2014 년도 한국철도학회 추계학술대회 논문집 KSR2014A237

승강장 안전문(PSD) 안전성 개선에 관한 연구

A Study on the Improvement of Platform Screen Door system

최상호*, 류경신**†, 조 희***, 황태상****

Sang Ho Choi*, Kyungshin Ryu**†, Hee Jo***, Tea Sang Hwang****

Abstract The PSD system is the important safety facilities to secure the safety of passengers by preventing the passenger’s fall-down, the suicide, and the train collision on the platform of urban railway. However, the new safety accidents such as the passenger injured, the rapid stop of train and the pass after non-open PSD due to the failure or malfunction, the handling errors of PSD occurred and the frequency of these accidents has been gradually increased. This study investigates the problems of PSD of the R/F (Radio Frequency) method and the detection sensor method which are installed in Seoulmetro and analyzes the causes by arranging the PSD accidents types and then presents the solution to the generalized. As a result, this study derives the safety requirements of PSD and suggests the safety operating agenda. Keywords : Platform Screen Door, Safety Control,

초 록 승강장 안전문(PSD : Platform Screen Door)시스템은 승객의 선로추락 및 투신, 열차 접촉을 방지하여 도시철도 승강장에서 승객의 안전성을 확보하는 중요한 안전 설비이다. 그러나 승강장 안전문 설비의 고장 또는 오작동, 취급상 오류로 인해 승객 부상, 전동차의 급정차, 승강장 안전문 미개방 통과 사고와 같은 새로운 승강장 안전사고가 발생되었고 빈도도 점차 증가 하고 있다. 본 연구는 서울메트로에 설치된 R/F(Radio Frequency)방식과 출입문 검지 센서(Sensor)식 승강장 안전문의 문제점에 대해 고찰하며 승강장 안전문 사고를 유형별로 정리하여 원인을 분석하여 일반화한 해결방안을 제시한다. 그 결과로 승강장 안전문의 안전성 요건을 도출하여 그에 따른 안전 운용 방안을 제안하고자 한다.

주요어 : 승강장 안전문, 스크린도어, 안전성 향상

1. 서 론

2010년 이래로, 도시철도건설규칙 제30조의2(승강장의 안전시설)에 근거하여 승강장에는

전동차 출입문과 연동되어 개폐되는 승하차용 출입문 설비가 법제화되어 서울 지하철에는 전

역사에 설치 운용 중에 있고 일부 광역철도 구간은 설치 작업 진행중에 있다.

승하차용 출입문 설비(PSD:Platform Screen Door; 스크린 도어; 이하 승강장 안전문) 시스템은

승강장에서 승객추락, 선로투신 및 열차측면접촉을 차단하여 도시철도 승강장에서 이용승객의

* 서울메트로 운영본부 운전처 **† 교신저자: 서울메트로 상계승무사업소(yousol707@seoulmetro.co.kr) *** 서울메트로 대림승무사업소

**** 서울메트로 수서승무사업소

안전성을 크게 향상시키며 열차를 운행하는 기관사의 심리적 부담 경감과 승강장의 쾌적성

증대에 기여하는 안전설비이다. 따라서 승강장 안전문은 도입후 도시철도 승강장에서 사고

위험도를 급격히 줄이는 요인으로 평가되고 있다.[1]

승강장 안전문은 이러한 많은 장점에도 불구하고, 수동운전에서 정위치 정차를 하여야 하는

기관사의 업무 스트레스를 높이고 안전문 관련 설비의 고장이나 오작동으로 인해 승객부상,

전동차 급정차 및 승강장 안전문 미개방 통과 사고와 같은 새로운 안전 사고를 발생 시키고

있으며 빈도도 점차 증가하고 있다.

본 연구는 공동저자들이 이전에 각기 스크린도어에 관련한 논문을 발표한 이후[2][3][4],

2012년부터 2014년까지 서울메트로의 승강장 안전문과 관련된 사고를 유형화하여, 업데이트된

정보를 제공하여 새로이 드러난 승강장 안전문 운용에 관한 문제점을 고찰하고 이에 대한

해결방안을 제시하고자 한다.

