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선로등급 및 검측차 검측정보를 고려한 철도시설 유지보수비용 산정에 관한 연구
Study on the Maintenance Cost of Railway Infrastructure Using Line Classification and TMV Data 원문보기

한국철도학회 논문집 = Journal of the Korean Society for Railway, v.20 no.2 = no.99, 2017년, pp.275 - 287  

김인겸 (Advanced High-speed Railroad Systems Research Division, Korea Railroad Research Institute) ,  이준석 (Advanced High-speed Railroad Systems Research Division, Korea Railroad Research Institute) ,  최일윤 (Advanced High-speed Railroad Systems Research Division, Korea Railroad Research Institute) ,  이후석 (Advanced High-speed Railroad Systems Research Division, Korea Railroad Research Institute)

초록

신규 철도노선의 건설을 위한 타당성 검토시 관련 유지보수비용은 궤도연장을 기반으로 여러 요인을 단순화하여 예측하고 있으나 UIC 714의 선로등급 및 UIC 715의 유지보수비용 영향요인 개념을 반영하는 경우, 비용산정결과의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 국내외 사례를 기초로 유지보수비용과 선로등급에 따른 가중 철도연장, 곡선반경, 종단경사 및 노후도 등과의 상관관계를 분석하였다. 이를 위하여 유지보수 위탁기관의 각 지역본부별 유지보수비용 중 대표성이 있는 자료를 기반으로 비용예측을 수행하였으며, 이 결과 기존노선의 선로등급 및 등급별 비용계수에 따른 유지보수비용 산정방안이 기존 적용방법에 비해 합리적임을 밝혔다. 또한 현재 개발중인 고속 종합검측차의 검측데이터 및 철도시설물의 이력정보를 고려한 비용산정 방안을 함께 고려하였으며 이를 기반으로 선로등급, 곡선반경, 노후도 및 선로 기울기 등을 종합적으로 고려한 유지보수비용 산정모델의 개발이 가능할 것으로 예상된다.

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During the feasibility study of new rail lines, maintenance cost of railway infrastructure has mostly been estimated based on the track length and on simplified parameters; however, the estimation reliability can be improved by employing the correction factor from UIC 715, as well as the line classi...

주제어

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문제 정의

  • - 지역본부별 취약궤도 유지보수비 포함 유무가 철도연장 대비 유지보수 비용의 상관도에 미치는 영향을 조사하였다. 이 결과 취약궤도 유지보수비 포함시 비용 상관도가 높았으며, 단순 철도연장보다 UIC 715의 비용계수를 적용한 환산(가중) 철도연장의 유지보수비 상관관계가 현저하였다.
  • 유지보수 방법은 현재 국내 유지보수 환경에서는 시설물별로 일반적인 유지보수 방법이 정해져 있으므로 별도의 요인으로 고려하지 않았다. 따라서 본 연구에서는 유지보수비용 산정을 위한 간편 모델을 제안하기 위해 UIC 714에서 제시한 선로등급과 곡선반경 외에 종단경사와 궤도의 부설 경과연수를 중심으로 유지보수비용과의 상관관계를 고찰하였다. 통계자료의 한계상 선로등급은 지역본부의 시점부터 종점상의 거리로서 영업거리인 철도연장을 반영하였으며 곡선반경, 종단경사, 궤도의 부설 경과연수 고려시에는 단선, 복선, 복복선, 3선 등의 구분이 고려된 궤도연장을 반영하였다.
  • 본 연구에서는 효율적인 철도시설물의 유지보수비 산정을 위하여 UIC 714 및 UIC 715에 의한 통과톤수 및 이에 따른 선로내 충격량과 비용계수 등의 고려방안을 제시하였다. 그러나 철도시설물 전반에 걸친 실질적인 유지보수비 산정을 위해서는 유지보수비 중 가장 큰 비중을 차지하는 선로시설 뿐만 아니라 전기 및 신호분야의 시설물 상태를 파악하여 열화상태를 예측한후 이를 비용과 연계하는 도구가 필요하며, 선로내 충격량 이외에도 궤도틀림을 유발하는 다양한 원인에 대한 영향을 함께 고려할 필요가 있다.
  • 본 연구의 목적은 철도시설물의 유지보수비용 산정모델이므로 다음에서는 운영비를 제외한 순수 유지보수비용 부분만 분리하여 다루었다. 해외 사례에 따르면 선로 및 구조물의 유지보수비용은 선로의 등가 손상을 산정함으로써 유추할 수 있으나, UIC 714의 규정 또한 열차의 통과톤수 및 속도에 의한 선로의 충격량을 산정하는 과정으로 이해할 수 있으므로 UIC 714의 선로등급과 UIC 715에 의한 유지보수 비용계수를 이용하면 선로 등급별 유지보수비용을 유추할 수 있다.

