모델기반 ARP4761 안전성 인증 기술 연구 및 항공기 휠 브레이크 시스템 사례연구

김입수 한국항공대학교 대학원 2018 국내석사

우리나라의 항공산업은 높은 성장세를 유지하며 글로벌 시장 경쟁력까지 갖춰 기능구현에서 품질 및 안전성 보장에 관심을 가지는 수준까지 도달했다. 그러나 안전필수 항공시스템 개발의 수요와 복잡도가 증가함에 따라 기존의 절차기반, 수기기반의 안전성평가방법으로는 객관적으로 안전성을 입증하기 어려워졌다. 기존의 안전성평가방법은 분석자의 주관적 평가가 작용하는 점, 시스템 개발 초기에 객관적 평가가 어렵다는 점 때문에 시뮬레이션 모델을 이용한 안전성평가가 주목 받고 있다. 본 논문에서는 시뮬링크 시스템 모델, X-Plane 비행 시뮬레이터, 그리고 통합인터페이스를 이용한 통합 시뮬레이션 환경을 구성하여, ARP4761 안전성평가 절차를 통해 고장조건의 심각도를 분류하고 위험한 고장에 대해 결함모델을 구성한 후 시뮬링크 모델에 결함을 주입해 시스템에 나타나는 고장의 영향을 분석함으로써, 설계 초기 단계에 시스템에 할당된 안전요구사항의 합리성과 안전설계 기능을 확인하였다. 본 연구는 모델기반 개발이 광범위하게 사용되는 현 상황에서 ARP4761 안전성평가 절차에 모델기반 안전성평가방법을 도입하여 감항기술 발전에 기여하였다. 이를 통해 개발자는 개발과 인증에 소요되는 시간과 비용을 줄이고, 인증당국은 합리적으로 안전성을 평가하여 최종적으로는 안전한 항공시스템의 이용을 가능하게 할 수 있을 것으로 기대된다.

제품의 안전성 향상을 위한 제품기획단계의 안전성평가모형 개발

朴志英 동국대학교 2008 국내박사

As users increasingly recognize the importance of safety and the Product Liability comes into effect, a company should take responsibility of protecting the users who use its product. In order to produce a safe product and satisfy the needs of users, it is critical for developers to evaluate the safety of the product appropriately and understand the characteristics of the product accurately. Furthermore, a safe product can be realized by considering a safety level of the product in a whole product development process. However, in general, product development projects hardly evaluate the safety of a product in the product planning step. In addition, most of safety evaluation methods which are applied in the product planning step have a tendency to be qualitative because a detailed product design can not be specified in this step. Therefore, firstly, this study attempted to examine existing design process and planning production methods and suggest the necessity of new safety evaluation models to use in the planning products stage by analyzing existing process models in which product safety evaluation methods and safety evaluation have conducted. Secondly, the elements that should be used in the safety evaluation in the stage of planning products were extracted. Thirdly, this study tried to suggest a safety evaluation model to evaluate safety quantitatively in the stage of planning products, pairwise comparison method using AHP and language evaluation method using fuzzy weighted score, safety index. Lastly, case analysis on a walking aids for the aged was conducted, using existing methods and suggested methods in order to verify suggested methods. As seen above, if the safety evaluation is conducted from the beginning of planning products, time and the cost for redesign efforts can be reduced, users can have a better opportunity to use safe products, it allows a company to obey company's duty to consider user's safety and it is possible to establish a fundamental counterplan for a product liability law.

지방부 2차로 안전성 평가에 관한 연구

이석 전남대학교 대학원 2002 국내석사

설계속도를 기준으로 하는 설계기준에 의해 건설된 도로구간을 주행하는 차량은 각 구간마다 속도의 변화를 보인다. 이러한 도로는 설계자가 기대하지 않은 것이고, 운전자의 기대를 충족시키지 못하고 도로의 안전에 관련된다. 그래서 일관성 있는 설계가 요구되고, 도로의 안전성 평가가 필요하게 되었다. 이러한 필요성에 의한 본 연구의 목적은 도로의 안전성 평가 방법을 제시하여 안전성 평가기준을 확립하는데 기여하고 궁극적으로 도로 안전에 기여하는 데 있다. 연구는 사고 자료와 현장 자료(종단경사, 곡선반경, 속도 특성)를 수집하고, EXCEL과 SPSS를 이용하여 정리되고 분석되었다. 문헌고찰에서 기존 안전성 평가 방법의 문제점과 수집된 자료 분석의 결과를 가지고 새로운 안전성 평가 방법을 제시하였다. 제시된 안전성 평가 방법은 기존 방법과의 비교를 통하여 타당성을 검증하였다. 연구 수행으로 얻어진 결과는 다음과 같다. 1) 속도분산 차, 차량 진행방향 가속도 차, 곡선반경방향 가속도 차를 이용하여 새로운 안전성 평가 방법을 제시하였다. 2) 속도 차, 에너지 차, 본 논문에서 제시한 안전성 평가 방법을 현장 조사된 지점을 대상으로 비교하고, 제시된 방법이 더 적절하다는 결과를 얻었다. 3) 선행차량에 의해 속도 영향을 받는 차두간격은 6초 이하이다. 4) 곡선부 내의 최저 속도 위치는 곡선시작점으로부터 약 35m 이다. 5) 도로의 위험도(EPDO)와 통계적으로 유의한 상관관계를 보이는 속도특성은 속도분산이다. 선행된 많은 연구에서 제시된 안전성 평가 방법과 본 연구에서 제시하는 안전성 평가 방법의 큰 차이점으로 다음의 두 가지를 들 수 있다. 1) 다양한 원인에 의해 발생된 사고와 통계적으로 유의한 상관관계를 보이는 속도 분산을 안전성평가에 도입하여, 도로의 위험도를 잘 표현할 수 있다. 2) 현장의 설계요소에 의한 가속도(안전가속도)와 주행 차량의 가속도 차를 이용하여, 기존 속도 차 방법의 장점을 유지하면서 시간에 따른 속도변화와 속도 수준(높은 속도 군과 낮은 속도 군)별 위험도를 표현하는 안전성 평가 방법을 제시하였다. 그러나 제시된 안전성 평가의 현장 적용을 위해서는 기하구조가 다른 많은 지점에 대한 연구로 평가 방법을 재검정하고, 각 기준별 등급과 가중치에 대한 연구가 수행되어야 한다. A vehicle that is driving on highway constructed by the design criteria used design speed has speed variation. Those highway features do not correspond with intention of highway designer and expectancy of highway user. They are related to safety. For that reason, highway demands design consistency and evaluation of safety. Therefore, the technical evaluation method is proposed, this method can contribute to an establishment of the safety evaluation criteria and eventually contribute to the highway safety. In this study, accident data and field data (grade, radius, speed factor) are collected and are analyzed. And new technical evaluation method is proposed by problem in review of existent methods and analysis result. Property of new method is verified by comparing with existent one. Following are results of this study. 1) Headways under 6 second affect speed of next vehicle. 2) A point with the lowest speed in curve is placed about 35m from the beginning point. 3) Correlation of speed variance and severity of highway (EPDO) is statistically significant. 4) Proposed technical evaluation method is proposed by using difference of speed variance and difference of acceleration. In range of field survey, proposed method is more proper than existent one. There are two differences between proposed method and existent one. 1) New evaluation method is proposed by correlation analysis of factor related to severity used accident data and field data of accident location. 2) In proposed evaluation method, difference of acceleration which is yielded by design parameter investigated and running vehicle. This method includes a merit of existent method. This method can express speed variation as the time passes and severity on each speed level. For using proposed method, more tests are needed on other locations with various geometries. Moreover, advanced study is needed about classifying and giving the weight of each criterion.