2. 승강장 안전문(PSD: Platform Screen Door) 시스템

승강장 안전문은 넓은 의미에서 형태를 불문하고 승강장 선단에 고정 및 가동 도어를

설치하여 승강장과 선로부를 차단함으로써 승객의 안전사고 예방과 공기질을 향상 시키는

설비를 말한다[2]. 승강장 안전문은 설치 형태에 따라 난간형, 반밀폐식, 밀페형, 로프형으로

구분되고 동작 신호방식에 따라 ATO(Automatic Train Operation)방식, R/F(Radio Frequency)제어

방식과 출입문 검지 센서(Door-Sensor) 제어 방식으로 구분 할 수 있다.

2.1 승강장 안전문(PSD) 동작 신호 방식에 따른 분류

(1) ATO(Automatic Train Operation)방식

① 전동차가 정위치에 정차하면 ② ATO 제어 신호기계실에서 전동차와 승장장 안전문에

개/폐 신호 동시 송출하며 상호 유기적으로 연동하여 ③ 전동차와 승강장 안전문 동시

개/폐된다.

(2) R/F(Radio Frequency) 제어 방식

전동차와 승강장 안전문에 차상 R/F 장치와 지상 R/F 장치 설치하는 방식이다. 이는 ① 전동차가 정위치에 정차하면 ② 전동차 출입문이 개/폐되고 ③ 차상 R/F 장치에서 지상

R/F 장치 신호 송출하여 ④ 승강장 안전문이 개/폐된다.

Fig. 1 R/F(Radio Frequency) Platform Screen Door system interface

(3) 출입문 검지 센서(Door-Sensor)제어 방식

① 전동차가 정위치에 정차하면 ② 전동차 출입문이 개방되고 ③ 승강장 안전문 선로측

상부에 설치된 출입문 검지 센서(Door-Sensor)가 검지하면 ④ 승강장 안전문 개/폐된다.

Fig. 2 Door-sensor Platform Screen Door system interface

2.2 승강장 안전문(PSD: Platform Screen Door) 운전방식

승강장 안전문의 운전은 정상운전과 수동운전으로 나눌 수 있다. Table 1에 승강장 안전문의

정상운전과 수동운전시의 운전 방식을 나타내었다.

Table 1 Platform Screen Door Operation[3,4]

