Study on Hazard Identification for a Mountain Railway System

진유 최; 찬우 박

doi:10.9798/KOSHAM.2022.22.6.11

Abstract

In Korea, a mountain railway system is being developed to solve the difficulties of residents living in the mountain areas due to the restriction of traffic by heavy snow and ice in winter. In this study, the hazard identification which is customized to the developing mountain railway system was conducted by considering the characteristics of the developing system, past accident cases of the mountain trains of the rack&pinion type and trams in the world, and risk factors defined in the ordinary railway system. Predictable accidents during mountain railway operation were classified into five types of accidents: collision, derailment, fire, casualty, and crossing/competitive section accidents. Hazardous events and hazards were derived for each accident. Moreover, specific hazards were derived for each hazard. The hazards of the mountain railway system identified in this study can be used as basic data for preliminary hazard analysis and establishment of safety management measures for mountain railway systems in the future.

Keywords: Mountain Railway, Accident of Mountain Railway, Hazard Identification, Hazardous Event

요지

최근 국내에서는 산악지역에 거주하는 주민들의 겨울철 폭설과 결빙에 의한 통행 제한으로 겪는 생활의 어려움을 해결하기 위하여 산악철도시스템의 개발을 진행하고 있다. 본 논문에서는 개발 중인 산악철도시스템의 특성을 분석하고, 톱니바퀴형 산악철도와 트램의 과거 사고사례들, 그리고 일반적으로 철도에서 정의하고 있는 위험요인 등을 고려하여 산악철도시스템에 적합한 위험요인들을 식별하였다. 산악철도 운행 시 예상 가능한 사고를 충돌사고, 탈선사고, 화재사고, 사상사고, 건널목/경합구간 사고의 5가지 사고로 분류하였고 각 사고별로 위험사건과 위험요인을 식별하였다. 그리고 각 위험요인별로 세부위험요인을 식별하였다. 본 논문에서 식별된 산악철도시스템의 위험요인들은 향후 산악철도시스템의 예비위험도 분석과 안전관리대책 수립의 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

1. 서 론

산악철도는 산지가 많은 국내 지형에 유용하게 적용될 수 있는 운송시스템으로 폭설과 결빙시에도 급경사 지역을 운행하여 지역 주민과 관광객을 수송하기 위한 운송수단이다(Seo, 2020).

산악 벽지에 건설된 도로는 급경사와 급곡선이 많아 겨울철 폭설과 결빙 시 통행 제한으로 지역주민들이 생활하는 데에 어려움이 크므로 지역주민의 교통기본권 보장 측면에서도 사계절 운영 가능한 교통수단이 필요한 상황이다. 또한 자연경관이 뛰어난 산악 벽지에는 많은 관광객이 찾고, 이로 인해 차량의 배기가스와 소음, 쓰레기 투기 등 환경 오염이 발생되며, 차량의 안전운행에도 우려가 발생될 수 있으므로 이러한 문제점들을 해결하기 위해 친환경 산악철도시스템의 도입이 필요하다.

산악철도의 안전한 운행을 위해서는 운전에 필요한 세부적인 사항, 자연재해 대비 방안, 철도차량과 시설의 관리 방안 그리고 이를 전체적으로 총괄할 수 있는 안전관리시스템의 수립이 필요할 것이다.

산악철도의 주요 안전 위험요인으로는 단선운행에 의한 열차 간의 충돌 위험, 열차와 야생동물의 층돌, 병행 운행되는 도로 교통 수단과의 충돌 등 차량의 충돌, 급곡선⋅급경사지 운행에 따른 차량의 탈선, 차량의 화재 등 철도에서의 중대사고를 포함하여, 급경사 급곡선의 운행에 따른 승객의 부상, 폭설과 폭우 등에 의한 자연재해 등이 있을 수 있다.

산악철도시스템이 아닌 일반적인 철도시스템의 위험요인 도출에 관한 연구는 국내외 연구자들에 의해 많이 수행되어 왔는데, 국내에서는 참고문헌(KRRI, 2017)에서 영국과 호주 등 해외의 철도위험목록과 국내 철도의 특성을 고려하여 일반위험요인과 세부위험요인을 도출한 연구를 대표적인 사례로 들 수 있을 것이다. 해외의 경우에는 영국의 철도안전표준위원회(Rail Safety and Standards Board, RSSB)에서 가장 활발히 연구가 진행되고 있는데 정기적으로 철도에서의 위험요인들을 업데이트하여 홈페이지(RSSB, 2022)에 게시하고 있다. 그런데 이러한 일반적인 철도의 위험요인들은 산악철도시스템의 특성이 반영되어 있지 못하기 때문에 본 논문에서는 현재 국내에서 개발이 진행 중인 산악철도시스템의 특성과 과거의 유사시스템의 사고사례, 일반적인 철도시스템의 위험요인 등을 고려하여 산악철도시스템의 특성이 반영된 위험요인들을 식별하였다.

