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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 백호종
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 한국항공대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수21
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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최근 지속적으로 증가하는 항공교통량으로 인하여 매우 빠른 속도로 공역의 과밀화가 진행되고 있다. 증가하는 항공교통량의 효과적 관리를 위해 최근 많은 선진국에 의해 제시된 항공교통관리(ATM)는 과거 항공관제 분야에 국한된 범위를 뛰어넘어 항행시설, 공항, 운항, 항공정보, 관제 등 항공교통의 전 분야를 유기적으로 연결하여 운영의 시너지를 극대화하는 개념으로 발전하고 있으며, 위성 등 신기술과 항공 전자공학 등 진일보한 항공 관련 기술들을 반영하여 미래 항공교통 환경을 구축해 가고 있다. 효율적 공역운영과 항공교통흐름관리(ATFM)는 공역 수용량 최대화와 지연을 최소화하는 항공교통관리를 위한 상호 보완적 존재로서 이에 관한 이론적이고 정책적인 연구가 필요한 시점이다.
이에 본 연구에서는 국내에 적합한 효율적인 항공교통흐름관리 활용 방안을 모색하여 향후 국내에서 수요-수용량 관리를 수행할 수 있는 기반을 마련하고자 하였다.
본 논문에서는 제주국제공항을 중심공항으로 선정하고, 항공기 운항 1일전 비행계획을 기준으로 사전전술(Pre-tactical) 기획단계에서 지상지연 프로그램(GDP)의 적용에 따른 효과 및 타당성을 확인하고자 하였다. 분석을 위해 제주 공항을 포함한 우리나라 전 공항 및 모든 항로에 대한 Fast-time 시뮬레이션 모형을 구축하였으며, 상당한 공중지연이 발생했던 2014년 8월3일의 운항스케줄에 대한 시뮬레이션 분석을 수행하여 제주공항 도착 항공기의 공중지연을 예측하였다. 과도한 공중지연이 예상되는 항공기의 출발지 공항에서 출발시간을 조정하고 이에 대한 효과를 분석하였다
구 분
공중지연시간
게이트-게이트시간1)
비행시간
도착시간 증감
전체운항시간2)
GDP 미적용
10.1
127.4
66.5
-
127.4
5분 분리 적용
9.5
126.0
65.3
2.0
127.6
알고리즘적용
4.2
120.8
60.1
3.0
130.5
김포→제주 노선의 항공기당 평균 운항효율성 (단위 : 분/대)
1) 게이트-게이트시간 = ATA-ATD, 2) 전체운항시간 = ATA-STD
(ATA: Actual Time Arrival, ATD/STD: Actual/Scheduled Time Departure)
분석결과, 김포→제주 노선의 비행시간은 GDP 미적용시 66.5분에서 GDP 알고리즘 적용이후 60.1분으로 6.4분의 체공시간이 감소할 수 있는 것으로 분석되었다. 또한 알고리즘 적용에 따라 항공기당 평균 공중지연시간이 10.1분에서 4.2으로 감소와 출발 게이트에서 도착하는 게이트 시간도 역시 5.9분의 시간 감소 효과를 보이는 것으로 분석되었다. 그 만큼의 항공기 연료소비 절감과 관제사의 업무량을 감소시킬 수 있을 것으로 나타났다. 한편, GDP 적용으로 인한 평균 지상지연 시간은 9.7분(=130.5분-120.8분)이며, 제주공항 항공기의 도착시간은 (미적용시 항공기 도착시간과 비교하여) 평균 3.0분 증가하는 것으로 분석되었다. 이는, GDP 적용으로 항공기가 출발시간이 (미적용시 항공기 출발시간과 비교하여)) 약 10분정도 지연되지만, GDP에 의한 공중지연 감소로, 최종적인 제주공항 도착시간은 항공기당 평균 3.0분 늦게 도착한다는 것을 의미한다.
이는 교통량이 집중되는 시간대의 교통량이 분산됨에 따라, 공역 내 혼잡성 감소로 도착항공기의 공중지연이 상당 수준 개선될 수 있는 것으로 나타났다. 또한 분석결과는 매우 고무적인 것으로 지상지연 프로그램은 효율적인 항공교통흐름에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.
이에 본 연구에서는 국내에 적합한 효율적인 항공교통흐름관리 활용 방안을 모색하여 향후 국내에서 수요-수용량 관리를 수행할 수 있는 기반을 마련하고자 하였다.
