KR101717759B1 - 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터 - Google Patents

비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터 Download PDF

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신정훈
김민규
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Abstract

본 발명의 다양한 실시예는 통합 시뮬레이터에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 비행장 및 비행기에서 발생할 수 있는 다양한 상황을 입체적으로 훈련 및 평가할 수 있는 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터를 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명은 250° 내지 300°의 원형 스크린을 갖는 영상 출력부; 상기 원형 스크린의 내측에 원형으로 배열된 다수의 관제 콘솔을 갖는 비행장 관제실 시뮬레이션부; 상기 비행장 관제실 시뮬레이션부의 내측에 위치되고, 상기 비행장 관제실 시뮬레이션부에 통신 가능하게 연결된 다수의 교관 콘솔을 갖는 교관 시뮬레이션부; 상기 비행장 관제실 시뮬레이션부 및 교관 시뮬레이션부의 일측에 위치되고, 상기 비행장 관제실 시뮬레이션부에 통신 가능하게 연결된 다수의 조종사 콘솔을 갖는 비행기 조종사 시뮬레이션부; 상기 비행기 조종사 시뮬레이션부의 일측에 위치되고, 상기 비행장 관제실 시뮬레이션부에 통신 가능하게 연결된 지상 운전자 콘솔을 갖는 지상 운전자 시뮬레이션부; 및 상기 영상 출력부에 관제실 외측의 가상의 3차원 영상을 제공하고, 상기 비행장 관제실 시뮬레이션부 및 상기 교관 시뮬레이션부에 가상 ARTS(Automated Radar Terminal System), ASDE(Airport Surface Detection Equipment), FIMS(Flight Information Management System), ASMGCS(Automated Surface Movement Guidance and Control System), AMOS/ATIS(Automatic Meteorological Observation System/Automatic Terminal Information System) 및 VCCS(Voice Communication Control System)의 시뮬레이션 환경을 제공하는 시뮬레이션 서버 컴퓨터를 포함하는 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터를 개시한다.

Description

비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터{Integrated training simulator for aerodrome control and airplanes pilot}
본 발명의 다양한 실시예는 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터에 관한 것이다.
일반적으로, 시뮬레이션은 모의 실험을 의미하며, 주로 자동차나 항공기의 운전 연습에 주로 이용된다. 동일한 조건과 상황이 주어지고 기구적이거나 전자적인 장치를 이용하여 현장감을 느끼면서 실제 상황이 재현되면 그것과 대응하여 다양한 조작/관제 기술을 익히는 것이다.
한편, 항공 분야의 경우 시뮬레이션은 크게 비행장 관제 훈련 분야와 비행기 조종 훈련 분야로 분류될 수 있으며, 종래는 비행장 관제 훈련과 비행기 조종 훈련이 각각 독립적으로 수행되었다. 따라서, 종래에는 통합적으로 비행장 관제 훈련과 비행기 조종 훈련이 동시에 수행될 수 없는 문제가 있었다.
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 비행장 및 비행기에서 발생할 수 있는 다양한 상황을 입체적으로 훈련 및 평가할 수 있는 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터를 제공하는데 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터는 250° 내지 300°의 원형 스크린을 갖는 영상 출력부; 상기 원형 스크린의 내측에 원형으로 배열된 다수의 관제 콘솔을 갖는 비행장 관제실 시뮬레이션부; 상기 비행장 관제실 시뮬레이션부의 내측에 위치되고, 상기 비행장 관제실 시뮬레이션부에 통신 가능하게 연결된 다수의 교관 콘솔을 갖는 교관 시뮬레이션부; 상기 비행장 관제실 시뮬레이션부 및 교관 시뮬레이션부의 일측에 위치되고, 상기 비행장 관제실 시뮬레이션부에 통신 가능하게 연결된 다수의 조종사 콘솔을 갖는 비행기 조종사 시뮬레이션부; 상기 비행기 조종사 시뮬레이션부의 일측에 위치되고, 상기 비행장 관제실 시뮬레이션부에 통신 가능하게 연결된 지상 운전자 콘솔을 갖는 지상 운전자 시뮬레이션부; 및 상기 영상 출력부에 관제실 외측의 가상의 3차원 영상을 제공하고, 상기 비행장 관제실 시뮬레이션부 및 상기 교관 시뮬레이션부에 가상 ARTS(Automated Radar Terminal System), ASDE(Airport Surface Detection Equipment), FIMS(Flight Information Management System), ASMGCS(Automated Surface Movement Guidance and Control System), AMOS/ATIS(Automatic Meteorological Observation System/Automatic Terminal Information System) 및 VCCS(Voice Communication Control System)의 시뮬레이션 환경을 제공하는 시뮬레이션 서버 컴퓨터를 포함한다.
상기 영상 출력부는 상기 원형 스크린에 가상의 3차원 영상을 비추는 다수의 빔 프로젝터를 더 포함할 수 있다.
