국내 항공운항에서 기상현상이 결항 및 지연에 미치는 영향 분석 A Study on the Critical Meteorological Factors Influencing the Flight Cancelation and Delay: Focusing on Domestic Airports원문보기
Last April, Europe was severly damaged as all social and economic activities came to a halt prompted by the cancellation of all flights resulting from volcanic ash. This exemplifies that the meteorology conditions have significant influence on the flights of airplanes. Hence, in this research the in...
Last April, Europe was severly damaged as all social and economic activities came to a halt prompted by the cancellation of all flights resulting from volcanic ash. This exemplifies that the meteorology conditions have significant influence on the flights of airplanes. Hence, in this research the influence that the meteorology has on the domestic flights and its characteristics will be examined, and the core meteorological factors that influence flights in each airport will be drawn. In order to do this, statistical analysis on the influence that the meteorology has on flights was carried out in order to analyze the data about flight cancelation and delay and also its cause, primarily based on the Gimpo, Gimhae, and the Jeju airports. As a result, first, the meteorological factors which impact flight cancellation and delay were different among the domestic airports, and second, it was analyzed that fog was the main meteorological factor in the Gimpo airport, strong wind in the Jeju airport, and fog in the Gimhae airport. Third, between the day the flights were cancelled and delayed occurred, and the day that weren't, the fact that there existed a difference among the actual meteorological factors was statistically drawn. With the result of such analysis, meteorological factors pertaining to the cancellation and delay of flights must be considered seperately by each airport and specialized meteorological information must be provided accordingly. Further, when selecting the position of an airport that is to be constructed in the future, implications that there is a definite need for the meteorology effect evaluation based on past meteorology data can be drawn.
Last April, Europe was severly damaged as all social and economic activities came to a halt prompted by the cancellation of all flights resulting from volcanic ash. This exemplifies that the meteorology conditions have significant influence on the flights of airplanes. Hence, in this research the influence that the meteorology has on the domestic flights and its characteristics will be examined, and the core meteorological factors that influence flights in each airport will be drawn. In order to do this, statistical analysis on the influence that the meteorology has on flights was carried out in order to analyze the data about flight cancelation and delay and also its cause, primarily based on the Gimpo, Gimhae, and the Jeju airports. As a result, first, the meteorological factors which impact flight cancellation and delay were different among the domestic airports, and second, it was analyzed that fog was the main meteorological factor in the Gimpo airport, strong wind in the Jeju airport, and fog in the Gimhae airport. Third, between the day the flights were cancelled and delayed occurred, and the day that weren't, the fact that there existed a difference among the actual meteorological factors was statistically drawn. With the result of such analysis, meteorological factors pertaining to the cancellation and delay of flights must be considered seperately by each airport and specialized meteorological information must be provided accordingly. Further, when selecting the position of an airport that is to be constructed in the future, implications that there is a definite need for the meteorology effect evaluation based on past meteorology data can be drawn.
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문제 정의
그리고 항공기 운항에서 결항과 지연에서 기상요인이 미치는 영향을 통계적으로 분석하여 그 유의성을 도출하고자 한다. 그리고 이를 바탕으로 항공 산업에서 기상정보를 활용한 전략적 의사결정을 위한 정책적 제안을 하고자 한다.
이에 본 연구에서는 국내 항공운항 중 결항과 지연에 대해 기상이 미치는 영향과 특징을 살펴보고, 각 공항별로 항공기 운항에 영향을 미치는 핵심기상요인을 도출하고자 한다. 그리고 항공기 운항에서 결항과 지연에서 기상요인이 미치는 영향을 통계적으로 분석하여 그 유의성을 도출하고자 한다. 그리고 이를 바탕으로 항공 산업에서 기상정보를 활용한 전략적 의사결정을 위한 정책적 제안을 하고자 한다.
그리고 한국공항공사 및 인천국제공항공사에서는 지연 및 결항의 원인을 기상, 항공기 접속, 항공기 정비, 여객처리, 복합원인, 기타로 구분하고 있다. 이 중 본 연구에 사용된 데이터는 기상요인을 안개, 강설, 강우, 태풍, 강풍, 상층풍, 운고로 구분하여 어떠한 기상요인이 더 중요하게 작용하는지 공항별로 분석하고자 한다.
