▲ 염병수 교수           © 국토매일

[국토매일] 철도에 발전은 18세기 증기 기관차에서 디젤전기엔진으로 발달되었고, 현재는 세계적으로 고속화 철도에 맞는 새로운 시스템이 개발됐다. 이러한 기술은 철도운전자가 일을 수행하는데 많은 영향을 주었다.

 

현재 통신과 신호시스템에서, 디지털 데이터는 위성위치확인 시스템(GPS)에 연결되며 혁신적인 컴퓨터 기술은 조차원이 중앙통제센터에서 기관차의 상태를 감지하고, 철도 운영자에 내리는 운전명령을 기관사에게 직접 보내는 것이 가능하게 되었다. 운전실에서 새로운 기술의 성공적인 이행은 운전실에서 행해지는 기관사의 행동과 기계적인 요소와 S/W적인 요소와 H/W적인 요소에 대하여 MMI를 어떻게 설계기술자가 만들어내야 하고 또한 디자인 하는가가 문제이다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 유럽연합은 열차의 상호 운용성 및 상호 연결성을 확보하고 미래 유럽 철도 시스템의 경쟁력 강화에 필수적인 향상된 기술 솔루션의 모듈화 및 조화를 위하여 운전실 표준화 작업을 지속적으로 추진하였다.

 

예컨대 유럽위원회 (European Commission)의 자금이 지원된 EUDD (European Driver’s Desk) 프로젝트는 유럽 전체에 적용 할 수 있는 기관사 운전 데스크  개발을 처음으로 시작하였다. 기능은 시뮬레이션 환경에서 많은 기관사에 의해 시험되었으며, 효율적인 국가간 운영을 위한 통합 운전실 실현을 위한 일보 전진의 노력을 지속하기 위하여  EUDDplus (European Driver’s Desk Plus) 프로젝트를 수행하였다.

 

운전실에 있어서는 크게 환경과 레이아웃, 근무조건으로 구분하여 디자인을 이야기 할 수 있다. 환경은 난방과 통풍, 냉방, 진동, 소음과 같이 기관사의 전체 근무조건에 영향을 끼치는 사안을 설명한다. 레이아웃은 통제기준/콘솔 디자인과 가시성, 기관차 내부에 있는 기기와 외부환경에 관련한 기술자의 신체적 관계를 구분하는 운전실 의자와 같은 사안을 설명한다. 워크샵 디자인은 통제와 디스플레이, 청각기기, 컴퓨터 입력과 같은 사안을 설명한다.

일반적으로 철도기관차 운전실에 기본 원칙은 크게 두 가지로 설명할 수 있다

 

첫 번째로는 시스템 접근법은 운영자와 기기, 프로세스, 독단적으로 작동되지 않는 환경 (Sanders and McCormack, 1993) 이지만 전체 통합된 부분을 인식한다. 이러한 문서에서 가이드 하는 철학 중 하나는 디자인과 기관차 발전과정에 관한 시스템 접근법을 받아들이는 것이다. 기관차 내부에 각각의 구성요소를 평가하고 디자인함으로써 우리는 이들이 독단적으로 운영되지 않는다는 것을 인식해야한다. 시스템의 변화하는 한부분이 다른 부분에 영향을 끼칠 수 있다.

 

두 번째로는 사용자 중심 디자인 접근법이 사용된다는 것은 운영자 부근 시스템을 디자인 한다는 것을 의미한다. 이러한 접근법은 인적 운영자가 받아들이고 처리하고 정보에 따라 행동하는 것에 대한 제한사항만을 의식하고 온도와 습도, 소음, 진동, 인체 측정학의 특성과 같은 수행을 제한시키는 생리적 환경적 요소를 인식한다. (Burgess, 1985)

 

사용자 중심 디자인은 또한 담당 운영자가 있다. 이는 기관차 기술자가 시스템 상태 변화에 단순히 반응하기 보다는 행동을 착수한다는 것을 의미한다.  환경적 근무조건(예 소음과 의자) 및 정보기술의 결합과 운영문제에 있어서는 이전버전과의 호환성, 철도운영기관과 차량제조업자 사이의 상호작용과 유지보수 등에 대한 고려사항을 살펴보고자 한다. 