상기 비행장 관제실 시뮬레이션부의 관제 콘솔은 스위칭 허브를 통하여 상기 시뮬레이션 서버 컴퓨터에 연결된 관제 컴퓨터; 및 상기 관제 컴퓨터에 연결되어 상기 가상의 ARTS, ASDE, FIMS, ASMGCS, AMOS/ATIS 및 VCCS의 시뮬레이션 환경을 제공하는 모니터를 포함할 수 있다.
상기 교관 시뮬레이션부의 교관 콘솔은 스위칭 허브를 통하여 상기 시뮬레이션 서버 컴퓨터에 연결된 교관 컴퓨터; 및 상기 교관 컴퓨터에 연결되어 상기 가상의 ARTS, ASDE, FIMS, ASMGCS, AMOS/ATIS 및 VCCS의 시뮬레이션 환경을 제공하는 모니터를 포함할 수 있다. 상기 교관 시뮬레이션부는 상기 교관 컴퓨터에 연결된 스위치; 상기 스위치에 연결된 데이터 베이스 서버; 및 상기 데이터 베이스 서버에 연결된 시나리오 제어기를 더 포함할 수 있다.
상기 비행기 조종사 시뮬레이션부의 조종사 콘솔은 스위칭 허브를 통하여 상기 시뮬레이션 서버 컴퓨터에 연결된 조종사 컴퓨터; 및 상기 조종사 컴퓨터에 연결되어 상기 가상의 ARTS, ASDE 및 VCCS의 시뮬레이션 환경을 제공하는 모니터를 포함할 수 있다.
상기 지상 운전자 시뮬레이션부의 지상 운전자 콘솔은 스위칭 허브를 통하여 상기 시뮬레이션 서버 컴퓨터에 연결된 지상 운전자 컴퓨터; 및 상기 지상 운전자 컴퓨터에 연결되어 가상의 운전 및 및 VCCS의 시뮬레이션환경을 제공하는 모니터를 포함할 수 있다.
상기 지상 운전자 시뮬레이션부의 지상 운전자 콘솔은 상기 모니터를 통한 운전 방향 제어를 위한 원형 핸들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 시뮬레이터 관리부를 더 포함할 수 있고, 상기 시뮬레이터 관리부는 상기 ARTS, ASDE, FIMS, ASMGCS, AMOS/ATIS 및 VCCS의 시뮬레이션 상태 정보를 수신하고, 상기 영상 출력부와, 상기 비행장 관제실 시뮬레이션부, 교관 시뮬레이션부, 비행기 조종사 시뮬레이션부, 지상 운전자 시뮬레이션부의 컴퓨터 및 모니터의 전원 상태 정보를 수신하는 로그 분석용 데이터 베이스 컴퓨터를 포함할 수 있다. 상기 영상 출력부와, 상기 비행장 관제실 시뮬레이션부, 교관 시뮬레이션부, 비행기 조종사 시뮬레이션부, 지상 운전자 시뮬레이션부의 컴퓨터 및 모니터의 전원 상태 정보는 PLC 제어부에 의해 수집된 후 상기 로그 분석용 데이터 베이스 컴퓨터에 전송될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 비행장 및 비행기에서 발생할 수 있는 다양한 상황을 입체적으로 훈련 및 평가할 수 있는 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터를 제공한다.
일례로, 본 발명의 다양한 실시예는 비행장 관제자, 비행기 조종사 및/또는 비행장 지상 운전자(예를 들면, 차량 운전자)를 통합적으로/유기적으로/동시에 하나의 장소에서 훈련시킬 수 있는 시뮬레이터를 제공한다. 다르게 설명하면, 본 발명의 다양한 실시예는 비행장 관제자, 비행기 조종사 및/또는 비행장 지상 운전자가 하나의 장소에서 상호간 유기적으로 통신하며 시뮬레이션을 수행함으로써, 각 직역의 훈련생에 대한 훈련 효율이 향상된다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예는 교관 시뮬레이션부에서 시나리오 제어기를 통하여 훈련 시작, 종료, 정지 등의 훈련 과정을 통제하며 다양한 훈련 상황을 생성하고 개별 훈련에 적용할 수 있음으로써, 훈련 효율이 더욱 향상된다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예는 ARTS, ASDE, FIMS, ASMGCS, AMOS/ATIS 및 VCCS와 같은 소프트웨어부의 상태 정보, 그리고 영상 출력부와 각 시뮬레이션부의 컴퓨터 및 모니터와 같은 하드웨어부의 전원 상태 정보를 로그 분석용 데이터 베이스 컴퓨터가 수신하도록 함으로써, 전체 시뮬레이터의 동작 상태를 용이하게 모니터링하고, 관리 및 감시할 수 있게 된다. 특히, 본 발명의 다양한 실시예는 PLC 제어부를 이용하여 모의 관제탑 내의 조명, 개별 장비의 전원 공급 여부, 조명 상태 및/또는 전원을 이용하여 기타 장비의 고장 여부를 모니터링할 수 있고, 네트워크 허브를 이용하여 네트워크망의 트래픽 및/또는 부하 상태를 쉽게 모니터링 및/또는 감시할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터의 전체 구성을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터에서 비행장 관제실 시뮬레이션부, 교관 시뮬레이션부, 비행기 조종사 시뮬레이션부 및 지상 운전자 시뮬레이션부를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터에서 영상 출력부의 구성을 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터에서 비행장 관제실 시뮬레이션부를 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터에서 교관 시뮬레이션부를 도시한 구성도이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터에서 비행기 조종사 시뮬레이션부를 도시한 구성도이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터에서 지상 운전자 시뮬레이션부를 도시한 구성도이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터에서 시뮬레이터 관리부를 도시한 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "하부"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
