교통신호제어기의 내구수명 향상을 위한 신뢰성 기법 적용 방안

Abstract

국내에 교통신호제어기(TSC)가 설치 운영 중에 있는 수량은 2013년 10월말 현재 약 3만 9천 Set에 달하고 있으며, 이 중에 서울시는 약 3,600 Set를 설치하여 운영 중에 있으며 이 관할 지역 중에 동대문권역과 강동권역의 교체 대상의 수량 중에서 신제품을 처음에 설치하여 운영을 시작한 시점에서부터 교체를 시행하여야 하는 시점에 다다르기까지의 실질적으로 현장에서 사용한 수명이 평균 약 8.4년으로 분석되었으며 이는 내구연한의 국내 규정에 약 16%가 미달하는 등의 문제점을 드러내고 있었다. 또한 TSC의 제품의 개발 설계 단계에서 신뢰성 설계를 적용하고 있지 않고 있을 뿐만 아니라 TSC 신뢰성 예측을 통한 내구연한을 산출하여 적용하고 있지 않는 등의 한계점이 있었다. 다만 기존의 TSC 납품을 위한 품질적합성 평가를 적용하는 방식은 국내의 규격을 적용하여 지정된 공인기관에서 샘플수량 일부만을 시험을 하여 통과하면 공급 납품 전체 물량이 적합한 제품으로 판정을 받는 규정과 제도로 운영되고 있었으며, 현장에 설치하여 운영 중에 내구연한이 잔존하고 있는 기간 중에 고장 발생에 따라 이를 정비하고 시정 조치한 결과 데이터의 관리를 운영하는 체계가 잘 확인되지 않는 등 미흡한 수준으로 운영되고 있는 것으로 분석되었다. 본 논문에서는 위 서울시 교체대상의 수량 중에서 TSC 대표성을 갖는 2종류를 선정하여 신뢰성을 예측한 결과 내용으로는 온도조건(at 40℃)에서 TSC-MCU1은 약 13.7년으로, TSC-MCU2는 약 11.4년으로 내구수명으로 분석되었다. 그러나 주변의 환경온도가 상승(at 80℃)할 시에 내구연한은 TSC-MCU1은 약 28% 감소한 약 9.9년으로, TSC-MCU2는 약 49% 감소한 약 5.8년으로 신뢰성을 나타내는 것으로 예측이 되었으나, 이들은 국내의 내구연한의 규정에는 부적합한 것으로 평가되었다. 또한 국내 TSC의 시험규격 항목에는 EMC(Electromagnetic compatibility), 염수분무시험(Salt Atmosphere and Spay Test), 황사미세먼지에 따른 모래먼지시험(Sand and Dust Test), 황화·부식가스시험(Sulfide corrosive gases test), 복합부식가스시험(Multi-gas corrosion test) 등의 시험 항목을 추가해야 하는 것으로 평가되었다.