PEAT(Procedure/airspace Efficiency Assessment Tool)는 비행절차 및 공역 설계 프로그램을 이용하여 설계된 비행절차에 대해, 연료소모, 비행시간, 비행적합성, 소음분석 등의 효율성을 평가한다. 이 중 본 연구에서는 소음 분포 해석을 위한 INM(Integrate Noise Model)의 입력 자료를 생성하는 모듈을 설계하였다. 소음 분포 해석을 위한 INM 입력 파일은 항공기 기종, 소음 모델, 공항 환경, 활주로 트랙, 항공기 운항 횟수, 비행로 등에 관한 데이터를 담고 있어야 하며, 본래 파일 형태의 입력으로 구동하도록 설계되어 있지 않은 INM의 특성상 적절한 파일 형식을 만족시켜야 하는 구속조건 또한 뒤따른다. 따라서 입력될 데이터는 원래 주어진 확장성 마크업 언어(XML)에서 데이터베이스파일(DBF) 변환되도록 설계하였으며, 본 논문에서는 INM의 입력 자료를 제공하고 INM의 소음 분석 결과를 변환하여 저장하는 기능을 갖는 모듈의 설계 결과를 제시한다.
PEAT(Procedure/airspace Efficiency Assessment Tool)는 비행절차 및 공역 설계 프로그램을 이용하여 설계된 비행절차에 대해, 연료소모, 비행시간, 비행적합성, 소음분석 등의 효율성을 평가한다. 이 중 본 연구에서는 소음 분포 해석을 위한 INM(Integrate Noise Model)의 입력 자료를 생성하는 모듈을 설계하였다. 소음 분포 해석을 위한 INM 입력 파일은 항공기 기종, 소음 모델, 공항 환경, 활주로 트랙, 항공기 운항 횟수, 비행로 등에 관한 데이터를 담고 있어야 하며, 본래 파일 형태의 입력으로 구동하도록 설계되어 있지 않은 INM의 특성상 적절한 파일 형식을 만족시켜야 하는 구속조건 또한 뒤따른다. 따라서 입력될 데이터는 원래 주어진 확장성 마크업 언어(XML)에서 데이터베이스파일(DBF) 변환되도록 설계하였으며, 본 논문에서는 INM의 입력 자료를 제공하고 INM의 소음 분석 결과를 변환하여 저장하는 기능을 갖는 모듈의 설계 결과를 제시한다.
PEAT(Procedure/airspace Efficiency Assessment Tool) evaluates the efficiency of the flight procedures designed by Procedure and Airspace Design Program, such as fuel consumption fight time, flyability, noise footprint and etc. For noise footprint analysis among the efficiency metrics, the input gene...
PEAT(Procedure/airspace Efficiency Assessment Tool) evaluates the efficiency of the flight procedures designed by Procedure and Airspace Design Program, such as fuel consumption fight time, flyability, noise footprint and etc. For noise footprint analysis among the efficiency metrics, the input generation module for INM(Integrated Noise Model) was designed in this research. The INM input files shall contain the information about aircraft types, noise model, airport and runway configuration, number of flights, flight routes, and also should be satisfied with the exact file formats for input data, since INM is not originally executable with file inputs. Therefore, it has been designed to convert the input data given in XML file to DBF. In this paper, the design result of the module which has functionalities to generate appropriate input file for INM, and to convert and save the analysis results from INM, is presented.
PEAT(Procedure/airspace Efficiency Assessment Tool) evaluates the efficiency of the flight procedures designed by Procedure and Airspace Design Program, such as fuel consumption fight time, flyability, noise footprint and etc. For noise footprint analysis among the efficiency metrics, the input generation module for INM(Integrated Noise Model) was designed in this research. The INM input files shall contain the information about aircraft types, noise model, airport and runway configuration, number of flights, flight routes, and also should be satisfied with the exact file formats for input data, since INM is not originally executable with file inputs. Therefore, it has been designed to convert the input data given in XML file to DBF. In this paper, the design result of the module which has functionalities to generate appropriate input file for INM, and to convert and save the analysis results from INM, is presented.