또한, 본 발명에 따른 컴퓨터(컨트롤러) 및/또는 다른 관련 기기 또는 부품은 임의의 적절한 하드웨어, 펌웨어(예를 들어, 주문형 반도체), 소프트웨어, 또는 소프트웨어, 펌웨어 및 하드웨어의 적절한 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 제어부(컨트롤러) 및/또는 다른 관련 기기 또는 부품의 다양한 구성 요소들은 하나의 집적회로 칩 상에, 또는 별개의 집적회로 칩 상에 형성될 수 있다. 또한, 제어부(컨트롤러)의 다양한 구성 요소는 가요성 인쇄 회로 필름 상에 구현 될 수 있고, 테이프 캐리어 패키지, 인쇄 회로 기판, 또는 제어부(컨트롤러)와 동일한 서브스트레이트 상에 형성될 수 있다. 또한, 제어부(컨트롤러)의 다양한 구성 요소는, 하나 이상의 컴퓨팅 장치에서, 하나 이상의 프로세서에서 실행되는 프로세스 또는 쓰레드(thread)일 수 있고, 이는 이하에서 언급되는 다양한 기능들을 수행하기 위해 컴퓨터 프로그램 명령들을 실행하고 다른 구성 요소들과 상호 작용할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령은, 예를 들어, 랜덤 액세스 메모리와 같은 표준 메모리 디바이스를 이용한 컴퓨팅 장치에서 실행될 수 있는 메모리에 저장된다. 컴퓨터 프로그램 명령은 또한 예를 들어, CD-ROM, 플래시 드라이브 등과 같은 다른 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer readable media)에 저장될 수 있다. 또한, 본 발명에 관련된 당업자는 다양한 컴퓨팅 장치의 기능이 상호간 결합되거나, 하나의 컴퓨팅 장치로 통합되거나, 또는 특정 컴퓨팅 장치의 기능이, 본 발명의 예시적인 실시예를 벗어나지 않고, 하나 이상의 다른 컴퓨팅 장치들에 분산될 수 될 수 있다는 것을 인식해야 한다.
일례로, 본 발명에 따른 제어부(컨트롤러)는 중앙처리장치, 하드디스크 또는 고체상태디스크와 같은 대용량 저장 장치, 휘발성 메모리 장치, 키보드 또는 마우스와 같은 입력 장치, 모니터 또는 프린터와 같은 출력 장치로 이루어진 통상의 상용 컴퓨터에서 운영될 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터(100)의 전체 구성을 도시한 구성도이다. 또한, 도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터(100)의 구성도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터(100)에서 비행장 관제실 시뮬레이션부(120), 교관 시뮬레이션부(130), 비행기 조종사 시뮬레이션부(140) 및 지상 운전자 시뮬레이션부(150)를 도시한 구성도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터(100)는 영상 출력부(110), 비행장 관제실 시뮬레이션부(120), 교관 시뮬레이션부(130), 비행기 조종사 시뮬레이션부(140), 지상 운전자 시뮬레이션부(150) 및 시뮬레이션 서버 컴퓨터(160)를 포함한다. 이밖에도 본 발명의 다양한 실시예에 따른 통합 시뮬레이터(100)는 브리핑/접견실(171)과, 교육 강의실(172) 등을 더 포함할 수도 있다.
영상 출력부(110)는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 중앙에서 대략 250° 내지 300°의 시야 각도를 갖는 원형 스크린(111)을 포함한다. 즉, 영상 출력부(110)는 일측이 개방된 바람직하기로 중앙에서 대략 270°의 시야 각도를 갖는 원형 스크린(111)을 갖는다. 따라서 그 내부의 모의 훈련에 참석한 관제사 훈련생들은 실제로 공항 관제실에 있는 느낌을 받는다.
비행장 관제실 시뮬레이션부(120)는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 원형 스크린(111)의 내측에 대략 원형으로 배열된 다수의 관제 콘솔(121)을 갖는다. 여기서, 관제 콘솔(121)은, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 국지, 지상, 허가, 계류장 등을 각각 관제하기 위한 것이다. 물론, 이러한 비행장 관제실 시뮬레이션부(120)에 구비된 의자에는 관제사 훈련생들이 착석할 수 있으며, 따라서 관제사 훈련생들은 영상 출력부(110)의 화면과 비행장 관제실 시뮬레이션부(120)의 화면을 동시에 보면서 관제 훈련을 수행할 수 있다.
