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과제기본정보

공항 항공기 이동지역 이물질(FOD) 자동탐지 시스템 개발6년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 항공안전기술개발사업 과제번호 20ATRP-C108046-06
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 항공교통기술 | 항공안전기술 적용분야 교통/정보통신/기타 기반시설
2순위 None | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 공항 항공기 이동지역 이물질(FOD) 자동탐지 시스템 개발
주관연구기관 (주)웨이브텍
총괄연구 책임자 성명 박명규
소속 (주)웨이브텍 직위 상무이사
기관 대표번호 031-451-8762 FAX 031-451-8766
총 연구기간 2015-12-29 ~ 2021-12-28
당해연도 연구기간 2020-01-01 ~ 2020-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
6차년도 1,166,000,000 673,774,000 435,816,000 1,109,590,000 2,275,590,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 ○ 미국 Wright Patterson AFB 항공연구소 조사결과에 따르면 전 세계 공항에서 공항 이동지역 내 이물질(FOD)에 의해 연간 2억불 이상 피해 발생
- 대표적인 예로 2000년 샤를 드골 공항에서는 FOD로 인한 인명사고로 113명이 사망
- 국내에서는 인명사고로 이어지지는 않았지만 FOD로 인한 항공기 엔진사고가 발생
- 각 공항이 FOD로 인하여 정비 비용을 포함한 상당한 직간접의 경제적 손실이 발생

○ 현재 공항에서는 이물질 피해 방지를 위해 육안으로 점검
- 우천, 야간 등은 점검이 불가
- 활주로 전 구간 점검 시 많은 시간 소요
- 환경적 제약을 받지 않는 전천후 과학적 탐지시스템 구축 필요

○ 정부의 항공 교통안전 선진화계획에서 OECD 수준의 항공 안전시스템 체계화를 통한 항공안전기술의 선진화에 부합한 공항 안전에 필수적인
공항 이동지역 내 이물질(FOD) 자동탐지시스템 개발이 필요

○ 본 연구개발을 통하여 국내환경에 최적화된 이물질 자동탐지 시스템을 국내공항에 구축/운영
- 이물질에 의한 사고를 사전에 예방하고 감소시키고자 함
- 공항운영의 효율성 향상과 함께 해외공항 운영 컨설팅 등에 활용하여 공항운영과 관련된 기술수출국으로 지위를 공고히 할 필요가 있음
최종목표 ***최종목표****

* 활주로 이물질 자동 탐지를 위한 고정형 및 이동형 시스템 개발
* 고정형과 이동형 시스템에 대한 공인전문시험기관 성능시험 추진

1. 고정형

* 센서구성 : 레이다 + EO(IR Laser Light)

* 기본기능 : 통합운영 시스템 1set
- 고정 및 이동형 탐지 장치 통합 운영 및 전시 기능
- 다수 활주로 실시간 통합 운영을 위한 확장성 제공
- 공항 내 설치된 항행시스템과의 연계 운용 기능
- 운항 정보 관리 시스템 연계기능
- FOD 탐지 관련 DB 및 통계자료 자동생성 기능

* 최소탐지대상물질 :
- FAA 기준 이상을 만족하되
- 2cm 이상의 물체도 센싱될 수 있도록 개발하고, (3cm -> 2cm)
- 2cm 이상의 물체에 대해서는 탐지대상물질 및 크기, 판단기준, 시험평가 방법 등을 개발하여 적용
- 탐지거리 : 400m 이상
- 위치 정확도 : 1m 이내
- 탐지 갱신주기 : 4분 이내
- 탐지시간 : 1분이내
- 탐지 확률 : 95%
- 최소탐지RCS : -30dBsm
- 기상조건 : FAA 기준과 동일
- 오경보 신뢰성 : FAA 기준과 동일
- 제품수명 : FAA 기준과 동일
- 환경조건 : FAA 기준과 동일
- 전원공급 : FAA 기준과 동일
- 기타 : 기타 정의되지 않은 기준은 ICAO, FAA, RTCA의 관련문서 기준적용

