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승현 곽
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1 2014 년도한국철도학회춘계학술대회논문집 KSR2014S225 개통이후 KTX 차량장애통계분석을통한유지보수특성연구 Case study on the KTX High Speed Rolling Stock maintenance characteristic by analyzing failures statistics for 10years 최석중 김문홍 * Seog-Jung Choi Moon-Hong Kim Abstract This study was carried out in order to support decision making of investment to perform analysis of failure frequency of KTX in the past 10 years, and to understand the maintenance characteristics of the high-speed rolling stock, to set the severity level and frequency of failure, safe investment scale of maintenance period, maintenance parts, personnel and equipment, etc. In this case study, through a proper investment maintenance analysis, and ensure the safety of the managed time-specific, and the maintenance of operational processes with the introduction of railway vehicle for the cost structure of the system that was experienced in the introduction stage and the operational phase of the KTX vehicle to analyze the effectiveness. In addition, such as the development rail industry standard (IRIS) and the provision of safe investment indicators that can be used to predict the outlook of investment to changes in rail industry through sensitivity analysis to confirm the relationship between purchase cost and the maintenance cost, to manage to seek ways to respond to changes in the operating environment. Keywords: ktx maintenance, Rolling stock, Safety, failures 초록지난 10 년간 KTX 장애발생빈도분석과원인분석을통하여고속철도차량의유지보수특성을파악하고, 장애빈도와심각도수준을설정하여정비시기별안전투자규모와유지관리부품, 인력, 설비등의투자의사결정을지원하는목적으로본연구를진행하였다. 본사례연구는 KTX 차량의도입단계와운영단계에서겪은시스템비용구조에대하여시기별관리대상에대한안전성확보와적정투자보수분석등을통하여철도차량의도입과운영과정의유지보수효율성을분석하고, 구매비용과유지보수비용간의관계를확인하는민감도분석을통해철도산업의변화와투자전망을예측하여관리할수있는안전투자지표의마련과철도산업표준 (IRIS) 의발전등운영환경변화에대응하는방안을모색하고자한다. 주요어 : ktx, 유지보수, 안전성, 장애 1. 서론 2004년 4월 1일고속철도개통이후철도차량의장애현황을분석하여장애원인과유형별로차량의장애특성을분석하여유지보수관리정책이어떻게변화되었는지, 차량의도입단계에서겪은정비방식이효과적으로접목되었는지, 그결과를거시적인관점에서살펴보고향후효율적인유지보수를위하여필요한유지관리방안을모색할필요가있다. 교신저자 : 우송대학교일반대학원경영학과철도경영학코스 (ktxhome@korail.com) * 우송대학교경영학과

2 따라서본연구의목적은개통이후 10년동안발생한 KTX 차량의운행장애발생빈도와지연시간등장애빈도와심각도수준을비교하여차량의사용기간에따른정비패턴변화와유지관리전략등선택과집중을통한투자의사결정을지원하도록하고향후도입되는차량의적정투자보수와유지관리전략수립에활용할수있을것으로기대한다. 연구의방법으로는 2004년고속철도개통이후지난 10년간발생한 KTX차량의운행장애현황과영업운행변화를살펴보고차량유지보수방법과정비인력의기술능력향상, 자재조달및부품교체등시기별변화과정과운행기간이증가함에따라 KTX 차량의도입단계와운영단계에서겪은시스템비용구조에대하여시기별관리대상에대한안전성확보와적정투자보수분석등을통해철도차량의도입과운영과정의유지보수효율성을분석하고, 구매비용과유지보수비용간의관계를확인하는민감도분석을통해철도산업의변화와투자전망을예측하여관리할수있는안전투자지표의마련과철도산업표준 (IRIS) 의발전등운영환경변화에대응하는방안을모색하는것이다. 2. 본론 2.1 개통이후 KTX차량의운행장애현황 연도별장애발생추이고속철도장애발생의특징은크게개통초기안정화단계 (2004~2006) 에서발생한제작결함에따른운행장애와안정화이후 ( ) 기계장치부품의분해정비주기도래에따라불량이증가하면서발생된것과주요조립체의사용기간이경과 ( ) 하면서발생한전기장치, 제동장치등에기인한장애, 부품교환주기에교체되지않은전기장치부품불량에따른장애특성으로구분할수있다. Table 1 KTX failure event( ~ ) 구분총계 전년동기대비 (1/4 분기 ) 증감 계 ( 고장률 ) KTX ( 고장률 ) 산천 ( 고장률 ) 월평균 * 고장률 : 차량고장건수 / 차량운행거리 ( 백만 km), 출처 : 한국철도공사내부통계자료

