KR101571972B1 - 항공기 충돌 예측 시스템 - Google Patents

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이동익
양인석
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경북대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 항공기의 충돌 여부를 예측하는 시스템에 관한 것으로, 2 개 이상의 항공기에 대한 움직임을 모니터링하며 각 항공기간 상대 거리 및 속도 정보를 이용하여 항공기의 충돌을 예측하는 시스템에 관한 것이다. 이를 통해, 본 발명에 따른 항공기 충돌 예측 시스템은 항공기의 충돌 여부를 예측하기 위해 필요한 계산량을 줄임으로써 종래 대비 보다 빠르고 보다 신뢰성 높게 항공기의 충돌 가능성을 예측하는 효과가 있다.

Description

항공기 충돌 예측 시스템{Aircraft Collision Prediction system}
본 발명은 항공기의 충돌 여부를 예측하는 시스템에 관한 것으로, 2 개 이상의 항공기에 대한 움직임을 모니터링하며 각 항공기간 상대 거리 및 속도 정보를 이용하여 항공기의 충돌을 예측하는 시스템에 관한 것이다. 이를 통해, 본 발명에 따른 항공기 충돌 예측 시스템은 항공기의 충돌 여부를 예측하기 위해 필요한 계산량을 줄임으로써 종래 대비 보다 빠르고 보다 신뢰성 높게 항공기의 충돌 가능성을 예측하는 효과가 있다.
오늘날 항공기는 자동차, 선박 등과 대표적인 운송 수단 중 하나로 널리 이용되고 있다. 이와 같은 항공기는 사람들에게 여러 대륙간 또는 국가간 이동하는 교통 수단일 뿐만 아니라 장거리 이동을 위한 교통 수단으로도 널리 활용되고 있다.
항공기의 종류로는 고정된 날개를 공기 속에서 달리게 하여 발생되는 양력을 이용하여 비행하는 고정익 체계 및 헬리콥터의 프로펠러와 같은 날개를 회전시킴으로써 발생되는 양력을 이용하여 비행하는 회전익 체계 등이 있다.
이중 교통수단으로 활용되는 항공기의 대부분은 많은 인원 또는 물자를 싣을 수 있도록 구성되어 크기 및 부피 또한 매우 크게 구성된다. 이로 인해, 대기중에서 운행중인 항공기는 빠른 방향 선회가 매우 힘든 문제점이 있다.
특히, 80년대를 기점으로 항공기의 기계적 성능은 거의 완벽에 가까울 정도로 개발되었으나, 조종사에 의한 단독 의사결정만으로 공중충돌을 방지하는 것은 복잡하고 다양한 현재의 공중상황에서 그 한계를 보이고 있다. 이러한 이유로 공중충돌사고 방지를 위해 조종사의 운용환경 개선뿐 아니라 항공통제 시스템의 공중충돌 방지기능과 함께 통합적으로 운용할 수 있는 항공안전 운용방안에 대한 연구가 요구되고 있다.
이에 따라 항공 교통 관제 시스템(Air Traffic Control System, 이하 ATCS)은 항공기간 운행 정보를 관제하며, 충돌이 예측되는 경우에는 충돌 경고 메시지와 함께 상승/하강 또는 좌/우 선회 지시 메시지를 조종사에게 제공함으로써 항공기간 충돌을 방지한다.
다만, 이와 같은 시스템은 충돌 여부를 판별하기 위해 많은 계산 산출량을 필요로 하며, 실제로 2014년 5월 1일 미국 LA 공항에서는 항공 교통 통제 센터의 컴퓨터가 U2 고공정찰기와 민항기 간의 충돌 방지를 위한 계산을 수행하던 중 과부하가 발생하며 공항 전체 잔선 시스템이 마비되는 문제점이 있었다.
