초록 ▼

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
① 철도사고의 효율적 복구를 위한 제도 마련
국내의 철도산업은 환경, 기술, 인력면에서 급격한 변화를 격고 있다. 운행환경 변화중 가장 큰 변화는 열차운행 속도 향상을 위해 지속적으로 철도터널 및 교량구간의 증가이다. 이는 철도사고 발생시 신속한 복구를 어렵게 하는 요인이다. 또한 관절형 고속철도차량도입, 틸팅열차, 경량전철, 바이모달 트램 등 다양한 차종이 도입되어 사고 복구시 어려움이 증가하고 있다. 기존의 차량은 분리가 용이하여 탈선 및 충돌시 복구가 용이하였으나, 이러한 관절대차의 경

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
① 철도사고의 효율적 복구를 위한 제도 마련
국내의 철도산업은 환경, 기술, 인력면에서 급격한 변화를 격고 있다. 운행환경 변화중 가장 큰 변화는 열차운행 속도 향상을 위해 지속적으로 철도터널 및 교량구간의 증가이다. 이는 철도사고 발생시 신속한 복구를 어렵게 하는 요인이다. 또한 관절형 고속철도차량도입, 틸팅열차, 경량전철, 바이모달 트램 등 다양한 차종이 도입되어 사고 복구시 어려움이 증가하고 있다. 기존의 차량은 분리가 용이하여 탈선 및 충돌시 복구가 용이하였으나, 이러한 관절대차의 경우 분리가 어려워 사고복구에 보다 많은 시간과 장비가 소요된다. 사고복구에 대해 다양한 경험을 갖고 있는 종사자들의 노령화 및 퇴직자가 증가하고 있는 반면, 사고복구에 대해 경험이 문서화 되어 있지 않아 사고복구에 대한 경험이 소멸될 수 있다. 사고복구와 관련된 사항은 현재 철도안전법 및 하위규정에 1줄 가량의 선언적인 내용만 기술되어 있다. 세부적인 기술기준에 있어 철도차량 안전기준에는 사고 복구를 위한 부품의 설치 등이 포함되어 있는 반면, 철도시설안전기준에는 관련내용에 대한 언급이 없는 실정이다. 또한 사고복구와 관련된 사항은 매뉴얼에도 선언적으로만 언급되어 있으며, 세부내용이 기술되지 않아 사고복구와 관련된 체계적인 제도 마련이 필요하다. 해당 과제에서는 다음의 5가지 기술을 제안하였다.
- 사고복구 의사결정 시스템 개발
- 철도사고 시나리오별 복구장비 운영방안 마련
- 사고복구 관련 제도 및 체계 마련
- 사고복구 지원체계 구축
- 터널구간 및 지하역사 화재사고의 진압 및 구난차량 운영방안 마련 과제의 연구결과물은 철도운영기관의 사고복구관련 매뉴얼과 비상대응계획에 반영하도록 하고, 사고복구 장비결정에 활용 하도록 하였다.
② 열차 탈선사고 복구장비 개발연구
국내의 열차사고중 가장 빈번하기 발생하는 열차 탈선사고중 터널 및 교량구간과 같이 기존의 복구장비 사용이 어려운 구간에서 발생한 사고의 신속한 복구를 위한 새로운 형태의 장비개발연구이다. 기존의 사고복구용 기중기의 작업을 위해서는 전차선의 철거 및 설치가 필요하여, 추가적으로 2시간 정도가 소요되며, 터널 및 교량내 구조물과의 간섭으로 기중기 사용이 어려운 경우도 많다. 또한 현재 도시철도 운영기관에서 주로 사용중인 제크키트의 경우 사고장소까지 이동중 직원의 부상위험이 높으며, 복구과정에서 안정성이 낮은 문제점이 제기되고 있다. 현재 국내에서 운영중인 탈선복구용 기중기 및 제크키트는 전량 수입에 의존하고 있으며, 고장시 수리가 어렵다. 또한 활용 빈도는 낮으나 비상장비로 복구 장비운영을 위해 많은 비상대기인력과 장소, 장비가 요구되어 철도운영기관의 어려움을 가중시키고 있다.
