[논문]철도 운행선로 작업자와 열차 접촉사고 위험도 평가에 관한 연구

곽상록

doi:10.14346/jkosos.2020.35.3.72

철도 운행선로 작업자와 열차 접촉사고 위험도 평가에 관한 연구
Risk Estimation Study on Railway Track Worker Hit by Train 원문보기

한국안전학회지 = Journal of the Korean Society of Safety, v.35 no.3, 2020년, pp.72 - 78

Abstract ▼ AI-Helper

The accident fatality rate has decreased by more than 90% compared to 2006, due to the safety management and safety investment based on the Rail Safety Act. Most railway safety indicators, including fatality rates, have improved significantly from 60% to 80%, reaching the level of developed countries in terms of most railway safety indicators. However, the only staff fatality rate at work is not improved, and it is 3 to 5 times higher than that of developed countries. Most of the fatality occurred during employee's work recently occurred due to accidents hit by train while track work. In principle, when operating track need to check or maintenance, the operation of the train should be stopped and the work carried out. However, in Korea, due to the highest passenger density and train operating density in the world, it is caused by a structural problem that requires workers to enter the track while the train is running and perform various tasks such as maintenance and inspection. In this study, we analyzed the risk of accidents caused by hit by trains on the track, which is the biggest cause of staff fatality, using the main statistics of the last 10 years. In detail, the scenarios of the main causes of hit by trains and workers were formed to suggest the effectiveness of the current preventive measures and supplementary.

주제어

표/그림 (5)

표 Table 1. Comparison of train operation density and staff fatality
표 Table 2. Track worker accident while rolling stock in motion
그림 Fig. 1. ETA result for track worker hit by train (Double track interruption : Probability of 0.3).
그림 Fig. 2. ETA result for track worker hit by train (Single track interruption : Probability of 0.7).
표 Table 3. Risk ranking for track worker hit by train

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 국내 철도 종사자 사고 중 가장 큰 비중을 차지하며, 가장 높은 위험성을 갖는 종사자와 열차의 접촉사고에 대해 집중적으로 분석하였다. 분석 방법으로는 최근 10년간의 국내의 모든 철도에서 발생한 직원이 사상사고에 대한 사고조사 기록을 전수조사¹¹⁾하였다.
본 연구에서는 일반철도와 고속철도 선로작업자와 열차와 접촉으로 인한 작업자 사고에 대한 최근 10년 간의 자료 전체를 분석하여 위험도를 평가하였으며, 다음의 결론을 도출하였다.

가설 설정

사고조사보고서에서 사고 발생시의 열차차단 방식이 포함되어 이들 자료를 포하하였다. 다만, 열차 차단을 승인 받지 않고 미승인 작업한 경우는 단방향 차단으로 가정하였다.
90%의 수치는 개인의 인적요인이 반영된 수치로 작업 장소, 시간에 대한 착각, 망각, 의사소통 등의 오류를 고려한 수치이다. 사고조사보고서에 기술된 항목에 기관사, 관제사, 작업책임자, 열차감 시자 등의 사고상황이 기술되어 있으며, 관련자 착각, 망각, 의사소통과 관련된 사항이 10% 로 가정하였다.
열차운행이 지연된 상황에서는 기관사, 관제사가 열차 운행을 만회하기 위해 서행이 아닌 지정된 속도로 운행하므로 작업자와 접촉시 작업자의 위험성이 커진다. 이를 고려하여 30%로 인지율을 가정하였다. 이 수치는 향후 준사고 보고자료 등을 추가적인 활용하면 신뢰성이 높은 수치로 보완할 수 있다.
열차 지연 상황에서는 열차감시자의 착각 혹은 감시상의 오류 확률이 크게 증가한다. 최근 10년간 열차 지연 상황에서 열차 감시자의 오류가 발생한 경우의 비율을 고려하여 30%로 가정하였다. 이 수치는 향후 준사고 보고자료 등을 추가적인 활용하면 신뢰성이 높은 수치로 보완할 수 있다.

