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과제현황 목록

과제기본정보

도심 항공 모빌리티(UAM) 적용을 위한 수직이륙장 위치 선정, 구축방안, 운영 소음 분석 등 공유기반 모빌리티(ODM) 기술 개발2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술촉진연구사업 과제번호 21CTAP-C157731-02
국가과학표준분류 1순위 화학공정 | 촉매제조 기술 | None 적용분야 교통/정보통신/기타 기반시설
2순위 화학공정 | 촉매제조 기술 | None 실용화대상여부 비실용화
3순위 화학공정 | 촉매제조 기술 | None 과제유형 기초
과제명 도심 항공 모빌리티(UAM) 적용을 위한 수직이륙장 위치 선정, 구축방안, 운영 소음 분석 등 공유기반 모빌리티(ODM) 기술 개발
주관연구기관 세종대학교산학협력단
총괄연구 책임자 성명 황호연
소속 세종대학교산학협력단 직위 교수
기관 대표번호 02-3408-3965 FAX 02-3408-3557
총 연구기간 2020-04-13 ~ 2021-12-31
당해연도 연구기간 2021-01-01 ~ 2021-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
2차년도 210,000,000 0 0 0 210,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 □ 연구개발의 개요
○ 도심 항공 모빌리티(UAM: Urban Air Mobility) 적용을 위한 수직이착륙장 위치 선정 등 공유기반 모빌리티(ODM: On-Demand Mobility) 기술 개발
■ UAM의 효율, 신뢰성, 안전성, 소음, 배기가스, 성능, 인증 요구도 분석
■ 잠재적 사용자 및 서비스 제공자 요구도 분석 및 요구도 도출
■ 도시 인프라 및 운항 요구도 분석 및 도출
■ UAM 활용 도심 공유기반 모빌리티 교통 수요 모델링
■ 데이터 표현 방법 연구, 교통상황 데이터 수집
■ 예상되는 목표 시장 인구의 통계학적 특성을 기준으로 데이터 필터링, 경로 시나리오 설정
■ 비행체, 기술개발, 규제 적용, 인프라, 시장 기준 설정
■ 인프라 노드 후보 매트릭스 축적
■ 인프라 최적화 계획 생성
■ 인프라 최적화 비교분석 연구
■ 배경조사, 데이터 수집 방법, 최적화 계획 등 요구조건을 만족하는 매개변수식 tool을 사용하여 다양한 시나리오 평가
? 도심 항공 공유기반 모빌리티(ODM: On-Demand Mobility)의 수도권 적용 연구
■ 출퇴근 인구 데이터 수집 및 데이터 표현 방법
■ 교통상황 데이터 수집 및 시나리오 설정
■ K 평균 알고리즘 연구
■ 실루엣 기법 연구
■ K 평균 알고리즘과 실루엣 기법을 사용한 수직이착륙장의 개수와 위치선정
■ 공유기반 모빌리티의 이동시간 계산
? 도심 항공 모빌리티(UAM) 수도권 운영에 따른 소음 분석
■ UAM 소음 목표 분석
■ UAM 국내외 소음 평가 단위 연구: WECPNL과 등가소음도 방식() 비교
■ 소음 평가를 위한 운용 모델 생성: 출퇴근 시나리오 선정
■ 소음 평가를 위한 운용 모델 생성: UAM PAV 선정
■ 소음 평가를 위한 운용 모델 생성: UAM PAV 운용 횟수 선정
■ 소음 평가를 위한 운용 모델 생성: UAM PAV 수직이착륙장 및 비행 경로 선정
■ 수도권 운영 소음 분석: 수직이착륙장 및 비행경로 설정
■ 수도권 운영 소음 분석: Receptor 및 운용 설정
■ 수도권 운영 소음 분석: 소음 분석 결과
■ 수도권 운영 소음 분석: 소음 감소 기술 적용
? 도심 항공 모빌리티(UAM) 적용을 위한 수직이착륙장 개념 정립 및 구축 방안 마련
■ UAM 수직이착륙장 구축 개요
■ UAM 수직이착륙장 구축 개발 사업자 측면에서의 주요 관심 사항 분석
■ UAM 수직이착륙장 구축 구역 계획 수립
■ UAM 수직이착륙장 구축 구역 지정을 위한 권고 사항 도출
■ 기반시설을 가정한 시뮬레이션
■ 수직이착륙장(Vertiport/Vertistop) 개념 설계
