도시철도사고 예방 및 대응체계 개선 연구 휴먼에러 감소기법 및 비상대응 매뉴얼을 중심으로

우리나라 철도는 일반철도와 도시광역철도로 구분된다. 일반철도의 경우 2004년부터 고속철도가 운행되고 있고 디젤 기관차와 화물운송용 철도가 운행 중이며, 도시광역철도의 경우 1974년 도시지하철 1호선 개통 이후 현재까지 다양한 시스템과 신/구 기술을 이용하고 있다. 이와 같은 상이한 시스템과 운행환경은 다양한 안전대책을 필요로 한다. 본 연구에서는 우리나라 철도시스템 중 도시철도로 한정하였다. 도시철도는 대도시 지하구간을 운행하고 있는 대중교통수단이자 국민이 도시생활에서 가장 빈번하게 이용하고 있는 교통수단으로, 안전성 확보가 우선이 되어야 하기 때문이다. 도시철도의 안전성 확보를 위하여 본 연구에서는 휴먼에러 저감을 위한 노력으로 지적확인 환호로 인간중심의 판단오류를 줄이는 방법을 모색하고, 사고가 발생한 위험상황에서 신속하고 정확하게 대응하기 위한 비상상황 대응매뉴얼의 개선안을 유도하고자 하였다. Nagel(1998)은 기계 결함에 의한 사고는 점차 감소하지만 인간의 오류로 인한 사고는 오히려 늘어날 것으로 예상하였다. 과학기술의 발전과 함께 기계의 신뢰성이 향상되면서 기계적 안전성은 향상될 수 있지만, 인간과의 상호작용 속에서 임의성이 존재하고 이로 인해 불규칙적인 상황에 놓이게 되므로 사고 발생의 가능성이 높다고 본 것이다. Nagel의 예상과 같이, 앞서 철도사고 통계에서도 살펴보았듯이 현재 우리나라는 인적오류로 인한 사고가 많이 발생하고 있다. 이를 방지하기 위해 현재 철도운행은 점차 자동화·무인화로 진행되고 있지만, 그러나 무인화라고 해서 인적오류를 완전하게 방지할 수는 없을 것이다. 인간의 안전관리 영역이 기계에 의하여 대처되어 관리인원은 줄어들 뿐, 최종 결정은 인간이 내리기 때문이다. James Reason(1998)은 사람이 오류를 범하므로 문제의 원인이 사람에게 있고 시스템은 기본적으로 안전하므로, 인간의 오류를 방지하기 위해서는 무인화 및 자동화된 시스템으로 구성된 환경을 조성해야 한다고 주장하였다. 반면 Sidney Dekker(2000)는 인적오류의 원인은 기본적으로 사람에게 있는 것이 아니라, 실수할 수 있는 어떠한 환경에 놓이면 사람의 판단과 행동은 그 환경에 영향을 받아 순간적으로 실수를 하게 되므로, 인적오류를 방지하기 위해서는 이와 같은 환경을 개선할 필요가 있다고 주장하였다. 보통 철도사고가 발생하고 기계적 결함과 같이 명백한 원인을 알아내지 못하는 경우는 대부분 기관사의 잘못으로 종결된다. 가장 쉽고 간편하게 사고를 처리할 수 있는 방법이기 때문이다. 하지만 이와 같은 방법은 사고가 종결되면 왜 사람이 오류를 범할 수밖에 없는지 근본적인 문제를 알아낼 수 없고, 인적오류로 인한 또 다른 형태의 사고가 발생될 가능성이 높다. 1인 승무 전환에 따른 기관사의 업무변화는 철도사고 발생원인에도 영향을 미쳤다. 자동운전을 기반으로 한 1인 승무와 수동운전을 기반으로 한 2인 승무를 비교해 보았을 때 기관사의 오류발생 경향이 다소 다르게 나타났는데, 수동운전의 경우는 기관사의 인적오류가 주원인이 되지만, 자동운전시스템에서는 시스템 에러가 주원인이 되고 시스템 에러를 바로잡는 과정에서 인적오류가 발생하는 경우가 대부분으로 나타났다. 이러한 점은 1인 승무 시 기관사가 이례상황에서 대처 방식에 따라 사고의 규모가 달라질 수 있다는 것을 시사한다. 