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. 예로써 가장 활발히 안전관리체계의 도입을 추구하고 있는 항공 분야에서는 국제민강항공기구와 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 운용에서 수행하게 될 안전관리활동의 바탕이 되기 때문이다. 따라서 위험원 식별 및 분석활동에 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.
철도 시스템의 안전성 표준인 IEC 62278은 위험원 분석을 통해서 철도 시스템이 가질 수 있는 위험원을 예방하거나 또는 제어하도록 요구한다. 만약 위험원 분석이 충분하지 않으면 사고가 발생할 가능성이 높기 때문에, 위험원 분석을 보다 철저히 수행할 필요가 있다. 본 논문에서는 기존의 신뢰성 기반 방법과 시스템 이론적 방법을 상호 결합한 하이브리드 위험원 분석을 제안한다. 제안하는 방법은 기존 위험원 방법을 상호 보완하는 것으로서, 시스템 구성 요소의 고장으로 인한 위험원과 구성 요소들 간의 상호작용으로 인해 발생되는 제어 위험원을 함께 분석한다. 열차간의 속도를 자동 제어하는 다중 적응형 순항 제어 장치의 안전 보호 시스템 개발에 적용한 결과, 기존 방법들 보다 안전 요구사항을 더 많이 추출하여, 위험원으로부터 시스템을 보호함을 확인하였다.
차량 내 전기전자제어시스템이 급격히 증가하면서 이로 인한 안전사고가 이슈로 부각되고 있다. 그러므로 차량의 안전성을 확보하기 위해서는 개발 초기에 PHA, HAZOP 등을 활용하여 위험원을 식별하고, 이를 예방하기 위한 안전 메커니즘이 구현되어야 한다. 특히, HAZOP은 가이드워드 기반의 체계적인 방식으로 널리 활용되고 있다. 하지만, 시스템이 제공하는 최상위 기능으로부터 오동작을 찾아내기 때문에, 동작 과정상의 위험원을 충분히 식별하지 못한다. 또한 충분히 식별되지 않은 위험원으로부터 안전 요구사항을 정의하기 때문에 테스트케이스 설계에도 제한이 있다. 이에 본 연구에서는 시스템의 동작과정 정의에 유용한 사용사례 기술서와 HAZOP을 적용한 위험원 식별 그리고 안전 요구사항 기반의 테스트케이스 설계 방안을 제안한다. 본 연구의 효용성을 검증하기 위해 차량의 스마트키 제어시스템 사례를 제시하고, 기존 HAZOP 기반의 위험원 분석 결과와 비교한다. 본 연구를 적용하는 조직은 시스템 개발 초기에 위험원 및 안전 요구사항을 충분히 식별하고, 테스트케이스를 설계함으로써 개발 비용을 줄이고, 시스템 품질을 높일 수 있을 것으로 기대한다.
자동차 및 철도 등 수송 시스템에서 무인화 운전으로의 진전으로 인해 시스템 운영 시 안전성의 확보는 필수불가결한 요소로 간주되어 왔다. 자동차 안전설계를 뒷받침하기 위해 제정된 기능안전 표준인 ISO 26262에서는 위험원 분석 및 평가 그리고 안전 설계를 수행할 때 시스템 설계 정보를 적절하게 반영함으로써 안전성이 확보되는 자동차 시스템을 구현하기 위한 절차가 제시되어 있다. 이에 따라 위험원 분석에 관해 많은 연구가 이루어졌는데, 주로 이미 운영되고 있는 유사 시스템 사례에 의존하여 설계 정보를 활용하였다. 먼저 물리 구성품 수준에서 설계정보를 추출하고, 이로부터 기능 들을 역추적 한 후에 위험원을 식별하는 방법이 연구되었다. 이러한 방법은 빠르고 쉽게 위험원의 식별이 가능하기는 하지만, 설계 요구사항이 변경되거나 새로운 시스템을 설계할 때에는 설계 정보를 제대로 반영할 수 없어 일부 위험원이 누락될 수 있는 가능성이 있다. 이러한 점을 해결하기 위해서 본 논문에서는 기능안전표준에서 제시하는 안전수명주기 모델의 위험원 분석 단계에서 효과적인 방법을 연구하였다. 구체적으로 시스템 개념 설계를 Top-Down 방식으로 수행하면서 확보한 설계 정보를 위험원 분석에 적절하게 활용하는 방법을 제안하였다. 먼저 시스템 개념 설계를 수행하고, 획득된 기능 설계 결과를 분석하였다. 그러고 나서 기능 분석 결과를 활용하는 기능기반 Fault Tree Analysis 방법을 제시하고 위험원 분석을 수행하였다. 또한 자동차 시스템에서의 안전 설계 사례 연구를 통하여 본 논문에서 제시하는 방법이 대상 시스템의 설계 정보가 체계적으로 반영되어 누락 가능성이 줄어든 위험원 분석이 가능함을 보여 주었다.
