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#스마트계류장 #항공관제
추진일정(안)
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사업개요
배경 및 목적
- 지속적으로 증가하는 교통량 대비 관제사의 상황인지력을 극대화하여 공항운영 안전성 확보
- 원격관제 플랫폼 구축 및 AI 자동관제 기반 마련
사업개요
- 사 업 명 : 스마트 계류장관제플랫폼 구축 사업
- 사업기간 : 계약일로부터 36개월(시범운영 12개월 포함)
- 사업금액 : 입찰공고문 참조
주요 과업내용
구축범위 :
- 인천공항 제2계류장관제탑 관제 권역
(4단계 확장지역(T2/북측원격계류장/MRO단지 원격주기장 등) 포함)
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추진방안 및 적용기술
- (시정․시야 차폐 관제) 영상인식, AR, 디지털트윈을 적용하여 차폐지역, 저시정 상황에 대한 관제사 뷰 구현 및 객체 정보 제공
- (운영안정성 강화) 관제사 음성인식을 통한 실시간 항공기 경로 이탈 확인 및 주요 교차로 영상인식으로 항공기/차량 간 충돌 예측
- (관제업무 최적화) CCTV 영상, 개별 시스템 정보 통합으로 관제 절차 간소화 및 원격지 관제 지원으로 관제범위 확대
- (AI 자동관제 기반 마련) 통합관제 운영 중 수집된 데이터를 분석하여 관제지시 메시지를 제안하는 AI 개발
※ AI가 제안한 메시지와 실제 관제사가 발화한 메시지를 비교하여 AI 학습에 활용하고 정확도를 높이는 지속 학습 체계 구현
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주요 과업내용
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시야차폐지역 및 저시정 등 비상상황 완벽 대비가 가능한 AI, AR 기반 통합관제시스템 및 상황실 구축
- 시야차폐지역 CCTV 영상, 저시정 대비 열화상 영상 수집
- CCTV별 영상을 통합하여 하나의 파노라마 영상으로 관제탑에서의 관제사 시야 재현
- 관제사가 CCTV(시아차폐지역 영상), ASDE(항공기 위치정보), IIS(항공기 정보)를 통해 개별 확인하는 정보를 통합하여 표출
- ==계류장관제탑 내 상황실(2개소) 및 브리핑실 보조시스템(1개소) 구축
- 생성된 영상에 AR을 적용한 관제업무 필요 정보 제공
- ==관제사 손동작 인식․학습으로 시스템 모션제어 수행
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영상인식/음성인식/상황인식 AI 적용 자동관제 보조 SW 개발
- 관제사/조종사 음성을 분석하여 복명복창 일치 및 관제지시 불이행 인지․알림
- 입출항 항공기 이동경로 분석 및 항공기 경로 이탈 여부 확인
- 계류장 교차로(11개) 대상으로 항공기/차량 접근 및 충돌정보 제공
- 조종사 문의 및 사전 정의된 관제 절차에 대해 적절한 관제지시 메시지를 자동 생성․제안하는 AI 개발
- 이동지역내 비정상상황에 대한 이벤트 정의 및 상황 전파
운영현황 및 추진배경
계류장관제업무 개요
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계류장관제업무 정의
- (근거) 항공안전법 제83조 및 시행규칙 제228조
- (내용) 비행장관제업무 중 계류장지역에 대한 관제서비스
- (범위) 계류장지역에서의 항공기 이동 안내 및 통제업무
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계류장관제업무 목적
- 계류장내 항공기 간의 충돌 방지 및 항공교통흐름 유지
- 운항 안전과 효율을 위한 최적 이동경로 및 교통정보 제공
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업무범위
- 출도착 관제(Push-Back Approval)
- 지상이동 관제(Taxi Approval)
- 게이트 --> 정비창고같은 다른 장소로 이동하는 경우
- 항공기 견인관제(Tow Approval)
- 견인차를 통해 항공기를 끌고갈때
- 동절기 제방빙관제(De-Icing Control)
- 결빙을 녹이는 장소가 별도로 존재
- 항공기 차량안내 지원(Follow-Me Svc)
- 기장이 항공사에 Call 요청, 차량을 통해 길안내 (자주 오지 않는 기장을 위해)