제안 방법

1) 선로작업자 사고에 영향을 미치는 주요 인자 5가지를 도출하였다.
사고 발생과 관련된 기초 통계는 국토교통부와 한국교통 안전공단에서 매년 발행하는 철도사고통계 분석보고서¹²⁾와 철도안전종합정보시스템¹¹⁾에 실시간으로 공개 하고 있다. 다만, 작업자 위험도 평가를 위한 분류체계가 없어 본 연구를 통해 사고 건별 세부 분석을 수행하 였다. 이를 토대로 직원과 열차접촉에 따른 사상사고에 대한 주요 영향인자를 토대로 시나리오를 구성하였다.
94명 의 선로작업자 위험도가 존재한다. 등가사망자 개념을 적용하여 10인의 중상자를 1명의 사망자로 환산하는 개념을 도입하였다^11,13). 국내를 포함한 유럽 대부분의 국가에서 등가사망자 환산 기준은 동일하며, 국내는 철도안전법에 반영되어 있다.
사전에 선로작업에 대한 협의 이후 일정이 변경되거나 혹은 사전 준비를 위해 미리 작업을 하는 경우, 간단한 작업 및 점검을 수행하는 경우 열차감시자를 배치하지 않고 작업중 열차와 접촉에 의한 사고가 다수 발생하고 있 다. 본 연구에서는 국내의 최근 10년간 사고발생 통계를 토대로 정상적인 열차운행 상태에서는 열차감시자의 적정한 열차감시 통보 확률을 90%로 설정하였으며, 열차 지연 등의 상황에서는 70%로 낮추어 설정하였다. 최근에는 열차감시자를 100% 배치하도록 규정하고 있으나, 열차감시자의 과실(열 차감 시중 주의분산, 착각 등) 혹은 감시 위치가 부적절하여 충분한 대피 시간을 제공하지 못하는 경우를 고려하여 90%로 설정하였다.
열차운행 일정이 변경되거나 지연된 경우 작업자나 열차 감사자는 해당 선로에 열차운행이 완료 된 것으로 착각하여 열차감시를 소홀히 하거나 반대편 운행 열차로 착각하여 다수의 사고가 발생하였다. 본 연구에서는 사전 협의된 일정에 따라 열차가 운행되는 비중을 90%로 하였으며, 이외의 경우를 10%로 설정하 였다. 이는 선로작업이 주로 심야에 이루어지는 경우가 많아 이를 고려한 수치이다.
본 절의 선로작업자 위험도평가는 Table 2에 기술된 바와 같이 국내 전체 철도 종사자 사고의 88%를 차지 하는 한국철도공사의 선로작업자에 대해 수행하였다. 도시철도의 경우 대부분 선로작업이 열차 운행이 없는 시간에 시행되며, 승강장 스크린도어 유지보수와 같은 특별한 경우만 열차 운행중에 시행하여 본 절의 위험도 평가에서는 제외하였다.
본 연구에서는 국내 철도 종사자 사고 중 가장 큰 비중을 차지하며, 가장 높은 위험성을 갖는 종사자와 열차의 접촉사고에 대해 집중적으로 분석하였다. 분석 방법으로는 최근 10년간의 국내의 모든 철도에서 발생한 직원이 사상사고에 대한 사고조사 기록을 전수조사¹¹⁾하였다. 국내에서 최근 10년간 발생한 모든 사고는 1,822 건이며, 본 연구와 관련된 사고는 65건이다.
국내에서 최근 10년간 발생한 모든 사고는 1,822 건이며, 본 연구와 관련된 사고는 65건이다. 사고 1건 당 1개에서 최대 5개의 원인이 도출되며, 이를 모두 활용하여 사고 영향 요인별 발생 빈도를 산정하였다. 사고 발생과 관련된 기초 통계는 국토교통부와 한국교통 안전공단에서 매년 발행하는 철도사고통계 분석보고서¹²⁾와 철도안전종합정보시스템¹¹⁾에 실시간으로 공개 하고 있다.
Table 1에 수록된 수치 중 열차운행거리, 선로연장,여객인 km, 열차운행 밀도, 여객밀도는 2018년에 발생 한 자료이며, 직원의 사상사고율은 2014~2018년간의 평균값이다. 유럽연합에서 매년 공표하는 자료와 국내의 국토교통부에서 공표하는 자료를 활용하여 동일한 기준으로 비교하였다^5-7). 직원의 사고율은 년도별로 편차가 있어 특정 년도의 사고율을 비교하기보다는 5년 평균값을 국제적으로 비교하고 있다.
다만, 작업자 위험도 평가를 위한 분류체계가 없어 본 연구를 통해 사고 건별 세부 분석을 수행하 였다. 이를 토대로 직원과 열차접촉에 따른 사상사고에 대한 주요 영향인자를 토대로 시나리오를 구성하였다. 이러한 결과는 불가피하게 열차운행 중 선로점검 혹은 유지보수 작업을 수행하는 경우 사고를 예방하기 위한 현장 시행대책 마련에 적용이 가능할 것으로 판단된다.
Table 3에서 피해도(Consequency)는 등가사망자이다. 주요 인자는 열차 지연상황(Train dealy), 기관사 및 관제사 등의 사전인 지(Driver action), 열차감시자 배치여부(train watcher), 선로 대피(arrive safe zone)를 표시하였다. 위의 위험도 평가 결과는 고려된 32개의 선로작업자와 열차와 접촉에 의한 사고의 87%에 해당하는 위험도로 전체 시나리오중 6개 시나리오를 정리한 것이다.
최근 10년간 발생한 국내의 모든 선로작업자 사고를 분석하여 총 32개의 시나리오에 대해 ETA(Event Tree Analysis)를 Fig. 1~2와 같이 구성하였다.
1과 2에 전적에서 언급한 주요 영향인자에 따른 사고 발생확률과 결과를 수록하였다. 최근 10년간 발생한 선로작업자 사상자를 등가 사망자로 환산하여 ETA에서 도출된 위험도값을 보정 하였다. 최근 10년간 발생한 사망자 45명과 중상자 44 명을 고려한 등가사망자는 49.
최근 10년간 선로상 작업자와 열차와 접촉에 의한 사고 전체에 대한 전수 조사를 통하여 사고 발생 인자를 도출하고 그 결과를 ETA(Event Tree Analysis)로 구성하였다. 작업자와 열차접촉에 의한 사고의 FTA(Fault Tree Analysis)의 경우 사고 시나리오에 따라 발생확률이 변화된다.