본 연구에서는 전차선의 해체작업이 없이 복구가 가능하도록 차량하부에서 인상하는 구조의 복구장비 개발방안을 제시하였다. 과거에는 국내의 건설기계산업의 요소기술이 발달하지 않았으며, 국외에서 사고복구 장비가 개발되어 도입이 가능하였으나, 최근에는 국내 건설기계산업의 발달과 국내 철도운행환경 변화(터널 및 교량구간 증가, 관절대차 및 틸팅대차 등 차종의 다양화)로 인해 국외 장비의 국내 도입에 어려움이 있어 새로운 형태의 복구장비에 대한 요구가 증가하였다. 본 기획연구에서 수행한 시장조사 결과 탈선 복구장비의 개발에 필요한 요소기술은 이미 모듈화 되어 다양한 건설기계산업에서 활용중에 있어, 이를 조합하고, 개량하여 철도사고 복구장비에 도입할 수 있을 것으로 판단되었다. 개발하려는 복구장비는 다음의 요구사항을 충족하도록 제시하였으며, 국내 개발이 가능할 것으로 예상된다.
- 터널내 구조물과 간섭이 없이 사용가능한 사고복구용 기중기
- 지가(Outer trigger) 설치 장소가 부족한 교량에서 사용가능한 사고복구용 기중기
- 사고 장소까지 신속한 접근이 가능하도록 자동차 및 선로로 이동이 가능한 기중기
- 작업중 작업자 부상 및 탈선차량의 파손위험이 낮은 복구장비
- 작업자가 조립 및 분해가 가능한 기중기
- 고속철도, 도시철도, 일반철도 등 차종별 하중을 고려한 복구장비
본 기획연구에서 제시된 복구장비를 도입할 경우 전차선의 해체작업이 필요없어 사고복구시간을 크게 단축 시킬수 있으며, 터널 및 교량구간에서도 활용이 가능하다. 또한 부피가 작고 별도의 유지보수 비용이 필요 없어 효율성이 높을 것으로 예상된다.
③ 열차 충돌사고 복구장비 개발연구
터널 및 교량구간에서 열차의 충돌이나 추돌사고가 발생한 경우 차량의 변형으로 인해 차량한계를 넘는 경우 사고차량의 처리에 장시간이 소요되어, 신속한 사고복구가 어렵다. 이와 같이 파손된 차량의 신속한 해체 및 인근의 차량기지까지의 신속한 이동이 어려운 경우가 발생한다. 실제 2011년 중국의 교량에서 발생한 고속열차 충돌사고의 경우 신속한 선로개통을 위해 파손차량을 교량 하부로 추락시켜 매장시킨 사례도 있다. 국내에도 이와 같은 사고시 신속한 복구는 불가능한 실정이다. 충돌사고의 효율적 복구를 위해서는 충돌로 인해 전복된 차량의 정렬, 정비를 위한 차량사업소까지 신속히 이동하기 위한 방안이 필요하다. 이를 위해 본 기획연구에서는 다음의 연구내용을 제안하였다.
- 충돌로 인해 변형된 차량의 이송을 위한 높이가 낮은 평판차량
- 충돌로 인해 차량한계 이상으로 변형된 부위의 절단을 위한 장비
- 충돌로 인해 전복된 차량을 세우기 위한 대용량 에어백 도입
- 파손차량의 선로이동을 위한 가대차
- 충돌차량을 평판차량 혹은 가대차 장착을 위한 기중기 개발(탈선복구 장비 활용)
본 기획연구에서 제시된 복구장비를 도입할 경우 파손차량의 신속한 이동이 가능하여 사고복구 시간을 크게 단축 시킬 수 있을 것으로 예상된다.
