The demand from customers on better products and systems seems to be ever increasing. To meet the demand, the systems are becoming more and more complicated in terms of both scale and functionality, thereby requiring enormous effort in the development. One bright spot of this trend is that such effort has been the driving forces of the remarkable advancement in modern systems development. On the other hand, safety issues appear to be critical in many large-scale systems such as transportation and weapon systems including high-speed trains, airplanes, ships, missiles/rockets launchers, and so on. Such systems turn out to be prone to a variety of faults and thus the resultant failure can cause disastrous accidents. For the reason, they can be referred to as safety-critical systems. The systems failure can be attributed to either random or systemic factors (or sometimes both). The objective of this paper is on how to reduce potential systemic failure in safety critical systems. To do so, a proper system design is pursued to minimize the risk of systemic failure. A focus is placed on the fact that complex systems have a lot of complicated interfaces among the system elements. To effectively handle the sources of hazards at the complicated interfaces and resultant failure, a method is developed by utilizing a design structure matrix. As a case study, the developed method is applied in the design of train control systems.

Modern systems can be characterized by ever-increasing complexity of both the functionality and system scale. Thus, due to the complexity the chances of accidents resulting from systems failure can then be growing. Even worse is that those accidents could result in disastrous damage to the human being and properties as well. Therefore, the need for the developed systems to be assured with systems safety is apparent in a variety of industries such as rail, automobiles, airplanes, ships, oil refinery, chemical production plants, and so on. To this end, in the industry an appropriate safety standard has been published for its own safety-assured products. One of the core activities included in the most safety standards is hazard analysis. A conventional approach to hazard analysis seems to depend upon the scenarios derived from the ones used previously in similar systems or based on former experience. The objective of this paper is to study an improved process for scenario-based hazard analysis. To achieve the goal, the top-level safety requirements have first been reflected in the scenarios. By analyzing and using them, the result has then lead to the development of safety-assured systems. The method of modeling and simulation has been adopted in the generation and verification of scenarios to check whether the safety requirements are reflected properly in the scenarios. Application of the study result in the case of rail safety assurance has also been discussed.

The rapid growth of complexity and scale can be witnessed in the design and development of modern systems. As such, the severity of damages in the occasional accidents has attracted great deal of attention lately. Although a variety of methods have so far been studied to overcome or reduce the disastrous results of hazards, the issues seem still persistent and even complicated due to the situation mentioned above. The concept of functional safety has been regarded as one approach to handling the matters by shifting up to the functions level from the consideration of each physical component itself. The outcomes of those efforts would be the international standards on functional safety such as IEC 61508 and its relatives including IEC 62278, EN 50128, ISO26262, and so on. In this paper, a method of how hazards can be analyzed to be coped with those standards has been studied. In the method proposed, the systems modeling language (SysML) is playing a key role to model and analyze the hazards from the viewpoint of functional safety. The approach taken has been applied in the analysis of the hazards in railroad systems. In spite of focusing on the individual components hazards, the method based on functional safety has analyzed them collectively with the added effect of identifying the cause originated from the interface between the functions.

Due to the recent advances in technology, the systems are becoming more demanding in terms of functionality and implementation complexity. Therefore, when system failures are involved in such complex systems, the effects of the related safety issues can also be more serious, thereby causing in the worst case irrecoverable hazards on both human being and properties. This fact can be witnessed in the recent rail systems accidents. In general, the accidents can be attributed to the systematic failure or the random failure. The latter is due to the aging or unsatisfied quality of the parts used in implementation or some unexpected external cause that would otherwise result in accidents whereas the former is usually related to incomplete systems design. As the systems are becoming more complex, so are the systematic failures. The objective of the paper is to study an approach to solving the systematic failure. To do so, at first the system design process is augmented by the functional safety activities that are suggested in the standard IEC 61508. Analyzing the artifacts of the integrated process yields the traceability, which satisfies the requirements for reduction of systematic failure as provided in ISO 26262. In order to reduce systematic failure, the results are utilized in the conceptual design stage of systems development in which systems requirements are generated and functional architecture is developed.

오늘날 기술의 발전으로 시스템들은 점차 대형화 복잡화 되어가고 있다. 이처럼 점차 대형화 복잡화 되어가고 있는 시스템들은 더욱 커진 사고 및 고장에 대한 위험을 내재하게 된다. 또한 대형 복합 시스템에서 발생하는 사고 및 고장은 바로 큰 재산피해나 인명피해와 직결 될 수 있다. 따라서 체계적인 안전관리의 필요성이 점차 커지고 있다. 이에 대응하여 철도, 항공, 해양 등의 산업에서는 각 산업에 적합한 안전관리체계를 수립하려 노력하고 있으며, 표준 및 매뉴얼을 제정하여 보급에 앞장서고 있다. 또한 시스템에서 전장품 및 소프트웨어가 차지하는 비중이 커지면서 기능안전이 안전분야의 이슈가 되고 있다. 이에 따라 IEC 61508, ISO 26262, IEC 61511 등 기능안전 관련 표준들이 제정되어 기능안전을 달성하기 위한 기반을 제공하고 있다. 한편 국내 철도산업에서도 철도안전법의 재정을 기점을 철도 산업전반에 걸쳐 많은 환경변화가 이뤄지고 있고 이에 대응하기 위해 철도 안전시스템을 바탕으로 한 안전관리체계를 구축하였다. 한편 다양한 운영체계를 갖고 있는 철도시설 및 운영기관이 존재하는 국가 철도 안전관리체계의 안전규제를 체계화하기 위해서는 체계적인 요구사항의 분석에 따른 시스템 아키텍처의 설정이 요구되고 있다. 이러한 아키텍처의 설정은 현재에 대한 분석과 미래의 철도안전시스템의 특성을 구조화하여 향후 비전을 프레임워크로 표현함으로서 구현이 가능해진다. 본 논문에서는 현재의 안전관리체계의 도입 배경 및 도입 현황에 대해서 분석하고, 최근 기존의 안전관리체계와 더불어 최근에 안전분야에서 이슈가 되고 있는 기능안전 표준을 반영한 안전관리체계의 구축을 위해 안전관리체계에 대한 아키텍처를 구현하고자 하며 이때, 모델링을 바탕으로 한 접근을 제시한다.

