미국 대중교통협회(American Public Transportation Association, APTA)에 의하면 2012년 미국의 대중교통 이용자수는 1,050억 명에 달했고, 이중 절반인 470억 명은 열차를 사용하였음. 이러한 대중교통의 이용은 대규모 인원의 이동에 따른 내재적 위험을 수반하고 있음. 이러한 위험을 최소화하기 위해, 교통기관들은 검사 기준을 개발하고 지속적으로 개선해야 함. 일반적으로, 교통기관의 일부 선택된 인원만이 선로, 차량, 정거장, 신호, 교량 등의 검사와 유지관리를 위한 안전 기준을 개발하고 시행함. 연방 철도청(Federal Railroad Administration, FRA)와 APTA 모두 선로와 차량 검사 기준을 개발하였으나, 이러한 기준은 시스템의 시방서와 장비에서의 상당한 차이 때문에 다양한 대중교통 기관들에 대한 적용이 가능하지 않을 수 있음.

이 보고서의 목적은 철도 교통 산업계를 위해 일반적인 안전 및 검사 기준과 유지관리 사례를 문서화하는 것임. 여기에는 여러 형태의 열차(경전철, 전차, 중전철, 통근열차 등이 포함됨)가 포함되고, 각 열차의 형태는 개별적인 안전, 검사 및 유지관리 기준을 필요로 함. 캐나다 미 미국에서 19세기의 화물선로 및 승객선로 사이의 선로와 치수 차이는 장거리 교통과 화물적재가 증가함에 따라 여러가지 어려움을 만들어냈음. 1880년대에 이르러서야, 북미 화물열차 산업계는 표준화된 선로 디자인을 가졌고 열차 장비의 교환을 가능케 하였음. 결과적으로, 화물선로에 대해서는 하나의 선로 안전 기준(Track Safety Standards)이 있으나, 이러한 기준은 승객열차에는 맞지 않을 수 있음.

이 보고서는 선로 검사와 유지관리 기준에 대한 최신의 정보를 요약하고, 모든 대중교통 기관이 그들 자신의 선로 안전 기준과 유지관리 기준을 개발하는데 도움이 되도록 안전 사례를 제안함. 대중교통기관의 상당수가 국가 열차시스템에 포함되지 않아 연방정부의 검사 또는 유지관리 사례로 규제받지 않기 때문에, 각 교통기관들은 그들 자신의 유지관리 프로그램을 구축하여 승객이 안전하고 신뢰성있게 이송되도록 해야 함.

각 대중교통기관은 독특한 운영 특징 ？ 예를 들어, 차량 적재, 바퀴와 축의 설정, 용량, 완충 시스템, 선로의 형태, 치수, 다양한 추동방식(증기, 디젤, 전기 등) ？ 을 가지고 있음. 모든 열차가 고정된 강철의 선로위를 바퀴로 움직이는 기본적 공통점이 있고, 선로의 기하학이 일반적으로 유사하지만, 최소 수평 및 수직 곡선 반경(curve radii)은 상당히 다르고, 시스템의 상당수는 독특한 선로 구동 디자인을 가지고 있음. 각각의 열차 교통기관은 이러한 요소들에 근거하여 그들 자신의 기준을 개발해야 함. 이 보고서를 위해 미국 전역에 있는 열차 교통기관에 대해 선로의 검사와 유지관리 사례에 대한 상세한 질문지를 작성하도록 요청하였음.

질문지와 추가적인 인터뷰를 통하여 대중교통 기관들 사이에 선로 검사와 유지관리 정책에서 상당한 차이점이 있음을 밝혀냈음. 일부 차이점은 바퀴의 직경, 테두리(flange) 폭과 깊이, 치수 등에서의 다양함 때문임. 또한 이는 열차의 형태, 열차의 부착방법, 선로의 치수와 기하학의 차이점 때문이기도 함. 예를 들어, 축과 바퀴 사이의 거리는 최소 곡선반경을 결정함. 안전 검사의 빈도와 선로 유지관리에 대한 기준은 이러한 특징에 맞게 설정되어야 함. 그 결과 직원들에 대한 훈련도 기관마다 상당히 다름. 그러나, 모든 응답자들은 적절한 선로 유지관리가 승객의 안전에 필수적이라고 대답함.

현재의 사례에 대한 정보를 얻기 위해, 선로 구조의 유지관리와 검사에 대해 질문지를 개발하였음. 35개의 기관에 대해 설문조사를 요청하였고, 29개 기관이 응답하여 83%의 응답률을 보였음.

교통기관의 기준은 비밀을 요하고 일부 민감한 주제를 다루고 있어, 기관의 상당수는 익명을 요청하였고, 이 보고서는 이러한 요구사항을 수용하였음.