2. 개발 중인 산악철도시스템의 특징

일반적으로 어떤 시스템의 위험요인 식별을 위해서는 우선적으로 예견 가능한 오류를 추정하여야 하는데, 이를 위해서는 해당 시스템에 대한 특성(Fig. 1) 분석이 선행되어야 할 필요가 있다. 따라서 국내에서 개발이 진행되고 있는 산악철도시스템의 운영 목적, 운행 조건 차량의 특징, 궤도와 신호시스템, 급전 방식 등 시설물의 특징, 지형적 특성 등을 우선적으로 분석하였으며 다음과 같다(Park et al., 2018; Seo, 2020; Seo and Eum, 2020; KRRI, 2021).

Fig. 1

Characteristics of Mountain Railway System

⚬용도 : 여객 운송

⚬차량 : 3량 1편성, 저상 독립차륜대차, 배터리 구동 전기 차량, 배터리 지붕 탑재

⚬신호 : ATS, 발리스, 차축검지장치

⚬시설 : 협궤(1 m 궤간), 매립식 궤도, 톱니바퀴식, 대피선, 기존 도로 활용, 승강장

⚬운행 : 단선 운행, 도로 병행 독립 차선, 교차로, 도로 경합 구간

⚬지형 : 급경사, 급곡선, 비탈면

⚬환경 : 폭설, 강풍, 혹한

현재 계획되고 있는 산악형 운송시스템과 일반적인 철도시스템과의 가장 큰 차이는 차량의 형식과 운행조건, 지형 및 자연적 특성의 차이로 볼 수 있으며, 3량 1편성의 저상 독립차륜대차, 1 m 궤간의 협궤, 톱니바퀴식 구동 시스템, 배터리 구동 방식, 배터리의 차량 지붕 탑재, 단선 운행, 도로교통수단과의 병행 또는 경합 운전, 폭설과 낙석의 우려, 급경사⋅급구배의 지형적 특성 등을 들 수 있다.

3. 산악철도시스템의 위험요인 식별

3.1 산악철도시스템의 위험요인 식별 개요

본 논문에서는 산악철도시스템의 위험요인을 식별하기 위하여, 개발 중인 산악철도시스템의 특성을 분석하고, 과거 사고사례, 그리고 일반적으로 철도에서 정의하고 있는 위험요인 등을 고려하여 산악형 운송시스템에 적합한 위험요인들을 식별하였다.

한편 일반적인 철도시스템에서 위험요인을 식별하기 위해서는 다음과 같은 사항들을 고려하여 위험사건을 판별하고, 대상 시스템의 수명주기와 기술적 특성을 고려하여 위험사건을 초래할 수 있는 위험요인을 다음과 같이 확인하고 있는데(KRRI, 2017), 산악철도시스템의 위험요인 확인에도 마찬가지로 다음의 항목들을 고려하였다.

⚬ 위험사건 판별

- 개인 위험도 측면에서 최고 (위험)노출 그룹 검토

⋅여객, 직원, 공중

- 대상 시스템 전체에 걸친 아래와 같은 전형적인 운영, 관리 특성 확인

⋅여객의 역사 도착, 역사를 통한 이동, 열차 탑승, 열차 여행, 열차 하차 및 역사 떠남

⋅기관사의 열차 탑승, 열차 운행, 열차 하차 및 기타 다른 직무

⋅열차승무원의 대표적 직무

⋅선로 작업자의 직무

⋅건널목을 이용하는 공중의 특성

⋅산악철도 인근에 사는 공중 특성

⋅야생동물의 서식⋅이동 특성

- 대상 철도시스템의 운영, 관리에서 노출 그룹의 사망/부상을 곧바로 초래할 수 있는 잠재성을 가진 위험사건 고려

⋅기존 위험사건 목록의 참조

⋅관련되는 추가적인 위험사건들의 판별

- 대상 철도시스템의 운영, 관리에서 아래의 결과로서 추가적인 위험사건들이 발생할 수 있는지 검토

⋅정상 운영

⋅혼란(perturbed) 운행(예 : 열차 고장)

⋅저하 혹은 비정상(abnormal) 운영

⋅주간 혹은 야간 운영

⋅악천후

⋅장애인 혹은 다른 취약 계층

⋅역사나 열차 내의 혼잡

⋅범죄 행위

⋅교통운영자 운영에 특유의 기타 조건들

- 대상 철도시스템이 운영되는 지형적 특성을 고려한 잠재적인 위험도가 높은 장소(터널, 장대교량, 지하역사, 비탈면, 급경사, 급구배 구간 등) 확인

⚬ 위험요인 확인

- 위험요인 확인은 사고이력 분석, 공학적 해석 또는 전문가 판단을 기초로 하여, 대상 철도시스템의 운영, 관리 과정에서 철도사고를 초래할 수 있는 위험사건과 위험요인을 확인

