[논문]철도 건널목 사고의 발생빈도 특성분석 연구

박준태; 강팔문; 박성호

doi:10.14346/jkosos.2014.29.2.076

철도 건널목 사고의 발생빈도 특성분석 연구
Analysis of the Characteristic of Railroad(level-crossing) Accident Frequency 원문보기

한국안전학회지 = Journal of the Korean Society of Safety, v.29 no.2, 2014년, pp.76 - 81

박준태 (한국철도협회) , 강팔문 (한국철도협회) , 박성호 (한국철도협회)

Abstract ▼ AI-Helper

Railroad traffic accident consists of train accident, level-crossing accident, traffic death and injury accident caused by train or vehicle, and it is showing a continuous downward trend over a long period of time. As a result of the frequency comparison of train accidents and level-crossing accidents using the railway accident statistics data of Railway Industry Information Center, the share of train accident is over 90% in the 1990s and 80% in the 2000s more than the one of level-crossing accidents. In this study, we investigated time series characteristic and short-term prediction of railroad crossing, as well as seasonal characteristic. The analysis data has been accumulated over the past 20 years by using the frequency data of level-crossing accident, and was used as a frequency data per month and year. As a result of the analysis, the frequency of accident has the characteristics of the seasonal occurrence, and it doesn't show the significant decreasing trend in a short-term.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

국내의 경우 과거 철도청(2003)³⁾에서 건널목 구조의 위험요인 분석 및 개량방안에 대해 연구하였으며 건널목의 기하구조 특성과 사고와의 관련성을 알아보고자 하였다. 이는 국외의 연구를 바탕으로 분석이 이루어져 국내실정을 반영하기에는 미흡하다고 할 수 있다.
국내 철도사고(국토해양통계누리)는 2003년 710건에서 2012년 247건으로 지속적인 감소추세를 보였으나, 최근 사고발생 빈도를 살펴보면 향후에는 큰 폭으로 감소하지 않을 것으로 예측할 수 있다. 본 연구에서는 국내 철도사고 유형 중 가장 큰 문제점으로 지적되고 있는 철도건널목 사고의 발생현황을 살펴보고, 시계열적 특성을 분석하여 국내 철도건널목 사고추세를 분석하였다. 단기적 예측과 계절적 감소형태의 패턴을 파악하였으며 철도안전강화를 위한 철도사고 통계의 개선필요

제안 방법

무엇보다 사고와 관련된 상대적 지표가 필요하나 통과교통량을 중심으로 한 노출량의 정확한 수집은 어려움이 있다. 따라서 선행지표로 건널목 유형에 따른 사고와의 교차상관을 살펴보았다. 건널목 유형은 1종부터 5종까지 안전시설 규모에 따라 구분이 되며, 최근 추세는 1종 건널목으로 개량하는 방식을 따르고 있다.
월별 발생특성에 대한 분석 전 건널목 사고에 대한 연도별 단기예측을 알아보았다. 앞서 살펴본 바와 같이 건널목 사고빈도는 하향감소 추세의 비정상 시계열 형태이다.
의 연구에서도 건널목의 기하구조자료를 조사하여 사고와의 관련성을 도출하였다. 차량교통량과 철도교통량, 경보시간차, 과속방지턱 등 현장자료를 수집하고 카운트모형(포아송)을 이용하여 사고빈도영향계수를 도출하였다. 국외에서도 철도건널목 위험요소를 분석하는 Peabody Dimmick모델⁶⁾과 New Hampshire Index모델⁷⁾ 등이 있다.

대상 데이터

비정상적 자료를 제외하고 가능한 많은 데이터를 확보하기 위해 사고감소의 안정화 시기인 2000년 이후 월별데이터를 활용하였으며, 자기상관 및 편자기상관 그래프를 작성, 계절성이 존재하는 것으로 판단된다. 2000년을 중심으로 사고감소의 변곡점을 계산할 수 있으며 본 분석의 분석기간 시점으로 설정하였다.
건널목 사고 발생현황의 특성을 분석하기 위해 철도산업정보센터(www.kric.or.kr)의 연도별 사고데이터를 활용하였다. 건널목 사고빈도는 1992년 278건으로 집계되었으며 최근 2011년에는 14건으로 연평균 13%수준으로 감소한 것으로 나타났다.
즉 정상적(stationary) 시계열구조로 변환 후 예측모형을 추정해야 하기 때문에 본 연구에서는 데이터 특성에 따라 계절특성을 고려한 ARIMA(auto-regressive moving average model)을 적용하였다. 비정상적 자료를 제외하고 가능한 많은 데이터를 확보하기 위해 사고감소의 안정화 시기인 2000년 이후 월별데이터를 활용하였으며, 자기상관 및 편자기상관 그래프를 작성, 계절성이 존재하는 것으로 판단된다. 2000년을 중심으로 사고감소의 변곡점을 계산할 수 있으며 본 분석의 분석기간 시점으로 설정하였다.

