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[국내논문] 궤적 기반의 항공 교통 관리를 위한 스케줄링 시스템 개발
Development of Scheduling System for Trajectory Based Air Traffic Management 원문보기

한국항행학회논문지 = Journal of advanced navigation technology, v.22 no.5 = no.92, 2018년, pp.367 - 374  

오은미 (한국항공우주연구원 항공기체계부) ,  은연주 (한국항공우주연구원 항공기체계부) ,  김현경 (한국항공우주연구원 항공기체계부) ,  전대근 (한국항공우주연구원 항공기체계부)

초록
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차세대 통신링크를 활용한 항공로 교통 관리를 위해 궤적 기반의 관제 지원 스케줄링 시스템을 제안하였다. 차세대 ATS (air traffic services) 데이터링크인 Baseline 2를 사용하는 4DTRAD (4-dimensional trajectory data link) 서비스 내용을 기반으로 항공로 상을 비행 중인 항공기를 대상으로 하는 궤적기반운용 수행 절차를 수립하고 기술하였다. 이러한 절차를 바탕으로, 다양하고 복잡한 데이터 활용으로 인한 관제사의 업무 부담을 완화하기 위해 지상 시스템이 수신한 항공기 데이터를 처리하여 궤적을 예측하고 관제 조언 정보를 제공하는 스케줄링 시스템의 프로토타입을 개발하였다. 또한, 궤적 기반 항행을 위한 시뮬레이션 환경을 구성하여 개발 시스템에 대한 스케줄링 기능을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

A trajectory-based scheduling system is proposed for air traffic management using next generation aviation data communication link. Based on the service concept of 4-dimensional trajectory data link (4DTRAD) using air traffic serveices (ATS) datalink Baseline 2, a procedure for trajectory-based oper...

Keyword

#Trajectory based operation   #Air traffic management   #Trajectory prediction   #Decision support tool   #AMAN (Arrival manager)  

표/그림 (10)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 항공로에서 비행 중인 항공기에 대해 항공기의 탑재 시스템과 지상관제 시스템 간의 송수신 데이터를 기반으로, 항공기의 궤적을 동기화(synchronization – 데이터링크를 통해 전달되는 한정된 정보를 이용하여 지상 시스템에서 항공기의 궤적을 재구성하고 실제 궤적과 일치시키는 것)하고, 이를 이용하여 항공기의 흐름을 관리하는 시스템 개발에 관련된 내용을 기술하였다.
  • 궤적 기반 항행은 전 세계적으로 관심이 있는 차세대 교통 관리 운용 방식으로, ICAO (International Civil Aviation Organization)의 ASBU (aviation system block upgrades)에서는 ‘efficient flight path’이라는 성능 개선 영역(PIA; performance improvement area)에 장기적으로 추진되어야 할 하나의 아이템으로 포함되어 있다[1]. 궤적 기반 항행은 항공기의 더욱 장기적이고 정확한 정보를 기반으로 효율적인 교통흐름을 관리하는데 목적이 있으며, 나아가 항공기 예측 정확성 및 안전성 향상, 스케줄링을 통한 정시성 확보 등의 효과를 기대할 수 있다.
  • 궤적기반항행을 어떠한 관제 절차를 통해 운용할 수 있는지에 대한 운용 개념을 우선 수립하였으며, 사용되는 송수신 데이터에 대한 분석 및 이를 처리하는 시스템의 기능적 설계 및 소프트웨어 구현사항을 포함하고 있다. 연구개발 중인 시스템은 관제사의 관제 의사결정을 돕는 지원 도구로서, 관제사의 업무 부담을 줄이고 교통 흐름의 효율적인 관리를 위한 자동화된 시스템의 기능을 수행하는데 목적이 있다.
  • 표1과 2는 각각의 데이터 링크에서 궤적 기반 항행에 요구되는 주요 데이터 항목과 메시지 항목을 정리한 것이다. 본 연구에서는 각각의 데이터 구성을 분석하여 궤적 기반 항행에 필요한 지상-탑재 시스템 간의 인터페이스를 정의하였다.

가설 설정

  • 이는 제한적인 공역에서 많은 교통량을 처리해야 하는 접근 관제 영역의 교통 흐름을 항공로에서부터 고려하여 보다 효율적인 흐름과 경제적인 경로를 제공하기 위함으로, 도착 관리 시스템(AMAN; arrival manager)의 운용 개념을 적용한 스케줄링 방식이다. 궤적 기반항행의 운용 개념 및 목적에 따라, EPP를 통해 항공기의 실시간 비행 의도 정보를 수신하는 것으로 가정하고 이를 이용하기 때문에 보다 정확하고 최신화된 예측 궤적을 확보할 수 있으며, 스케줄링 결과를 표준화된 CPDLC 메시지로 제공하여 관제사의 업무를 줄이고, 조종사와의 소통을 효율적으로 할 수 있도록 하는 환경을 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
궤적 기반의 스케줄링 시스템은 어떻게 결정되는가? 궤적 기반의 스케줄링 시스템은 항공기로부터 송신된 정보를 이용하여 궤적을 예측하고 교통 흐름을 관리하기 위한 스케줄링 정보를 생성하여 관제사의 의사 결정을 돕는 도구로 활용된다. 따라서 관제영역의 특성이나 운용방식에 따라스케줄링의 대상과 목적이 정해지고 시스템의 요구 기능과 설계내용이 결정된다.
궤적 기반 항행이란 무엇인가? 또한 항공 탑재 장비 및 통신 인프라 기술의 발달에 따라 공중-지상, 또는 공중의 항공기간에 전달할 수 있는 정보의 범위가 확대되고 있으며, 항공기로부터 수신할 수 있는 보다 정확하고 풍부한 정보를 기반으로 지상에서는 항공기의 궤적을 정밀하게 예측할 수 있을 뿐만 아니라 예측 대상 범위를 확장하여 활용할 수 있고, 이는 장기적인 구간의 비행을 보다 효율적으로 관리할 수 있도록 할 것이다. 이처럼 확장된 전달 데이터에 기반을 두어, 항공기의 주요 위치와 통과 시각에 대한 정보를 포함하는 궤적을 재구성하고 이용하는 항공교통관리 운용 개념을 궤적 기반 항행(TBO;trajectory based operation)이라고 하며, 운용 대상 및 범위에 따라 공항 지상에서부터 항공로 전 구간에 이르기까지 다양하게 적용할 수 있다. 궤적 기반 항행은 전 세계적으로 관심이 있는 차세대 교통 관리 운용 방식으로, ICAO (International Civil Aviation Organization)의 ASBU (aviation system block upgrades)에서는 ‘efficient flight path’이라는 성능 개선 영역(PIA; performance improvement area)에 장기적으로 추진되어야 할 하나의 아이템으로 포함되어 있다[1].
궤적 기반 항행의 목적은? 궤적 기반 항행은 전 세계적으로 관심이 있는 차세대 교통 관리 운용 방식으로, ICAO (International Civil Aviation Organization)의 ASBU (aviation system block upgrades)에서는 ‘efficient flight path’이라는 성능 개선 영역(PIA; performance improvement area)에 장기적으로 추진되어야 할 하나의 아이템으로 포함되어 있다[1]. 궤적 기반 항행은 항공기의 더욱 장기적이고 정확한 정보를 기반으로 효율적인 교통흐름을 관리하는데 목적이있으며, 나아가 항공기 예측 정확성 및 안전성 향상, 스케줄링을 통한 정시성 확보 등의 효과를 기대할 수 있다.
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