가설 설정

  • 3(b)의 포함하지 않는 경우의 상관관계보다 높은 것을 알 수 있다. 따라서 이후부터 본 논문에서 사용하는 유지보수비용은 취약궤도 유지보수비용을 포함하는 것으로 가정하였다.
  • 6억원/km 인 것으로 조사되었으며 터널, 교량, 궤도의 특성 및 열차조성, 기후 등에 따라 약 ±7%의 변동폭을 갖는다. 또한, 유럽의 유지보수 활동에 비추어 인건비, 재료비 및 기타 비용은 각각 전체 유지보수비용의 50%, 25% 및 25%로 가정하였다. 한편, 2006년 기준 유럽 고속철도 운영국의 유지보수비용을 분석한 자료는 Table 3에 나타내었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
철도노선의 사업소별 업무표준시간 도출 시 고려 요인은? 특히 철도건설시 사전검토 단계에서 소요되는 공사비뿐만 아니라 운영 및 유지보수에 투입되는 비용을 정확하게 파악하는것은 매우 중요하다. 국내에서 신설되는 철도노선의 유지보수비용은 인력운영 현황 및 특성분석을 통해 선로점검, 인력 및 장비보수 인력, 장비검수, 기계관리반 등 업무특성과 자갈/콘크리트 궤도 특성, 이동시간, 준비 및 정리시간 등을 고려한 사업소별 업무표준시간을 도출하여 작업별 표준인공을 도출하고 km당, 장비당 소요인공을 산정하여 소요인력을 기준으로 산정하고 있다. 이러한 방법은 인건비 산출에는 합리적일 수 있으나 전체 유지보수비용 산정에 있어서 일부 불합리한 요인으로 작용할 수 있다.
비용계수를 반영한 철도연장 또는 궤도연장이 현재로선 유지보수비용과 상관관계가 가장 높다고 볼 수 있는 이유는? Table 7에는 철도시설 유지보수비용에 영향을 주는 요인에 따른 회귀모델을 정리하였으며 선로등급 이외에 노후도, 선로등급,곡선반경, 및 종단경사 등의 요인을 고려하였다. 이 중 경과연수 20년 이하인 궤도연장과 유지보수비용과의 상관관계가 가장 높았으나 노후도에 의한 모델은 앞서 언급한 바와 같이 궤도연장에 따른 비용의 선형적 증가형태로 볼 수 있다. 따라서 비용계수를 반영한 철도연장 또는 궤도연장이 현재로선 유지보수비용과 상관관계가 가장 높다고 볼 수 있다.
선로등급에 적용되는 환산통과톤수는 무엇을 반영하여 선로의 부담력을 산정하는가? UIC에서는 열차 하중이 선로 유지보수에 직접적인 영향을 미치는 점을 감안하여 환산통과톤수에 따른 선로등급 분류체계인 UIC 714를 제정하여 활용하고 있다. 선로등급에 적용되는 환산통과톤수는 객차하중, 화차하중, 기관차하중과 그에 따른 열차의 속도에 관한 함수로, 축하중과 윤중, 속도를 반영하여 종국적으로 선로의 부담력을 산정하며 그 기준은 Table 5와 같다.
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