미국 등록특허 제 7,737,878호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 항공기의 움직임을 전체적으로 모니터링할 수 있는 관제 시스템에서 항공기들의 움직임 정보를 획득함으로써 항공기들간 충돌 가능 여부를 미리 판별할 수 있는 항공기 충돌 예측 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 항공기 충돌 예측 시스템은 제1 항공기를 기준으로 위험 거리 내의 위험 영역을 설정하는 위험 영역 설정부; 상기 제1 항공기를 기준으로 주의 거리 내의 주의 영역을 설정하는 주의 영역 설정부; 제2 항공기가 상기 주의 영역 내로 진입하게 되면, 상기 제1 항공기 및 제2 항공기간 상대 거리 및 상기 제1 항공기에 대한 제2 항공기의 상대 속도를 산출하는 상대 거리/속도 산출부; 및 산출된 상대 거리 및 상대 속도 정보를 이용하여 상기 제1 항공기 및 제2 항공기간 충돌 여부를 예측하는 충돌 예측부;를 포함한다.
상기 위험 영역 설정부 및 상기 주의 영역 설정부는, 상기 제1 항공기의 상태 정보에 따라 위혐 거리 및 주의 거리를 설정할 수 있다.
상기 충돌 예측부는, 산출된 상대 거리 및 상대 속도 정보를 이용하여 상기 제2 항공기의 상대 속도에 대한 방향 정보가 상기 제1 항공기의 위험 영역을 통과하는지를 산출하여 상기 제1 항공기 및 제2 항공기간 충돌 여부를 예측할 수 있다.
특히, 상기 충돌 예측부는, 상기 제1 항공기 및 제2 항공기를 연결하는 제1 선분 및 상기 제2 항공기로부터 상기 제1 항공기의 위험 영역에 접하도록 연결하는 제2 선분의 사이각인 제1 각의 크기와, 상기 제1 항공기 및 제2 항공기간 상대 거리 및 상기 제1 항공기에 대한 제2 항공기의 상대 속도에 대한 방향 정보의 사이각인 제2 각의 크기를 비교하여 상기 제1 항공기 및 제2 항공기간 충돌 여부를 예측할 수 있다.
이에 따라, 상기 충돌 예측부는, 상기 제1 항공기 및 제2 항공기간 상대 거리 정보, 상기 제1 항공기의 위험 거리 정보, 상기 제1 항공기의 주의 거리 정보 및 상기 제1 각 및 제2 각 크기의 비교 정보를 이용하여 상기 제1 항공기 및 제2 항공기간 충돌 여부를 복수 개의 단계로 구분하여 예측할 수 있다.
상기 제1 항공기 및 제2 항공기간 상대 거리 및 제1 항공기에 대한 제2 항공기의 상대 속도 정보는, 2차원적 정보 또는 3차원적 정보 중 선택되는 어느 하나 이상의 정보 형태로 구성될 수 있다.
상기 상대 거리/속도 산출부 및 충돌 예측부는, 상기 제2 항공기가 상기 주의 영역 내에 위치하게 되면, 일정 주기마다 동작할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 항공기 충돌 예측 시스템은 제1 항공기의 현재 위치를 기준으로 2개 이상의 영역을 설정하고, 제2 항공기가 제1 항공기의 어느 영역에 위치하며 이후 예측되는 운행 정보를 이용하여 항공기간 충돌 가능성을 예측함으로써 종래 대비 보다 신뢰성 높게 충돌 가능성을 판별할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 항공기 충돌 예측 시스템에서 항공기간 충돌 여부를 감지하는 개념도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기 충돌 예측 시스템을 나타낸 도면, 및
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 항공기 충돌 예측 시스템에서 충돌 여부를 여러 단계의 위험도로 분류 및 이에 따라 대처하는 방법을 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 항공기 충돌 예측 시스템에서 항공기간 충돌 여부를 감지하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 항공기 충돌 예측 시스템은 제1 항공기(100) 및 제2 항공기(200)간 충돌 여부를 판별하기 위하여 제1 항공기(100) 및 제2 항공기(200)의 현재 위치 정보 및 제1 항공기 및 제2 항공기(200)의 움직임 정보를 활용한다. 도 1은 본 발명에 따른 항공기 충돌 예측 시스템(1)이 각 항공기간 충돌 여부를 판단하는 방법을 이해하기 쉽게 도시한 개념도에 불과하며, 상기 항공기 충돌 예측 시스템(1)의 일부 구성인 표시 장치가 반드시 도 1과 같은 구성도를 표시할 필요는 없다.