2. 이동형

* 센서구성(안)(변경가능):레이다 + EO(IR Laser Light)
* 기본기능 : 통합운영 시스템 1set
- 고정 및 이동형 탐지 장치 통합 운영 및 전시 기능
- 다수 활주로 실시간 통합 운영을 위한 확장성 제공
- 공항 내 설치된 항행시스템과의 연계 운용 기능
- 운항 정보 관리 시스템 연계기능
- FOD 탐지 관련 DB 및 통계자료 자동생성 기능

* 최소탐지대상물질 :
- FAA 기준 이상을 만족하되 2cm 이상의 물체도 센싱될 수 있도록 개발
2cm 이상의 물체에 대해서는 탐지대상물질 및 크기, 판단기준, 시험평가 방법 등을 개발하여 적용
- 탐지거리 : 레이더 전방탐지거리 100m 이상(160m), 레이저 스캔탐지 폭 20m 이상, 이동속도 60km/h 이상
- 위치 정확도 : 1m 이내
- 탐지 갱신주기 : 해당없음
- 탐지시간 : 실시간 처리
- 탐지 확률 : >95%
- 최소탐지RCS : -30dBsm
- 기상조건 : FAA 기준과 동일
- 오경보 신뢰성 : FAA 기준과 동일
- 제품수명 : FAA 기준과 동일
- 환경조건 : FAA 기준과 동일
- 전원공급 : FAA 기준과 동일
- 기타 :
- 차량내 실시간 처리 및 전시/제어 기능
- 무선통신기능 장착
- 이물질 수거장치 장착/연동기능 보유
- 기타 정의되지 않은 기준은 ICAO, FAA, RTCA의 관련문서 기준적용
연구내용 및 범위 ○ 체계개발 및 세부과제 관리
- 시스템 체계 개발
- 시스템 체계시험 및 성능 검증
- 시스템 구축 및 시범운용
- 상용화 추진

○ 탐지장치 기술개발 및 제작
- 레이다 및 EO 기능 등을 활용한 탐지장비 개발
- 레이다 센서로 인한 전파간섭이 발생하지 않도록 개발
- 탐지장치 성능 시험 및 검증
- 탐지장치 상용품 제작
- 상용화를 위한 각종 매뉴얼 작성

○ 플랫폼 개발 및 제작
- 플랫폼 및 영상처리장치 개발
- 이동형의 경우 이물질 수거장비 개발
- 플랫폼 및 영상처리장치 성능 시험 및 검증
- 플랫폼 및 영상처리장치 상용품 제작
- 상용화를 위한 각종 매뉴얼 작성

○ 융합데이타처리시스템 S/W 기술개발 및 구현
- 탐지장비 운용 전시기 개발
- 영상처리 소프트웨어 개발
- 통신 장비 개발
- 탐지장비 운용 전시기 및 소프트웨어 성능 시험 및 검증
- 탐지장비 운용 전시기 및 소프트웨어 상용품 제작
- 상용화를 위한 각종 매뉴얼 작성

○ 핵심 연구 성과
- 통합운영시스템 1식
- 고정형 이물질 자동탐지 시스템 1식
- 이동형 이물질 자동탐지 시스템 1대
- 결과 보고서
- 운용 및 유지보수 메뉴얼

○ 최종목표와 연구개발 목표달성을 위한 중점추진 분야

- 본 연구개발사업을 통해 개발되는 공항 항공기 이동지역 이물질 자동탐지 시스템의 구성은 아래와 같음.