제조업에 대한 안전성평가시스템 모델 구축에 관한 연구

성호경 明知大學校 2003 국내박사

오늘날 세계 시장경제 환경은 급속하게 변화하고 있으며, 우리나라도 산업환경여건의 변화에 따라 기업구조조정은 지속적으로 진행되고 있다. 그러나 여전히 굴뚝산업은 새로운 제품을 만들기 위해 제품개발, 품질향상, 원가절감 등을 통해 생산성향상에 많은 노력을 기울이고 있다. 한편, 여기서 발생되는 산업재해는 생산성을 떨어뜨리는 가장 중요한 요소로 작용하고 있음에도 불구하고 그 심각성을 느끼지 못하고 있는 것이 현실적으로 매우 중요한 문제로 지적되고 있다. 산업현장에서 발생되고 있는 수많은 산업재해는 산업의 다양한 발전으로 인하여 여러 가지 형태로 나타나고 있다. 특히, 제조업에서는 산업 재해로부터 발생되는 손실을 극복하고자 이들에 적합한 각종 방법을 강구하여 실천에 옮기고 있다. 또 손실을 최소화하기 위하여 과거에는 안전보건관리를 단순히 규제에 의한 관리에 의해 수동적 접근방식으로 대응하였으나, 최근에 와서는 세계화, 개방화 추세에 맞추어 기업 활동의 저해요소에 대해서는 정부규제를 완화시키고 있는 실정이며, 최근 정부의 다양한 노력에도 불구하고 산업재해는 여전히 감소되지 않고 있다. 지금까지는 위험성평가가 화학공장에서 위험요인을 평가하는 데 국한되었지만, 제조활동 공정에서 발생되는 위험성을 평가하는 것이 이슈화되고 있으며 이러한 위험성평가를 위해서는 적절한 관리지원, 평가 전문 인력, 적절한 정보, 평가수행 기법 등이 필요하다. 그동안 다행히 안전성에 대한 여러 가지 평가기법이 개발되어 왔으나 각 기법들은 주로 많은 화학공장에서 여러 가지 상황에 따라 제한적으로 적절히 사용되어 왔다. 안전성 평가 기법을 선정하는 데 영향을 주는 요인은 많다. 따라서 이 기법을 사용하기 전에 평가실시에 크게 영향을 주는 문제점 등을 먼저 검토할 필요가 있다. 적절한 안전성평가 기법을 선정하기는 쉽지 않을 뿐 아니라 어떤 상황에 따라 최상의 방법이 없을 수도 있다. 그러나 적절한 평가기법의 선정은 안전성평가의 성패를 좌우하는 중요한 단계이므로 평가기법 선정에 영향을 주는 요인을 감안하여 적절히 선정하여야 할 것이다. 현재 사업장에서 재해예방을 위해 각종 평가기법을 사업장의 나름대로 적용하고 있으나 이를 정량적으로 평가할 수 있는 방법은 미흡한 실정이다. 따라서, 본 연구는 제조업 사업장에서의 종합적인 안전관리업무를 추진하는데 있어, 안전성평가시스템(작업공정의 분류, 위험요인의 파악, 위험도 결정, 안전성평가결과 개선대책 등)을 도입하도록 하고, 아울러 사업장의 안전관리자나 안전분야 전문가들이 해당 제조사업장에서 정량적으로 안전성을 평가할 수 있도록 하는 시스템모델을 제시하고자 하였다. With the advancement of diverse industries, numerous types of industrial disasters also have been taking place in the industrial fields. Manufacturing enterprises have been briskly devising and practicing various means that can minimize the loss triggered by the industrial disasters. At the past, the safety management was performed simply by passive approaches with regulation and restriction. However, at the present time, the government undertakes gradual deregulation in order not to interfere free business activities of companies according to the trend of the global open economy. Despite the governmental endeavors, the industrial disasters are still showing little sign of decline. Until now, the safety assessment has been limited to assess dangerous factors in the processes of chemical industries, but the range is being enhanced to all manufacturing businesses. For the sake of more realistic safety assessment, appropriate administration, safety assessment specialists, precise information and scientific evaluation methods are needed. Fortunately, a variety of useful risk assessment methods have been developed and applied to each proper situation in chemical factories. There are a lot of factors influencing the selection of a safety assessment method. Therefore, major factors should be studied and estimated in advance of this selection, since choosing the suitable safety assessment method is the most critical step to affect success or failure of the evaluation. It is not easy to select the most appropriate risk evaluation method and to be worse there could be no method to adopt according to the situation. At present, various safety assessment measures have been applied in manufacturing fields in their own way, but the effective methods enabling quantitative analysis are insufficient. Accordingly, this study is intended to contribute to the synthetic safety management in the manufacturing fields and to suggest a quantitative-risk-analysis system by introducing such safety assessment steps as assortment of processes, pre-assessment of risk factors, decision of risks, counter measures against assessed risks, establishment of remedies.

