가스시설 사고 원인 해석을 위한 지식 데이터 베이스 구축

김민섭, 임차순, 홍재훈, 김재환, 최강우, 고재욱, 박교식*

광운대학교 화학공학과

한국가스안전공사 가스안전연구센터*

A study on the knowledge database for gas facility accident analysis

Min Seop Kim, Cha Soon Im, Jae Hoon Hong, Jae Hwoan Kim,

Kang Woo Choi, Jae Wook Ko, Kyo Shik Park*

Dept. of Chemical Engineering, Kwangwoon University

Korea Gas Safety Corporation, Gas Safety R&D Center*

서 론

현재 세계적인 안전문화 추세를 살펴 볼 때 각종 법규의 강화 및 새로운 법안의 제정을 통하여 업체 스스로 안전관리를 능동적으로 수행하지 못할 경우 공장의 가동 자체가 위협받을 수 있을 정도로 강화되고 있으며, 그 수위는 매년 더욱 강화될 것으로 판단된다. 이에 따라, 선진 외국의 경우 각종 법규 및 자발적인 안전증대 운동으로 인하여 안전성 향상을 위한 각종 기술개발과 아울러 관련 Database의 구축을 시도하고 있다. 특히, 네덜란드의 경우 매년 발생하는 전세계적인 사고사례를 토대로 철저한 원인 규명과 Database를 지원하여 동종의 사고가 발생하지 않도록 하고 있다. 또한, 관련 기술과 Database을 바탕으로 PC-Fact라는 Software를 개발하였으며, 전세계를 상대로 고액의 Royalty 수입을 얻고 있다. 또한, 영국의 경우에도 MHIDAS라는 Software를 개발하여 과거에 발생했던 사고를 바탕으로 안전관리와 사고예방에 이용하도록 하고 있으며, 관련 자료 및 기술을 지속적으로 Upgrade하고 있다.

본 연구는 가스사고 조사시 사고원인 해석을 위한 전문가 시스템을 개발하여 국내의 사고에 대해 체계적으로 가스사고의 원인을 규명하고, 동종의 사고가 재발되지 않도록 능동적인 안전관리 문화를 유도하고자 하는 목적이 있으며, 궁극적으로 범국가적인 가스관련 사고원인에 대한 지식기반의 Database를 구축하고자 한다.

사고 원인 분석(Root Cause Analysis)

사고의 근본 원인에 대한 사건(event)을 발견하기 위해서는 Logic Tree의 방법론을 이용할 수 있다. 사고 원인 분석의 첫 번째는 사고 조사를 통한 정확한 근본 문제점을 확인하는 것이다. 성공적인 사고 분석의 열쇠는 가정(hypothesize)을 확인·검증(verification)하는 것이다. 만약 가정을 검증·확인하지 못한다면 부적절한 근본 원인을 분석하게 된다. 근본 원인을 분석하기 위한 Logic Tree는 일반적으로 세 가지 레벨로 나누어진다. 첫 번째 레벨은 물리적인 근본 원인을 나타내며, 두 번쩨 레벨은 부적절한 인간의 실수를 나타낸다. 마지막 레벨은 표면화되지 않은 문제점 및 관리상의 문제점을 나타낸다.

그림 . 근본 원인 분석을 위한 Logic Tree

가스시설 사고의 원인해석을 위한 Expert System

사고 원인 해석을 위해서는 가스시설의 화재나 폭발등의 사고를 분석하여 기존에 발생한 사고의 조사결과를 항목별로 Database로 축적한다. 그리고 그 결과를 토대로 가스 시설의 화재·폭발 등의 사고 발생시 지식 데이터베이스를 통하여 사고원인을 분석하는 Expert System을 구축하게 된다. 전반적인 시스템 개발 절차는 그림 2와 같다.

Expert System에서 직접 원인을 추론하기 위해서는 사고의 전반적인 내용을 포함하는 사고 데이터베이스뿐만 아니라 사고의 장치 및 기계, 작업상태, 사고 결과, 착화물, 착화원 등의 지식 데이터베이스를 구축한다.