이하, 도 1에 도시된 개념도를 참조하여, 도 2에 도시된 항공기 충돌 예측 시스템(1)의 각 기술 구성에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기 충돌 예측 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용가능한 바람직한 실시예에 따른 항공기 충돌 예측 시스템(1)은 위험 영역 설정부(10), 주의 영역 설정부(20), 상대 거리/속도 산출부(30) 및 충돌 예측부(40)를 포함할 수 있다. 이때, 도 2는 본 발명에 따른 관제 시스템(1)의 주요 기술 구성만을 도시하고 있으며, 실시예 또는 적용예에 따라 데이터 정보를 송수신하는 송수신부, 사용자 등으로부터 별도의 입력 정보를 획득하는 입력부, 다양한 산출 결과를 출력하는 출력부 등을 더 포함할 수 있음은 물론이다.
위험 영역 설정부(10) 및 주의 영역 설정부(20)는 각각 제1 항공기(100)를 기준으로 위험 거리 및 주의 거리 내의 영역을 각각 위험 영역(A) 및 주의 영역(B)으로 설정한다. 이를 위해, 상기 위험 영역 설정부(10) 및 주의 영역 설정부(20)는 현재 제1 항공기(100)의 위치 정보를 획득하기 위하여 상기 제1 항공기(100)로부터 위치 정보를 수신한 별도의 수신부로부터 관련 정보를 제공받을 수 있다.
본 발명에 있어, 상기 위험 영역(A)은 실질적으로 충돌 위험도가 높은 영역을 지칭하고, 상기 주의 영역(B)은 상기 위험 영역(A)보다 충돌 위험도는 높지 않으나 관제사의 주의가 필요한 영역을 지칭한다. 그러므로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 위험 영역(A)은 주의 영역(B) 내 포함되도록 설정된다. 즉, 각 항공기별 위험 거리는 주의 거리보다 작게 설정된다.
이때, 각 항공기별 위험 거리 및 주의 거리는 관리자 등에 의해 미리 설정될 수 있으며, 상기 값은 항공기의 상태 정보에 따라 달리 설정될 수 있다. 구체적으로, 각 항공기들은 크기, 운행 가능 속도, 우선 순위 정보 등이 상이하므로, 각 항공기별 위험 거리 및 주의 거리는 상기와 같은 정보들에 기반하여 달리 설정될 수 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 항공기 충돌 예측 시스템(1)은 각 항공기들로부터 각 항공기에 대한 상태 정보(편명, 고도, 속도 등을 포함하는 항공기에 대한 식별 정보)를 수신하는 별도의 수신부를 포함하고, 상기 위험 영역 설정부(10) 및 주의 영역 설정부(20)는 상기 수신부로부터 수신된 정보를 바탕으로 별도의 데이터베이스로부터 항공기의 기종(또는 크기), 우선 순위 정보 등 관련 정보를 획득할 수 있다.
일반적으로, 항공기들은 상공을 이동하는 교통 수단으로 해당 항공기의 위치 정보는 (위도, 경도, 고도)의 3차원적인 정보로 구성될 수 있다. 따라서, 도 1에서는 제1 항공기(100) 및 제2 항공기(200)간 위치 정보를 2차원적으로 도시하였으나, 실질적으로 각 항공기들의 위치 정보는 3차원적인 정보로 구현될 수 있다.
