철도차량 이력관리 시스템을 활용한 철도차량 이력정보 분석 방법 연구 = A Study on the Analysis Method of Railway Vehicle History Information Using the Railway Vehicle History Management System

국문 초록 (Abstract)

국내 철도사고를 효율적으로 예방하려면 철도사고로 이어질수 있는 철도운행장애 요인들을 식별하여 위험도를 허용 가능한 수준으로 관리하여야 한다. 특히, 철도운행장애의 약 50%를 차지하고 있는 철도차량 요인을 집중적으로 관리하는 것이 필수적이며 국가 철도안전정책 수립기관이나 철도운영기관들은 철도차량으로 인한 고장원인을 집중 관리하여야 한다.
국가에서는 철도차량의 체계적인 관리 및 정비품질 향상 및 철도운행 안전성 확보를 위해 철도안전법을 일부 개정하여 철도차량 이력관리 기술기준을 제정하였으며, 철도차량 이력관리 기술기준에서는 철도차량 이력관리에 관한 항목을 국가에서 관리할 사항과 철도운영기관 등이 관리할 사항을 구분하고 있다. 철도운영자가 관리할 사항은 보유한 철도차량에 대해 제작, 정비, 운용, 폐차 등 이력관리에 대한 사항이다. 국가에서는 전산시스템을 구축하여 철도차량 이력관리의 효율적 관리를 추구하고 있지만, 관리시스템의 근간이 되는 국내 철도차량의 차종별 이력정보 표준화는 미비한 실정이다.
본 연구에서는 철도안전법령 및 철도운영기관 현황 분석을 통해 국내 철도차량 이력정보 데이터 표준을 제시하고자 하였으며, 국가가 구축한 철도차량 이력관리 시스템을 활용하여 철도차량 이력정보를 수집하고 이력정보를 분석하는 방법을 연구하였다.
본 연구의 결과를 정리하면 다음과 같다.
첫째, 국내 철도차량 이력정보의 국가 통합관리를 위해 메타데이터 등록 및 연계 등을 위한 데이터 표준화 요구사항과 주요 기능 요구사항을 도출하였다.
둘째, 철도차량 이력관리 기술기준 제4조에 따라 국내 철도차량에 대해 철도차량 등록번호를 칸 단위로 최초 부여하고 철도차량 제원정보, 운행거리, 차량개조, 정밀안전진단 등의 정보를 철도차량 이력관리 시스템에 등록하여 국내 철도차량의 차종별 이력정보를 시스템으로 식별하고 관리할 수 있도록 개선하였다.
셋째, 철도차량이력관리기술기준 제8조에 따라 국내 철도차량의 철도안전지표를 국가가 관리할수 있도록 철도차량 고장정보 기반으로 철도차량 수명분석이 가능하도록 신뢰성 이론을 철도차량 이력관리 시스템에 적용하였고 철도차량 이력관리 시스템에 등록된 철도차량 고장정보를 활용하여 철도차량 수명분석을 시행하였다.
넷째, 철도차량 이력관리 시스템에 등록된 철도차량 이력정보를 년간 분석을 시행하여 신규 도입된 철도차량 식별, 국내 철도차량 년간 노후도 증가율 분석, 철도차량 정밀안전진단 년간 도래 물량 예측, 철도기관 및 철도차량 차호당 년간 운행거리 비교를 통한 유지보수 적정성 검토, 철도 차량별 개조부품 식별 등을 분석하여 국내 철도차량에 대한 안전관리 개선사항을 도출하였다.
다섯째, 국내 철도기관 대상으로 철도차량 이행실태 점검을 시행하여 철도차량 이력관리 시스템에 입력된 데이터를 검증하였으며 철도기관들이 보유하고 있는 시스템과 철도차량 이력관리 시스템의 기능을 비교해 보고 철도기관별 철도차량 이력관리 개선 사례를 도출하였다.
