[논문]AHP기법을 이용한 무인타워크레인 주요 사고 요인 중요도 분석

김진동; 정진우; 이수보; 손주환

doi:10.20931/jkics.2019.2.2.076

AHP기법을 이용한 무인타워크레인 주요 사고 요인 중요도 분석
Significance Analysis of Major Accident Factors of Remote Control Tower Crane Using AHP Technique 원문보기

김진동 (연성대학교 건축공학과) , 정진우 (경기대학교 건축공학과) , 이수보 (경기대학교 건축공학과) , 손주환 (경기대학교 건축공학과)

무인타워크레인의 운전자격 취득이 쉬워지고 불법개조가 늘어나며 소규모 건설현장에서도 무인타워크레인이 점차 활용되고 있다. 그러나 운전경험이 부족한 타워크레인 운전자의 문제가 커지면서 안전사고도 늘고 작업자도 사고위험에 노출되고 있다. 본 연구에서는 무인타워크레인 사고를 분석하여 사고 원인을 도출하였다. 그 후, 사고 원인의 중요도를 도출하기 위해 AHP 기법을 사용하여 분석하였다. 이 연구의 결과는 무인타워크레인을 사용하는 사업자와 건설 노동자들이 작업 규칙을 따르지 않는다는 것이다.

It becomes easy to acquire operating qualification of remote control tower crane and illegal retrofits is increased, remote control tower crane models are increasingly being used in smaller construction sites. However, as the problems caused by tower crane operators who have shortages of operating experience grow, safety accidents is increasing and worker is exposed to risk of accident. In this study, the cause of the accident was derived by analyzing the cause of the remote control tower crane accident. And then, the significance of accident causes was analyzed by AHP technique. The result of this study is that tower crane operators and construction workers do not comply with work rules.

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문제 정의

따라서 본 연구는 설문조사를 통해 무인 타워크레인 주요 사고 요인을 선정한 뒤 AHP기법을 활용하여 중요도를 분석하고 재해 요인들의 우선순위를 도출하고자 한다. 이를 통해 사고 원인 분석 및 예방 대책을 위한 기초적 자료를 제공할 것으로 사료된다.
본 연구는 무인 타워크레인 상위계층의 요소를 기준으로 하위계층에 있는 요소들의 가중치를 측정해, 상위계층요소가 다른 하위 요소에 비해 우수함을 나타낼 수 있는 쌍대 비교행렬을 작성한다. 그리고 쌍대 비교행렬을 이용한 각 계층의 위험도에 대한 상대적인 가중치를 도출하여 상대적 가중치를 종합한다.
본 연구에서는 무인 타워크레인의 사고 사례와 선행 연구를 통해 선정한 타워크레인 주요 사고 요인을 분석하여 무인 타워크레인의 주요 사고 요인을 도출하였다. 새로 도출한 주요 사고 요인 항목들의 우선순위와 중요도를 확인하기 위해 AHP 기법을 활용하였으며 경험자들을 상대로 4가지 상위 항목과 11가지 하위 항목에 대하여 각각 쌍대 비교 설문을 진행하였다.

