철도분야 최적유지보수 (RCM) 시스템 구축에 관한 연구 *
한 기 율
†송원대학교 철도운수경영학과
A Case Study on the Application of RCM to Railway System *
Kee-Youl Han
†Department of Railroad Transportation Management, Songwon University
Purpose : The purpose of this study is to propose that domestic rail must the work to be done in the RCM system
and railway operators are to present a direction to establish the efficient and systematic system based on this.
Methods : In recent years, domestic railway accidents has decreased year rapidly every year. In particular,
suicidal ideation was greater than 50% of the accidents is showing a larger decrease in the influence of the screen-door construction. However, the train delay has been maintained without major changes since 2010. The most important cause of the delay operation is a vehicle breakdown. This fact demonstrates that effective maintenance of the most important activities in the railway accident prevention activities.
So we have to build a RCM system in which the characteristics of the domestic railway accident.
Conclusion : We proposed what is necessary functionality and the function requires a railway operators in RCM
railway systeml.
1)
Keywords: Rail Accident, Rail Safety, RAMS, RCM, RCM System
1. 서 론
최근 들어 철도 기술의 발전은 가장 안전한 교통수단 중 하나 로 자리매김 하고 있고, 빠른 접근성의 이유로 가장 선호하는 교통수단으로 자리매김 하고 있는 중이다. 그러나 고속화 및 편 리성을 추구하는 고속철도는 2011년 KTX 광명 탈선 사고, 2013년 대구역 열차 충돌 사고 및 2014년 2호선 왕십리역 사고 등으로 철도산업의 좋은 이미지를 손상시킬 뿐만 아니라 여객 의 생명과 직결되는 부분으로 중요한 이슈 사항이 되고 있다.
따라서 국토교통부에서는 철도교통량 증가 및 열차 운행 속도의 향상으로 인해 철도안전에 대한 국민 인식 및 요구수 준이 높아짐에 따라 강화된 안전대책을 마련하고 있다. 제7 차 국가교통안전기본계획의 자료에 의하면 <표 1>과 같이 국 가철도망 구축계획의 지속적인 철도건설 확충에 따라 철도 여객은 매년 1~2%씩 증가할 것으로 전망하고 있다.
국토교통부(구 국토해양부)의 제2차 고속철도망 구축계획 에 따르면 이용자 중심의 철도망 구축체계로 전환됨에 따라 장대터널 및 교량구간이 증가하고 열차 운행밀도의 증가로
인해 사고․장애시 처리 시간이 부족하고, 초고속열차 및 틸 팅열차 도입 등에 대비하고, 운행속도 향상에 따른 대형사고 예방대책의 지속적인 추진이 필요시 된다. 향후 10년간 약 98 조가 투입되는 국가고속철도망 구축계획의 효율적 실행을 위해서는 철도 건설과 운영시 안전성, 유지보수성 목표를 저 해하지 않으면서도 투자비용을 최소화하는 정책․제도적 뒷 받침과 IT기술 등이 접목된 획기적인 통합안전시스템 기술 개발이 필요하다고 판단된다.
구 분 2004년 2011년
⇨
2016년
역사수 1,073 1,156 1,346
노선연장 3,797 4,148 5,018
노선수 61 92 100
철도운영기관수 7 10 15
<표 1> 제7차 국가교통안전기본 계획(국토교통부)
이런 장기계획의 일환으로 최근 철도안전법을 개정하여
* 이 논문은 2015년도 송원대학교 학술연구비의 지원을 받아 연구되었음.
†교신저자 [email protected]
2015년 10월 11일 접수; 2015년 11월 12일 수정본 접수; 2015년 11월 20일 게재 확정.
모든 철도운영기관에서는 RAMS 분석을 통한 RCM을 필수 적으로 수행하도록 함으로써 과학적이고 체계적인 유지보수 를 통한 철도안전에 기여할 수 있도록 하였다.
본 연구는 국내 철도 운영기관이 준비하고 있는 RCM 시스 템 구축에 있어서 반드시 수행되어야 할 내용들을 제언하고 이를 바탕으로 효율적이고 체계적인 시스템이 구축될 수 있 도록 하는 방향을 제시하고자 한다.