To meet the growing needs from a variety of stakeholders, the development of modern systems is getting more complex and thus, the systems failure in the actual operations can potentially become more serious. This is why several international or military standards on systems safety have been published. In spite of the importance of meeting those standards such as IEC 61508 and ISO 26262 in the systems development, the associated practical methods seem deficient since those standards do not provide them. The objective of this paper is to present a method to identify potential hazards in fulfilling the requirements of the safety standards. In particular, the approach taken here is based on applying the functional analysis that covers several levels of the system under development. Note, however, that in the most of the conventional methods for hazards identification, the analysis has been focused on the failure at or underneath the component level of the system. The hazards identification method in this paper would cover the level up to the system by utilizing the functions-oriented approach. The case study of the safety enhancement for locomotive cabs is also discussed.

오늘날 기술의 발전으로 시스템들은 점차 대형화 복잡화 되어가고 있다. 이처럼 점차 대형화 복잡화 되어가고 있는 시스템들은 더욱 커진 사고 및 고장에 대한 위험을 내재하게 된다. 또한 대형 복합 시스템에서 발생하는 사고 및 고장은 바로 큰 재산피해나 인명피해와 직결 될 수 있다. 따라서 체계적인 안전관리의 필요성이 점차 커지고 있다[1]. 이에 대응하여 철도, 항공, 해양 등의 산업에서는 각 산업에 적합한 안전관리체계를 수립하려 노력하고 있으며, 표준 및 매뉴얼을 제정하여 보급에 앞장서고 있다. 국내 철도산업에서도 철도안전법의 재정을 기점을 철도 산업전반에 걸쳐 많은 환경변화가 이뤄지고 있고 이에 대응하기 위해 철도 안전시스템을 바탕으로 한 안전관리체계를 구축하였다. 한편 다양한 운영체계를 갖고 있는 철도시설 및 운영기관이 존재하는 국가 철도 안전관리체계의 안전규제를 체계화하기 위해서는 체계적인 요구사항의 분석에 따른 시스템 아키텍처의 설정이 요구되고 있다. 이러한 아키텍처의 설정은 현재에 대한 분석과 미래의 철도안전시스템의 특성을 구조화하여 향후 비전을 프레임워크로 표현함으로서 구현이 가능해진다. 본 논문에서는 현재의 안전관리체계의 도입 배경 및 도입 현황에 대해서 분석하고, 안전관리의 방식의 변화에 적절히 대응하는 안전관리체계의 구축을 위해 안전관리체계에 대한 아키텍처를 구현하고자 하며 이때, 모델링을 바탕으로 한 접근을 제시한다.

오늘날 기술의 발전으로 시스템들은 점차 대형화 복잡화 되어가고 있다. 이처럼 점 차 대형화 복잡화 되어가고 있는 시스템들은 더욱 커진 사고 및 고장에 대한 위험을 내재하게 된다. 또한 대형 복합 시스템에서 발생하는 사고 및 고장은 바로 큰 재산피 해나 인명피해와 직결 될 수 있다. 따라서 체계적인 안전관리의 필요성이 점차 커지고 있다. 이에 대응하여 철도, 항공, 해양 등의 산업에서는 각 산업에 적합한 안전관리체 계를 수립하려 노력하고 있으며, 표준 및 매뉴얼을 제정하여 보급에 앞장서고 있다. 예로써 가장 활발히 안전관리체계의 도입을 추구하고 있는 항공 분야에서는 국제민강 항공기구와 미 연방항공청의 주도로 안전관리체계에 대한 가이드와 매뉴얼을 만들어 각국의 사정에 맞는 안전관리체계를 도입할 수 있는 바탕을 제공 하고 있다. 이처럼 점차 중요해지고 있는 안전관리체계내에서도 위험원 식별 및 분석활동은 그 중요성이 크다. 이를 통해 도출되는 위험원 및 위험원의 영향 및 원인이 시스템 개발 및 운용에 서 수행하게 될 안전관리활동의 바탕이 되기 때문이다. 따라서 위험원 식별 및 분석 활동에 적용하기 위한 여러 기법에 대한 연구가 활발히 이뤄지고 있다. 본 논문에서는 여러 가지 위험원 식별 기법 중 HAZOP을 이용하여 고속철도시스템의 위험원 식별 및 분석을 수행 했다. 또한 HAZOP의 수행 및 위험원 식별 활동의 프로세스 모델을 제시함으로써 실질적인 위험원 식별 활동의 수행에 도움이 될 것으로 기대한다.