교관 시뮬레이션부(130)는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 비행장 관제실 시뮬레이션부(120)의 내측 또는 중앙에 위치되고, 비행장 관제실 시뮬레이션부(120)에 통신 가능하게 연결된 다수의 교관 콘솔(131)을 갖는다. 물론, 이러한 교관 시뮬레이션부(130)에 구비된 의자에는 교관들이 착석하고 있으며, 따라서 교관들은 영상 출력부(110)의 화면, 비행장 관제실 시뮬레이션부(120)의 화면 및 교관 시뮬레이션부(130), 그리고 실제 관제사 훈련생들을 관찰하면서 관제사 훈련생들을 훈련시키고 평가할 수 있다.
더불어, 이러한 비행장 관제실 시뮬레이션부(120) 및 교관 시뮬레이션부(130)에는 앰프/스피커(101)가 더 구비됨으로써, 시각적으로뿐만 아니라 청각적으로도 각종 관제 상태가 용이하게 파악될 수 있다.
비행기 조종사 시뮬레이션부(140)는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 비행장 관제실 시뮬레이션부(120) 및 교관 시뮬레이션부(130)의 일측(외측)에 위치되고, 비행장 관제실 시뮬레이션부(120) 및 교관 시뮬레이션부(130)에 통신 가능하게 연결된 다수의 조종사 콘솔(141)을 갖는다.
지상 운전자 시뮬레이션부(150)는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 비행기 조종사 시뮬레이션부(140)의 일측(측부)에 위치되고, 비행장 관제실 시뮬레이션부(120)에 통신 가능하게 연결된 지상 운전자 콘솔(151)을 갖는다.
시뮬레이션 서버 컴퓨터(160)는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 영상 출력부(110)에 관제실 외측에 가상으로 존재하는 3차원 공항 영상(또는 3차원 공항 영상 데이터)을 제공하고, 비행장 관제실 시뮬레이션부(120) 및 교관 시뮬레이션부(130)에 가상 ARTS(Automated Radar Terminal System), ASDE(Airport Surface Detection Equipment), FIMS(Flight Information Management System), ASMGCS(Automated Surface Movement Guidance and Control System), AMOS/ATIS(Automatic Meteorological Observation System/Automatic Terminal Information System) 및 VCCS(Voice Communication Control System)의 시뮬레이션 환경(예를 들면, 시뮬레이션 화면 또는 데이터)을 제공한다.
이밖에도 시뮬레이션 서버 컴퓨터(160)는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 비행기 조종사 시뮬레이션부(140)에 가상의 ARTS, ASDE 및 VCCS의 시뮬레이션 환경(화면 및/또는 데이터)을 제공하고, 그리고/또는 지상 운전자 시뮬레이션부(150)에 가상의 지상 운전 및 및 VCCS의 시뮬레이션 환경(화면 및/또는 데이터)을 제공할 수 있다.
여기서, 시뮬레이션 서버 컴퓨터(160)는 영상 출력부(110), 비행장 관제실 시뮬레이션부(120) 및 교관 시뮬레이션부(130)에 직접적으로 또는 간접적으로 통신 가능하게 연결되고, 비행기 조종사 시뮬레이션부(140) 및 지상 운전자 시뮬레이션부(150)에는 스위치(161)(예를 들면, 이더넷 스위치(161))를 통하여 통신 가능하게 연결될 수 있다. 여기서, 통신 가능하게 연결된다는 의미는 컴퓨터끼리 데이터를 주고 받는 상태뿐만 아니라 상호간 목소리의 송신/수신도 가능하다는 의미이다.
이와 같이 하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터(100)는 비행장 관제자, 비행기 조종사, 지상 운전자 등이 통합적으로 훈련할 수 있도록 됨으로써, 저렴한 비용으로 다양한 직역의 인원에 대한 동시 훈련이 가능하게 된다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터(100)에서 영상 출력부(110)의 구성을 도시한 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 영상 출력부(110)는 관리용 콘솔(112)과, 관리용 콘솔(112)에 연결된 관리용 스위칭 허브(113), 관리용 스위칭 허브(113)에 연결된 다수의 영상 컴퓨터 관리 랙(114)과, 영상 컴퓨터 관리 랙(114)에 각각 연결된 빔 프로젝터(115) 그리고 다수의 빔 프로젝터(115)에 의해 가상의 3차원 영상이 비춰지는 스크린(111)을 포함한다. 도면에서는 비록, 스크린(111)이 직사각 형태로 도시되어 있으나, 이는 실제로 상술한 바와 같이, 대략 250° 내지 300°의 시야 각도를 갖는 원형으로 형성될 수 있다. 여기서, 시뮬레이션 서버 컴퓨터(160)로부터의 3차원 공항 영상 데이터는 관리용 스위칭 허브(113)를 통해 전송될 수 있다.
