• 한국항행학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.201-209
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• 2024

본 논문은 운항사 시각에서 접근한 저밀도 도심항공교통(UAM) 운항통제 운영 개념 연구를 다루고 있다. 인구수 천만 이상의 메가시티의 증가와 이로 인한 지상교통 혼잡, 환경 오염, 미래 도시 인프라의 공급과 수요 문제 등 사회적인 문제가 이슈됨에 따라, 도시 내 교통 혼잡의 중요한 해결책으로 UAM이 전세계적으로 큰 관심을 받고 있다. UAM은 친환경적인 전기 수직 이착륙(eVTOL) 기술을 탑재하며, 도심 내외 주요 지점 간의 이동 서비스를 제공하는 차세대 교통 시스템으로 정의된다. UAM 시장은 초기 실용화 단계에서부터 성장기를 거쳐, 성숙기 자동화 단계까지 저밀도에서 고밀도 환경으로 점차 성숙해감에따라, 안전한 UAM 운영을 위해서는 성장 단계별 UAM 운항 통제에 대한 새로운 개념과 시스템이 요구된다. 본 연구에서는 UAM 시장 초기인 저밀도 운영환경 에서의 운영 제어 개념, 중요 인프라, 운영 시나리오 등을 운항사 시각에서 살펴보며, UAM 운항 초기 단계인 저밀도 환경내에서 UAM 운항통제 운용개념을 분석하여 UAM의 안전하고 효율적인 운항에 기여하고자 한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.163-171
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• 2024

기존 항공교통관리 (ATM; air traffic management) 체계에서는 항공기 위치 및 세부 운항 정보와 함께 항공기 운항의 안전성을 보장하기 위하여 다양한 형태의 안전 경고 기능을 항적 정보를 기반으로 함께 제공한다. 도심항공교통(UAM; urban air mobility)을 대상으로 한 도심항공교통관리(UATM; urban air traffic management) 체계에서도 UAM 운항의 안전성을 보장하기 위한 안전 경고 기능이 제공되어야 한다. UAM의 운항 환경을 고려하였을 때 기존 ATM 체계에서 준용하는 수준과 동등한 또는 더 높은 수준의 안전 경고 기능이 제공되어야 한다. 본 연구는 UAM 도입 및 상용화 단계에 앞서 기존 ATM 체계에서 제공하는 안전 경고 기능과 다른 새로운 UATM 체계의 안전 경고 기능을 제시하고자 한다. UAM의 경로 이탈 발생 시 제공되어야 하는 안전 경고 기능을 중심으로 연구를 진행하였으며 접근 단계에서 적용되는 APM (approach path monitor) 및 순항 단계에서 적용되는 RAM (route adherence monitoring) 두 가지 부분으로 나누어 안전 경고 기능 구축을 진행하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.125-135
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• 2022

최근 항공산업 분야의 최대 이슈로 부각되고 있는 UAM(Urban Air Mobility)은 국내 뿐아니라 국제적으로 많은 관심이 집중되고 있다. 현재 우리나라는 미래 K-UAM 운용개념서 제정 등 정부 및 산학연을 중심으로 활발한 연구가 진행되고 있으나 아직까지 비행안전의 핵심 요소인 K-UAM 운용 환경에 대한 위험도 평가 방안은 마련되어 있지 않다. 따라서 본 논문에서는 유럽 JARUS(Joint Authorities for Rulemaking on Unmanned Systems)에서 제정한 SORA(Specific Operation Risk Assessment) 모델을 적용하여 정부가 추진하고 있는 화물 운송 목적의 K-UAM 운용 환경 및 특정 회랑을 대상으로 위험도를 평가하고 그에 따른 결과 분석을 통해 위험도 완화를 위한 정책 및 기술적 방안을 제시하고자 한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.330-336
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• 2023

급격한 도시화는 전 세계적으로 도시화가 빠르게 진행되면서 교통 혼잡 및 환경오염, 소음 공해 등의 도시문제가 대두하고 있으며, 이러한 도시 집중화 현상으로 시간 낭비와 이로 인한 경제적 손실이 발생하고 있다. 이를 해결하기 위한 도심 항공 모빌리티(UAM; Urban Air Mobility)는 3차원 미래형 도시 교통수단으로, 도로·철도·개인교통수단과 연계한(Seamless) 교통서비스(MaaS; Mobility as a Service)로 스마트시티의 중요한 교통축으로 자리 잡을 전망이다. 그러나 2023년 7월 현재, UAM 운용을 위한 공역체계, 버티포트 설계, 항법, 통신 등과 관련된 연구는 활발히 이루어지고 있으나, 조종사 교육·훈련에 대한 개념 정립, 교육·훈련 프로그램에 대한 연구는 거의 이루어지고 있지 않은 것이 현실이다. 이에 본 논문에서는 미국과 유럽의 수직이·착륙(VTOL) 조종사 교육·훈련 프로그램을 SWOT 분석 방법을 통해, 국내 조종사 양성체계에 적합한 방안을 제시하고자 한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.262-268
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• 2023

