다기준 분석에 의한 로프형 승강장 안전도어의 설치 우선순위 산정에 관한 연구 A Study on Priority Evaluation of the Rope-type Platform Safety Door(RPSD) Installation by Multi-criteria Decision Analysis원문보기
최근 지상역 승강장에서 승객의 안전 확보, 지상역 조건과 열차 차종 자동 인식에 따른 상하 개폐 기능이 탑재된 Rope 스크린도어의 실용화 기술에 대한 연구개발이 수행되고 있다. 현재 대구도시철도 2호선 문양역에 2013년 3월부터 시범설치 운영 중에 있으나, 앞으로 개선된 RPSD에 대하여 고속철도 역사를 대상으로 각 철도운영기관의 니즈에 부합하고, 철도 승강장 안전시설로써 역사에 적합한 시범사업 대상지를 선정할 필요성이 있다. 따라서 본 연구에서는 AHP를 이용하여 각 KTX역의 위험도 분석과 시설관리 및 운영기관의 사업추진의지 등 정책적 분석기준에 따라 RPSD 설치 대상지 우선순위를 분석하였다. 또한 AHP를 적용함에 있어 사례 분석할 KTX역과 같이 평가대상이 많을 경우 쌍대비교에 의한 우선순위 평가가 불가능하기 때문에, 상위 평가항목에 대해서는 상대평가에 의해 가중치를 구하고, 각각의 하위 목적요소에는 평점에 의한 절대평가법을 조합하여 우선순위를 산정하였다.
최근 지상역 승강장에서 승객의 안전 확보, 지상역 조건과 열차 차종 자동 인식에 따른 상하 개폐 기능이 탑재된 Rope 스크린도어의 실용화 기술에 대한 연구개발이 수행되고 있다. 현재 대구도시철도 2호선 문양역에 2013년 3월부터 시범설치 운영 중에 있으나, 앞으로 개선된 RPSD에 대하여 고속철도 역사를 대상으로 각 철도운영기관의 니즈에 부합하고, 철도 승강장 안전시설로써 역사에 적합한 시범사업 대상지를 선정할 필요성이 있다. 따라서 본 연구에서는 AHP를 이용하여 각 KTX역의 위험도 분석과 시설관리 및 운영기관의 사업추진의지 등 정책적 분석기준에 따라 RPSD 설치 대상지 우선순위를 분석하였다. 또한 AHP를 적용함에 있어 사례 분석할 KTX역과 같이 평가대상이 많을 경우 쌍대비교에 의한 우선순위 평가가 불가능하기 때문에, 상위 평가항목에 대해서는 상대평가에 의해 가중치를 구하고, 각각의 하위 목적요소에는 평점에 의한 절대평가법을 조합하여 우선순위를 산정하였다.
Recently, a study on the commercialization of Rope type Platform Safe Door (RPSD) technology has commenced. The study focuses on RPSD, in which a rope screen ascends to allow safe passage from the platform to the transit vehicle in aboveground stations. Currently, a pilot installation has taken in p...
Recently, a study on the commercialization of Rope type Platform Safe Door (RPSD) technology has commenced. The study focuses on RPSD, in which a rope screen ascends to allow safe passage from the platform to the transit vehicle in aboveground stations. Currently, a pilot installation has taken in place with Daegu Metro Line 2 in MoonYang station starting from March of 2013. However, there is a need to select an appropriate pilot installation's object for the improvement in the future RPSD. An appropriate designation would correspond with the needs of the railroad corporation and as a historic railway platform with safe facilities. This study tried to usa Analytic Hierarchy Process (AHP) to determine the priority of the KTX stations to attain a list of appropriate designations for future RPSD installations by analyzing the followings: management of the facilities, operational risks, and intent of business projects. As a case study, it was applied to the evaluation of the KTX stations. For the application, it used relative measurement to calculate the weight of upper level structuring, and absolute measurement for low level structuring instead of pairwise comparisons.
Recently, a study on the commercialization of Rope type Platform Safe Door (RPSD) technology has commenced. The study focuses on RPSD, in which a rope screen ascends to allow safe passage from the platform to the transit vehicle in aboveground stations. Currently, a pilot installation has taken in place with Daegu Metro Line 2 in MoonYang station starting from March of 2013. However, there is a need to select an appropriate pilot installation's object for the improvement in the future RPSD. An appropriate designation would correspond with the needs of the railroad corporation and as a historic railway platform with safe facilities. This study tried to usa Analytic Hierarchy Process (AHP) to determine the priority of the KTX stations to attain a list of appropriate designations for future RPSD installations by analyzing the followings: management of the facilities, operational risks, and intent of business projects. As a case study, it was applied to the evaluation of the KTX stations. For the application, it used relative measurement to calculate the weight of upper level structuring, and absolute measurement for low level structuring instead of pairwise comparisons.