* 시간ㆍ기상 등에 관계없이 저 시정 상황에서도 상시적으로 공항 항공기 이동지역 이물질을 감시할 수 있는 고정형 이물질 자동탐지 장치

* 군용 공항과 같이 항공기의 이륙이 불규칙적이며 항공기의 크기가 작아 더 작은 이물질에도 영향을 받을 수 있는 경우와 유도로 계류장에서도
필요에 따라 운용할 수 있는 이동형 이물질 자동탐지 장치

* 고정형/이동형 이물질 자동탐지 장치들의 상태확인 및 수집한 탐색결과를 사용자에게 디스플레이하고 탐색된 이물질에 관한 정보를 저장/관리하는
이물질 자동탐지 통합운영 콘솔과 서버

* 이물질 자동탐지 시스템을 실제 공항 활주로와 유도로, 계류장지역에서 운용하기 위한 성능적합성, 시스템 안전성 평가 및 공항 내 설치된 항행
시스템과 운항정보관리시스템 연계운용 기술 개발.

* 설치/운용 및 성능적합성 검증 기술 개발.

* 연계운용 및 이물질 정보관리 기술 개발.
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
6차년도 ○ 현장운용시험용 시제제작
○ 현장운용시험용 시스템 구축
○ 현장운용시험
○ 국내외 공인전문시험 기관 조사 및 분석
○ 현장운용시험용 시제제작
- 고정형 이물질 자동탐지 시스템 시제 제작 (4대)

○ 현장운용시험용 시스템 구축
- 인천국제공항 제2활주로 시스템 구축

○ 현장운용시험
- 인천국제공항 제2활주로 현장운용시험

○ 국내외 공인전문시험 기관 조사 및 분석
- 국내외 공인전문시험기관의 FAA 권고회람 기준 시험능력 조사 및 분석
연구성과 기술적 기대성과 * 기술적 측면
- 활주로상의 이물질을 육안에 의존하는 원시적인 방지대책이 아닌, 주야 및 기상조건에 제한을 받지 않고, 앞선 국내 EO(IR Laser Light), 레이다 탐지기술을
활용하여 실시간,정확성 효율적 탐지가 가능한 복합 센서형 이물질 자동탐지 장비 개발 가능
- 레이다,EO(IR Laser Light)센서 기술을 활용하여 감시/경계, 도로 위험물 실시간 감시 등의 유사 분야에 대한 응용기술로 직접 활용 가능
- 국가, 지역, 수요처 별로 다른 운용환경에 최적화 가능한 다양한 기술력 확보로 해외사업 등에 솔루션 기술로 활용
- 이물질 현황 D/B 구축 및 분석을 통한 효과적인 이물질 방지대책 수립과 비행 포장면 검사 및 적기 보수로 항해안전 확보 도모
- 이물질 자동탐지시스템을 공항에 적용함으로써, 실시간 이물질 탐지 및 제거가 가능하므로 항공기 안전 확보와 공항관리 효율화에 크게 기여
사회 경제적 파급효과 * 경제적 산업적 측면
- 외국장비 수입대비 비용 절감 효과를 보면, 고정식 TREX社 장비의 경우 1개 활주로를 모두 커버하기 위해서는 약 70억~90억 정도 구매 및 설치비용이
발생하며, 유지보수 비용 또한 고비용 예상됨
- 이동식 탐지시스템을 국산화하여 운용할 경우 할 경우 약 7억원 이내의 비용이 발생할 것으로 예상되며, 유지보수 비용이 적게 들고 빠른 시간 내
수리가 가능하다 는 장점이 있음
- 국산화 이물질 자동탐지시스템을 운용함으로써 이물질 탐지/제거작업 효율성 증대 및 소모성 제거장비 획득 불필요에 따른 예산절감 효과 높음
- 항공 안전관련 장비에 대한 국산화 및 선진화를 통해 적용개소 및 현장에 최적화 되고 경제화 된 자동탐지 및 무인 이동장비를 국방, 항공, 항만,
철도,국가 주요 시설 등 사회전반에 공급할 수 있게 됨으로써 사회안전망 구축 및 확보를 원활하게 하는 기반제공
- 고정형/이동형 이물질 자동탐지 시스템 국내개발에 따른 수입대체 효과
① 국내 민ㆍ군 활주로 수 33개 중 군 전용 활주로는 8개이며 군 전용 활주로에는 이동형 이물질 자동탐지 시스템을 운용하는 것으로 가정
② 일반적인 방산 해외 도입품 유지보수비용 산정 기준인 획득가의 5%를 적용하였을 경우 연간 91억원의 유지보수 관련 비용을 대체할 수 있음
- 고정형/이동형 이물질 자동탐지 시스템 해외수출에 의한 경제적 효과
① 해외 주요 공항에 대한 활주로 수 55개에 대한 고정형 이물질 자동탐지 시스템 수출을 가정
② 55개 활주로 중 30%를 이동형 이물질 자동탐지 시스템으로 구축하는 것으로 가정
③ 일반적인 방산 해외 도입품 유지보수비용 산정 기준인 획득가의 5%를 적용하였을 경우 연간 100억원의 추가적인 유지보수 관련 비용에 대한 매출을
기대할 수 있음
④ 최근 높은 경제성장으로 자국 내 또는 해외로의 유동인구가 증가함에 따라 공항시설 증축 및 신규 공항 건설에 대한 수요가 급증하고 있어 향 후 이물질
자동탐지 시스템에 대한 시장은 꾸준히 확대될 것으로 예상됨
활용방안 *사업화 추진 전략

