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과제기본정보

항공기 출발 및 도착 통합 관리 기술 연구6년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 항공안전기술개발사업 과제번호 19ATRP-C088155-06
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 항공교통기술 | 달리 분류되지 않는 항공교통기술 적용분야 교통/정보통신/기타 기반시설
2순위 None | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 항공기 출발 및 도착 통합 관리 기술 연구
주관연구기관 (재)한국항공우주연구원
총괄연구 책임자 성명 전대근
소속 (재)한국항공우주연구원 직위 담당
전화번호 042-860-2351 FAX 042-860-2789
총 연구기간 2014-10-31 ~ 2020-08-31
당해연도 연구기간 2019-01-01 ~ 2020-08-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
6차년도 4,217,000,000 140,600,000 1,265,400,000 1,406,000,000 5,623,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 ○ 항공기 출발 및 도착 관리 기술은 교통상황에 따라 예상되는 지연시간을 계산하고 이를 항공로 상에 운항하고 있는 각 항공기나 지상의 출발대기 각 항공기에 분산 흡수시켜 공항주변의 공역과 공항 지상에서시간 지연 없이 부드럽게 출발 또는 도착할 수 있도록 하는 기술임.
○ 최근 우리나라 및 전 세계적인 항공 교통량 증가 추세에 따르면 비행의 출발 및 도착 지연이 향후 더욱 심화될 것으로 예상되며, 공항 주변 혼잡 및 중첩공역에서의 도착·출발관리는 운항 안전성 확보, 지연 최소화, 효율성 증대를 위해 반드시 필요.
○ 항공기 도착관리(AMAN) 기술은, 도착 항공기들의 순서배열과 시간을 지속적으로 계산하여 도착항공기들에게 최적화된 도착 순서를 제공하며, 이를 통해 공역 활용능력과 활주로 수용량을 향상시킬 수 있음.
○ 항공기 출발 관리(DMAN) 기술은 활주로 용량과 터미널 공역을 최적으로 사용하기 위해 이륙항공기에게 지체(Delay) 없고 안전한 이륙 스케쥴과 항공기 궤적을 제공함으로써 출발 교통량을 최적으로 관리하기 위한 기술임.
○ 또한, 본 연구개발에서의 출발관리는 시간 기반의 미터링을 이용하여 터미널 공역 내 교통흐름 상황에 최적화된 출발허가를 발부하는 좁은 의미의 출발관리 개념에 덧붙여 지상에서의 활주시 대기열 최소화를 위한 지상관리(SMAN)를 포함 또는 연계하는 개념임.
○ 보다 완전하고 효율적인 미래 항공교통관리 시스템 운영을 위해서는 항공기 도착관리 기술 연구 속도와 병행하여 항공기 출발관리 기술에 대한 연구를 수행하는 것이 필요하며 향후 두 기술을 통합 운영하는 기술에 대한 연구가 요구됨.
○ 본 연구개발에서는 항공기 출발 관리 기술 개발과 더불어 항공기 도착 관리 시스템을 출발 관리 시스템과의 연계를 위해 기능을 확장하는 연구를 수행하고, 출발 관리와 도착 관리의 통합 운용 기술을 획득하는 것을 연구 내용으로 함.
최종목표 ○ 항공기 출발 및 도착 효율 향상을 위한 통합 관제 최적화 및 관리 기술 획득
○ 국내 항공교통 환경 분석 및 운용 개념 수립
○ 출발 관리 기술 연구(도착관리와 연계)
- 공역 교통상황 모니터링 및 예측
- 가변 지상이동 시간(VTT) 예측 적용
- 출발 스케줄링
○ 출도착 통합 관리를 위한 도착관리 시스템 기능 확장
○ 출도착 통합 관리를 위한 핵심 기술 획득
○ 출도착 통합 관리 시스템 구축 및 시험평가
- 외부 연계 시스템
- 출발관리 서버 시스템
- 도착관리 서버 시스템
- 사용자 시스템
- 제어관리 시스템
- 녹화 및 통계 분석 시스템
- Fast-time 시뮬레이션 환경/모델 구축 및 시험평가
- HITL 시뮬레이션 환경/모델 구축 및 시험평가
- 시뮬레이션을 통한 편익 분석
연구내용 및 범위 ○ 항공기 출발관리 기술 연구
- 국내 항공교통 환경 분석 및 운용개념 수립
- 출발 스케줄링을 위한 공역 교통 모니터링 및 예측 기술 연구
- 출발 스케줄링을 위한 가변 지상이동 시간(VTT) 예측 적용 연구
- 출발 스케줄링 핵심 기술 연구

○ 출도착 통합 관리를 위한 도착관리 시스템 기능 확장
- Point Merge 또는 일반 STAR를 활용한 TMA내 관제 조언 정보 생성
- ETA(Estimated Time of Arrival)정확도 향상
- 기 구축 시스템의 시범운용 중 제시된 사용자 추가 요구사항 반영