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문제 정의
본 연구에서는 지상역 승강장에 적용할 RPSD의 실용화 기술을 목표로 연구개발이 수행되고 있는 과정에서, 기존 시스템의 단점을 개선하여 차량종류나 승강장의 형태에 관계없이 즉 곡선 승강장에도 설치 가능한 RPSD의 시범 설치를 위하여 고속철도(KTX 통과역, 정차역 모두 포함) 41개역을 대상으로 우선순위를 분석하였다.
제안 방법
우선순위의 평가항목에 있어서는 각 역사별 RPSD 설치가능성과 시범사업 효과, 운영기관의 사업추진의지 등 정책적인 항목도 검토하였다. 그리고 KTX역의 위험도를 평가하는데 있어서는 역의 이용자수, 승강장 형태와 승강장의 혼잡상황도 중요하지만, 무엇보다도 시간당 통과열차회수, 고속열차 운행여부가 위험도를 크게 좌우할 것으로 판단되어 이를 평가항목으로 포함하였다.
5과 같이 상위항목에 1)위험도 분석과 2)정책적 분석으로 나누고, 위험도분석의 하위항목에는 여객수송 인원, 열차운행회수, 승강장안전시설이다. 그리고 정책적 분석의 하위항목은 스크린도어 설치희망, RPSD 사업 추진의지, RPSD 시범사업효과 3개 평가항목을 설정하였다.
그리고 철도 승강장 안전에 대한 관심이 높아지면서 안전펜스가 아닌 PSD만을 설치하도록 승강장 안전관리규정을 강화하는 등 ‘철도시설의 기술기준’에 의거 스크린도어 설치를 의무화 했다.
따라서 본 연구에서는 고속철도(KTX 통과역, 정차역 모두 포함) 41개역을 대상으로 다기준분석의 AHP 기법을 이용하여 RPSD 설치우선순위를 연구하였다. 그리고 평가대상역이 많기 때문에 각 KTX역의 위험도 분석과 정책적 분석 평가항목에 대한 가중치 산정과 절대평가법 (absolute measurement)에 의한 하위 평가항목별 평점 및 척도 (Priority) 기준을 마련하여 시범사업 대상지의 우선순위를 분석하고자 한다.
다기준분석에 의한 평가방법은 상위 평가항목에 대해서는 상대 평가에로 가중치를 구하고, 각각의 하위 항목에 대해서는 평점에 의한 절대평가법을 조합하여 우선순위를 산정하였다.
이러한 개선된 RPSD에 대하여 고속철도 역사를 대상으로 철도 운영기관의 니즈에 부합하는 상용화 기술을 확보하고, 철도 승강장에 설치할 적합한 역사를 선정할 필요성이 있다. 따라서 본 연구에서는 고속철도(KTX 통과역, 정차역 모두 포함) 41개역을 대상으로 다기준분석의 AHP 기법을 이용하여 RPSD 설치우선순위를 연구하였다. 그리고 평가대상역이 많기 때문에 각 KTX역의 위험도 분석과 정책적 분석 평가항목에 대한 가중치 산정과 절대평가법 (absolute measurement)에 의한 하위 평가항목별 평점 및 척도 (Priority) 기준을 마련하여 시범사업 대상지의 우선순위를 분석하고자 한다.
본 연구에서는 다음 Fig. 5과 같이 상위항목에 1)위험도 분석과 2)정책적 분석으로 나누고, 위험도분석의 하위항목에는 여객수송 인원, 열차운행회수, 승강장안전시설이다. 그리고 정책적 분석의 하위항목은 스크린도어 설치희망, RPSD 사업 추진의지, RPSD 시범사업효과 3개 평가항목을 설정하였다.
승강장 안전시설이 없는 승강장의 안전의식에 대해서는 국내 설문조사 결과와 일본 사례 5) 를 비교해 보았다. “피크시 승하차 인원이 많아서 아주 혼잡한 상황에서 선로에 떨어지는 위험성”에 대해서 대구 문양역의 경우 위험하다고 응답한 비율이 87%로 나타났으며, 일본의 경우는 1,150명을 대상으로 설문조사한 결과 90%로 나타났다.
각 평가지표별 산정 결과 값이 단위별로 상이하고, 각 KTX역의 차이가 있기 때문에 각 지표별로 상대적인 비교평가를 위하여각 평가지표의 자료를 표준화점수(Z-score)로 환산하였다. 여기서 표준화 값을 5개 구간으로 구분하고, 정규 확률분포(Normal probability distribution)에서 기준점(Z-score=0)으로부터 어느 정도 범위에 있는가는 확률분포도를 통해 산정하였다.
