KUTAM News

버티포트, V-CDM 도입

2022. 10. 7.

KUTAM News

2022.10.07

버티포트는 UAM의 지상절차가 이루어지는 곳이며, 항공기의 지상 관제 및 조업과 유사한 개념의 업무가 진행된다. 따라서 지상운용에 대해서 효율적인 운영 방안이 필요함은 당연하며 이에 대한 방안으로 A-CDM을 활용할 수 있을 것으로 보인다.

" A-CDM "

(Airport-Collaboative Decision Making)

: 공항 내 항공기 운항 관련 업무를 수행하는 항공교통관제기관, 공항운영자, 항공사, 조업사 등이 기존에 개별적으로 관리하던 항공기이동 및 준비시간정보를 협업기관 간 공유함으로써 항공기 운항시간을 사전에 예측하고 목표시간을 산출/관리하여 신속한 의사결정을 하는 과정. (인천국제공항 A-CDM 소개)

[ A-CDM의 효과 ]

▶ 운항 예측성 향상

▶ 운항 정시성 향상

▶ 불필요한 항공기 이동 및 지상 대기 감소

▶ 연료비용과 탄소배출감소

▶ 주기장 활용성 증대

▶ 인력 및 자원의 최적분배

▶ 공항 및 항공사의 운영 효율성 향상

사실상 A-CDM은 인천공항에 전면도입된 시점이 2017년일 정도로 우리나라에 등장한 지 아주 오래된 개념은 아니다. 공항에서 수많은 작업들이 이루어지는데 작업들 간 연관성은 높지만, 협력적인 업무 효율성은 낮았기에, 이로 인해 발생하는 비효율(항공기 운영상의 경제적 문제 등)을 해결하고자 도입된 체계로 항공기의 지연 등에 대비하여 항공기 순서를 조정하고 그에 따라 가장 최적의 운영을 도모하기 위함이다.

단적인 예시를 들자면 다음과 같다. 교통량이 많아서 공항에서 이륙해야 하는 항공기들이 제 때 이륙하지 못하지만 미리 유도로에서 대기하고 있는 경우, 여러대의 항공기에서 지상지연이 연쇄적으로 발생하게 되며 이에 따라 불필요한 연료소모가 발생하게 된다. 이 때 해당 항공기의 이륙이 얼마나 지연될 지, 언제쯤 푸쉬백을 해야 연료 소모가 가장 적을 수 있을지 등을 고려하여 engine start up 지시를 준다면 조금 더 효율적인 운영이 가능하다는 것이다.

아래 소개할 연구에서는 공항에서 사용되는 A-CDM 체계를 버티포트에 도입할 때 어떤 체계를 구축해야 하는지에 대하여 의견을 제시한다.

[ 도심항공교통(UAM) 버티포트(Vertiport)의 효율적 운영을 위한

CDM 체계 도입 방안 연구 ]
A study on the implementation of the CDM system
for the efficient operation of the Urban Air Mobility (UAM) Vertiport

왼쪽의 표는 항공기와 UAM의 운항절차를 비교하여 나타낸다.

[지상에서 이루어지는 UAM 비행절차 단계]

1. 비행계획

2. 비행 전 단계

3. 지상이동 및 이륙 단계

4. 도착 버티포트 상에서의 지상이동 단계

5. 정지 후 단계

더 세부적인 범위는 '버티포트 지상운용 범위는 이착륙 FATO 지정, 계류장지정, FATO에서 계류장까지 이동경로 지정, 지상요원 할당, 지상이동 지원차량 할당 및 이동경로 지정, 지상 지원장비 할당 및 운용 등의 범위로 항공기의 지상 관제 및 조업의 개념과 유사하다' 라고 말한다.

따라서 공항의 A-CDM을 바탕으로 변형하여 Vertiport-CDM을 제시하는 것이다.

A-CDM과정은 보통 이와 같이 16개의 주요 마일스톤 단위로 제시된다. (공항마다 차이는 존재)

공유되는 시간정보는 비행단계별 관측되는 항공기 이동시간정보, 지상조업 및 운영시간을 구분한 목표시간(Target Time), 예상시간(Estimate Time), 실행시간(Actual Time) 등이며, 그 중에서 목표시간을 의미하는 마일스톤을 세가지 소개하자면 다음과 같다.

1. TOBT 목표 주기장 출발시간 : 주기장에서 출발준비가 완료된 시점

2. TSAT 목표 PUSHBACK 승인시간 : TOBT에서 산출된 TTOT에서 지상이동시간을 고려하여 계산되는 주기장 PUSH BACK 승인 발부 예상 시간

3. TTOT 목표 이륙시간 : 이륙순서를 예측하여 제공되는 목표 이륙 시간

해당 시간들은 돌발상황과 지연이 빈번하게 발생하는 공항의 상황에 따라 지속적으로 업데이트 되어야 효율적인 의사결정을 지원하는 수단이 될 수 있기에 정보공유가 가장 중요하게 여겨지며, 이와 같은 정보는 A-CDM 파트너들이 각자 A-CDM Portal에 입력하는 정보를 바탕으로 유기적으로 산출되고, 관리되는 것으로 보인다.

파트너 별 주요히게 수행하여야 하는 역할 등에 대해서는 더 읽어보기에 참조해 둔 A-CDM Leaflet을 참고하면 된다. 또한, 해외의 경우는 우리나라에서 시행하는 도착 및 출발 마일스톤 외에 조업 마일스톤까지 별도로 관리하기도 한다. 아래 그림들은 A-CDM 과정과 모듈을 도식화 한 것으로 마일스톤들 간의 관계를 자세히 보여준다.

V-CDM (Vertiport-CDM) Milestone 제시

해당 마일스톤은 지금까지 앞에서 소개했던 바와 같이 항공기 운항과 UAM 운영을 비교하여 적합한 마일스톤을 정의한 것이다.

기존의 A-CDM 마일스톤 중 KAC(한국공항공사)의 마일스톤과 가장 유사하지만 제외된 항목이 존재한다. 바로 FIR 마일스톤과 3시간 전 EOBT 마일스톤이다. 이는 UAM 운용 범위가 도심 항공교통 위주이기 때문에 인천 FIR 범위에는 해당되지 않고, 비행시간이 제한적인 점을 근거로 한 것이다. 즉, 근거리의 특성에 맞춰져야 한다는 것이다.

(인천비행정보구역(FIR) : A등급 공역으로, MSL 20,000 ft 초과 60,000 ft 이하의 항공로)

* MSL : Mean Sea Level 평균해면고도

이러한 V-CDM 체계는 ADS-B, 상용 이동통신망(LTE, 5G), 저궤도 위성통신망 등으로 수집한 시간데이터, 감시영상 데이터 상의 시간데이터로 수집하는 이동시간 데이터를 기반으로 운영할 것으로 보이며, 추후 최소지상조업 소요시간 MTTT, 표준지상이동시간 VTT 등의 UAM에 맞는 새로운 정보도 설정할 필요가 있을 것이다.

이렇게 버티포트의 운영 효율성 및 운항 정시성 확보를 도모할 수 있다고 한다.