철도터널에서의 화재사고는 도로터널에 비하여 사고발생률은 낮지만, 일단 터널내에서 화재사고가 발생하면 대형 참사로 이어질 가능성이 높다. 특히, 고속철도터널은 일반철도터널에 비하여 선형 등의 제약조건으로 인한 터널의 장대화로 터널내 화재사고 발생시 대피승객의 이동거리가 증대될 수 있다. 터널내 화재사고 발생시 승객의 대피안전성을 증대시키고자 국토해양부에서는 "철도시설안전기준에 관한 규칙(2005년 10월 27일)"과 "철도시설 안전세부기준(2006년 9월 22일)"을 고시, 연장 1km 이상의 모든 신규터널에 대하여 안전성분석을 수행하여 방재계획을 수립토록 하였으며, 이후 모든 철도터널 설계시에 정량적 위험도 분석(Quantitative Risk Analysis)에 의한 안전성 분석을 수행하고 있다. 그러나, 정량적 위험도 분석에 필수적인 사고시나리오, 화재강도, 사고빈도 추출, 분기비 등에 대한 세부 기준이 아직 미비하여 철도터널방재설계에 어려움이 있어 기존 법규의 요구사항을 우선 만족시키고, 추가로 안전을 향상시키기는 방향으로 진행되고 있다. 이에 본 논문에서는 호남고속철도 터널방재설계를 위한 정량적 위험도 분석 세부기준 수립 및 실행가능한 합리적인 수준의 터널방재설계 방안을 제시하고자 한다.
철도터널에서의 화재사고는 도로터널에 비하여 사고발생률은 낮지만, 일단 터널내에서 화재사고가 발생하면 대형 참사로 이어질 가능성이 높다. 특히, 고속철도터널은 일반철도터널에 비하여 선형 등의 제약조건으로 인한 터널의 장대화로 터널내 화재사고 발생시 대피승객의 이동거리가 증대될 수 있다. 터널내 화재사고 발생시 승객의 대피안전성을 증대시키고자 국토해양부에서는 "철도시설안전기준에 관한 규칙(2005년 10월 27일)"과 "철도시설 안전세부기준(2006년 9월 22일)"을 고시, 연장 1km 이상의 모든 신규터널에 대하여 안전성분석을 수행하여 방재계획을 수립토록 하였으며, 이후 모든 철도터널 설계시에 정량적 위험도 분석(Quantitative Risk Analysis)에 의한 안전성 분석을 수행하고 있다. 그러나, 정량적 위험도 분석에 필수적인 사고시나리오, 화재강도, 사고빈도 추출, 분기비 등에 대한 세부 기준이 아직 미비하여 철도터널방재설계에 어려움이 있어 기존 법규의 요구사항을 우선 만족시키고, 추가로 안전을 향상시키기는 방향으로 진행되고 있다. 이에 본 논문에서는 호남고속철도 터널방재설계를 위한 정량적 위험도 분석 세부기준 수립 및 실행가능한 합리적인 수준의 터널방재설계 방안을 제시하고자 한다.
Although the accident rate is lower than the road tunnel, fire in railway tunnel can bring large damage of human life. In the high speed railway tunnel, the possibility of the railway-disaster (fire) is growing in consideration of the speedy railway and the tunnel length. For that reason, MLTM (Mini...
Although the accident rate is lower than the road tunnel, fire in railway tunnel can bring large damage of human life. In the high speed railway tunnel, the possibility of the railway-disaster (fire) is growing in consideration of the speedy railway and the tunnel length. For that reason, MLTM (Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs) published "Rules about the Safety Standard of Railroad (2005.10.27)" and "The Detailed Safety Standard of Railroad (2006.9.22)". According to those, QRA(Quantitative Risk Analysis) technique is recommended to be applied to railway tunnel design which is longer than 1km for assuring the safety function and estimating the risk. However, it is difficult to perform the disaster prevention design due to lack of the detailed standards about event scenario, fire intensity, incidence rate of accidents etc. Therefore, This paper introduces the case of tunnel design for disaster prevention of the Honam high speed railway including the detailed standards of QRA and reasonable safety facilities.