대상 데이터

분석 방법으로는 최근 10년간의 국내의 모든 철도에서 발생한 직원이 사상사고에 대한 사고조사 기록을 전수조사¹¹⁾하였다. 국내에서 최근 10년간 발생한 모든 사고는 1,822 건이며, 본 연구와 관련된 사고는 65건이다. 사고 1건 당 1개에서 최대 5개의 원인이 도출되며, 이를 모두 활용하여 사고 영향 요인별 발생 빈도를 산정하였다.
반면 경부선, 호남선 및 대규모 수송 기간중에는 단방향 차단 비중이 급격히 증가한다. 본 연구에서는 10년 발 생된 사고조사 보고서 전체를 분석하여 얻은 국내 전체의 평균값을 사용하였다. 사고조사보고서에서 사고 발생시의 열차차단 방식이 포함되어 이들 자료를 포하하였다.
국내의 모든 철도 운영기관의 직원에 대한 작업중 사고 건수, 열차와 접촉으로 인한 사고 건수와 사상자 수를 Table 2에 수록하였다. 본 연구의 대상은 전체 사고의 88%를 차지하는 한국철도공사 사고이다.
열차의 정시운행 비율은 작업자 사고가 발생한 최근 10년간의 전체 자료를 분석하여 얻은 값이다. 사고조사보고서에 사고 발생시 관련된 열차의 지연운행 여부가 포함되어 이들 자료를 활용하였다.
최근에 문제가 제기된 서울교통공사 2호선 구의역 승강장 스크린도어 유지보수 작업자 사망사고, 2016년 발생한 포항 지진 발생 이후 김천역 인근 고속철도 선로 점검자 사망사고 등이 위의 사례에 해당된다. 열차 운행을 중지하지 않고 열차 운행중 선로에서 작업하는 작업자는 매우 높은 위험도를 갖고 있으며, 작업에 집중하다 보면 열차접근을 인지하지 못하여 열차와 접촉 하여 심각한 사고로 연결된다.

성능/효과

3) 구성된 시나리오 중 위험도가 가장 높은 시나리오는 모두 단방향 선로차단 시나리오에서 발생하였다.
5) 위험도가 높은 6개의 시나리오에 대한 중점 관리가 성공할 경우 선진국 수준으로 선로작업자의 안전성을 향상할 수 있을 것으로 예상된다.
전 절에서 구성된 32개의 열차와 선로작업자의 접촉사고 시나리오중 위험도가 높은 6개 시나리오를 선정 하였으며, 해당 시나리오가 차지하는 위험도는 전체 위험도의 87%를 차지하고 있다. 해당 시나리오는 모두 부분선로 차단 공사에서 발생 중이며 Table 3에 수록 하였다.

