[논문]도심권 공항 터미널 환경 개선을 위한 빅 데이터 기반의 항공수요예측

조힘찬; 곽동기; 배정환

doi:10.15207/jkcs.2019.10.8.165

도심권 공항 터미널 환경 개선을 위한 빅 데이터 기반의 항공수요예측
Big Data-Based Air Demand Prediction for the Improvement of Airport Terminal Environment in Urban Area 원문보기

한국융합학회논문지 = Journal of the Korea Convergence Society, v.10 no.8, 2019년, pp.165 - 170

조힘찬 (한서대학교 항공시스템공학과) , 곽동기 (한서대학교 항공기계학과) , 배정환 (한서대학교 공항행정학과)

초록
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2018년 국토교통부의 통계에 따르면, 연평균 항공교통이용자만 국내선 5.07%, 국제선 8.84%가 증가하였다. 한류의 열풍으로 인해 지속적인 외국인 관광객의 수요가 증가하고 있다. 동시에 개인의 삶의 질을 중요시하는 새로운 생활 문화가 자리잡아가고 있으며 이와 더불어 저가 항공사의 출현으로 인해 내국인의 해외 관광 또한 증가하고 있다. 따라서 효율적이고 정확한 항공 수요예측을 진행하여 체계적인 공항 인프라를 조성하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 빅 데이터(big data)를 기반으로 하여 도심권 공항의 국내선 및 국제선 장기 수요예측을 진행하였다. 국내선의 경우 2028년 이후 인구 감소에 따라 공항이용객이 다소 감소할 것이며, 국제선은 GDP증가에 따라 지속적으로 증가할 전망이다. 따라서 미래의 항공수요에 대처하기 위해서는 국내 공항의 여객터미널 개선 및 확충이 절실하다.

Abstract ▼ AI-Helper

According to the statistics of the Ministry of Land Transport and Transportation in 2018, the average annual average number of air traffic users for has increased by 5.07% for domestic flights and 8.84% for international flights. Korea is facing a steady rise in demand from foreign tourists due to the Korean Wave. At the same time, a new lifestyle that values the quality of life of individuals is taking root, along with the emergence of LCC, and Korean tourists' overseas tours are also increasing, so improvement and expansion of domestic airport passenger terminals is urgently needed. it is important to develop a structured airport infrastructure by making efficient and accurate forecasts of aviation demand. in this study, based on the Big Data, long-term domestic and international demand forecasts for urban airports were conducted.. Domestic flights will see a decrease in the number of airport passengers after 2028, and international flights will continue to increase. It is imperative to improve and expand passenger terminals at domestic airports.

주제어

표/그림 (9)

그림 Fig. 1. Total Population and Population Growth Graph
표 Table 1. Domestic Air Passenger Demand
그림 Fig. 2. Domestic Air Passenger Demand
그림 Fig. 3. International Air Passenger Demand
표 Table 2. International Air Passenger Demand
표 Table 3. Domestic Air Cargo Demand
표 Table 4. International Air Cargo Demand
표 Table 5. Domestic Air Transport Demand
표 Table 6. International Air Transport Demand

AI 본문요약
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문제 정의

그러기 위해서는 일단 여객터미널의 개선과 확충을 통해 서비스를 제공할 수 있는 공간을 마련함과 동시에 이동 동선의 간편함을 갖춰야한다. 따라서 본 연구에서는 도심권공항의 장기 항공수요예측을 진행하여, 여객터미널의 증축에 대한 타당성을 마련할 것 이다. 빅 데이터를 기반으로 하여 항공여객 수요예측을 진행할 것이며, 2017년 북핵 및 사드(THADD)문제로 인해 2016년 항공수요 실적을 선정하여 진행하였다.
본 논문은 국내 여객터미널의 개선 및 확충을 위해 빅데이터를 기반으로 하여 장기 수요예측을 진행하였으며, 항공 여객수요를 바탕으로 항공 화물수요와 항공 운항수요를 도출하였다. 연구의 다양성을 위해 국내선의 경우에는 울릉‧흑산 공항을 가정하여 수요를 도출하였고, 국제선의 경우에는 ‘국제선 전세편 운영규정’에 의해 제한된 국제선 수요뿐만 아니라, 향후 운영규정이 해제될 것을 대비하여 증가할 국제선 고성장 시나리오 수요예측을 진행하였다.
본 연구는 빅 데이터 기반의 수요예측을 진행하였다. 빅 데이터는 일상 속의 모든 데이터들의 집합으로, 수집된 대량의 데이터의 결과를 분석하는 것을 의미한다[7].