즉, 위험 영역 설정부(10) 및 주의 영역 설정부(20)는 제1 항공기(100)에 대한 위험 영역 및 주의 영역을 3차원적으로 설정하고, 상대 거리/속도 산출부(30)는 3차원적으로 구성되는 제1 항공기(100) 및 제2 항공기(200)간 상대 거리 및 상기 제1 항공기(100)에 대한 제2 항공기(200)의 상대 속도를 산출하고, 충돌 예측부(40)는 상기 상대 거리 및 상대 속도 정보를 이용하여 3차원적으로 제1 항공기(100) 및 제2 항공기(200)간 충돌 여부를 예측할 수 있다.
도 1 및 도 3에서는 본 발명에 따른 항공기 충돌 예측 시스템(1)의 동작 구성을 용이하게 설명하기 위해 관련 정보들을 2차원적으로 도시하였으나, 이는 설명의 용이함을 위한 도면 구성에 불과하며 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 뿐만 아니라, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 도 1 및 도 3의 기술 구성으로부터 3차원적으로 항공기간 충돌 여부를 예측하는 기술 구성으로 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상대 거리/속도 산출부(30)는 제2 항공기(200)가 상기 주의 영역 내로 진입하게 되면, 상기 제1 항공기(100) 및 제2 항공기(200)간 상대 거리 및 상기 제1 항공기(100)에 대한 제2 항공기(200)의 상대 속도를 산출한다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 관제 시스템(1)은 복수 개의 항공기들의 움직임들을 모니터링하다, 특정 항공기가 제1 항공기(100)의 주의 영역 내 진입(접근)하게 되면, 상기 제1 항공기(100) 및 제2 항공기(200)간 상대 거리 및 상기 제1 항공기(100)에 대한 제2 항공기(200)의 상대 속도를 산출한다.
이때, 상기 상대 거리/속도 산출부(30)는 다양한 방법을 통해 상대 거리 및 상대 속도 정보를 산출할 수 있다. 일 예로, 상기 상대 거리/속도 산출부(30)는 별도의 레이더 장비를 통해 감지되는 각 항공기들의 위치 정보를 활용하여 항공기간 상대 거리를 산출할 수 있다. 또한, 상기 상대 거리/속도 산출부(30)는 각 항공기들로부터 수신되는 운행 정보를 활용하여 항공기간 상대 속도를 산출할 수 있다. 또는, 현재까지 관측된 각 항공기별 운행 정보를 기반으로 각 항공기별 예상 속도 정보를 산출하고, 이를 기반으로 항공기간 상대 속도를 산출할 수도 있다.
본 발명에 따른 항공기 충돌 예측 시스템(1)에서는 이외 다양한 방법을 적용하여 항공기간 상대 거리 및 속도를 산출할 수 있으며, 본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않는다.
충돌 예측부(40)는 상기 상대 거리/속도 산출부(30)에 의해 산출된 상대 거리 및 상대 속도 정보를 이용하여 상기 제1 항공기(100) 및 제2 항공기(200)간 충돌 여부를 예측한다. 구체적으로, 상기 상대 거리/속도 산출부(30)는 산출된 상대 거리 및 상대 속도 정보를 이용하여 상기 제2 항공기(200)의 상대 속도에 대한 방향 정보가 상기 제1 항공기(100)의 위험 영역을 통과하는지를 산출하여 상기 제1 항공기(100) 및 제2 항공기(200)간 충돌 여부를 예측할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 항공기 충돌 예측 시스템(1)은 특정 항공기(예: 제1 항공기(100))의 주의 영역 내 다른 항공기(예: 제2 항공기(200))가 위치하게 되면, 현 시점을 기준으로 상기 다른 항공기(예: 제2 항공기(200))가 상기 특정 항공기(예: 제1 항공기(100))의 위험 영역을 통과할 것으로 예상되는 지를 판별하고, 판별 결과에 따라 충돌 가능성 여부를 예측하는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 항공기 충돌 예측 시스템(1)의 충돌 예측부(40)는, 제1 항공기(100)에 대한 제2 항공기(200)의 상대 거리 및 상대 속도 정보를 이용하여 충돌 여부를 예측하기 위한 방법으로 다음과 같은 산출 과정을 수행할 수 있다.