 

1. 근무조건

 

과거에 기관차 기술자 디자인은 인적인자 지원에 대한 혜택 없이 진화되었다. (Gamst, 1975). 운전실 객실 내에 승무원 안락은 승객객실과 다른 근무환경에서 발견된다. 소음과 통풍, 좌석은 승무원의 안락과 안전, 생산성에 영향을 끼치는 세 가지 문제 영역의 예이다. 인적인자 고려사항이 현재 기관차 생성 디자인에서 중요한 고려사항이지만 기관차 생성의 장기간 서비스는 이러한 문제가 일부기간동안 지속될 것이라는 것을 의미한다. 그러므로 상당히 여러 운전실에서 소음레벨은 이러한 근무환경에 대한 연방 규정을 초과하는 것이고 청력을 장기적으로 손상시키기에 충분히 크다.(Gamst, 1975). 운전실내에 환기에 있어서 운전실내에 덥고, 추운공기를 만들고 추운계절에 적절한 난방과 더운 계절에 적절할 냉방이 승무원의 건강과 피로에 기여한다.

 

신체적인 조건과 관련해서 의자는 운전실환경에서 가장 먼저 다루어야 하고 또한 운전실의 데스크 레이아웃은 휴먼에러 사고를 예방하는데 가장 중요한 요소이다. 운전실 내부에 근무조건과 관련해 또 다른 인적인자 는 적절한 가시성과 신호시스템이다.

 

▲  KTX 운전실                                                              © 국토매일

 

2. 정보기술 결합

 

우리가 21세기에 접하면서 제조업자와 철도 운영자는 철도제어를 개선시키려는 노력으로 새로운 정보기술을 기관차 운전실에 도입하였다. 이러한 기술의 결합은 기관차 운전자가 자신의 직업을 수행하는데 영향을 끼칠 것이다.

 

새로운 정보기술을 기관차에 결합시키려는 사항은 어떤 기관차 운전자가 정보를 받고 철도움직임을 제어하는데 상호작용 할 것 인지에 대한 인터페이스에 초점을 맞춘다. 과거에, 이러한 인터페이스는 전기기계다이얼과 측정기, 레버로 구성되었다. (즉 CRT 혹은 LCD디스플레이와 키보드). 새로운 기술과 새로운 디자인은 이전 버전보다 새로운 기관차를 필수적으로 더 낫게 만들지는 않을 것이다. 기관차 운전실 같은 복잡한 맨-머신기계의 디자인은 균형을 이루는 것을 포함하고 고객요건을 만족시키도록 하며 아직 비용과 스케줄제한에 머무는 상태이다. 이러한 지식은 기관차 운전실 디자인이 진화될시 일정기간동안 습득해야할 것이고 제시된 디자인의 이용성을 테스트해야하며 다른 수송 모델에 대한 경험을 하도록 해야 한다.

 

3. 운영문제

 

기관차 운전실의 디자인은 다양한 운영문제에 영향을 받는다. 이러한 문제는 기관차를 운영하고 구매하는 철도운영기관과 기관차를 설계하고 디자인하는 제작업자와 유지보수요원 등 운영단계에서의 문제점에 대해서 살펴보자. 