즉, 사고 발생에서 기관사가 직접적인 원인을 제공하지 않더라도 기관사 한 사람의 판단에 따라 추가적인 피해가 결정된다는 것이다. 2인 승무에서 차장과 분담하여 이루어졌던 업무가 1인 승무로 변화함에 따라 기관사의 업무로 가중된 것과 함께, 이례상황에서의 판단에도 단독적인 결정이 가능해지면서 앞으로의 기관사 인적오류 관리는 보다 다양하고 심도 있게 이루어져야 할 것이다. 사고 발생을 방지하기 위하여 예방적 차원에서 철도에 적용할 수 있는 기술은 다양하게 존재한다. 규모 측면에서 작게는 조작하기 쉽게 편의성을 고려하여 단순화하는 등 차량을 인체공학적으로 설계하는 것이 있고, 크게는 철도와 도로가 평면 교차하는 건널목에서 도로를 지하화하거나 고가화하는 건널목 입체화가 있다. 또한 앞서 설명하였듯이 무인화에 대비하여 사고를 예방하기 위해 종합적으로 제어기능을 수행하는 열차제어시스템을 적용하기도 한다. 한편, 사고가 발생할 경우에 대비해서 피해를 줄이기 위하여 철도차량에 충격완충장치를 장착하는 등 차체가 충돌을 흡수할 수 있게 구조를 채택하고 있다. 철도차량이 충돌할 경우 열차의 충돌에너지를 흡수하여 순간적으로 변형하는 ‘파괴구간’이 생기는데, 이 구간을 차량의 전두부와 후두부에 설치하고, 객차로의 충격 전달을 완화하는 방식을 사용하여 충격력을 약 500톤 규모로 설계하는 것이다. 이에 대하여 충돌안전도에 대해 2011년 5월 13일 한국철도기술연구원에서 평가한 바가 있다. 철도운행 자동화의 또 다른 요소인 열차제어시스템은 열차의 안전한 이동 및 운행을 위해 모든 종합적인 제어기능을 수행하는 시스템 기술로, 사용되는 기술 및 설비에 따라 자동열차제어장치(ATC, Automatic Train Control), 자동열차방호장치(ATP, Automatic Train Protection), 자동열차정지장치(ATS, Automatic Train Stop), 자동열차감시장치(ATS, Automatic Train Supervision), 자동열차운전장치(ATO, Automatic Train Operation), 선로변 안전설비 등으로 구성되어 있다. 이와 같은 장치들은 속도 및 운행밀도 등 열차운행 요구조건에 따라 조합되어 사용된다. 가령, 서울메트로 1, 2호선의 경우 선로변에 설치된 지상신호기 조건에 따라 제공받은 정보로 기관사가 다음 구간까지 운행하고, 제한속도를 초과할 경우 비상제동체결로 자동 정지하는 ATS(Automatic Train Stop) 장치를 통한 점 제어방식을 사용한다. 반면, 서울메트로 3, 4호선은 지상장치를 활용하여 차내 신호기에 지시된 제한속도와 실제 운전속도를 연속적으로 비교하여 안전속도를 유지하는 ATC(Automatic Train Control) 장치를 통해 연속제어방식으로 운행되고 있다. 현재 대부분의 도시철도 운행은 ATC/ATO를 기반으로 1인 승무 또는 무인 승무로 운영되고 있다. 우리나라에서 RF-CBTC(Radio Frequency-Communication Base Train Control) 시스템의 이론적 개념이 적용되어 최초로 운영된 중전철 노선은 2011년 10월에 개통된 신분당선(DX-LINE)으로, 이는 전 세계에서 다섯 번째, 아시아에서 두 번째로 개통된 무인중전철 운영노선이다. 무인운전시스템은 이미 전 세계적으로 보편화되어 운영되고 있다.