예를 들면, 한정하는 것은 아니지만 영상 컴퓨터 관리 랙(114)은 7개가 구비될 수 있으며, 이는 하나의 관리용 콘솔(112)에 의해 관리 및 제어될 수 있다. 더불어, 상술한 모든 영상 컴퓨터 관리 랙(114)은 외부에서 모니터링 및 관리가 가능하도록 상술한 바와 같이 스위칭 허브(113)에 연결될 수 있다. 더불어, 7개의 빔 프로젝터(115)는 대략 250° 내지 300°의 시야 각도를 갖는 원형 스크린(111)에 끊김없는 일체의 3차원 공항 영상을 제공한다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터(100)에서 비행장 관제실 시뮬레이션부(120)를 도시한 구성도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 비행장 관제실 시뮬레이션부(120)의 관제 콘솔(121)은 다수의 관제 컴퓨터(122)와, 관제 컴퓨터(122)에 연결된 다수의 관제 모니터(123)를 포함할 수 있다. 다수의 관제 컴퓨터(122)는 스위칭 허브(124)를 통하여 시뮬레이션 서버 컴퓨터(160)에 연결됨으로써, 시뮬레이션 서버 컴퓨터(160)와 관제에 관련된 다양한 데이터를 주고 받을 수 있다. 더불어, 이러한 스위칭 허브(124)에는 컬러 프린터(125) 및/또는 스트립 프린터(126) 등이 연결될 수 있다.
여기서, 다수의 관제 컴퓨터(122)는 관제 모니터(123)를 통하여 각각 다른 시뮬레이션 환경, 화면 또는 데이터를 표시할 수 있다. 예를 들면, 첫번째 관제 컴퓨터(122)에 연결된 2개의 관제 모니터(123)는 각각 가상의 ARTS 및 가상의 ASDE에 관련된 시뮬레이션 환경, 화면 또는 데이터를 표시할 수 있다. 또한, 두번째 관제 컴퓨터(122)에 연결된 2개의 관제 모니터(123)는 각각 가상의 FIMS 및 ASMGCS에 관련된 시뮬레이션 환경, 화면 또는 데이터를 표시할 수 있다. 또한, 세번째 관제 컴퓨터(122)에 연결된 관제 모니터(123)에는 AMOS/ATIS에 관련된 시뮬레이션 환경, 화면 또는 데이터를 표시할 수 있다. 또한, 세번째 관제 컴퓨터(122)에 연결된 관제 모니터(123)에는 VCCS의 시뮬레이션 환경, 화면 또는 데이터를 표시할 있고, 더욱이 스피커(127), 헤드셋(128), 및 풋키(foot key)(129)가 연결될 수 있다.
여기서, ARTS(레이더 전시기)는, 비행장 주변 관제 영역 내의 출발 및 도착 항공기의 실시간 정보를 시뮬레이션 서버 컴퓨터(160)로부터 수신하여 관제 모니터(123)를 통해 레이더 맵(map) 및 전자 스트립(strip) 화면상에 시현하고, 관제사가 음성이나 화면 유저 인터페이스를 통하여 비행장내 지상 교통을 관제할 수 있는 애플리케이션이다. 이러한, ARTS의 동작 모드로는 싱글(single) 모드와 리얼(real) 모드를 지원하는데, 싱글모드에서는 시뮬레이션 서버 컴퓨터(160)에서 자동으로 발생한 조종사 요청을 관제사가 받아 ARTS 유저 인터페이스를 통하여 항공기를 관제하도록 하고, 리얼 모드에서는 관제사가 비행기 조종사 시뮬레이터(140)로부터 요청을 수신하여 음성으로 관제 명령을 내리면 비행기 조종사 시뮬레이터(140)가 항공기를 조종하여 각 항공기의 위치가 화면에서 이동하도록 한다.
또한, ASDE는, 출발, 도착, 이동 항공기 및 차량 등 비행장내 모든 교통 상황에 대한 정보를 시뮬레이션 서버 컴퓨터(160)로부터 수신하여 관제 모니터(123)의 비행장 맵 및 전자 스트립 화면상에 시현하고 관제사가 음성이나 화면 유저 인터페이스를 통하여 비행장내 지상 교통을 관제하기 위해 제작된 애플리케이션이다. 마찬가지로, ASDE 의 동작 모드로는 싱글 모드와 리얼 모드가 있는데, 싱글 모드에서는 시뮬레이션 서버 컴퓨터(160)에서 자동으로 발생한 조종사 요청을 관제사가 받아 ASDE 유저 인터페이스를 통하여 항공기를 조종하고, 리얼 모드에서는 관제사가 비행기 조종사 시뮬레이터(140)로부터 요청을 수신하여 음성으로 관제 명령을 내리면 비행기 조종사 시뮬레이터(140)가 항공기를 조종하여 각 항공기의 위치가 화면에서 이동하도록 한다.