- 항공등화 제어 및 안내(Lighting Svc)
- ASMGCS 시스템과 연관 있음(자동항공등화), 현재는 수동으로 켜는 경우 많음
- 지상이동차량 통제(Control Vehicles)
- 작업차량, 등록차량 통제(2만대 정도), 자동 통제 불가하여 수동 처리(기동대)
- 실시간 관제정보 생성, DB(Manage Fims)
- 관제일지 생성, 모션 기능 관련
계류장관제소 운영현황
- 주요업무
- 항공기․장애물 간 충돌방지
- 안전하고 신속한 교통흐름 유지
- 운항에 필요한 정보 제공
- 관할구역
- 관제탑 : 활주로 및 평행유도로
- 계류장관제소 : 여객, 화물 및 원격계류장, 정비 및 제빙주기장
- 개선 필요사항
- (관제구역 증가) 공항의 지속적 확장으로 관제사 1인당 평균 감시 구역은 축구장 약 180개 크기로 全 지역 감시에 물리적 한계
- (차폐구역 존재) ICAO 규정에 따라 항공기, 차량 및 인원과 공항주변에서 비행중인 항공기에 대하여 육안관측을 우선으로 감시하여야 하나 주기장 전반에 걸쳐 차폐구역 발생
- (비정상상황 알림 시스템 미비) 항공기 충돌, 화재 등 비정상상황 발생 시 관제사의 육안 확인 또는 조종사의 先보고 이외에 기타 경보시스템 미구축
- (미래경쟁력 향상 필요) 시야차폐 극복 및 복수 관제시스템 통합으로 원격 관제 인프라 구축, 공항 내․외 빅데이터 종합 분석을 통한 인공지능 기반 자동 관제 기반 마련 등 인천공항 운항 선진화를 위한 혁신 요구
목표 시스템 구성 방안
사업의 범위
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스마트 계류장관제플랫폼은 인천국제공항의 계류장관제 전 범위를 대상으로 단계별로 확대 적용될 예정이며, 1단계 사업범위는 제2계류장관제탑 관제 권역(4단계 건설사업으로 확장되는 지역 포함) 및 해당 항공기의 이동경로(활주로, 유도로, 공역 등 포함)를 대상으로 함.
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스마트 계류장관제플랫폼 구축
- 계류장관제업무 프로세스를 반영한 플랫폼 구현
- 계류장관제탑 시야차폐 발생 상황에 대한 대응 기능 포함
- 기상(안개, 강우, 강설 등)으로 인한 시야 제한 극복을 위한 첨단 ICT 기술(가상증강현실, AI, 디지털트윈 등) 기반 플랫폼 구축
- 이동지역 중 특정지역에 대한 충돌 위험예측 및 위험경고 기능 개발
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계류장관제탑 내 관제상황실 구축
- 영상 합성 기술을 적용한 파노라마 뷰 구현기술을 통해 관제사 뷰와 동일한 시야를 현시
- 관제사가 Head-Down으로 조작하는 다양한 표출 및 입력 장치를 신기술을 적용하여 Head-Up 환경으로 전면 전환 (파노라마 뷰에 모두 표출)
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스마트 계류장관제플랫폼 구축을 위한 인프라(장비실 공사-건축/전기/통신/소방, CCTV 및 영상설비, 전산장비, 네트워크, 보안장비 등) 구축
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계류장 관제 및 운영 관련 시스템 정보 연계
- ASDE, IIS, ARTS, IMIS, AFL 등 Global 항공 운항 표준에 따르는 다수의 운항 관련 시스템 정보 연계
(순항, 접근, 타워, 계류장 관제가 별도로 있음)
- ASDE, IIS, VDGS 는 연계 필요
- IMIS, AFL은 IIS를 통해 연계
- ASDE, IIS, ARTS, IMIS, AFL 등 Global 항공 운항 표준에 따르는 다수의 운항 관련 시스템 정보 연계
(순항, 접근, 타워, 계류장 관제가 별도로 있음)
목표 시스템 및 주요 기능
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계류장관제플랫폼은 국가보안시설 “가”급인 인천국제공항의 운항 안전 및 여객을 안전하게 보호하기 위하여 신속하고 원활한 관제업무가 수행될 수 있도록 저시정/시야차폐 시 관제, 충돌위험 예측 및 위험경고, 운영관제 최적화, 운영상황/안전사고 예측정보를 제공하는 서비스로 구성되며 각 시스템의 통합 및 연동을 통하여 상호 유기적인 업무 수행이 가능하도록 최적의 플랫폼 구현을 목표로 함. [ 스마트 계류장관제플랫폼 목표 구성도(안) ] !
