[논문]인적오류가 관여된 철도 사고의 체계적 분석을 위한 FRAM의 활용

최은비; 함동한

doi:10.12812/ksms.2020.22.1.023

인적오류가 관여된 철도 사고의 체계적 분석을 위한 FRAM의 활용
A FRAM-based Systemic Investigation of a Rail Accident Involving Human Errors 원문보기

대한안전경영과학회지 = Journal of the Korea safety management & science, v.22 no.1, 2020년, pp.23 - 32

Abstract ▼ AI-Helper

There has been a significant decline in the number of rail accidents in Korea since system safety management activities were introduced. Nonetheless, analyzing and preventing human error-related accidents is still an important issue in railway industry. As a railway system is increasingly automated and intelligent, the mechanism and process of an accident occurrence are more and more complicated. It is now essential to consider a variety of factors and their intricate interactions in the analysis of rail accidents. However, it has proved that traditional accident models and methods based on a linear cause-effect relationship are inadequate to analyze and to assess accidents in complex systems such as railway systems. In order to supplement the limitations of traditional safety methods, recently some systemic safety models and methods have been developed. Of those, FRAM(Functional Resonance Analysis Method) has been recognized as one of the most useful methods for analyzing accidents in complex systems. It reflects the concepts of performance adjustment and performance variability in a system, which are fundamental to understanding the processes of an accident in complex systems. This study aims to apply FRAM to the analysis of a rail accident involving human errors, which occurred recently in South Korea. Through the application of FRAM, we found that it can be a useful alternative to traditional methods in the analysis and assessment of accidents in complex systems. In addition, it was also found that FRAM can help analysts understand the interactions between functional elements of a system in a systematic manner.

주제어

표/그림 (8)

표 Six aspects characterizing a function
표 Potential output variability with regard to time and precision
표 Functions and possible output variability of the accident
그림 [Figure 1] FRAM model of trial running train
그림 [Figure 2] Instantiation of the FRAM model for the accident
표 List of functions and their variability related to the accident
그림 [Figure 3] FRAM model including response strategy
표 Response strategy for managing variability based on FRAM

AI 본문요약
AI-Helper

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

문제 정의

이에 본 연구는 FRAM을 활용해 실제 국내 철도사고를 분석함을 목적으로 한다. 이를 통해 FRAM의 응용 사례를 확보함과 동시에 기존의 사고분석 기법과 비교해 FRAM이 갖고 있는 개념적 장점을 확인하고자 한다 .
이 중에서 FRAM(Functional Resonance Analysis Method)이 여러 개념적 우수성으로 인해 철도시스템과 같은 복잡한 사회-기술적 시스템의 사고분석 및 위험성 평가에 적합한 기법중의 하나로 인식되고 있다[6-10]. 이에 본 연구는 FRAM을 활용해 실제 국내 철도사고를 분석함을 목적으로 한다. 이를 통해 FRAM의 응용 사례를 확보함과 동시에 기존의 사고분석 기법과 비교해 FRAM이 갖고 있는 개념적 장점을 확인하고자 한다 .

가설 설정

전통적인 사고분석 기법은 사고가 발생하는 특정 방식을 가정하고 있는 사고모형(Accident Model)을 가정하고, 이에 기반해 사고를 분석하도록 지원한다. 전통적 사고분석 기법이 가정하고 있는 것이 선형적 인과관계의 사고모형이다. 그러나 원인으로부터 결과의 추론은 그 완전성 및 논리성이 보장되지만 결과로부터 원인으로의 추론은 완전성을 보장할 수 없다.
그런데 선형적 인과관계에 기반한 전통적인 사고기법은 이러한 복합적 사고를 분석하기에 분명한 한계점이 있는 것이 사실이다. 전통적인 사고분석 기법은 사고가 발생하는 특정 방식을 가정하고 있는 사고모형(Accident Model)을 가정하고, 이에 기반해 사고를 분석하도록 지원한다. 전통적 사고분석 기법이 가정하고 있는 것이 선형적 인과관계의 사고모형이다.