또한, FIMS는, 예를 들면, 인천 공항 계류장 관제에서 사용하는 시스템으로 동작 모드로는 싱글 모드와 리얼 모드를 지원한다. 싱글 모드에서는 시뮬레이션 서버 컴퓨터(160)에서 자동으로 발생한 조종사 요청을 관제사가 받아 FIMS 유저 인터페이스를 통하여 항공기를 조종할 수 있으며, 리얼 모드에서는 관제사가 실제 비행기 조종사 시뮬레이터(140)로부터 요청을 수신하여 음성으로 관제 명령을 내리면 비행기 조종사 시뮬레이터(140)가 항공기를 조종하며 각 항공기의 출발, 도착, 이동의 진행 단계가 FIMS의 모니터에 표시되도록 한다.
또한, ASMGCS는, 항공기 이착륙 시 활주로와 계류장 간의 등화 시스템을 이용하여 항공기 이동 경로를 자동으로 유도하는 애플리케이션이다. 이러한 ASMGCS는 야간이나 저시정시에 항공 등화 컨트롤을 향상시키기 위한 것이다.
또한, AMOS는, 시뮬레이터(100) 상의 풍향, 풍속, RVR(활주로 가시거리), 운고, 온/습도, 우량 등을 조종사 및 관제 훈련생에게 표시하여 상황을 쉽게 인지하고 훈련 할 수 있도록 지원하는 애플리케이션이다. 하기할 시나리오 제어기에 의해 풍향, 풍속, RVR(활주로 가시거리), 운고, 온/습도, 우량 등이 제어되어 여러 환경의 상황에서 훈련이 수행될 수 있다.
또한, ATIS는, 교관이 시나리오 제어기를 이용하여 제어하는 활주로 방향과 정보, 기상 정보 등 공항의 정보를 조종사 및 관제 훈련생에게 전달하여 상황에 따른 올바른 관제 및 조정을 훈련할 수 있도록 지원하는 애플리케이션이다.
또한, VCCS는, 관제 훈련생과 교관 또는 조종사 간의 의사를 전달하기 위한 애플리케이션으로 최상의 감도를 유지하여 모든 좌석 간의 개별 또는 다중 음성 통신을 지원하며 관제 훈련생이 조종사를 유도하여 시뮬레이션 상의 항공기 이/착륙을 유도하고 항로를 관제하는 훈련을 지원하고, 교관은 관제 훈련생이 유도하는 명령을 듣고 조정 및 지시하여 올바른 관제를 유도하도록 지원하도록 한다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터(100)에서 교관 시뮬레이션부(130)를 도시한 구성도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 교관 시뮬레이션부(130)의 교관 콘솔(131)은 스위칭 허브(134)를 통하여 시뮬레이션 서버 컴퓨터(160)에 연결된 교관 컴퓨터(132)와, 교관 컴퓨터(132)에 연결되어 가상의 ARTS, ASDE, FIMS, ASMGCS, AMOS/ATIS 및 VCCS의 시뮬레이션 환경을 제공하는 교관 모니터(133)를 포함한다. 여기서, 스위칭 허브(134)에는 복합기(135)가 연결될 수 있으며, 또한 교관 컴퓨터(132)에도 스피커(137), 헤드셋(138) 및 풋키(139)가 연결될 수 있다.
더불어, 교관 컴퓨터(132)에는 스위치(130a)(스위칭 허브)가 연결되며, 이러한 스위치(130a)에는 데이터 베이스 서버(130b)가 연결되고, 데이터 베이스 서버(130b)에 시나리오 제어기(편집기)(130c)가 연결될 수 있다.
여기서, 시나리오 제어기(130c)는 훈련 교관에 의한 그래픽 유저 인터페이스 조작으로 훈련 시작, 종료, 정지 등 훈련 과정을 통제하도록 하며, 다양한 훈련 상황을 생성하고 개별 훈련에 적용하며 이미 저장되어 있는 훈련 사항에 대한 영상 및 음성의 리플레이를 제공하도록 한다. 훈련 상황은 항공기의 도착, 출발, 이동 일정, 기상 상황 항공기 및 관제 환경의 비정상 상황 등이 포함될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터(100)에서 비행기 조종사 시뮬레이션부(140)를 도시한 구성도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 조종사 시뮬레이션부(140)의 조종사 콘솔(141)은 스위칭 허브(144)를 통하여 시뮬레이션 서버 컴퓨터(160)에 연결된 조종사 컴퓨터(142)와, 조종사 컴퓨터(142)에 연결되어 가상의 ARTS, ASDE 및 VCCS의 시뮬레이션 환경을 제공하는 조종사 조종석 환경(143)을 포함한다. 여기서, 조종사 컴퓨터(142)에도 스피커(147), 헤드셋(148) 및 풋키(149)가 연결될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터(100)에서 지상 운전자 시뮬레이션부(150)를 도시한 구성도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 지상 운전자 시뮬레이션부(150)의 지상 운전자 콘솔(151)은 스위칭 허브(154)를 통하여 시뮬레이션 서버 컴퓨터(160)에 연결된 지상 운전자 컴퓨터(152)와, 지상 운전자 컴퓨터(152)에 연결되어 가상의 운전 및 VCCS의 시뮬레이션 환경을 제공하는 운전자 모니터(153)를 포함한다. 여기서, 지상 운전자 컴퓨터(152)에도 스피커(157), 헤드셋(158) 및 풋키(159)가 연결될 수 있다.
