[논문]시스템안전 관점에서의 사고 모형 고찰 - 항공기 사고를 중심으로 -

김대호

doi:10.12985/ksaa.2020.28.2.063

시스템안전 관점에서의 사고 모형 고찰 - 항공기 사고를 중심으로 -
A Study on the Accident Model from the System Safety Perspective - Focused on Aircraft Accident - 원문보기

한국항공운항학회지 = Journal of the Korean Society for Aviation and Aeronautics, v.28 no.2, 2020년, pp.63 - 70

김대호 (공군 항공안전단)

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Many organizations apply reactive safety management to prevent the same or similar types of accidents by through investigation and analysis of the accident cases. Although research on investigation techniques has contributed a lot to the objective results of safety accidents and the preparation of countermeasures, many accident investigation techniques currently in use treat accidents from a linear perspective, revealing limitations in reflecting current systems dominated by complexity and uncertainty. In order to overcome these limitations, this study will review recent studies and concepts from a system safety perspective and predict future research trends through a case analysis of aviation accident. The models used in the analysis are STAMP, HFACS, and FRAM, and the characteristics of each technique are presented so that analysts who perform related tasks in the field can refer to them.

주제어

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문제 정의

본 논문에서 소개된 모형은 향후 안전조사 및 분석 시 분석자가 활용에 있어서 염두해야 할 주요 개념과절차를 제공해 주었다. 본 논문에서 사례로 검토한 시스템안전 측면에서의 안전조사 기법(모형)은 기존 선형적 관점에서 인과관계를 설명하던 타 기법(모형)과 비교하면 항목과 관계를 구조적으로 설명하고, 또한 빠짐없이 그 관계를 확인할 수 있게 하였다.
본 논문은 시스템안전 관점에서의 최신 사고 모형을 바탕으로 항공 사고사례에 적용하고, 각 기법의 특징을 제시함으로써 현장에서 관련 업무를 수행하는 분석자가 참고할 수 있도록 하여 그 기여점이 있다고 하겠다. 본 연구에서 소개하고 사례로 적용해 본 모형은 기존사고모형과는 개념과 철학적 사고방식이 다르고, 또한 전문성이 요구되며, 기법 적용이 어렵기에 아직 현장에서 활용하기에 제한이 있다.
이에, 본 연구에서는 이러한 한계점을 극복하고자 시스템안전 관점에서 최신 연구와 개념들을 검토·고찰하고, 항공분야 사고사례에 적용하여 그 특징을 제시하고자 한다.

가설 설정

순차적 모형은 선형적 관점으로 이벤트가 순차적 파급을 통해 사고가 발생한다고 가정한다. 순차적 모형은 반복적이고 일률적인 단순 시스템에서의 조사 분석에 많이 활용되었는데, 어떤 안 좋은 사건을 근본 원인(root cause)으로 간주하고 일련의 문제를 일으키는 시작점으로 보며, 사고는 그 근본 원인의 결과로 간주하게 된다.
시스템 모형에서 사고는 시스템의 예측하지 못한 행동으로 나타나며, 국지적으로 볼 때는 괜찮은 행동이 시스템 전체의 불안전한 결과로 나타낼 수 있다고 가정한다. 선형적 관점의 근본 원인을 제거하는 활동만으로는 사고의 재발을 막지 못하기 때문에, 시스템 전체의 약점을 찾는 접근방식이 필요하다고 전제한다.
역학적 모형에서 사고는 관련 요인과 행위자 간 상호작용의 산물로 묘사하고 있는데, 질병의 발생과 전파되는 형태와 유사하다. 역학적 모형에서 사고는 잠복성(latent) 실패(오류)와 활동성(active) 실패(오류)가 복합되어 발생한다고 가정하는데, 이때 잠복 조건은 관리방식이나 조직 문화 등이다. 역학적 모형은 조직요인이 현장과 불안전한 행동에 영향을 주는 전제 조건에 영향을 미쳐 불안정한 행동(에러와 위반)에 최종 영향을 준다고 가정한다.
역학적 모형에서 사고는 잠복성(latent) 실패(오류)와 활동성(active) 실패(오류)가 복합되어 발생한다고 가정하는데, 이때 잠복 조건은 관리방식이나 조직 문화 등이다. 역학적 모형은 조직요인이 현장과 불안전한 행동에 영향을 주는 전제 조건에 영향을 미쳐 불안정한 행동(에러와 위반)에 최종 영향을 준다고 가정한다. 즉, '조직요인'이 현장 '감독요인'에 영향을 주며, 현장 '감독요인'은 '개인 수행의 전제 조건'에 영향을 주며, '개인 수행의 전제 조건'은 '불안전행동'에 영향을 준다.