건설공사 사전 안전성평가 제도의 한계와 개선 방안 연구

장은호 경희대학교 대학원 2026 국내석사

본 연구는 현행 건설공사 사전 안전성평가 제도가 대규모 건설공사를 중심으로 설계·운영됨에 따라, 중·소규모 건설현장에서 발생하는 안전관리 사각지대를 충분히 해소하지 못하고 있다는 문제의식에서 출발하였다. 특히 전체 건설현장의 대부분을 차지하는 중·소규모 건설공사는 상대적으로 취약한 안전관리 여건에도 불구하고, 현행 제도 적용 대상에서 제외되거나 일부 적용되는 경우에도 형식적·서류 중심 운영에 머무르는 한계를 보이고 있다. 현행 사전 안전성평가 제도는 「산업안전보건법」에 따른 유해위험방지계획서와 「건설기술진흥법」에 따른 안전관리계획서로 이원화되어 있으며, 복잡한 작성 기준과 심사 절차, 대규모 공사 중심의 적용 요건으로 인해 중·소규모 건설현장의 특성과 실행 여건을 충분히 반영하지 못하고 있다. 2023년 기준 전체 건설사업장 중 50억 원 미만 건설공사가 약 90%를 차지하고 있음에도 불구하고, 이들 현장의 사고사망만인율은 대규모 건설공사에 비해 현저히 높은 수준을 보이고 있다. 이는 현행 제도의 구조적 한계를 단적으로 보여준다. 본 연구는 이러한 문제를 실증적으로 분석하기 위해 관련 법령 및 제도 분석, 국내 산업재해 통계 분석, 일본과 영국 등 국외 사전 안전성평가 제도에 대한 비교 고찰, 그리고 건설현장 실무자·발주자·산업안전지도사를 대상으로 한 설문조사(유효응답 101부)를 수행하였다. 분석 결과, 중·소규모 건설현장은 제한적인 제도 적용 범위, 과도하게 세분화된 작성 기준, 작성 주체 및 발주자의 전문성 부족, 외주 점검체계의 신뢰성 저하 등으로 인해 제도적 사각지대에 놓여 있는 것으로 나타났다. 또한 응답자들은 사전 안전성평가 제도의 필요성에는 공감하면서도, 현행 제도가 현장 실행력 확보에는 한계가 크다고 인식하고 있었다. 이러한 분석 결과를 바탕으로 본 연구는 중·소규모 건설현장의 여건과 위험 특성을 반영한 경량형 사전 안전성평가 제도로서 「소규모유해위험방지계획서」 제도의 도입 필요성을 제시하였다. 이와 같은 제도 개선 방향은 공사금액 기준이 아닌 위험공종 중심의 적용체계를 통해 실제 재해 발생 가능성이 높은 공정에 관리 역량을 집중하고, 간소화된 실무 중심의 작성체계와 전문인력에 의한 검토·이행점검, 디지털 기반 관리체계를 연계함으로써 제도의 실효성을 제고하는 방향이다. 본 연구는 사전 안전성평가 제도를 형식적 제출 중심의 관리수단에서 벗어나, 중·소규모 건설현장에서도 실질적으로 작동하는 예방 중심의 안전관리 체계로 전환하기 위한 정책적·제도적 시사점을 제시한다는 점에서 의의를 가진다. 본 연구의 결과는 향후 건설안전 관련 정책 수립 및 제도 개선을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 주요어 : 중·소규모 건설공사, 사전 안전성평가, 소규모유해위험방지계획서, 유해위험방지계획서, 산업안전지도사, 해외 사전 안전성평가 제도