여기서, 지상 운전자 시뮬레이션부(150)의 지상 운전자 콘솔(151)은 운전자 모니터(153)를 통한 운전 방향 제어를 위한 원형 핸들(155)을 더 포함할 수 있다. 따라서, 지상 운전자는 원형의 핸들(155)을 조작하여 운전자 모니터(153)에서 실제로 운전 방향을 제어할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터(100)에서 시뮬레이터 관리부(180)를 도시한 구성도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터(100)는 시뮬레이터 관리부(180)를 더 포함할 수 있다.
이러한 시뮬레이터 관리부(180)는 ARTS, ASDE, FIMS, ASMGCS, AMOS/ATIS 및 VCCS로 이루어진 소프트웨어부(181)의 시뮬레이션 상태 정보를 수신하고, 또한 영상 출력부(110)와, 비행장 관제실 시뮬레이션부(120), 교관 시뮬레이션부(130), 비행기 조종사 시뮬레이션부(140), 지상 운전자 시뮬레이션부(150)의 컴퓨터 및 모니터로 이루어진 하드웨어부(182)의 전원 상태 정보를 수신하는 로그 분석용 데이터 베이스 컴퓨터(183)를 포함할 수 있다.
여기서, 하드웨어부(182) 즉, 영상 출력부(110)와, 비행장 관제실 시뮬레이션부(120), 교관 시뮬레이션부(130), 비행기 조종사 시뮬레이션부(140), 지상 운전자 시뮬레이션부(150)의 컴퓨터 및 모니터의 전원 상태 정보는 PLC 제어부(184)에 의해 수집된 후 로그 분석용 데이터 베이스 컴퓨터(183)에 전송된다.
한편, 소프트웨어부(181)와 PLC 제어부(184)는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, SNMP 프로토콜(185)을 통해 로그 분석용 데이터 베이스 컴퓨터(183)에 연결될 수 있다.
이와 같이 하여, 시뮬레이터 관리부(180)는 PLC 제어부(184)를 통하여 모의 관제탑 내의 조명, 개발장비의 전원공급 여부, 조명 상태 및 전원을 이용하여 기타 장비의 고장 여부를 모니터링하고, 네트워크 허브를 통하여 네트워크 망의 트래픽 및 부하상태를 모니터링 및 감시할 수 있게 된다.
또한, 네트워크 기반의 SNMP 프로토콜(185)을 이용하여 모의 관제탑에 구축되어 있는 개별 장비 및 시스템에 대한 동작 및 운영 상태를 모니터링 및 감시하며 관리 시스템 주도하에 일정시간 간격 폴링에 의한 장비 동작 상태 모니터링 기능, 개별 시스템에서 주기적인 상태정보 전송 통보에 따라 장비 동작 상태 모니터링 기능, 전체 시뮬레이션 시스템 관리 및 전체 네트워크를 감시 및 모니터링하게 된다.