먼저, 상기 충돌 예측부(40)는 상기 제1 항공기(100) 및 제2 항공기(200)를 연결하는 제1 선분 및 상기 제2 항공기(200)로부터 상기 제1 항공기(100)의 위험 영역에 접하도록 연결하는 제2 선분의 사이각인 제1 각(θ)의 크기를 산출하고, 상기 제1 항공기(100) 및 제2 항공기(200)간 상대 거리 및 상기 제1 항공기(100)에 대한 제2 항공기(200)의 상대 속도에 대한 방향 정보의 사이각인 제2 각(θr)의 크기를 산출한다. 상기 제1 각(θ) 및 제2 각(θr)의 크기를 산출하기 위하여 다양한 방법이 적용될 수 있다. 일 예로, 상기 제1 각(θ) 및 제2 각(θr)의 크기는 아래의 수학식 1 및 2에 따라 산출될 수 있다.
Figure 112014050808134-pat00001
(이때, Rc는 제1 항공기(100)에 대한 위험 거리, Rw는 주의 거리 및 현 시점의 제1 항공기(100) 및 제2 항공기(200)간 상대 거리)
Figure 112015083344866-pat00020
(이때, rAB는 제2 항공기(200)에 대한 제1 항공기(100)의 상대 거리, vBA는 제1 항공기(100)에 대한 제2 항공기(200)의 상대 속도)
상기와 같이 다양한 방법을 통해 획득된 제1 각(θ) 및 제2 각(θr)의 크기 정보를 이용하여 상기 충돌 예측부(40)는 제1 항공기(100) 및 제2 항공기(200)의 충돌 여부를 판단할 수 있다. 일 예로, 상기 충돌 예측부(40)는 제1 각(θ)의 크기가 제2 각(θr)의 크기보다 큰 경우에는 상기 제2 항공기(200)가 제1 항공기(100)의 위험 영역을 통과할 것으로 예측되므로 충돌 가능성이 높다고 예측할 수 있다. 반대로, 상기 충돌 예측부(40)는 제1 각(θ)의 크기가 제2 각(θr)의 크기보다 작은 경우에는 상기 제2 항공기(200)가 제1 항공기(100)의 위험 영역을 통과하지 않을 것으로 예측되므로 충돌 가능성이 낮다고 예측할 수 있다.
본 발명에 있어, 상기 상대 거리/속도 산출부(30) 및 충돌 예측부(40)는 상기 제2 항공기(200)가 상기 주의 영역 내에 위치하게 되면, 일정 주기마다 동작할 수 있다. 제2 항공기(200)가 제1 항공기(100)를 기준으로 하는 주의 영역 내에 위치할 경우 상기 제1 항공기(100) 및 제2 항공기(200)의 충돌 가능성이 어느 정도 예측되므로, 상기 항공기 충돌 예측 시스템(1)(상대 거리/속도 산출부(30) 및 충돌 예측부(40))은 일정 주기마다 동작하며 매 주기마다 제1 항공기(100) 및 제2 항공기(200)의 충돌 가능성을 예측할 수 있다. 이때, 상기 주기는 미리 설정될 수도 있으며, 제1 항공기(100) 및 제2 항공기(200)간 상대 거리 값이 작아질수록 상기 주기 값도 작아지도록 설정될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 충돌 예측부(40)는 제1 항공기(100) 및 제2 항공기(200)의 운행 정보에 따라 다양한 단계로 충돌 여부를 예측하고, 예측된 결과에 따라 다음과 같은 대응 전략을 제시할 수 있다. 이하, 상기 실시예에 대해서는 도 3을 통해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 항공기 충돌 예측 시스템에서 충돌 여부를 여러 단계의 위험도로 분류 및 이에 따라 대처하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 항공기 충돌 예측 시스템(1) 또는 상기 시스템의 충돌 예측부(40)는 상기 제1 항공기(100) 및 제2 항공기(200)간 상대 거리 정보(
Figure 112015083344866-pat00021
),상기 제1 항공기(100)의 위험 거리 정보(
Figure 112015083344866-pat00004
), 상기 제1 항공기(100)의 주의 거리 정보(
Figure 112015083344866-pat00005
) 및 상기 제1 각 및 제2 각 크기의 비교 정보(θ와 θr의 비교 정보)를 이용하여 상기 제1 항공기(100) 및 제2 항공기(200)간 충돌 여부를 총 5 단계로 분류할 수 있다.
