1.1 연구의 배경 및 목적

도시철도 연장 및 역 신설에 따라 철도 운영기관에서는 예상되는 재난 및 안전사고로부터 인명과 재산을 보호하고 사고 피해를 최소화하기 위한 철도 운영 방안을 수립하여 중대재해를 예방하고 철도 안전을 도모하여 도시철도 이용객의 편리하고 안전한 철도 이용 서비스를 제공해야 한다.

재난 및 안전사고에 대응하기 위해서는 철도 운영에 있어 적극적이고 효과적인 대응 계획 마련이 필요하며, 대응 계획은 재난 및 안전사고 발생 시 빠르고 정확한 대응을 위한 조치 내용을 포함하여야 한다. 재난 및 안전사고 발생 전 예방적 조치들은 주기적인 역사 내 시설 점검 및 정비, 역무 직원의 안전 교육, 안전 매뉴얼 수립 등을 포함한다.

본 연구에서는 도시철도 8호선 연장 별내선 구리역 사례를 중심으로 안전성 검토 시나리오 개발을 통해 철도 안전을 도모하여 도시철도 이용객의 안전하고 편리한 역사 이용을 위한 선제 조치를 취하도록 하는 데 그 목적이 있다.

1.2 연구의 범위 및 방법

본 연구의 기준 연도는 2023년으로 하되, 부득이한 경우 일부 자료에 국한하여 가장 최신자료를 활용하였다. 직접 영향권은 별내선 구리역이며, 간접 영향권은 별내선 구리역 연계·환승 영향권으로 설정하였으며, 연구의 공간적 범위는 Fig. 1과 같다.

본 연구의 주요 내용 및 수행 방법은 다음과 같다. 첫째, 도시철도 정거장 및 환승․편의시설 설계 지침^{(MOLIT, 2018)}에서 제시된 정거장 내 열차 화재 및 정거장 화재 시나리오와 대피인원 산정 방법을 검토하였다. 둘째, 별내선(암사~별내) 복선전철 타당성조사 및 기본계획^{(Gyeonggi-do, 2015)} 별내선 수송수요 자료를 활용하여 별내선 구리역 수요예측 결과를 검토하였다. 셋째, 별내선(암사~별내) 복선전철 4공구 건설공사 기본 및 실시설계^{(Gyeonggi-do, 2016)}에서 별내선 구리역 정거장 안전성분석 결과를 검토하였다. 넷째, 별내선 구리역 환승통로 현황을 검토하였다. 다섯째, 관련 계획 검토를 통해 별내선 구리역 사례를 바탕으로 철도 운영에 있어 역사 운영에 필요한 현실적인 별내선 구리역 안전성분석 시나리오를 개발하였다.

Fig. 1. Spatial Scope

2.1 도시철도 정거장 및 환승․편의시설 설계 지침(2018)

도시철도 정거장 및 환승․편의시설 설계 지침^{(MOLIT, 2018)}은「도시철도법」 제18조 및 「도시철도건설규칙」 제30조에 따라 도시철도 이용객의 안전을 도모하고 편의를 증진하기 위해 도시철도 정거장을 계획하고 설계하는 데 목적이 있으며, 피난시설 설계 기본원칙에서 정거장 내 열차 화재 및 정거장 화재에 대비해야 한다고 규정하고 있다.

정거장 내 열차 화재 시나리오는 다음의 상황을 가정한다. 첫째 열차 정차 이후 가장 혼잡한 승강장이라고 생각되는 곳에서 열차에 화재가 발생할 때 정거장 안의 모든 승객이 승강장에 있다고 가정한다. 둘째 각 층마다 하나의 에스컬레이터가 고장이 나서 계단으로도 사용할 수 없게 되는 경우를 가정한다. 엘리베이터 또한 비상 대피에는 사용할 수 없다고 가정한다.

대피인원 산정은 열차에 화재가 발생한 승강장의 대피인원은 한 대의 열차가 연착될 경우의 열차의 승객 수까지 감안한 것으로 식 (1)으로 산정한다.