Although the accident rate is lower than the road tunnel, fire in railway tunnel can bring large damage of human life. In the high speed railway tunnel, the possibility of the railway-disaster (fire) is growing in consideration of the speedy railway and the tunnel length. For that reason, MLTM (Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs) published "Rules about the Safety Standard of Railroad (2005.10.27)" and "The Detailed Safety Standard of Railroad (2006.9.22)". According to those, QRA(Quantitative Risk Analysis) technique is recommended to be applied to railway tunnel design which is longer than 1km for assuring the safety function and estimating the risk. However, it is difficult to perform the disaster prevention design due to lack of the detailed standards about event scenario, fire intensity, incidence rate of accidents etc. Therefore, This paper introduces the case of tunnel design for disaster prevention of the Honam high speed railway including the detailed standards of QRA and reasonable safety facilities.
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문제 정의
이에, 본 논문을 통하여 호남고속철도 터널의 운영중 위험수준을 평가하기 위한 정량적 위험성 분석 수행기준(안)을 제시하여 향후 호남고속철도 터널의 정량적 위험성 분석을 수행함에 있어 분석결과의 신뢰성을 확보하고자 한다.
제안 방법
따라서, 호남고속철도 방재설계에서는 철도안전세부기준에 근거하여 그림 1.과 같이 QRA를 수행하였으며, 정량적 위험성 분석에 적용된 사고시나리오, 화재강도, 사고빈도 추출, 분기비 등은“호남고속철도 기본설계”시에 수행된 방재 자문회의를 통해 결정된 값을 적용하였다.
또한, HSE 기준보다 안전목표가 높은 홍콩 PHI 기준과의 비교를 통해 위험수용여부를 다각적으로 검토하였다.
사망위험평가는 각 시나리오별 수행한 화재연기 확산 CFD 를 통해 계산된 각 지점별 독성가스의 확산 정도와 피난자의 위치를 비교 분석하여 화재연기의 흡입정도를 계산, 피난자의 사망위험을 분석하였다.
안전성 분석은 호남고속철도 노선중 연장 3,325m의 장재터널과 6,340m의 영곡터널에 대하여 사회적 위험기준, 화재강도, 사고시나리오 등의 세부방안을 적용하여 방재시설의 적정규모를 분석하였다.
호남고속철도의 정량적 위험성 분석을 수행하기 위한 사회적 위험기준은 타 교통수단에 비해 상대적으로 안전한 철도터널의 기대수준을 반영하여, 건설교통부에서 수행한 도로터널 정량적 위험성 분석 연구과제에서 제시하고 있는 영국 HSE 기준을 국내 실정에 맞는 사회적 위험기준이 제시될 때까지 상기 기준을 사회적 위험기준으로 선정하였다.
대상 데이터
이에, 호남고속철도에서는 고속열차 화재강도 기준을 선정하기 위해 Eureka 499 fire test 자료, FIT 보고서 및 기타 국외 발표논문을 참고하였다.
호남고속철도 터널은 내공단면적 96.7 ㎡의 복선단면으로 양방향 대피로와 Way finding system이 설치되어 있어 이를 기본적인 방재설비로 고려하였다.
이론/모형
분석모델은 가시거리 감소에 따른 피난속도 감소를 고려하여 보다 사실적인 피난상황 고려 가능하고 열에 의한 복사 위험, CO2에 의한 CO 호흡량 증가를 반영할 수 있는 Purser 의 FED(Fractional Effective Dose) 모델을 적용하였다.
성능/효과
안전성 분석결과, 연장 3,325m의 장재터널의 경우 위험크기가 2.4587 × 10 -5 으로 HSE기준 및 PHI 기준 고려시 ALARP 구간(허용가능구간)에 포함되어 추가적인 방재시설은 고려하지 않는 것으로 나타났으며, 연장 6,340m의 영곡터널은 대피통로(사갱1개소)를 설치할 경우에 허용가능구간에 포함되는 것으로 분석되었다.