최종목표 ○ 도심 항공 모빌리티(UAM: Urban Air Mobility) 적용을 위한 수직이착륙장 위치 선정 등 공유기반 모빌리티(ODM: On-Demand Mobility) 기술 개발
■ UAM의 효율, 신뢰성, 안전성, 소음, 배기가스, 성능, 인증 요구도 분석
■ 잠재적 사용자 및 서비스 제공자 요구도 분석 및 요구도 도출
■ 도시 인프라 및 운항 요구도 분석 및 도출
■ UAM 활용 도심 공유기반 모빌리티 교통 수요 모델링
■ 데이터 표현 방법 연구, 교통상황 데이터 수집
■ 예상되는 목표 시장 인구의 통계학적 특성을 기준으로 데이터 필터링, 경로 시나리오 설정
■ 비행체, 기술개발, 규제 적용, 인프라, 시장 기준 설정
■ 인프라 노드 후보 매트릭스 축적
■ 인프라 최적화 계획 생성
■ 인프라 최적화 비교분석 연구
■ 배경조사, 데이터 수집 방법, 최적화 계획 등 요구조건을 만족하는 매개변수식 tool을 사용하여 다양한 시나리오 평가
? 도심 항공 공유기반 모빌리티(ODM: On-Demand Mobility)의 수도권 적용 연구
■ 출퇴근 인구 데이터 수집 및 데이터 표현 방법
■ 교통상황 데이터 수집 및 시나리오 설정
■ K 평균 알고리즘 연구
■ 실루엣 기법 연구
■ K 평균 알고리즘과 실루엣 기법을 사용한 수직이착륙장의 개수와 위치선정
■ 공유기반 모빌리티의 이동시간 계산
? 도심 항공 모빌리티(UAM) 수도권 운영에 따른 소음 분석
■ UAM 소음 목표
■ UAM 국내외 소음 평가 단위 연구: WECPNL과 등가소음도 방식() 비교
■ 소음 평가를 위한 운용 모델 생성: 출퇴근 시나리오 선정
■ 소음 평가를 위한 운용 모델 생성: UAM PAV 선정
■ 소음 평가를 위한 운용 모델 생성: UAM PAV 운용 횟수 선정
■ 소음 평가를 위한 운용 모델 생성: UAM PAV 수직이착륙장 및 비행 경로 선정
■ 수도권 운영 소음 분석: 수직이착륙장 및 비행경로 설정
■ 수도권 운영 소음 분석: Receptor 및 운용 설정
■ 수도권 운영 소음 분석: 소음 분석 결과
■ 수도권 운영 소음 분석: 소음 감소 기술 적용
? 도심 항공 모빌리티(UAM) 적용을 위한 수직이착륙장 개념 정립 및 구축 방안 마련
■ UAM 수직이착륙장 구축 개요
■ UAM 수직이착륙장 구축 개발 사업자 측면에서의 주요 관심 사항 분석
■ UAM 수직이착륙장 구축 구역 계획 수립
■ UAM 수직이착륙장 구축 구역 지정을 위한 권고 사항 도출
■ 기반시설을 가정한 시뮬레이션
■ 수직이착륙장(Vertiport/Vertistop) 개념 설계
연구내용 및 범위 ○ 도심 항공 모빌리티(UAM: Urban Air Mobility) 적용을 위한 수직이착륙장 위치 선정 등 공유기반 모빌리티(ODM: On-Demand Mobility) 기술 개발
■ UAM의 효율, 신뢰성, 안전성, 소음, 배기가스, 성능, 인증 요구도 분석
■ 잠재적 사용자 및 서비스 제공자 요구도 분석 및 요구도 도출
■ 도시 인프라 및 운항 요구도 분석 및 도출
■ UAM 활용 도심 공유기반 모빌리티 교통 수요 모델링
■ 데이터 표현 방법 연구, 교통상황 데이터 수집
■ 예상되는 목표 시장 인구의 통계학적 특성을 기준으로 데이터 필터링, 경로 시나리오 설정
■ 비행체, 기술개발, 규제 적용, 인프라, 시장 기준 설정
■ 인프라 노드 후보 매트릭스 축적
■ 인프라 최적화 계획 생성
■ 인프라 최적화 비교분석 연구
■ 배경조사, 데이터 수집 방법, 최적화 계획 등 요구조건을 만족하는 매개변수식 tool을 사용하여 다양한 시나리오 평가
? 도심 항공 공유기반 모빌리티(ODM: On-Demand Mobility)의 수도권 적용 연구
■ 출퇴근 인구 데이터 수집 및 데이터 표현 방법
■ 교통상황 데이터 수집 및 시나리오 설정
■ K 평균 알고리즘 연구
■ 실루엣 기법 연구
■ K 평균 알고리즘과 실루엣 기법을 사용한 수직이착륙장의 개수와 위치선정
■ 공유기반 모빌리티의 이동시간 계산
? 도심 항공 모빌리티(UAM) 수도권 운영에 따른 소음 분석