이와 더불어 지연 및 결항이 발생한 날의 강수량, 시정거리, 안개지속 시간 등의 기상자료를 분석하여 지연 및 결항과 기상요인간의 관계를 도출하고자 한다. 이러한 연구를 통해 보다 효율적이며, 안전한 항공 운항을 위한 전략적 제안을 제시하고자 한다.
이를 위해 우선 항공산업에서 기상현상이 미치는 영향과 경제적 가치에 대한 국내⋅외 연구동향을 살펴보고, 국내 항공기 운항 현황을 살펴보고자 한다.
이상의 연구결과를 통해 항공기 운항에서 결항과 지연에 기상현상이 미치는 영향에 대해 살펴보았다. 이를 통해 본 연구가 줄 수 있는 시사점은 아래와 같다.
이에 본 연구에서는 국내 항공운항 중 결항과 지연에 대해 기상이 미치는 영향과 특징을 살펴보고, 각 공항별로 항공기 운항에 영향을 미치는 핵심기상요인을 도출하고자 한다. 그리고 항공기 운항에서 결항과 지연에서 기상요인이 미치는 영향을 통계적으로 분석하여 그 유의성을 도출하고자 한다.
이와 더불어 지연 및 결항이 발생한 날의 강수량, 시정거리, 안개지속 시간 등의 기상자료를 분석하여 지연 및 결항과 기상요인간의 관계를 도출하고자 한다. 이러한 연구를 통해 보다 효율적이며, 안전한 항공 운항을 위한 전략적 제안을 제시하고자 한다.
제안 방법
국내 공항의 항공기 운항에서 기상요인이 미치는 영향을 분석하기 위해 3단계 분석절차를 고안하였다. 첫 번째 단계에서는 각 공항별로 결항 및 지연의 원인으로서 7개 기상요인이 서로 상이한지 여부를 살펴보기 위해 카이제곱 검정을 통한 교차분석을 실시한다.
이 중 김포, 김해, 제주 공항을 연구대상으로 선정하였다. 그리고 연구대상기간은 2006년 1월부터 2009년 12월까지로 4년 동안 여객 및 항공 화물 정기편 항공기의 운항에서 지연과 결항정보를 분석하고자 한다.
본 연구에서는 항공기 결항 및 지연을 야기시키는 기상요인으로 안개, 강설, 강우, 태풍, 강풍, 상층풍, 운고로 총 7개 요인으로 구분하여 분석을 진행하였다. 각 기상요인에 의한 결항 및 지연 패턴을 살펴보기 위해 국내 공항 중 김포, 제주, 김해 순으로 2006년 1월부터 2009년 12월까지의 자료를 분석해 보았다.
A그룹으로 분류된 기상요인들 중 태풍을 강풍의 한 형태로 가정한다면 결국, 안개와 강풍 두 가지 요소로 분석대상을 선정할 수 있다. 이 때, 안개의 정도를 측정하는 지표로서 가시거리를, 강풍의 정도를 측정하는 지표로서 풍속을 채택하여 결항일, 지연일 및 대조일(결항 및 지연 발생이 없던 날)에서 비행기 이착륙 시간대의 평균 가시거리 및 풍속 자료를 사용하여 아래와 같은 가설을 설정하였다.
제주공항 결항의 경우, 강풍, 태풍 및 안개가 A그룹으로 분류되고, 태풍, 안개를 포함한 나머지 요인들이 모두 B그룹으로 분류되었다. 태풍과 안개는 A그룹 및 B그룹으로 동시에 분류될 수 있는데, 본 연구에서는 A그룹으로 간주하여 강풍, 태풍 및 안개에 대해 다음 3단계 분석을 진행하게 될 것이다. 제주공항 지연의 경우, 강풍 및 안개가 A그룹으로 분류되고 상층풍 및 강설이 B그룹, 그리고 나머지 기상요인들이 C그룹으로 분류되었다.