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문제 정의
FAA에서는 미국 공항정보를 INM내에 수록하여 해당 공항의 소음 모델을 예측할 수 있도록 하였으며, 공항 정보가 없는 경우에는 해당 정보를 사용자가 직접 입력하여 사용할 수 있다. 또한 단일 비행의 소음을 예측하기 위해 설계된 것이 아니라 일정 시간동안의 운항 스케쥴을 대략적으로 입력하여 그 시간 동안의 평균 소음도를 예측하기 위한 프로그램이다. 비행경로를 예측할 수 있는 비행절차 뿐만 아니라, 공항 및 활주로 형상과 일정시간 동안의 운항 시나리오, 대기 모델, 항공기 종류 등의 추가 정보들 또한 주어져야 한다.
본 논문에서는 INM 시뮬레이션을 통한 소음 분포 해석을 위하여 항공기 기종, 소음 모델, 공항 환경, 활주로 트랙, 항공기 운항 횟수, 비행로 등의 정보를 가진 입력 자료를 생성한다. PEAT 시스템 구성 중 소음 모델 평가 툴의 입력 생성 모듈의 인터페이스 및 구성에 관한 IIGM을 제시한다.
본 논문에서는 비행절차 및 공역 설계프로그램의 효율성 평가 툴 개발을 위한 모듈 중, 소음 분석을 위한 INM 입력 생성 모듈의 설계결과로서, 인터페이스 및 구성에 관하여 설계하고 시스템 구성항목에 대하여 제시하고 Data Flow Diagram과 실행 순서도에 대해 설명한다.
제안 방법
XML to DBF Conversion 항목은 인식된 XML 입력 정보를 INM 입력 정보로 사용할 수 있도록 분류하여 DB(Data-Base) 형식에 적합하도록 각 Field를 생성하고, Record 정보를 반영하여 DBF(dBASE Database File)를 입력으로 생성한다. DBF to ASCII 항목은 INM 입력 파일을 반영한 시뮬레이션 실행 결과로 공항주변 소음분포에 대한 정보파일(DBF)을 텍스트 형태의 ASCII로 변환하여 PADP로 제공하도록 한다.
IIGM(INM Input Generation Module)은 PADP로부터 정보를 제공받아 INM 시뮬레이션을 위한 입력 자료를 생성하고, 소음 분석에 대한 결과를 PADP로 피드백 제공이 가능하도록 설계한다.
FDTM은 비행시간 예측, 연료 소모량 예측, 시간에 따른 위치, 고도, 속도, 가속도, 방위각, 선회각, 상승·하강율, 추력 등 과 같은 비행 역학적 적합성 평가자료를 제공한다. IIGM은 소음평가를 위한 INM 입력 자료를 제공하고, ATAM은 공역 설계 결과 및 전형적인 항공 교통 시나리오를 바탕으로 관제 공역별 항공교통량 추이를 분석하여 결과를 제공한다.
본 논문에서는 INM 시뮬레이션을 통한 소음 분포 해석을 위하여 항공기 기종, 소음 모델, 공항 환경, 활주로 트랙, 항공기 운항 횟수, 비행로 등의 정보를 가진 입력 자료를 생성한다. PEAT 시스템 구성 중 소음 모델 평가 툴의 입력 생성 모듈의 인터페이스 및 구성에 관한 IIGM을 제시한다. IIGM의 Sub-CSC는 입력 자료를 인식하기 위한 XML Handler, 인식된 정보를 INM Tool의 입력으로 변환하는 XML to DBF Conversion, 시뮬레이션 결과를 PADP로 피드백하는 DBF to ASCII로 구성된다.
INM은 기본적으로 비행절차 및 이러한 필요 정보들을 사용자가 직접 GUI를 통해 입력하여 사용하도록 설계된 프로그램이지만, 프로그램의 기능을 분석한 결과 이러한 입력 데이터가 일종의 전처리 과정에서 모두 파일형태로 저장된 후 실제 분석에 사용되는 것을 확인하였으며, 이러한 전처리 과정을 PEAT에서 수행한 후 입력데이터 파일을 INM으로 전달할 수 있는 기능을 구현하기로 하였다. 또한 INM에서 분석한 결과를 적절한 데이터 파일로 변환한 후 저장하여 PADP에서 현시할 수 있도록 하는 기능도 구현될 예정이며, 이와 같은 기능 요구사항을 모아 IIGM(INM Input Generation Module)을 설계하였다.