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공항에서 생성, 수집되는 다양한 항공정보와의 상호 연계 수집
- 항행시스템 및 통합정보시스템과 데이터 연계를 통해 항적데이터, 비행 및 공항자원데이터, 음성통신데이터, 기상데이터 등 정보를 수집·처리
- 다수의 초고해상도 360도 광학 이미지 합성, 다기능 고배율 카메라를 통한 계류장 및 주기장의 영상정보 수집·처리
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계류장 관제 권역 내 수집된 영상과 다양한 항공정보를 가상증강현실(AR), 디지털트윈 및 영상합성 기술을 적용하여 통합 표출
- 관제 권역 영상에 WGS-84 기반의 3차원 공간좌표계를 생성하여 항공기 위치 정보 및 세부정보 등을 실시간 오버레이 표출
- 초고해상도 실 화상 기반으로 각종 관제 데이터 오버레이 표출
- 항공기, 지상이동체, 동물 등 움직이는 물체 탐지 및 트래킹
- 계류장 내 객체를 실제 탐지한 후 트래킹 데이터와 각종 데이터를 연동하여 실시간 표출
- 기상데이터(풍향 및 풍속, 시정(RVR), 위드시어, 마이크로버스트 경고 등) 표출
- 시야 제한 상황 발생 시 열화상 영상 활용 및 가상 항적 표출
- 게이트 정보 및 A-CDM 관련 정보 표출
- 관제용 주파수 설정값 및 송출 여부 표출
- VCCS 연동 값
- 관제사들이 사용하고 있는 채널 정보, PTT 상태 표출
- 각 게이트별 CCTV 영상 표출
- 본 사업을 통해 확보가능한 기타 데이터를 공사 요구사항을 반영하여 표출
- 사용자 요구분석을 통해 표출화면별(관제사뷰, 주기장뷰, 어라운드뷰) 시나리오를 작성하여 화면 표출
- 작성 시나리오에 대한 공사 승인 필요
[ 가상증강현실(AR) 기술을 적용한 통합 표출(안) ]
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- 원활한 계류장 관제업무 지원을 위해 관할 구역별 디지털트윈을 적용한 실시간 모니터링 시스템 구현
- 계류장, 주기장, Hot-spot에 대해 항공기 이동 정보 및 운항정보 실시간 표출
- Push back 상황 시 항공기 이동경로 표출
[ 디지털트윈 개념의 어라운드 뷰(안) ]
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인공지능(영상인식, 음성인식, 모션인식) 기술을 활용한 계류장 관제업무 고도화
- 영상 객체 인식을 통해 항공기 및 조업장비 등 이동체 인식과 비정상 상황 인지 및 알림 ․ 활주로/핫스팟/계류장/주기장 지역 영상 분석
- 관제통신 음성인식을 통한 관제업무 지원 ․ 관제사-조종사간 관제통신 음성분석 및 문자화(Call Sign, 이동경로, 관제상황 등)
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관제사가 Head-Down으로 조작하는 다양한 표출․입력 도구를 Head-Up 근무환경으로 전면 개선
- 계류장 관제 범위 내 다수의 영상을 공간보정 및 영상 정합 기술을 이용하여 파노라마 영상으로 가시화
- 핸드모션 인식기능을 적용하여 간단하고 편리한 시스템 제어 인터페이스 구현
[ Head-up 기반의 계류장관제탑 상황실(안) ]
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- 관제사/조종사 음성인식 및 운영 데이터를 활용한 상황판단으로 관제지시 메시지를 자동 생성하는 AI 개발
- 관제사/조종사 음성을 분석하여 복명복창 일치 여부 및 경로 이탈 여부 확인하여 경보 제공
- 조종사 문의 및 사전 정의된 관제 절차에 대해 최적의 관제지시 메시지 생성하여 관제사가 활용할 수 있도록 제안
- AI가 제안한 관제지시 메시지와 관제사가 실제 발화한 관제지시 메시지를 비교하여 지속적으로 정확도를 향상시키는 학습 체계 구축
- 계류장 교차로(11개) 대상으로 항공기/차량 접근 및 충돌정보 제공
시스템 구성
- 스마트 계류장관제플랫폼 장비 및 CCTV 등 하부시스템에서 발생하는 영상, 데이터들을 안정적이고 효율적으로 전송․처리하고 전체 자원의 효율적 운영, 보안 유지, 무중단 시스템 운영, 향후 확장이 용이한 시스템으로 구축함.
[ 스마트 계류장관제플랫폼 소프트웨어 구성도(안) ]
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장비실 24종류, 90식 포함 총 96식(27종)