2. 시스템 구축의 필요성
2.1 선행연구
국내 철도 RCM에 관련된 주요 선행연구들은 대부분 철도 RCM 시스템에 필요한 절차나 신뢰성 및 안전성에 관련된 내 용으로 국한되어 있다. 관련 주요 선행연구 결과를 정리하면 아래와 같다.
신석균 외(2007)는 RCM의 일반적인 개념과 절차를 검토 하고, 철도시스템에서 요구하는 신뢰성 및 안전성의 중요성 을 연구하였다. 또한 RCM 분석 절차와 EN50126 및 IEC 62278에서 권고하는 신뢰성 및 안전성 분석활동 절차를 비교 하고 상관관계를 연구하여, 철도시스템의 효율적인 RCM도 입시 적합한 활동절차 및 방안을 제시하였다.
임병옥․윤덕균(2005)은 RCM의 기본이론에 대한 고찰 및 한국고속철도의 안전운행과 차량의 가용성 및 정시성 확보의 일환으로 구축된 KTX-RCM 적용방안을 철도차량의 운영과 정 비경험을 바탕으로 모든 부품의 동작상태 및 안전에 영향을 주 는 요소들을 파악하여, 정비계획을 효과적으로 수립․관리할 수 있는 CMMS(Computerized Maintenance Management System) 와 연계하여 분석하였다.
또한 도시철도 시설물의 유지관리 현황과 문제점을 고찰하 고 관리능력의 향상을 위하여 계 획․설계․시공 관련 정보와 도시철도 시설물 유지관리 기술과의 매핑을 구현한 시스템(시 설물유지관리정보시스템: MMIS, Maintenance Management Information System)을 개발방안에 대하여 현지훈(2012)이 연구 를 수행하였다.
문효선․최규형(2012)은 RCM 기법을 이용하여 도시철도 신호장치의 유지보수체계를 개선하는 방안을 제시하고 있다.
그 중 중요도가 높은 선로전환기에 대하여 고장데이터를 수 집하고 이를 기반으로 신뢰도를 분석하고, 신뢰도 분석을 수 행함으로써, 고장 확률분포함수를 추정하고 신뢰도함수, 고 장률 함수 및 평균수명을 산출하였다.
신석균(2012)은 현재까지 도출된 RCM 규정 중에서 일반
산업분야에서 가장 널리 쓰이고 있는 RCM II를 기준으로 적 용 절차 및 유지보수 결정로직을 분석하고, 철도 분야에서 적 용되고 있는 정량적인 안전성 분석활동의 기준이 되는 위험 도(Risk) 등급을 활용하여 기존 유지보수 결정로직이 가진 정 성적인 결정방안을 보완함으로써 철도분야에 적용이 가능한 안전성 중심의 정량적인 유지보수 결정로직을 수립하였다.
획일적인 시간기준의 예방정비는 많은 부분 비효율적이라 는 것이 입증되었고, 코레일에서 운행되고 있는 철도차량의 정비관련 자료 분석결과에서도 시간기준의 정기적인 중정비 (overhaul) 직후에 오히려 고장이 많이 발생되는 것으로 나타 나고 있다. 철도차량을 효율적으로 유지보수하기 위하여 철 도차량의 정비주기가 경제성 및 신뢰성에 많은 영향을 미치 는 것을 고려한 신뢰성기반의 철도차량 유지보수방법에 대 하여 유양하․이낙영(2013)가 연구하였다.
서울메트로는 2009년도에 구축한 ERP 시스템 구축 내에서 정비 대상 시설물과 차량 주요장치에 대한 분류체계 정립 및 분석을 위한 기초자료 구축과 선진 유지 관리기법인 RCM 방 식을 도입해서 철도시설물별 점검 및 유지보수 주기를 최적 화하여 가용도를 향상하고 과잉정비를 방지하여 유지보수 비용을 획기적으로 절감할 수 있는 RCM 기반 철도 시설물 고장분석 시스템을 구축하여 운영 중이다. 정관수 외(2013) 는 서울메트로 7개 공종 시설물을 관리하는 고장분석시스템 (MARS : Metro Analysis for Real Safety)과 차량고장분석시스 템(RFAS : Railstock Failure Analysis System)에 대해 RCM을 적용한 시스템 구축 효과에 대하여 연구하였다.