이 시스템에서는 국내 가스 사고 사례를 바탕으로 하여 가스 시설을 단순 시설과 대형 시설로 분류하여 추론을 통해서 사고의 직접 원인이 사용자에게 제시된다.

그림 . 사고원인 해석을 위한 Expert System 개발 절차

Table 2. 단순 설비와 대형 설비의 구분

단순 시설	용기 압력조정기, 가스계량기, 배관, 고무호스밴드, 밸브, 연소기, 체적거래시설, 가스탱크로리, 운반차량, 용기내장형가스난방기, 이동식부탄연소기, 용접, 용단 가스보일러
대형 시설	LPG 충전소, LPG 집단공급 시설, 판매업소, LPG 저장시설, 특정제조시설, 고압가스일반제조, 냉동제조, 도시가스공급시설

가. 단순 시설의 경우

① 사고 사례를 분석하여 각 사고의 원인과 결과를 □If ∼ then rule□로 구성하여     데이터 베이스화 한다.

② 사고 원인 규명을 위한 질의 응답( DB에 있는 자료를 중심으로)을 통해 근본     원인을 추론한다.

나. 대형 시설의 경우

① 각 사고 사례를 사고결과(누출, 화재, 폭발, 중독, 파열, 질식 등)와 발생 할      수 있는 원인을 각각의 축으로 하여 각 인자간 상관도표를 구한다.

② 사고가스(LPG, LNG, 수소 암모니아 등)와 발생 할 수 있는 원인을 각각의      축으로 하여 각 인자간 상관도표를 구한다.

③ 사고 당시의 운전상황(정상 운전, 보수 중, 충전 중, 이동 중, 철거 후 등)과      발생 할 수 있는 원인을 각각의 축으로 하여 각 인자간 상관도표를 구한다.

④ 각 설비에 해당하는 장치의 구성요소와 각 장치에서 발생 할 수 있는 원인을     각각의 축으로 하여 각 인자간 상관도표를 구한다.

⑤ ④번의 상관도표에 각 장치의 신뢰도 데이터를 첨가한 새로운 상관도표를 구     성한다. 이 때 전문가의 의견에 따라 각 장치에 해당하는 가중치를 준다.

⑥ ①, ②, ③, ⑤의 상관도를 DB화한다.

⑦ ①, ②, ③, ⑤에서 구성한 상관도표에서 각각 한 개씩의 Record를 추출한다.

⑧ ⑥에서 구성한 상관도표에서 각 원인별 합계를 중 가장 큰 값을 근본원인으     로 간주한다.

결 론

가스 사고 사례를 종합적으로 분석하여, 단순 시설에 대한 사고는 If ∼then rule을 통하여 DB화하여 질의 응답을 통해 쉽게 원인을 찾을 수 있도록 했으며, 대형 시설에 대한 사고는 사고 결과, 관련 가스, 운전 상황 등을 고려하여 관련 인자와 원인들간의 상관도를 분석하여 장치의 사고에 가장 많이 기여하는 원인을 찾을 수 있도록 했다.

본 연구의 결과인 『사고 원인해석 Expert System』을 현재 SMS 대상 업체에 보급하여 사고원인 분석의 원활한 수행을 도모하고 관련 자료의 Feedback을 통하여 사고원인 Database를 구축하고자 한다.

참고문헌

1. 산업재해조사표 코드 분류집, 한국산업안전공단(1996)

2. 재해사례분석연구보고서, 노동부 국립노동과학연구소(1988)

3. LPG 저장 및 취급에 관한 안전매뉴얼, 한국산업안전공단(1998)

4. 가스안전실태분석 및 발전방안연구 보고서- 한국가스안전공사(1996)

5. 김두환 외, 사업장의 체계적인 안전관리를 위한 Expert System 구축에 관한     연구, 1999, pp. 33-41