KR101869289B1 - 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연구기관시스템의 확산데이터가 네트워킹된 화산재해 대응시스템에서 공간분석엔진과 화산재해 대응시스템 데이터베이스를 통해 정보표출모듈로 항공로 분석할 수 있는 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅(Detecting) 및 항공피해 예측방법에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은, 연구기관시스템의 확산데이터가 네트워킹된 화산재해 대응시스템에서 공간분석엔진과 화산재해 대응시스템 데이터베이스를 통해 정보표출모듈로 항공로 분석의 공항별 결항예측하여 지도표출하도록 구성되어; 화산재해 대응시스템은 확산데이터, 항공로 통계데이터 생성모듈 및 항공로데이터 검색모듈이고, 화산재해 대응시스템 데이터베이스로는 항로영역, 항로선형, 시간별 항공로상태, 비행기 운항정보 및 일별 항공로상태로 되어 있는 정보이며. 공간분석엔진은 데이터수신부, 다차원 격자데이터 해석처리부, 공간연산처리부 및 데이터송신부이며, 정보표출모듈로는 공항/항공로 표출, 시간대별 항로현황 및 일기준의 공항별 결항율 통계를 디스플레이한 것을 특징으로 한다.
이를 위한 본 발명은, 연구기관시스템의 확산데이터가 네트워킹된 화산재해 대응시스템에서 공간분석엔진과 화산재해 대응시스템 데이터베이스를 통해 정보표출모듈로 항공로 분석의 공항별 결항예측하여 지도표출하도록 구성되어; 화산재해 대응시스템은 확산데이터, 항공로 통계데이터 생성모듈 및 항공로데이터 검색모듈이고, 화산재해 대응시스템 데이터베이스로는 항로영역, 항로선형, 시간별 항공로상태, 비행기 운항정보 및 일별 항공로상태로 되어 있는 정보이며. 공간분석엔진은 데이터수신부, 다차원 격자데이터 해석처리부, 공간연산처리부 및 데이터송신부이며, 정보표출모듈로는 공항/항공로 표출, 시간대별 항로현황 및 일기준의 공항별 결항율 통계를 디스플레이한 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 연구기관시스템의 확산데이터가 네트워킹된 화산재해 대응시스템에서 공간분석엔진과 화산재해 대응시스템 데이터베이스를 통해 정보표출모듈로 항공로 분석할 수 있는 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅(Detecting) 및 항공피해 예측방법에 관한 것이다.
백두산에서 화산가스가 일부 분출되면서 사(死)화산이 아닌 생(生)화산인 백두산이 언제든 화산폭발을 일으킬 수 있다는 우려가 사회적 공감대를 형성하게 되었다. 또한, 화산폭발로 분출되는 화산재로 인한 동북아 지역에 걸친 항공운송 마비 등의 피해가 우려되고 있는 실정이다.
화산분화로 인해 화산재 구름이 공중에 형성될 경우 항공교통에서는 운항중인 항공기가 직접적인 영향을 받는다. 항공교통의 화산재로 인한 피해는 위험요인 및 상세 위험 요소별로 살펴볼 수 있는 바, 즉 위험요인으로서의 4 가지 항공교통의 요소 주체로는 항공기 운항, 활주로 시설, 여객 및 화물 터미널, 항행 안전시설이 있으며, 각 요인에서 발생할 수 있는 상세 위험요소를 분류할 수 있다.
항공기 운항의 경우, 화산재가 기내로 들어감으로서 엔진 이상 또는 정지를 초래할 수 있으며, 가시거리 보장이 어려워 운항에 장애를 겪게 된다. 활주로 시설에서는 쌓이는 화산재로 인해 활주로가 미끄러워지는 상황과 착륙 유도시설의 작동 차질이, 여객 및 화물 터미널에서는 다른 교통수단과의 연결 단절 및 여객과 화물 수송ㆍ처리 지연이 위험 요소로 꼽혔다. 그러므로, 화산재 구름이 공항으로 접근할 시 항행 안전시설도 원활한 작업수행이 어렵다.
종래 기술로써 화산재해 대응시스템(특허등록공보 10 - 1437417)은 화산 지역에 대한 화산 수집 정보와 화산 재해 발생 예상지역의 GIS 정보를 토대로 상기 화산 재해 발생 예상지역의 화산재, 화쇄류, 화산성 이류, 화산성 홍수, 및 화산성 지진 등 각종 화산 재해 및 재난 상황을 실시간으로 시뮬레이션 및 모니터링하여 화산재해의 피해 예측 상황을 신속하게 유관기관 및 국민에게 전파함과 동시에, 화산폭발에 대한 실시간의 관측 및 예보정보와 피해예측 데이터베이스에 사전 구축된 화산재해종류별 시나리오를 기반으로 가장 유사한 시뮬레이션 결과를 도출하여 발생한 화산재해에 대해 신속히 대응 및 조치할 수 있는 화산재해 대응 시스템으로 게재되어 있다.