설문조사 응답결과에 의하면, 29개 기관의 평균 설립년수는 45년이었음. 전기 동력시스템을 사용하는 기관들은 제3 궤조식(third-rail)과 가공식(overhead line)으로 똑같이 나누어졌음. 응답기관들은 선로 안전기준, FRA 또는 APTA의 적용에서도 똑같이 나누어졌음. 기관의 대다수(69%)는 이들이 FRA에 의해 규제받지 않는다고 응답하였고, 일부는 그들 시스템의 일부가 FRA에 의해 규제받는다고 응답하였음. 응답기관의 1/3(34%)은 장대레일(continuous welded rail, CWR) 계획을 가지고 있지 않다고 응답했음.

추가적으로, 7개의 대중교통 감독관들은 선로의 유지관리와 관련된 그들의 철학에 대해 보다 구체적이고 직관적인 질문에 대한 응답을 제공하였음. 3개의 중전철 기관과 1개의 경전철 기관에 대한 사례는 더 상세한 정보를 제공함. 이 보고서를 위해 수집된 정보에 근거하여, 훈련 및 인증 관련 이슈, 기하학 시험 기준, 휠과 선로의 인터페이스, 조달 사례 등이 미래의 연구로 제안됨.
 

미국에서의 철도 시스템은 최초의 증기엔진이 나타난 1830년부터 있어왔음. 열차의 화물량이 늘어남에 따라, 기술자들은 더 단단한 열차와 선로 구조에 대한 필요성을 인지하고 탈선을 막기 위해 양호한 수리 상태를 유지해야만 했음. 재료와 철도 차량의 개선은 유지관리 절차에 도움이 되었음.

미국의 모든 주요 도시는 19세기 말에서 20세기 초에 이르는 기간 동안 열차 시스템에 의존하였으나, 자동차와 비행기의 발명은 미국인들에게 더 커다란 이동의 자유를 주었고 도시의 철로 시스템 상당수가 자취를 감추었음. 아이젠하워 대통령이 주간 고속도로 시스템(Interstate Highway System)을 만든 이후, 철로는 더 감소하였음. 그러나 1980년 이후 최초의 경전철(light rail, LR)이 샌디에고(San Diego)에서 출현하였을 때, 주와 지역 정부는 모두 도시 교통의 중요성을 재발견하고 경전철 시스템을 구축하기 시작했음.

1980년까지 화물 철로는 규제 대상이었고, 그때 스태거즈 철도법(Staggers Rail Act)은 철로를 민간 기업에게 넘겼음. 화물을 운송하지 않는 대도시의 철로는 규제 대상이 아니어서 탈선을 막고 승객을 보호하기 우해 그들 자신의 유지관리 기준을 만들었음. 화물 철로가 선로 안전기준을 침해했을 때는 큰 금액의 과태료를 내야 했음. 하지만 이는 대중교통기관에는 적용이 되지 않았음. 이들이 그들 자신의 안전기준을 침해한다 하더라도 과태료 부과의무는 없고 승객의 불만족만을 증가시킬 뿐이었음.

사람을 안전하게 이송하는 것은 모든 대중교통기관의 주요 목적임. 이러한 임무를 수행하기 위해, 선로는 일정 기준에 따라 건설되고 유지관리되어야 함. 건설에 대한 허용범위(tolerance for construction: 즉, 디자인 수치로부터의 허용되는 오차)는 잘 정의되어 있고 대부분의 경우에 잘 관측됨. 그러나, 많은 수의 기관들이 절대적인 최소 유지관리 요구사항을 정의했다 하더라도, 어떤 기관도 유지관리 허용범위(maintenance tolerance)를 제공하지 않았고 개별 대중교통기관에 맡겨 놓았음.

법에 따라, 대중교통기관들은 규제되거나 어떻게 그들의 시스템을 운영할지에 대해 간섭받을 수 없음. 이는 개별 기관에 선로의 안전 관련 이슈를 맡기는 것임. 심각한 대중교통 사고에 대한 독립적인 조사를 수행하고 재발을 막기 위한 제안사항을 제공하기 위해 국가교통안전위원회(National Transportation Safety Board, NTSB)가 1967년에 설립되었지만, 이 기관은 어떤 규제나 집행력이 없음.

이 보고서는 대중교통기관들이 선로의 결함과 심각성을 어떻게 평가하는지와, 이러한 결함의 수와 심각성이 허용 속도와 안전의 관점에서 열차의 운영에 어떻게 영향을 미치는지를 문서화함. 이를 위해, 다음의 주제에 대한 정보가 수집되었음: 인원 채용; 기관의 조직; 물리적 특성과 연령; 선로 검사 프로그램의 기준; 훈련/인증; 운영 사례/결함에 대응정책/규제적 요구사항; 조달 사례; 그리고 선로 안전 사례.

