초록 ▼

1. 총 연구기간
● 총 연구기간 : 2003. 9.1 ∼ 2006. 6. 30(2년 10개월)
● 당해연도 연구기관 : 2003. 9. 5 ∼ 2004. 7. 4(10개월)
2. 연차별 연구 내용
3. 1차년도 연구개발 세부내용
● 사고위험요인 규명을 위하여 철도건널목에 관한 국내ㆍ외 문헌조사 및 사고사례를 수집하며, 수집된 자료에 기초하여 위험요인 분석을 위한 사고 모델을 개발함
● 초음파 방식을 이용하여 열차속도, 열차위치, 열차도착시간 및 열차추적정보의 실시간 전달방식 개발을 통한 지능화 된

1. 총 연구기간
● 총 연구기간 : 2003. 9.1 ∼ 2006. 6. 30(2년 10개월)
● 당해연도 연구기관 : 2003. 9. 5 ∼ 2004. 7. 4(10개월)
2. 연차별 연구 내용
3. 1차년도 연구개발 세부내용
● 사고위험요인 규명을 위하여 철도건널목에 관한 국내ㆍ외 문헌조사 및 사고사례를 수집하며, 수집된 자료에 기초하여 위험요인 분석을 위한 사고 모델을 개발함
● 초음파 방식을 이용하여 열차속도, 열차위치, 열차도착시간 및 열차추적정보의 실시간 전달방식 개발을 통한 지능화 된 열차검지시스템 구축함
● 레이저를 이용한 진입차량에 대한 검지방식 개발 및 정시간 제어에 따른 차단기의 실시간 제어방식을 개발함
● 레이저를 이용한 장애물 검지, 표식방식 개발 및 위반차량 안전개선을 위한 출구측 제어방식을 개발함
● VMS를 이용하여 열차정보(열차위치, 속도, 건널목 도착시간)를 실시간으로 건널목 이용자들에게 제공하기 위한 프로토 타입을 개발함
● 건널목 Inventory 개발, Category 구축, Category된 건널목별 개념도의 표준화 및 철도안전관리시스템의 상세 설계를 완료함

Abstract ▼

Considerable research has been conducted over the past several decades to improve the safety of road sections, but relatively little research has attempted to reduce accidents on railway crossings. In Korea, about 95 percent of railway accidents occur at railway crossings, with a total of 402 accide