석면해체제거작업 관련제도와 안전성평가에 대한 개선방안 연구

장재필 울산대학교 일반대학원 2021 국내박사

석면(asbestos)은 1970년대 후반에 석면 가루를 호흡을 통해 흡입하게 되면 폐암이나 폐증, 늑막이나 흉막에 악성종양을 유발할 수 있는 것으로 밝혀지면서 세계보건기구(World Health Organization, WHO) 산하의 국제암연구소(International Agency for Research on Cancer, IARC)에서 석면을 1급 발암물질로 지정하였고, 우리나라는 석면으로 인한 근로자의 건강보호를 위하여 산업안전보건법에서 청석면 및 갈석면에 대한 제조, 수입, 양도 또는 사용을 금지하는 규제를 2000년 1월에 시행한 이후 2009년도부터 모든 석면제품의 제조, 수입 또는 사용을 전면 금지하였다. 그동안 국내에서 석면함유제품의 제조, 사용에 따라 근로자의 석면 노출에 대한 연구는 지속적으로 이루어졌으나, 안전한 석면해체ㆍ제거를 유도하기 위한 안전성평가와 석면관련 제도의 도입에 따른 문제점 및 개선방안에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 고용노동부에 등록된 석면해체ㆍ제거 업체를 대상으로 석면해체ㆍ제거작업과 관련된 제도, 안전성평가 요구도 및 필요성, 관련 법령의 해석에 대하여 주요 의견 및 개선방향을 파악하였다. 본 연구는 석면해체·제거작업에 대한 문제점과 개선방안을 조사하기 위한 설문지를 개발하였고, 개발된 설문지를 석면해체·제거업체에 배포하여 석면관련 제도와 안전성평가에 대한 문제점 및 개선방안을 조사하였다. 본 연구는 조사된 설문 결과에 대한 통계 분석을 통해 석면해체·제거 현장에서 느끼는 제도개선 요구사항을 체계적으로 파악 및 분석하였다. 본 연구의 조사 결과(총 83개 업체)는 석면해체ㆍ제거작업을 위해 구성되는 팀에 대한 문제점으로 ‘방학기간에 집중되어 팀 구성에 문제가 있다’가 35.4%로 응답률이 가장 높았고, 현행 입찰방식의 한계점을 보완하는 방법으로 ‘안전성평가에서 고등급을 받은 업체에게 우선권을 부여하여야 함’이 37.8%로 가장 높게 나타났다. 석면해체ㆍ제거작업에 주로 사용하는 음압기 및 음압기록장치에 대한 교정에 대해서는 32.1%가 ‘주기적인 교정이 필요’하다고 응답하였고, 설문참여업체는 음압기 대수 산정방법에 대해 43.3%가 잘 모른다는 응답하였으며, 그 이유는 규정 부재(38.9%), 번거로움(36.1%), 그리고 배우지 못함(25%)이 유사한 비율로 관측되었다. 산업안전보건기준에 관한 규칙 중 제494조 제3항의 ‘일시적’, 제495조 제2호 다목의 ‘물리적으로 깨거나 기계 등을 이용하여 절단하는 작업’, 제494조 제2호의 ‘천공작업’에 대해서는 ‘휴식시간 또는 점심시간까지 포함하여 확대 해석’이 35.7%, ‘문구 그대로 물리적으로 깨거나 기계 등을 이용하여 절단하는 경우가 아닌 드라이버로 텍스의 나사못을 제거하는 경우에는 음압유지 불필요’가 36.8%, ‘나사못을 풀어 깨진 텍스를 몇 장 제거하는 작업도 석면이 적게 흩날리는 작업이므로 이 조항에 해당’한다고 38.9%가 응답하였다. 석면해체ㆍ제거작업 이후 실시하는 물 샤워에 대해서는 ‘석면농도가 높지 않은 저위험 작업은 물 샤워 뿐만 아니라 에어샤워도 가능하도록 변경’이 57.6%로 응답률이 가장 높았고, 석면해체ㆍ제거근로자가 최초 제출한 계획서와 상이할 경우 ‘석면해체·제거근로자 변경 시 변경신고서 제출만으로 변경 가능하게 하여 근로자 신고 누락 방지’를 가장 선호하는 것으로 나타났다(40%). 안전성평가 기여도를 독립변수(긍정, 중립, 부정)로 하고 필요성을 5점 리커트 척도(Likert Scale)로 하여 기여도와 필요성에 대한 일원배치 분산분석을 실시한 결과 석면안전성평가 사업이 안전한 석면해체·제거작업 정착에 긍정적이라는 의견을 보인 업체는 석면안전성평가 사업이 필요하다고 유의한 답변을 하였다. 안전성평가 제도에 대해서는 안전성평가 등급이 높은 업체에게 혜택을 부여해야 한다는 의견과 혜택을 부여하지 말아야 한다는 의견이 50.6%와 49.6%로 비슷하게 나타났다. 안전성평가 사업이 석면해체ㆍ제거업체를 평가하는데 필요하다는 필요성을 독립변수(긍정, 중립, 부정)로 두고 근로자의 전문교육작업 경력관리의 필요성, 근로자의 전문교육 필요성, 음압기 대수 산정방법 이해정도에 대해 분산 분석한 결과 안전성평가 제도 필요성에 긍정적인 업체와 중립인 업체는 석면해체ㆍ제거근로자의 전문교육 작업경력관리와 전문교육이 필요하다고 유의하게 답하였고, 음압기 대수 산정에 대한 인지여부에 대해서는 안전성평가 제도 필요성에 긍정적인 업체가 유의하게 높게 나타났다. 결론적으로 안전한 석면해체·제거작업 정착을 위해 석면관련 교육을 이수하고 이력관리가 되는 작업 근로자를 다수 양성하는 제도를 마련한다면 방학기간에 학교석면해체·제거작업이 집중되더라도 석면해체·제거를 위한 팀 구성에 어려움이 없을 것으로 판단되며, 추가적으로 학교석면해체·제거작업이 방학에 집중되지 않도록 정책적인 관리도 뒷받침 되어야 한다고 생각한다. 안전성평가 결과는 석면해체·제거작업 입찰에서 업체를 선정하는 기준에 반영되어 평가 등급이 높은 업체가 혜택을 받을 수 있는 현장 작동성 강화가 필요하고, 음압기 및 음압기록장치는 성능보증을 위한 주기적인 검정 및 교정을 하는 제도적인 장치와 음압기 대수산정 방법을 법제화하는 대책마련이 필요할 것으로 판단된다. 석면감리제도에서 석면감리인의 임무, 산업안전보건법에서 불문명한 용어를 명확하게 정의하는 법령 보완 및 수정이 필요하고, 고용노동부에 제출하는 서류보완의 간소화, 석면해체·제거작업 후 해야 하는 물 샤워를 보완하는 에어샤워의 도입방안 같은 현장의 실무적인 요구를 반영하여 석면해체·제거작업 관련 제도를 개선한다면 안전하고 효율적인 석면해체·제거작업이 안정적으로 정착하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구는 석면해체·제거작업 업체로부터 현재 적용되고 있는 관련 제도의 문제점을 분석하고 실직적인 대책을 도출하였다는데 의의가 있다. 본 연구의 결과는 석면해체·제거와 관련된 정책을 마련하고 보완 및 수정하는데 유용한 자료로 활용될 수 있을 것이다.