여기에서, 피크시의 승강장 대기인원은 첨두 1시간 대기인원의 30 %를 첨두 15분 대기인원으로 하여 분당 인원을 산정한다. 또한, 열차수용인원은 재차인원으로 하되 [(열차수용인원) × 2]항이 만차인원을 초과 시에는 만차인원을 적용한다. 다른 승강장의 대피용량은 일반 승하차인원으로 식 (2)으로 산정한다. 또한, 두 개나 그 이상의 탈출 경로가 한 곳으로 모이는 곳에서는 해당 통행량을 모두 더해야 한다.

정거장의 화재 시나리오는 다음의 상황을 가정한다. 첫째 정거장의 가장 용량이 큰 통로에 화재가 난 것으로 하여, 가장 용량이 큰 통로를 비상 대피에 사용할 수 없는 경우로 가정한다. 둘째 각 층마다 하나의 에스컬레이터가 고장이 나서 계단으로도 사용할 수 없게 되는 경우를 가정하며 엘리베이터는 비상 대피에는 사용할 수 없다.

대피인원 산정은 정거장에 화재가 발생한 승강장의 대피인원은 피크 때의 열차를 기다리는 승객에 열차에서 하차하는 승객수를 더한 수로 한다. 즉, 대피인원은 피크시의 승강장 대기인원과 피크시의 승강장 하차인원을 합한 것으로 한다. 또한, 두 개나 그 이상의 탈출 경로가 한곳으로 모이는 곳에서는 해당 통행량을 모두 더해야 한다.

2.2 별내선(암사~별내) 복선전철 타당성조사 및 기본계획(Gyeonggi-do, 2015)

도시철도 정거장 및 환승․편의시설 설계 지침^{(MOLIT, 2018)} 수송수요의 예측에서는 다음과 같이 규정하고 있다. 첫째 정거장별 수송수요는 정거장 내 각종 시설의 규모뿐 아니라 정거장 전체의 규모를 결정하는 데 중요한 요인이 된다. 둘째 정거장별 수송수요는 「도시철도망 구축계획 및 노선별 도시철도 기본계획 수립지침」(국토교통부 고시)에서 제시된 목표연도 내에 이용수요가 최대가 될 것으로 예상되는 첨두시간대의 수송수요를 기준으로 한다. 셋째 수송수요는 운영계획과 정거장의 계획을 위한 중요 적용 요소로써, 합리적 절차에 따라 예측된 장래 수요를 적용함을 원칙으로 하며, 향후 해당 노선과 관련한 연계 노선 및 환승 계획이 있을 시에는 이를 충분히 반영한 장래 통행량을 활용하도록 한다. Table 1은 별내선(암사~별내) 복선전철 타당성조사 및 기본계획(Gyeonggi-do, 2015) 수요예측 결과에서 별내선 구리역의 최대 수요는 2025년으로 분석되어 본 연구에서는 2025년 별내선 구리역 수요예측 자료를 기준으로 분석하였다.

별내선 구리역 1일 이용수요는 54,938명이며, 별내선 2025년 1일 역별 이용수요는 Table 2와 같다.

별내선 구리역 첨두시 이용수요는 6,126명이며, 별내선 2025년 첨두시 역별 이용수요는 Table 3과 같다.

2.3 별내선(암사~별내) 복선전철 4공구 건설공사 기본 및 실시설계(Gyeonggi-do, 2016)

별내선(암사~별내) 복선전철 4공구 건설공사 기본 및 실시설계(Gyeonggi-do, 2016)에서 도시철도 정거장 및 환승․편의시설 설계 지침^{(MOLIT, 2018)}에 근거하여 별내선 구리역 정거장 안전성분석을 통해 정거장 열차 화재 및 정거장 승강장 화재 2가지의 시나리오를 가지고 분석하였다. 2025년 첨두시 역별 이용수요 자료를 기준으로 Table 4, 대피인원 산출 결과 별내선 구리역 열차 화재 대피인원은 932명, 승장장 화재 대피인원 508명으로 산출되었다.

2.4 별내선 구리역 환승통로 현황

Fig. 2는 별내선 구리역 환승통로는 국내 도시철도 역사 내 국내 최장 길이로 계단 없이 에스컬레이터(E/S) 65 m 길이로 상행 2대, 하행 1대로 총 3대로 이루어져 있으며 소요 시간은 약 2분 10초이다.