Considerable research has been conducted over the past several decades to improve the safety of road sections, but relatively little research has attempted to reduce accidents on railway crossings. In Korea, about 95 percent of railway accidents occur at railway crossings, with a total of 402 accidents occurring between 1998 to 2002. These crashes account for about 20 percent of crossing fatalities during this period. These statistics suggest that efforts to reduce crashes at these locations may significantly reduce property damage, injury, and fatal crash costs.
The objective of this research is to improve the safety of railroad crossings. ITS technologies are applied to reduce railroad crossing crashes, and statistical models are used to examine causations of crossing accidents. Briefly stated, they can be summarized as follows:
Firstly, it was recognized that there have not performed a nationwide study to identify the factors influencing safety at railroad crossings. To investigate safety factors at crossings, three principal factors are identified in this research: the driver, the vehicle, and physical conditions. Several crash modeling techniques such as US DOT General Accident Prediction Formula were reviewed to apply for this research, but it was concluded that the models have limitations to identify factors affecting the railroad crossing safety in Korea. Crash causation analysis and prediction methods are, therefore, newly developed with 5 year crossing crashes and explanatory variables were collected at about 200 crossings. The results can be used to , predict railway crossing hazards, and the predicted hazards will lead to the design of countermeasures that can reduce rail-crossing crashes.
Secondly, this research developed safety management systems using advanced ITS technologies to reduce crossing violations. They are summarized as follows:
Constant Warning Time System
This system measures speeds of trains and estimates their arrival time. Through the system, it activates the gate control system at a pre-selected time of approximately 30 seconds. This will eliminate an excessive delay to motorists waiting for the train arrival and will reduce crossing violations.
Train Location Detection System
This system detects presence of a train and traces it. The ultrasonic sensors determine the directions of trains and inform if trains enter the detection zones. This information can be used to activate/deactivate the warning devices properly.
Advanced Gate Control System
Four-quadrant gate systems, in addition to the current two-quadrant gate systems, are developed. This system will prevent violations by entirely blocking the roadway.
Obstacle Detection System
Laser sensors detects obstacles stalled on the tracks. If the crossing is blocked, a signal is also sent to the locomotive engineer to stop the train in time.
Variable Message Signs
This system displays warning messages to inform approaching vehicle drivers. Message display includes ″Train Approaching″, ″Crossing Delay″, ″Exit Lane Blocked″, ″Train in Station″, etc.
It is also important to evaluate the effectiveness of the safety management systems before they are installed. For this, benefit analysis using the Baysian estimation approach and VISSIM simulation was conducted to investigate the effectiveness of the systems.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 요약문 ...3
• SUMMARY ...20
• 제목차례 ...23
• 표차례 ...27
• 그림차례 ...31
• CONTENTS ...38