車輛速度와 交通事故分析을 통한 多車路道路 安全性 評價基準 開發

金相燁 서울시립대학교 2011 국내박사

This paper presents new road safety evaluation criteria and a consistent roadway design evaluation index for evaluating the safety of a multi-lane roadway. The most important aim of this research is securing objective and reliable speed prediction and safety evaluation criteria based on operating speed. Until now, most speed prediction models have only considered geometric design of the subject site. So those models have a limitation concerning accurate speed prediction in reflecting continuous road design elements characteristics. Lamm(1999) presented safety evaluation criteria using different operating speeds. But this research studied only a two-lane road and it was hard to classify acceleration or deceleration. Due to those problems, existing speed prediction models were considered to have some limitations for realistic safety evaluation. This research presents a new speed prediction model and road safety evaluation criteria to overcome those limitations and also considers a multi-lane roadway. First of all, a speed deviation model, an operating speed prediction model, and an acceleration/deceleration model were developed using consecutive speed profiles depending on geographic design on a multi-lane roadway. Speed difference and speed deviation, called safety evaluation criteria, were calculated by speed profile. Second, this paper presents safety evaluation criteria for a multi-lane roadway through analysis of the relationship between calculated speed and speed deviation based on real accident data for five years. To develop a reliable prediction model, this paper presents not only the method of collecting speed and geometric design data but also how to collect the data for both arterial roads and highways. In order to create the speed profile, speed prediction, acceleration/deceleration, and speed deviation models were developed considering the geometric design. The space range of this research was a 134.7 km rural road and a 2,045.7 km highway (54.81% of the Korean highway). An operating speed prediction model was developed considering a geometric design. Through speed variation, acceleration/deceleration models were developed. A speed deviation model was developed by analysing the speed deviation under identical geometric roadway designs. Also, upstream conditions were defined and an independent variables were set to reflect continuous linear features of the road. It was found that the upstream geometric design was a very important variable through the analytical result of the new speed deviation model in this paper, and this variable played a role in developing a more reliable speed deviation prediction model. The speed deviation was sensitive to upstream features on the site. Next, this paper analysed the accidents according to speed difference (in two sections) and speed deviation (in one section) to present new road safety evaluation criteria for a multi-lane roadway. The standard of safety evaluation criteria was represented by three categories (Good, Fair, Poor) through analysing the relationship of real accident features with speed difference and speed deviation on the site. There are lots of researches showing the relationship between speed deviation and accident rate, but most of the research analysed only two-lane roads. Few researches have proved the relationship between speed and accident rate on multi-lane roads. Most of the cases just applied two-lane results to multi-lane roads. So this paper presents the standard of realistic multi-lane safety evaluation criteria using the results of analysis accident data and speed prediction However, it is necessary to prove the efficiency of these models through many case studies in order to adapt the safety evaluation index and safety evaluation criteria to multi-lane roads. It could be significant to apply this model for more objective and realistic safety assessment. 본 연구에서는 다차로 도로를 대상으로 도로의 안전성을 평가하기 위한 객관적인 선형설계 일관성 평가지표 및 새로운 안전성 평가기준을 개발하는 것을 목표로 연구를 진행하였다. 본 연구에서 선택한 안전성 평가는 속도 기반의 도로 안전성 평가로 이 안전성 평가에서 가장 중요한 것은 객관적이고 신뢰성 있는 속도 예측과 안전성 평가기준을 확보하는 것이다. 기존의 속도예측은 해당구간의 기하구조만을 토대로 예측하는 모형이 대부분이었고 이는 정확한 속도예측을 위한 기하구조의 연속적 특성을 반영하지 못하는 한계가 있다. 주행속도 차이를 이용한 안전성 평가에서 통용되는 기준으로 Lamm(1999)이 제안한 평가기준이 있으나 이는 2차로 연구결과이며 가속인지 감속인지 구분할 수 없는 한계가 있다. 본 연구에서는 이러한 기존의 평가지표(속도특성 예측)와 평가기준의 문제점을 안전성평가의 한계로 인식하여 다차로도로에서의 새로운 속도특성예측 모형의 개발과 객관적인 안전성 평가기준을 제시하였다. 첫째로 다차로도로에서의 기하구조에 따른 연속적인 속도프로파일을 구현하여 주행속도 예측모형과 가․감속도모형 그리고 속도편차모형을 개발하였다. 이러한 속도프로파일을 통해 속도 차와 속도편차라는 안전성평가지표를 산출해 낼 수 있다. 둘째로 산출해낸 속도 차와 속도편차를 실제 5년간의 사고자료와의 관계분석을 통하여 다차로도로의 안전성 평가기준을 제시하였다. 다차로도로에서 안전성 평가지표로 활용할 차량의 속도특성을 객관적이고 신뢰성 있게 예측하는 모형을 개발하기 위하여 고규격 일반국도와 고속국도를 대상으로 기하구조 및 속도자료의 수집 및 자료 구축 방법을 제시하였다. 본 연구에서는 일반국도 134.7km구간, 고속도로 2,045.7km구간(전체 고속도로의 54.81%)을 대상으로 기하구조의 변화에 따른 주행속도 프로파일을 작성하기 위해 주행속도 예측모형, 가‧감속 모형 그리고 속도편차모형을 개발하였다. 이는 기하구조에 따라 측정되는 속도를 통해 주행속도 예4측모형을 개발하고 기하구조 변화에 따른 속도변화를 통해 가‧감속도 모형을 개발하며 동일한 기하구조에서 발생하는 속도편차를 분석하여 속도편차모형을 만들게 된다. 또한 다차로 도로에서 선형의 연속적 특성을 반영하기 위하여 상류부 조건을 정의하고 이를 독립변수화하여 반영하였다. 본 연구에서 개발한 속도 및 속도편차 모형을 분석한 결과, 상류부 선형조건은 속도 및 속도편차 예측에서 모형의 설명력을 높히는 중요한 변수였으며 속도는 상류부 특성에 속도편차는 해당구간 특성에 민감한 것으로 분석되었다. 다음으로 본 연구에서는 다차로 도로에서의 새로운 안전성평가기준을 제시하기 위하여 속도 차와 사고, 속도편차와 사고의 관계를 분석하였다. 안전성 평가기준인 속도 차와 속도편차를 실제 일어난 사고 특성과의 관계분석을 통하여 객관적인 안전성 평가 기준을 3가지 영역(Good, Fair, Poor)으로 제시하였다. 주행속도 차이(속도 차)와 속도편차 그리고 사고율의 관계를 보여주는 수많은 국내외 연구가 있었으나 이는 대부분이 양방향 2차로의 연구결과였다. 정작 다차로도로에서의 속도와 사고율의 관계를 증명하는 연구는 미비하였고 다차로도로의 안전성평가기준으로 기존의 2차로 연구결과를 그대로 활용하고 있었다. 이에 본 연구에서는 5년간 수집한 4,483건의 고속도로 사고자료와 본 연구에서 추정한 속도 차와 속도편차와의 관계를 분석하여 현실적인 다차로도로의 안전성 평가기준을 제시하였다. 본 연구에서 개발한 안전성 평가지표와 안전성 평가기준이 다차로 도로에서 적극적으로 활용되기 위해서는 보다 많은 사례를 중심으로 검증하는 절차가 남아있다. 고속국도뿐만 아니라 현재 건설 중에 있는 4차로 이상의 고규격화된 도로의 설계 단계나 사후 평가 시 본 연구에서 개발한 평가지표와 안전성 평가기준의 적용은 다차로 도로에서의 안전성 평가를 보다 객관적이고 현실적으로 하는데 큰 역할을 할 것이다.