■ UAM 소음 목표
■ UAM 국내외 소음 평가 단위 연구: WECPNL과 등가소음도 방식() 비교
■ 소음 평가를 위한 운용 모델 생성: 출퇴근 시나리오 선정
■ 소음 평가를 위한 운용 모델 생성: UAM PAV 선정
■ 소음 평가를 위한 운용 모델 생성: UAM PAV 운용 횟수 선정
■ 소음 평가를 위한 운용 모델 생성: UAM PAV 수직이착륙장 및 비행 경로 선정
■ 수도권 운영 소음 분석: 수직이착륙장 및 비행경로 설정
■ 수도권 운영 소음 분석: Receptor 및 운용 설정
■ 수도권 운영 소음 분석: 소음 분석 결과
■ 수도권 운영 소음 분석: 소음 감소 기술 적용
? 도심 항공 모빌리티(UAM) 적용을 위한 수직이착륙장 개념 정립 및 구축 방안 마련
■ UAM 수직이착륙장 구축 개요
■ UAM 수직이착륙장 구축 개발 사업자 측면에서의 주요 관심 사항 분석
■ UAM 수직이착륙장 구축 구역 계획 수립
■ UAM 수직이착륙장 구축 구역 지정을 위한 권고 사항 도출
■ 기반시설을 가정한 시뮬레이션
■ 수직이착륙장(Vertiport/Vertistop) 개념 설계
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 ? 도심 항공 모빌리티(UAM) 적용을 위한 수직이착륙장 위치 선정 등 공유기반 모빌리티 기술 개발
? UAM 공유기반 모빌리티의 수도권 적용 연구
○ 도심 항공 모빌리티(UAM: Urban Air Mobility) 적용을 위한 수직이착륙장 위치 선정 등 공유기반 모빌리티(ODM: On-Demand Mobility) 기술 개발
■ UAM의 효율, 신뢰성, 안전성, 소음, 배기가스, 성능, 인증 요구도 분석
■ 잠재적 사용자 및 서비스 제공자 요구도 분석 및 요구도 도출
■ 도시 인프라 및 운항 요구도 분석 및 도출
■ UAM 활용 도심 공유기반 모빌리티 교통 수요 모델링
■ 데이터 표현 방법 연구, 교통상황 데이터 수집
■ 예상되는 목표 시장 인구의 통계학적 특성을 기준으로 데이터 필터링, 경로 시나리오 설정
■ 비행체, 기술개발, 규제 적용, 인프라, 시장 기준 설정
■ 인프라 노드 후보 매트릭스 축적
■ 인프라 최적화 계획 생성
■ 인프라 최적화 비교분석 연구
■ 배경조사, 데이터 수집 방법, 최적화 계획 등 요구조건을 만족하는 매개변수식 tool을 사용하여 다양한 시나리오 평가
? 도심 항공 공유기반 모빌리티(ODM: On-Demand Mobility)의 수도권 적용 연구
■ 출퇴근 인구 데이터 수집 및 데이터 표현 방법
■ 교통상황 데이터 수집 및 시나리오 설정
■ K 평균 알고리즘 연구
■ 실루엣 기법 연구
■ K 평균 알고리즘과 실루엣 기법을 사용한 수직이착륙장의 개수와 위치선정
■ 공유기반 모빌리티의 이동시간 계산
연구성과 기술적 기대성과 ? 기술적 기대성과
■ 향후 항공산업의 핵심인 미래형 PAV 항공기를 사용한 도심 항공 모빌리티 적용 및 운영 핵심기술 확보
■ eVTOL을 활용하는 신교통 수단을 위한 인프라 구축에 활용
사회 경제적 파급효과 ? 경제적ㆍ산업적 측면
■ 차세대 성장동력 산업 육성
● 항공 산업은 우리나라 21세기 국가발전을 견인할 수 있는 필수산업이나 현재 생산되어 운용되고 있는 민간/군용 항공기는 이미 항공선진국에 의한 선점되어 있으므로 사실상 새로운 시장개척이 매우 어려움. 그러나 아직 시장이 형성되지 않는 미래 항공기 PAV는 우리의 전략적 기회가 될 수 있음
● 지식경제부 “미래형 항공기(PAV) 개발 선행연구”로 수행한 한국항공우주연구원 발표자료에 따르면 2048년 PAV 국내 수요는 15,000대 수준으로 금액기준으로는 24억4천만불이지만 전세계의 수요는 43만5천대 725억불에 이름(아래 그림)
● Porsche Consulting이 발표한 The Future of Vertical Mobility 보고서에 따르면 eVTOL의 전 세계 시장 규모는 2035년 320억 달러에 달할 것으로 전망됨. 전세계 주요 도시에 eVTOL 시장이 형성되면서 2035년 총 23,000대의 eVTOL이 운행될 것으로 예측됨