따라서, 소프트웨어부(181)와 하드웨어부(182)의 실행 상태 및 전원 상태를 체크하고 네트워크 기반의 SNMP 프로토콜(185)을 이용한 시뮬레이터 관리부(180)로 로그를 기록, 분석하여 데이터베이스에 저장하게 된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터
110; 영상 출력부 111; 원형 스크린
120; 비행장 관제실 시뮬레이션부 121; 관제 콘솔
130; 교관 시뮬레이션부 131; 교관 콘솔
140; 비행기 조종사 시뮬레이션부 141; 조종사 콘솔
150; 지상 운전자 시뮬레이션부 151; 지상 운전자 콘솔
160; 시뮬레이션 서버 컴퓨터 161; 스위치
171; 브리핑/접견실 172; 교육 강의실
180; 시뮬레이터 관리부

Claims (10)

  1. 250° 내지 300°의 원형 스크린을 갖는 영상 출력부;
    상기 원형 스크린의 내측에 원형으로 배열된 다수의 관제 콘솔을 갖는 비행장 관제실 시뮬레이션부;
    상기 비행장 관제실 시뮬레이션부의 내측에 위치되고, 상기 비행장 관제실 시뮬레이션부에 통신 가능하게 연결된 다수의 교관 콘솔을 갖는 교관 시뮬레이션부;
    상기 비행장 관제실 시뮬레이션부 및 교관 시뮬레이션부의 일측에 위치되고, 상기 비행장 관제실 시뮬레이션부에 통신 가능하게 연결된 다수의 조종사 콘솔을 갖는 비행기 조종사 시뮬레이션부;
    상기 비행기 조종사 시뮬레이션부의 일측에 위치되고, 상기 비행장 관제실 시뮬레이션부에 통신 가능하게 연결된 지상 운전자 콘솔을 갖는 지상 운전자 시뮬레이션부; 및
    상기 영상 출력부에 관제실 외측의 가상의 3차원 영상을 제공하고, 상기 비행장 관제실 시뮬레이션부 및 상기 교관 시뮬레이션부에 가상 ARTS(Automated Radar Terminal System), ASDE(Airport Surface Detection Equipment), FIMS(Flight Information Management System), ASMGCS(Automated Surface Movement Guidance and Control System), AMOS/ATIS(Automatic Meteorological Observation System/Automatic Terminal Information System) 및 VCCS(Voice Communication Control System)의 시뮬레이션 환경을 제공하는 시뮬레이션 서버 컴퓨터를 포함하며,
    상기 영상 출력부는 관리용 콘솔과, 관리용 콘솔에 연결된 관리용 스위칭 허브와, 관리용 스위칭 허브에 연결된 다수의 영상 컴퓨터 관리 랙과, 영상 컴퓨터 관리 랙에 각각 연결된 빔 프로젝터와, 다수의 빔 프로젝터에 의해 가상의 3차원 영상이 비춰지는 스크린을 포함하고,
    상기 지상 운전자 시뮬레이션부의 지상 운전자 콘솔은 스위칭 허브를 통하여 시뮬레이션 서버 컴퓨터에 연결되고, 스피커, 헤드셋 및 풋키가 연결되는 지상 운전자 컴퓨터와, 지상 운전자 컴퓨터에 연결되어 가상의 운전 및 VCCS의 시뮬레이션 환경을 제공하는 운전자 모니터와, 운전자 모니터를 통한 운전 방향 제어를 위한 원형 핸들을 포함함을 특징으로 하는 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 비행장 관제실 시뮬레이션부의 관제 콘솔은
    스위칭 허브를 통하여 상기 시뮬레이션 서버 컴퓨터에 연결된 관제 컴퓨터; 및
    상기 관제 컴퓨터에 연결되어 상기 가상의 ARTS, ASDE, FIMS, ASMGCS, AMOS/ATIS 및 VCCS의 시뮬레이션 환경을 제공하는 모니터를 포함함을 특징으로 하는 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 교관 시뮬레이션부의 교관 콘솔은
    스위칭 허브를 통하여 상기 시뮬레이션 서버 컴퓨터에 연결된 교관 컴퓨터; 및
    상기 교관 컴퓨터에 연결되어 상기 가상의 ARTS, ASDE, FIMS, ASMGCS, AMOS/ATIS 및 VCCS의 시뮬레이션 환경을 제공하는 모니터를 포함함을 특징으로 하는 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 교관 시뮬레이션부는
    상기 교관 컴퓨터에 연결된 스위치;
    상기 스위치에 연결된 데이터 베이스 서버; 및
    상기 데이터 베이스 서버에 연결된 시나리오 제어기를 더 포함함을 특징으로 하는 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 비행기 조종사 시뮬레이션부의 조종사 콘솔은
    스위칭 허브를 통하여 상기 시뮬레이션 서버 컴퓨터에 연결된 조종사 컴퓨터; 및
    상기 조종사 컴퓨터에 연결되어 상기 가상의 ARTS, ASDE 및 VCCS의 시뮬레이션 환경을 제공하는 모니터를 포함함을 특징으로 하는 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    시뮬레이터 관리부를 더 포함하고,
    상기 시뮬레이터 관리부는 상기 ARTS, ASDE, FIMS, ASMGCS, AMOS/ATIS 및 VCCS의 시뮬레이션 상태 정보를 수신하고,
    상기 영상 출력부와, 상기 비행장 관제실 시뮬레이션부, 교관 시뮬레이션부, 비행기 조종사 시뮬레이션부, 지상 운전자 시뮬레이션부의 컴퓨터 및 모니터의 전원 상태 정보를 수신하는 로그 분석용 데이터 베이스 컴퓨터를 포함함을 특징으로 하는 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 영상 출력부와, 상기 비행장 관제실 시뮬레이션부, 교관 시뮬레이션부, 비행기 조종사 시뮬레이션부, 지상 운전자 시뮬레이션부의 컴퓨터 및 모니터의 전원 상태 정보는 PLC 제어부에 의해 수집된 후 상기 로그 분석용 데이터 베이스 컴퓨터에 전송됨을 특징으로 하는 비행장 관제와 비행기 조종 훈련용 통합 시뮬레이터.
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