제안 방법

본 연구에서는 항공사고 사례를 중심으로 3가지 모형을 적용하여 분석하여 보았다. 우선 STAMP 적용은 정비시스템에서의 정보 흐름과 부서별 업무절차를 구조화하여 시현할 수 있는 장점이 있었으며, HFACS 적용은 사고요인의 다층구조를 구조화하여 나타낼 수 있어, 전반적인 문제점을 이해하기 쉬웠으며, FRAM 적용은 각 기능의 변동성 요인을 파악하기 쉬웠으며, 비선형적인 상호관계의 표현이 가능하여 시스템적 관점에서 변동요인을 관리할 수 있었다.
사례 분석을 위해 우선, 항공기와 정비시스템 간의다층구조 및 정보 흐름을 파악하고, 관련 부서별 업무분석 결과(예, 정비 Tower와 작업장 간 등)와 계기반과 정비 작업자 간 업무분석을 맵핑한다. 본 연구에서대상으로 한 사고사례를 STAMP에 적용하여 Fig.
최신 연구결과를 바탕으로 현재 안전분야에서 가장 많이 사용하고 있는 상위 4개 중 시스템적 모형인 STAMP, FRAM과 항공분야 도메인에서 많이 사용하고 있는 HFACS를 중심으로 사고사례를 분석, 고찰하였다. 단, Accimap의 경우, 시스템 모형 중 선형적 관점에 가깝기 때문에, 본 연구에서는 제외한다.

대상 데이터

본 연구에서 대상으로 한 항공기 사고사례는 2012년에 발생한 T-50B사고사례이다. 본 사고사례는 강원도 횡성군 야산에 특수비행팀 훈련기가 추락한 사고이다. 본 사고사례는 우측 수평꼬리날개 작동에 관계하는 연결 로드의 조립오류로 인해, 항공기의 비정상적인 상승 자세로 항공기자세가 회복 불가하여 일어난 사고로서, 정비사의 인적오류와 감독자의 상호확인 실패 등이 주요 원인으로 그 이외에 설계요인과 안전인증요인 그리고 정비요인 등 복잡한 이해관계가 얽혀져 있는 사례이다.
단, Accimap의 경우, 시스템 모형 중 선형적 관점에 가깝기 때문에, 본 연구에서는 제외한다. 본 연구에서 대상으로 한 항공기 사고사례는 2012년에 발생한 T-50B사고사례이다. 본 사고사례는 강원도 횡성군 야산에 특수비행팀 훈련기가 추락한 사고이다.