④ 터널화재 진압 및 환경피해 복구차량 개발연구
터널구간에서 화재가 발생한 경우 전문기관의 소화장비로는 화재사고 발생지점까지 접근 및 소화가 어려운 실정이다. 또한 기존에 설치된 연결송수관의 경우 소화수가 발화지점까지 도달하는데 40분가량의 긴 시간이 소요되며, 이 경우 이미 화재가 확산되어 구조물의 변형이 발생된다. 터널 화재의 신속한 진압이 실패할 경우 터널구조물의 변형이 발생하여 대구지하철화재 사고와 같이 10개월 정도의 장시간의 운행중단이 발생할 수 있다. 교량의 경우 2011년도에 발생한 외곽순환 고속도로 중동IC 교각하부에서의 화재사고 인해 4개월 간의 운행중단 사례가 있었다. 본 기획연구에서는 터널구간 및 교량에서 발생한 화재사고시 신속한 진압을 위한 특수구난 차량을 개발방안을 제시하였다. 철도터널에서의 화재사고는 발생 빈도가 낮아 위험물질의 누출로 인한 환경오염 예방, 터널청소 등 다목적으로 활용하도록 개발하는 방안을 동시에 검토하였다. 선진국에서도 터널 화재에 대비하여 연결송수관 대신 특수구난 차량을 도입하는 추세로, 많은 전문가들이 제기하는 철도터널화재시의 문제점을 해결 할 수 있을 것으로 예상된다. 이를 위해 본 기획연구에서는 다음의 연구내용을 제안하였다.
- 터널화재시 발화지점까지 자력으로 접근 및 진압이 가능한 구난차량의 개발
- 자체 분무 시스템을 갖추고 있어 화재진압 및 여객 구난에 활용이 가능한 차량
- 터널화재 진압 및 구난용 특수차량의 운영에 대한 기준 개발
- 장비의 활용성을 높이기 위한 다목적 기능의 도입방안 검토
(위험물 및 유독물질 유출시 환경오염방지를 위한 기능을 갖춘 차량)
본 기획연구에서 제시된 구난차량을 도입할 경우 철도터널 화재시 신속한 화재진압으로 구조물의 변형을 최소화 할 수 있으며, 선로를 통한 인명구조, 유독물질 중화 등의 환경보호, 터널 구조물 청소 등 다용도로 활용이 가능할 것으로 예상된다.

Abstract ▼

Ⅲ. Contents and Scope of the R & D
① Construction of a system for efficient railroad accident recovery
The issues related with the accident recovery are only stated in the Railroad Safety Act and subordinate regulations declaratively at present. Regarding the detailed technology standards, the

Ⅲ. Contents and Scope of the R & D
① Construction of a system for efficient railroad accident recovery
The issues related with the accident recovery are only stated in the Railroad Safety Act and subordinate regulations declaratively at present. Regarding the detailed technology standards, the Rolling Stock Safety Standards include installation of parts for accident recovery, while the Railroad Infrastructure Safety Standards do not mention them. Furthermore, the matters relevant with the accident recovery are also mentioned only declaratively in manuals without referring to the details. Therefore, a systematic system for accident recovery should be constructed. This project suggests the following five technologies:
- Development of a decision-making system for train accident recovery
- Preparation of the way how to operate the recovery equipment by the accident scenario
- Preparation of the institutions and systems related with accident recovery
- Construction of the system supporting accident recovery
- Preparation of the way how to operate the special vehicles for fire suppression and rescue at the tunnel and the underground station
The results of this project will be reflected in preparation of the accident recovery manuals and emergency response plans and utilized in deciding the accident recovery equipment.