우선순위의 평가항목에 있어서는 각 역사별 RPSD 설치가능성과 시범사업 효과, 운영기관의 사업추진의지 등 정책적인 항목도 검토하였다. 그리고 KTX역의 위험도를 평가하는데 있어서는 역의 이용자수, 승강장 형태와 승강장의 혼잡상황도 중요하지만, 무엇보다도 시간당 통과열차회수, 고속열차 운행여부가 위험도를 크게 좌우할 것으로 판단되어 이를 평가항목으로 포함하였다.
정책적 분석 평가항목가운데 스크린도어를 설치하기를 희망하는지, 그리고 RPSD시범사업에 대한 추진의지가 있는지에 대한 평점산정은 각 KTX역에서 희망하지 않거나 혹은 부정적인 의견을 반영하여 평점을 산정하였다. 9)
한편 각 승강장의 위험도를 평점방식으로 정량화하여 분석하기 위하여 각 2단계 하위항목 자료의 경우, 1-1)여객수송인원은 1일역 승하차인원, 1일 환승인원, 1-2)열차운행회수는 1일 열차 운행회수, 1일 통과열차회수, 고속철도 통과회수, 그리고 1-3)승강장안전 시설은 승강장 규모 및 안전펜스 설치유무, 안전사고 발생사례를 이용하였다.
대상 데이터
대구도시철도 문양역에 1년여 동안의 시범 운영실적을 바탕으로 RPSD 만족도와 설치효과 3) 등에 대하여 문양역을 운행하는 기관사와 차량기지 직원 및 일반 이용객을 대상으로 설문 분석된 결과를 살펴보면 다음과 같다.
조사방법은 2014년 5월 평가항목 및 평가지표 확정한 후에, 한국철도공사 9개 지역본부를 통하여 총41개역에 설문지를 배포하고 회수하였다.6)
데이터처리
각 평가지표별 산정 결과 값이 단위별로 상이하고, 각 KTX역의 차이가 있기 때문에 각 지표별로 상대적인 비교평가를 위하여각 평가지표의 자료를 표준화점수(Z-score)로 환산하였다. 여기서 표준화 값을 5개 구간으로 구분하고, 정규 확률분포(Normal probability distribution)에서 기준점(Z-score=0)으로부터 어느 정도 범위에 있는가는 확률분포도를 통해 산정하였다.
성능/효과
분석결과 총 11개 역에서 스크린도어를 설치하기를 희망하는데, 일반 PSD대신 RPSD 설치하는 것을 총 10개역에서 매우 희망하는 것으로 나타났다. 그리고 시범운영 대상지를 선정하는데 있어서 RPSD 설치의향 조사결과가 우선순위 종합평가에도 대체적으로 많은 영향을 미친다는 것을 정량적으로 분석하여 보여주었다.
또한 설치율 100%인 서울 도시철도 1~9호선 역사에서는 단한 건의 투신사고도 발생하지 않음으로써, PSD가 여객 자살 사상 사고를 예방하는데 큰 효과가 있다는 것을 알 수 있다.
분석결과 총 11개 역에서 스크린도어를 설치하기를 희망하는데, 일반 PSD대신 RPSD 설치하는 것을 총 10개역에서 매우 희망하는 것으로 나타났다. 그리고 시범운영 대상지를 선정하는데 있어서 RPSD 설치의향 조사결과가 우선순위 종합평가에도 대체적으로 많은 영향을 미친다는 것을 정량적으로 분석하여 보여주었다.
9% 의 높은 비율을 차지하고 있다. 일반인의 경우 「유효하다」 54.7%, 「매우 유효하다」 21.9%로 총 76.6%가 사고방지에 긍정적으로 평가하고 있는 것으로 조사되었다.
전체 평가항목별 가중치(Global priority)를 살펴보면 위험도의 중요도는 승강장규모 및 안전펜스유무가 0.240로 가장 높게 나타났으며, 그 다음으로 1일 승하차인원이 0.168이며, 정책적 평가항목으로 시범사업효과 0.149, RPSD사업추진의지 0.138순으로 나타났다.
문양역 RPSD가 승객 안전사고 측면에서 선로에 떨어지는 위험성을 어느 정도 방지할 수 있다고 생각하십니까? 질문에 기관사와 직원들은 「유효하다」 63.9%, 「매우 유효하다」 21.0%로 총 84.9% 의 높은 비율을 차지하고 있다. 일반인의 경우 「유효하다」 54.
