A Study on Reliability Demonstration for Railway Signaling Equipment

The railway signaling system, which controls the course of trains and the distance between trains, is a safety critical system of the railway system because derailment or collision of trains can occur if unsafe failure is generated by any fault. The international standards of reliability, availability, maintainability, and safety of railway applications require that the safety of functions be guaranteed in safety critical systems; system reliability and safety are quantitatively estimated and demonstrated by the failure rates of devices. The development of technology has accelerated the development of railway signaling systems. Existing devices, which have already been verified as to their safety, are applied with special user requirements to reflect the new operation scenario. It is found that the reliability and safety of the devices are different depending on individual application. Therefore, the reliability of the railway signaling system must be considered while complying with the international standards; this requires that the initial failure rate be estimated and demonstrated using fault data gathered over several years. This paper shows a method for demonstrating the initial estimated failure rate and suggests a fault data collection method and an overall process that is based on probability.

철도신호장치의 신뢰도입증에 관한 연구

철도신호장치는 열차의 진로 및 간격제어를 수행하여 위험측 오동작이 발생하는 경우 열차충돌 또는 탈선 등 심각한 사고의 원인이 되므로 철도시스템의 안전핵심장치이다. 철도적용 신뢰성, 가용성, 유지보수성, 안전성에 대한 국제표준에서는 철도신호장치와 같은 안전필수장치에 대해서는 기능안전을 보증토록 하고 있으며, 기능안전은 장치의 고장률을 통해 정량적으로 신뢰성과 안전성을 예측 및 입증토록 권고한다. 기술발전과 함께 철도신호장치의 첨단화가 가속화되고 있으며, 과거 실용사례가 있는 장치에 대해서도 운영시나리오를 반영한 특화된 사용자 요구사항이 요구되어 사실상 철도신호장치의 신뢰성과 안전성은 적용사례별로 차이가 발생한다. 따라서 철도신호장치의 신뢰도는 국제표준에 따라 사용시점의 초기고장률을 표준에 의해 예측하고 일정기간 영업운전 동안 발생된 고장정보를 통해 예측치를 입증해야 한다. 본 논문은 신뢰도 예측에 의한 초기고장률 입증을 효과적으로 수행하기 위한 방안을 제시하며 운행 중 발생된 고장정보의 수집과 통계처리 방법을 제시한다.