후속연구

본 연구 결과는 열차 운행을 중지하지 못하는 상황 에서 선로상에 발생한 이상에 대한 점검 및 유지보수 작업을 수행 시 필수적인 확인을 사항 마련에 활용할 수 있다.
본 연구에서 제시된 가장 높은 위험도를 갖는 6가지의 작업에 대해서는 작업계획 수립, 인력배치, 작업 시 간 배정시 안전대책을 추가로 반영할 경우 선진국 수준으로 작업자의 안전성을 향상할 수 있을 것으로 예상된다.
현재 국토교통부에서는 준사고보고제도를 법제화하는 과정에 있으며, 이 제도가 정착되면 향후 본 연구 결과를 보완하여 신뢰성이 높은 위험도 분석이 가능할 것으로 예상된다. 사고의 원인 분석 측면에서 작업자의 헬멜에 장착하는 블랙박스(Black Box) 및 선로변의 영상감시 장치 등의 활용이 확대 될 때 보다 정확한 원인 규명이 가능하며, 추가적인 대책 수립도 가능할 것으로 판단된다.
이를 고려하여 30%로 인지율을 가정하였다. 이 수치는 향후 준사고 보고자료 등을 추가적인 활용하면 신뢰성이 높은 수치로 보완할 수 있다.
이를 토대로 직원과 열차접촉에 따른 사상사고에 대한 주요 영향인자를 토대로 시나리오를 구성하였다. 이러한 결과는 불가피하게 열차운행 중 선로점검 혹은 유지보수 작업을 수행하는 경우 사고를 예방하기 위한 현장 시행대책 마련에 적용이 가능할 것으로 판단된다.
현재 사고로 연결되지 않은 위험한 상황에 대한 준 사고 보고제도가 한국철도공사에서 운영중이나, 준사고 내용을 활용한 위험도평가에는 상당한 시간이 소요 될 것으로 예상된다. 직무사고로 연결되지는 않았으나, 위험한 상황이 발생한 준사고 정보를 활용한다면, 더욱 정교한 위험도 평가 모델의 구성이 가능할 것으로 예상된다. 현재 국토교통부에서는 준사고보고제도를 법제화하는 과정에 있으며, 이 제도가 정착되면 향후 본 연구 결과를 보완하여 신뢰성이 높은 위험도 분석이 가능할 것으로 예상된다.
현재 위치기반 기술과 통신 및 로봇을 활용한 선로 작업자 보호용 장비들이 연구되고 있으나, 현장에 적 용되지 않고 있다. 향후 이들 장비의 검증 이후 본 연구에서 제시된 위험도가 높은 작업 현장에 적용된다면 작업자의 사고를 감소시킬 것으로 예상한다.
직무사고로 연결되지는 않았으나, 위험한 상황이 발생한 준사고 정보를 활용한다면, 더욱 정교한 위험도 평가 모델의 구성이 가능할 것으로 예상된다. 현재 국토교통부에서는 준사고보고제도를 법제화하는 과정에 있으며, 이 제도가 정착되면 향후 본 연구 결과를 보완하여 신뢰성이 높은 위험도 분석이 가능할 것으로 예상된다. 사고의 원인 분석 측면에서 작업자의 헬멜에 장착하는 블랙박스(Black Box) 및 선로변의 영상감시 장치 등의 활용이 확대 될 때 보다 정확한 원인 규명이 가능하며, 추가적인 대책 수립도 가능할 것으로 판단된다.

참고문헌 (13)

Korea Occupational Safety and Health Agency(KOSHA), "Occupational Safety and Health Survey Report, 2018", 2019.
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S. L. Kwak et al., "An Accident Analysis for Reducing Railway Staff Fatalities", J. Korean Soc for Railway, Vol. 16, No. 2, pp 122-128, 2013.
C. W. Park, et al., "Development of Risk Assessment Models for Railway Casualty Accidents", Journal of the Korean Society for Railway, Vol. 12, No. 2, pp. 190-198, 2009.
C. W. Park et al., "Development of Accident Scenario Models for the Risk Assessment of Railway Casualty Accidents", Journal of the Korean Society for Railway, Vol. 24, No. 3, pp. 79-87, 2009.
Korea Transportation Safety Authority, "Rail Safety Information System, www.railsafety.or.kr" Website
Korea Transportation Safety Authority, Ministry of Land, Infrastructure and Transport, "2019 Stastical Railway Accident Analysis Report", 2019.
Ministry of Land, Infrastructure and Transport, "Technical Standard for Railway Safety Management System-Annex 1 : Detailed standard for Railway Risk Assessment", 2017.

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].

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