연구는 무선통신기반 열차제어시스템의 상호운영성(interoperability)을 확보하기 위하여 열차제어와 관련된 위험원 분석, 열차제어시스템의 기능요구사항 설정 및 차상과 지상ATP(Automatic Train Protection)장치의 기능배치를 포함하고 있다. 개방형 무선통신기술을 활용하고, 지상과 차상에서 수행되는 열차제어시스템의 기능배치를 표준화화여 상호운영성을 확보할 수 있으며, 이를 통하여 철도망의 통합운영체계를 구축할 수 있다. 상호운영성을 지원하는 열차제어시스템의 기능을 지상과 차상에 배치하기 위해서는 위험원 분석과 시스템 요구사항 정의를 필요로 한다. 열차제어시스템의 위험원으로 열차안전간격제어와 열차제한속도초과를 설정하여 위험원 요인을 확인하였다. 또한 위험원 요인이 열차제어시스템에 미치는 영향을 확인하고 열차제어시스템의 하부장치의 기능요구사항과 ATP의 지상기능과 차상기능 배치를 정의하였다.
자동차, 원자력, 철도, 항공 등의 분야에서 발생하는 소프트웨어의 고장이나 사고는 바로 큰 재산 피해나 인명 피해로 연결될 수 있다. 이에 체계적이고도 효과적인 안전품질 관리의 필요성이 커지고 있으며, 최근 관련 산업 분야에서는 IEC 61508을 기반으로 안전 국제 표준이 제정되어 산업에 적용되고 있다. 국제 표준에서 명시하고 있는 안전 생명주기에 따르면 소프트웨어 안전성 품질을 확보하기 위해서는 개발 초기 단계에서 위험원 및 위험 분석(Hazard and risk analysis)을 통한 안전 요구사항을 개발하도록 권고하고 있다. 본 논문에서는 소프트웨어의 안전성 요구사항의 식별 및 정의를 위해 SysML을 활용한 STPA 기반의 위험원 분석 프로세스를 제안한다. 세부적으로는 SysML의 BDD과 IBD 다이어그램을 활용하여 기존 STPA 분석에서 활용되고 있는 제어구조도를 보다 명확하게 정의할 수 있도록 개선하였고, SD 다이어그램을 활용하여 안전 제약사항(요구사항)을 상세화할 수 있도록 하였다. 제안 방법의 적용 결과, STPA에서 누락되었던 위험원을 추가적으로 식별할 수 있었고, 위험원의 발생 시나리오도 상세하게 구체화할 수 있었다.