대상 데이터
Fig. 1과 같은 한국공항공사의 자료에 따르면, 2006년부터 2009년까지 여객 및 화물정기 운항편수는 김포공항이 401,506편에 55,555,282명이 이용하였다. 김해공항은 226,509편에 27,976,028명, 제주공항은 335,700편에 47,632,413명이 이용하였다.
본 연구에서는 항공기 결항 및 지연을 야기시키는 기상요인으로 안개, 강설, 강우, 태풍, 강풍, 상층풍, 운고로 총 7개 요인으로 구분하여 분석을 진행하였다. 각 기상요인에 의한 결항 및 지연 패턴을 살펴보기 위해 국내 공항 중 김포, 제주, 김해 순으로 2006년 1월부터 2009년 12월까지의 자료를 분석해 보았다. 인천공항의 경우 2007년 1월부터 2009년 12월까지의 자료를 분석해보면, 전체 596,504편 중 결항이 49회, 지연이 464회로 결항의 경우 전체 비행편수에 0.
1과 같은 한국공항공사의 자료에 따르면, 2006년부터 2009년까지 여객 및 화물정기 운항편수는 김포공항이 401,506편에 55,555,282명이 이용하였다. 김해공항은 226,509편에 27,976,028명, 제주공항은 335,700편에 47,632,413명이 이용하였다. 그리고 인천공항공사의 자료에 따르면, 인천공항은 2007년부터 2009년까지 596,504편에 87,182,226명이 이용하였다.
본 연구 대상은 국내 항공운항 중 결항 및 지연에 초점을 두었다. 현재 국내에 운영중인 공항은 총 15곳이며, 이중 국제공항은 인천, 김포, 김해, 무안, 대구, 제주, 청주, 양양 8곳이 운영중이다.
현재 국내에 운영중인 공항은 총 15곳이며, 이중 국제공항은 인천, 김포, 김해, 무안, 대구, 제주, 청주, 양양 8곳이 운영중이다. 이 중 김포, 김해, 제주 공항을 연구대상으로 선정하였다. 그리고 연구대상기간은 2006년 1월부터 2009년 12월까지로 4년 동안 여객 및 항공 화물 정기편 항공기의 운항에서 지연과 결항정보를 분석하고자 한다.
데이터처리
1단계에서 공항별로 결항 및 지연에 영향을 미치는 기상요인이 서로 상이하다는 결론을 얻었는데, 그렇다면 공항별로 결항 및 지연 발생에 영향을 준 주요 기상요인은 무엇인지를 정량적으로 밝히지 위해 2단계에서는 Duncan의 Multiple range test를 수행하기로 한다.
2단계 분석의 마지막으로서 김해공항에 대해 Table 8과 같은 결항 및 지연 패턴에 대해 유의 수준 5%의 Duncan's multiple range test를 수행하여 Fig. 3과 같은 결과를 얻었다.
만약 첫 번째 단계의 분석결과가 국내공항별 결항 및 지연의 원인이 서로 독립적이지 않고 공항별로 결항 및 지연의 원인이 서로 다르다고 판단된다면 2단계 분석을 수행하게 되는데, 공항별로 주요 결항 및 지연 요인을 선정하기 위해 Duncan의 Multiple range test를 수행한다. 마지막 3단계에서는 각 공항별로 선정된 결항 및 지연의 주요 기상요인에 대해 실제 결항 또는 지연 당일과 평상시 간에 기상현상의 차이가 있었는지를 알아보기 위해 t-검정을 수행하게 된다.
첫 번째 단계에서는 각 공항별로 결항 및 지연의 원인으로서 7개 기상요인이 서로 상이한지 여부를 살펴보기 위해 카이제곱 검정을 통한 교차분석을 실시한다. 만약 첫 번째 단계의 분석결과가 국내공항별 결항 및 지연의 원인이 서로 독립적이지 않고 공항별로 결항 및 지연의 원인이 서로 다르다고 판단된다면 2단계 분석을 수행하게 되는데, 공항별로 주요 결항 및 지연 요인을 선정하기 위해 Duncan의 Multiple range test를 수행한다. 마지막 3단계에서는 각 공항별로 선정된 결항 및 지연의 주요 기상요인에 대해 실제 결항 또는 지연 당일과 평상시 간에 기상현상의 차이가 있었는지를 알아보기 위해 t-검정을 수행하게 된다.
