KR100898820B1 - 공항 활주로 지상 이동 유도 시스템 및 유도 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공항 활주로 지상 이동 유도 시스템 및 유도 방법에 관한 것으로 공항 활주로의 이동 물체의 정보가 측정되어, 데이터로 변환 후 필터링 되는 단계를 포함하고, 상기 필터링 된 이동 물체의 항적이 설정되고 아이디(ID)가 부여되는 단계를 포함하며, 상기 아이디(ID)마다 이동 물체의 최적 경로가 설정되는 단계를 포함한다. 그리고, 상기 설정되는 최적 경로에 따라 이동 물체의 경로를 유도하는 단계를 포함하고, 상기 유도되는 경로에 따라 목적지에 도착하면 상기 이동 물체의 항적이 데이터 베이스에 저장되는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, 항공기가 활주로에 이착륙할 때 관제사가 원하는 지점 또는 시스템에 의해 자동으로 지정되는 지점까지 최적의 경로를 계산하여 유도함에 따라 항공교통관제의 운영을 원활하게 한다. 또한, 유도등을 통해 항공기의 경로를 유도 시, 항공기가 지나간 후방에는 유도 등을 소등하여 다른 항공기의 유도 경로와의 충돌을 방지하고, 소비 전력을 절약한다.

활주로, 유도경로, ID

Description

공항 활주로 지상 이동 유도 시스템 및 유도 방법{an airport runway surface movement guidance system and its guidance method}

본 발명은 공항의 활주로 등의 임계 구역 내에서 차량 및 항공기 등의 이동물체의 위치 정보를 수신하여 목적지까지의 최적의 경로를 설정하여 유도함으로써 활주로 상에서 일어날 수 있는 다양한 사고를 미리 예방하여 안정성을 향상시키는 공항 활주로 지상 이동 유도 시스템 및 유도 방법에 관한 것이다.

기존의 공항 활주로 상에 항공기가 이륙 및 착륙할 경우, 관제탑에서 레이더를 통해 공항의 물체 정보를 획득하여 항공기의 경로를 지정하고, 상기 지정된 경로의 유도등을 통해 항공기를 목적지까지 유도하였다.

그러나, 레이더를 통해 수신되는 물체는 항공기 외에 공항 활주로 상에 상주되는 다수의 물체 정보를 모두 수신함에 따라 필요로 하는 항공기의 정보를 빠르게 파악하기 힘든 단점이 있다.

또한, 유도등을 사용하여 항공기의 경로를 유도할 때, 항공기의 현재위치부 터 목적지까지 모든 유도등을 점등함에 따라 전력손실이 크며, 하나 이상의 항공기의 경로를 유도할 경우에는 많은 유도등이 한 번에 점등되어 항공기가 경로를 이탈할 수 있는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 레이더를 사용하여 수집되는 신호 중에 이동이 있는 물체의 신호만을 필터링하여 각 이동 물체마다 아이디(ID)를 부여하고, 각 아이디에 해당하는 최적 경로를 설정하여 설정된 경로로 이동하도록 물체를 유도하는 공항 활주로 지상 이동 유도 시스템 및 유도 방법을 제공하는 것에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 공항 활주로 지상 이동 유도 시스템 및 유도 방법에 있어서, 활주로 내의 움직이는 물체에 아이디를 부여하여 각 물체의 최적 경로를 설정하고 유도함으로써 활주로 상에서 일어날 수 있는 다양한 사고를 방지하여 안정성과 효율성을 향상시킨다.

본 발명의 공항 활주로상의 지상 이동 유도 시스템에서 공항지상감시레이더를 이용하여 공항의 일정 구역의 물체의 위치, 속도 및 방향을 측정하는 센서부를 포함하고, 상기 센서부에 의해 측정된 물체 중 이동하는 물체의 정보를 필터링하는 필터부를 포함하며, 상기 필터부의 정보를 통해 상기 이동하는 물체의 최적 이동 경로를 판단하여 유도하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 제어부에 의한 이동하는 물체의 경로 정보를 저장하는 메 모리부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 물체의 정보는 물체의 위치, 속도 및 방향을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 공항 활주로의 물체의 정보가 측정되어, 데이터로 변환 후 필터링되는 단계를 포함하고, 상기 필터링 된 물체의 항적이 설정되고 아이디(ID)가 부여되는 단계를 포함하며, 상기 아이디(ID)마다 물체의 최적 경로가 설정되는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 필터링되는 단계에는 이동중인 물체 또는 특정 영역의 물체 정보만 필터링되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 물체의 항적은 자동 또는 수동으로 설정되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 최적 경로는 상기 ID가 부여된 물체의 속도, 방향, 이착륙 게이트 및 이동 예측지점을 통해 자동으로 설정되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 최적 경로는 관제사에 의해 수동으로 설정되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 설정되는 최적 경로에 따라 물체의 이동을 유도하는 단계를 포함하고, 상기 유도에 따라 상기 물체가 목적지에 도착하면 물체의 항적을 데이터 베이스에 저장되는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 유도되는 단계에서 물체가 경로를 이탈하거나 유도경로 상에 장애물의 발생할 경우에 충돌 경고를 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면 레이더를 통해 수신되는 데이터 중 이동 물체에 의한 데이터만 필터링하여 각 물체별로 아이디(ID)를 부과하고 관리함에 따라 관제 시스템의 효율을 향상시키는 효과가 있다.