② Development of derailment recovery equipment
This research suggests the way how to develop the recovery equipment having the structure that can lift up the broken vehicle from the underbody so that the rail can be recovered without dismantling of the catenaries. In the past, the element technologies of local construction machinery industry had not been developed, and the recovery equipment developed in foreign countries could be used in our railroad system. In recent years, however, with the development of local construction machinery industry and changes in environment of operation of railroads (increase of tunnels and bridges and diversification of vehicles, e.g., articulated bogies and tilting bogies), there are difficulties in introducing foreign equipment, which has caused the demands for new types of recovery equipment to increase. The market research conducted at this pilot research shows that the element technologies required for development of derailment recovery equipment have already been modularized and utilized in various construction machinery industries, by which it is considered that they could be used in developing accident recovery equipment by being combined and improved. The recovery equipment to be developed in this research should satisfy the following requirements and it is expected that it can be locally developed.
- It should be able to be used without interference with the structures in the tunnel.
- It should be able to be used in the bridge which has shortage of space to install the outer trigger.
- It should be able to be transferred by car or along the track so that it can approach the scene of the accident quickly.
- It should have a low risk of injuring workers and damaging the derailed vehicles.
- It should be able to be easily assembled and disassembled by workers.
- It should consider the load by vehicle such as high-speed train, light rail train, and conventional rail.
In case the recovery equipment suggested in this research plan is introduced, there is no need of dismantling the catenaries, which may greatly reduce the recovery time, and it can be used even in tunnels or bridges. Moreover, it is small in volume and no maintenance cost is required, by which it is expected that the efficiency will be high.
③ Development of collision recovery equipment
In case train collision or rear-end collision accidents occur in tunnels or bridges, if the vehicles are deformed beyond the vehicle gauge, it takes a long time to remove the damaged vehicles, so it is difficult to recover the accidents quickly. Like this, sometimes it is hard to quickly dismantle the damaged vehicles and transfer them to a nearby car depot. In fact, when a train collision accident occurred in China in 2011, they threw the damaged vehicles from the bridge for rapid resumption of the train service. In the event that such an accident occurs in Korea, it is also impossible to recover from the accident rapidly. For efficient recovery from the collision accident, the ways to transfer the vehicles overturned by the collision to the vehicle maintenance shop for alignment and repair are required. For these, this pilot research suggests the following equipment.
- A low flat-plate vehicle for transferring the vehicles deformed by collision
- Equipment to cut the region deformed beyond the rolling stock gauge by collision
- A large-capacity air bag to lift up the vehicle overturned by the collision
- A temporary truck to transfer the damaged vehicle along the track
- A crane that can mount the collided vehicle onto the flat-plate vehicle or the temporary truck (The derailment recovery equipment may also be used.)
Should the recovery equipment suggested in this pilot research is introduced, the damaged vehicle can be transferred quickly, so it is expected that it will significantly reduce the recovery time.
④ Research on development of vehicles for tunnel fire suppression and rescue
This pilot research suggests the ways of developing special rescue vehicles for rapid suppression at fire accidents which occur in tunnels or bridges. Since the fire in the tunnel does not occur frequently, we considered the ways for using the special rescue vehicles for many purposes including prevention of environmental pollution due to leakage of hazardous materials and cleaning of tunnels. It is the trend even in advanced nations to introduce special rescue vehicles in place of connection water pipes in order to be prepared for tunnel fires. It is expected that this will solve the problems in the railroad tunnel fire raised by many experts. For this, this pilot research suggests the following items.