연구개발 사업을 통해 현장 운용시험과 수요처 시범운용을 수행하고 개발기간 중에 국내외 인증을 획득함으로써 사업화 기반 구축하고, 국내의 제품 설명회 및 시연을 통해 국내 수요를 충족시키는 동시에 해당 분야의 노하우를 축적하고 해외시장을 진출함
① 상용화된 제품은 수요처이자 공동연구기관인 항국공항공사/인천국제공항공사 및 공군에 제품설명회 및 시연을 통해 우선적으로 국내수요를
충족시키고 국내 설치/운용실적과 노하우를 축적함
② 신청기관의 해외 마케팅 인프라를 활용한 중국, 일본, 인도네시아 등 동남아시아 시장에 우선적으로 진출 후 아시아전역, 남미, 유럽 및 북미 등으로
시장을 확대함
③ 또한, 유럽과 북미와 같이 FOD 자동탐지 시스템의 기반기술의 선진국에는 국제공동연구개발 참여업체인 PLEXTEK SERVICES와 해당 참여업체의
자회사인 Blighter Surveillance System과 협력하여 시장을 개척을 진행함
가) 기술 안정화 단계(~2019)
① R&D: FOD 자동탐지 시스템 상용화에 필요한 요소기술 및 시제품 개발 완료, 신뢰성 시험 및 장치기능 보완
· 현장운용시험용 시제제작 및 체계통합 [1~3차년도(~2017)]
· 현장운용시험 [4차년도(~2018)]
· 수요처 시범운용 [5차년도(~2019)]
· CEAT Performance Assessment [5~6차년도(~2022)]
② 목표 시장 및 제품: 국내 항공시설의 수요니즈를 기준으로 시스템을 개발, 수요처 신뢰성 확보 및 국내외 인증 방안 수립
③ 생산자원: 수요기업 및 국내외 협력 네트워크 활용
나) 시장 확대 단계(2020~2022)
① R&D: 해외 인증 진행 및 국내외 영업망 확장
② 목표 시장 및 제품: 해외 인증을 완료하여 해외 시장 신뢰성 획득, 국내외 영업망 확장을 통해 신규 시장 진입
③ 생산자원: 국내외 협력 영업 네트워크 확보
다) 사업 다각화 단계(2023~)
① R&D: 기능성 추가 기술개발 및 기타 적용 산업용 연구개발 진행
② 목표 시장 및 제품: 정밀 자동탐지 시스템을 이용한 무기/군수용 감시 시스템 시장 확장
③ 생산자원: 신규 생산설비 확장, 국내외 협력 연구 네트워크 확보
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 이물질 미국연방항공국 국제민간항공기구 미국항공통신기술위원회 전자광학/열영상
영문 FOD FAA ICAO RTCA EO(IR Laser Light)
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