초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 과제는 2020년을 목표로 진행 중인 항공선진화를 통해 구현될 차세대 항공교통시스템의 필수요소인 항공교통흐름관리 (ATFM) 기법 및 이를 실현할 도구를 개발하는 것을 목적으로 한다.
본 연구의 일차적인 목표는 국제민간항공기구(ICAO)의 항공선진화 의무규정에 맞추어 기존 항공시스템에서 주관적이고 고정적인 정보에 의존해 이루어지던 항공교통흐름관리를 공학적, 체계적으로 운영하는 기반을 마련하는 것이다. 이를 위해 미국이나 유럽 등 항공 선진국들의 사례를 참고하고, 북한과의 대치 상황 등의 국내특수상

연구의 목적 및 내용
본 과제는 2020년을 목표로 진행 중인 항공선진화를 통해 구현될 차세대 항공교통시스템의 필수요소인 항공교통흐름관리 (ATFM) 기법 및 이를 실현할 도구를 개발하는 것을 목적으로 한다.
본 연구의 일차적인 목표는 국제민간항공기구(ICAO)의 항공선진화 의무규정에 맞추어 기존 항공시스템에서 주관적이고 고정적인 정보에 의존해 이루어지던 항공교통흐름관리를 공학적, 체계적으로 운영하는 기반을 마련하는 것이다. 이를 위해 미국이나 유럽 등 항공 선진국들의 사례를 참고하고, 북한과의 대치 상황 등의 국내특수상황을 고려하여 국내 차세대 항공시스템에 적합한 기법을 제시하고 이를 실현할 수 있는 도구를 개발하고자 한다. 또한, 현재 결정적 모델에 의존하고 있는 항공교통흐름관리를 확률적 모델로 접근함으로서, 현재 각국에서 활발히 연구 개발 중인 확률기반 항공관제시스템 (PATM) 분야에 국내 원천기술 및 지식기반을 조성하는 것이 목표이다.
구체적 연구목표는 다음과 같다.
■ 1차년도: 항공교통흐름관리의 실태를 파악하고 경로최적화에 기반한 체계적인 항공교통흐름기법 제시
■ 2차년도: 확률적 항공관제 모델을 개발하고 정량적, 정성적 연구 수행
■ 3차년도: 연구 개발된 모델을 소프트웨어로 개발, 시뮬레이션을 통해 연구결과의 효용성과 안전성 검증

연구결과
■ 1차년도: 항공교통흐름관리의 실태를 파악하고 경로최적화에 기반한 체계적인 항공교통흐름기법 제시
- 기존 국내 교통흐름관리 현황 파악 및 취약점 분석
- 국외 항공선진국 및 인접국가의 항공선진화 현황 및 계획을 파악하고 국내 적용 필요성 및 가능성 분석
- 차세대 항공교통시스템에서 사용될 다양한 차세대항행시스템(CNS/ATM) 기법의 특징 및 상호연관효과 연구
- 최적경로에 기반한 항공교통흐름관리 최적화 모델 제
■ 2차년도:확률적 항공관제 모델을 개발하고 정량적, 정성적 연구 수행
- 기후, 테러 등의 항공교통 장애요인을 확률적 모델로 구현하여 평상시 및 비상시에 항공기의 최적경로를 구하는 기법 개발
- 다양한 확률분포를 활용하여 확률적 최적화 모델의 특성을 정성적으로 분석 정리하여 항공운영 및 항공정책의 전략적 방향 및 기법을 제시
- 동적 모델을 통해 시간차를 이용한 효율적인 공역관리 및 공역사용 극대화 기법 개발
■ 3차년도: 연구 개발된 모델을 소프트웨어로 개발, 시뮬레이션을 통해 연구결과의 효용성과 안전성 검증
- 개발 모델 기반의 소프트웨어 도구 제작
- 시뮬레이션을 통해 제시된 기법이 미래 항공시스템의 교통흐름관리에 가져오는 효용성을 검증
- 차세대 항공시스템에서 대두되는 안전보장문제에 개발된 기법을 적용하여 효용성 검증

연구결과의 활용계획
■ 전 세계적으로 주목받고 있는 확률기반 항공관제분야에서 선도적인 연구를 진행함으로서 국내 원천 기술 확보 및 항공 선진국으로서의 도약의 계기 마련
■ 이미 발생하고 있는 공역의 과부하 문제를 공학적이고 체계적으로 해결
■ 효율적인 항공교통흐름관리를 통해 저탄소 고효율 운영이 가능해지고 친환경 운송수단으로서의 항공교통의 역할 재정의

Abstract ▼

Research Purpose & Content
This research seeks to develop and evaluate both deterministic and stochastic Air Traffic Flow Management (ATFM) optimization models, with the purpose to be utilized in the current and future air transportation systems. South Korea, one of leading states of the Internat

Research Purpose & Content
This research seeks to develop and evaluate both deterministic and stochastic Air Traffic Flow Management (ATFM) optimization models, with the purpose to be utilized in the current and future air transportation systems. South Korea, one of leading states of the International Civil Aviation Organization (ICAO), is facing the challenge to modernize its air transportation system as mandated by the organization by 2020. This research first addresses shortcomings of the current ATFM system by developing a mathematical model to achieve integrated system management. We also study Probabilistic Air Traffic Management (PATM), which has attracted great interests in the ATM community, and propose a stochastic route optimization model when certain challenges inhibits full utilization of the airspace. Software implementation of developed models to simulate and evaluate effectiveness of the proposed models.
The specific objectives are as follows;
■ Year 1: Investigate the current status of ATFM and propose an ATFM optimization model to achieve integrated system management
■ Year 2: Conduct both quantitative and qualitative study of the probabilistic air traffic management (PATM) models
■ Year 3: Software implementation and model evaluations

Research Result
■ Year 1: Investigate the current status of ATFM and propose an ATFM optimization model to achieve integrated system management
- Collect information on the current status of ATFM in S. Korea and analyze its shortcomings
- Determine necessity and applicability of various ATM methodologies currently being utilized in the leading countries such as the United States as well as regional competitors such as Japan and China
- Investigate technical and economical challenges of the key next generation air transportation system CNS/ATM capabilities and study the organic nature of its benefits and shortcomings- Propose and develop an ATFM optimization model that is applicable to the current ATFM
■ Year 2: Conduct both quantitative and qualitative study of the probabilistic air traffic management (PATM) models
- Develop a stochastic route optimization model to hedge the risk factors in the airspace such as weather, disaster, terror, etc
- Apply various probabilistic natures of such risk factors and analyze the model qualitatively to extract critical insights to propose and support national air transportation policy decisions
- Develop a dynamic decision making model to support systematic management of tactical air traffic control
■ Year 3: Software implementation and model evaluations
- Software implementation of proposed models
- Evaluate the effectiveness of proposed models using simulations
- Validate the safety of proposed models in the modernized air transportation system

Expected Contribution
■ Conduct a leading research in the PATM area, which is one of the main focus of ATM research communities worldwide, and set out the opportunity to become a leading country in the future ATM
■ Provide systematic solution to address airspace congestions
■ Redefine the aviation as one of the green transportation mode through the optimal ATFM, which will result in the reduction of carbon footprint of the aviation and increase of the fuel efficiency