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동력집중식 고속열차의 비상사다리 설치에 관한 연구

Installation Criteria for Emergency Ladders in Concentrated Power Traction High-Speed Trains

신성희
  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/451175
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ESG과학연구 (The Journal of ESG Science)
한국ESG과학회 (Korean Association of Science for Environmental, Social, Governance)
초록

현행 국토교통부 고시 「고속철도차량 기술기준」 제3.2.4.6조의 화재 시 하차 설비에 관한 조항은 탈선 시에는 적용되지 않아 광명역 사고(2011년)부터 고모역 사고(2024년)까지 약 13년 동안 탈선시 하차 설비에 관한 규제 공백이 지속되어 왔다. 본 연구는 국내 동력 집중식(Concentrated Power Traction, 이하 CPT) 고속열차(KTX-1·KTX 산천·SRT)의 본선 탈선 시 출입문 하단-지면 간 구조적 높이차에 대응하는 일반객차용 계단형(45~60°) 비상 사다리의 설치 기준을 연구하였다. 연구에서는 사고 사례 분석 → 공식 설계 → 기준값 산출 → 사례 대조 검증의 4단계에 걸쳐, 유효 길이 산출 공식    ₀     ×, 기본 설계 기준 2,900 mm 이상, 정적 하중 300 kg(EN 131-3의 1인 시험 하중 2배 해당), 차종별 설치 위치·수량을 도출하였다. 사례 대조 검증 결과, 도출된 기준은 확인된 사고 6건의 추정 높이차를 모두 커버하였으며(최소 여유량 504 mm), 민감도 분석에서 핵심 변수 ±20 % 변동에 대한 강건성이 확인되었다. 종합 설치 기준은 매몰형 자동 전개식 비상사다리의 재질(AL6061-T6)·구조 사양·전개 방식(신규 차량 제작 시, 버튼 1회 자동 전개, 기존 차량은 객차 내 비치)을 포함하며, 이를 반영하여 「고속철도차량 기술기준」 제3.2.4.6조의 적용 범위를 화재뿐 아니라 탈선까지 확대하고 형식승인과 연계를 의무화 할 것을 제안하였다. 연구결과에서 도출된 비상사다리 설치 기준을 일반객차 전체에 적용 하면 본선 탈선 시 2차 부상 (낙하에 의한 골절 등)을 예방하고 구조대 도착 이전에 승객의 자력 대피를 가능하게 하여, 탈선 '이후' 대피 안전성을 실질적으로 향상시킬 수 있을 것으로 기대되며, 철도 운영 기관의 사회적 책임 강화와 이용자 안전 권리 보장에 기여할 것이다.

Article 3.2.4.6 of the Technical Standards for High-Speed Railway Rolling Stock is limited to fire emergencies and does not apply to derailment scenarios, resulting in the same regulatory gap persisting for 13 years—from the Gwangmyeong Station incident(2011) to the Gomo Station incident (2024). This study derives installation criteria for staircase-type (45– 60°) emergency ladders installed on standard passenger cars, addressing the structural height differential between doorways and ground level in the event of mainline derailment of domestic concentrated power traction(CPT) high-speed trains(KTX-1, KTX-Sancheon, and SRT). This study employs a four-stage framework—accident case analysis → formula design → standard value calculation → case comparison verification—to develop an effective length calculation formula, and derives a baseline design standard of 2,900 mm or greater, a static load capacity of 300 kg (equivalent to twice the single-person test load specified in EN 131-3), and vehicle-type-specific installation locations and quantities. Case-control verification confirmed that the derived standards cover the estimated height differentials across all six identified incidents with a minimum margin of 504 mm, and sensitivity analysis demonstrated robustness against ±20% variation in key parameters. The comprehensive installation standards encompass material specifications (AL 6061-T6), structural specifications, and deployment mechanisms for flush-mounted, automatically deployable emergency ladders featuring one-button deployment for newly manufactured vehicles, with portable units stowed within passenger cars for existing rolling stock. Accordingly, this study proposes expanding the scope of Article 3.2.4.6 of the Technical Standards for High-Speed Railway Rolling Stock from fire-only to fire-and-derailment scenarios, coupled with mandatory linkage to type approval certification. Uniform application of the derived installation standards across all standard passenger cars would prevent secondary injuries (such as fractures from falls) during mainline derailments and enable self-evacuation of passengers prior to the arrival of rescue teams, thereby substantively enhancing post-derailment evacuation safety.

키워드
고속열차비상 사다리설치기준열차사고탈선사고하차 설비 High-speed trainEmergency ladderStandard derivationTrain accidentMainline derailment.
목차
국문요약
Abstract
1. 서 론
    1.1. 연구배경
    1.2. 연구 목적 및 범위
    1.3. 연구 방법
2. 사고사례 및 선행연구 분석
    2.1. 고속열차 탈선 사고 사례 분석
    2.2. 현행 법령 현황 및 규제 공백
    2.3. 국내외 비상사다리 법령 비교
    2.4. 국내외 선행연구 분석
3. 연구내용
    3.1. 분석 대상 차량의 구조적 특성
    3.2. 비상사다리 설계 제안 : 일반객차 계단형 중심
    3.3. 재질 및 구조 사양 검토
    3.4. 유효길이 산출 공식 설계
    3.5. 정적 하중 산출 공식 설계
4. 연구 결과
    4.1. 비상사다리 유효 길이 산출 결과
    4.2. 정적 하중 기준 산출 결과
    4.3. 차종별 최적 설치 위치 및 수량 도출
    4.4. 도출 기준의 사례 대조 검증
    4.5. 비상사다리 설치 기준 종합
    4.6. 제도 개선 방안
    4.7. 연구의 한계 및 교통약자 대피 후속 과제
5. 결 론
참 고 문 헌
저자
  • 신성희(주식회사 에스알 부장) | Shin Seong Hee (SR, Department Manager)