제안 방법

FRAM 모델을 기반으로 사고를 이해하기 위해 사고 시나리오 분석을 수행하고 FRAM 모델을 현상화(Instantiation)하였다. FRAM 모델이 특정 시나리오를 반영해 기능의 수행 순서 등이 표현되는 과정을 현상화라 할 수 있다.
본 연구는 국내의 실제 철도사고 사례를 FRAM을 활용해 분석하였다. FRAM을 기반으로 관심의 대상이 되는 시스템의 22가지 기능을 도출하였다 각 기능의 수행 변동성을 파악하고 변동성 및 이의 파급효과 관점에서 사고 상황을 분석하였다. 또한 실제 발생했던 사고분석과는 별도로 위험성평가를 위해 예상 시나리오 분석을 통해 발생 가능한 사고 시나리오를 예측하고 예상 출력 변동 및 변동성 파급효과를 분석해 이를 바탕으로 변동성을 관리하기 위한 대응 전략을 도출하였다.
FRAM을 기반으로 관심의 대상이 되는 시스템의 22가지 기능을 도출하였다 각 기능의 수행 변동성을 파악하고 변동성 및 이의 파급효과 관점에서 사고 상황을 분석하였다. 또한 실제 발생했던 사고분석과는 별도로 위험성평가를 위해 예상 시나리오 분석을 통해 발생 가능한 사고 시나리오를 예측하고 예상 출력 변동 및 변동성 파급효과를 분석해 이를 바탕으로 변동성을 관리하기 위한 대응 전략을 도출하였다.
변동성 개념에 기반해 시스템에서 발생 가능한 기능공명과 이에 관련된 발생 가능한 사고 시나리오를 예측하였다. 예측한 시나리오는 [Table 4]의 형태와 같이 각각 발생 가능한 변동성과 예상 출력 변동성의 정도를 도출하였다.

대상 데이터

본 연구는 2017년 9월 12일에 중앙선 원덕역→양평역 간에서 발생한 제 7882열차(시험운전열차)의 충돌사고를 FRAM을 활용해 분석하였다. 사고분석을 위해 필요한 기본 정보는 항공·철도사고조사위원회 철도사고 조사보고서(보고서 번호: ARAIB/R2019-1)와 관련 뉴스를 통해 확보하였다.
본 연구는 국내의 실제 철도사고 사례를 FRAM을 활용해 분석하였다. FRAM을 기반으로 관심의 대상이 되는 시스템의 22가지 기능을 도출하였다 각 기능의 수행 변동성을 파악하고 변동성 및 이의 파급효과 관점에서 사고 상황을 분석하였다.

데이터처리

변동성 제거 대응 전략은 기술적 및 비기술적 방안을 활용해 기능의 내부 변동성을 감소시키는 대안으로 종합시험운행 사전점검 규정 강화, 종합시험운행계획 수립 규정 강화, 공종별 시험 규정 구체화, AF궤도회로의 점유상태를 파악할 수 있는 기차 내부 인터페이스 구축, 운행 중 선행열차 상태 확인 방안 개발, 열차무선전화통화 품질 개선을 도출하였다. 변동성 감시 대응 전략은 새로운 기능을 추가해 기존 기능과 연결하여 기능공명(수행 변동성)을 줄이기 위해 AF궤도회로 계발 중간점검, 종합시험운행 시행사항 검증을 도출하였다. [Figure 3]은 대응 전략을 기존 시스템에 추가했을 때 미치는 영향을 보여준다.

이론/모형

이 방법들이 가정하고 있는 사고모델(accident model)에 기반해 세대별 구분을 하고 있다. 1세대 기법은 선형적 인과관계 모델(linear cause-effect model)에 기반한다. 이 모델은 사고에는 근본원인이 존재하고 선형적 인과관계에 따라 사고가 발생한다고 가정한다[7].
모델링 대상 시스템의 핵심기능(작업)을 체계적으로 도출하기 위해 계층적 작업분석(HTA: Hierarchical Task Analysis)기법을 이용해 직무분석을 실시하였다. 이를 통해 도출된 핵심기능들의 6가지 측면을 분석하고 각 기능 간 관련성을 파악하였다.

성능/효과

[Table 5]는 변동성을 제거하거나 감시하는 대응 전략을 중심으로 도출한 시운전 시스템 변동성 대응 전략을 보여주고 있다. 변동성 제거 대응 전략은 기술적 및 비기술적 방안을 활용해 기능의 내부 변동성을 감소시키는 대안으로 종합시험운행 사전점검 규정 강화, 종합시험운행계획 수립 규정 강화, 공종별 시험 규정 구체화, AF궤도회로의 점유상태를 파악할 수 있는 기차 내부 인터페이스 구축, 운행 중 선행열차 상태 확인 방안 개발, 열차무선전화통화 품질 개선을 도출하였다. 변동성 감시 대응 전략은 새로운 기능을 추가해 기존 기능과 연결하여 기능공명(수행 변동성)을 줄이기 위해 AF궤도회로 계발 중간점검, 종합시험운행 시행사항 검증을 도출하였다.
본 연구에서는 전통적 사고분석의 한계를 보완할 수 있는 시스템적 사고분석 기법인 FRAM을 실제 철도사고 사례에 적용해 FRAM의 응용사례를 확보함과 동시에 철도산업에서의 FRAM 적용 가능성을 확인했다는 점에서 의의가 있다 할 수 있다. 그러나 철도 산업에서의 활용성을 더 높이기 위해서는 다양한 철도 상황에서의 사고를 대상으로 보다 많은 사례연구가 필요할 것으로 판단한다.