첫번째로, 항공기 충돌 예측 시스템(1)은 항공기간 상대 거리(
Figure 112015083344866-pat00022
)와 제1 항공기(100)의 주의 거리(
Figure 112015083344866-pat00007
)의 크기를 비교하고, 상기 상대 거리(
Figure 112015083344866-pat00023
)가 주의 거리(
Figure 112015083344866-pat00009
)보다 클 경우에는 위험도를 '일반'으로 분류하고, 충돌 가능성은 없으므로 별도의 대응이 불필요하다고 판단할 수 있다.
두번째로, 항공기 충돌 예측 시스템(1)은 항공기간 상대 거리(
Figure 112015083344866-pat00024
)가 주의 거리(
Figure 112015083344866-pat00011
)보다 작으나 위험 거리(
Figure 112015083344866-pat00012
)보다 클 경우, 추가적으로 제1 각(θ) 및 제2 각(θr) 크기의 비교하고, 제1 각(θ)이 제2 각(θr) 보다 작을 경우에는 위험도를 '관심'으로 분류하고, 충돌 가능성은 낮으나 관제사의 주의가 필요하다고 판단할 수 있다.
세번째로, 항공기 충돌 예측 시스템(1)은 항공기간 상대 거리(
Figure 112015083344866-pat00025
)가 주의 거리(
Figure 112015083344866-pat00014
)보다 작으나 위험 거리(
Figure 112015083344866-pat00015
)보다 크며, 제1 각(θ)이 제2 각(θr) 보다 클 경우에는 위험도를 '주의'로 분류하고, 충돌 가능성은 높으며 어느 하나 이상의 항공기의 회피 운행이 필요하다고 판단할 수 있다. 이에 따라, 상기 항공기 충돌 예측 시스템(1)은 우선 순위가 낮은 항공기를 회피 운행시키거나, 주의 거리의 크기가 작은 항공기를 회피 운행시키거나, 관제사의 역량에 따라 어느 하나 이상의 항공기에 대하여 회피 운행시키는 것이 필요하다고 판단할 수 있다.
네번째로, 항공기 충돌 예측 시스템(1)은 항공기간 상대 거리(
Figure 112015083344866-pat00026
)가 위험 거리(
Figure 112015083344866-pat00017
)보다 작을 경우에는 위험도를 '경계'로 분류하고, 충돌 가능성은 높으며 모든 항공기의 회피 운행이 필요하다고 판단할 수 있다.
