1. 장래 항공교통시스템 구축을 위한 기본적인 사고방식

 

(1) 항공교통시스템 변혁의 필요성

아시아, 태평양 지역을 중심으로 세계적으로 항공교통 수요의 증가가 예상되는 가운데 대도시권 거점공항의 정비와 주변 국가의 경제발전, 관광입국의 추진 등으로 일본에서도 장기적으로 항공교통량의 증가가 예상되면, 2027년까지 2005년의 약 1.5배에 달할 것으로 예측된다. 또한, 운항자 및 항공이용자의 다양화된 요구와 지구환경문제 등에 대한 대응이 필요하게 된다.

 

국제동향을 보면 국제민간항공기구(ICAO, International Civil Aviation Organization)에서 장래 항공기의 안전 및 효율적 운항을 지원하기 위해 2025년 및 이후를 응시한 세계적으로 조화를 이룬 항공교통관리(ATM)에 관한 기본적 방향성(글로벌 ATM 운용개념)이 정리되었으며, 이것을 기초로 미국과 유럽에서는 지역에 맞는 장기 비젼(미국: NextGen, 유럽: SESAR)이 책정되었다. 앞으로 급속한 수요의 증가가 예상되는 아시아, 태평양지역의 한결 같은 항공교통을 실현하기 위해서는 미국과 유럽 등의 국가와 계속적으로 연대하면서 국제적 상호 운용성을 확보하면서 장래의 항공교통시스템을 구축해 나갈 필요가 있다.

 

(2) 장기 비전 책정의 필요성

장래 항공교통시스템 구축에서는 이하의 이유로 장기적 비전을 책정하고, 이것에 기초하여 관계자가 협력하면서 계획적으로 그것의 실현을 위하여 노력할 필요가 있다.

 

① 항공교통시스템 구축은 사업규모가 크고 장기간을 필요로 하기 때문에 계획적으로 추진할 필요가 있다.

② 항공교통시스템 구축에는 지상시설의 정비만이 아닌 비행기 측의 장비도 필요로 하며, 앞으로 양자의 통합적 운용이 더욱더 중요하게 될 것이기 때문에 관리기관만이 아닌 운항자, 항공관련 제조사, 연구기관 등의 관계자가 장래의 방향성에 관하여 공통인식을 가지고, 협동해 나갈 필요가 있다.

③ 항공교통시스템의 구축에는 기상, 지상 및 위성시스템의 장래 기술동향을 파악하여 계획적으로 이들의 도입을 수행할 필요가 있다.

④ 항공교통시스템의 구축에서는 미국과 유럽 등 여러 외국의 동향을 토대로 필요에 따라 관계각국, 관계기관과의 조정과 연대를 도모할 필요가 있다.

 

2. 장래 항공교통시스템의 목표

 

장래의 항공교통시스템 구축에서는 운항자와 항공이용자의 요구, 사회경제의 동향 등을 토대로 하여 목표를 명확히 할 필요가 있으며, 당면 계획 연차로서는 2025년을 상정한다. 목표 설정에서는 장래의 항공교통시스템이 목표로 하는 목표의 달성 정도를 검증하면서 효과적으로 시책을 추진해 나가기 위하여 일본의 항공교통의 특징, 사회정세 등을 토대로 한 구체적 수치목표를 설정한다.

 

3. 현행 항공교통시스템의 과제

 

항공교통시스템은 항공교통관리(ATM: Air Traffic Management) 및 이것을 유지하는 통신, 항법, 감시(CNS: Communication Navigation Surveillance) 등의 기술로 나누었으나, 목표를 달성하기 위해서는 각각의 분야에서 이하와 같은 과제와 한계가 존재한다.

 

(1) ATM

가) 공역베이스의 ATM운용

- 특정 공역 및 경로로의 교통흐름의 집중은 회피할 수 없으며, 질서 있는 흐름을 유지하는 것이 곤란하다.

- 단기적 경로예측에 의한 공역마다의 항공관제에서는 출발에서 도착까지 전체를 통한 비행경로와 비행시간 등의 최적화를 충분히 도모하는 것이 곤란하다.

- 교통흐름 제어의 실시 회수와 지연시간은 매년 증가하는 경향이 있으며, 현행의 방법에서는 이용자의 편리성과 운향의 효율성을 확보하는 것이 어렵다.

- 기상정보가 항공교통량과 관제 처리용량의 예측에 충분히 활용되지 못한다.

- 공역과 경로의 유연한 운용이 일부 공역에 한정되어 있기 때문에 공역을 최대한 활용할 수 없으며 관제처리 용량확대의 제약이 되고 있다.

- 국제항공로에서 연계한 ATM시스템이 구축되어 있지 못하여, 일정한 운용이 실현되지 못한다.

 

나) ATM 운용의 기반이 되는 정보

- 관계자간의 적시에 정보공유가 부분적이므로 협조한 의사결정이 충분히 수행되지 못하였다.

- 관제관과 파일럿간의 정보전달은 주로 음성을 중심으로 수행됨으로 관제상의 커뮤니케이션의 어긋남 등의 휴먼에러가 발생할 염려가 있다.

- 스팟(Spot)의 정확한 운용상황 등 항공기의 항공기의 이륙 전 및 착륙 후 정보의 일원적 관리 등이 충분히 수행되어 있지 않다.

- 운항에 관한 데이터의 축적이 한정적이므로 운용을 개선하기 위한 분석, 평가가 충분히 수행되지 못하였다.

 

(2) CNS

가) 통신기술

- 주파수의 이용효율이 나쁜 것 외에 항공기와 지상시스템간의 대량의 정보를 고속으로 교환할 수 있는 통신매체가 존재하지 않는다.