Fig. 2. Byeollae Line Guri Station "Transfer Passage”

2.5 관련계획 검토 결과 및 시사점

도시철도 정거장 및 환승․편의시설 설계 지침^{(MOLIT, 2018)}에 따라 별내선(암사~별내) 복선전철 타당성조사 및 기본계획(Gyeonggi-do, 2015)에서 제시된 수송수요 자료를 기준으로 목표연도 내에 이용수요가 최대가 될 것으로 예상되는 2025년을 수송수요 자료를 활용하여 별내선(암사~별내) 복선전철 4공구 건설공사 기본 및 실시설계(Gyeonggi-do, 2016)시 별내선 구리역 정거장 안전성분석을 통해 정거장 열차 화재 및 정거장 승강장 화재 2가지의 시나리오를 가지고 분석하여 시나리오 별 대피인원을 산출하였다.

관련계획 검토 결과 도시철도 정거장 및 환승․편의시설 설계 지침^{(MOLIT, 2018)}에 따라 정거장 열차 화재 및 정거장 승강장 화재 안전성분석을 하였으며, 이는 도시철도 역사 설계 시 검토되어야 하는 내용으로 화재 시나리오만 국한되어 있다. 이에 따라 재난 및 안전사고에 대응하기 위해서는 다양한 안전성분석 시나리오 검토가 필요하다고 보여진다.

따라서, 본 연구에서는 별내선 구리역 사례를 바탕으로 철도 운영에 필요한 현실적인 도시철도역 안전성분석 시나리오를 개발하고자 한다.

3.1 시나리오 구분

본 연구에서는 Table 5, 시나리오 구분으로 평상시, 재난시로 상황을 구분하였다. 평상시 상황으로 비첨두시, 첨두시, 에스컬레이터 고장 상황으로 분류하였으며 별내선 구리역 환승통로 에스컬레이터의 경우 국내 최장 길이로 철도 운영에 있어 안전사고 예방을 위해 에스컬레이터 고장의 경우 3가지(1개 고장, 2개 고장, 3개 고장) 유형으로 나누었다. 재난시 상황으로는 대합실화재, 정전, 침수 상황으로 분류하여 시나리오 상황을 분류하였다.

3.2 대피 인원 산정

본 연구에서는 안전성 검토에 필요한 대피인원을 산출하고자 별내선(암사~별내) 복선전철 타당성조사 및 기본계획(Gyeonggi-do, 2015) 수요예측 결과에서 2025년 별내선 구리역 수요예측 자료를 활용하였으며, 도시철도 정거장 및 환승․편의시설 설계 지침^{(MOLIT, 2018)}에 명시된 대피 인원 산출식을 바탕으로 별내선 구리역 첨두시 및 비첨두시 대피인원을 산정하였다. 첨두시 1시간 대피인원은 식 (3)과 같다.

첨두시 15분 대피인원은 첨두시 1시간 대피인원의 30 %으로 산정하였다. 첨두시 15분 대피인원은 식 (4)(도시철도 정거장 및 환승․편의시설 설계 지침(2018) 피크시의 승강장 대기인원은 첨두 1시간 대기인원의 30 %를 첨두 15분 대기인원으로 함) 와 같다.

비첨두시 15분 대피인원은 비첨두시 1시간 대피인원의 30 %으로 산정하였다. 별내선 구리역 영업시간(19.5시간), 첨두시 영업시간(4시간), 비첨두시 영업시간(15.5시간)을 활용하여 비첨두시 15분 대피인원은 식 (5)와 같다.

위 식을 활용하여 대피 인원의 산정 결과는 Table 6과 같다.

3.3 도시철도역 안전성 검토 시나리오

평상시는 앞서 산출된 첨두시 15분 1,838명과 비첨두시 15분 589명 대피 인원을 적용하였으며, 에스컬레이터 고장 상황에서는 환승통로 이용객이 몰리는 첨두시의 대피인원을 적용하였다. 재난시는 별내선(암사~별내) 복선전철 4공구 건설공사 기본 및 실시설계(Gyeonggi-do, 2016) 안전성분석 승강장 화재 대피인원 508명을 적용하였다. 별내선 구리역 사례를 통해 도출된 도시철도역 안전성 검토 시나리오는 Table 7과 같다.