먼저 첫 번째 단계로 국내 공항별 결항 및 지연의 원인인 7가지 기상요인이 각 공항에 따라 서로 다른 기상요인에 의해 결항 및 지연이 발생하는 것인지를 살펴보기 위해 카이제곱 독립성 검정을 실시하였다. 이를 위해 Table 4 및 Table 5과 같이 2006년부터 2009년까지 4년동안의 공항별 결항 및 지연에 대한 기상요인에 따른 빈도수를 빈도교차표로 작성하였다.
본 연구의 마지막 분석단계인 3단계 분석에서는 2단계에서 수행된 Duncan's multiple range test에서 A그룹으로 분류된 공항별 결항 또는 지연의 주요 기상요인에 대해 결항 또는 지연 발생 일과 미발생일 간에 실제 기상현상의 차이가 존재하였는지를 t-검정을 통해 분석하고자 한다.
먼저 첫 번째 단계로 국내 공항별 결항 및 지연의 원인인 7가지 기상요인이 각 공항에 따라 서로 다른 기상요인에 의해 결항 및 지연이 발생하는 것인지를 살펴보기 위해 카이제곱 독립성 검정을 실시하였다. 이를 위해 Table 4 및 Table 5과 같이 2006년부터 2009년까지 4년동안의 공항별 결항 및 지연에 대한 기상요인에 따른 빈도수를 빈도교차표로 작성하였다. 빈도교차표를 활용한 카이제곱 검정 결과 결항 및 지연의 두 가지 경우 모두 p-값이 거의 0에 근접하였으며, 이를 통해 유의수준 1%이하에서 결항 및 지연의 원인이 되는 기상요인이 공항별로 서로 충분한 차이가 있는 것으로 판단할 수 있다.
국내 공항의 항공기 운항에서 기상요인이 미치는 영향을 분석하기 위해 3단계 분석절차를 고안하였다. 첫 번째 단계에서는 각 공항별로 결항 및 지연의 원인으로서 7개 기상요인이 서로 상이한지 여부를 살펴보기 위해 카이제곱 검정을 통한 교차분석을 실시한다. 만약 첫 번째 단계의 분석결과가 국내공항별 결항 및 지연의 원인이 서로 독립적이지 않고 공항별로 결항 및 지연의 원인이 서로 다르다고 판단된다면 2단계 분석을 수행하게 되는데, 공항별로 주요 결항 및 지연 요인을 선정하기 위해 Duncan의 Multiple range test를 수행한다.
성능/효과
05%인 444편으로 가장 높게 나타났다. 그리고 발생일 수는 20일 정도로 김포, 제주 공항보다 결항 발생일수가 낮게 나타났으며, 운고로 인한 결항이 타 공항보다 높게 나타났다. 그리고 요인별로 살펴보면 안개, 태풍, 운고에 의한 결항편 수가 절대적으로 감소하고 있다.
Table 3은 김해공항의 결항 및 지연 관련 자료를 나타내고 있다. 김해공항의 결항 자료 분석 결과, 총 837편의 결항이 발생하였으며, 이 중안개로 인한 결항이 53.05%인 444편으로 가장 높게 나타났다. 그리고 발생일 수는 20일 정도로 김포, 제주 공항보다 결항 발생일수가 낮게 나타났으며, 운고로 인한 결항이 타 공항보다 높게 나타났다.
둘째, 국내 각 공항별로 항공기 결항과 지연에 미치는 기상요인이 상이하다는 것을 알 수 있다. 특히 Duncan의 multiple range test을 통해 김포공항의 경우 결항 및 지연발생 모두에 안개가 가장 큰 영향을 주며, 제주공항의 경우 결항에는 강풍, 태풍 및 안개가 주요 기상원인이며 강풍 및 안개에 의해 항공기 지연이 가장 많이 발생했다고 파악되었다.