(A) study on improved quantification methods for the discrete approach of seismic probabilistic safety assessment

김지숙 중앙대학교 대학원 2022 국내박사

(A) development of mathematically consistent framework in uncertainty analysis for level 1 probabilistic safety assessment

송균섭 중앙대학교 대학원 2025 국내박사

Probabilistic Safety Assessment (PSA) analyzes the risk of nuclear power plants using multiple events that can lead to undesired outcomes. The risk is quantified through a logical structure for the events and their occurrence probabilities. These probabilities are estimated through statistical inference and empirical data. However, due to the lack of data, uncertainties arise in the estimated probabilities, referred to as epistemic uncertainties. These epistemic uncertainties introduce uncertainty distributions for the occurrence probabilities, which are propagated to the overall risk. In practical PSA, the expected value is typically used as a representative value to present the risk, and uncertainty analysis is performed to evaluate potential undesired outcomes. In the PSA for nuclear power plants, the events are typically categorized into three main types: component independent failure, common cause failure, and human failure events. These three event types follow different stochastic processes and are thus analyzed separately using their specific quantification models to reflect their individual characteristics. Since the quantification models are developed independently, the uncertainty analysis methods for each occurrence probability have also been developed and performed independently. However, from the perspective of the PSA model, all events and their occurrence probabilities are at the same level of input values for the model. Additionally, the uncertainties are propagated to the risk and aggregated during propagation. As a result, the uncertainty distribution for the risk of nuclear power plants reflects the uncertainties of the events. Therefore, the resultant uncertainty distribution for the risk can provide meaningful information only if the uncertainty distributions for the events are analyzed using the same framework and convey the same meaning. This study proposes an uncertainty analysis framework for the events in the PSA model to ensure a mathematical consistency for the uncertainty analysis result. The proposed framework is based on Bayesian approach that has been typically applied to analyze parameter uncertainty in the PSA. The Bayesian approach consists of three major parts: uncertainty distribution model, prior distribution, and posterior distribution. This study presents a framework associated with the three parts with respect to stochastic process for the events. First, the effect of the uncertainty distribution model is demonstrated for the component independent failure events. These events are the basic elements of the PSA model. As a result, several uncertainty distribution models have been applied to represent the uncertainty of the component independent failure probability. In practice, lognormal, beta, and gamma distributions are widely used as uncertainty distribution models. Even though these models have the same expected values, they can affect not only the uncertainty distribution but also the expected value of the risk for nuclear power plants due to state-of-knowledge correlation. Therefore, this study presents the effect of uncertainty distribution models on state-of-knowledge correlation and their impact on the risk. In conventional analyses, this effect has been demonstrated empirically for specific cases. However, this study mathematically proves the relationship between the effect and the models. Second, an uncertainty analysis framework for common cause failure events is presented in this study. Due to their dependent characteristics, the common cause failure probability is quantified using both the component failure probability and additional model parameters in practice. Similar to component independent failure events, the component failure probability and additional model parameters are estimated from empirical data, introducing uncertainties. However, there has been less attention given to the uncertainties in the model parameters, even though common cause failure events are typically significant risk contributors in the PSA model. To quantify the uncertainties in the model parameters, an uncertainty analysis framework previously applied to component independent failure events is utilized. In conventional analyses, this framework has been applied with approximations based on the statistical properties of the stochastic process. However, the approximation introduces mathematical errors despite its statistical properties. Furthermore, mathematical deficiencies arise when the approximation is applied. This study presents exact mathematical formulas for the stochastic process and the uncertainty distributions. Therefore, the prior distribution and posterior distribution for the model parameters can be derived to ensure mathematical consistency with other parameters. Third, a human