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Purpose: This study aims to analyze the thermal runaway phenomenon of lithium-ion batteries—specifically from personal mobility (PM) devices—on subway platforms and evaluate the physical vulnerabilities of underground environments. It further develops scenario-based response systems and evacuation mitigation measures to enhance public safety. Method: Existing railway accident databases and the Daegu subway fire case were analyzed. Variables such as fire scale, ignition location, air flow, and ventilation characteristics were established. Through this, the study examined the fatal impact of environmental changes in underground spaces, including the rapid spread of toxic gases and the reduction in visibility during lithium-ion battery fires. Result: Analysis of the thermal runaway stages confirmed that the spread of toxic gases accelerates significantly within approximately 2 to 5 minutes of fire onset as thermal transition between battery cells begins. In particular, the sharp decline in visibility caused by dense smoke makes self-evacuation for passengers nearly impossible, highlighting the limitations of the golden time and the necessity for an initial response system faster than that for conventional fires. Conclusion: Given the unique risks of lithium-ion battery fires, urgent technical enhancements are required, such as the introduction of early off-gas detectors and the expansion of Class D fire extinguishers. Additionally, it is essential to refine stage-specific emergency response manuals to secure the “30-minute golden time” for passenger safety in subway environments.
연구목적: 본 연구는 도시철도 내 개인형 이동장치 (PM)등 리튬이온 배터리 화재 시 발생하는 열폭주 현상과 역사 내 지하 공간의 물리적 취약성을 분석하고, 이를 바탕으로 시나리오 기반의 체계적인 비상대응 및 피난 경감 방안을 도출하는 목적이 있다. 연구방법:기존 철도사고 데이터베이스와 대구 지하철 화재사례를 분석하여, 화재규모와 발생위치, 공기유동 및 환기 특성 등의 변수를 설정하여 시나리오를 구축하였다. 이를 통해 리튬이온 배터리 화재 시 발생하는 유독가스확산속도와 가시거리 저하 등 지하 공간 내 환경 변화가 피난에 미치는 치명적인 영향력을 고찰하였다. 연구결과: 열폭주 단계별 분석결과, 화재 발생 후 약 2~5분 내외에 배터리 셀 간의 열적 전이가 시작되면서 유독가스가 급격히 확산됨을 확인하였다. 특히 화재 시 발생하는 짙은 연기로 인해 가시거리가 급격히 저하되고, 승객이 자력 피난이 불가능해지는 한계성을 도출하였다. 이는 일반 화재보다 더 빠른 초기 대응 체계가 필요함을 시사한다. 결론: 리튬이온 배터리 화재의 특수성을 고려할 때 초기 오프가스 감지기 도입과 D급 소화기 및 질식소화포 확충이 시급하다, 인명 피해를 최소화하기 위해 사고단계별 비상대응 매뉴얼을 고도화하고 현장대응력을 강화하여 지하철 환경에서 승객 안전을 위한 30분 골든타임을 확보해야 한다.
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- Publisher :The Korean Society of Disaster Information
- Publisher(Ko) :한국재난정보학회
- Journal Title :Journal of the Society of Disaster Information
- Journal Title(Ko) :한국재난정보학회논문집
- Volume : 22
- No :2
- Pages :531-541
- DOI :https://doi.org/10.15683/kosdi.2026.6.30.531


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