후속연구

FRAM의 실용성을 높이기 위해 여러 사례연구 외에 다양한 연구 노력이 향후 필요할 것으로 기대한다. 특히 사고분석에서 시스템의 추상화 수준을 고려하는 것이 필요할 수도 있는데 FRAM은 이러한 부분을 반영하고 있지 않다.
또한 다른 모델링 기법과 마찬가지로 FRAM 모델의 질은 시스템 이해 및 분석의 질에 비례한다. 그러나 본 연구는 철도 분야 전문가와의 인터뷰와 같은 현장 연구 없이 사고 보고서 및 철도시스템 문헌을 중심으로 시스템 및 사고 분석이 진행된 한계점이 있다. 추후 보다 신뢰성 높은 FRAM 모델 구축을 위해 이런 부분은 보완될 필요가 있다.
본 연구에서는 전통적 사고분석의 한계를 보완할 수 있는 시스템적 사고분석 기법인 FRAM을 실제 철도사고 사례에 적용해 FRAM의 응용사례를 확보함과 동시에 철도산업에서의 FRAM 적용 가능성을 확인했다는 점에서 의의가 있다 할 수 있다. 그러나 철도 산업에서의 활용성을 더 높이기 위해서는 다양한 철도 상황에서의 사고를 대상으로 보다 많은 사례연구가 필요할 것으로 판단한다. 또한 다른 모델링 기법과 마찬가지로 FRAM 모델의 질은 시스템 이해 및 분석의 질에 비례한다.
특히 사고분석에서 시스템의 추상화 수준을 고려하는 것이 필요할 수도 있는데 FRAM은 이러한 부분을 반영하고 있지 않다. 따라서 시스템 기능의 추상화 수준을 구분해 모델링할 수 있는 방법을 고안하는 것이 필요할 것이다. 또한 산업별 시스템적 특징을 반영해 FRAM의 산업별 세부 적용지침을 개발하는 것도 앞으로 필요할 것으로 판단된다.
따라서 시스템 기능의 추상화 수준을 구분해 모델링할 수 있는 방법을 고안하는 것이 필요할 것이다. 또한 산업별 시스템적 특징을 반영해 FRAM의 산업별 세부 적용지침을 개발하는 것도 앞으로 필요할 것으로 판단된다. 실제로 FRAM을 적용하는데 어려움을 겪는 부분 중의 하나가 기능을 도출하고 분석하는 과정이다.
실제로 FRAM을 적용하는데 어려움을 겪는 부분 중의 하나가 기능을 도출하고 분석하는 과정이다. 이러한 과정을 지원하기 위해 간편하면서 효과적인 기능 도출 및 분석 기법을 마련하는 것도 향후 필요한 연구라 할 수 있다.
그러나 본 연구는 철도 분야 전문가와의 인터뷰와 같은 현장 연구 없이 사고 보고서 및 철도시스템 문헌을 중심으로 시스템 및 사고 분석이 진행된 한계점이 있다. 추후 보다 신뢰성 높은 FRAM 모델 구축을 위해 이런 부분은 보완될 필요가 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	선형적 인과관계 모델이 가정하는 것은?	1세대 기법은 선형적 인과관계 모델(linear cause-effect model)에 기반한다. 이 모델은 사고에는 근본원인이 존재하고 선형적 인과관계에 따라 사고가 발생한다고 가정한다[7]. 도미노 모델과 FTA 모델이 대표적인 예로 근본원인을 찾아 제거하면 사고를 예방할 수 있다는 믿음을 갖고 있다.
	역병적 모델은 어떤 관점인가?	2세대 기법은 역병적 모델(epidemiological model)에 기반한다. 역병적 모델은 다양한 요인들이 복합적으로 작용해 사고가 발생한다는 관점이다. 스위스 모델이 대표적인 예라 할 수 있다.
	시스템적 기법은 어떤 관점을 갖는가?	3세대 기법은 시스템적 모델(systemic model)에 기반한 시스템적 사고(systems thinking)를 적극 반영하고자 한다. 시스템적 기법은 여러 다양한 요인들이 예상하지 못한 비선형적인 방식으로 상호작용하면서 창발적 현상으로 사고가 발생한다는 관점을 갖고 있다[6, 10]. 시스템적 기법 중 FRAM은 새로운 안전 패러다임인 안전-II와 안전 탄력성 공학(Resilience Engineering)의 개념과 원칙을 잘 반영해 현재 많은 관심의 대상이 되고 있다[11].

저자의 다른 논문 :

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