그리고, 물체의 경로를 유도하는 유도등을 전방의 일정 거리만큼 점등하고, 물체의 후방은 소등하는 등의 등화관리를 통해 이동하는 물체의 경로를 효율적으로 유도하고 전력을 절감하는 효과가 있다.

또한, 물체가 유도되는 경로의 이탈, 경로 상의 장애물 발생 또는 임의의 사고 등 활주로 상에서 일어날 수 있는 경우를 가정하여 미리 대처함에 따라 활주로 내의 안정성을 향상시키는 효과가 있다.

게다가, 각 아이디(ID)별로 발생하는 상황들을 저장하여 관리함에 따라 유사한 상황 발생 시 효과적으로 대처할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공항 활주로 지상 이동 유도 시스템을 나타낸 구성도이다.

도 1 을 참조하면, 상기 유도 시스템은 센서부(100), 필터부(110), 제어부(120), 출력부(130), 입력부(140) 및 메모리부(150)를 포함한다.

상기 센서부(100)는 공항지상감시레이더(ASDE)에 의해 발생하는 레이더 신호가 공항의 임계구역 즉, 활주로 내에 존재하는 물체에 반사되어 돌아오는 레이더 신호를 통해 위치 데이터를 추출하여 변환한다.

상기 필터부(110)는 상기 센서부(100)에 의해 변환된 데이터 중 이동 중인 물체의 데이터만을 필터링하며, 특히 움직이는 물체의 기능상 내용을 구체화하여 실제 이동 물체가 존재하는 공항의 구역 즉, 특정 영역별로 필터링을 할 수 있다.

상기 제어부(120)는 상기 필터부(110)에 의해 필터링 된 이동 물체의 항적을 설정한다.

상기 항적설정은 상기 수신된 이동물체에 대하여 각각 ID를 부과하고, 각 이동물체의 속도, 방향, 목적지 게이트 및 다음 이동 예측지점 등을 계산하여 최적의 이동 경로를 설정한다. 이하 자세한 내용은 하기의 도 3을 참조한다.

상기 출력부(130)는 상기 제어부(120)에 의해 설정되는 각 ID에 해당하는 이동물체의 경로를 모니터 등의 출력장치(132)를 통해 관제 시스템을 관리하는 관제사에게 나타낸다.

그리고, 상기 관제사는 상기 제어부(120)에 의해 설정된 이동 경로에 따라 활주로에 유도등(134) 등을 통해 이동물체의 경로를 유도하며, 상기 이동물체의 조 정부에 설정된 이동 경로를 제공한다.

상기 입력부(140)는 관제사에 의해서 이동물체의 항적 및 유도 경로가 수동으로 입력된다.

상기 메모리부(150)는 이동물체가 유도 경로를 통해 목적지에 도달하기까지 과정을 저장한다.

도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공항 활주로 지상 이동 유도 방법을 나타낸 플로우차트이다.

도 2 를 참조하면, 물체의 위치를 측정(S200)하는 단계는 공항의 지상 감시 레이더(ASDE)에서 발생하는 레이더가 공항 내의 물체에 반사되어 센서부를 통해 수신되고, 상기 수신된 레이더 신호를 데이터 신호로 변환하여 각 물체의 위치를 알 수 있게 한다.

이때, 상기 물체의 위치는 관제 시스템의 출력부 중 모니터 등을 통해 관제탑의 관제사가 관찰할 수 있다.

필터링(S210)되는 단계는 상기 물체들의 위치 데이터 중 움직이는 이동물체 즉, 차량 및 항공기 데이터만을 추출하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 이동물체의 데이터만 추출하는 방법은 물체의 데이터를 실시간으로 측정하여 상기 물체의 위치 및 속도 데이터에 변화가 있는 데이터만을 추출하는 방법으로 구현할 수 있다.

항적 설정 및 ID 부여(S220) 단계는 상기 필터링 되어 수집되는 이동물체가 공항의 활주로 등의 특정영역 내에 위치 즉, 항적이 설정되면 자동으로 각 물체별 로 ID가 부여되며 초기화되는 과정을 포함한다. 이때, 콜사인(call-sign)은 관제사에 의해 수동으로 설정될 수 있다.

