지하철 승강장의 피난한계시간 기준 정립에 관한 연구 = A Study on the Establishment of Evacuation Time Limit of Subway Platform

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 지하철 승강장의 국토교통부 고시에서 정한 도시철도 승강장의 피난 규정 시간에 대한 타당성을 분석하고, 피난과 관련된 규정의 재정립 필요성을 제안하고자 연구를 수행하였다. 본 연구를 수행하기 위해 국내 도시철도의 승강장 형태 및 스크린도어시스템(PSD)와 피난 영향성에 대해 분석하였고, 국내·외에서 발생한 지하철 관련 사고 사례를 분석하였다. 또한 화재시뮬레이션을 위한 이론적 고찰 및 관련 선행 연구 분석을 통해 최적의 화재시나리오를 수행하였고, 그에 따른 결과를 피난시뮬레이션과 연계하여 피난 안전성 판단 및 관련 기준과 비교하여 개선방안을 제시하였다.
본 연구 결과를 요약하자면 다음과 같다.

1) 국내의 승강장 피난 관련 지침은 국토교통부 고시 「도시철도 정거장 및 환승·편의시설 설계지침」 3.6.5.2에 따라 승강장을 벗어나는데 4분, 연기나 유독가스로부터 안전한 외부출입구를 벗어나는데 6분이며, 이는 2003년 대구지하철 참사 이후 미국의 NFPA 130 코드를 그대로 적용한 것이다.

2) 기(旣) 설치된 대다수의 스크린도어 모듈은 대형 광고판이 설치되는 고정문을 포함하고 있으며, 열차가 정위치에 정차하지 못하였을 시, 특히, 7 m 위치에서 최대 42%의 개폐율 밖에 확보하지 못하며, 이는 열차 내 화재 사고 등 신속한 피난이 요구되는 상황에서 승객의 원활한 피난을 저해하는 요소로 작용하게 된다.

3) 전동차 화재 시뮬레이션을 통해 피난 Golden Time을 산정한 결과, 신형전동차 설계화재선도를 적용한 모델에서 128초라는 값을 도출하였으며, 이를 스크린도어 개폐율 변화에 따른 전동차 탈출 소요시간 변화와 비교한 결과 현재 스크린도어에 설치된 광고판 철거 및 고정문을 비상문으로 개선함으로써 안전성을 확보할 수 있다고 판단된다.

4) 피난 안전성 판단을 위한 시뮬레이션의 피난인원 산정은 실제 2년에 1회 시행되고 있는 정기 교통량 조사의 각 역사별 이용 승객현황과 해당 역사의 배차 시격 등을 고려하여 가장 인원이 많이 몰리는 Worst case를 고려하여 수행되어야 할 것이다. 또한, 열차 탑승 인원뿐만 아닌 국토교통부 고시에서 제시하는 절차를 통해 산정된 승강장 대기 인원도 함께 고려하여야 한다.

5) 대표역사에 대한 승강장 피난시뮬레이션 결과 「도시철도 정거장 및 환승·편의시설 설계지침」에서 정한 4분의 피난 한계시간에 대한 기준을 만족하지 못하고 있었으며, 이는 단순히 해당 역사의 안전성에 문제가 있다고 판단할 것이 아니라 기준 자체를 재정립할 필요성이 있다고 사료된다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 1
• 1.1 연구 배경 및 목적 1
• 1.2 연구 범위 및 진행방법 2
• 제2장 철도 승강장 현황 및 위험성 분석 4
• 2.1 지하철 승강장 유형 분류 4
• 2.2 스크린도어(PSD) 시스템 7
• 2.2.1 스크린도어 시스템 현황 및 문제점 7
• 2.2.2 스크린도어(PSD) 시스템 구성요소 및 기준 9
• 2.2.3 스크린도어(PSD) 시스템의 피난 영향성 11
• 2.3 국내외 철도 승강장 피난 관련 기준 16
• 2.4 국내외 지하철 사고사례 18
• 2.4.1 국내 지하철 사고 사례 18
• 2.4.2 국외 지하철 사고 사례 22
• 2.5 지하철 화재 위험성 분석 24
• 제3장 화재시뮬레이션 25
• 3.1 화재시뮬레이션 개요 25
• 3.2 화재 시나리오 29
• 3.2.1 화원의 크기 산정 29
• 3.2.2 화재시뮬레이션 모델링 31
• 3.2.3 인명 안전성 평가 기준 33
• 3.3 화재시뮬레이션 평가 34
• 3.3.1 Scenario 1 (가솔린 4ℓ) 34
• 3.3.2 Scenario 2 (10MW) 43
• 3.3.3 Scenario 3 (신형 전동차) 51
• 제4장 피난시뮬레이션 60
• 4.1 피난시뮬레이션 개요 60
• 4.1.1 재실자 특성 입력값 선정 61
• 4.2 피난시뮬레이션 시나리오 62
• 4.2.1 시나리오 1 : 전동차(열차) 탈출 소요시간 변화 분석 62
• 4.2.2 시나리오 2 : 철도 승강장 피난 소요시간 분석 64
• 4.3 피난시뮬레이션 수행 결과 66
• 4.3.1 시나리오 1 66
• 4.3.2 시나리오 2 79
• 제5장 결론 82
• 참고문헌 84
• ABSTRACT 87
• 감사의 글 90