구 분 R/F 제어 방식 출입문 검지 센서 제어 방식

정상운전

(1) 전동차 정위치 정차

(2) 차상장치에서 지상장치로 안전문 개폐 신호

송출 → 종합제어반 → 승강장 DCU로 전달

→ 안전문 개/폐

(3) 승객이나 물체 열차 출입문과 안전문 사이

끼임 → 도어장애센서 감지 → 안전문 개방

(4) 안전문이 닫힐 때 승객이나 물체가 끼임 →

문끝센서 감지 → 안전문 개방

(5) 전체 가동문, 비상문, 승무원 출입문이 모두

닫힌 후에 열차출발 조건을 형성 → n개의

가동문, 비상문, 안전문이 닫히지 않았다면

열차의 발차지시 등 점등 불가 → 승무원,

역무원이 해당 장애 안전문 이상 확인 →

안전문 수동취급 후 열차를 운행

(1) 전동차 정위치 정차

(2) 검지센서가 전동차 정차상태 검지(미달,

양호, 초과)하고 기관사측 전광판에 현시

(3) 전동차 후부의 차장 스위치(Conductor's Switch) 조작으로 전동차 출입문 개방

(4) 승강장 안전문 선로측 상부(승차위치 #1.1∼4, #10.1∼4)에 설치된 출입문 검지 센서

→ 출입문 개방상태 검지 → 승강장 제어

장치 → 역무실 종합제어반, 각 조작반에

신호 송출 → 개별 안전문 개방

(5) 승객 승,하차 후 출입문 닫힘시 닫힘 명령

검지후 장애물 검지 센서, 문끝 검지 센서

이상 없으면 닫힘 완료

(6) 닫힘 완료후 대기모드 상태

수동운전

(1) 정위치 미정차, 차상장치, 지상장치, 종합

제어반 사이에 신호 오류, 화재 발생 등의

비상상황 또는 승강장 안전문 수리시 사용

(2) 승무원 조작반, 역무실 종합제어반의 수동

조작부에서 열림/닫힘 버튼 조작 승강장 안

전문 일괄 동작

(3) 안전문 미개방시 승객이 수동 열림 버튼,

패닉바 이용 비상문 개방

(4) 고장 안전문 수리 → 역무실조작반, 승강장

제어반 n개의 스크린도어 바이패스 운행

(1) 정위치 미정차, 화재 발생 등의 비상상황

또는 승강장 안전문을 수리시 사용

(2) 승무원 조작반, 역무실 종합제어반의 수동

조작부에서 열림/닫힘 버튼을 조작하여

승강장 안전문을 일괄 동작

(3) 안전문 미개방시 승객이 수동 열림 버튼,

패닉바 이용 비상문 개방

3. 승강장 안전문(PSD: Platform Screen Door) 사고유형 분석

승강장 안전문 관련 사고는 크게 여객 사상 사고와 승강장 안전문 미개방 통과 사고로 분류

할 수 있으며 여객 사상사고는 전동차 비상제동 걸림에 의한 승객전도 사고, 승강장 안전문

끼임 사고로 분류 할 수 있고, 승강장 안전문 미개방 통과사고는 기계적 요인에 의한 통과

사고와 인적 요인에 의한 통과 사고로 분류 할 수 있다.

Fig. 3 Classification of Accidents

3.1 스크린도어 열림에 의한 비상제동 전도사고

전동차의 급정차 전도사고는 비상 제동 시스템이 내장된 ATO(Automatic Train Operation)식

전동차에서만 발생하는 사고 유형으로 서울메트로의 경우 2호선 R/F(Radio Frequency)제어

방식이 해당되며 승강장에 전동차가 진입/진출 할 때 승강장 안전문이 개방되면 즉시 비상

정차하여 전동차 객실 내부의 이용승객이 전도되어 발생하는 사고이다.

다만, 서울메트로의 경우에는 2012년 승객 전도에 의한 사고 방지를 위해 차상 승강장

안전문 무선(R/F)측에 3Km/h 이하만 전동차와 승강장 안전문이 연동되도록 ZVR(Zero Velocity

Relay) 접점회로를 전 편성에 추가 설치하여, 승강장 진∙출입하는 전동차의 속도가 3Km/h를

초과할 경우 연동 상태가 유지 되지 않게 하였다. 이후 2014년까지 승강장 안전문 개방에 의한

비상제동 전도사고는 한 건도 발생하지 않게 되었다.

Entering Platform Exiting Platform

Fig. 4 Accidents of ATO(Automatic Train Operation) system[2]

Fig. 5 ZVR(Zero Velocity Relay) Circuit Improvement[2]

3.2 승강장 안전문 끼임사고

전동차와 승강장 안전문 사이의 공간에 승객이 끼임으로 인해 발생하는 사고로 구조적으로

승강장 안전문과 전동차 간격이 넓은 곡선 승강장 구간, 승객 밀집으로 CCTV(Closed Circuit

Television)를 이용한 승객 동선 추적이 어려운 구역에서 주로 발생하게 된다.

3.3 승강장 안전문 미개방 통과 사고

승강장 안전문 미개방 통과사고는 전동차가 정위치 정차하여 출입문은 정상적으로 개방

되었으나 승강장 안전문 전체 또는 일부가 개방되지 않아 정상적인 승∙하차가 이루어 지지

않은 상태에서 열차가 발차한 상태를 말한다.

4. 승강장 안전문(PSD: Platform Screen Door) 안전성 향상 방안

4.1 승강장 안전문 끼임사고

현재 승강장 안전문 끼임사고에 대한 근본적인 안전성 향상 방안은 없다. 끼임사고는

플랫폼의 구조상 결함 및 승무원의 인적 요인 이외에도 승객의 부주의 및 과실에 의한 발생도

있기 때문이다. 승강장 안전문 설치 이후에는 승무원이 육안으로 확인할 수 없는 대신

CCTV 로 확인하고 운행하고 있으나 전동차의 출입문과 승강장 안전문 사이의 공간에는

CCTV 만으로는 확인이 어렵다. 따라서 CCTV 사각지대를 개선하고 동작 감지 센서의 변경과

증설, 간격 감시용 CCTV 의 추가 증설을 통해 끼임사고에 대한 개선을 진행중이나, 승하차시

승객의 집중도가 낮은 상태이므로 설비의 증설 및 교체와 더불어 이용 승객에 대한 안전한

탑승에 대하여 적극적인 홍보가 필요하다.