이론/모형

앞서 살펴본 바와 같이 연도별 발생빈도는 비정상적nonstationary) 시계열 구조를 보이고 있다. 즉 정상적(stationary) 시계열구조로 변환 후 예측모형을 추정해야 하기 때문에 본 연구에서는 데이터 특성에 따라 계절특성을 고려한 ARIMA(auto-regressive moving average model)을 적용하였다. 비정상적 자료를 제외하고 가능한 많은 데이터를 확보하기 위해 사고감소의 안정화 시기인 2000년 이후 월별데이터를 활용하였으며, 자기상관 및 편자기상관 그래프를 작성, 계절성이 존재하는 것으로 판단된다.

성능/효과

¹⁾ 유럽연합을 중심으로한 철도선진국은 철도사고의 예측과 기술적용에 따른 철도안전사례 보급에 전념하고 있다.²⁾ 우리나라의 경우도 철도안전에 관한 체계적이고 명확한 철도안전체계 정립이 필요하나 철도운영 및 고속열차 개발에 가려 아직까지 구체적이지 못하다.
건널목의 점유율(%)과 건널목사고의 교차시간상관을 분석한 것으로 동시상관 외에 1종 건널목 비율이 2년의 시차를 두고 선행하고 있다는 것을 확인할 수 있다. 즉, 음의 관계인 두 변수는 1종 건널목의 비율이 높을수록 건널목 사고는 감소하는 상관성을 보이고 있다고 할 수 있다.
모형 개발 결과, 계절차분(seasonal differencing)을 적용하지 않은 ARIMA(0,0,0)(0,0,1)형태가 가장 적합한 것으로 도출되었다. Ljung-Box Q 검증통계량이 p-value이 0.
701로 나타났으며 2014년부터 2016년까지 11건으로 예측되고 있다. 즉, 과거의 패턴으로 단기적 예측을 실시한 결과, 철도건널목사고는 10여건으로 예측되며, 과거와 같은 5% 이상의 큰 감소율은 보이지 않을 것으로 판단된다.
345로 나타나 12시차 즉, 1년 주기의 계절형 계열의 특성을 보이고 있다고 판단할 수 있다. 즉, 국내 철도건널목 사고는 감소추세를 보이며 계절성 또한 내포하고 있는 것으로 나타났다.
건널목의 점유율(%)과 건널목사고의 교차시간상관을 분석한 것으로 동시상관 외에 1종 건널목 비율이 2년의 시차를 두고 선행하고 있다는 것을 확인할 수 있다. 즉, 음의 관계인 두 변수는 1종 건널목의 비율이 높을수록 건널목 사고는 감소하는 상관성을 보이고 있다고 할 수 있다.