reliability analysis model for human failure events and its uncertainty analysis framework is presented in this study. In human reliability analysis, it has been recognized that human performance is affected by several factors, such as environmental conditions. Although these factors present specific conditions, there are also uncertainties regarding real operating conditions. Therefore, a human reliability analysis model should reflect uncertainties not only in human performance but also in the influencing factors contributing to human error probability. However, these uncertainties have often been analyzed and applied improperly, despite their differing meanings. To align the meaning of uncertainties with the principles of PSA, a human reliability analysis model is developed in this study. The stochastic process for human performance differs from that of other events. Therefore, uncertainty analysis for the stochastic process is also developed, addressing both human performance and the influencing factors. The proposed uncertainty analysis framework is demonstrated using an example PSA model. In the example, the results of the uncertainty analysis are aggregated, and the overall effect is analyzed. The resultant distribution is compared to that of conventional analysis. As a result, a potential underestimation for the uncertainty in the conventional method is identified. In the practical PSA, there are multiple meanings for the uncertainties and also several approaches to analyze the uncertainties. Therefore, the results of the uncertainty analysis have different meanings depending on not only the types of uncertainties but also the analysis frameworks. This study defines the meaning of uncertainties in the PSA and proposes an uncertainty analysis framework to present the same information for the events and the risk. Furthermore, the mathematical formulas of application of the uncertainty analysis framework for various stochastic processes. These results can be used for practical uncertainty analysis in the PSA and attribute to derive more accurate uncertainty information. This study is expected to aid the decision-making process by providing robust uncertainty information. 확률론적 안전성평가는 여러 사건을 사용하여 원자력 발전소의 리스크를 분석하는 방법론이며 리스크는 개별적인 작은 사건과 그 발생 확률에 대한 논리적 구조를 통해 정량화된다. 이러한 확률들은 통계적 추론과 경험적 데이터를 통해 추정되며, 데이터 부족으로 인한 불확실성, 즉 인식론적 불확실성이 발생한다. 이러한 인식론적 불확실성은 사건의 발생 확률의 불확실성 분포로 분석되며, 이는 최종적인 리스크의 불확실성으로 전파된다. 확률론적안전성평가에서는 일반적으로 기대값을 통해 리스크를 평가하고 있으며, 불확실성 분석을 통해 잠재적인 리스크 및 이로 인한 결과를 분석하고 있다. 원자력 발전소의 확률론적안전성평가에서 일반적으로 기기독립고장, 공통원인고장, 인간실패사건, 세 가지 유형의 사건이 존재한다. 이 세 가지 사건 유형은 서로 다른 확률적 과정을 따르며, 각 사건의 특성을 반영하기 위해 개별적으로 개발된 정량화 모델을 사용하여 분석되고 있다. 이에 따라 각 사건의 발생 확률에 대한 불확실성 분석 방법 또한 독립적으로 개발 및 수행되고 있다. 하지만 모든 사건과 그 발생 확률은 확률론적안전성평가 모델의 동일한 입력 값이며 리스크에 동일한 영향을 미친다. 원자력 발전소의 리스크의 불확실성 분포는 모든 사건들의 불확실성이 혼합되어 있기 때문에 모든 사건들의 불확실성 분포가 동일한 의미를 가지고 동일하게 분석되어야만 리스크의 불확실성 분포가 유의미한 결과를 가진다. 본 연구는 확률론적안전성평가의 사건들에 대해 수학적으로 일관성 있는 불확실성 분석을 위한 방법론을 제시하고 있다. 제시된 방법론은 일반적으로 확률론적안전성평가에서 사용되는 베이즈 접근법을 기반으로 하고 있으며 베이즈 접근법은 불확실성 분포 모델, 사전 분포, 사후 분포로 구성되며 본 연구는 각 사건의 확률과정에 따른 각 구성요소에 관한 분석을 아래와 같이 수행하였다. 첫째, 기기독립고장 사건에서 불확실성 분포 모델의 영향에 관한 분석을 수행하였다. 기기독립고장 사건은 확률론적안전성평가 모델의 가장 기초적인 요소이며 오랜 기간 분석되어왔기 때문에 여러 불확실성 분포 모델이 적용되고 있다. 현재 로그정규 분포 혹은 베타 및 감마 분포가 불확실성 분포 모델로 사용되고 있으며 이러한 모델들은 동일한 기대값을 가지는 경우에도 지식 상태 상관성으로 인해 원자력 발전소 리스크의 불확실성 분포와 기대값 모두 차이가 존재한다. 따라서, 본 연구는 지식 상태 상관성에 대한 불확실성 분포 모델의 효과와 이로 인한 리스크에 대한 영향을 분석하였다. 기존에 수행된 분석에서는 이러한 효과를 특정 사례에 대해서만 경험적으로 증명하였으나 본 연구는 이러한 관계를 수학적으로 증명하였다. 둘째, 공통원인고장 사건에 대한 불확실성 분석 방법론을 본 연구에서 제시하였다. 사건의 상관성으로 인해 공통원인고장의 확률은 기기고장 확률과 추가적인 모델 매개변수를 통해 정량화를 진행하고 있다. 기기독립고장 사건과 같이 기기고장 확률과 모델 매개변수는 경험적 데이터로부터 추정되며, 이로 인한 불확실성이 존재한다. 그러나 공통원인고장 사건이 일반적으로 확률론적안전성평가 모델에서 중요한 위험 기여 요인임에도 불구하고, 모델 매개변수의 불확실성은 상대적으로 고려되고 있지 않다. 이에, 모델 매개변수의 불확실성을 정량화하기 위해 기기독립고장 사건에 적용되고 있는 불확실성 분석 방법론을 수학적 일관성을 위해 적용하였다. 기존의 불확실성 분석에서는 확률적 과정의 통계적 특성을 기반으로 하여 가정 및 근사를 통해 결과를 도출하였다. 그러나 이러한 근사 방법론은 수학적 수식 및 결과에 차이가 발생하며, 방법론을 적용할 때 수학적인 결함이 발생한다. 본 연구는 공통원인고장의 확률적 과정 및 이에 따른 불확실성 분포에 대해 정확한 값을 도출하기 위한 수식을 도출하였으며 이를 활용하여 모델 매개변수에 대한 사전 분포와 사후 분포를 도출해 다른 사건과의 수학적 일관성을 확보하였다. 셋째, 인간실패사건에 관한 인간 신뢰도 분석 모델과 이에 따른 불확실성 분석 방법론을 제시하였다. 인간 신뢰도 분석에서는 운전원의 수행 능력이 환경 조건과 같은 여러 요인에 의해 영향을 받는 것으로 분석하고 있다. 이러한 요인들은 특정한 작업 환경을 의미하여 분석되고 있으나 실제 운전 시 이에 관한 불확실성이 존재한다. 따라서 인간 신뢰도 분석 모델은 운전원의 수행 능력 및 인간 오류 확률에 영향을 미치는 요인의 불확실성을 모두 반영할 필요성이 있다. 그러나 불확실성이 다수 존재하기 때문에 개별적인 분석을 통한 불확실성들이 혼용되고 있다. 이에 확률론적안전성평가의 불확실성 원칙에 맞는 인간 신뢰도 분석 모델을 개발하였다. 또한 운전원의 수행 능력에 관한 확률적 과정은 앞서 제시된 사건들의 확률적 과정과 다르기 때문에 운전원의 수행 능력 및 영향 요인 모두를 포함하는 확률적 과정을 위한 불확실성 분석 방법론을 개발하였다. 본 연구에서 제시된 불확실성 분석 방법론을 예시 발전소 확률론적안전성평가 모델에 적용하여 종합적인 결과를 분석하였고 이를 다양한 의미가 혼용된 기존의 불확실성 분석 방법론의 결과와 비교하였다. 이를 통해 기존의 방법이 불확실성을 과소평가할 수 있음을 확인하였다. 확률론적안전성평가에서 다양한 의미를 가지는 불확실성 유형이 존재하고 각 불확실성을 분석하기 위한 다양한 접근법도 존재한다. 따라서 불확실성 분석 결과는 불확실성 유형과 분석 방법에 따라 다른 의미를 내포하고 있다. 본 연구는 확률론적안전성평가에서 불확실성들의 의미를 정의하고 개별 사건과 리스크의 불확실성에서 동일한 정보를 도출하기 위한 불확실성 분석 방법론을 제시하였다. 또한, 다양한 확률적 과정에 대한 불확실성 분석의 수학적 공식을 도출하였으며 이는 실제 불확실성 분석에 도움이 될 것으로 생각된다. 나아가 보다 정확한 불확실성 정보를 도출할 수 있기 때문에 이를 바탕으로 불확실성 정보를 활용한 의사결정 과정에 기여할 것으로 기대된다.