- Development of rescue vehicles that can approach the point where the fire started in the tunnel and can suppress fires on its own
- Development of vehicles that can be used for passenger rescue as well as fire suppression, being equipped with a self-spraying system
- Development of standards for operation of the special vehicles for tunnel fire suppression and rescue
- Review of the plans for introduction of multiple-purpose functions to enhance the usability of the special vehicles (e.g., the vehicle having the function of prevention of environmental pollution in case of leakage of dangerous and toxic substances)
In case the rescue vehicles suggested in this pilot research is introduced, it is expected that the deformation of structures may be minimized by rapid fire suppression and lives can be saved through tracks and toxic substances can be neutralized, and so on.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 5
• 요 약 문 ... 7
• SUMMARY ... 17
• 목 차 ... 27
• 표 목 차 ... 29
• 그림 목차 ... 30
• 1장. 기술의 정의 및 필요성 ... 37
• 1절. 기술의 정의 ... 37
• 1. 철도사고 복구체계 구축연구 ... 38
• 2. 탈선사고 복구장비 개발연구 ... 38
• 3. 충돌사고 복구장비 개발연구 ... 39
• 4. 터널화재 진압 및 환경피해 복구용 특수차량 개발연구 ... 39
• 2절. 기술의 필요성 ... 40
• 1. 사고복구 시간에 영향을 미치는 요인의 분석 ... 45
• 2. 사고복구 과정의 문제점 ... 48
• 3절. 세부과제별 기술정의 ... 54
• 1. 철도사고의 효율적 복구를 위한 제도 마련 ... 54
• 2. 열차 탈선사고 복구장비 개발연구 ... 55
• 3. 열차 충돌사고 복구장비 개발연구 ... 56
• 4. 터널화재 진압 및 구난차량 개발연구 ... 56
• 2장. 국내외 동향 및 환경 분석 ... 59
• 1절. 국내외 동향 및 환경분석 ... 59
• 1. 국외 철도사고 복구 정책 ... 59
• 2. 국외의 사고복구 장비 ... 61
• 2절. 국내 정책 및 시장 동향 ... 90
• 1. 관련 법규정 현황 ... 90
• 2. 국가에서 관리하는 표준매뉴얼 ... 94
• 3. 철도운영기관의 사고복구 분야별 매뉴얼 ... 97
• 4. 철도사고 시나리오 관련 선행연구 ... 106
• 5. 유관기관의 합동 훈련현황 ... 113
• 6. 철도사고복구 장비현황 ... 114
• 3절. 기술동향 분석서 ... 124
• 1. 특허 동향 분석서 ... 124
• 2. 논문동향 분석 ... 130
• 3. 선행연구 분석 ... 131
• 4절. 연구개발 인프라 분석 ... 134
• 5절. 종합분석 ... 137
• 3장. 연구개발과제 구성 및 추진전략 ... 141
• 1절. 비전 및 목표 ... 141
• 1. 정성적 목표 ... 141
• 2. 정량적 목표 ... 142
• 2절. 기술개발에 따른 미래상 ... 144
• 1. 현황 및 미래상 ... 144
• 2. 기술개발 전략 및 효과 ... 150
• 3절. 연구개발과제 구성 ... 159
• 4절. 세부과제별 주요내용 및 추진전략 ... 161
• 1. 철도사고의 효율적 복구를 위한 체계구축 연구 ... 161
• 2. 열차 탈선사고 복구 장비 개발 연구 ... 163
• 3. 열차 충돌사고 복구 장비 개발 연구 ... 166
• 4. 터널화재 진압 및 환경피해 복구차량 개발연구 ... 168
• 5절. 연구성과의 활용방안 ... 171
• 1. 철도사고복구 체계구축 방안 연구 ... 171
• 2. 탈선사고 복구장비 개발 방안 연구 ... 172
• 3. 충돌사고 복구장비 개발 방안 연구 ... 172
• 4. 터널 화재 진압 및 환경피해 복구용 특수차량 개발 방안 연구 ... 172
• 6절. 연구수행체계 제안 ... 173
• 4장. 사전 타당성 검토 ... 175
• 1절. 정책적 타당성 ... 175
• 2절. 기술적 타당성 ... 179
• 3절. 경제적 타당성 ... 180
• 4절. 기술개발 필요성 ... 182
• 5절. 정부지원 타당성 ... 183
• 6절. 사고복구 전문가 의견 수렴 ... 184
• 5장. 인력투입계획 및 소요예산 산정 ... 187
• 1절. 연구일정에 따른 인력투입 계획 ... 187
• 1. 전체사업 인력투입 계획 ... 187
• 2. 세부 과제별 인력투입 ... 188
• 2절. 소요예산 산정 ... 190
• 1. 전체 사업 소요예산 ... 190
• 2. 세부과제별 소요예산 ... 191
• 6장. 과제 제안요구서 ... 195