 

1)기존운전실과의 호환성

 

현재 기관차 운전실이 어떻게 진화했는지에 대한 이전버전과의 호환성에 관한 설비 및 기기에 긍정적이고 부정적인 인적 요소를 내포한다. 오래된 특성을 보유하는 동안 새로운 능력을 설명하는 새로운 기술의 결합은 기술자가 새로운 시스템을 좀더 빨리 배울 수 있도록 돕는다. 이는 새로운 특징이 반드시 배워야 하는 것이기 때문이다. 제어 디스플레이 관계가 동일하게 남아있는 곳에서 기술자는 부정적 이동으로 인한 오류를 범하는 것을 피해야한다. 하지만, 이전버전과의 호환성은 또한 인터페이스에 결과를 나타내고 사용자 요구사항이기보다는 발생하는 변화의 종류를 제한시킨다.

 

2)철도운영자와 차량생산업자 사이 상호작용

 

철도운영자와 차량생산업자 사이의 상호작용은 디자인 과정에서 주요한 영향을 끼친다. 기준은 건설자와 운영자에게 디자인과 제조를 더 쉽게 만들며 사용자와 기술자가 더 쉽게 운영할 수 있도록 한다. (한 운전실에서 다른 곳으로 이동할시) 하지만 철도 특성은 개인 변경 고려사항을 구체화할 수 있다. 사용자 인구의 인체 측정학 고려사항을 포함한 경제적 고려사항은 종종 건설자의 손밖의 것이다. 이는 고객의 요구사항이 이상적임을 벗어나는 곳에서 이들이 원하는 것을 주는 구성요소를 놓아야한다. 일부영역에서(예 소음제한) 특정 제한에 근간하는 기준을 수락해야한다. 이러한 기준이 있는 곳에 이러한 것들을 인용한다. 하지만 또한 보고는 안전과 건강 생산성, 기술자 안락함을 지원하고 노력해야하는 목표를 나타낸다.

 

3)유지보수

 

유지보수 비용은 일반적 유지보수와 관련이 있고 오류가난 부품의 수리나 재배치가 기관차의 초기 비용을 초과할 수 있다. 숨겨진 비용은 운전실 내에 다양한 부차 시스템과 구성요소가 적절하게 유지되지 않을 때 성과와 안전, 근무조건에 효율적일 것이다.

 

기관차의 디자인을 평가하는 데 있어서 현재 인적인자 가이드라인은 두가지 범주로 나누어진다. 이는 근무조건과 정보기술의 합병이다. 근무조건(예, 소음 및 진동과 운전데스크와 의자)과 운영자 수행 효과는 철도차량 설계자, 철도차량제작자들에게 있어서 수년간 문제사항 이었다. 두 번째는 기관차에서 정보기술의 합병의 중요성이 커지고 있다는 것이다.

 

이러한 보고의 대부분은 근무조건과 관련한 사안에 초점을 둔다. 이는 기관차내부에 여러 인체공학 문제를 구분지는 기관차 기술자의 우려사항을 반영한다는 것을 강조한다. 현재, 이러한 우려사항은 승무원의 편안함과 안전에 초점을 둔다. 이러한 문제를 해결함으로써, 철도차량 제어에 관련있는 정보기술에 초점을 두고 있는 상대효과는 증가할 것이다.

 

새로운 정보기술과 결합하는 법 특히 발전된 명령, 제어, 통신 시스템에 관한 문제는 좀 더 최근의 문제 이며 중요성이 커지고 있다. 이러한 강조사항은 기관차 운전실 내부의 여러 인체 공학적 문제를 구분해야하는 기술자의 사항을 반영한다. 이러한 문제가 해결될시 철도제어에 관련 있는 정보처리에 초점을 두게 될 것이고 이에 대한 노력을 기울일 것이다.

 

현재 우리는 운전실 표준화에 대한 기획과제를 추진한 이후 운전실에 대하여는 현재 연구를 진행하고 있지 않다. 휴먼에러를 예방하기 위해서는 운전실에 대한 표준화 사업이 필요하고 철도사고 예방에 80%는 인적오류에서 발생함으로 변화된 사고 예방을 위해서는 철도사고를 시계열분석을 통하여 환경과 시설장비와 규정 및 제도를 통한 인간과의 관계를 분석해야 할 것이다.

 

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