• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.4863-4870
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• 2015

현재 철도신호 시스템/제품(Generic Product)에 대한 안전성 확보가 최우선시 되면서 그에 대한 정량적인 척도로 안전무결성 요구사항(SIR) 만족에 대한 검증은 필수사항으로 요구되고 있다. 안전무결성 요구사항(SIR) 검증은 시스템 안전성 분석을 기반으로 수행되지만 아직까지는 국내에서 수행한 경험이 없기 때문에 시스템 안전성 분석을 위한 기본 데이터의 확보율이 현저하게 떨어졌다. 따라서 지금까지는 정성적인 시스템/제품 안전성 분석에 의존할 수밖에 없었다. 정성적 분석은 리스크 매트릭스, 리스크 그래프와 같은 방법으로 사고의 폭은 넓지만 결과의 신뢰성이 떨어진다는 단점을 가지고 있다. 따라서 정성적 분석의 단점을 보완하기 위해서는 시스템/제품에 대한 정량적인 안전성 분석이 병행되어져야 한다. 본 논문에서는 정성적 분석의 단점을 극복하기 위해 정량적인 안전성 분석방법을 제시하고 신뢰성이 향상된 안전무결성 요구사항(SIR)의 검증방안을 제시한다. 검증 결과, Vital 데이터 처리장치에 대한 위험고장 발생 빈도는 $1.172279{\times}10^{-9}$으로 산출되었으며, 이 수치는 요구된 안전무결성 목표보다 상회하는 것으로 검증되었다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2008년도 국제학술회의
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• pp.249-260
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• 2008

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.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.353-362
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• 2015

도시철도 지하역사에 설치되어 운영중인 승강장 안전문(PSD)은 승객의 추락방지 등 안전사고 예방에 큰 기여를 하고 있지만, 기존 승강장 선로 배기설비의 차단으로 인해, 일부 역사에서 승강장내 환기효율 저하문제를 발생시키고 있다. 본 연구에서는 PSD가 설치된 승강장의 기존 급배기 시스템의 환기효율 개선을 위해, 승강장과 대합실로 통하는 계단부 하부공간의 무효한 공간(창고)에 국부적인 하부 배기시스템을 추가하고, 승강장 배기용 덕트를 선로부의 기존 배기시스템에 연결하여 연동함으로써 기존 시스템에 무리 없이 승강장 실내환경을 개선하고자 하였다. 즉, PSD 설치이후 승강장 내부의 전체적인 기류혼합효과와 오염된 실내공기를 효율적으로 배출하기 위한 하부배기 방식을 연구하였다. 이러한 하부배기 방식의 효과를 예측하기 위하여, 서울지하철 2호선 역사를 선정하여 급배기량을 실측하고, 이를 바탕으로 전산수치해석 연구를 수행하여 개선효과를 예측해보았다. 하부 배기시스템의 적용은 승강장 기류의 지체상태 및 환기효율 특성을 나타내는 공기연령 측면에서 약 16.5%의 개선효과가 있는 것으로 분석되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.351-358
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• 2016

국내철도 노선에 사용되는 NS형 선로전환기는 1960년대 말 일본에서 도입 되어 국산화 과정을 거처 개량되어 현재까지 설치 운용하고 있다. 선로전환기는 열차운행 상 가장 취약한 개소로 관리되고 있으며 사소한 결함에도 대형 열차사고가 발생될 수 있어 선로전환기 관리는 매우 중요하다. NS 선로전환기는 기계적인 구성품 개량은 꾸준히 이루어졌지만 표시 동력 제어회로 등 전기적인 접속부의 개선 없이 50년 전 도입 당시 기술을 그대로 사용하고 있어 최근 도입 운영되고 있는 자동 무인운전 시스템과 인터페이스에 문제가 있을 수 있다. 또한, 기존 NS 선로전환기 배선세트는 회로제어기와 제어계전기를 고정한 상태에서만 점검이 가능하여 고장발생 시 복구를 위한 점검시간이 과다하게 소요될 뿐만 아니라 철도신호 숙련자만 점검이 가능하여 원활한 열차소통에 어려움이 있는 것이 현실이다. 따라서 본 논문에서는 국내 NS 선로전환기의 표시 동력 제어회로 등 전기적인 접속부에 대한 개선 방안을 도출하고 최적화된 NS 선로전환기의 개선방안을 제시하고 서울2호선 자동운전(Distance to go) 구간에 시제품을 제작 하여 설치하였다. 이를 보다 확대 적용하면 안정적인 신호시스템 구성과 더불어 효율적인 유지보수가 이루어져 철도이용 승객 서비스 증대 및 유지보수비용 절감 등의 효과가 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.4762-4767
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• 2012