- 위험요인 확인은 대상 철도시스템의 설계, 운영, 유지관리 등 수명주기를 고려하여 정상운영에서 발생하는 위험 뿐 만 아니라 축소모드 운영 또는 긴급 상황에서 발생할 수 있는 모든 위험을 고려

- 위험요인 확인은 위험사건을 초래할 수 있는 기술적 결함, 인적 오류 또는 환경적 악화 등의 위험요인을 확인하고, 위험사건이 사고로 진전되는 과정에서 안전방벽이 실패하는 위험요인을 추론

- 위험요인 확인은 다음과 같은 불안전한 요소의 발생 가능성에 대한 고려 필요

⋅안전설비 실패 : 시스템 연동, 이중화, 하드웨어/소프트웨어 실패

⋅설비 기능장애 : 기능수행 실패, 부족함, 지연 또는 잘못된 기능

⋅위험물질 노출 : 연료, 발사 화약, 폭발물, 유독성 물질, 압력 시스템 등

⋅인터페이스 간섭 : 잘못된 입/출력, 호환성 결여, 전자기적 간섭 등

⋅환경적 제약 : 진동, 극한 기후, 외부작업/공사

⋅운영/보전 절차 : 인간의 오류, 규정/절차/지시/경고의 결함 등

3.2 시스템 특성에 따른 위험요인 분석

위험요인 분석은 3.1에서 언급한 사항들을 고려하여 예견 가능한 오류를 우선적으로 추정하여야 하는데, 이를 위해서는 우선적으로 해당 시스템에 대한 특성을 분석할 필요가 있으며, 그 특성은 2장에서 분석한 바와 같다. 현재 계획되고 있는 산악철도시스템과 일반적인 철도시스템과의 가장 큰 차이는 차량의 형식과 운행조건, 지형 및 자연적 특성의 차이로 볼 수 있으며, 3량 1편성의 저상 독립차륜대차, 1 m 궤간의 협궤, 톱니바퀴식 구동 시스템, 배터리 구동 방식, 단선 운행, 도로교통수단과의 병행 또는 경합 운전, 폭설과 낙석의 우려, 급경사⋅급구배의 지형적 특성 등을 들 수 있다. 산악철도시스템의 각 구성요소 별 특성에 따라 발생될 수 있는 사고의 유형과 사고유형별 위험요인들을 식별하였으며 Table 1과 같다.

Table 1

Hazards From the Characteristics of Mountain Railway System

Division		Accident	Hazard
Vehicle	Independently rotating wheel bogie	Derailment	Decrease of Running Stability of the Vehicle
	Pinion (Cogwheel mounted at Vehicle)	Collision, Derailment	Loss of Driving/Braking force due to Damage/Substance Decrease of Derailment Coefficient
	Battery Powered Driving	Fire	Fire/Expolsion of Battery
	Battery mounted on the Roof of a Vehicle	Derailment, Fire	Raise the Vehicle’s Center of Gravity Battery Impact/Fire caused by Falling Objects /Lightning
Infra Structure	Embed Track	Derailment	Roadbed Bearing Capacity, Track Durability, Construction Precision
	Rack (Cogwheel installed on Track)	Collision, Derailment	Loss of Driving/Braking force due to Damage/Substance Decrease of Derailment Coefficient
	Use of Existing Roads	Derailment, Casualty	Roadbed Bearing Capacity, Layout Design Constraints
	Evacuation Line (for Crossing Operation)	Collision, Derailment	Failure of Turnout/Switching Device, Failure of Signal Interlocking Device
	Intersection	Collision, Level Crossing /Competitive Section	Failure of Barrier Devices
Signal	ATS Signal System	Collision, Derailment	Signal/Telecommunication Error
	Axle Detection Device	Collision	Location Detection Error
	Switching Device	Collision, Derailment	Turnout Failure
Operation	Narrow Gauge	Derailment	Decreased Running Stability of the Vehicle
	Single Track	Collision	Signal Error, Driver Carelessness etc.
	Parallel/Competition with Road Transportation	Collision, Casualty, Level Crossing /Competitive Section	Signal Error, Driver Carelessness, Pedestrian Carelessness Road Transportation Driver Carelessness Road Transportation Vehicle Failure
Topography	Steep Slope	Collision, Casualty	Braking Device Failure, Passenger Impact/Fall
	Sharp Curve	Derailment, Casualty	Decrease of Derailment Coefficient, Passenger Impact/Fall Cogwheel Mismatching by Excessive Slack
	Steep Slope on the Side of the Track	Collision, Derailment, Fire	Object on Track by Rockfalls and Landslides Impact on Battery by Falling Objects
Climate	Heavy Snow	Collision, Derailment, Casualty, Level Crossing /Competitive Section	Poor Driver Visibility Cogwheel Mismatching Slipping/Falling on the Platform/Vehicle Decreased Braking Force of Road Transportation
	Bitter Cold	Derailment, Casualty, Level Crossing /Competitive Section	Bad Swiching of Turnout Passenger slipping at the platform Decreased Braking Force of Road Transportation
	Strong Wind	Derailment, Fire, Casualty	Decrease of Running Stability of the Vehicle Fires caused by the spread of wildfires Battery Impact/Fire caused by Falling Objects Broken Tree on the Track Impact to Passengers on the Platform by Flying Objects