이를 위해 Table 4 및 Table 5과 같이 2006년부터 2009년까지 4년동안의 공항별 결항 및 지연에 대한 기상요인에 따른 빈도수를 빈도교차표로 작성하였다. 빈도교차표를 활용한 카이제곱 검정 결과 결항 및 지연의 두 가지 경우 모두 p-값이 거의 0에 근접하였으며, 이를 통해 유의수준 1%이하에서 결항 및 지연의 원인이 되는 기상요인이 공항별로 서로 충분한 차이가 있는 것으로 판단할 수 있다.
셋째, 각 공항별로 분류된 결항 및 지연의 주요 기상원인들에 대해 결항 및 지연 발생일과 그렇지 않는 대조일 간에 실제 기상현상에 차이가 존재하였음을 밝혔다. 이는 특정 기상요인에 대한 예보의 정확도를 제고시킴으로써 결항 및 지연을 미연에 방지하거나 대비할 수 있고 이에 따라 손실규모도 줄일 수 있음을 시사하고 있다.
Table 2에서와 같이 제주공항의 결항 자료 분석 결과, 총 1665편의 결항으로 국내 공항 중 가장 많은 결항빈도를 나타냈다. 이 중 강풍으로 인한 결항이 44.92%인 748편으로 가장 높게 나타났으며, 태풍은 401편인 24.08%로 제주지역의 지리적 위치상 바람과 관련된 요인이 항공기 운항에 절대적인 영향을 미치는 것을 확인할 수 있다. 기상요인별로 살펴보면, 전체적으로 발생일수는 30일 정도로 유지되고 있지만, 기상요인별로 결항편수는 급격한 감소추세를 나타내고 있다.
이에 각 공항별로 2단계에서 A그룹으로 분류된 기상요인을 살펴보면, 김포공항의 경우 결항 및 지연원인은 모두 안개이고 제주공항은 결항원인으로 강풍, 태풍 및 안개, 지연원인으로는 강풍과 안개였다. 마지막으로 김해공항으로 경우 결항 및 지연원인은 안개로 분류된 바 있다.
첫째, 항공기 운항에서 기상요인이 미치는 영향을 통계적인 방법을 통해 항공기 결항과 지연에 있어 기상요인이 미치는 영향이 유의하다는 결론을 도출하였다.
둘째, 국내 각 공항별로 항공기 결항과 지연에 미치는 기상요인이 상이하다는 것을 알 수 있다. 특히 Duncan의 multiple range test을 통해 김포공항의 경우 결항 및 지연발생 모두에 안개가 가장 큰 영향을 주며, 제주공항의 경우 결항에는 강풍, 태풍 및 안개가 주요 기상원인이며 강풍 및 안개에 의해 항공기 지연이 가장 많이 발생했다고 파악되었다. 또한, 김해공항의 경우 안개에 의한 결항 및 지연이 가장 많았던 것으로 밝혀졌다.
후속연구
본 연구의 분석결과를 통해 각 공항별 지리적 위치에 따라 결항이나 지연에 영향을 주는 기상 요소가 다르며 이에 따라 공항별 기상정보의 제공형태도 달라져야 할 필요성이 제기될 수 있다. 또한, 차후 건설될 신공항들의 입지 선정 과정에서 후보 지역들의 과거 기상자료를 기초로 한 기상영향평가의 중요성이 부각될 수 있다. 마지막으로 본 연구결과를 통해 공항주변의 안개소산 등 안전한 항공운항에 필요한 다양한 인공 기상 조절 기술개발의 경제적 가치를 추산하는 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
또한, 차후 건설될 신공항들의 입지 선정 과정에서 후보 지역들의 과거 기상자료를 기초로 한 기상영향평가의 중요성이 부각될 수 있다. 마지막으로 본 연구결과를 통해 공항주변의 안개소산 등 안전한 항공운항에 필요한 다양한 인공 기상 조절 기술개발의 경제적 가치를 추산하는 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
본 연구의 분석결과를 통해 각 공항별 지리적 위치에 따라 결항이나 지연에 영향을 주는 기상 요소가 다르며 이에 따라 공항별 기상정보의 제공형태도 달라져야 할 필요성이 제기될 수 있다. 또한, 차후 건설될 신공항들의 입지 선정 과정에서 후보 지역들의 과거 기상자료를 기초로 한 기상영향평가의 중요성이 부각될 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
항공산업에서 기상은 어떤 요인이라고 볼 수 있는가?