2025년을 목표로 UAM을 상용화하겠다는 정부의 의지를 바탕으로 국가기관과 전 세계 기업을 중심으로 UAM 기체 개발을 포함한 여러 분야에서 놀라운 성과를 이뤄내고 있다. 또한 최근에는 도심항공모빌리티(UAM) 개념을 기반으로 도심 항공 운용과 관련이 없는 장거리 또는 근거리 도시 간 상용운용, 화물배달, 공공 서비스, 항공 관광, 개인/레저용 기체와 같은 사용을 포함하는 선진항공모빌리티(AAM; Advanced Air Mobility) 개념으로 진화하고 있다. 이처럼 UAM 산업이 기체 개발, Vertiport 설계 및 구축, 항행시스템 등의 다양한 분야에서 활성화되고 있지만, UAM을 이용한 승객 이동 시 저고도 운항 특성과 3차원 내에서의 속도감, 외부 환경에 의한 기체 흔들림 등으로 인한 승객의 공포심과 어지러움 등 신체적 문제에 관한 연구는 지금까지 거의 찾아볼 수 없는 상태이다. 따라서 본 연구에서는 헬리콥터를 활용하여 UAM의 예상 고도와 속도로 비행하면서 실제 영상을 촬영, VR과 Motion이 장착된 UAM 시뮬레이터를 활용하여 일반인들에게 체험함으로써, 추후 UAM 실제 운항 시 발생할 수 있는 승객들의 공포심과 어지러움 등의 신체적 반응을 확인하고, 문제점을 분석하고자 한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.710-715
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• 2023

도시화가 가속화되면서 교통 혼잡, 주거 및 환경 문제 등의 사회적 이슈가 도출되고 있다. 이를 해결하기 위해 도심항공교통 (UAM; urban air mobility)과 같은 혁신적인 교통시스템 개발에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 초기 저밀도 운항 환경에서 기존의 항공교통시스템에 부담을 주지 않으면서도 안전하게 비행이 이루어져야 하고, 공역을 효율적으로 관리하고 운영하는 능력이 요구된다. 따라서 UAM은 회랑을 통한 경로의 운영으로 예측 가능성을 높여 초기 운영단계에서는 저밀도 상황에서의 운항에 대한 데이터를 축적해 나가는 것이 중요하다. 이를 위해서는 운영하기 전 각종 시뮬레이션을 활용한 시나리오를 생성하여 UAM 기체 간의 잠재적인 충돌 가능성을 예측하고 항공기 간격 즉 분리에 대한 손실 (LoS; loss of separation), 그리고 근접 공중충돌 (NMAC; near mid air collision) 위험에 대한 검토가 필요하다. 항적 난기류는 항공기 간의 안전한 분리를 보장하는 중요한 요소로, 기존 항공교통에서는 활주로와 항로의 분리에 필수적으로 사용되었다. UAM 비행체는 저고도에서 밀집된 공간에서 운영되기 때문에, 항적 난기류에 관한 추가적인 연구가 필요하며, 이를 위해 다양한 데이터를 활용하여 기체의 성능을 정밀하게 분석하고 있다. 본 논문에서는 국내외 연구 결과를 바탕으로 UAM의 분리 기준 설정에 필요한 요구사항과 고려해야 할 사항들을 확인하는 데 초점을 맞추고자 한다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제11권2호
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• pp.99-107
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• 2022

Urban Air Mobility (UAM) such as a drone taxi is one of the future transportations that have recently been attracting attention. Along with the construction of an urban terminal, an accurate landing system for UAM is also essential. However, in urban environments, reliable Global Navigation Satellite Systems (GNSS) signals cannot be received due to obstacles such as high-rise buildings which causes multipath and non-line of sight signal. Thus, the positioning result in urban environments from the GNSS signal is unreliable. Consequently, we propose the Ultra-Wideband (UWB) network to assist the soft landing of UAM on a vertiport. Since the positioning performance of UWB network depends on the layout of UWB anchors, it is necessary to optimize the layout of UWB anchors. In this paper, we propose a two-steps genetic algorithm that consists of binary genetic algorithm involved multi objectives fitness function and integer genetic algorithm involved robust solution searching fitness function in order to optimize taking into account Fresnel hole effects.

• Journal of Information Technology Applications and Management
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• 제30권6호
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• pp.17-29
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• 2023

In this paper, we aim to propose cyber security considerations and countermeasures for infrastructure and services in the UAM(Urban Air Mobility) Air Traffic Management field, which is one of the key elements of the UAM market that has not yet bloomed. Air traffic management is an important factor for safe navigation and social acceptance of UAM. In order to realize air traffic management, infrastructure and services based on solid network connectivity must be established. And for industries where connectivity is the core component, it can become an infiltration route for cyber threats. Therefore, cyber security is essential for the infrastructure and services. In detail, we will look into the definition of the existing air traffic management field and the cyber threats. In addition, we intend to identify cyber security threat scenarios that may occur in the newly designed UAM air traffic management infrastructure. Moreover, in order to study the cyber security countermeasures of the UAM air traffic management infrastructure, there will be analysis of the UAM operation concept. As a result, countermeasures applicable to the infrastructure and service fields will be suggested by referring to the cyber security frameworks.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.776-781
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• 2023

K-UAM은 2035년까지의 성숙기 이후 상용화될 예정이다. UAM 회랑은 기존의 헬리콥터 회랑을 수직 분리하여 사용될 예정이기에 회량 사용량이 증가할 것으로 예상된다. 따라서 회랑을 모니터링하는 시스템도 필요하다. 최근 객체 검출 알고리즘이 크게 발전하였다. 객체 검출 알고리즘은 1단계 탐지와, 2단계 탐지 모델로 나뉜다. 실시간 객체 검출에 있어서 2단계 모델은 너무 느리기에 적합하지 않다. 기존 1단계 모델은 정확도에 문제가 있었지만, 버전 업그레이드를 통해 성능이 향상되었다. 1단계 모델 중 YOLO-V5는 모자이크 기법을 통한 소형 객체 검출 성능을 향상시킨 모델이다. 따라서 YOLO-V5는 넓은 회랑의 실시간 모니터링에 가장 적합하다고 판단된다. 본 논문에서는 YOLO-V5 알고리즘을 학습시켜 궁극적으로 회랑 모니터링 시스템에 대한 적합도를 분석한다.