다섯번째로, 항공기 충돌 예측 시스템(1)은 항공기간 상대 거리가 0에 근접한 경우에는 위험도를 '충돌'로 분류하고, 항공기간 충돌이 발생하였으며 이에 따른 항공기 충돌 대응 매뉴얼의 실시가 필요하다고 판단할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 항공기 충돌 예측 시스템(1)은 실시예에 따라 상기 주의 영역을 복수 개의 주의 영역으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 상기 주의 영역을 제1 주의 영역, 제2 주의 영역 등으로 구분하여 설정하고, 특정 항공기를 기준으로 주변 항공기가 제1 주의 영역, 제2 주의 영역 등에 접근하고 있는지를 판별하여 각 순간마다의 충돌 가능성을 판단할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 항공기 충돌 예측 시스템(1)은 제1 항공기(100)를 기준으로 2개 이상의 구분되는 영역(주의 영역 및 위험 영역)을 설정하고, 제1 항공기(100) 및 제2 항공기(200)간 상대 거리 및 상대 속도 정보를 산출하여 상기 제2 항공기(200)가 제1 항공기(100)의 위험 영역을 통과할 것인지 여부에 따라 충돌 가능성을 판별하는 것을 특징으로 한다. 이로 인해, 본 발명에 따른 항공기 충돌 예측 시스템(1)은 항공기간 충돌 가능성을 다각도적으로 판단함으로써 종래 대비 신뢰성 높게 항공기간 충돌 여부를 예측할 수 있다는 특징이 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 항공기 충돌 예측 시스템
10: 위험 영역 설정부 20: 주의 영역 설정부
30: 상대 거리/속도 산출부 40: 충돌 예측부
100: 제1 항공기 200: 제2 항공기

Claims (7)

  1. 제1 항공기를 기준으로 위험 거리 내의 위험 영역을 설정하는 위험 영역 설정부;
    상기 제1 항공기를 기준으로 주의 거리 내의 주의 영역을 설정하는 주의 영역 설정부;
    제2 항공기가 상기 주의 영역 내로 진입하게 되면, 상기 제1 항공기 및 제2 항공기간 상대 거리 및 상기 제1 항공기에 대한 제2 항공기의 상대 속도를 산출하는 상대 거리/속도 산출부; 및
    산출된 상대 거리 및 상대 속도 정보를 이용하여 상기 제1 항공기 및 제2 항공기간 충돌 여부를 예측하는 충돌 예측부;를 포함하고,
    상기 충돌 예측부는,
    상기 제1 항공기 및 제2 항공기를 연결하는 제1 선분 및 상기 제2 항공기로부터 상기 제1 항공기의 위험 영역에 접하도록 연결하는 제2 선분의 사이각인 제1 각의 크기와,
    상기 제1 항공기 및 제2 항공기간 상대 거리 및 상기 제1 항공기에 대한 제2 항공기의 상대 속도에 대한 방향 정보의 사이각인 제2 각의 크기를 비교하여 상기 제1 항공기 및 제2 항공기간 충돌 여부를 예측하는 항공기 충돌 예측 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 위험 영역 설정부 및 상기 주의 영역 설정부는,
    상기 제1 항공기의 상태 정보에 따라 위혐 거리 및 주의 거리를 설정하는 것을 특징으로 하는 항공기 충돌 예측 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 충돌 예측부는,
    산출된 상대 거리 및 상대 속도 정보를 이용하여 상기 제2 항공기의 상대 속도에 대한 방향 정보가 상기 제1 항공기의 위험 영역을 통과하는지를 산출하여 상기 제1 항공기 및 제2 항공기간 충돌 여부를 예측하는 것을 특징으로 하는 항공기 충돌 예측 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 충돌 예측부는,
    상기 제1 항공기 및 제2 항공기간 상대 거리 정보, 상기 제1 항공기의 위험 거리 정보, 상기 제1 항공기의 주의 거리 정보 및 상기 제1 각 및 제2 각 크기의 비교 정보를 이용하여 상기 제1 항공기 및 제2 항공기간 충돌 여부를 복수 개의 단계로 구분하여 예측하는 것을 특징으로 하는 항공기 충돌 예측 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 항공기 및 제2 항공기간 상대 거리 및 제1 항공기에 대한 제2 항공기의 상대 속도 정보는,
    2차원적 정보 또는 3차원적 정보 중 선택되는 어느 하나 이상의 정보 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 항공기 충돌 예측 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 상대 거리/속도 산출부 및 충돌 예측부는,
    상기 제2 항공기가 상기 주의 영역 내에 위치하게 되면, 일정 주기마다 동작하는 것을 특징으로 하는 항공기 충돌 예측 시스템.
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