4.2 승강장 안전문 미개방 통과 사고

4.2.1 기계적 요인

기계적 요인의 경우 승강장 안전문 무선 R/F장치의 오류, 센서장치 미검지 등의 원인으로

발생하며 장애 빈발 역사와 빈발 장애사항을 중점 관리하여 원인을 사전 제거하는 효율적인

유지관리와 계절적 특성을 반영한 탄력적이고 적극적인 사전 점검을 통해 기계적 요인의

장애율을 감소 시킬수 있을 것으로 판단된다.

4.2.2 인적 요인 개선 요소로서의 발차지시등

인적요인의 경우 정위치 미정차시 발차 지시 등의 오인으로 주로 발생하게 된다. 현재

승무원 조작반의 발차지시등 점등 조건은 열차 진입전과 승강장 안전문이 동작하지 않을

경우에도 발차 지시등이 상시 점등 상태이므로 승무원이 승강장 안전문의 동작여부에 대한

착오를 일으킬 우려가 있다. 따라서 발차지시등 점등 조건을 열차 진입전 “소등”→ 승강장

안전문 동작시“소등”→ 승강장 안전문 닫힘시“점등”순으로 발차 지시등의 점등 조건을

개선할 필요가 있다.

Train Entry(Stop State at Normal Positon) PSD Open State PSD Closed(In a State Before Departing)

Fig. 6 Current Depart Indicator Light System

Train Entry(Stop State at Normal Positon) PSD Open State PSD Closed(In a State Before Departing)

Fig. 7 Improvement Depart Indicator Light System

4.2.3 복합적 요인 개선 요소로서의 R/F 방식 승강장 안전문 동력운전제어회로 개선

R/F 방식 승강장 안전문의 경우에는 동력운전 제어회로의 논리구조를 개선하여 기계적,

인적 오류를 감소시킬 여지가 있다. 현재 R/F 방식은 K2제어신호에 의하여 승강장 안전문이

열린 상태에서의 차량 동력운전을 차단하고 있는데, 승강장 안전문이 모두 닫힌 상태이면

전동차 발차지시등(DILP) 점등조건으로 기관사에게 출발하도록 신호를 주고, 동시에

동력운전이 가능하도록 출입문연동 계전기(DIR1, DIR2)를 여자시켜 동력운전을 제어하고 있다.

그런데 현재의 제어방식은 승무원의 인적 착오에 의하여 승강장 안전문 미개방 발차 사고의

위험이 존재한다.

이러한 위험성을 제거하기 위하여, R/F차상장치로 입력되는 K2제어신호의 조건을 승강장

안전문이 열렸을 때 리턴값을 주어, 승강장 안전문이 개폐된 상태에서만 전동차

발차지시등(DILP) 점등조건으로 기관사에게 출발하도록 신호를 주고, 동시에 동력운전이

가능하도록 출입문연동 계전기(DIR1, DIR2)를 여자시켜 동력운전을 제어하게끔 논리 구조를

개선하여야 한다. 이 경우에도 스크린도어 바이패스 스위치(DIRM By Pass S/W)를 통하여 회송

및 수동운전 등의 이유로 승강장을 지나쳐야 하는 경우에 승강장 안전문에 의한

동력운전제어를 회피할 수 있다.