3 개통초기차량유지보수기술의정착과차량시스템의하자처리, 정비시스템의안정화등을위하여초기고장특성으로 181 건의높은운행장애를나타내고있으며, 시스템안정화후큰폭으로줄어들어 78 건의장애가발생하였고, 부품분해정비주기가나타나는 2010 년이후장애는소폭으로증가하여 81 건을나타내고있다. 이는 2009 년중정비시설의완공과부품중정비장비및수선능력확보를위해준비하는시기에발생한것으로분석되었다. Fig. 1 Service failure events: each group divided into main activities progressed by year 개통이후영업운행변화 2004년고속철도개통당시 1일평균이용객이 7만 3천여명이던것이 2013년에는 1일평균 15만여명으로배이상증가하였다. 같은기간고속열차수는 1일평균 129개열차에서 152개열차로증가하였다. 이용승객수는배이상증가하였지만, 열차수는단지 18% 정도증가하였다. 열차수는개통후부터지속적으로증가하다가 2010년부터줄어들었다. 줄어든사유로 2010년 3월부터 KTX산천이영업운행을시작하면서 KTX의열차수가줄어든것이다. 반면에승차인원은 2006년까지급격히증가하였으며, 2007년부터 2010년까지는월평균 316만여명이었던것이 2011년부터는월평균 380만여명으로증가하였다. 2005년부터월평균영업수익은 735억8,600만원으로 1일평균약 2억여원이며, 2013년도는월평균 1,130억 3600만원으로 1일평균 3억여원으로약 % 정도증가하였다. 반면에 2010년말까지열차수와영업수입사이에큰폭의갭이존재하고있는것을알수있다. 이는열차수에비하여영업수입이증가하지않는다는것을나타내며, 앞의 Fig 2 열차수와승차율로도확인이가능하다. 영업수입이증가한요인으로는고속철도 2단계개통으로인하여그동안고속철도비수혜지역이었던경주와울산지역의이용객이증가하였기때문이라고볼수있다. 또다른요인으로는고속열차운행횟수의증가에따른것이다. 고속철도 2단계개통이후, KTX와산천의 열차수와영업수입추이 가그것을보여주고있다. 이는고속차량의정비시간을줄이고효율화하여편성을추가로영업에투입한결과이다.

Fig. 2 Trends between increased number of trains and income from 2004 to 2014 * 통계자료출처 : BIS영업정보시스템, 한국철도공사발췌정리 2.2 고속차량유지보수특성 2.2.1 유지보수정책의전략적접근 KTX 차량의유지관리정책은차량을도입하는시기부터프랑스 SNCF 철도에서활용하는방식과같이편성상태의정비체계에서부품중심형정비체계로전환되었다.

4 Fig. 2 Trends between increased number of trains and income from 2004 to 2014 * 통계자료출처 : BIS영업정보시스템, 한국철도공사발췌정리 2.2 고속차량유지보수특성 유지보수정책의전략적접근 KTX 차량의유지관리정책은차량을도입하는시기부터프랑스 SNCF 철도에서활용하는방식과같이편성상태의정비체계에서부품중심형정비체계로전환되었다. 따라서차량의부품조립체는쉽게교환이가능하도록유니트화하였으며, 코레일은 1996년부터고속차량의도입에따른기술인력을프랑스로파견하여 TGV 정비기술을습득하도록하였다. 이렇게신개념의유지보수방식을도입하면서사전준비기간만해도개통이전 8년전부터준비해온셈이다. 고속철도차량은유지관리정책부터기존의차량단위정비를시행해왔던일반차량정비체계와다른특성으로프랑스기술분야전문가의기술이전과자문활동을통해국내에서접하지못했던새로운개념의유지관리전략과제도적인틀이새롭게마련되었다. 기본적인정책의틀은안전성, 유용성, 경제성의 3 가지측면의목표를충족시키는것이다. 따라서이정책은기술적측면에한정되는것이아니라, 정비시스템을구성하는데관련되는운영자들을직접포함시키고자원의투입과정에서주어진자원을최대한제한하는것이다. 이것은경험과노하우가가장중요한역할을하는것으로유지보수계획의수립과실행, 결과평가를통해달성되어야한다는것이었다.