후속연구

시설의 설치현황, 도로의 구조 등 사고원인을 규명할 수 있는 다양한 변수들이 통계DB로 구축되지 않아 이러한 문제점들을 해결하는데 상당한 어려움이 있다고 할 수 있다. 본 논문에서도 이러한 한계점으로 사고발생 자체의 목적변수만 활용하였다는데 한계점이 있다. 즉, 사고의 직접적 감소효과에 영향을 미친 팩터를 찾지 못하고 단기적 감소추세만 살펴볼 수 있었다.
본 연구에서는 국내 철도 건널목관련 통계 자료를 이용하여 단기적 발생빈도의 예측 및 계절주기의 발생빈도 특성이 있음을 분석하였으며, 활용자료 측면에서 시간적 추세흐름과 단순빈도만을 사용하여 직접적 사고감소 영향요인의 분석에는 한계가 있다. 즉 정책적, 건널목구조적 변화양상에 대한 시계열적 회귀분석을 통한 모수추정의 연구가 향후 필요하다.
본 연구에서는 국내 철도 건널목관련 통계 자료를 이용하여 단기적 발생빈도의 예측 및 계절주기의 발생빈도 특성이 있음을 분석하였으며, 활용자료 측면에서 시간적 추세흐름과 단순빈도만을 사용하여 직접적 사고감소 영향요인의 분석에는 한계가 있다. 즉 정책적, 건널목구조적 변화양상에 대한 시계열적 회귀분석을 통한 모수추정의 연구가 향후 필요하다.
유럽연합의 가입국에서는 철도사고 정보 이외에 선로파손 및 변형, 신호장애, 차축 및 차륜파손, 기관사의 신호위반 등 대형 사고로 연결될 수 있는 준사고관련정보를 수집하여 공개하고 있다. 향후에는 단순한 사고 및 장애정보의 공유를 넘어 사고의 원인 및 대책의 효용성에 대한 정보공유로 확대추진을 계획하고 있다. 국내도 이러한 국외추세에 따라 철도사고에 대한 정보공개가 이루어져야 할 것이며, 이는 철도안전을 제고할 수 있는 방안이라고 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	건널목사고와 열차사고의 총계에서 건널목 사고빈도가 차지하는 비중은?	그리고 열차사고(충돌, 접촉, 탈선, 화재)는 13건에서 2건으로 감소, 연 5%수준의 감소율을 보이고 있다. 건널목사고와 열차사고의 총계에서 건널목 사고빈도가 차지하는 비중은 90%수준으로 열차사고에 비해 건널목사고의 발생빈도가 매우 높게 나타나고 있음을 알 수 있다.
	철도 건널목사고란?	특히, 인명피해 사상자가 발생하는 대형사고로 직결된다는 위험성이 높다. 철도 건널목사고는 열차와 진입차량이 건널목에서 충돌 또는 접촉하는 충돌사고의 한 형식으로서, 인적물적 피해 뿐만 아니라 열차지연에 따른 사회적 손실도 크게 나타나고 있다.1) 유럽연합을 중심으로한 철도선진국은 철도사고의 예측과 기술적용에 따른 철도안전사례 보급에 전념하고 있다.
	철도 선진국에 비교한 우리나라 상태는?	철도 선진국에서는 철도건널목 정보화⋅지능화 연구가 지속되고 있으며 유럽철도안전지침(RSD), ISO/IEC 및 MIL-Std[6-8] 등 국제표준에서 철도안전을 우선시하고 있다. 반면 우리나라는 철도건널목제어 열차위주의 일률적인 차단이 대부분이며, 철도건널목의 안전성에 대한 기술적 발전 투자가 선진국에 비해 상당히 미흡한 실정이다. 또한 철도안전에 대한 관심부족, 열악한 운행환경(관제) 등도 해외 시스템엔지니어링 설계⋅운영에 비해 뒤떨어져 있는 실정이다. 임의적 발생으로 볼 수 있는 철도사고 특성상 예방차원의 감시체계구축과 다양한 기술개발, 시설개량이 사고감소에 큰 영향을 미치는 것으로 국내에서도 외국과 같이 지속적인 노력이 필요한 시기이다.

참고문헌 (8)

M. S. Kim, "Development of the Risk Assessment Model for Railway Level-Crossing Accidents by Using The ETA and FTA", Journal of the Korean Society for Railway, Vol. 12, No. 6, pp. 936-943. 2009.
S. R. Kwak, "A Study on Setting Up National Railway Safety Target", Railway Journal, Vol. 14, No. 3, pp. 295-299. 2011.
J. T. Oh, "Risk Assessment for Railway Related Accidents in Korea", Railway Journal, Vol. 2, No. 23, pp. 99-106, 2004.
S. K. Kang, "Developing An Accident Prediction Model for Railroad-Highway Grade Crossings", Journal of Korea Transportation Research Society, Vol. 27, pp. 43-58, 1995.
J. T. Oh, "A Study on Crash Causations for Railroad- Highway Crossings", Journal of Korea Transportation Research Society, Vol. 23, No. 79, pp. 33-44, 2005.
S. Washington, "Validation of the FHWA Crash Models for Rural Intersection", FHWA-RD-03-037, 2005.
NCHRP Report 50 "Accident Prediction Formula", Railroad-Highway Grade Crossing Handbook -Revised Second Edition August, 2007.
C.W. Park, "A Study on the utilization of Railway Accident Data", The Korean Society for Railway Conference, 2013.

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증