다. 철도차량운전의 안전에 관한 연구와 관련하여 지금까지 수행된 연구를 살펴보면, 외국의 경우 유럽철도국(ERA)은 국가간 철도 상호운영을 보장하기 위하여 상호운영지침(EU Directive 2001/16/EC)이 제정되어 있고, 고속철도와 일반철도에 대한 상호운영 기술사양(TSI, technical specifications for interoperability)으로서 ‘제어명령 및 신호’, ‘에너지’, ‘기반시설’, ‘철도차량’, ‘교통운영 및 관리’등 분야별 기술사양을 개발하여, 모든 회원국에 적용하고 있다.
	철도차량운전과 관련한 법규는 무엇인가?	이 때 이들이 갖고 있는 큰 운동에너지와 대량수송의 특성으로 인하여 사고피해 심각도는 도로교통에 비하여 매우 크게 나타나므로 철도차량의 운전은 높은 안전성이 요구된다. 철도차량운전과 관련하여 정부에서는 철도안전법과 운전규칙 등 철도차량운전관련 법규를 제정·운영하고 있다. 철도운영기관은 이를 근거로 위험도와 자체 특성 등을 반영하여 운전규정을 제정·운영하고 있다.
	철도차량은 언제 사고위험이 따르는가?	철도차량은 이를 운영하는 과정에서 위험요인들을 적절히 제어하지 못하는 경우 다른 열차 또는 차량과 충돌 등의 사고위험이 따른다. 이 때 이들이 갖고 있는 큰 운동에너지와 대량수송의 특성으로 인하여 사고피해 심각도는 도로교통에 비하여 매우 크게 나타나므로 철도차량의 운전은 높은 안전성이 요구된다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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