3.3 사고사례 조사를 통한 위험요인 분석

3.3.1 사고사례 조사 개요

국내에 도입 예정인 산악철도시스템과 동일한 형태의 철도시스템이 구축된 사례가 없기 때문에 국내 도입 예정 산악철도시스템과 유사한 철도시스템의 사고사례를 조사하여 예측될 수 있는 잠재적 사고와 위험요인을 분석하였다. 먼저 현재 국내에서 개발 중인 산악철도시스템과 유사한 형태의 톱니바퀴형 산악열차의 주요 사고사례를 조사하였다. 그런데 톱니바퀴형 산악열차의 사고는 그 사례가 많지 않고, 현재와 기술 격차가 있는 시대의 철도 운행 중에 발생한 사고가 대부분이기 때문에 톱니바퀴형 산악열차 사고사례만으로는 향후 국내에 도입될 산악철도시스템의 위험도를 분석하기에는 한계가 있어, 현재 운영 중인 운송시스템 중에서 국내 도입 예정인 산악철도시스템과 유사한 형태로 볼 수 있는 트램에 대해서 피해가 심각했던 주요 사고사례도 조사하였다. 그럼에도 불구하고 트램에 대한 주요 사고사례 역시 정량화되고 체계적인 사고자료가 제시되어 있지 않은 관계로, 특정 국가에 한정된 자료이기는 하지만 트램의 사고유형과 피해현황이 비교적 상세하게 정리되어있는 프랑스의 트램 사고 보고자료를 함께 분석하였다.

3.3.2 톱니바퀴형 산악열차의 사고사례 분석

1900년대 이후 현재까지 전 세계적으로 발생한 톱니바퀴형 산악열차의 주요사고 현황은 Table 2와 같다(Wikipedia, 2020). Table 2에서 알 수 있는 바와 같이 사고의 대부분이 탈선으로 나타났으며, 탈선의 원인은 차량의 결함, 과속, 자연재해, 궤도 상태 불량 등인 것으로 나타났다. 특이한 점은 급구배 급곡선의 산악지형을 운행하는 산악열차의 특성상, 탈선 후 전복 또는 추락이 발생하여 피해를 가중시키는 현상이 나타남을 알 수 있다.

Table 2

Accidents of Mountain Railway System with Rack & Pinion in the World

Country	Line or Location	Date	Status of Accident	Accident Type	Damage
German	Brohltalbahn	1907.10.31.	A freight train traveling down the valley derailed	Derailment	five death, six seriously injured, multiple injured
German	Kinsau	1908.5.	Two freight trains collide after separation	Collision
Switzerland	Montreux	1912.11.11.	Slips after train derails and crashes into Station	Derailment
Austria	Renon Railway	1917.5.16.	Train derailed due to brake failure	Derailment	one death, multiple injured
Japan	Usui Pass	1918.3.7.	Freight train derailed due to damage to drive motor	Derailment	four death, two injured.
German	Wendelsteinbahn	1922.8.22.	Locomotive derailment, collision with subsequent train	Derailment	one death, about thirty injured.
France	Chemin de fer du Montenvers	1927.8.25.	Derailment on the bridge and falling down due to breakage of the brake system	Derailment	twenty two seriously injured
German	Petersbergbahn	1929.5.19.	Locomotive derailment	Derailment
United States	Mount Washington	1929.7.20.	Locomotive derailment	Derailment	one death
German	Drachenfels Railway	1958.9.14.	Derailment due to excessive speed	Derailment	eighteen death, multiple injured
France	Luchon - Superbagnères	1954.2.28.	Derailment due to excessive speed	Derailment	six death, three seriously injured
Italy	Rittnerbahn	1964.12.3.	Derailment due to poor maintenance of the superstructure and vehicles	Derailment	four death, thirty injured
United States	Mount Washington	1967.9.17.	The locomotive of a downhill train derailed and overturned	Derailment	eight death
Switzerland	Wengernalpbahn	1996.11.11.	Derailment and overturning by strong winds	Derailment	multiple seriously injured and injured
Switzerland	Matterhorn-Gotthard-Bahn	2009.11.30.	Derailment due to avalanche	Derailment	two injured
Switzerland	Rochers-de-Naye-Bahn	2010.8.24.	After the train derails, collides the catenary supports	Derailment	two serious injured
Switzerland	Rochers-de-Naye-Bahn	2011.9.8.	Collision with the tunnel wall after derailing due to poor track	Derailment
Switzerland	Matterhorn-Gotthard-Bahn	2016.9.1.	Derailment at the station and slipped to the rack & pinion section.	Derailment
France	Chemin de fer du Montenvers	2019.8.11.	Derailment at turnout section	Derailment

3.3.3 트램의 주요 사고사례 분석

2000년 이후에 전 세계적으로 발생한 트램의 주요 사고사례는 Table 3과 같다(Wikipedia, 2022). Table 3에서 알 수 있는 바와 같이 트램 사고의 대부분은 충돌로 나타났다. 도로와 병행 또는 혼용 운행하는 특성상 대부분의 사고가 트램과 트램의 충돌 또는 트램과 도로 교통수단과의 충돌로 나타났다. 또한 탈선사고도 다수 발생하였는데, 주로 과속에 의한 탈선이 많았으며, 선로 결함에 의한 탈선도 일부 발생하였다.

