ISO/IEC 15288 기반의 경량전철사업 이해관계자 요구사항 개발을 위한 연구

김주욱(Joo Uk Kim),한석윤(Seok Youn Han) 한국철도학회 2012 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2012 No.5

경량전철사업은 건설, 차량, 기계, 전기, 신호, 통신, 궤도, 운영 등 다양한 하부시스템으로 이루어진 대규모 인프라 사업으로서 초기에 도출된 이해관계자의 요구로부터 이해관계자 요구사항을 개발하는 것은 매우 중요하다. 이에 시스템공학 국제표준규격인 ISO/IEC15288의 기술 프로세스에서는 이해관계자 요구사항 정의 프로세스의 목적과 수행성과, 활동 및 테스크 등에 대하여 가이드라인을 제시하고 있다. 본 연구에서는 가이드라인에 따라 입력물과 산출물을 도출하고, 해당 템플릿을 작성하여 이해관계자 요구사항을 개발하는 방법을 제시하였다. 이 연구결과는 시스템 요구사항의 개발을 위한 기본자료로 활용될 것이며, 향후 시스템 생명주기 전체의 흐름에 따라 추적성을 유지하며 관리될 것이다. Light Rail Transit Project is infrastructure project that compromised construction, vehicle, mechanics, electrics, signal, communication and operation. It is important that we develop stakeholder requirement. ISO/IEC 15288 technical process defined Stakeholder Requirement Definition Process and Requirement Analysis Process included purposes, outcomes, activities and tasks. Witj this study, we make templates and examples and provide how to develop stakeholder requirement. It can use guideline for development of stakeholder requirement and developed requirement shall be managed with traceability on the system life cycle processes.

경전철 역사 개념설계 단계에서 기능분석 결과를 활용한 안전요구사항의 생성방법에 관한 연구

김주욱(Kim, Joo-Uk),정호전(Jung, Ho-Jeon),박기준(Park, Gi-Joon),김주락(Kim, Joorak),한석윤(Han, Seok Youn),이재천(Lee, Jae-Chon) 한국산학기술학회 2016 한국산학기술학회논문지 Vol.17 No.4

철도와 같은 안전중시 시스템에 대해 체계적인 안전관리의 필요성이 점차 커지고 있어 IEC 61508, 62278, ISO 26262 등의 안전과 관련된 표준들이 제정되었고, 관련연구가 수행되고 있다. 그중 안전 프로세스의 중요한 활동인 위험원 분석에 대하여 다양한 연구가 수행되어 왔으나, 시스템설계 프로세스와의 구체적인 연계성이 부족하였다. 또한 기존의 위험원 분석 방법은 시스템 설계가 상당 수준 진행된 하드웨어 및 소프트웨어 구성품 정보에 의존하기 때문에, 설계 변경에 많은 비용과 일정이 소요된다. 이러한 문제들을 해결하기 위해서 본 논문에서는 시스템 설계초기인 개념설계 단계에서 수행한 기능분석 결과를 안전 프로세스에서 직접적으로 활용하여 위험원을 분석하고 이를 바탕으로 위험을 줄이기 위해 필요한 안전요구사항 을 생성하는 방법에 대하여 연구를 수행하였다. 설계 초기에 위험원 분석 및 안전요구사항의 도출을 수행함으로써, 향후 요구 사항 변경 등 여러 요인으로 시스템 설계 및 안전 설계의 변경 시에 이를 반영하는데 있어서 시간 및 비용 관점에서 상대적으 로 효율적인 접근 방법이 된다. 한편, 사례연구로서 본 논문에서 제시한 방법을 경전철 역사의 안전성을 확보하기 위한 요구 사항의 도출에 적용하는 연구를 수행하였다. For safety-critical systems including railways, there has been a growing need for effective and systematic safety management processes. The outcomes of efforts in this area are international safety standards, such as IEC 61508, 62278, and ISO 26262. One of the principal activities in the safety process is hazard analysis. For this reason, considerable efforts have been directed toward methods of hazard analysis. On the other hand, the hazard analysis methods reported thus far appear to be unclear in terms of their relationship with the system design process. In addition, in some cases, the methods appear to rely heavily on information regarding the hardware and software components, the number of which is increasing. These aspects can become troublesome when design changes are necessary. To improve the situation, in this paper, hazard analysis was carried out using the result of functional analysis early in the concept development stage for a safety-critical system design. Because hazard analysis is carried out at the system level and the result is then used to develop the safety requirements, improvements can be expected in terms of the development time and cost when design changes are required due to changes in the requirements. As a case study, the generation of safety requirements for the development of light rail transit stations is presented.