PEAT는 PADP로부터 비행절차 및 공역 설계의 결과와 평가를 위한 정보를 받아 효율성 평가 분석 결과를 PADP로 피드백을 통한 제공이 가능하도록 한다. 주요 기능은 항공기 비행절차 및 공역 설계 프로그램의 결과로 제시되는 비행절차에 따른 연료소모량, 비행시간 증감, 비행적합성 등을 정량적으로 분석한다. 또한 비행절차에 따른 공항주변 소음 분포 해석을 위한 INM 입력 자료를 제공하고, 공역 설정 변경에 따른 관제공역별 항공교통량 변화 추이 분석 기능을 제공한다[3].
대상 데이터
인터페이스 구성은 그림 1과 같다. 구성요소는 FDTM, IIGM, ATAM으로 구성한다. FDTM은 비행시간 예측, 연료 소모량 예측, 시간에 따른 위치, 고도, 속도, 가속도, 방위각, 선회각, 상승·하강율, 추력 등 과 같은 비행 역학적 적합성 평가자료를 제공한다.
데이터처리
PEAT의 비행절차 및 공역 설계 프로그램을 이용하여 설계 결과의 효율성 평가한다. 전체 시스템의 개요는 PADP로부터 비행절차 및 공역 설계에 대한 정보를 PEAT에서 받아 효율성 평가결과를 PADP로 피드백 한다.
성능/효과
INM은 기본적으로 비행절차 및 이러한 필요 정보들을 사용자가 직접 GUI를 통해 입력하여 사용하도록 설계된 프로그램이지만, 프로그램의 기능을 분석한 결과 이러한 입력 데이터가 일종의 전처리 과정에서 모두 파일형태로 저장된 후 실제 분석에 사용되는 것을 확인하였으며, 이러한 전처리 과정을 PEAT에서 수행한 후 입력데이터 파일을 INM으로 전달할 수 있는 기능을 구현하기로 하였다. 또한 INM에서 분석한 결과를 적절한 데이터 파일로 변환한 후 저장하여 PADP에서 현시할 수 있도록 하는 기능도 구현될 예정이며, 이와 같은 기능 요구사항을 모아 IIGM(INM Input Generation Module)을 설계하였다.
후속연구
향후 개발 중인 소프트웨어에 비행절차가 반영된 AIP DB의 AIXM(Aeronautical Information Exchange Model) 5.1을 적용하여 효용성을 확인할 계획이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
PEAT의 구성요소는 무엇인가?
인터페이스 구성은 그림 1과 같다. 구성요소는 FDTM, IIGM, ATAM으로 구성한다. FDTM은 비행시간 예측, 연료 소모량 예측, 시간에 따른 위치, 고도, 속도, 가속도, 방위각, 선회각, 상승 하강율, 추력 등 과 같은 비행 역학적 적합성 평가자료를 제공한다.
INM이란 무엇인가?
INM은 공항 주변의 항공기 소음을 평가하기 위한 소프트웨어 툴이다. FAA 환경 및 에너지 사무국은 1978년 이래로 미국의 수백 개의 공항 및 전 세계 공항에 대해 항공기로 인한 소음의 영향 평가를 지원하기 위하여 INM 모델을 개발하여 사용하도록 하고 있다.
PEAT에 포함된 기능은 무엇인가?
특히 최근의 프로그램들은 새로 개발되는 비행절차들이 안전성뿐만 아니라 소음감소, 온실가스 배출 감소, 비행시간 절감, 공역의 항공교통 수용능력 증대 등, 사회, 경제적 비용을 줄이고 효율을 높이고자하는 차세대 항행시스템의 목표에 부합할수 있도록 효율성 관련 평가 기능들이 추가되고 있는 추세이며, 이와 같은 효율성 관련 평가기능들로서는 대표적으로 소음분석, 연료소모 예측 등이 있을 수 있다. 이를 위해 PADP의 한 기능 모듈로서 개발하고 있는 PEAT(Procedure/airspace Efficiency Assessment Tool)[1] 에는 소음분석, 비행소요시간 예측, 연료소모 예측, 비행역학적 적합성 평가 등의 기능이 포함되어 있다.
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