상기 제시된바와 같이 대부분의 선행연구들은 RCM 시스 템의 기본적인 내용들과 일반적인 기능 및 분석방법위주로 제안하여, 현재 각 철도운영기관별로 갖고 있는 문제들이나 현황들을 정확히 반영하지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서 는 기존의 선행연구에서 다루지 못한 각 철도운영기관별 현 황들을 반영하여 우선적으로 무엇을 수행하여야 하는지 제 시하고자 한다.
2.2 RCM 시스템 도입의 필요성
최근 5년간 국내 철도사고의 건수는 2010년의 225건에서 2014년에 136건으로 약 60% 수준으로 감소하였다. 중대사 고
1)와 불법행위의 경향도 사고건수와 거의 비슷한 경향으로 2010년 이후 지속적으로 감소하여 2010년에 비해 60% 정도 로 감소하였다.
철도교통사상사고의 경우 여객사고의 유형을 보면 “자살 로 추정이 되는 열차에 뛰어듦”이 스크린도어 설치 이후에
1) 중대사고는 운행 중인 철도차량으로 인하여 발생한 사고 중 아래에 하나 이상에 해당하는 사고.
- 최소 1인 이상의 사망이나 중상자가 발생한 사고
- 차량/선로/기타 시설물에 중대한 손상을 유발한 사고(금액기준 2억 이상) - 환경에 중대한 영향을 미치는 사고(금액기준 2억 이상)
- 본선의 열차운행을 6시간 이상 심각하게 지연된 사고
구 분 기간 2010년 2011년 2012년 2013년 2014년 합계 평균
합계
110 68 73 61 59 371 74.2선로무단침입/통행 2 2 5 1 8 18 3.6
선로근접통행 13 5 11 1 5 35 7.0
열차에 뛰어듦(자살추정)
80 40 46 40 35 241 48.2승하차시 넘어짐 4 10 2 5 2 23 4.6
출입문등에 끼임 4 6 5 0 1 16 3.2
열차내에서 넘어짐등 2 2 1 2 1 8 1.6
비산/낙하물 충격 1 0 0 0 1 2 0.4
기타 4 3 3 12 6 28 5.6
<표 2> 최근 5년간 사고원인별 여객 사고통계현황
2010년 2011년 2012년 2013년 2014년 합계 평균
합계 313 347 339 321 279 1599 319.8
차량탈선 5 3 2 4 0 14 2.8
차량파손 0 1 1 0 0 2 0.4
차량화재 0 0 0 0 1 1 0.2
열차분리 0 2 2 1 0 5 1.0
차량구름 0 0 0 0 0 0 0.0
규정위반 12 8 10 12 12 54 10.8
선로장애 14 12 18 20 16 80 16.0
급전장애 26 12 21 29 15 103 20.6
신호장애 32 67 43 30 37 209 41.8
차량고장
217 237 238 219 184 1095 219.0열차방해 5 2 1 3 2 13 2.6
기타 2 3 3 3 12 23 4.6
<표 3> 최근 5년간 연도별 지연운행 발생원인
많이 줄어들긴 했으나, 전체의 70% 정도를 차지하고 있다.
“자살로 추정이 되는 열차에 뛰어듦”은 2010년에 80건이었 으나, 2011년에 40건, 2012년에 46건, 2014년에 35건이 발생 하여 스크린도어설치의 영향을 크게 보고 있음을 알 수 있다.
(교통안전공단의 철도안전정보종합포털).
225
186
166
147 136
190
156
136 131
115 159
133
111
97 93
80 100 120 140 160 180 200 220 240
2010년 2011년 2012년 2013년 2014년 사고건수 중대사고건수 불법행위 사고건수