안전분석 기법과 SysML 기반의 아키텍처 산출물의 연계성 확보를 통한 BCT 시스템의 안전 무결성 확보에 관한 연구

김주욱(Joo-Uk Kim),오세찬(Se-Chan Oh),심상현(Sang-Hyun Sim),김영민(Young-Min Kim) 한국산학기술학회 2016 한국산학기술학회논문지 Vol.17 No.8

오늘날 산업 기술의 발달에 따른 고도화로 인해, 최근 우리 사회에 고속열차에 이어 무인운영 도시철도에 이르기 까지 다양한 열차 시스템들이 개발 및 운용되고 있는 추세에 있다. 특히, 본 연구에서 대상으로 다룬, 도시철도 도메인에서는 기존 철도차량에 대해서 신호 제어 시스템을 운용하는 환경에서 보다 복잡화된 운용개념을 지원하기 위한 신규 신호 시스템 체계의 도입이 필요로 하고 있다. 또한, 기존의 존재하지 않은 컨셉을 바탕으로 개발되는 신호 시스템은 철도를 이용하는 승객들의 인적 피해를 최소화하기 위한 노력이 필요로 하고 있다. 본 연구에서는 신규 시스템 개발에 참여하는 다양한 도메 인 엔지니어로 하여금 동일한 시각 제공과 통합된 방법론을 바탕으로 효율적인 신호시스템 설계 및 안전 활동을 위한 방법론 을 제시 하고자 한다. 따라서, 서로 상이한 도메인 영역의 연계성 확보를 통해 향후 신규 시스템 설계시 보다 안전성 확보를 통한 설계적 무결성을 확보할 수 있는 방법론이 될 수 있을 것이다. Today, it appears that the rapid advances in technology have allowed broadening both the system technology and the business opportunities in the rail industry. Owing to the developments in technology and the industry, and also due to the hearth, the latest high-speed trains and a variety of unattended operations in rail systems are being developed and are operational. In particular, this study covers the existing railway rolling stock and signaling systems that operate in an environment more complex than the concept of localized management, so the introduction of a new signaling system is needed. In addition, developments based on the existing signal system concepts for passenger railways need to minimize human injury. In this study, to participate in the development of new systems in a variety of domains and to provide an integrated common vision methodology as an engineer on the basis of efficient signal system design and safety would like to present the methodology for action. Therefore, each different linkage through the next new domain zone system design: design through to secure the integrity of safety than can secure methodology.

경전철 역사를 대체하는 정류장 도입을 위해 필요한 설계지침의 도출 및 적용 사례에 관한 연구

김주욱(Kim, Joo-Uk),박기준(Park, Gi-Joon),이지언(Lee, Ji-Eon),이재천(Lee, Jae-Chon) 한국산학기술학회 2015 한국산학기술학회논문지 Vol.16 No.5

중단거리 수송을 위한 도시철도의 수요 증대에 부응하기 위해, 건설비 및 운영비 등의 절감을 실현할 수 있는 경전철 시스템의 도입이 국내에서 본격화되고 있다. 비록 경전철 시스템이 관련 규정에 근거하여 설계 및 시공, 그리고 운용되고 있지만, 일부 과다한 기준 및 사양을 맞추기 위해서 건설 및 운용 등에 초과 비용이 투입되는 것에 대한 문제점이 제기되고 있다. 게다가 경전철 역사의 경우 사용자의 동선이 불필요하게 길어져 시민들과 교통약자의 불편을 초래할 수 있다는 점이 지적되고 있어 경전철 역사의 슬림화가 필요한 상황이다. 이에 본 연구에서는 하나의 방안으로 경전철 역사 대신에 버스정류 장 개념에 해당하는 ‘경전철 정류장’ 개념의 도입을 위해 필요한 설계지침에 대해 연구하였다. 구체적으로 정류장 개념 도입 을 뒷받침하기 위한 설계 기본방향 및 지침을 수정/보완하여 도출하였다. 또한 이를 상세설계에 적용시키는 사례 연구를 수 행하였다. 본 연구결과의 활용을 통하여 경전철의 건설 및 운영 비용의 절감, 시민들의 경전철 이용편의 증진 등의 결과로 교통복지를 강화할 수 있는 기회가 될 것이다. To cope with the increased demand on the intra-city transportation by urban rails, the introduction of the light rail transit (LRT) systems has been expedited in Korea due to the possible reduction of both the development and operation costs from adopting LRT systems. The LRT systems have so far been designed, constructed and operated based on the corresponding law and regulations. It has been conceived that fully complying with the existing guidelines may incur some extra costs on LRT. In addition, the present design of LRT stations seems to require unnecessarily long flow of passengers traffic, particularly for disabled people. In this paper, as an approach to solving the aforementioned issues, an introduction of ‘LRT stops’ has been studied where the stops are similar in concept to bus stops and are intended to replace the stations of a bigger scale in general. Specifically, necessary guidelines for design have been developed by modifying the existing ones to be fit with LRT stops. A design case was also presented to evaluate them. The effective use of the results reported here will provide an opportunity of cost reduction in connection with the construction and operation, and also let people benefit from convenient use of rails, thereby resulting in enhanced transportation welfare.