건설 산업의 재해 중 상당 부분은 작업자의 이동 중 발생한다. 건설 현장의 안전관리는 작업을 중심으로 수행되며, 이는 이동 경로에 존재하는 위험원에 대한 안전관리 수준을 상대적으로 낮게 만든다. 많은 연구자들이 위험원을 인지하는 것이 안전관리의 기본임을 제시하였다. 따라서 본 연구에서는 자동화 데이터 수집기술(Automated Data Collection)을 이용하여 작업자의 이동경로에 존재하는 위험원에 대한 안전관리자의 인지를 지원하는 모델을 개발하였다. 모델은 실시간 위치추적기술 기반의 작업자의 위치정보와 BIM을 통한 최적이동 동선의 비교를 통해 일차적으로 위험 가능 지역을 찾는다. 그리고 기존 위험지역과 작업지역을 필터링함으로써 위험 가능 지역을 폭을 좁힌다. 이를 바탕으로 안전 관리자는 위험원이 존재할 가능성이 높은 지역에 대한 정보를 제공받고, 현장의 상황에 맞는 안전관리대책을 수립할 수 있을 것이다. 본 연구에서 제시된 모델을 통해 발견하지 못한 채 남을 수 있는 위험지역을 인지함으로써 안전관리 프로세스 범위에 속하지 않는 위험원을 줄일 수 있으며, 이를 통해 건설 현장의 안전 향상에 도움을 줄 것이라 예상된다.
본 논문에서는 자동차 기능안전 표준인 ISO 26262에서 요구하는 위험원 분석 및 위험 평가에서 온톨로지와 추론 규칙을 적용하는 방법을 제안한다. 위험원 분석 및 위험 평가는 일반적으로 수작업으로 수행되어 많은 노력이 소요되고 오류가 발생하기 쉬우며 일관성과 정확성이 부족한 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 논문에서는 위험원을 온톨로지로 표현하고, 평가를 위한 온톨로지 규칙을 정의하여 자동화하고 일관성 및 정확성 문제를 개선한다. 본 제안 방법을 검증하기 위해서 ESCL(electronic steering column lock) 시스템에 적용하였다. 온톨로지 규칙 적용 결과를 DL(Description Logics) Query를 실행하여 제대로 동작하는지 확인하였으며, 이를 통해 위험 평가 시에 발생할 수 있는 오류를 파악할 수 있었다.
이 연구는 선택실험법(CE)을 이용하여 다속성 사망 위험 감소와 관련된 선택들로부터 확률적 인간생명 가치(VSL)를 추정하였다. 사망 위험의 네 가지 속성들(사망 원인, 사망위험의 자발성, 사망 시기, 사망 위험 감소의 크기)을 이용하여 선택 대안들의 집합을 설계하였다. 다항 로짓모형의 추정 결과는 10년 동안 1/1,000의 사망 위험을 감소하기 위해 연간 27,930원, 성인의 사망 위험 감소를 위해 연간 116,773원, 자발적 사망 위험 감소를 위해 연간 97,682원, 비자발적 사망 위험 감소를 위해 연간 77,234원을 지불하려고 하였다. 이로부터 얻어진 다양한 확률적 인간생명가치로는 청소년 이하(18세 미만)인 경우 11.65~13.67억 원, 성인(18~59세)은 16.31~18.33억 원, 노인(60세 이상)의 경우는 11.28~13.30억 원으로 추정되었다.
<2019 한국직업전망>이 발표되었다. 대표직업 196개 중 향후 10년간 수요가 증가할 것으로 보이는 19개 직업에 '산업안전 및 위험관리원'이 포함되었다. 고용정보원 홈페이지에 들어가 상세내용을 살펴보면 오랜 시간 연구, 분석한 자료임을 알 수 있다. <2019 한국직업전망>에서 다른 안전 관련 직종은 없었고 '산업안전 및 위험관리원'만 찾아볼 수 있었다. 산업안전 및 위험관리원은 앞으로 10년동안 1만 명 정도 그 수요가 더 늘어날 것으로 예상한다. 해당 분야는 '한국고용정보원 > 직업정보 > 한국직업전망 > 산업안전 및 위험관리원'으로 분류돼 있다. 그 주요 내용을 소개한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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