• 제 1 장 서론...42
• 1.1절 연구개발의 필요성...42
• 1.2절 연구개발 목표 및 주요내용...44
• 1. 연구개발의 최종목표...44
• 2. 연차별 연구 목표 및 주요내용...46
• 3. 1차년도 목표 및 주요핵심 내용...47
• 1.3절 연구개발 추진체계...49
• 제 2 장 국내 철도건널목 운영 현황...52
• 2.1절 국내 철도건널목 일반사항...52
• 1. 국내 철도건널목 운영현황...52
• 2. 건널목 신설조건...54
• 3. 국내 철도 노선별 운영현황...55
• 4. 선로상태별 현황...59
• 2.2절 국내 철도건널목 안전설비 현황...60
• 1. 차단기 제어현황...60
• 2. 건널목 안전설비 현황...61
• 3. 건널목 안전표지 및 도로노면표시현황...64
• 4. 도로안전시설...67
• 2.3절 국외 철도건널목 일반사항...72
• 1. 일본 철도건널목 운영현황...72
• 2. 일본의 철도건널목 보안설비 설치 및 동작기준...73
• 3. 미국의 철도건널목 운영 및 안전설비설치현황...76
• 4. 미국 철도건널목 보안설비 설치기준...77
• 5. 유럽 철도건널목 일반사항 및 운영현황...80
• 제 3 장 국내 철도건널목 사고현황 분석...84
• 3.1절 국내 철도건널목 사고현황...84
• 1. 국내 철도건널목 사고발생현황...84
• 2. 국내 철도건널목사고의 행태적 분석...86
• 3. 국내 철도건널목사고의 시간적 분석...89
• 4. 국내 철도건널목사고의 공간적 분석...93
• 5. 국내 철도건널목사고의 인적 분석...97
• 3.2절 국외 철도건널목 사고현황 및 분석...100
• 1. 각국의 철도사고현황...100
• 제 4 장 철도사고요인 분석 및 평가...106
• 4.1절 기존 사고발생예측 모델 사례분석...106
• 1. 기존 사고예측모델 사례...106
• 4.2절 철도사고 분석방법론 개발...111
• 1. 철도건널목 사고요인 분석을 위한 현장조사...111
• 2. Generalized Linear 방법을 이용한 모델개발...118
• 4.3절 건널목 관리 용 Inventory 개선...125
• 1. 배경 및 목적...125
• 2. Inventory 개선안 도출 방법...125
• 3. 현 국내건널목 카드 분석...126
• 4. Inventory에 포함되어야 할 변수 후보 선정...128
• 5. 새로운 건널목 카드 제안...139
• 제 5 장 철도건널목 안전관리시스템 개발 현황...146
• 5.1절 국내 철도건널목 안전관리시스템 기술개발 현황...146
• 1. 열차검지 시스템...146
• 2. 건널목 검지 시스템...148
• 3. 건널목 제어시스템...151
• 5.2절 국외 철도건널목 안전관리시스템 기술개발 현황...156
• 1. 열차검지 시스템...156
• 2. 건널목 검지시스템...161
• 3. 건널목 제어시스템...163
• 제 6 장 철도 건널목 안전개선을 위한 1차년도 제어 시스템 구축방향...172
• 6.1절 열차검지방식개발...174
• 1. 연구 개발 필요성...174
• 2. 연구 개발 목적...174
• 3. 연구 개발 범위...175
• 4. 연구 개발 내용...176
• 6.2절 차단기 제어 방식 개발...212
• 1. 차단기 제어방식 개발 배경...212
• 2. 기존 차단기 제어 방식의 문제점...212
• 3. 2분할 차단기와 4분할 차단기의 설치장소 및 효과분석...213
• 4. 건널목에서의 철로-도로 웅용에 있어서의 판단영역 개념...214
• 5. 4분할 차단기를 위한 차단 여유 및 인터벌 시간 설계...220
• 6. 4분할 차단기 및 2분할 차단기 작동 알고리즘...222
• 6.3절 건널목 지장물 검지방식 개발...230
• 1. 연구개발 필요성...230
• 2. 연구개발 목적...232
• 3. 연구 개발 내용...233
• 6.4절 기존의 건널목 제어시스템과 건널목 통합제어시스템의 비교...265
• 6.5절 VMS 프로토 타입 개발...268
• 1. VMS설계절차...268
• 제 7 장 철도 건널목 제어시스템 개발...292
• 7.1절 열차검지 장치 개발...293
• 1. 초음파센서의 검지거리 및 검지폭 측정 실험...293
• 2. 초음파 센서의 검지 반응속도 측정실험...303
• 7.2절 차단기 제어 장치 개발...315
• 1. 입ㆍ출구측 차단기 제어 실험...318
• 7.3절 건널목 검지 장치 개발...329
• 1. 지장물 검지 장치 및 지장물 경고 장치...329
• 2. 진입 위반 차량 검지 장치 개발...340
• 7.4절 시스템 하드웨어 개발...346
• 1. 전원부...346
• 2. 전원카드...347
• 3. CPU카드...347
• 4. 입력카드...348
• 5. 출력카드...349
• 제 8 장 철도건널목 안전관리시스템의 효과 분석...352
• 8.1절 Bayesian분석을 이용한 철도건널목 안전관리시스템의 효과분석...353
• 1. 베이지안 분석 및 평가 방법 소개...353
• 2. 베이지안 분석을 위한 선정단계...355
• 3. 공학적 평가 단계...357
• 4. 평가 분석 및 결과 분석...361
• 8.2절 VISSIM Simulation을 통한 정시간 건널목 제어 방식의 효과분석...370
• 1. 배경 및 목적...370
• 2. VISSIM 소개...370
• 3. 건널목 제어관련 가정...371
• 4. VISSIM Program 네트웍 구성...376
• 5. Vissim Simulation 결과 분석...377
• 8.3절 철도안전건널목의 비용절감효과 분석...383
• 1. 사고비용 절감효과 분석...383
• 2. 통행시간비용 절감효과 분석...385
• 제 9 장 건널목 표준도 개발 및 상세설계...390
• 9.1절 열차 검지부...390
• 1. 열차 검지부 H/W 구성도...390
• 2. 열차 검지부 S/W 구성도...390
• 9.2절 출구측 차단기 제어부...394
• 1. 출구측 차단기 제어부 H/W 구성도...394
• 2. 출구측 차단기 제어부 S/W 구성도...394
• 9.3절 지장물 검지부...398
• 1. 지장몰 제어부 H/W 구성도...398
• 2. 지장물 제어부 기능 구성도...398
• 9.4절 건널목 통합제어 장치 전체 구성도...399
• 1. 건널목 제어 데이터 흐름도...400
• 2. 건널목 제어 데이터 입출력 정보...400
• 3. 건널목 통합 제어 장치 전체 기능...400
• 4. 건널목 통합 제어장치 내부 시스템간 연결...400
• 5. 기능별 건널목 제어 데이터 흐름도...402
• 9.5절 건널목 Category별 표준도 개발...403
• 1. 건널목 통합제어장치...403
• 2. 센서...403
• 3. 지장물 경고등과 전동차단기...403
• 4. 설치표준도...403
• 9.6절 건널목 상세설계도 개발...404
• 참고문헌...506
• 부록. 철도 건널목 안전관리 시스템...509