스크린도어(안전문)가 없다면, 사고위험방지를 위해 스크린도어(일반PSD)를 설치하기를 희망하십니까? 질문에 총 11개 KTX 역에서 매우 희망하는 것으로 나타났다. 그리고 현재 당해 역사에 일반 PSD대신 RPSD 설치하는 것은 어떻게 생각하십니까? 질문에 총 10개 KTX역에서 매우 희망하는 것으로 나타났다. 이러한 설치의향 조사결과가 우선순위 종합평가에 대체적으로 많은 영향을 미침으로써 Fig.
스크린도어(안전문)가 없다면, 사고위험방지를 위해 스크린도어(일반PSD)를 설치하기를 희망하십니까? 질문에 총 11개 KTX 역에서 매우 희망하는 것으로 나타났다. 그리고 현재 당해 역사에 일반 PSD대신 RPSD 설치하는 것은 어떻게 생각하십니까? 질문에 총 10개 KTX역에서 매우 희망하는 것으로 나타났다.
후속연구
향후 연구에는 이렇게 우선순위 종합평가결과에서 상위 8순위에 진입된 RPSD 설치를 매우 희망 KTX역들을 대상으로 현장조사에 의한 평가점수의 검증과정이 필요하다. 그리고 위험도분석과 정책 적분석의 각 평가항목에 대한 가중치에 대해서는 민감도 분석을 통하여 최종 순위를 결정할 수 있도록 지속적인 연구가 필요하다.
반면 C역과 O역의 경우 승강장 규모와 승하차인원이 적기 때문에 순위가 낮게 나타났다. 이상 실제 위험도 분석과 정책분석의 각 평가항목의 가중치 변화에 의해서 어느 정도 우선순위가 바뀌는지 다음 Fig. 8과 같이 민감도 분석을 실시하여 최종적인 순위를 결정할 필요가 있다.
향후 연구에는 이렇게 우선순위 종합평가결과에서 상위 8순위에 진입된 RPSD 설치를 매우 희망 KTX역들을 대상으로 현장조사에 의한 평가점수의 검증과정이 필요하다. 그리고 위험도분석과 정책 적분석의 각 평가항목에 대한 가중치에 대해서는 민감도 분석을 통하여 최종 순위를 결정할 수 있도록 지속적인 연구가 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
다기준분석이란 무엇인가?
다기준분석은 가능한 여러 효과항목을 포함시켜 개별평가요인이 될 수 있는 상대적인 가중치를 설정하여 종합평가지표로 평가하는 수법이다. 실제 정량적 분석에서 다루지 않는 효과항목 경우에도 평가항목으로 고려하여 종합 판단하는데 여러 다기준분석 기법이 적용되고 있다.
스크린도어 설치로 어떤 효과가 나타나고 있는가?
철도 역사 승강장에 승객 안전사고를 방지하기 위한 스크린도어 (Platform Screen Door, 이하 PSD) 설치가 늘어날수록 투신·추락 사고는 2009년 95건에서 지난해 46건, 2014년 7월까지 22건으로 철도교통사고가 급격히 줄어드는 추세인 것으로 조사됐다. 이와 같이 PSD는 승객안전을 위해승강장의 안전사고 예방, 환경개선 및 에너지 절감 등 개선효과가 나타나고 있다(MLTM, 2010). 그리고 철도 승강장 안전에 대한 관심이 높아지면서 안전펜스가 아닌 PSD만을 설치하도록 승강장 안전관리규정을 강화하는 등 ‘철도시설의 기술기준’에 의거 스크린도어 설치를 의무화 했다.
평점모형의 장점은?
그 가운데 평점모형(Scoring Method)은 정량적 요인과 정성적 요인들에 대해 간단히 요인별 가중치와 대안별 종합점수를 얻을 수 있는 장점을 가지고 있다. 그리고 목표달성평가법(GAM: Goal Achievement Method)은 단순히 정량적 정보 외에도 정성적 요인의 정책목표들을 평가표를 통해 대안의 우선순위를 결정할 수 있는 이점이 있어 비교적 쉽게 적용되어 왔지만, 가중치의 부여방법이 주관적이고 아직 정립되어 있지 않는 실정이다.
참고문헌 (13)
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Jung, B. and Kim, H. (2014). "Comparative analysis on the subjective emotional evaluation of Rope Type Platform Safe Door (RPSD)." KOTI Tansportation Studies, Vol. 21, No. 1, pp. 53-63.
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Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs (2010). Master Plan for Railway Safety (in Korean).
Ministry of Rail Transport (2011). The results of study group concerning the development and promotion of the 5th screen door (in Japanese).
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