이 보고서의 목적은 열차 교통 산업계에, 관리자, 직원 및 다른 이해당사자들에게 정보를 제공하여 대중교통기관이 안전하게 사람을 이동시키는 본연의 목적을 달성하도록 하는 것임.
 

지난 수십년간 많은 수의 신규 열차 시스템이 미국에서 건설되었고, 이는 노후화의 징후를 보이기 시작하고 더 많은 유지관리가 필요함을 나타내고 있음. 설문조사 결과에 의하면, 각각의 교통기관들은 그들 자신의 유지관리 기준을 개발한 것처럼 보임. 일부는 FRA의 선로 안전 기준을 최소 기준으로 사용하고 있음. 이 보고서는 유지관리 기준에서 현재의 다양성을 문서화함. 최소한의 선로 안전 기준은 하나의 기준에만 적용되고 일부 결함의 조합은 무시되지 말아야 함. 시스템의 안전에 영향을 줄 수 있는 이러한 결함의 조합을 평가하는 것은 유지관리 담당자의 기능 중 하나임.

설문조사 결과에 의하면, 선로의 인자들과 내부 열차의 무결성을 측정할 수 있는 차량에 대한 필요성이 있음. 대중교통 선로의 모든 곡선 및 부분을 평가함으로써 컴퓨터 분석을 할 수 있도록 특별 차량이 설계될 수 있다면, 이는 엄청난 가치를 가질 수 있음. 선로의 500피트 마다 수치적 평가가 내려질 수 있다면, 선로가 운영 한계 수명에 도달함에 따라 유지관리 직원은 결함을 바로잡을 수 있을 것임. 설문조사 결과에 의하면, 이전의 점수들과 비교하는 것은 훌륭한 유지관리 도구가 될 수 있음.

여러 기관들은 선로가 열화를 시작한 것처럼 보인 이후 30년 주기를 경험하였음. 일부 선로의 타입은 30년 이전에, 일부는 30년 이후에 재료의 파괴를 경험할 수 있음. 기술의 진보와 더 나은 재료는 철도산업을 더 잘 지원할 수 있을 것임.

응답자들은 선로를 유지관리하는 것의 가장 중요한 역할은 탈선을 예방하는 것이라는데 동의하였음. 대중교통 시스템이 파괴되기 시작할 때, 이는 두 가지 요소때문일 수 있음: 계획의 부족과 유지관리의 부족. 유지관리 활동에 대한 적절한 계획은 성공을 위한 핵심요소임.

2008년 10월 16일, 철도 안전 개선법(Rail Safety Improvement Act)이 제정되었음. 미국 교통부 장관은 강제적인 선로 검사 간격이 수정될 필요가 있는지, 선로의 수선 활동에 대한 요구사항이 수정될 필요가 있는지, 그리고 다른 선로 검사 우선순위와 방법이 요구되는지를 결정하도록 요청받았음. 2011년 5월 2일에 의회에 제출된 연구와 같은 해 8월에 철로 안전 자문위원회(Railroad Safety Advisory Committee, RSAC)는 FRA의 선로 안전 기준에 대한 구체적인 변화를 요구하는 임무를 통하여 선로 검사 절차를 개선하고자 하였음. 여기에는 다음의 내용이 포함됨: 자동화된 검사의 확대; 검사인원에 대한 추가적인 훈련 요구사항 개발; 검사 차량에 대한 최대속도 거부; 그리고 안전 보고 시스템을 통항 안전 문화에의 영향.

화물 철로는 민간 비즈니스인 반면, 대중교통 기관은 그렇지 않음. 화물 철로는 규제를 받지만 대중교통 기관은 그렇지 않음. 화물 철로는 상품을 운반하지만 대중교통 기관은 승객을 수송함. FRA는 선로 안전 기준을 지속적으로 업데이트하고 개선하며, 그 집행을 강화하고 있음. 화물 철로는 선로를 엄격한 수준으로 유지관리하는 중요성을 깨닫고 있음.

APTA는 최소한의 선로 안전 기준을 개발했지만, 이 기준은 집행될 수 없음. 설문조사 결과에 의하면, 교통기관들은 인프라와 차량에서의 차이에 따라 약간만 수정하면 되는 새로운 일반적인 유지관리 기준을 요청하고 있음. 교통기관들은 더 새로운 시스템이 너무 오래되기 전에 보편적인 선로 안전 기준을 개발할 때라는데 공감하고 있음.