[논문]인천국제공항 제4활주로 건설 타당성 연구

최동엽; 신중하; 장찬혁; 박성도

doi:10.12985/ksaa.2019.27.2.037

인천국제공항 제4활주로 건설 타당성 연구
A Study on feasibility for runway development -IIAC 4th runway construction case study- 원문보기

한국항공운항학회지 = Journal of the Korean Society for Aviation and Aeronautics, v.27 no.2, 2019년, pp.37 - 46

최동엽 (인천공항공사) , 신중하 (인천공항공사) , 장찬혁 (한국종합기술) , 박성도 (한국종합기술)

Abstract ▼ AI-Helper

Although This study is to produce various considerations for the proper time and feasibility of new runway with Incheon international airport $4^{th}$ runway development case. In order to validate the feasibility of runway development, it is main considerations to be increased airport capacity for accommodating increase air traffic demand, secure stable airport operation without degrading service level, cope with emergency situation and maintain competitive among competitive airports which are developing new runway. Conclusionally, to develop new runwlay at the proper time for sustainable and stable airport operation without stop is the best way of maintaining competitiveness among foreign competitive airports.

주제어

표/그림 (23)

표 Table 1. Runway status and construction time
표 Table 2. Runway construction and demands
그림 Fig 1. Change of delay time
그림 Fig 2. Traffic demands vs delay (Europe)
그림 Fig 3. Permissible delay time
그림 Fig 4. monthly frequency traffic of the overseas airports
그림 Fig 5. Operation days of overseas airports
표 Table 3. Runway practical capacity
그림 Fig 6. Times frequency operation of overseas airports
그림 Fig 7. Operation time of overseas airports
그림 Fig 8 . Operation time of record and forecast
표 Table 4. 인천공항활 주로 체계별 연간 수용능 력
그림 Fig 9 . Arrival epoch of demand and capacity
그림 Fig 10 . Number of operation in the third runway colse
표 Table 5. Arrival epoch of demand and capacity
표 Table 6. Number of operation(year) and develop time
그림 Fig 11. Maintenance of overseas airports
표 Table 7. Maintenance of overseas airports
표 Table 8 . Runway L CC
그림 Fig 12. long-term and overall maintenance cyclical system
그림 Fig 13. Airbus aircraft accident
그림 Fig 14. L ast five years airports record
표 Table 9 . development plan of overseas airports

AI 본문요약
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문제 정의

이에 인천공항은 주변 경쟁공항의 공격적인 공항 확장에 대비하고, 항공운송 환경 변화 및 급격한 항공수요 증가에 따른 안정적인 시설능력 확보를 위해서 인천공항 4단계 건설 기본계획 변경고시(9차, ’17.11)를 통해 제4활주로를 추가 건설하는 것으로 계획하였다.
인천공항 제4활주로 사례를 통하여 향후 국내외 대형공항 활주로 건설 시 타당성확보를 위해 검토가 필요한 다양한 요소들을 제시하고자 한다.
활주로 건설시기는 일반적으로 항공수요와 활주로 수용능력을 고려하여 결정되므로 수용능력에 대한 정의와 수용능력 산출방법을 제시하고, 인천공항 4단계 건설사업 제4활주로 사례연구를 통해 적절한 건설시기 결정과 건설 타당성 확보를 위한 항공수요, 공항 운영성, 비상시 대응성, 해외공항 사례 등의 다양한 검토 요소들을 도출하고자 한다.

제안 방법

활주로 수용능력은 시간당 수용능력과 연간수용능력으로 구분되며, 인천공항 시간당 수용능력은 시뮬레이션(TAAM)을 통해 현 공역상황을 기준으로 산정하였다.

대상 데이터

활주로 건설 타당성 연구대상으로 인천공항 제4활주로 사례를 선정하였으며 인천공항의 활주로 현황은 다음과 같다.