본 논문에서는 제주국제공항을 중심공항으로 선정하고, 항공기 운항 1일전 비행계획을 기준으로 사전전술(Pre-tactical) 기획단계에서 지상지연 프로그램(GDP)의 적용에 따른 효과 및 타당성을 확인하고자 하였다. 분석을 위해 제주 공항을 포함한 우리나라 전 공항 및 모든 항로에 대한 Fast-time 시뮬레이션 모형을 구축하였으며, 상당한 공중지연이 발생했던 2014년 8월3일의 운항스케줄에 대한 시뮬레이션 분석을 수행하여 제주공항 도착 항공기의 공중지연을 예측하였다. 과도한 공중지연이 예상되는 항공기의 출발지 공항에서 출발시간을 조정하고 이에 대한 효과를 분석하였다
구 분
공중지연시간
게이트-게이트시간1)
비행시간
도착시간 증감
전체운항시간2)
GDP 미적용
10.1
127.4
66.5
-
127.4
5분 분리 적용
9.5
126.0
65.3
2.0
127.6
알고리즘적용
4.2
120.8
60.1
3.0
130.5
김포→제주 노선의 항공기당 평균 운항효율성 (단위 : 분/대)
1) 게이트-게이트시간 = ATA-ATD, 2) 전체운항시간 = ATA-STD
(ATA: Actual Time Arrival, ATD/STD: Actual/Scheduled Time Departure)
분석결과, 김포→제주 노선의 비행시간은 GDP 미적용시 66.5분에서 GDP 알고리즘 적용이후 60.1분으로 6.4분의 체공시간이 감소할 수 있는 것으로 분석되었다. 또한 알고리즘 적용에 따라 항공기당 평균 공중지연시간이 10.1분에서 4.2으로 감소와 출발 게이트에서 도착하는 게이트 시간도 역시 5.9분의 시간 감소 효과를 보이는 것으로 분석되었다. 그 만큼의 항공기 연료소비 절감과 관제사의 업무량을 감소시킬 수 있을 것으로 나타났다. 한편, GDP 적용으로 인한 평균 지상지연 시간은 9.7분(=130.5분-120.8분)이며, 제주공항 항공기의 도착시간은 (미적용시 항공기 도착시간과 비교하여) 평균 3.0분 증가하는 것으로 분석되었다. 이는, GDP 적용으로 항공기가 출발시간이 (미적용시 항공기 출발시간과 비교하여)) 약 10분정도 지연되지만, GDP에 의한 공중지연 감소로, 최종적인 제주공항 도착시간은 항공기당 평균 3.0분 늦게 도착한다는 것을 의미한다.
이는 교통량이 집중되는 시간대의 교통량이 분산됨에 따라, 공역 내 혼잡성 감소로 도착항공기의 공중지연이 상당 수준 개선될 수 있는 것으로 나타났다. 또한 분석결과는 매우 고무적인 것으로 지상지연 프로그램은 효율적인 항공교통흐름에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.
목차
제 1 장 서 론 11.1 연구의 배경 및 목적 11.2 연구의 범위 41.3 연구 방법 6제 2 장 기존 문헌 고찰 92.1 항공교통흐름관리(ATFM) 92.1.1 항공교통흐름관리(ATFM) 개념과 목적 92.1.2 각국의 항공교통흐름관리 운영 15가. 미국의 항공교통흐름관리 운영 15나. 유럽의 항공교통흐름관리 운영 16다. 우리나라의 항공교통흐름관리 운영 202.2 지상지연프로그램(Ground Delay Program) 252.2.1 미국 지상지연프로그램 252.2.2 유럽의 지상지연프로그램 312.3 지상지연방법 이론적 고찰 33제 3 장 제주공항 지상지연 프로그램 적용방안 353.1 항공교통시뮬레이션 개요 353.2 시물레이션 기반 지상지연시간 산정 알고리즘 403.3 시물레이션 모형과 알고리즘 연계 42제 4 장 자료 수집 및 분석 454.1 자료수집 및 시뮬레이션 구축 454.1.1 자료수집 45가. 공역 및 공항시설 45나. 항공교통수요 504.1.2 시뮬레이션 모형구축 524.2 시뮬레이션의 분석 및 결과 57제 5 장 결론 625.1 결론 625.2 향후 과제 64참 고 문 헌SUMMARY
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