열차의 위치를 검지하고 열차내연산(DTG)을 위한 각종 열차제어데이터를 차상으로 전송하는 AF궤도회로장치는 단일계로 구성되어 있다. 만약, 고장이 발생할 경우 선로전환기 및 신호기제어가 불가능하여 시스템이 복구되기까지 기관사에 의해 수동으로 열차를 운전하여야 한다. 이 과정에서 인적 오류는 열차지연, 충돌, 탈선 등 치명적인 안전사고 발생요인으로 작용한다. 따라서, 본 논문에서는 고장모드마다 시스템과 열차에 미치는 영향을 분석하였으며, 고장평점 및 고장등급을 계량화하였다. 계량화된 분석결과를 토대로 전원장치 독립설치, 증폭PCB의 결함콘덴서 원인분석 및 교체, 저항자 냉각시스템설치, 작업방법개선을 통해 고장발생건수 감소 및 신뢰성의 척도인 평균고장간격(MTBF)의 증가와 평균복구간격(MTTR)이 감소되었다. 그리고, 지금까지 경험에 의한 유지보수체계를 계량화된 방법에 의해 예측정비를 수행토록 하여 AF 궤도회로에 대한 신뢰성을 향상할 수 있도록 하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.969-975
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• 2015

본 논문에서는 철도안전과 관련된 규정들을 검토하고 역 근무자 인터뷰, 8개의 도시철도 운영기관(서울도시시철도공사, 서울메트로, 인천교통고사 등)의 현재 실시하고 있는 예방대책 현황조사를 통하여 사고감소를 위한 적극적인 예방대책 수행에 어려움을 미치는 근본원인을 관련 규정의 미흡, 조직문화와 근무환경, 소극적인 운영기관의 예방대책으로 도출하고 이를 통하여 3가지 개선방향을 도출하였다. 우선 도시철도 철도안전사상사고 행동 규정 제작을 제안하였으며, 대학생 안전도우미 활용 및 운영기관 고위 관리자의 안전 교육 등 조직문화와 근무환경 개선을 위한 방향을 제시하였다. 마지막으로 적극적인 사고예방캠페인, 이용객의 교육 참여를 높일 수 있는 방향을 제시하였다. 이러한 사고감소를 위한 개선방향은 향후 운영기관의 예방대책 수립시 가이드라인의 역할을 담당할 것이라 사료된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.50-57
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• 2017

본 논문은 대전도시철도 개통 이후 내부자료 통계분석을 통해 열차지연 원인과 문제점을 살펴보고 고위험군의 위험도를 평가하여 위험도 지수 심각도와 위험도를 측정하였다. 측정방법으로는 위험도 관리방법인 risk matrix($5{\times}5$)를 적용하여 위험도 등급을 산정하였으며, 결과에 따른 안전수준과 허용수준 범위를 분석하였다. 그 결과 차량분야가 가장 위험도가 심각하고, 다음으로 기계설비분야가 위험도를 내재하고 있는 것으로 나타났다. 특히 차량의 출입문장치결함으로 인한 출입문고장과 열차신호 및 제어장치는 심각도도 높지만, 빈도수가 매우 잦아 추가적인 사고 잠재성을 보이고 있다. 기계설비 분야의 PSD결함도 PSD의 안전문 개폐불량이 가장 위험한 것으로 나타났으며, PSD의 오취급 및 PSD의 유리파손 등도 위험도를 내포하고 있는 것으로 나타났다. 본 연구는 이러한 위험도를 내재하고 있는 사고의 빈도수를 경감하고, 심각도를 낮춰서 위험도를 예방할 수 있는 방안을 예측하여 미리 선제적으로 대비할 수 있는 분석결과를 제시함으로써 안전한 도시철도운영으로 이용자의 교통편익에 기여할 것으로 기대된다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권4호
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• pp.12-19
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• 2016