Fig. 8 Current Control Curcuit of Subway Train (PSD using R/F comm. method)

Table 2 Current Logic and Improvement Logic of K2 Curcuit (PSD using R/F comm. method)

Current Logic PSD 차량진입 K2 Value Improvement PSD 차량진입 Return K2 Value

평시 닫힘(1) 없음(0) 출발불가(0) 평시 닫힘(1) 없음(0) 0 출발불가(0)

차량진입-정차 닫힘(1) 정차(1) 출발가능(1) 차량진입-정차 닫힘(1) 정차(1) 0 출발불가(0)

차량출입문열림 열림(0) 정차(1) 출발불가(0) 차량출입문열림 열림(0) 정차(1) 0 → 1 출발불가(0)

차량출입문닫힘 닫힘(1) 정차(1) 출발가능(1) 차량출입문닫힘 닫힘(1) 정차(1) 1 출발가능(1)

차량출발 닫힘(1) 없음(0) 출발불가(0) 차량출발 닫힘(1) 없음(0) 0 출발불가(0)

5. 결 론

본 연구에서 중점적으로 다룬 승강장 안전문 안전성 개선 부분은 비상제동에 의한 전도

사고와 승강장 안전문 끼임사고, 승강장 안전문 미개방 통과사고로 크게 나누어 볼 수 있다.

첫째, 비상제동에 의한 전도 사고의 경우 승강장 안전문 오작동에 의한 비상제동은 초당

4.5km/h 감속도로 정차하기 때문에 승객 전도현상이 발생하여 안전사고의 요인이 되어왔으나,

차상 승강장 안전문 무선(RF)측에 ZVR(Zero Velocity Relay) 접점회로를 도입한 이후 3Km/h

이하만 전동차와 승강장 안전문이 연동되어 전도사고가 발생하지 않게 되었다.

둘째, 승강장 안전문 끼임 사고의 경우 효율적인 CCTV 배치를 통해 사각지대를 없애고

승강장 안전문의 센서추가 등 기능 불량 개소를 개선하여 승무원의 임의 판단 요소를

제거하며 무리한 승하차가 이루어 지지 않도록 대승객 홍보를 적극 시행하여야 한다.

셋째, 승강장 안전문 미개방 통과사고의 원인으로 기계적 요인과 인적 요인이 있지만,

개선방안으로 ① 발차지시등 개선과 ② R/F 방식 승강장 안전문의 K2 제어회로 논리구조

개선을 제시하였다. 현행 발차지시등이 열차진입에서 정위치에 정차하는 과정에서도 PSD 가

모두 닫힌 경우에는 상시 점등하고 있으나 출입문과 PSD 가 개폐된 이후에만 발차지시등 점등

조건을 개선한다면, 승무원의 오인을 불러일으키는 경우를 방지하여 미개방 통과사고가

감소될 것이다. 또한 시스템적으로 K2 제어회로 논리구조 개선을 통하여 승무원의 착오 또는

오인에 의한 미개방 발차 사고 등의 승강장 안전문 미개방 사고를 막을 수 있다.

도시철도 승강장에서 승강장 안전문은 승객의 안전도를 향상 시키는 매우 중요한 설비이다.

이러한 안전설비가 오작동 또는 취급상의 오류로 인하여 또다른 안전사고의 원인이 되지

않도록 승강장 안전문 관련사고의 발생 가능성을 줄이고 점차 개선되는 방향으로 나아가야 할

것이다. 다만 사고 및 장애유발 요인과 개선비용에 대한 사전 검토과정이 필수적으로

선행되어야 할 것이다. 향후 본 연구에서 제시한 승강장 안전문의 하부 시스템에 대한 안전성

및 신뢰성에 대한 추가적인 연구가 이어진다면 승강장 안전문의 안전성은 크게 향상될 것이다.

참고문헌

[1] Ministry of Land, Infrastructure, and Transport, Korea Transportation Safety Authority (2013), "2013.

Railway Safety Performance Report", p. 69

[2] Sang Ho Choi(2012), "Improvement of Safety Activities for PSD(Platform Screen Door) System",

The Graduate School of Engineering Hanyang Universisty. pp. 2~49.

[3] Hee Jo (2013), "A study on the safety operation of Seoul Metro line 2 platform screen door system",

The Korean Society for Railway, 2013 Autumn Conference，pp. 1,221~1226

[4] Kyungshin Ryu (2014), "Study on the PSD Operated by the Door-sensor for the Safety-operating",

The Korean Society for Railway, 2014 Spring Conference, pp. 945~952