Table 3

Major Accidents of Tramway in the World

Country	Line or Location	Date	Status of Accident	Accident Type	Damage
AUstralia	Melbourne	2017.5.22	Collide with truck	Collision	fourteen injured
Austria	Vienna	2015.4.21	Collision between tram	Collision	twelve injured
Brazil	Rio de Janeiro	2011.8.27	Derailment	Derailment	six death, at least fifty injured
Czech	Vřesina	2008.4.11	Collision between tram	Collision	three death, sixty six injured
Finland	Helsinki	2007.9.13	Fire	Fire
German	Düsseldorf	2014.	Derailment	Derailment	multiple injured
German	Cologne	2018.3.15	Collision between tram by driver drinking	Collision	forty three injured
German	Duisburg	2020.2.4	Derailment	Derailment	one seriously injured, two injured
German	Cologne	2020.11.2	Collision between tram	Collision	two seriously injured, fifteen some injured
Hong Kong	Hong Kong	2013.5.23	Derailment by excessive speed	Derailment	Seventy seven injured
Hong Kong	Hong Kong	2017.4.6	Overturning after colliding with a bus by excessive speed	Collision	Fourteen injured
Man Island (England)	Snaefell	2016.3.30	Derailment due to slipping on the slope	Derailment
Netherlands	Rotterdam	2018.9.2	The following tram collides with the preceding tram	Collision	nine injured
Netherlands	Utrecht	2021.3.16	Derailment after collision with van	Collision
Netherlands	Utrecht	2021.4.17	Derailment after collision with car	Collision
Portugal	Lisbon	2018.12.15	Overturn after derailment	Derailment	twenty eight injured
Rumania	Iaşi	2011.3.22	Collision with a car by excessive speed	Collision	one death, six injured
Rumania	Bucharest	2012.5.10	Triple collision between trams	Collision	one hundred injured
Rumania	Bucharest	2012.7.18	Derailment due to poor track	Derailment	eighteen injured
Serbia	Belgrade	2018.11.12	Derailment due to collision with car	Collision	one death, multiple injured
England	Winson Green	2006.12.19	Collision between tram	Collision	multiple injured
England	Sheffield	2008.9	Bus and tram derailed after collision	Collision	three injured
England	London	2016.11.9	Derailment by excessive speed on a curved section	Derailment	seven death, sixty two injured
England	Sheffield	2018.10.25	Collision with tank lorry	Collision	multiple injured
England	Sheffield	2018.11.30	Collide with car	Collision	multiple injured
England	Wolverhampton	2019.8.19	Derailment after collision with a car due to a traffic signal violation of car	Collision	six injured
England	Sheffield	2021.7.23	Derailment due to collision with tank lorry	Collision	one seriously injured, multiple injured

3.3.4 프랑스의 트램 사고사례 분석

최근 10년간(2011년~2020년) 프랑스의 트램 사고 연례 보고서(STRMTG, 2012~2021)를 분석한 결과는 Tables 4, 5와 같다. Table 4에서 알 수 있듯이 사고발생 건수는 승객사고(약 38%)와 제3자 충돌(약 58%)이 가장 많이 발생하고 있다. 승객사고는 트램 내에서 넘어지는 사고(급정거에 의한 넘어짐 포함), 트램 하차 시 추락, 승강장에서의 추락, 트램 내에서 의자 등에 부딪힘, 트램 출입구 끼임 사고 등이며, 제3자 충돌은 오토바이, 자전거, 대중교통, 승용차, 화물 차량, 보행자와 충돌 등을 의미한다.

Table 4

Accidents of Tramway in France (2011~2020)

Event Type	2011	2012	2013	2014	2015	2016	2017	2018	2019	2020	Subtotal	Percent (%)
Fire Expolsion	3	2	3	0	5	11	6	9	24	19	82	0.35
Derailment	10	4	10	8	11	8	10	15	9	16	101	0.44
Passenger Event	520	565	662	975	964	1,019	1,157	1,056	1,092	799	8,809	38.06
Collision between Tram	3	2	5	7	5	3	7	0	6	2	40	0.17
Collision with Obstacle on Track	21	24	29	21	35	29	42	40	36	43	320	1.38
Collision with Third Party	1,181	1,209	1,320	1,414	1,473	1,439	1,438	1,373	1,431	1,132	13,410	57.93
End of Track Event	0	0	0	4	6	5	12	7	9	8	51	1.45
Other Events	23	30	25	38	51	42	34	27	30	35	335	0.22
Total	1,761	1,836	2,054	2,467	2,550	2,556	2,706	2,527	2,637	2,054	23,148	100.00