상기 초기화된 항적에 새로운 데이터가 입력되면, 상기 데이터를 기준으로 속도, 방향, 게이트 및 다음 이동 예측지점 등이 계산된다.

상기 새로운 데이터는 해당되는 실시간으로 측정되는 이동물체의 데이터를 의미하며, 새로 갱신되는 데이터는 관제사에 의해 기존의 항적과 비교되어 항적의 새 좌표로 인식되며, 항적의 새 좌표로 인식되지 않은 새 좌표는 새로운 물체의 항적으로 생성된다.

이하, 자세한 내용은 하기의 도 3을 참조한다.

최적 경로가 설정(S230)되는 단계는 항공기가 활주로에서 계류장 또는 계류장에서 활주로로 이동하고자 할 때, 레이더를 통해 공항 내의 모든 이동물체의 상황을 파악하여 이동할 수 있는 다수의 경로들을 설정하고, 설정된 다수의 경로 중 최적의 경로를 판단하여 설정한다.

바람직하게, 활주로 상 모든 항공기의 이동 경로를 그래프로 추상화하고, 사이 항공기의 시작 노드 및 목표 노드를 설정하고, 설정된 시작 노드를 현재 노드로 설정한 후, 후보 노드를 선별한다. 상기 각 후보 노드별로 시작노드에서 현재 노드까지의 거리와 현재 노드에서 목표 노드까지의 예상거리의 합을 산출하여 최소의 값을 선택하고, 선택된 노드를 저장한다.

그리고, 선택된 노드를 현재 노드로 설정한 후, 항공기가 장애물 등에 의해 선택된 노드를 따라 목표에 도달하지 않았을 경우에는 상기 후보 노드를 다시 검색 하여 최적의 경로를 다시 선택한다.

이때, 상기 최적 경로는 관제사에 의해 수동으로 설정할 수 있다.

항공기를 유도(S240)하는 단계는 상기 항공기가 상기 단계(S230)에서 설정된 최적의 경로로 이동할 수 있도록 유도등 등을 사용하여 시스템에 의해 자동으로 설정된 경로로 유도하거나 관제사에 의해 수동으로 입력된 경로로 유도하는 과정을 포함한다.

상기 유도등을 사용할 경우에는 개별 등화 관리 조정 시스템(ILCMS)을 사용하여 전력을 절감하는 것이 바람직하다. 자세한 내용은 하기의 도 4를 참조한다.

그리고, 항공기를 경로를 따라 유도 시 장애물 혹은 다른 항공기나 이동 물체와의 충돌이 예상될 경우에는 충돌 경고를 미리 함으로써, 충돌을 미연에 방지할 수 있다.

항공기 항적을 저장(S250)하는 단계는 상기 유도과정 중에 항공기가 경로를 이탈하거나, 유도 경로 상에 장애물이 발생하는 등 활주로 상에서 일어날 수 있는 경우들을 가정하여 상기 경우들이 해결되는 과정을 데이터 베이스에 따로 저장하고 관리하는 과정을 포함한다.

이와 같은 해결 과정은 예를 들면, 항공기가 활주로 상에 존재한다면 활주로에 어떠한 물체도 진입할 수 없도록 임계영역을 설정하며, 유도로의 각각의 영역에는 다른 항공기나 이동물체가 동시에 진입할 수 없도록 제어한다.

상기 제어하는 방법은 항공기의 이동방향과 속도를 이용하여 다음 이동 지점을 예측하여 이동 물체와의 충돌 위험도와 활주로 이탈 가능성을 실시간으로 체크 하여 충돌 위험도나 활주로 이탈 가능성이 임계 수준까지 상승하게 되면 이를 관제사에게 알리고 기존의 유사한 경우의 해결 방안들이 존재한다면 지상이동통제시스템(SMGCS)이 우선순위를 가지는 해결방안을 제시한다.

이에 관제사는 상기 지상이동통제시스템(SMGCS)이 제시하는 해결 방법들 중 하나를 선택하거나 직접 메뉴얼을 통해 해결방안을 모색할 수 있다.

이에 따라, 추후 유사한 상황이 발생할 경우 상기 저장된 데이터를 통해 빠르고 효과적으로 대비할 수 있다.

도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동물체의 항적 설정을 나타낸 플로우차트이다.

도 3 을 참조하면, 레이더로부터 얻은 좌표들을 통해서 항공기와 기타 활주로 상의 이동 물체들을 인식하고 이를 통해 항공기 및 이동 물체의 위치와 속도, 방향 및 이동 예측 지점을 파악하여 이동물체의 항적을 설정할 수 있다.