이에 본 발명자는 확산 데이터와 비행항로 데이터를 공간분석엔진에서 처리할 수 있도록 화산재해 대응시스템과 정보표출모듈을 이용하여 항공피해 예측방법을 발명하게 된 것이다.
본 발명은 상기와 같은 제반 사정을 감안하여 발명한 것으로, 비행항로 영향분석프로세스에서 공간분석부분을 이용하여 연구기관시스템의 확산데이터가 네트워킹된 화산재해 대응시스템에서 공간분석엔진과 화산재해 대응시스템 데이터베이스를 통해 정보표출모듈로 항공로 분석할 수 있도록 개선한 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅(Detecting) 및 항공피해 예측방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 화산재 확산에 따른 비행항로 영향분석프로세스 중 공간분석 부분이며 확산 데이터와 비행항로 데이터를 공간분석엔진에서 처리한 다음 지도표출시스템으로 반환하는 프로세스를 제공할 수 있는 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측방법인 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 연구기관시스템의 확산데이터가 네트워킹된 화산재해 대응시스템에서 공간분석엔진과 화산재해 대응시스템 데이터베이스를 통해 정보표출모듈로 항공로 분석의 공항별 결항예측하여 지도표출하도록 구성되어; 화산재해 대응시스템은 확산데이터, 항공로 통계데이터 생성모듈 및 항공로데이터 검색모듈이고, 화산재해 대응시스템 데이터베이스로는 항로영역, 항로선형, 시간별 항공로상태, 비행기 운항정보 및 일별 항공로상태로 되어 있는 정보이며, 공간분석엔진은 데이터수신부, 다차원 격자데이터 해석처리부, 공간연산처리부 및 데이터송신부이며, 정보표출모듈로는 공항/항공로 표출, 시간대별 항로현황 및 일기준의 공항별 결항율 통계를 디스플레이한 것을 그 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구체적인 특징은, 확산데이터의 연구기관시스템(10), 화산재해 대응시스템(20)과 화산재해 대응시스템 데이터베이스(30), 공간분석엔진(40)과 정보표출모듈(50)로 구성되어; 상기 화산재해 대응시스템(20)은 네트워킹된 연구 기관시스템(10)에서 생성된 확산 데이터 API(Application Programming Interface)를 통해 입수하고 있으며, 화산재해 대응시스템(20)에서 확산데이터(22)는 공간분석엔진(40)으로 통계 데이터를 생성하고 있고, 상기 공간분석엔진(40)에서는 화산대응시스템 데이터베이스(40)에 접속하여 항공로 데이터를 확보한 다음, 확산데이터(22)와 연산을 통해 항공로 통계데이터를 생성하고 있으며, 상기 공간분석엔진 (40)으로부터 생성된 항공로 통계데이터를 화산재해 대응시스템 데이터베이스(30)에 저장하고, 정보표출모듈(50)에 항공로 통계데이터를 요청하여 지도표출시스템에 시각화한 것이다.
본 발명의 또 다른 구체적인 특징은, 확산데이터의 연구기관시스템(10), 화산재해 대응시스템(20)과 화산재해 대응시스템 데이터베이스(30), 공간분석엔진(40)과 정보표출모듈(50)로 구성되어; 상기 화산재해 대응시스템(20)은 다차원으로 구성되어있는 격자데이터로써 확산데이터(22), 공간분석엔진(40)으로 항공로 통계 데이터요청 및 생성된 항공로 통계데이터를 화산재해 대응시스템 데이터베이스(30)에 저장하는 항공로통계데이터 생성모듈(24) 및, 정보표출모듈(50)에서 요청한 항공로 통계데이터를 검색하여 정보표출모듈(50)로 전달하는 항공로데이터 검색모듈(26)로 이루어지고; 상기 공간분석엔진(40)은 원시데이터 경로 및 항공로 영역데이터를 확인하는 데이터수신부(42), 다차원으로 구성되어 있는 격자 데이터 해석, 시간별로 항로별 최소 비행고도에서 최대 비행고도까지 항로 좌/우 5NM의 3 차원 격자정보를 추출하여 공간연산처리부(46)에서 처리하도록 조치하는 다차원 격자데이터 해석처리부 (44) 및, 상기 다차원 격자데이터 해석처리부(44)에서 해석된 격자정보의 격자에서 농도 값을 추출하여 하나의 격자라도 그 값이 비행금지 기준 농도 (
초과)에 해당할 경우 비행항로는 폐쇄정보를 가지며, 시간별로 생성된 통계 데이터를 바탕으로 하루 중 1 시간이라도 폐쇄기준농도에 해당한다면 해당 항로의 일별 통계는 폐쇄정보로 통일하는 공간연산처리부(46) 및, 외부시스템에서 수신할 수 있는 데이터로 해석하여 송신하는 데이터송신부(48)로 이루어진 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 화산재 확산에 따른 비행항로 영향분석프로세스 중 공간분석 부분임으로 확산 데이터와 비행항로 데이터를 공간분석엔진에서 처리후 지도표출시스템으로 반환하는 프로세스를 이용하여 공항별 결항예측을 할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템을 설명하기 위한 항공로 분석구성도,
도 2 는 항공기 엔진정지를 일으키는 화산재 입자를 도시해놓은 상세도면,
도 3 은 화산재 농도에 따른 항공운항제한지역기준을 도시해 놓은 도면,
도 4 는 화산재 피해항공편 도출방법을 도시해 놓은 도면,