성능/효과

5와 같이 다층구조를 구조화하여 나타낼 수 있다. 구조화 결과, 변동적 요인으로 나타난 J-Wire 체결, 상호확인 미흡 등의 요인간 관계를 잘 확인할 수 있었다. FRAM의 경우, 해당 기능의 변동성을 잘 표현할 수 있었고, 각 기능 간 비선형적인상호관계성을 보다 시스템적으로 묘사할 수 있었다.
즉, STAMP 기법의 특성은 사고와 관련된 조직간, 구성원 간, 계통/구성품 간 상호관계의 정밀분석이 가능하고, 사고 관련 “의사결정 전/후 관계” 등을 검토할 수 있음으로써 사고 예방 대책의 도출 시 활용이 가능하였다. 그리고 안전조사 후 정보 feed back상태와 실패(오류) 부분의 식별을 통해, 사고에 이르는 원인을 시스템적으로 비교적 정확하게 도출 가능할 것으로 판단되었다.
본 논문에서 소개된 모형은 향후 안전조사 및 분석 시 분석자가 활용에 있어서 염두해야 할 주요 개념과절차를 제공해 주었다. 본 논문에서 사례로 검토한 시스템안전 측면에서의 안전조사 기법(모형)은 기존 선형적 관점에서 인과관계를 설명하던 타 기법(모형)과 비교하면 항목과 관계를 구조적으로 설명하고, 또한 빠짐없이 그 관계를 확인할 수 있게 하였다. 시스템안전 기법은 새로운 패러다임으로써 사고 예방을 위한 방지벽 등 대책을 마련하는데 변화를 제공하였으며, 변동성의파급을 이해하게 되어서 변화분석, 변화관리 측면에서 타당한 근거를 제시할 수 있게 하였다.
4와 같이 구조화하여 나타낼 수 있다. 사고사례를 적용해 본 결과, J-Wire 체결결함 등의 정비사 에러는 정비작업현장의 관리요소 등불안전한 행위의 전제조건에 의해 기인하게 되는 것을 알 수 있다. 이로써 Human Error, 유발환경, 감독자문제, 그리고 조직의 문제 등의 다양한 수준에서 잠재적인 영향요인의 파악에 도움이 되었다.
사례를 적용해 본 결과, 사고요인으로 작용한 정비작업자 간 의사소통 문제 및 상호확인(double check)미흡 등의 관리적 요인간의 상호관계성을 잘 이해할 수 있었다. 즉, STAMP 기법의 특성은 사고와 관련된 조직간, 구성원 간, 계통/구성품 간 상호관계의 정밀분석이 가능하고, 사고 관련 “의사결정 전/후 관계” 등을 검토할 수 있음으로써 사고 예방 대책의 도출 시 활용이 가능하였다.
본 논문에서 사례로 검토한 시스템안전 측면에서의 안전조사 기법(모형)은 기존 선형적 관점에서 인과관계를 설명하던 타 기법(모형)과 비교하면 항목과 관계를 구조적으로 설명하고, 또한 빠짐없이 그 관계를 확인할 수 있게 하였다. 시스템안전 기법은 새로운 패러다임으로써 사고 예방을 위한 방지벽 등 대책을 마련하는데 변화를 제공하였으며, 변동성의파급을 이해하게 되어서 변화분석, 변화관리 측면에서 타당한 근거를 제시할 수 있게 하였다. 시스템안전 관점에서 검토된 모형의 전반적인 장점을 활용성 및 기대효과를 기준으로 살펴보면, 관련 모형의 적용으로 심층적인 근본 원인 규명 및 사고방지 대책 수립이 가능하며, 조사보고서 작성 및 유발요인들이 사고 발생에 미치는 영향요인에 대한 객관적 설명이 가능하다.
본 연구에서는 항공사고 사례를 중심으로 3가지 모형을 적용하여 분석하여 보았다. 우선 STAMP 적용은 정비시스템에서의 정보 흐름과 부서별 업무절차를 구조화하여 시현할 수 있는 장점이 있었으며, HFACS 적용은 사고요인의 다층구조를 구조화하여 나타낼 수 있어, 전반적인 문제점을 이해하기 쉬웠으며, FRAM 적용은 각 기능의 변동성 요인을 파악하기 쉬웠으며, 비선형적인 상호관계의 표현이 가능하여 시스템적 관점에서 변동요인을 관리할 수 있었다. 사례 분석 결과에서 살펴보았듯이 복잡한 항공사고 사례의 조사 및 분석에 3가지 모형 모두 활용될 수 있었다.
즉, STAMP 기법의 특성은 사고와 관련된 조직간, 구성원 간, 계통/구성품 간 상호관계의 정밀분석이 가능하고, 사고 관련 “의사결정 전/후 관계” 등을 검토할 수 있음으로써 사고 예방 대책의 도출 시 활용이 가능하였다.

