도심항공교통(Urban Air Mobility)
- 항공교통관리 ATM (Air Traffic Management) & 무인항공시스템 UAS (Unmanned Aircraft System), 무인기교통관리 UTM (UAS Traffic Management) 의 맥락에서 UAM 운영 환경을 정의
- 도심 내외에서 고도화된 자동화, 승객과 화물-운송 항공교통 서비스를 가능케 함
K-UAM 용어 정의
| 용어 | 정의 |
|---|---|
| UAM 운항자(UAM Air Operator) | UAM 비행계획을 수립하며, 항공기의 운항 및 운용, 관리를 하는 주체 |
| UAM 교통관리서비스 제공자(PSU) | UAM 운항안전정보 공유 및 교통흐름 관리, 비행계획 승인 및 항로이탈 모니터링 서비스를 제공하는 주체 |
| UAM 교통관리체계 (UATM) | UAM 항공기의 안전한 항행을 위한 교통관리체계 |
| UAM 회랑(UAM Corridor) | UAM 안전운항을 위해 전용으로 분리 운영되는 공역으로 UAM 항공기가 목적지로 이동하는 통로 |
| 전략적 분리(Strategic Deconfliction) | UAM 항공기 간 충돌을 사전에 방지하기 위해 비행 전 제출된 비행계획 상의 회랑과 버티포트 등에서 기존에 제출된 다른 항공기들의 비행계획 간 충돌이 일어나지 않도록 이를 조정하는 것 |
| 전술적 분리(Tactical Separation) | 비행 중 회랑 내 UAM 항공기 간 분리를 유지하기 위해 속도, 고도, 방향 등 변경, 기존 비행계획 수정 등을 수행하는 것 |
| 운항지원정보 제공자(SDSP) | 지형, 장애물, 날씨 등 운항지원정보 서비스를 제공하는 주체 |
| 버티포트(Vertiport) | UAM 항공기가 이착륙하기 위한 기반시설(교통시설). 육상, 수상, 또는 건물옥상 등에 위치할 수 있으며 필요에 따라 정비 지원이나 승객 탑승·하기·환승 및 화물 적재·적하 등을 위한 시설 등을 포함할 수 있음 |
| 버티포트 운영자(Vertiport Operator) | UAM 항공기의 안전한 운용을 위해 버티포트의 운영과 서비스를 제공하고, 버티포트 권역을 감시하는 주체 |
| UAS 교통관리서비스 제공자(USS) | UTM 환경에서 무인 비행장치(UAS)의 비행에 필요한 각종 신고·승인 등 업무의 지원 및 비행에 필요한 정보제공, 비행경로 관리 등을 수행하는 주체 |
| UAS 교통관리(UTM, UAS Traffic Management) | 저고도(지상고도 150 m 이하)에서 비행하는 무인 비행장치의 교통 관리 |
| 기타 이해관계자 | 기타 UAM 운용으로 영향을 주거나 받는 정보에 접근이 가능한 집단 |
단계별 K-UAM 운용 시나리오
출처: K-UAM 정책 로드맵 & 기술 로드맵
- 초기(2025년~) K-UAM 운용 형태
초기 K-UAM 운용은 기장이 탑승하여 수도권 단일 또는 복수의 K-UAM 시범 서비스 고정형
회랑(특정 구간 간에 사전 정의되고 중첩 항로가 없는 독립 회랑)
조종사 운용 : 조종사(기장) 탑승. 시계비행방식(기존 시계비행규칙(VFR) 대비 고도화된 비행방식으로 조종사의 육안감시와 더불어 안전운항에 필수적인 각종 정보를 지원받아 비행하는 방식) 초기 적용
교통관리체계 : UAM 교통관리체계 도입 (항공교통관제사 협조를 통해 검증·고도화)
교통관리 : 음성기반, 인적기반에서 데이터 기반 자동화 도입으로 발전
회랑운영방식 : 고정형 회랑(Fixed Corridor) 방식
항공통신망 : 상용이동통신(4G, 5G) 및 항공음성통신
항법시스템 : 정밀위성항법
버티포트 입지 및 형태 : 수도권 K-UAM 상용화 시범 서비스를 위한 공항과 도심을 연결하는 소수의 버티포트 인프라 구축
UAM 운영 평가
- 운영 템포 : UAM 운영의 밀집도, 빈도, 복잡성
- UAM 구조(공역과 절차): UAM 운영 환경을 지원하는 인프라와 서비스의 복합된 수준
- UAM 규제 변화: UAM 운영의 구조 및 성능을 위해 필요한 현재 규정들의 발전 수준
- UAM 커뮤니티 법령(CBR: Community Based Rules): UAM 운영과 서비스 제공자(PSU: Provider of Services for UAM) 의 확장을 위해 UAM 추진 규정들을 보완
- 항공기 자율화(Automation) 수준
- 휴먼 위딘더 루프(HWTL): 사람이 직접 시스템을 조종하는 단계
- 휴먼 온더 루프(HOTL): 사람의 감독 하에 조종되는 시스템 단계, 사람이 적극적 모니터링함
- 휴먼 오버더 루프(HOVTL): 사람이 수동적으로 모니터링함.