건설공사 사전안전성평가 제도 개선을 위한 연구

배찬우 東亞大學校 大學院 2002 국내석사

사전안전성평가 제도는 건설프로젝트의 착공 이전 단계에서 작업자의 안전에 영향을 미치는 잠재위험을 예측하고 이에 대한 대책을 수립하는 기술적이고 근원적인 안전관리제도이며, 선진 외국의 경우 거의 모든 나라가 우리나라와 유사한 제도를 운영하고 있으며 관련 규정을 가지고 있다. 우리나라의 경우는 산업안전보건법의 유해·위험방지계획서와 건설기술관리법의 안전관리계획서로 양분되어 있으며, 각각의 계획서는 건설공사를 착공하기 전 안전시공의 지침서로 활용하고 있다. 최근 건설공사의 대형화·고층화로 인하여 건설현장의 위험요인들이 훨씬 다양해지고 재해강도가 높아지고 있어 공사 착공 전에 위험요소를 평가하고 안전대책을 수립할 수 있는 사전안전성평가 제도의 역할이 점차 강조되고 있다. 그러나 본 제도와 상반되는 법의 개정으로 인하여, 계획서 제출시 대상공사의 범위, 작성자의 자질 미달, 불필요한 제출서류, 제출시기의 부적절 등 많은 문제점을 안고 있는 실정이다. 이러한 결과는 작업수행 과정의 안전사고에 적절히 대응할 수 없을 뿐만 아니라, 사전안전성평가 제도의 효율적인 적용 및 활성화에 장애요인으로 작용하고 있다. 따라서 본 연구는 국내 사전안전성평가 관련제도와 선진 외국의 관련제도를 비교·분석하여 국내 관련제도의 문제점을 도출하고, 이를 바탕으로 국내 실정에 맞는 사전안전성평가 제도의 개선을 위한 기초적 자료를 제시하는데 그 목적이 있다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 유해·위험방지계획서와 안전관리계획서는 통합하여 단일화하는 것이 바람직하며, 계획서의 내용을 간소화하고 시공자가 작성이 용이할 수 있는 새로운 지침서의 제정이 요구된다. (2) 사전안전성평가 작성대상공사는 공사 규모가 작고 중소건설업체나 하도급 부분에서 안전사고율이 높은 현실임을 감안할 때, 선진 외국에서와 같이 모든 건설공사로 확대하여야 할 것이다. (3) 사전안전성평가 제도의 효율성 제고를 위해서는 현행 시공단계에서의 적용을 선진 외국에서와 같이 기획 및 설계단계로 그 적용단계를 확대하여 종합적인 관리가 이루어질 수 있도록 하여야 할 것이다. (4) 건설공사에서 안전관리에 대한 참여주체들의 상호 견제를 통한 효율성 제고를 위해서는 안전관리에 대한 책임과 권한을 참여주체들에게 공여하며, 중대 안전사고에 대하여는 공사참여자 모두에게 경제적 제재를 부과하는 제도적 장치 마련이 요구된다. The Safety assessment regulation of construction works in Korea is being divided the planned document of prevention from hazard and danger of industrial safety health law and the planned document of safety management of construction technique management law. The above laws each said the preliminary safety evaluation system that the planned documents for the guide of safety construction work must be prepared before the starting construction work. The presently the safety assessment regulations is insufficient by fundamental formula to prevent accident of various type when consider special quality of construction. (construction works are consists of several newcomers' collaboration order person, designer, supervisor, builder, cooperation enterprise etc.) Because of that construction works need the safety assessment regulations that can secure safety of construction. Therefore, in this study, we suggest the improvement systems through comparing the safety assessment regulation in the domestic with foreign associated regulation. The result of this paper is as the following: (1) It is desirable that the planned document of prevention from hazard & danger and the planned document of safety management are integrate, and simplify contents of a plan that simplify and enactment of new guide that creation can be easy of builder is required. (2) The application target construction of the safety assessment regulation is small construction scale and when safety outage takes into account high real medium and small building company or subcontracting part, it may have to magnify by all constructions with excellent foreign. (3) Must do application at step so that synthetic administration can consist expanding the application stage by plan and design stage with excellent foreign current space-time for efficiency raising of the safety assessment regulations. (4) Giving responsibility and competence about bursting tube state to participation subjects for efficiency raising through mutual control of participation subjects about bursting tube state in construction, systematic device preparation that impose economical sanction to all of construction newcomers about importance safety accident is required.