● Porsche Consulting이 발표한 The Future of Vertical Mobility 보고서에 따르면 eVTOL개발로 유관산업 또한 급속히 성장할 것으로 전망. eVTOL 수리/검사 시장(Inspection)이 340억 달러로 가장 큰 시장이 될 것으로 예측되며, 이 외 상품(Goods)과 지원서비스(Supporting Service)의 시장 규모 전망이 각각 40억 달러에 달함
? 사회적 측면
● eVTOL PAV가 상용화되면 늘어가는 자동차를 감당하기 힘든 지상도로를 대체할 수 있는 새로운 단거리 운송수단을 확대시킴으로써 지금 겪고 있는 도심 교통 체증에 대한 문제점을 해결할 수 있음. 또한, 이동 및 수송 시간의 감소로 사회 물류비용 절감, 도로가 없는 산간 오지, 원거리 섬 등에 대한 접근의 용이성으로 국토의 균형 발전과 소비 권역 확대에 따른 지역적인 경제력 집중을 완화할 것으로 기대됨
● 도심 항공 모빌리티로 공간 이동 소요 시간의 급격한 단축으로 인한 인간의 공간 및 시간 감각에 큰 변화를 초래하고 이에 따른 긍정적인 생활의 변화를 유도함
● 이동 시간 최소화로 더 많은 시간을 업무, 학습, 여가 등에 활용함으로써 생산성이 향상됨
● 출퇴근/통학 거리 제약이 해결되어 수도권 인구집중/교통/주택문제가 해결됨
- 배기가스 배출의 감소를 통한 지구 환경 보전에 기여
활용방안 ? 본 연구에서 개발할 수직이착륙장 위치 선정 등 공유기반 모빌리티(ODM: On-Demand Mobility) 기술, UAM 운영에 따른 소음 분석, 수직이착륙장 구축 방안은 선행적으로 연구되어 현대자동차 등 기업에서 개발예정인 eVTOL PAV를 도심 항공 모빌리티에 적용하는데 활용될 수 있음
? 범부처 사업으로 추진중인 한국항공우주연구원 주관 OPPAV의 인증사업에도 직접적으로 활용할 수 있음
? 이러한 도심 항공 모빌리티 적용을 위한 공유기반 모빌리티 연구, 소음분석, 수직이착륙장 구축방안 연구는 타 항공분야와 달리 우리나라가 선진국과 대등한 eVTOL PAV 적용 및 운영 기술을 확보하는데 활용될 것으로 기대됨
? 공유기반 모빌리티 연구는 우리나라 도심지역의 인구분포를 고려하여 수직이착륙장 위치 선정에 직접적으로 활용할 수 있고 UAM을 사용한 이동시간 계산, 소음에 노출되는 인구수, 소음 축소를 위한 UAM 운행 경로 선정에 활용할 수 있음
? 소음 노출 감소 결과를 활용하여 수도권 내에서 PAV를 이용한 출퇴근이 실현을 가능하도록 함. 차후에 소음 감소 기술이 적용된 PAV의 정확한 NPD 데이터를 사용하고, 인구 데이터를 이용하여 인구 밀집 지역을 피해가는 비행 경로를 설정한다면 소음 노출 감소 효과가 클 것으로 판단됨
? 공유기반 모빌리티(ODM: On-Demand Mobility)를 적용하기 위해서는 도시의 인프라 확충도 중요한 문제임. 대부분의 헬리패드는 도시에서 중요한 역할을 하는 곳에 위치하고 있지만, 소음과 배기가스와 같은 문제 때문에 공유기반 모빌리티가 사회적으로 수용되기 위해서는 건물 옥상의 헬리패드 이외의 수직이착륙장 구축이 꼭 필요하며 NASA는 도시 고속도로의 네 잎 크로버 모양의 입체 교차로(Cloverleaf)의 활용을 제안함. 본 연구에서 수행하는 소음이 적은 전기추진 eVTOL PAV를 사용하는 공유기반 모빌리티 연구를 우리나라도 건물 옥상의 헬리패드와 고속도로의 IC, 주차장 등을 이용하여 가까운 미래에 도심 항공 모빌리티에 활용할 수 있을 것으로 기대됨
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 도심 항공 모빌리티 개인용 항공기 수직이착륙장 공유기반 모빌리티 소음 해석
영문 Urban Air Mobility Personal Air Vehicle Vertiport On-Demand Mobility Noise Analysis
최종보고서
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