Table

Victims by Accidents of Tramway in France (2011~2020)

Event Type	Third Party		Passenger		Subtotal
Event Type	Equivalent Fatality*	Percent (%)	Equivalent Fatality	Percent (%)	Equivalent Fatality	Percent (%)
Fire Expolsion	0.005	0.005	0.000	0.000	0.005	0.003
Derailment	0.000	0.000	0.020	0.040	0.020	0.014
Passenger Event	0.000	0.000	44.245	87.788	44.245	30.674
Collision between Tram	0.000	0.000	0.415	0.823	0.415	0.288
Collision with Obstacle on Track	0.005	0.005	0.020	0.040	0.025	0.017
Collision with Third Party	92.145	98.189	5.380	10.675	97.525	67.611
End of Track Event	1.680	1.790	0.160	0.317	1.840	1.276
Other Events	0.010	0.011	0.160	0.317	0.170	0.118
Total	93.845	100.000	50.400	100.000	144.245	100.000

^* Equivalent Fatality = Injured/200 + Seriously Injuried/10 + Fatal (MOLIT, 2021)

- Seriously Injuried : Duration of hospitalisation more than 24 hours. (STRMTG, 2021)

- Fatal : Death within the 30 days following event (STRMTG, 2021)

Table 5에서 알 수 있는 바와 같이 인명피해 역시 승객사고(30.7%)와 제3자 충돌(67.6%)에서 가장 많이 발생되고 대부분의 인명피해가 발생되고 있다. 승객사고의 경우, 사고 건수나 인명피해의 경우 모두, 트램 내에서 넘어져서 다치는 경우가 가장 많으며, 제3자 충돌의 경우, 보행자와의 충돌이 보행자와 충돌과 승용차와 충돌이 가장 많이 나타나고 있는 것으로 분석되어 있다.

3.4 산악철도시스템의 위험요인 식별

산악철도시스템의 위험요인을 체계적 식별하기위하여 우선 국내에서 개발된 일반적인 철도시스템의 위험요인 식별 목록을 기본으로 하여 산악철도시스템의 특성이 고려된 위험요인을 식별하였다.

국내에서 개발된 일반적인 철도시스템에서의 위험요인목록은 참고문헌(Wang et al., 2005; KRRI, 2017)에 제시되어 있으며, 본 연구에서는 참고문헌(Wang et al., 2005; KRRI, 2017)에 제시된 위험요인들 중에서 3.1에 제시된 항목들에 대한 고려를 통하여 산악철도시스템에 적용될 수 있는 항목만을 추출하였고, 이에 더하여 3.2와 3.3절의 산악철도시스템의 특성과 과거 사고사례를 통한 위험요인 분석의 결과를 반영하여 산악철도시스템의 특성에 반영된 위험요인을 식별하였다.

위험사건의 분류는 일반적인 철도시스템의 위험사건분류(MOLIT, 2021)를 참고하여 Table 6과 같이 충돌사고, 탈선사고, 화재사고, 사상사고, 건널목/경합구간 사고의 5가지 사고로 분류하였고 각 사고별로 위험사건과 위험요인을 식별하였다. 그리고 Tables 7~11과 같이 각 사고별 위험요인별로 세부위험요인을 식별하였으며 일반적인 철도의 위험요인과 구분되는 현재 개발 중인 산악철도시스템의 특별한 위험요인은 Tables 7~11에서 굵은 글씨로 구분하였다.

Table 6

Hazardous Event and Hazards by Accident Types of the Mountain Railway System

Accident	Hazardous Event	Hazard
Collision	Collision between mountain train	Signalling system wrongside failure Rolling stock failure Human error Natural disaster
	Collision with working train
	Collision between working train
	Collision with mountain/working train and road transport
	Collision with mountain/working train and human
	Collision with mountain/working train and object on track
	Collision with mountain/working train and animal on track
Derailment	Derailment of mountain train	Signalling system wrongside failure Rolling stock failure Human error Natural disaster
Derailment	Derailment of working train
Fire	Fire of mountain train	Rolling stock failure Human error Natural disaster
	Fire of working train
	Fire on/beside platform
	Fire of track side
Casualty	Casualty on train	Rolling stock/facility factors error Operation error Human error Natural disaster
	Casualty on platform
	Casualty at track side
Level Crossing / Competitive Section	Collision with road transport at LC/CS	Vehicle Failure (including road transport) Level crossing facility failure Human error Natural disaster
	Collision with human at LC/CS
	Collision with object at LC/CS
	Collision with animal at LC/CS