- PIC (Pilot in Command) 단계
UAM 운영 개념
- 관련 분야의 역할과 책임
- FAA
- UAM 운영자
- PIC(Pilot in Command)
- PSU
- PSU 네트워크
- UAM 비행장
- USS (UAS 서비스 공급자)
- NAS 공역 사용자
- 공적 관심 이해관계자
- UAM 비행통로
- UAM 비행 통로: 항공교통관제(ATC)의 기술적 분리 관제 서비스 없이 (=안전을 위한 타 비행체와의 간섭 관리) UAM을 보다 안전하고 효과적으로 운영할 수 있도록.
- UAM 비행 통로 설계 시 고려 사항
> 기존 ATM과 무인항공기 교통관리 시스템 UTM (UAS Traffic MAnagement) 운영의 영향성 최소화 > 대중 이해 관계자들의 요구사항 (지역 환경, 소음, 안전, 보안) > 이해관계자들의 활용성 (고객 요구사항)
- UAM 비행통로 내에서의 분리 방법
- 주된 방법) 공동 비행 영역을 기반으로 전략적 충돌방지
- 기술적 분리 방법) UAM 운영자에게 할당 (pic와 항공기 성능 및 psu 지원을 포함)
- FAA 규정&CBR 규정 (전략적 충돌방지(deconiflicaiton)&전술적 분리 방식 포함)
- 공유된 비행의도(Flight Intention), 인식, 비행 의도에 전략적 충돌방지 및 절차 규정 정립을 통해 가능
- 기상(Weather)과 장애
- PSU와 보조적 데이터 서비스 제공자 SDSP (Supplemental Data Service Provider) 는 기상/지형/장애물 정보 데이터 제공 -> UAM 운영자를 지원
- 해당 데이터는 UAM 운영과 비행 중 업데이트된 전략적 관리를 보장하기 위해 비행계획 단계에서 얻어짐
UAM 적용 사례와 운영 시나리오
- 운영 단계 구분
- 비행 계획
- 비행장 A와 B 사이의 비행 요구사항을 운영자가 접수
- 운영자는 SDSP 서비스 (기상, 상황 인식, 운영 수요, UAM 비행장 가용 여부 및 기타 데이터)와 관련된 PSU로부터 현재 상태 정보 입수
- 출발
- 비행 경로
- 운영자와 PSU는 UAM 항공기의 식별과 위치 정보를 활용
- PIC와 운영자는 항공기 성능을 모니터링하여 비정상 상태를 식별 가능
- 도착 및 운영 이후
- UAM 비정상 적용 사례
-
계획된 UAM 운영을 준수하지 않는 경우
- 성능 문제, 강풍, 네비게이션 불량 등
- 비행 통로 내에서 계획된 비행장까지 안전하게 도착할 수 있는 경우에 해당
- 비정상 운영이 감지되면 PSU 네트워크를 통해 이에 대한 정보를 배포
- UAM 운영자와 PSU는 CBR 규정과 비행통로 성능 요구사항을 충족할 수 있는 새로운 UAM 운영 의도를 확인 가능
-
우발적인 UAM 운영 상황
- 강제적인 착륙을 초래하는 문제. 의도된 UAM 운영 미준수하는 경우에 해당
- UAM 비행통로에서 벗어나 비행 공역에서 ATC 서비스에 영향
- 첫 번째 경우와 동일하게 PSU 네트워크를 통해 상황 정보를 배포하게 되고 PIC는 안전한 착
륙에 집중할 것임 (비행통로 외부의 식별 및 통신 수단(ADS-B등)을 활용하고 최대한 다른 항
공기에 피해가 발생하지 않도록 위험을 완화하는데 권고 또는 ATC 지침을 제공)
- PIC는 비행장이 아닌 안전하고 적절한 착륙 위치를 식별하여 정보를 제공
참고 문헌
<도심항공교통(UAM) 운영 개념>_국토교통과학기술진흥원
<한국형 도심항공교통(K-UAM) 운용개념서 1.0_UAM Team Korea>
구르미 누나