도 5 는 대한민국 공역내의 항공로를 도시해 놓은 도면,
도 6 은 국내 주요 4 대공항과 연결되어 있는 주요항공로,
도 7 은 본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템에서 다차원 격자데이터를 도시해 놓은 그래프,
도 8 은 본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템에서 화산재 확산예시를 도시해 놓은 도면,
도 9 는 본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템에서 시간별 항로상태를 도시해 놓은 도면,
도 10 은 본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템에서 공항별 결항예측을 도시해 놓은 도면,
도 11 은 본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템에서 시간별, 일별 항공로 폐쇄여부를 판단하는 흐름도,
도 12 는 본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템에서 분화 1 시간째에 모든 항공로 정상운행을 도시해 놓은 지도표출,
도 13 은 본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템에서 분화 8 시간째에 2 개 항공로 폐쇄를 도시해 놓은 지도표출,
도 14 는 본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템에서 분화 13 시간째에 3 개의 항공로 제외한 전 항공로폐쇄를 도시해 놓은 지도표출,
도 15 는 본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템에서 분화 24 시간째에 전 항공로폐쇄를 도시해 놓은 지도표출이다.
도 2 는 항공기 엔진정지를 일으키는 화산재 입자를 도시해놓은 상세도면,
도 3 은 화산재 농도에 따른 항공운항제한지역기준을 도시해 놓은 도면,
도 4 는 화산재 피해항공편 도출방법을 도시해 놓은 도면,
도 5 는 대한민국 공역내의 항공로를 도시해 놓은 도면,
도 6 은 국내 주요 4 대공항과 연결되어 있는 주요항공로,
도 7 은 본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템에서 다차원 격자데이터를 도시해 놓은 그래프,
도 8 은 본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템에서 화산재 확산예시를 도시해 놓은 도면,
도 9 는 본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템에서 시간별 항로상태를 도시해 놓은 도면,
도 10 은 본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템에서 공항별 결항예측을 도시해 놓은 도면,
도 11 은 본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템에서 시간별, 일별 항공로 폐쇄여부를 판단하는 흐름도,
도 12 는 본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템에서 분화 1 시간째에 모든 항공로 정상운행을 도시해 놓은 지도표출,
도 13 은 본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템에서 분화 8 시간째에 2 개 항공로 폐쇄를 도시해 놓은 지도표출,
도 14 는 본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템에서 분화 13 시간째에 3 개의 항공로 제외한 전 항공로폐쇄를 도시해 놓은 지도표출,
도 15 는 본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템에서 분화 24 시간째에 전 항공로폐쇄를 도시해 놓은 지도표출이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템을 설명하기 위한 항공로 분석구성도이고, 본 발명은 연구기관시스템 (10)의 확산데이터가 네트워킹된 화산재해 대응시스템(20)에서 공간분석엔진(40)과 화산재해 대응시스템 데이터베이스(30)를 통해 정보표출모듈(50)로 항공로 분석할 수 있는 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅(Detecting) 및 항공피해 예측시스템인 것이다.
화산재해 대응시스템(20)은 확산데이터(22), 항공로 통계데이터 생성모듈 (24) 및 항공로데이터 검색모듈(26)로 구성되고 있으며, 화산재해 대응시스템 데이터베이스(30)는 항로영역(31), 항로선형(32), 시간별 항공로상태(33), 비행기 운항정보(34) 및 일별 항공로상태(35)로 구성되어 있다.
공간분석엔진(40)은 데이터수신부(42), 다차원 격자데이터 해석처리부(44), 공간연산처리부(46) 및 데이터송신부(48)로 구성되어 있으며, 정보표출모듈(50)은 공항/항공로 표출(52), 시간대별 항로현황(54) 및 일기준의 공항별 결항율 통계 (56)로 구성되어 있다.