제안 방법

15명의 전문가에게 설문조사한 결과를 바탕으로 기하평균을 계산하여 상위 항목과 하위 항목들의 각 중요도를 구하고, 각 항목별 상위 항목 중요도의 값과 하위 항목 중요도의 값을 곱하여 [Table 10]같은 11가지 항목의 중요도와 우선순위를 도출하였다.
무인타워크레인의 안전사고에 대한 다양한 요인들이 제시되고 있다. AHP 계층 분석 모델 수립을 위해 국내 무인타워크레인 재해사례와 선행 연구 자료를 종합하여 안전사고 요인을 도출하였다. 계층 분석 모델 수립 후 소수 전문가들을 대상으로 각 요인들 간의 쌍대 비교 설문을 통해 기계, 관리, 설치·해체·상승, 운용 네 요인으로 나누어 타워크레인 설치·해체 기사, 무인타워크레인 운전기사, 안전관리자, 현장관리자 네 분야에 대해 15년 이상의 경력을 가진 전문가 15명에게 실시하였다.
계층 분석 모델 수립 후 소수 전문가들을 대상으로 각 요인들 간의 쌍대 비교 설문을 통해 기계, 관리, 설치·해체·상승, 운용 네 요인으로 나누어 타워크레인 설치·해체 기사, 무인타워크레인 운전기사, 안전관리자, 현장관리자 네 분야에 대해 15년 이상의 경력을 가진 전문가 15명에게 실시하였다.
계층 분석 모델에 수립된 4가지 상위 항목 및 11가지의 하위 항목을 바탕으로 AHP 설문을 진행하였다. 설문조사는 시공, 관리 및 타워크레인 관련 분야의 재직 중인 전문가 15명을 대상으로 2019년 5월 14일부터 5월 16일까지 실시하였다.
새로 도출한 주요 사고 요인 항목들의 우선순위와 중요도를 확인하기 위해 AHP 기법을 활용하였으며 경험자들을 상대로 4가지 상위 항목과 11가지 하위 항목에 대하여 각각 쌍대 비교 설문을 진행하였다. 그 후 설문을 통해 얻은 값들의 기하평균을 이용하여 중요도와 우선순위를 분석하였다.
본 연구는 무인 타워크레인 상위계층의 요소를 기준으로 하위계층에 있는 요소들의 가중치를 측정해, 상위계층요소가 다른 하위 요소에 비해 우수함을 나타낼 수 있는 쌍대 비교행렬을 작성한다. 그리고 쌍대 비교행렬을 이용한 각 계층의 위험도에 대한 상대적인 가중치를 도출하여 상대적 가중치를 종합한다. 결과값으로 최하위 계층 속성의 최상위계층 속성에 대한 영향도를 판단하였으며 [Fig.
둘째, 무인타워크레인 관련 전문가와 면담을 통해 선정한 재해 발생 중요도 항목들로 설문지를 작성하고 설문대상을 선정한다.
무인타워크레인의 재해의 유형은 기계에 의한 사고인 메인지브 붕괴, T/C 붕괴, T/C 전도로 분류하였으며 부품 결함에 의한 사고인 와이어 절단, 후크 낙하, Wall frame 낙하로 분류하였다. 마지막으로 무인타워 크레인 조작자의 실수에 의한 인양 자재 낙하로 분류하여 재해 원인을 분석하였다.
그에 따른 원인으로는 안전점검·관리 불량, T/C 불법개조, 부품의 결함, 값싼 중국제 T/C 조달, 작업 수칙 미준수, 장비 노후화, 조작자 실수, 장비 결함 인지 난이, 인양 작업 시 안전수칙 무시, 해체 작업 순서 무시로 나타났다. 무인타워크레인 재해 현황의 재해 유형 및 원인을 사진과 함께 [Table 1], [Table 2], [Table 3]으로 요약하였다.
고용노동부의 무인타워크레인 중대 재해에 원인조사 통계에 따르면 지난 2003년부터 2019년까지 발생한 무인타워크레인 중대재해는 총 22건으로 조사되었다. 무인타워크레인의 재해의 유형은 기계에 의한 사고인 메인지브 붕괴, T/C 붕괴, T/C 전도로 분류하였으며 부품 결함에 의한 사고인 와이어 절단, 후크 낙하, Wall frame 낙하로 분류하였다. 마지막으로 무인타워 크레인 조작자의 실수에 의한 인양 자재 낙하로 분류하여 재해 원인을 분석하였다.
무인타워크레인의 주요 사고 요인의 중요도와 기존의 타워크레인 선행 연구¹⁵⁾에서 진행된 AHP기법의 중요도와의 비교를 통해 무인타워크레인의 주요 사고 요인의 차별성을 분석하였다. 기존의 타워크레인의 주요 사고 요인은 근로자의 숙련도 부족(0.
무인타워크레인 관련 분야 전문가 9명, 시공 및 관리 분야 전문가 6명의 총 15명의 전문가로부터 설문조사를 실시하였으며, 전문가들의 항목별 응답 대상으로 AHP 분석을 진행하였다. 상위 항목, 하위 항목별 각 값을 기하평균을 구하여 중요도를 산출하였고 우선순위를 분석하였다.
본 연구에서는 무인 타워크레인의 사고 사례와 선행 연구를 통해 선정한 타워크레인 주요 사고 요인을 분석하여 무인 타워크레인의 주요 사고 요인을 도출하였다. 새로 도출한 주요 사고 요인 항목들의 우선순위와 중요도를 확인하기 위해 AHP 기법을 활용하였으며 경험자들을 상대로 4가지 상위 항목과 11가지 하위 항목에 대하여 각각 쌍대 비교 설문을 진행하였다. 그 후 설문을 통해 얻은 값들의 기하평균을 이용하여 중요도와 우선순위를 분석하였다.
계층 분석 모델 수립 후 소수 전문가들을 대상으로 각 요인들 간의 쌍대 비교 설문을 통해 기계, 관리, 설치·해체·상승, 운용 네 요인으로 나누어 타워크레인 설치·해체 기사, 무인타워크레인 운전기사, 안전관리자, 현장관리자 네 분야에 대해 15년 이상의 경력을 가진 전문가 15명에게 실시하였다. 설문 결과를 이용하여 최종적으로 AHP를 적용하였다. AHP 분석은 Microsoft Excel을 사용하였으며, 전문가들이 요인별로 응답한 값들의 기하평균을 구하여 중요도와 우선순위를 도출 및 평가하였으며 연구 절차는 [Fig.
셋째, 설문조사를 진행하고 그 결과를 바탕으로 AHP기법을 통해 분석한다.
첫째, 무인타워크레인 사고 사례와 재해발생 원인에 대한 이론적 고찰을 수행한다.