성능/효과

다만, 운영시간(H)의 경우 비첨두시간 활성화를 통해 두바이 공항과 같이 효율적으로 운영하는 경우 4개 활주로의 연간수용능력이 65만회에서 75만회(H 18.5 적용)로 약 18% 증가 가능한 것으로 나타났다. 두바이 공항은 지리적으로 유럽과 아시아의 중간에 위치하고, 야간시간대 환승할 경우 유럽과 극동아시아지역 간 이동시간 고려시 비첨두시간 및 Curfew시간을 피해 운영이 가능한 지리적 이점이 있으나, 인천공항은 극동지역에 위치하여 야간시간대 활용에 제한이 있다.
또한 FAA지침 역시 연간수용능력의 60∼75% 수준에서 활주로 개발계획을 수립하고, 80% 수준 에서 활주로 개발 진행이 필요한 것으로 권고8) 하고 있어 최근 수요증가추세와 현 활주로 수용능력 고려 시 2024년 4개 활주로 운영이 필수적이며, 2019년 활주로 개발이 진행되어야 하는 것으로 분석되었다.
시뮬레이션 결과 현 체계(3개)에서는 RECAT 적용 시 시간당 89회를 처리가능하고, 제4활주로 건설 시 시간당 107회, 향후 첨단항공교통기술(출도착관리시스템 및 PBN절차 등) 도입 및 북한 공역 개선 시 116회까지 처리할 수 있는 것으로 분석되었다. 다음은 연간 수용능력을 산정하는 방법이며, 최근 공항별 운영 스케쥴 특성 반영이 가능한 연간 수용능력을 통해 활주로 건설시기를 결정하는 경우가 증가하고 있다.
인천공항의 기온 차는 40도 수준이며, 동절기에는 온도가 0℃ 이하로 떨어지므로 포장유지관리 조건이 불리한 반면, 주요경쟁공항의 경우 기상조건이 상대적으로 양호하며 야간부분보수 위주로 시행하거나 전면보수 시 활주로를 전면 폐쇄하고 대체공항(두바이→알막툼)을 활용중인 것으로 조사되었다.
제1,2활주로 건설 직후 제3활주로 건설을 계획하게 된 이유는 수요 증가와 함께 급변하는 해외항공시장의 변화 및 2008년 북경올림픽을 대비한 조기완공이 필요하였으며, 약 7년이 소요되는 건설 기간을 고려시 2001년 1단계 완공과 동시에 제3활주로 추가 건설에 대한 계획이 추진되었다.
제3활주로 폐쇄 시 제1, 2활주로만으로 운영하는 경우 활주로 용량은 89회에서 50회로 감소하며, TAAM시뮬레이션 결과 2023년 운항스케쥴을 처리시 전체 운항횟수 중 70%만 처리가능하여 대당 평균 42분 지연이 발생하는 것으로 분석되었다. 이는 3활주로 폐쇄가 발생한다면 증가하는 항공수요를 처리할 수 없어 공항운영이 마비될 수 있는 심각한 상황임을 알 수 있다.
해외공항처럼 야간작업으로 가능하지만 폐쇄를 통한 주간 전면유지보수가 포장품질을 고려한 생애주기비용(LCC) 산정결과, 54억원의 절감 효과가 있는 것으로 분석되었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	본문에서 정의한 절대용량(Ultimate Capacity)이란?	- 절대용량(Ultimate Capacity): 1시간 동안 처리할 수 있는 최대항공기 운항횟수(지연 무관) 즉, 수요증가에 따른 항공기 처리량이 더 이상 증가하지 않을 때 활주로의 시간당 항공기처리량
	실용용량의 산정기준을 수정한 이유는?	실용용량의 산정기준인 항공기당 평균 지연시간 4분/대는 1960년대 FAA에 의해 설정되었으나, 최근 항공수요의 증가로 대부분의 대형공항에서는 첨두시간대에 4분 이상의 지연운영이 빈번하며, 유럽은 5∼10(분/대)의 지연기준을 적용하여 실용용량을 산정하고 있다3). (<그림-2> 참조)
	항공기 지연이 평균 5분 이상이 되면 어떤 결과를 초래하는가?	이 지점을 넘어설 경우, 교통량이 조금 증가하거나, 악기상, 또는 어떠한 다른 문제들에 의해 장시간의 지연으로 이어질 수 있다. 이는 비행스케줄을 혼란시키거나 항공교통 관제사의 과도한 업무부하를 초래할 수 있다.” 다음 그림은 운항수요 증가에 따라 평균지연시간이 기하급수적으로 변하는 특성을 보여주고 있다.

참고문헌 (7)

long-term development strategy report for Incheon international airport 4 stages. 2016
Federal Aviation Administration, National Plan of Integrated Airport System(2001-2005), August, 2002
BAA Airports: Final Report. Appendix 4.2, Capacity constraints at BAAs London Airpots, 2010
Transportation Research Board, Airport Cooperative Research Program Report 104: Defining and Measuring Aircraft Delay and Airport Capacity Thresholds, 2012
FAA AC 150/5060-5 Airiport Capacity and Delay,1989
FAA Order 5090.3C FIELD FORMULATION OF THE NATIONAL PLAN OF INTEGRATED AIRPORT SYSTEMS (NPIAS), 2000
Basic and detaile design report (4Runway) for Incheon international airport 4 stages. 2018

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