○ 항공기 출발 및 도착 통합 관리 기술 연구
- 출발 및 도착 통합관리 운용개념 수립
- 활주로에서의 출발/도착 교통량 밸런싱
- 접근관제구역 내 출도착 항공기간 간섭 최소화
- 활주로 및 공역의 동적 변경 및 재구성
- 통합 스케줄링 알고리즘 개발

○ 시스템 구축
- 출발관리 주기능 처리 서버 구축
- 도착관리 주기능 처리 서버 구축
- 사용자 현시 콘솔 구축
- 시스템 제어 및 모니터링 콘솔 구축
- 외부 연계 시스템 구축
- 녹화 및 통계 분석 시스템 구축
- 데이터베이스(공항 형상자료, 항공 정보, 항공기 정보, 통계 정보 등) 구축

○ 시험평가 기술 연구
- Fast-Time 시뮬레이션을 통한 알고리즘 검증 및 편익 분석
- HITL(Human-In-the Loop) 시뮬레이션을 통한 시험 평가
- 시범 운용
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
6차년도 HTIL 시뮬레이션 및 시범 운용
 ○ 시험 평가
- Fast-Time 시뮬레이션 수행 및 편익 분석(계속)
- HITL 시뮬레이션 수행
- 시스템 설치 및 시범운용
연구성과 기술적 기대성과 ○ 효율적 공역 활용 가능
- 제한된 공역 내 교통수요 및 수용력 예측 정확도 향상, 출발관리 및 도착관리 연동을 통해 제한된 공역 내 효율적인 교통 수용이 가능함
○ 운항 안전성 확보
- 항공기 레이더 벡터 감소를 통한 관제사 업무량 감소 및 사고 위험 높은 교통량 밀집시간 대 관제사 업무량 경감
○ 자원 활용의 최적화
- 항로, 접근, 타워 관제사간 항공기 출도착 제어에 관련된 작업 부하 분산
- 항공사 및 지상 조업사 소유 자원 활용에 대한 합리적인 계획 및 작업 운용 효율 향상
- 항공기 지연시간 감소 및 출도착 시간 예측 정확도 향상으로 인한 이용자 편익 증가
사회 경제적 파급효과 ○ 경제적, 친환경적 항공교통 시스템 구현
- 항공기 지상 대기 및 체공 감소에 따른 출도착 지연 시간 감소와 연료 소모량 및 온실 가스 배출량 감소, 그리고 이로 인한 공항 및 공항 주변 지역의 대기오염 완화
○ CNS-ATM 전반에 걸친 기술 파급 효과
- 향상된 출/도착 관리 시스템으로 보다 효율적인 항공교통관리 지원
- A-CDM의 정보공유 프레임 안에서 스케줄링을 담당하는 기능적 구성품(Functional Component)으로 작동함으로써, A-CDM의 활용도 향상
- A-SMGCS와 연계하여 상호 상품가치 향상 추구
- 최첨단 수준의 공항 운영과 이로 인한 공항 및 항공관련 산업에 전반적 시너지 효과 창출
○ IT 산업, 산업공학 등 타 산업분야에의 기술 파급 효과
- IT산업 및 산업공학 등, 타 산업분야와 연계하여 본 과제의 기술수준을 높이거나, 본 과제를 통해 개발된 요소 기술들이 연관 분야에 적용될 수 있음
활용방안 ○ 항공기 출발 및 도착관리 시스템(DMAN/AMAN)은 차세대 항공교통시스템 구축계획(NARAE)에 아래와 같이 기 반영되어 있음
- 공항 및 공역에서의 지연, 혼잡 완화 및 공항운영의 효율성 향상을 위한 항공기 출/도착시간의 체계적 관리/조절 시스템 구축
- 세계적 수준의 국내 IT 기술을 적극 활용하여 출/도착관리 시스템 알고리즘 및 시스템 개발, 주요 관제시설에 구축(’14-’21년)
○ DMAN/AMAN은 ICAO의 ASBU 이행권고에 따라 체약국들의 시스템 적용이 확대될 것으로 예상됨
○ 본 연구과제를 성공적으로 수행하여, 핵심 연구 성과를 참여기업((주)아이비리더스 및 (주)유니텍) 등에 기술 이전함으로써, 국내 주요 국제공항에 적용 사례를 확보하고, 이후 APAC 체약국 국제 공항 등에 관련 시스템을 구축할 수 있도록 추진
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 출발관리 도착관리 항공교통관리 관제 의사 결정 지원 도구 스케줄링
영문 Departure Management Arrival Management Air Traffic Management Decision Support Tool Scheduling
최종보고서
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