QRA를 이용한 철도터널 방재 안전성 평가

김도식(Do-Sik Kim),김도형(Do-Hyung Kim),김우성(Woo-Sung Kim),이두화(Du-Hwa Lee),이호석(Ho-Seok Lee) 한국암반공학회 2006 터널과지하공간 Vol.16 No.5

최근 신설철도가 계획되거나 선형개량공사가 증가함에 따라 터널 구조물이 장대화되고 있다. 장대터널에서 터널내 열차화재 등이 발생하는 경우 대형사고를 초래할 수 있으므로 터널 방재에 대한 관심이 증가하고 있으며, 이에 따른 터널 방재기준도 더욱 강화되고 있는 실정이다. 따라서 터널계획시 방재기준을 만족하면서 위험도를 최소화할 수 있는 최적 방재시설물 계획이 요구되고 있다. 이와 같이 합리적인 장대터널 방재 설계를 위해서는 열차사고 통계분석 및 피난시뮬레이션을 기초로 한 보다 객관적이며, 정량적인 평가가 필요하다 할 수 있으며, 이를 위해서 본 연구에서는 정량적 위험도 분석기법인 QRA (Quantitative Risk Assessment)를 철도터 널에서의 방재설계에 적용하고자 하였다. 대상터널은 연장 약 4.1 ㎞의 산악터널(사례 Ⅰ)과 연장 약 3.6 ㎞인 도시지역터널(사례 Ⅱ)로서 두 터널 모두 철도터널 관련 방재기준보다 향상된 터널방재성능이 요구되어, 도시지역 안전기준에 만족하는 합리적인 터널내 방재구조물 계획을 수립하기 위하여 정량적 위험도분석을 실시하였다. 장대터널에서의 갱외탈출로 개념의 사갱 및 수직구 계획을 수립하기 위하여 각각의 경우에 대한 QRA를 실시하고, 장대터널의 방재 안정성을 평가함으로써 실행 가능한 합리적인 수준의 터널 방재설계를 수행하고자 하였다. Recently, as the construction of new railway and the relocation of existing line increase, tunnel structures grow longer. The railway fire accidents in long tunnel bring large damages of human life and disaster. The interest of safety in long tunnel have a growing and the safety standard of long tunnel is tightening. For that reason, at the planning of long tunnel, the optimum design of safety facility in long tunnel for minimizing the risks and satisfying the safety standard is needed. For the reasonable design of long railway tunnel considering high safety, qualitative estimation for tunnel safety is required. In this study, QRA (Quantitative Risk Assessment) technique is applied to design of long railway tunnel for assuring the safety function and estimating the risk of safety. The case study for safety design in long railway tunnel is carried out to verifying the QRA technique for two railway tunnels. Thus, the inclined and vertical shaft for escape way and safety facilities in long tunnel are planned, and the risks of tunnel safety for each case are estimated quantitatively.

비선형 회귀분석을 이용한 Generic 데이터 기반의 누출빈도함수 추정

윤익근,단승규,정호진,홍성경 한국안전학회 2020 한국안전학회지 Vol.35 No.5

Quantitative risk assessment (QRA) is used as a legal or voluntary safety management tool for the hazardous material industry and the utilization of the method is gradually increasing. Therefore, a leak frequency analysis based on reliable generic data is a critical element in the evolution of QRA and safety technologies. The aim of this paper is to derive the leak frequency function that can be applied more flexibly in QRA based on OGP report with high reliability and global utilization. For the purpose, we first reviewed the data on the 16 equipments included in the OGP report and selected the predictors. And then we found good equations to fit the OGP data using non-linear regression analysis. The various expectation functions were applied to search for suitable parameter to serve as a meaningful reference in the future. The results of this analysis show that the best fitting parameter is found in the form of DNV function and connection function in natural logarithm. In conclusion, the average percentage error between the fitted and the original value is very small as 3 %, so the derived prediction function can be applicable in the quantitative frequency analysis. This study is to contribute to expand the applicability of QRA and advance safety engineering as providing the generic equations for practical leak frequency analysis.

QRA considering multi-vessel failure scenarios due to a natural disaster - Lessons from Fukushima

Kim, H.,Heo, G.,Jung, S. Butterworths 2016 Journal of loss prevention in the process industri Vol.44 No.-

<P>The Fukushima accident is the largest nuclear power plant accident caused by a natural disaster, which shut off the cooling system. In this accident, natural disaster was an initiating event and caused a problem to a single unit, but then propagated to other units at the site. Since that accident, the nuclear industry in South Korea is now more concerned with multi-unit Probabilistic Safety Assessment (PSA) and is attempting to develop a new methodology since there are generally more than four units on one site in the country. Likewise, chemical industry would be vulnerable for a natural disaster with a domino effect since their combinations have not been adequately addressed in the history. The chemical and petrochemical industries have experienced a number of incidents/accidents related to multi-units such as vessels and tanks because many of these units are usually installed on a site. The chemical industry has a wide range of experience, but most scenarios have involved domino effects, while the study of multi vessel accidents caused by natural disasters (i.e., earthquakes) is lacking. The purpose of this paper is to review past experiences in the chemical industry and adapt appropriate process safety applications using risk analysis related to multiple vessels (tanks) at a site. Several Quantitative Risk Analysis (QRA) approaches have been searched and employed to compare the risks of some chemical plant complexes in South Korea regarding multi-vessel (unit) failure scenarios due to natural disasters. (C) 2016 Published by Elsevier Ltd.</P>