고속 열차에 무선 센서 네트워크를 구성하여 센서 데이터를 이용한 모니터링 시스템에 대한 연구들이 진행됨에 따라, 열차 외부와 내부 간의 통신 시에 발생하는 철도 무선 채널 특성에 대한 연구가 요구된다. 특히, 무선 채널에 다중경로 지연특성이 있는 경우 심볼간 간섭에 따른 성능 열화를 막기 위한 등화기 및 채널 추정기가 요구될 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 실제 고속열차에서 IEEE 802.15.4 규격으로 구성되는 ZigBee 송수신기를 이용하여 수신신호를 측정하고, 측정된 수신신호를 분석하여 다중경로가 최대 두 개인 다중경로 지연특성을 확인하였다. 그리고, 확인 된 철도 환경에서 다중경로 지연특성을 고려하여, IEEE 802.15.4 데이터 칩 시퀀스 특성을 이용한 저복잡도의 채널 추정 기법을 제안하고, 제안 기법에 대한 복잡도 및 성능 오차 분석 후 적용 가능성을 검증하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.2223-2231
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• 2010

최근 자동차, 철도, 선박, 항공기 등 교통수단의 핵심 장치가 CPU가 들어 있는 컴퓨터 제어장치로 전환되어 가고 있는 상황이다. 자동차 사고사례 중 상당 부분의 원인으로 컴퓨터 제어장치에 탑재된 내장형 소프트웨어의 결함이라고 분석한 보고서가 발표되고 있다. 내장형 탑재 소프트웨어에 대하여 결함 제거를 위한 시험이 충분하지 못한데서 문제가 있을 수 있다. 결국 이러한 내장형 소프트웨어의 시험 기준으로 안전성 평가 기준을 철저히 적용하고 이에 적합한 단위테스트 절차를 구축하는 것이 필요하다. 본 논문은 안전성평가 기준에 적합한 내장형 탑재 소프트웨어에 대한 단위테스트 절차에 대한 방안을 제시하는데 그 목적이 있다. 내장형 탑재 소프트웨어에 대한 테스트에는 단위 테스트, 통합테스트, 시스템테스트 등이 있으며, 이중 가장 많은 결함을 발견하는 것은 단위 테스트이다. 본 논문에서는 테스트계획, 테스트절차, 테스트케이스, 테스트시나리오, 테스트 도구, 재테스트 기준 등에 대한 효과적인 단위테스트 준비 과정과 단위테스트를 수행하면서 발생하는 업무, 즉 결함식별, 결함분류, 결함분석, 결함원인, 결함조치 및 확인, 재테스트 실시, 테스트보고 등의 활동을 체계적으로 구축하는 방안을 제시한다. 또한 개발된 내장형 탑재 소프트웨어의 프로그램 소스를 일일이 눈으로 검사하여 결함을 발견하기란 쉽지 않다. 안전성평가 기준이 내장된 테스트 도구를 활용함으로써 내장형 탑재 소프트웨어 단위테스트의 작업시간을 줄이고 결함발견 및 원인분석에 대한 자동화된 보고서를 얻음으로써 테스트 생산성 및 소스코드의 품질 향상을 달성할 수 있는 방안도 아울러 제시한다.

• 터널과지하공간
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• 제27권5호
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• pp.282-294
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• 2017

본 연구에서는 광산안전관리를 위한 충돌방지시스템의 개발 현황과 적용사례를 분석하였다. 광업 선진국인 미국과 호주에서 사용하는 충돌방지시스템의 용어를 정의하고 이용되는 센서 기술들을 비교하였다. 또한 해외의 광산 회사들이 개발한 충돌방지시스템인 $MineAlert^{TM}$ Collision Awareness System, Cat $MineStar^{TM}$, Intelligent Proximity Detection 기술 등에 대해 소개하였다. 국내 광업 분야에서는 충돌방지시스템을 개발한 사례가 없었으며 건설과 철도 분야에서 이와 유사한 개념의 시스템을 확인할 수 있었다. 충돌방지시스템을 도입하면 광산에서 발생할 수 있는 충돌사고를 방지하여 작업자의 안전을 개선시킬 수 있을 것이며, 해외의 개발 사례를 통해 국내 광산 환경에 적합한 센서 기술을 개발하고 적용하는 연구가 필요할 것으로 판단된다.