후속연구

본 연구에서 소개하고 사례로 적용해 본 모형은 기존사고모형과는 개념과 철학적 사고방식이 다르고, 또한 전문성이 요구되며, 기법 적용이 어렵기에 아직 현장에서 활용하기에 제한이 있다. 그러나 관련 기법을 적용하는 분야와 사례가 많아진다면, 시스템안전 측면에서의 새로운 관점의 사고 예방 관련 정책과 대책 방안 마련에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.
본 논문은 시스템안전 관점에서의 최신 사고 모형을 바탕으로 항공 사고사례에 적용하고, 각 기법의 특징을 제시함으로써 현장에서 관련 업무를 수행하는 분석자가 참고할 수 있도록 하여 그 기여점이 있다고 하겠다. 본 연구에서 소개하고 사례로 적용해 본 모형은 기존사고모형과는 개념과 철학적 사고방식이 다르고, 또한 전문성이 요구되며, 기법 적용이 어렵기에 아직 현장에서 활용하기에 제한이 있다. 그러나 관련 기법을 적용하는 분야와 사례가 많아진다면, 시스템안전 측면에서의 새로운 관점의 사고 예방 관련 정책과 대책 방안 마련에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	최근에 시스템적 모형에 의한 사고분석이 많이 이루어지는 이유는?	2000년대 이후로는 역학적 모형과 시스템적 모형방법이 대부분 사용되고 있으며, 여전히 일부 단순 시스템에서는 순차적 모형이 적용되고 있다. 최근 연구경향은 시스템적 모형에 의한 사고분석이 많이 이루어지는데, 이는 현대 사회가 시스템의 복잡성에 대응하는 사고분석 모형이 필요했기 때문이다. Perrow(1999)의정상사고(normal accidents) 개념은 시스템안전 측면에서의 접근방법 필요성이 대두된 대표적인 사건이다.
	강원도 횡성군 야산에 특수비행팀 훈련기가 추락한 사고의 원인은?	본 사고사례는 강원도 횡성군 야산에 특수비행팀 훈련기가 추락한 사고이다. 본 사고사례는 우측 수평꼬리날개 작동에 관계하는 연결 로드의 조립오류로 인해, 항공기의 비정상적인 상승 자세로 항공기자세가 회복 불가하여 일어난 사고로서, 정비사의 인적오류와 감독자의 상호확인 실패 등이 주요 원인으로 그 이외에 설계요인과 안전인증요인 그리고 정비요인 등 복잡한 이해관계가 얽혀져 있는 사례이다.
	근사조정이란 무엇인가?	이런 관점에서 볼 때 성공 결과의 원인/설명과 실패 결과의 원인/설명이 다르지 않다는 것이다. 근사조정이란 때로는 시스템의 자원, 인력, 정보, 시간 등과 같은 것들은 불충분하고 한계가 있을 수 있는데, 이러한 환경 속에서 개인과 조직이 임무를 할 때 불가피하게 이 조건에 적합하도록 조정하는 활동을 의미한다. 발현의 의미는 사고의 현상은 결과(resultant)가 아니라 발현된 현상이라는 것으로, 기존의 조사기법으로 설명할 수 없는 과정과 전개의 결과를 설명하는 것이다.

참고문헌 (22)

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ICAO, Aircraft Accident and Incident Investigation, ICAO Annex 13, 2016.
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Hollnagel, E., Woods, D. D., and Leveson, M. C., "Resilience Engineering: Concept and Precepts, Ashgate", 2006.
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상세보기
Wienen, H. C. A., Bukhsh, F.A., Vriezekolk, E., and Wieringa., R. J., "Accident Analysis Methods and Models - A Systematic Literature Review", 2017.
Perrow, C., "Normal Accident: Living with High Risk Technologies", Princeton University Press, 1999.
Leveson, N., "Engineering a Safer World: Systems Thinking Applied to Safety", MIT Press, 2011.
Shappell, S. A., and Wiegmann, D. A., "US Naval aviation mishaps 1977-92: Differences between single- and dual-piloted aircraft", Aviation Space and Environmental Medicine, 67, 1996, pp. 65-69.

상세보기
Reason, J., "Human Error", Cambridge University Press, 1990.
Shappell, S. A., and Wiegmann, D. A., "The Human Factors Analysis and Classification System-HFACS", DOT/FAA/AN-00/7, 2000.
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Schmidt, J., Schmorrow, D., and Hardee, M., "A preliminary human factors analysis of naval aviation maintenance related mishap", SAE Technical Paper 983111, 1998.
Hollnagel, E., "FRAM: The Functional Resonance Analysis Method Modeling Complex Socio-technical Systems", Ashgate, 2012.
Woltjer, R., and Hollnagel, E., "Functional modeling for risk assessment of automation in a changing air traffic management environment", Proceedings of the 4th International Conference Working on Safety, Crete, Greece, 2008.

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].

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