감소인자 적용에 따른 고압가스배관의 사고피해영향에 관한 연구

이동혁(Dong Hyuck Lee),정상용(Sang Yong Jung),고상욱(Sang Wook Ko),김민섭(Min Seop Kim),고재욱(Jae Wook Ko) 한국가스학회 2012 한국가스학회지 Vol.16 No.5

한정된 자원과 공간에서 효율을 증가시키기 위해 설비가 고도화와 대형화되는 추세이다. 이에 따라 공정 내에 처리 용량이 증가하여 배관에 흐르는 유체의 유량과 압력 또한 높아지고 있으며 사고의 위험성 또한 높아지고 있다. 특히 고압가스는 누출 가능성이 높으며 누출시 폭발이나 화재로 인한 큰 피해를 줄 수 있다. 이러한 이유로 고압가스배관에 대한 정량적 위험성 평가(Quantitative Risk Assessment) 연구가 활발히 이루어지고 있다. 하지만 정량적 위험성 분석시 지형지물 등으로 인한 차폐효과와 같이 사고영향을 감소시키는 요인에 대한 연구는 그다지 이루어지고 있지 않는 실정이다. 따라서 이 연구에서는 고압가스배관에서 발생할 수 있는 사고 유형과 그에 따른 피해를 계산하고 감소인자 적용에 따른 피해 감소효과를 분석하였다. It becomes a more and more common practice to build facilities bigger and more integrated in an effort to optimize the process within limited resources and spaces. As the capacity of facilities increases, so does the flow rate and pressure. This in turn leads to a high consequence of accident. Not only are these facilities vulnerable to leakage because of their high pressure, but also subsequent fire and explosion can be threatening. For these reasons, there is an urgent need to come up with solutions to assess and minimize the damage from an accident. The Quantitative Risk Assessment(QRA) is one of the most efficient ways to solve problems on pressurized pipelines. The QRA can be re-enforced by applying reduction factors. In this study various types of accidents in a pressurized pipeline were evaluated. The damage from accidents were computed, then. Finally the reduction factors were very effective to decrease consequences of high pressure pipeline accidents.

이동식 LNG 충전소 정량적 위험성 평가

전은경(Eun-Gyeong Jeon),최영주(Young-Joo Choi),김필종(Pil-Jong Kim),유철희(Chul-Hee Yu) 한국가스학회 2021 한국가스학회지 Vol.25 No.6

정부는 국내 미세먼지의 주요 원인 중 하나인 대형화물차의 연료를 경유에서 액화천연가스(LNG) 등의 친환경 연료로 전환하는 정책을 추진하고 있다. 부족한 충전 인프라의 문제점을 해결하고, LNG 연료의 초기 보급을 원활하게 하기 위해 규제자유특구를 통한 이동식충전소 개발과 실증이 진행되고 있다. 본 연구에서는 실증용 이동식충전소의 개발에 앞서 안전한 설계를 위해 정량적 위험성평가 프로그램을 활용하여 주요설비(저장, 충전)에 대한 피해영향범위를 산출하였으며, 가상 시나리오에 대한 개인적/사회적 위험도를 예측하여 위험성 분석을 실시하였다. 위험도 분석 결과, 이동식충전소 실증시설의 위험성은 가용한 범위 내에 있는 것으로 나타났다. The government is converting the fuel for trucks, one of the causes of PM in Korea, form diesel to LNG. Mobile LNG station are being developed to solve the problems of insufficient charging infrastructure and facilitate the spread of LNG fuel. In this study, QRA was used th calculate the CA of the facility for a secure design prior to the development of the mobile LNG station and to predict the individual/societal risk the scenario. As a result, the danger of mobile LNG station was in ALARP.

부생가스 기반 수소 정제시설의 정량적 위험성 평가에 관한 연구

신현국,김민주,정지운,하상준,최종호 한국가스학회 2023 한국가스학회지 Vol.27 No.4

부생가스 발생 및 이용현황보고서(2015)에 따르면 철강 사업에서 나오는 부생가스는 국내 연간 8,000만톤으로 추정된다. 이를 정제할 경우 다량의 수소 생산이 가능하여 수소 정제시설과 관련해 활발한 연구 개발이 진행 중이다. 본 연구에서는 부생가스 기반 수소 정제시설의 구성요소를 분석하고 위험요인을 조사하여정량적 위험성 평가(QRA)를 실시하였다. 위험도 분석 결과는 허용 가능 수준으로 도출되었으며 수소의 위험성을 고려한 시설물의 안전성 향상을 위한 기초자료로 활용할 예정이다. According to the Off-Gas Generation and Use Status Report (2015), Off-gas from the steel in- dustry is estimated to be 80 million tons per year in Korea. If this is purified, large amounts of hydrogen can be produced, so active research and development related to hydrogen purification facilities is underway. In this study, a quantitative risk assessment (QRA) was conducted by analyzing the components of a off-gas based hy- drogen purification facility and investigating risk factors. The risk analysis results were determined to be at an acceptable level and will be used as basic data to improve the safety of facilities considering the risks of hydrogen.