대상 데이터

무인타워크레인 관련 분야 전문가 9명, 시공 및 관리 분야 전문가 6명의 총 15명의 전문가로부터 설문조사를 실시하였으며, 전문가들의 항목별 응답 대상으로 AHP 분석을 진행하였다. 상위 항목, 하위 항목별 각 값을 기하평균을 구하여 중요도를 산출하였고 우선순위를 분석하였다.
계층 분석 모델에 수립된 4가지 상위 항목 및 11가지의 하위 항목을 바탕으로 AHP 설문을 진행하였다. 설문조사는 시공, 관리 및 타워크레인 관련 분야의 재직 중인 전문가 15명을 대상으로 2019년 5월 14일부터 5월 16일까지 실시하였다.

데이터처리

설문 결과를 이용하여 최종적으로 AHP를 적용하였다. AHP 분석은 Microsoft Excel을 사용하였으며, 전문가들이 요인별로 응답한 값들의 기하평균을 구하여 중요도와 우선순위를 도출 및 평가하였으며 연구 절차는 [Fig. 1]과 같다.

성능/효과

그에 따른 원인으로는 안전점검·관리 불량, T/C 불법개조, 부품의 결함, 값싼 중국제 T/C 조달, 작업 수칙 미준수, 장비 노후화, 조작자 실수, 장비 결함 인지 난이, 인양 작업 시 안전수칙 무시, 해체 작업 순서 무시로 나타났다.
에서 진행된 AHP기법의 중요도와의 비교를 통해 무인타워크레인의 주요 사고 요인의 차별성을 분석하였다. 기존의 타워크레인의 주요 사고 요인은 근로자의 숙련도 부족(0.0532), 운전 지침 및 기준 위반(0.0511), 상승 작업 시 위험요인 숙지 미흡(0.0438)이 각각 높은 결과로 도출되었다.
무인타워크레인 개인 요인의 중요도를 묻는 설문에 작업 수칙 미준수가 0.660으로 가장 높게 나타났으며, 그 다음으로 조작자 실수가 0.224로 두 번째, 시야 미확보 0.096으로 가장 낮게 나타났다. [Table 6]은 무인타워크레인 개인 요인의 중요도를 설문하여 분석한 것을 정리한 것이다.
무인타워크레인 관리 요인의 중요도를 묻는 설문에 안전 점검·관리 불량이 0.863로 가장 높게 나타났으며, T/C 불법 개조가 0.137로 가장 낮게 나타났다.

후속연구

넷째, 분석 결과를 바탕으로 건설 산업에서 무인타워크레인의 재해예방 가능성을 제시한다.
따라서 무인 타워크레인 산업에서의 재해를 예방하기 위해서는 부품의 결함, 조작자 실수 등 본 연구의 결과로 도출된 재해 요인들에 대한 집중관리와 대책 선정을 통해 작업자들의 안전사고에 대한 문제를 최소화하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
또한 본 연구 결과를 바탕으로 향후 무인타워크레인 관련 작업자들의 안전교육을 진행함으로써 재해예방에 도움이 될 수 있도록 노력해야 할 것이다.
따라서 본 연구는 설문조사를 통해 무인 타워크레인 주요 사고 요인을 선정한 뒤 AHP기법을 활용하여 중요도를 분석하고 재해 요인들의 우선순위를 도출하고자 한다. 이를 통해 사고 원인 분석 및 예방 대책을 위한 기초적 자료를 제공할 것으로 사료된다.

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