Table 7

Specific Hazards by Collision Accident of the Mountain Railway System

Accident	Hazard	Specific Hazard
Collision	Signalling system wrongside failure	Incorrect data configuration
		Signal failure
		Wiring defect
		Failure of switching system
		Failure of switching system by climate effect
		Relay defect
Collision	Rolling stock failure	Brake failure
		Speedometer failure
		Traction control failure leading to sudden surge of acceleration
		Wheel slide detection equipment failure
		Runaway due to coupling failure
		Loss of/poor rack/pinion contact by cogwheel defect
	Human error	Train crew/signaller operation error
		Train crew/signaller communication error
		Train crew/signaller misjudgment
		Train crew/signaller deliberately violates rules
		Placing obstacles on the track with criminal intent
		Intentional intrusion into the track of road transport
		Collision with a buffer stop due to overrunning at the end of the track
	Natural disaster	Reduced visibility due to heavy fog
		Loss of/poor rack/pinion contact due to heavy snow
		Reduced visibility due to heavy snow
		Unclear signal due to adverse weather
		Reduced visibility due to vegetation on track side
		Reduced visibility due to obstacle on track side
		Obstruction on track by rockfall or landslide
		Switching failure by heavy snow or bitter cold
		Obstruction on track by strong wind
		Animal on track

Table 8

Specific Hazards by Derailment Accident of the Mountain Railway System

Accident	Hazard	Specific Hazard
Derailment	Signalling system wrongside failure	Incorrect data configuration
		Signal failure
		Failure of switching system
		Failure of switching system by climate effect
		Wiring defect
		Relay defect
	Rolling stock failure	Brake failure
		Speedometer failure
		Traction control failure leading to sudden surge of acceleration
		Increased derailment coefficient in sharp curve sections due to narrow gauge
		Increased derailment coefficient in sharp curve sections as the center of gravity is raised by placing the battery on top of the vehicle
		Decreased contact force due to damage of pinion
	Track failure	Track defect by poor maintenance
		Uneven settlement of the track supported roadbed due to the use of existing roads
		Defect of Structure by design errors
		Decreased contact force due to damage of rack
		Decreased contact force due to foreign substance between the rack and the pinion
		Rack-pinion deviation due to excessive slack in the sharp curve section
Derailment	Human error	Train crew/signaller operation error
		Train crew/signaller communication error
		Train crew/signaller misjudgment
		Train crew/signaller deliberately violates rules
		Placing obstacles on the track with criminal intention
	Natural disaster	Erosion of the track bed due to heavy rain
		Inflow of soil on the track due to heavy rain
		Switching failure by heavy snow or bitter cold
		Flow of soil and rock on the track due to land slide
		Avalanche by heavy snow
		Increased derailment coefficient due to strong wind

Table 9

Specific Hazards by Fire Accident of the Mountain Railway System

Accident	Hazard	Specific Hazard
Fire	Rolling stock failure	Fire caused by overheating/failure of mechanical equipment such as axle boxes
		Fire due to electrical equipment failure
		Fire/explosion due to battery defect
	Human error	Intentional arson in a train
		Boarding with flammable hazardous materials
		Passenger/crew smoking in train
		Fires caused by passenger/public smoking at the platform/near the track
		Fire caused by embers or sparks during maintenance work
		Fire caused by a forest fire caused by intentional fire/incineration work around the track
	Natural disaster	Fire/explosion of the battery mounted on roof of the vehicle due to the impact of falling object caused by strong wind
		Fire/explosion of the battery mounted on roof of the vehicle due to lightening
		Fire by wildfire around the track

Table 10

Specific Hazards by Casualty Accident of the Mountain Railway System

Accident	Hazard	Specific Hazard
Casualty	Rolling stock/Facility Failure	Trapped/drawn due to door closing when passenger boarding or disembarking due to train door failure (mechanical/electrical)
		Passenger impact/fall due to manufacturing error of train interia facilities
		Passenger impact/fall on facilities (chairs, etc.) in the train due to loss of balance of passenger in the section of sharp curves/steep gradients
		Falls due to gap between train and platform
		Falls due to differences in train and platform steps
		Hit/contact by/with a moving train on the platform due to failure of the train stop at the designated position
		Passengers impact/fall to facilities (chairs, etc.) in the train due to not securing passenger supports due to overcrowding
		Collision with road transport users/pedestrians due to road occupancy by train derailment
	Operation Error	Passenger impact/fall on facilities (chairs, etc.) in the train due to loss of balance of passenger by sudden movement of train in the section of sharp curves/steep gradients
		Elderly/disabled people fall over when moving trains
		Door closing when getting on and off by operator error
		Hit/contact by/with a moving train on the platform due to overcrowding at the platform
Casualty	Human Error	Hit/contact by/with a moving train on the platform due to carelessness of a passenger
		Trapping/dragging due to door closing when getting on and off for/by passenger carelessness/overcrowding)
		Deliberate fall or jump
		Impact or fall due to intentional body exposure outside the train
		Collision with train/falling caused by pedestrian intrusion into the track
		Collision with a train/falling/slipping of worker while maintenance work on the track
		Falling of maintenance workers to the slope of the track side during track work
		Collision with road transport of maintenance workers during movement/preparation work for track work by maintenance workers
	Natural Disaster	Slipping/falling due to ice on the platform floor due to heavy snow or bitter cold
		Tumble to the track due to freezing of the platform floorby heavy snow and bitter cold
		Slipping/falling due to slippery surface of the platform floor due to heavy rain
		Tumble to the track due to slippage by heavy rain
		Slipping/falling due to slippery surface inside the train due to heavy rain/snow
		Impact from falling objects (trees, etc.) caused by strong wind
		Electric shock from lightning