후속연구
안전시스템을 구축하기 위해서는 크게 두 가지 부분으로 나눌 수 있다. 첫째는 막대한 비용이 요구되는 구조물 필요공간의 확보 및 방재시설의 설치에 대한 투자가 필요하고 둘째로 관련 인력의 확보와 정비, 재해예방활동과 사고초기 신속대응 대책부터 유관기관과의 협조 체제 및 사후 운행재개까지 대응 시나리오를 구축하는 방재 시스템의 수립이 필요하다.
호남고속철도 방재시설 계획에서는 운영중 위험수준을 평가하기 위한 정량적 위험성 분석 수행기준(안)을 제시하여 분석결과의 신뢰성을 확보하고자 하였으며, 제시된 분기비율및 화재시나리오는 절대적인 값이 될 수 없지만, 이를 참고하여, 합리적인 범위 및 기준을 개발하는 데 어느 정도 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
철도터널에서의 화재사고의 특징은?
철도터널에서의 화재사고는 도로터널에 비하여 사고발생률은 낮지만, 일단 터널내에서 화재사고가 발생하면 대형 참사로 이어질 가능성이 높다. 특히, 고속철도터널은 일반철도터널에 비하여 선형 등의 제약조건으로 인한 터널의 장대화로 터널내 화재사고 발생시 대피승객의 이동거리가 증대될 수 있다.
고속철도터널 화재시 일반철도터널에 비하여 어떠한가?
철도터널에서의 화재사고는 도로터널에 비하여 사고발생률은 낮지만, 일단 터널내에서 화재사고가 발생하면 대형 참사로 이어질 가능성이 높다. 특히, 고속철도터널은 일반철도터널에 비하여 선형 등의 제약조건으로 인한 터널의 장대화로 터널내 화재사고 발생시 대피승객의 이동거리가 증대될 수 있다. 터널내 화재사고 발생시 승객의 대피안전성을 증대시키고자 국토해양부에서는 "철도시설안전기준에 관한 규칙(2005년 10월 27일)"과 "철도시설 안전세부기준(2006년 9월 22일)"을 고시, 연장 1km 이상의 모든 신규터널에 대하여 안전성분석을 수행하여 방재계획을 수립토록 하였으며, 이후 모든 철도터널 설계시에 정량적 위험도 분석(Quantitative Risk Analysis)에 의한 안전성 분석을 수행하고 있다.
본 논문에서는 호남고속철도 터널방재설계를 위한 정량적 위험도 분석 세부기준 수립 및 실행가능한 합리적인 수준의 터널방재설계 방안을 제시하고자 한 이유는?
특히, 고속철도터널은 일반철도터널에 비하여 선형 등의 제약조건으로 인한 터널의 장대화로 터널내 화재사고 발생시 대피승객의 이동거리가 증대될 수 있다. 터널내 화재사고 발생시 승객의 대피안전성을 증대시키고자 국토해양부에서는 "철도시설안전기준에 관한 규칙(2005년 10월 27일)"과 "철도시설 안전세부기준(2006년 9월 22일)"을 고시, 연장 1km 이상의 모든 신규터널에 대하여 안전성분석을 수행하여 방재계획을 수립토록 하였으며, 이후 모든 철도터널 설계시에 정량적 위험도 분석(Quantitative Risk Analysis)에 의한 안전성 분석을 수행하고 있다. 그러나, 정량적 위험도 분석에 필수적인 사고시나리오, 화재강도, 사고빈도 추출, 분기비 등에 대한 세부 기준이 아직 미비하여 철도터널방재설계에 어려움이 있어 기존 법규의 요구사항을 우선 만족시키고, 추가로 안전을 향상시키기는 방향으로 진행되고 있다. 이에 본 논문에서는 호남고속철도 터널방재설계를 위한 정량적 위험도 분석 세부기준 수립 및 실행가능한 합리적인 수준의 터널방재설계 방안을 제시하고자 한다.
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