가설 설정

도심권 공항의 경우 공항공사 통계상 화물기 운항이 없으며, 추후에도 화물기 운항이 없다는 가정 하에 예측하였다. 또한 화물 수요의 대부분은 여객기에 의해서만 발생한다는 특이성을 고려하였다.

제안 방법

빅 데이터를 기반으로 ton/천인 화물 원 단위를 산출하여 앞서 예측한 여객 수요예측 값에 적용하였기에, 여객 수요와 유사한 예측모형이 형성된다[14]. `16년도 도심권공항의 여객 수요 성장률을 빅 데이터에 보정 치로 적용하여 화물 수요 예측을 하였다. 또한 `16년 실적비율을 적용하여 예측한 화물 수요 중에서 순 화물과 수화물을 구분하여 도출하였다.
국내선에서 울릉‧흑산 공항의 경우에는 항공운송실적이 없을 뿐만 아니라 지리적‧사회‧경제적으로 유사한 공항이 없어 울릉‧흑산 공항 타당성평가 보고서를 기반으로 수요를 도출하였다[10]. 2016년 도심권 공항의 실적 데이터 값과 빅 데이터의 모형 추정치의 차이를 보정 치로 적용하여서 도심권 공항의 이용객 예측치를 2045년까지 도출하였다. 2017년 도심권 공항의 여객 수요 실적 데이터는 선정 대상에서 제외되었는데, 그 이유로는 북핵 및 사드문제로 인해 데이터의 신뢰성에 문제가 있어 제외되었다.
국제선 화물수요예측 방법도 통계상 화물기 운항이 없고 앞서 예측한 여객수를 기준으로 산출하므로 여객 수요와 유사한 예측모형이 형성된다. ton/천인 화물 원 단위 산출하여 국제선 기본시나리오와 고성장시나리오 수요 예측 값에 적용하여 국제선 화물 수요를 도출하였다. 또한 `16년 실측 화물수요(순 화물+여객 수화물)중 순 화물(약 40.
또한 `16년 실적비율을 적용하여 예측한 화물 수요 중에서 순 화물과 수화물을 구분하여 도출하였다.ton/천인 화물 원 단위를 산출하여 앞서 예측한 국내여객수요 모형에 적용하여 국내선 화물수요를 도출한 후, `16년 국내선 화물 노선 중 제주권(약 89.4%)과 내륙권(약 10.6%)비율을 적용하여 제주와 내륙을 구분하였다. 또한, `16년 실측 화물수요(순 화물 + 여객 수화물)중 순화물(약 51.
2017년 도심권 공항의 여객 수요 실적 데이터는 선정 대상에서 제외되었는데, 그 이유로는 북핵 및 사드문제로 인해 데이터의 신뢰성에 문제가 있어 제외되었다. 국내선 여객수요예측 방법으로는 수요 도출 수식과 빅 데이터를 이용하여 도심권 공항의 국내선 총계를 도출 한 후, 16년도 공항공사 통계상의 실적 값과 차이를 보정 치로 하여 국내선 총 수요를 재 도출하였다. 통계상의 실적 값에서 내륙권(약 18.
본 연구에서는 빅 데이터를 기반으로 하여 수요 도출 과정을 수식으로 나타내어 수요를 예측하였다. 그 후 본 연구와 각각 특성에 맞는 기존 연구 보고서들을 검토 및 분석하여 필요부분을 보완하였다.
도심권공항의 운항수요의 경우 화물기 운항이 없기 때문에 여객기만 고려하였으며, 앞서 예측한 여객수요를 항공기의 평균 공급좌석으로 나눠 운항수요를 산출하였다. 그러나 국내선 항공기의 경우 모두 동일한 공급좌석인 약 157개로 통일하는 것을 기본으로 하였으나, 울릉‧흑산공항은 소형항공기를 기준으로 공급 좌석이 약 40개이기 때문에 두 가지의 시나리오로 분류하여 국내선 운항수요를 도출하였다. 전체 운항횟수에 대해 `16년 기준 운항비율 적용하여 내륙권(약 26.
46%)을 4,000만 델파이에 반영하여 도심권 공항 노선-제주 노선 델파이를 도출하였다. 델파이를 고려한 제주 권과 기존의 내륙권의 데이터를 합하여, 최종 국내선 수요를 예측하였다. Eq.