5 2.2.2 고속차량유지보수체계 KTX 고속차량의유지보수는크게경정비와중정비로구분하고있다. 경정비는기본검수 (ES), 실내설비 / 주행기어검수 (CE/RGI), 체계검수 (SWT), 제한검수 (LI), 일반검수 (GI) 및전반검수 (FGI) 가있으며, 중정비로는미적대수선, 반수명검수가있다. Table 2 KTX preventive maintenance criteria 검수종별 약호 검수기준주행거리회기한도 기본검수 ES 5,000km( 최대 ) - 실내설비검수 CE 20,000km( 최대 ) 14일 주행기어검수 RGI 20,000km( 최대 ) 14일 체계검수 SWT,000~55,000km - 계절검수 S-SWT 하절기및동절기전과기간중 - 기타주기검수 P-SWT 장치별주기도래시 - 제한검수 LI 1, ,000km 4개월 일반검수 GI 300, ,000km 8개월 전반검수 FGI 600, ,000km 16개월 부품교환검수 RBO 부품조립체 ECO를위한교환시 - 부품분해검수 ECO 부품조립체오버홀도래시 - 미적대수선 CEO 설비개선필요시 - 반수명대수선 HLO 15년운행전후 ( 최대 +20%) - 임시검수 T 수시 - 특종검수 R 수시 - 차륜삭정 WC 차륜삭정시 - 비고 경정비는주행거리 5,000km부터 660,000km를주행할때마다정비를시행하며, 중정비에서미적대수선은 8년정도운행후, 반수명검수는 15년정도운행후시행하고있다. 주중및주말열차수대비검수를위한유치편성수는다음 Table 3과같이주중 5~6편성주말 2-3편성으로정기및임시, 고장수리등을시행하고있다. Table 3 KTX preventive maintenance criteria 구분월화수목금토일합계 운용열차수 ( 현재 ) ,542 운용편성수 KTX 산천 검수편성 KTX K-33포함 고양 산천 부산 KTX 소계 * 철도차량유지보수세칙제 42 호, 한국철도공사, 기준

6 2.2.2 고속차량도입비대비유지보수비용비교 KTX의유지보수비예측은 2004년개통이후 2006년까지는하자보증, 예비품의계약자공급등의외생변수가많은관계로유지보수비용의예측자료로활용하는것이부적절하므로 2007 ~2011년차량보수재료비집행예산규모로판단한것이며, 차체, 의장등인테리어개량등의일상적인유지관리와관련이적은중정비비용은투자사업으로자산의증감등에따른감가상각에영향을주므로유지관리비용을고려하지않았다. 선진철도유지관리비용을산정한것과비교하여실제 KTX에투입된유지보수재료비를분석한결과년도별보수비는지속적으로상승하고있으나, 5개년평균비용은약 16억원으로미국과스페인지멘스철도에비해높은수준은아닌것으로나타났다. Table 4 Comparison for maintenance costs between KTX and other high speed train 구분편성수도입비용 ( 억원 ) 유지보수비년평균유지편성당년간비용 미국서부간선틸팅열차 스페인지멘스고속열차 KTX 46 8,880 24, % 75% 3% 3,720 6, % 63% 3% 23,976 39, % 65% 2% * 외국유지보수비용근거 : Louis-Marie CLEON, WCRR 발표자료인용 결론 고속철도차량의도입으로열차운행횟수증가와국민의편익이크게개선되었고, 코레일의경영정책과주수입원이일반차량에서고속차량주도로변화하였다. 또한주행거리증가와정비시기의조기도래에도불구하고운행장애는지속적으로감소추이를보이고있다. 그주된사유로는직원들의안정적인기술력확보노력과프랑스선진차량유지관리방식의학습효과가나타났고, 부품의손상이증대되기전에교체하는방식으로차량신뢰성이증가하는효과가있었던것이입증되었다. 부품의사용주기관리와신뢰성관리프로그램의정착등유지관리방식과패러다임변화도긍정적인효과가있었던것으로판단된다. 그러나열차운행중발생하는크고작은장애로인한지연운행으로불편을초래하는일이개통초기에비해큰폭으로감소하였음에도국민들이체감하는불편은줄어들지않고있다. SNS 의대중화와작은결함에도국민의관심과애정이 KTX 로몰리는국민정서때문이기도하지만고속열차의안전운행을위해축적된경험과노하우를단계적으로다음세대에전달할수있도록유지관리프로그램개선에더욱노력하여야할것이다. 참고문헌 [1] SJ. CHOI (2000) A Study on the efficient maintenance methods of the high-speed rolling-stock, pp [2] Louis-Marie CLEON Directeur Adjoint de la Direction de l I&R,(2010) Reducing rolling stock maintenance cost. [3] Xavier NOUGUES, "REVUE GENERALE DES CHEMINS DE FER", 1996, pp. [4] Regulation of high speed rolling stock, no 42, , KORAIL [5] BIS Commercial Information System (2014) KORAIL, Internal statistics document.

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Microsoft Word - KSR2015A263 2015 년도한국철도학회추계학술대회논문집 KSR2015A263 KTX차량유지보수비용구조분석사례연구 Case study on the maintenance costs structure analysis for KTX High Speed Rolling Stock system 최석중 *, 김문홍 *, 김용한 ** Seog Jung Choi *, Moon Hong Kim