경량전철사업에서의 국제표준 ISO/IEC15288 기반 이해관계자 요구사항 분석 프로세스 산출물 연구

김주욱(Joo Uk Kim),한석윤(Seok Youn Han),강도훈(Do Hoon Kang) 한국철도학회 2012 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2012 No.10

경량전철사업은 다양한 하부시스템으로 이루어진 대규모 인프라 사업으로서 초기에 수집된 이해관계자의 요구로부터 이해관계자 요구사항을 도출하고, 이를 시스템에 반영할 수 있도록 요구사항을 분석하는 프로세스는 매우 중요하다. 시스템공학 국제표준규격인 ISO/IEC15288의 기술프로세스에서는 이해관계자 요구사항 분석 프로세스의 목적과 수행성과, 활동 및 태스크에 관하여 가이드라인을 제공하고 있다. 본 연구에서는 국제표준을 바탕으로 경량전철사업에서의 입력물을 분석하고 이에 따라 향후 사업에 필요한 산출물을 도출하는 연구를 진행하였다. 이 연구결과는 아키텍처 설계, 구현 등 향후 시스템공학 프로세스에 적용되어 시스템 생명주기 전체의 흐름에 따라 추적성을 유지하며 관리 될 것이다. Light Rail Transit Project is infrastructure project that compromised construction, vehicle, mechanics, electrics, signal, communication and operation. It is important that we develop systems requirement through analyzing stakeholder requirement. ISO/IEC 15288 technical process defined Requirement Analysis Process included purposes, outcomes, activities and tasks. With this study, we make templates and examples and provide how to develop system requirement. It can use guideline for development of system requirement and developed requirement shall be managed with traceability on the whole system life cycle processes.

FMEA 안전분석 기법을 활용한 차상중심 열차제어시스템의 아키텍처 무결성 향상을 위한 검증 방법론 구축에 관한 연구

김주욱(Joo-Uk Kim),오세찬(Seh Chan Oh),김금비(Keum Bee Kim),심상현(Sang-Hyun Sim),김영민(Young-Min Kim) 한국산학기술학회 2016 한국산학기술학회논문지 Vol.17 No.10

최근 철도 열차제어시스템은 최첨단 기술로 인한 무선통신기반 개발의 수요와 이에 따른 환경의 다변화로 인해 안전에 대한 쟁점도 증가하고 있다. 이에 따라 기존의 열차제어시스템에서 다루는 지상 설비 설계에 대한 단계별 안전 활동 강화의 필요성 역시 강조되고 있다. 국내 철도 산업은 대다수 열약한 산업환경으로 구성되어 있다. 이러다 보니, 설계 산출물에 대한 생성에 초점이 맞춰져 있지, 산출물에 대한 검증 방안 및 적용에 대한 역량이 상당히 부족한 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 열차제어시스템 설계 단계의 아키텍처 산출물 검증 방안을 확보하기 위해 안전분석 산출물을 바탕으로 확보 가능한 방법에 대해 기술하고 있다. 이렇듯 설계적 산출물에 대한 검증방안을 구축하고 직접 수행에 따른 설계적 무결성을 높이고자 한다. 특히, FMEA 안전 분석 기법을 활용해, 안전 분석 기법을 통해 개별 단계별 산출물의 활용을 통한 아키텍처 산출물과의 연계성 확보를 통해 무결성 확보를 위한 기술적 접근법을 기술하였다. 본 연구의 결과를 토대로 안전성 향상 접근에 대한 시험 활동 재정립을 통해 개선함으로써 향후 모델 기반 열차제어시스템 개발 시 개념설계에서 발생할 수 있는 안전성 이슈를 제거 함에 따라, 설계적 비용 및 시간을 절감 및 안전성 향상을 기대할 수 있을 것으로 기대된다. Safety is the most important factor for train control systems. Model-based design and safety activities for way-side equipment in train control systems are important factors. Model-based architecture verification was carried out to develop an effective control system, which is represented by model-based failure mode and effects analysis (FMEA). An architecture verification method was created based on FMEA to take advantage of a design model and improve the train safety control system. Case studies were applied to architecture verification scenarios, and the results demonstrate the usability of the method. The improved method is expected to reduce the cost and time in the conceptual design for future development of model-based verification train control systems.