도심권공항의 운항수요의 경우 화물기 운항이 없기 때문에 여객기만 고려하였으며, 앞서 예측한 여객수요를 항공기의 평균 공급좌석으로 나눠 운항수요를 산출하였다. 그러나 국내선 항공기의 경우 모두 동일한 공급좌석인 약 157개로 통일하는 것을 기본으로 하였으나, 울릉‧흑산공항은 소형항공기를 기준으로 공급 좌석이 약 40개이기 때문에 두 가지의 시나리오로 분류하여 국내선 운항수요를 도출하였다.
`16년도 도심권공항의 여객 수요 성장률을 빅 데이터에 보정 치로 적용하여 화물 수요 예측을 하였다. 또한 `16년 실적비율을 적용하여 예측한 화물 수요 중에서 순 화물과 수화물을 구분하여 도출하였다.ton/천인 화물 원 단위를 산출하여 앞서 예측한 국내여객수요 모형에 적용하여 국내선 화물수요를 도출한 후, `16년 국내선 화물 노선 중 제주권(약 89.
6%)비율을 적용하여 제주와 내륙을 구분하였다. 또한, `16년 실측 화물수요(순 화물 + 여객 수화물)중 순화물(약 51.8%)비율을 고려하여 순 화물 예측치를 산출하였다. 울릉‧흑산 공항의 경우 소형항공기를 적용해야하나, 화물 수용 능력이 미지이므로 여객수를 기준으로 수요예측을 진행하여 Table 3에 나타내었다.
그러나 국내선의 제주권의 경우에는 계량경제학적 모형을 기본 모형으로 선정하고 최종으로 델파이 기법을 적용하여 수요를 도출하였다[9]. 본 연구에서는 빅 데이터를 기반으로 하여 수요 도출 과정을 수식으로 나타내어 수요를 예측하였다. 그 후 본 연구와 각각 특성에 맞는 기존 연구 보고서들을 검토 및 분석하여 필요부분을 보완하였다.
최근 방대한 양의 데이터 보유가 가능해지면서 빅 데이터 분석을 통한 연구들이 늘어나고 있는 추세이며 다양한 산업 분야와 정부기관 등에서 활용되고 있다[8]. 본 연구에서는 선행 연구들의 경우 정부에서 공식적으로 발표된 수치이기 때문에 선행 연구들을 검토 및 분석하여, 다양한 항공수요예측 방법론을 수용하였다. ‘제5차 공항개발 중장기 종합계획(2015)’에 따르면 여객수요예측의 경우 계량경제학적 모형을 기본 모형으로 사용하였으며, 독립변수로 인구수, GDP, KTX, LCC등을 선정하여 회귀모형을 구축하였다.
그러나 지속적인 국제선 수요의 증가로 인해 국제선 노선의 추가 확충이나 향후 운영규정이 해제될 것을 대비하여 증가할 국제선 수요를 미리 예측하였다. 본 연구에서는 인천 국제공항과 도심권 공항의 2,000km이내에 취항하는 동일한 운항사에 대한 비율을 구한 후, `16년 기준으로 공통항공사들의 성장률을 도심권 공항의 기본시나리오 수요에 적용하여 고성장 시나리오 수요를 도출하였다. 국제선의 경우 세계의 이슈들에 따라 수요가 급변하는 상황이므로 적은 독립변수들을 적용하여 수요예측을 진행하여 Table 2에 나타내었다.
연구의 다양성을 위해 국내선의 경우에는 울릉‧흑산 공항을 가정하여 수요를 도출하였고, 국제선의 경우에는 ‘국제선 전세편 운영규정’에 의해 제한된 국제선 수요뿐만 아니라, 향후 운영규정이 해제될 것을 대비하여 증가할 국제선 고성장 시나리오 수요예측을 진행하였다.
그러나 제주권의 경우 지리적 변수로 인해, 제주도 자체의 포화수용인원 `30년 최대 4,000만의 델파이로 고정되어 있다[11]. 이러한 변수로 인해 `12-`16년 실적 기준 제주-국내선 대비 제주-도심권공항 노선의 평균 비율(약 64.46%)을 4,000만 델파이에 반영하여 도심권 공항 노선-제주 노선 델파이를 도출하였다. 델파이를 고려한 제주 권과 기존의 내륙권의 데이터를 합하여, 최종 국내선 수요를 예측하였다.