이러한 성과는 국제유가 폭등과 미국계 은행의 연쇄적인 파산 등 세계경제의 침제속에서 괄목한 만한 높은 성과이다. 이처럼 높은 부가가치를 창출하고 있는 항공산업에서 기상은 항공 운항의 안전과 효율성 및 수용력을 결정하는 중요한 요인이다.
본 연구에서 항공기 결항 및 지연을 야기시키는 기상요인은 무엇으로 보는가?
본 연구에서는 항공기 결항 및 지연을 야기시키는 기상요인으로 안개, 강설, 강우, 태풍, 강풍, 상층풍, 운고로 총 7개 요인으로 구분하여 분석을 진행하였다. 각 기상요인에 의한 결항 및 지연 패턴을 살펴보기 위해 국내 공항 중 김포, 제주, 김해 순으로 2006년 1월부터 2009년 12월까지의 자료를 분석해 보았다.
본 항공기 운항에서 결항과 지연에 기상현상이 미치는 영향에 관한 연구가 줄 수 있는 시사점은 무엇이 있는가?
첫째, 항공기 운항에서 기상요인이 미치는 영향을 통계적인 방법을 통해 항공기 결항과 지연에 있어 기상요인이 미치는 영향이 유의하다는 결론을 도출하였다.
둘째, 국내 각 공항별로 항공기 결항과 지연에 미치는 기상요인이 상이하다는 것을 알 수 있다. 특히 Duncan의 multiple range test을 통해 김포공항의 경우 결항 및 지연발생 모두에 안개가 가장 큰 영향을 주며, 제주공항의 경우 결항에는 강풍, 태풍 및 안개가 주요 기상원인이며 강풍및 안개에 의해 항공기 지연이 가장 많이 발생했다고 파악되었다. 또한, 김해공항의 경우 안개에 의한 결항 및 지연이 가장 많았던 것으로 밝혀졌다. 따라서, 각 공항별 결항 및 지연의 보다 정확한 예측을 위해서는 해당 공항의 적합한 기상 요인에 중점을 두고 이에 특화된 기상정보의 제공이 필요함을 알 수 있다. 예를 들면, 단순한 안개예보가 아니라 결항 또는 지연의 개연성이 높은 안개인지 여부와 함께 승객들에게 사전에 알릴 수 있을 정도의 정확도인지 등이 제공된다면 결항 및 지연에 대한 고객서비스의 제고가 이루어질 것이다.
셋째, 각 공항별로 분류된 결항 및 지연의 주요 기상원인들에 대해 결항 및 지연 발생일과 그렇지 않는 대조일 간에 실제 기상현상에 차이가 존재하였음을 밝혔다. 이는 특정 기상요인에 대한 예보의 정확도를 제고시킴으로써 결항 및 지연을 미연에 방지하거나 대비할 수 있고 이에 따라 손실규모도 줄일 수 있음을 시사하고 있다.
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제주일보, "기상이변 항공 결항률 증가...10년간 제주관광 2733억 손실," 2011년 2월 24일자.
경제투데이, "대한항공, 기상정보로 연간 60억원 비용절감," 2008, 6월 28일자.
진기범, "안개특보 시행 '정확도 향상' 에 달렸다," 공감코리아, 2010, 2월24일자.
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박종길, 정우식, 이중우, 최효진, 권태순, 백종호, "인천국제공항 안개사례를 통한 경제적 재해 규모분석," 한국항공운항학회지, 2007, 15권, 2호, pp.40-47.
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