DSM 기법에 따른 안전 관리를 통한 차상중심 열차제어시스템 개발 프로세스의 개선에 관한 연구

김주욱(Joo-Uk Kim),오세찬(Seh Chan Oh),한석윤(Seok Youn Han),김영민(Young-Min Kim),심상현(Sang-Hyun Sim) 한국산업경영시스템학회 2016 한국산업경영시스템학회지 Vol.39 No.3

The train-centric control systems development has some distinct points in that a big size of government budget is in general expended in there and the development duration seems to be long. In addition, the changes are ever made continuously in the capability and operational requirements for Trains. Thus, the impact of the potential changes in the required operational capability on the development activities can induce some type of project risks [7]. As such, proper management of project risk has been one of crucial subjects in the train systems development. All these notes combined together make it the significance of the safety management process be raised further up in the train-centric control systems development. As such, the underlying safety management process should be capable of appropriately handling the potential risks that can be created due to the unexpected changes and the long-term development period. The process should also be complemented for the safety consideration of train-centric control systems, for instance, stop. To study these aspect is the objective of the paper. To do so, a step-by-step approach to analyzing the safety management process is first presented. Then, to enhance the process some necessary and useful activities are added in terms of risk and safety management. Then, to pursue some enhancement on the process, a set of necessary and useful activities are added in terms of risk and safety management. The resultant process is further analyzed and tailored using a design structure matrix method. The resultant process is applied in a train-centric control development as a case study.

전산도구 기반의 경량전철사업 시스템엔지니어링 적용모델 SELRT 개발

한석윤,김주욱,최요철,Han, Seok Youn,Kim, Joo Uk,Choi, Yo Cheol 한국시스템엔지니어링학회 2012 시스템엔지니어링학술지 Vol.8 No.1

The Light Rail Transit Project is a large scaled project which takes several years in building a system. After construction, LRT system is operating for several tens of years. For these characteristics, the right application of systems engineering to LRT project greatly effects the project success. In this paper, we present systems engineering application model to LRT project i.e. SELRT which include systems engineering technical process, core technology management process, project support process. SELRT also has a module for the exchange of outputs in SE tool and PM tool. Systems engineering processes in SELRT mainly base on ISO/IEC 15288. In future, we expand the range of SE processes and improve the usability in SELRT. We expect that this model will contribute to improve the efficiency in LRT project and to success the LRT project.

경량전철사업의 효과적인 수행을 위한 시스템엔지니어링프로세스 연구

한석윤,김주욱,백종현,Han, Seok-Youn,Kim, Joo-Uk,Baek, Jong-Hyun 대한기계학회 2013 대한기계학회 논문집. Transactions of the KSME. C, 산업기술과 혁신 Vol.1 No.1

경량전철시스템은 버스와 지하철의 중간정도의 수송능력을 가진 첨단 대중 교통수단으로 주로 무인으로 운전되며, 1개사업이 조단위의 건설비가 소요되는 대형 복합시스템이다. 이러한 경량전철사업을 효율적으로 수행하기 위해서는 시스템엔지니어링이 매우 중요하다. 시스템엔지니어링은 성공적인 시스템을 구현하기 위한 다분야 학문의 종합적 접근방법과 수단으로 복잡한 시스템을 개발 관리하기 위해 전체적(holistic), 생명주기적 관점에서 접근하며, 필요한 사항을 확인하고, 해야 할 일을 바르게 수행하도록 안내한다. 본 논문에서는 경량전철사업에서 시스템엔지니어링을 적용하기 위한 프로세스를 제시한다. 이를 위해 국내 경량전철사업의 시스템엔지니어링 특징을 분석하고, 국내에 적합한 시스템엔지니어링 프로세스와 프로세스의 산출물 작성을 위한 템플릿과 사례, 그리고 프로세스를 전산으로 구현한 사례를 제시한다. Light rail transit(LRT) is a public transportation and mainly has an automatic driverless operation system. LRT project is a large scaled project which a construction cost is tens of billions of won per km. Systems engineering(SE) is an interdisciplinary approach and means to enable realization of successful systems. In this paper, we propose the systems engineering processes and their outputs list for the LRT project. And then, we present template and sample case of process output. We also present a case which carried out SE process by SE tool.

경량전철사업의 시스템엔지니어링활동을 위한 상세일정계획 작성방법 연구

한석윤,김주욱,최요철,강도훈,Han, Seok Youn,Kim, Joo Uk,Choi, Yo Chul,Kang, Do Hoon 한국시스템엔지니어링학회 2012 시스템엔지니어링학술지 Vol.8 No.2

Suppliers in light rail transit project makes a systems engineering management plan(SEMP) as a top level plan which has a SEMS and SEDS as an control and monitoring means. In this paper, we analyze the international standards and some related documents, and present the directions to make the SEMS and SEDS which have WBS, accomplishments, schedule, events, person in charge. And then customize the project management tool and make SEMS and SEDS of LRT project as an example. The research results can be applied in LRT project after tailoring based on the project.