Table 11

Specific Hazards by Level Crossing/Competitive Section Accident of the Mountain Railway System

Accident	Hazard	Specific Hazard
Level Crossing / Competitive Section	Rolling stock failure (including road transport)	Train/road transport braking system failure
	Rolling stock failure (including road transport)	Intrusion/stop in the level crossing/competitive section due to a failure of the road transport
	Level Crossing Facility Failure	Traffic light failure
		Failure of the blocking device for road transport to the level crossing/competitive section
		Failure of traffic light and train communication/interlocking device
		Failure of train detecting device
	Human Error	Train crew/signaller operation error
		Train crew/signaller communication error
		Train crew/signaller misjudgment
		Train crew/signaller deliberately violates rules
		Intrusion due to an error in judgment of the road transport driver
		Intentional trespassing by road transport drivers
		Jaywalking of pedestrian by misjudgment or intention
	Natural Disaster	Reduced visibility due to heavy fog
		Unclear signal due to adverse weather
		Reduced visibility due to vegetation on track side
		Reduced visibility due to obstacle on track side
		Intrusion to level crossings/competitive section due to poor braking of road transport by heavy snow/freezing/heavy rain
		Slipping/falling of pedestrian in crossings/competitive section due to heavy snow/freezing/heavy rain
		Intrusion of animals to crossings/competitive section

5. 결 론

개발 중인 산악철도시스템의 특성을 분석하고 과거 사고사례, 일반적으로 철도에서 정의하고 있는 위험요인 등을 고려하여 산악형 운송시스템에 적합한 위험요인들을 식별하였다.

현재 계획되고 있는 산악철도시스템의 특성을 분석한 결과, 배터리의 화재, 협궤에 의한 차량의 주행안정성, 톱니바퀴의 손상에 의한 접촉 불량, 급곡선⋅급구배에서의 갑작스러운 차량의 움직임에 의한 차내 승객의 부상, 폭설과 산사태, 강풍, 혹한 등에 의한 차량의 손상과 승객의 부상 등이 위험요인으로 식별되었다. 또한 과거 사고사례 분석을 통하여 급구배⋅급곡선의 산악지형을 운행에 의한 탈선 후 전복 또는 추락이 주로 발생한 사례를 알 수 있었으며, 트램의 사고 분석을 통하여 도로교통수단 또는 보행자와의 충돌, 과속에 의한 탈선 등이 주요한 위험요인이 되는 것을 알 수 있었다. 그리고 최종적으로 이러한 요소들을 종합적으로 고려하여 예상 가능한 사고를 충돌사고, 탈선사고, 화재사고, 사상사고, 건널목/경합구간 사고의 5가지 사고로 분류하였고 각 사고별로 위험사건과 위험요인을 식별하였다. 그리고 각 위험요인별로 세부위험요인을 식별하였다. 지형적인 특성과 기후적인 특성, 협궤와 배터리 장착 차량 등에서 일반적인 철도의 위험요인과 구별되는 위험요인들이 주로 식별되었는데, 대부분의 위험요인들은 차량과 시설물의 설계단계에서 해결될 수 있을 것으로 보이며, 일부 기후적인 특성에서 유발되는 위험요인은 운영단계에서 위험관리계획에 반영함으로서 해결될 수 있을 것으로 보인다. 예를 들어 지붕에 탑재된 배터리의 낙하물에 의한 충격을 방지하기 위하여 차량 상부에 덮개를 설치하거나, 폭설이나 혹한 시 승강장에서 승객의 미끄럼짐 사고를 방지하기 위하여 설계 시에 승강장 표면 거칠기를 증가시키거나 열선 설치를 고려할 수 있고 위험관리 계획서에 승강장 승객의 미끄러짐을 방지하기 위한 조항을 추가하여 관리하는 방법 등을 들 수 있다. 본 논문에서 식별된 산악열차의 위험요인들은 향후 수행될 산악철도 시스템에 대한 예비 위험도 분석과 운영 중의 안전 확보를 목표로 하는 안전관리시스템 수립의 기초 자료로 활용될 수 있을 것이며, 현재 개발 중인 산악철도시스템이 아니더라도 새로운 형태의 철도시스템 도입 시, 위험요인의 식별 사례로서 참고될 수 있을 것이다.