좌표를 입력받는 단계(S300)는 레이더를 통해 물체의 좌표들을 입력받는 과정을 포함한다.

좌표를 정리하는 단계(S310)는 같은 물체의 다수 좌표가 입력되는 경우 하나의 좌표로 정리하고 데이터의 순서가 역으로 된 경우 이를 정정하는 과정을 포함한다.

좌표와 트랙 데이터를 비교하는 단계(S320)는 기존의 트랙 데이터와 비교하여 트랙이 이동한 좌표라고 추정되는 경우 트랙의 데이터를 갱신하는 과정을 포함한다. 이때 갱신되는 데이터는 위치좌표, 속도 및 방향 등이며 이를 통해 위치 좌 표도 보정을 한다. 그리고, 트랙의 데이터로 갱신되지 못한 새 좌표 데이터는 새 트랙 데이터로서 생성된다.

트랙의 데이터를 갱신하는 단계(S330)는 트랙에 일정 시간 동안 새 좌표 데이터가 갱신되지 않는다면 현재위치, 속도, 방향을 기반으로 예측된 위치 좌표가 새 데이터로서 갱신되게 되고 해당 트랙의 신뢰도 값은 낮아지게 된다. 이때, 상기 신뢰도 값이 일정 수준 이하로 낮아질 경우 해당 트랙은 소멸한다.

상기의 S330단계를 거쳐 예측된 위치 좌표에 의해 이동물체의 항적을 설정(S340)한다.

도 4 는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 개별 등화 관리 조정 시스템을 나타낸 도면이다.

도 4 를 참조하면, 관제탑(400)에서 항공기(410)의 움직임을 자동 유도 방식으로 목적지까지 이동시키는 것으로 상기 항공기(410)가 이동하는 방향의 전방 일정 거리의 활주로(420)에만 유도등(430)을 점등하고, 후방의 유도등(430)은 소등하는 방식으로서 상기 유도등에 사용되는 전력 손실을 절감할 수 있다.

그리고 상기 항공기(410)가 유도 경로를 따라 이동중, 상기 유도 경로와 일정부분의 경로가 겹치는 다른 항공기가 있을 경우에는 전방의 일정 거리만의 유도등을 점등하기 때문에 항공기의 충돌의 가능성을 미연에 방지할 수 있다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영 역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공항 활주로 지상 이동 유도 시스템을 나타낸 구성도.

도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공항 활주로 지상 이동 유도 방법을 나타낸 플로우차트.

도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 물체의 항적 설정을 나타낸 플로우차트.

도 4 는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 개별 등화 관리 조정 시스템을 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 센서부 110 : 필터부

120 : 제어부 130 : 출력부

140 : 메모리부 400 : 관제탑

410 : 항공기 420 : 활주로

430, 440 : 유도등

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 공항 활주로의 물체의 정보가 측정되어, 데이터로 변환 후 필터링되는 단계;

   상기 필터링 된 물체의 항적이 설정되고 아이디(ID)가 부여되는 단계; 및

   상기 아이디(ID)마다 물체의 최적 경로가 설정되는 단계를 포함하는 것을 특 징으로 하는 공항 활주로 지상 이동 유도 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 물체의 정보는 물체의 위치, 속도 및 방향을 포함하는 것을 특징으로 하는 공항 활주로 지상 이동 유도 방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 필터링되는 단계에는 이동중인 물체 또는 특정 영역의 물체 정보만 필터링되는 것을 특징으로 하는 공항 활주로 지상 이동 유도 방법.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 물체의 항적은 자동 또는 수동으로 설정되는 것을 특징으로 하는 공항 활주로 지상 이동 유도 방법.
8. 제 4 항에 있어서,

   상기 최적 경로는 상기 아이디(ID)가 부여된 물체의 속도, 방향, 목적지 및 이동 예측지점을 통해 자동으로 설정되는 것을 특징으로 하는 공항 활주로 지상 이동 유도 방법.
9. 제 4 항에 있어서,

   상기 최적 경로는 관제사에 의해 수동으로 설정되는 것을 특징으로 하는 공항 활주로 지상 이동 유도 방법.
10. 제 4 항에 있어서,

    상기 설정되는 최적 경로에 따라 물체의 이동을 유도하는 단계; 및

    상기 유도에 따라 상기 물체가 목적지에 도착하면 물체의 항적을 데이터 베이스에 저장되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공항 활주로 지상 이동 유도 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 유도되는 단계에서 물체가 경로를 이탈하거나 유도경로 상에 장애물의 발생할 경우에 충돌 경고를 하는 것을 특징으로 하는 공항 활주로 지상 이동 유도 방법.

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