국외 천연가스 배관 사고 빈도 비교 및 분석 모형에 관한 연구

오신규(Shin-Kyu Oh) 한국가스학회 2014 한국가스학회지 Vol.18 No.3

본 연구에서는 국내 매설 고압가스배관의 사고빈도 데이터 구축 시 활용할 수 있도록 국외에서 발표하고 있는 고압가스배관 사고빈도 데이터에 대해 고찰 하였다. 고압가스배관 사고빈도 데이터의 대표적인 것으로는 미국의 DOT, 유럽의 EGIG 및 영국의 UKOPA가 있다. 국외 사고빈도 데이터의 국내 적용 가능성을 확인하기 위하여 이들을 비교 분석한 결과 EGIG 데이터가 국내 실정에 더 적합하였다. EGIG 8차 보고서의 사고빈도 데이터를 사용하여 비선형회귀분석을 수행한 결과 배관 설치 연도에 따른 지수형의 곡선을 얻었다. 향후 전체 사고빈도의 약 50%를 차지하고 있는 타공사 부분과 국내 데이터와 국외 데이터의 합성에 대한 집중적인 연구가 필요하다. In this study, the overseas failure frequency data of the high-pressure gas pipeline were investigated to apply QRA of high-pressure gas pipeline. The typical overseas failure frequency data of high-pressure gas pipeline are DOT of United States , EGIG of Europe, and UKOPA of United Kingdom (UK). Comparative analysis of these data was shown that EGIG data was suitable for the situation in Korea. In order to apply QRA of high-pressure gas pipeline, non-linear regression analysis using the failure frequency data in the report of EGIG 8th was performed. In the future, intensive researches are required for the external interference because about 50% of the failure frequency of all incidents is the external interference, and for combining of domestic and overseas data.

철도 안전 설비의 정량적 위험평가 기술

김유호,최권희,이종우,송중호,송광열 대한안전경영과학회 2011 대한안전경영과학회지 Vol.13 No.3

도로터널의 성능적 화재안전설계를 위한 모형실험과 MLZ2모델분석에 관한 연구

윤웅기(Ung -Gi Yoon),권영진(Young - Jin Kwon) 호서대학교 공업기술연구소 2016 공업기술연구 논문집 Vol.35 No.1

본 연구는 도로터널의 성능적인 화재안전설계의 구축을 위하여 QRA(Quantitative Risk Assessment)의 단계별 평가 중 화재사고의 시나리오 작성과 화재해석을 중심으로 한 화재강도 및 FAN의 작동유무에 따른 1/20 Scale 축소모형실험을 실시하였으며 , MLZ과 비교를 통해 화재시나리오별로 분석을 실시하였다 . 또한 , MLZ검증 을 통하여 다양한 도로터널 화재시나리오에 따른 화재성상을 예측하였으며 , Case Study를 통해 터널화재 위험성 평가에 대한 기초적 자료를 제시하였다 . On tins study, we carried out the 1/20 scale reduction simulation test according to fire strength and operation of fan based on the scenario of fire accident and fire interpretation from the step evaluation of QRA (Quantitative Risk Assessment) to build the performance-based fire safety design of road tunnel, and conducted the analysis by fire scenario through the comparison with MLZ. In addition, we estimated the fire behaviors by various fire scenario of road tunnel through MLZ verification and suggested the basic data for risk assessment of tunnel fire through case study.

Analysis of Marine Vessel Collision Risk based on Quantitative Risk Assessment

Koo, Bon Guk The Korean Society of Marine Environment and safet 2018 해양환경안전학회지 Vol.24 No.3

The collision problem is one of the design factors that must be carefully considered for the risk of collision occurring during the operation of ships and offshore structures. This paper presents the main results of the ship collision study, and its main goal is to analyze potential crash scenarios that may occur in the FLNG (Floating Liquefied Natural Gas) considering the likelihood and outcome. Consideration being given to vessels visiting the FLNG and surrounding vessels navigating around, such as functionally supported vessels and offloading carriers. The scope includes vessels visiting the FLNG facility such as in-field support vessels and off-loading carriers, as well as third party passing vessels. In this study, based on QRA (quantitative risk assessment), basic research methods and information on collision are provided. Based on the assumptions and methodologies documented in this study, it has been possible to clarify the frequency of collision and the damage category according to the type of visiting ship. Based on these results, the risk assessment results related to the collision have been derived.