본 연구에서 국가 철도차량 이력관리 시스템을 활용한 철도차량 이력정보 분석을 통해 철도운영기관에서는 노후 철도차량 정밀안전진단 및 폐차 관리 등을 통해 신조 철도차량 구매 예산의 효율적 확보, 차호별 누적 운행거리 관리 등을 통해 선택적 유지보수 시행이 가능할 것으로 예상되며 제작사 등에서는 철도차량에 대한 하자관리 강화, 철도차량 성능입증을 통한 국제 경쟁력 강화가 예상되며 국가 차원으로는 철도차량 생애주기 관리, 철도안전관리체계 승인제도 등에 활용이 가능하고 철도차량 현황분석 내용을 바탕으로 철도안전종합계획 등 국가안전계획에 반영하여 철도차량으로 인한 사고 및 운행장애 예방에 활용 가능할 것으로 기대된다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• 1. 연구의 배경 1
• 2. 연구동향 4
• 3. 연구의 내용과 방법 7
• Ⅱ. 이론적 고찰 9
• 1. 철도차량 이력관리 이론 9
• 1.1 신뢰성 이론 10
• 1.2 신뢰성 척도 11
• 1.2.1 고장밀도함수 12
• 1.2.2 신뢰도 12
• 1.2.3 불신뢰도 13
• 1.2.4 고장률함수 13
• 1.2.5 평균수명(MTBF, MTTF) 14
• 1.2.6 신뢰도 척도 사이의 관계 15
• 1.3 고장확률 분포 16
• 1.3.1 지수 분포 (Exponential Distribution) 16
• 1.3.2 와이블 분포(Weibull Distribution) 17
• 1.3.3 고장확률분포 요약 20
• 1.4 고장확률분포의 모수 추정 20
• 1.4.1 고장자료(수명자료)의 분류 20
• 1.4.2 고장자료 분석 21
• 2. 철도차량 관리 현황 22
• 2.1 철도차량 이력관리관련 법령 및 기준 22
• 2.1.1 철도안전법 22
• 2.1.2 철도차량 이력관리 기술기준 24
• 2.1.3 철도안전관리체계 기술기준 26
• 2.1.4 철도차량정비기술기준 28
• 2.2 국내 철도차량관리 현황 29
• 2.2.1 고속철도차량 보유 현황 29
• 2.2.2 철도차량 사업소 현황 31
• 2.2.3 철도차량 정비인력 현황 35
• 2.2.4 철도차량 점검 및 정비주기 현황 36
• 2.2.5 철도차량 사고 및 운행장애 현황 39
• 3. 시사점 40
• 3.1 철도안전법 등 법․제도 관련 사항 40
• 3.2 철도차량 유지보수 현황 관리 41
• Ⅲ. 철도차량 이력관리 주요 관리 항목 특성 분석 42
• 1. 철도차량 이력관리 시스템 42
• 1.1 철도차량 이력관리 목적 및 범위 42
• 1.2 철도차량 이력관리 구축 방향 43
• 1.3 철도차량 이력관리 관리 역할 43
• 1.4 철도차량 이력관리 항목 44
• 1.5 철도차량 코드 체계 구축 46
• 1.6 철도차량 이력관리 정보 활용방안 47
• 2. 철도차량 이력관리 정보화 전략 48
• 2.1 국내외 철도차량 정보관리시스템 현황 48
• 2.2 타교통 수단 이력관리시스템 현황 49
• 2.3 철도차량 이력관리정보망 업무 기능도 49
• 2.4 철도차량 이력관리정보망 추진 전략 50
• 3. 철도차량 이력정보 표준화 51
• 3.1 공공기관의 데이터베이스 표준화 지침 51
• 3.2 철도차량 이력정보 표준화 범위 54
• 3.3 철도차량 이력정보 표준화 사례 56
• 3.4 철도차량 차종별 주요부품 코드 표준화 사례 58
• 4. 시사점 61
• 4.1 철도차량 이력정보 표준화 방향 61
• 4.2 철도차량 이력관리 시스템 추진 전략 62
• 4.3 철도차량 이력정보 표준화 63
• Ⅳ. 철도차량 이력관리 시스템 주요 기능 64
• 1. 철도차량 이력관리 시스템 구성 및 관리 항목 64
• 1.1 철도차량 이력관리 시스템 업무구성도 65
• 1.2 철도차량 이력관리 시스템 기본정보 관리 65
• 1.3 철도차량 이력관리 시스템 부품구성 관리 67
• 1.4 철도차량 이력관리 시스템 운행정보 관리 68
• 1.5 철도차량 이력관리 시스템 개조정보 관리 69
• 1.6 철도차량 이력관리 시스템 사고정보 관리 70
• 1.7 철도차량 이력관리 시스템 차량고장 관리 71
• 1.8 철도차량 이력관리 시스템 정밀안전진단 관리 72
• 1.9 철도차량 이력관리 시스템 철도차량 수명분석 73
• 2. 시사점 74
• Ⅴ. 철도차량 이력정보 분석 76
• 1. 철도차량 이력정보 분석 사례 76
• 1.1 철도차량 이력관리 목적 76
• 1.2 철도차량 이력관리시스템 이력관리 항목 76
• 1.3 철도차량 보유 현황 77
• 1.3.1 년도별 철도차량 보유 현황 77
• 1.3.2 철도기관별 보유 현황 79
• 1.3.3 신규 철도차량 도입 현황 80
• 1.3.4 철도차량 제작사별 도입현황 81
• 1.3.5 철도차량기술기준에 따른 철도차량 현황 83
• 1.3.6 철도차량 명칭별 철도차량 현황 85
• 1.3.7 차량기지별 철도차량 현황 88
• 1.4 철도차량 운행거리 91
• 1.4.1 최근 5년간 철도차량 운행거리 91
• 1.4.2 철도기관 년간 운행거리 92
• 1.4.3 철도차량 명칭별 운행거리 93
• 1.5 철도차량 개조 현황 97
• 1.5.1 년도별 철도차량 개조 현황 97
• 1.5.2 철도차량 명칭별 개조 현황 98
• 1.5.3 개조 구분별 현황 100
• 1.6 철도차량 정밀안전진단 현황 101
• 1.6.1 년도별 철도차량 정밀안전진단 현황 101
• 1.6.2 철도차량 노후도 103
• 1.6.3 철도차량 정밀안전진단 물량 예측 106
• 1.7 철도차량 폐차 현황 108
• 1.8 철도차량 고장현황 110
• 2. 시사점 112
• Ⅵ. 결 론 115