 

나) 항법기술

- 지상의 항공보안 무선시설의 배치, 정도 및 전파의 복역에 제약이 있으며, 효율적인 경로설정을 할 수 없다.

- 효율적인 경로와 정밀진입을 설정할 수 없는 활주로가 다수 존재한다.

 

다) 감시기술

- 레이더시설의 전파의 복역(覆域)에 제약이 있다.

- 공항면의 감시능력이 충분하지 않다.

- 정밀도가 높은 항공기 동태정보를 취득할 수 없다..

- 항공기 상에서는 주변의 타 항공기기의 상황을 충분히 파악할 수 없다.

 

라) 정보처리기술

- 관제정보처리기술시스템은 비행 형태마다 개별적으로 정비되어 있으므로 관련시스템 전체로서의 통합적 관리가 충분히 이루어지지 않고 있다.

 

4. ATM운용개념과 CNS기반기술 변혁의 방향성

 

현행의 항공교통시스템에는 특정의 공역 및 경로의 교통흐름의 집중에 의한 지연의 상태화 등 효율적으로 질서 있는 흐름을 유지하는 것이 곤란한 것과 출발에서 도착까지 전체를 통한 비행경로 등의 최적화를 충분히 도모할 수 없는 것 등 “공역베이스의 ATM운용”에 관한 과제 및 여러 가지 한계가 존재하며, 어느 쪽도 종래의 연장선상만으로 해결하는 것은 곤란하다. 이 때문에 장래의 항공교통시스템의 목표를 달성해 나가기 위해서는 지금까지의 ATM운용개념과 CNS기반기술의 대담한 변혁이 필요하다.

 

ATM운용개념 및 CNS기반기술의 변혁에서는 지금까지의 “공역베이스의 ATM운용”에서 운항의 제약을 유연하고 효율적인 비행을 실현함과 동시에 전체적으로 항공교통의 퍼포먼스의 최적화를 목표로 한 전략적 “궤도베이스의 ATM 운용”으로의 이행을 핵심으로 한다.

 

(1) 궤도베이스 운용의 실현

- 비행형태별 시간관리 도입

- 강하 형태의 궤도베이스 운용 도입

- 3.5차원 베이스운용의 실현(특정지점의 통과시각을 지정한 궤도베이스 운용)

- 공항면에서의 시간관리의 단계적 도입

- 단계적 스케줄 등의 조정에 의한 획기적 교통흐름의 형성

- 4차원 궤도 베이스 운용의 실현(전 궤도상에서 4차원 궤도를 실현, 동적인 궤도수정)

 

(2) 예견능력 향상

- 기상예측정보의 활용 촉진

- 항공기상에서의 관측 데이터의 활용에 의한 기상예측 정도의 향상

- 항공기상에서의 기상예측정보 활용

- 궤도베이스에서의 교통량과 용량의 적합성 예측

 

(3) 광역항법의 전국전개

- 광역항법의 전국전개

- 고정밀도의 RNP(Required Navigation Performance)에 의한 공역의 유효이용(RNP2 등)

- 시간축 정도를 포함하는 성능준거형 항법(4D-RNAV(Area Navigation, 지역항법))

- 유연한 최적비행경로의 실현(항공로와 FIX되지 않은 랜덤한 경로)

(4) 전 비행형태에서의 위성항법의 실현

- 저고도공역의 항법 서비스 제공(GNSS(Global Navigation Satellite System)의 활용)

- 위성을 이용한 정도진입의 실현

- 곡선 정밀진입의 실현에 의한 유연한 경로설정

 

(5) 지상, 비행기상에서의 상황인식능력 향상

- 공항면 및 플라이트 에리어의 감시능력 향상

- 항공기상, 지상의 연계에 의한 상황인식능력 향상(항공기 동태정보, 관제정보의 활용)

- 공대공감시(空対空監視)에 의한 상황인식능력의 향상(항공기상의 간격유지)

 

(6) 사람과 기계의 능력 최대 활용

- 관제지원기능의 고도화

- 정형통신의 자동화에 의한 처리능력 향상

- 관제지원기능 등에 의한 휴먼에러 방지(RWSL(Runway Status Lights, 전광경보장치) 등 활주로 오진입 방지)

- 관제지원기능의 고도화

- 사람과 기계의 역할 분담(정형처리 자동화의 추진)

- 4DT를 위한 관제지원기능의 확장

- 사람과 기계의 역할분담(자동화 시스템에 의한 인간은 감시업무가 중심)

- 국제적 정보공유, 협조적 의사결정(국제ATM 등)

 

(7) 정보공유와 협조적 의사결정 철저

- 공항 관계자간의 정보공유

- 국제적 협조적 공항관리에 의한 경로설정

- 공역의 공통이용자간의 리얼타임으로 정보공유, 협조적 훈련공역조정

- 항상 공역관리에 접속할 수 있는 네트워크 구축

 

(8) 혼잡공항과 혼잡공역의 고밀도 운항의 실현

- 공항운용의 고도화(스팟관리, 지상주행지원 등)

- 동적 공항관리에 의한 공역의 유효활용(가변섹터, 훈련공역의 동적관리)

- 공정도의 RNP에 의한 경로간격 단축

- 유연한 경로설정에 위한 용량확대와

- 4차원 궤도베이스운용에 의한 고밀도 운항

 

▣ 원문제목 : 将来の航空交通システムに関する長期ビジョン

 

▣ 원문의 주요목차*********************************************************************

 

1. 장래 항공교통시스템 구축을 위한 기본적인 사고방식

2. 장래 항공교통시스템의 목표

3. 현행 항공교통시스템의 과제

4. ATM 운용개념과 CNS 기반기술의 변혁 방향

5. 실현을 위한 대응