대상 데이터

국제선의 경우 GDP의 변수가 가장 크게 작용하여, 1인당 GDP 증가 추세에 따라 공항이용객이 계속적으로 증가할 것으로 전망된다. 본 연구대상인 도심권 공항의 경우 국제선 전세편 운영규정에 따라 반경 2,000km 이내 운항거리와 정기편 전세기 취항의 제한되어있다[13]. 그러나 지속적인 국제선 수요의 증가로 인해 국제선 노선의 추가 확충이나 향후 운영규정이 해제될 것을 대비하여 증가할 국제선 수요를 미리 예측하였다.
따라서 본 연구에서는 도심권공항의 장기 항공수요예측을 진행하여, 여객터미널의 증축에 대한 타당성을 마련할 것 이다. 빅 데이터를 기반으로 하여 항공여객 수요예측을 진행할 것이며, 2017년 북핵 및 사드(THADD)문제로 인해 2016년 항공수요 실적을 선정하여 진행하였다. 항공여객수요를 바탕으로 하여 항공화물 및 운항수요예측도 진행하였다[5].
국내선 여객수요예측 방법으로는 수요 도출 수식과 빅 데이터를 이용하여 도심권 공항의 국내선 총계를 도출 한 후, 16년도 공항공사 통계상의 실적 값과 차이를 보정 치로 하여 국내선 총 수요를 재 도출하였다. 통계상의 실적 값에서 내륙권(약 18.94%)과 제주권(약 81.06%)의 비율을 구하여 국내선 전체 여객수요에 반영하였다. 그러나 제주권의 경우 지리적 변수로 인해, 제주도 자체의 포화수용인원 `30년 최대 4,000만의 델파이로 고정되어 있다[11].

성능/효과

D_L(y)는 y공항 내륙노선 수요이다. 마지막으로 델파이적용한 제주노선 수요와 내륙노선 수요를 합한 D.D_F(y)는 y공항 국내선 최종수요이다. 국내선 중 제주노선의 비율이 높아(약 81.

후속연구

그러나 섬이라는 지리적 변수로 인해 제주도의 포화수용능력이 ‘30년 이후 4,000만 델파이로 정해져 있으며, 28년 이후 지속적인 인구감소로 인해 본 연구에서 국내선 수요예측 전망이 ‘28년 이후 수요가 정체되는 현상이 보인다. 그러나 아직까지는 꾸준히 증가하는 추세이며, 추후 제주도의 델파이 수요가 바뀐다면 국내선 또한 국제선과 마찬가지로 지속적으로 증가하는 추세로 변할 것이다. 향후 연구에서는 이번 연구를 바탕으로 하여, 첨두수요예측을 진행할 것이며, 장기적으로는 울릉‧흑산 공항에 관한 연구를 추가적으로 진행하여 본 연구의 부족한 부분을 채워나갈 예정이다.
그러나 아직까지는 꾸준히 증가하는 추세이며, 추후 제주도의 델파이 수요가 바뀐다면 국내선 또한 국제선과 마찬가지로 지속적으로 증가하는 추세로 변할 것이다. 향후 연구에서는 이번 연구를 바탕으로 하여, 첨두수요예측을 진행할 것이며, 장기적으로는 울릉‧흑산 공항에 관한 연구를 추가적으로 진행하여 본 연구의 부족한 부분을 채워나갈 예정이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	빅 데이터란 무엇인가?	본 연구는 빅 데이터 기반의 수요예측을 진행하였다. 빅 데이터는 일상 속의 모든 데이터들의 집합으로, 수집된 대량의 데이터의 결과를 분석하는 것을 의미한다[7]. 최근 방대한 양의 데이터 보유가 가능해지면서 빅 데이터 분석을 통한 연구들이 늘어나고 있는 추세이며 다양한 산업 분야와 정부기관 등에서 활용되고 있다[8].
	서비스 공항이 되기위해 어떠한 것을 갖춰야 하는가?	앞서 보았던 통계들을 보면, 이는 더 이상 공항은 비행기를 타고 내리는 단순한 장소가아니라 다양하고 질 좋은 서비스를 제공하여 사용자에 맞는 서비스 공항이 되어야한다. 그러기 위해서 는 일단 여객터미널의 개선과 확충을 통해 서비스를 제공할 수 있는 공간을 마련함과 동시에 이동 동선의 간편함을 갖춰야한다. 따라서 본 연구에서는 도심권공항의 장기 항공수요예측을 진행하여, 여객터미널의 증축에 대한 타당성을 마련할 것 이다.
	내국인의 해외 관광이 증가하고 있는 이유는?	한류의 열풍으로 인해 지속적인 외국인 관광객의 수요가 증가하고 있다. 동시에 개인의 삶의 질을 중요시하는 새로운 생활 문화가 자리잡아가고 있으며 이와 더불어 저가 항공사의 출현으로 인해 내국인의 해외 관광 또한 증가하고 있다. 따라서 효율적이고 정확한 항공 수요예측을 진행하여 체계적인 공항 인프라를 조성하는 것이 중요하다.

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표제어: PCR

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용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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