도 2 는 항공기 엔진정지를 일으키는 화산재 입자를 도시해놓은 상세도면이고, 여기서 화산재 농도 최소 10 - 7 kg/㎥ 부터 항공기 기체가 심각한 손상을 입기 시작하고, 축적된 화산재가 1 kg/㎡ 일때 공항이 폐쇄된다고 보고된 바 있다.
예컨데 2010년 아이슬란드 화산분화로 유럽 항공업계가 크게 피해를 입은 이후, 국제민간항공기구 (ICAO)에서 항공기 엔진정비를 위해 화산재 농도에 따른 항공운항 관리기준인 항공운항제한지역(Fly Zone Map)을 제시하고 있다.
도 3 은 화산재 농도에 따른 항공운항제한지역기준을 도시해 놓은 도면이고, 화산재 농도가 > 4 X 10-6 kg/m3 일때 비행금지 구역이고, 화산재 농도가 2 ~ 4 X 10-6 kg/m3 일때 사전허가 구역(항공기점검 절차강화)이다. 화산재 농도가 0.2 ~ 4 X 10-6 kg/m3 일때 비행시간 제한(항공기 점검 절차 강화)이고, 화산재 농도가 < 0.2 X 10-6 kg/m3 일때 정상운행 구역인 것이다.
GIS를 활용한 공항 및 항공편 피해 규모예측은, 2014년 11월 게재된 GIS 기반 화산 폭발 시 항공교통 대응방안 (A GIS-based tool to support air traffic management during explosive volcanic eruptions)에 대한 국외 연구에서는 고도별 화산재 확산거리와 공항의 위치, 항공편의 이동경로 데이터를 분석해 GIS를 활용하여 공항 및 항공편 피해 규모를 예측하는 방법론을 제시하고 있다.
특히, 공항의 경우 주변 지역의 대기 중 화산재 농도에 기반하여, 항공편의 경우 도 4 과 같이 화산재 구름 영역하에 들어간 항공로를 도출하여 규모를 산출하는 방법을 사용하고 있다.
항공교통에 대한 화산재 영향성은 화산 폭발에 따라서 계획된(Scheduled) 항공편의 결항 및 공항 폐쇄(Closed) 등을 파악하는 방법으로 정량화할 수 있다. 현재, 국외 연구 동향에 따르면 고도별 화산재 확산거리와 공항의 위치, 항공편의 이동경로 데이터를 분석해 GIS를 활용하여 공항 및 항공편 피해 규모를 예측하는 방법 및 VAFTAD 모델을 응용하여 화산 폭발 시나리오 내에서 단일 항공로의 화산재 피해 확률 분석 방안 등이 있다.
국내 연구로는 화산분화에 따른 사회·경제적 영향 분석 및 항공교통 부문 위험요인 분석 및 대응방안 연구(강주화, 2013)는 수행되었으나, 국외 연구와 같은 화산재 영향성을 정량화한 연구는 수행되지 않는다.
도 5 는 대한민국 공역내의 항공로를 도시해 놓은 도면이고, 대한민국 국내에는 15개의 공항이 있으며, 8 개의 국제공항과 7 개의 국내공항 중 인천국제공항은 인천국제공항공사가 관리하고 그 외 14개의 공항을 한국공항공사에서 담당하는 체제로 이루어져 있다. 그 중 인천, 김포, 김해 및 제주공항의 4개 공항이 국내의 전체 15 개 공항 운송량의 98 %(국제운송횟수기준)을 차지하며 국내의 주요 공항을 구성하고 있다.
따라서, 주요 4 개 공항에 대한 항공로 이용 현황을 분석하여 화산재 영향성 정량화를 위한 방안을 개발하고자 한다. 국내 15개의 공항 및 주요 4 개의 항공 운송량은 다음과 같다.
국제선에서 출발은 15,056 / 15,362 (98 %)의 항공편수로 2,482,407 / 2,523,332 (98 %)의 승객수이고, 도착은 15,070 / 15,383 (98 %)의 항공편수로 2,589,329 / 2,631,574 (98 %)의 승객수이다. 국내선에서 출발은 12,551 / 14,436 (87 %)의 항공편수로 1,960,602 / 2,174,221 (87 %)의 승객수이고, 도착은 12,554 / 11,436 (90 %)의 항공편수로 1,954,683 / 2,174,221 (90 %)의 승객수이다.
현재 국내에는 총 38개의 항로(국제 12개, 국내 26개)가 있다. 항로의 명칭은 항공로를 설계하는 과정에서 정하여 공역실무위원회와 공역위원회의 심의를 거쳐 최종적으로 결정한다. 특히 인접 국가와 연계된 항공로의 경우 항공로 명칭 중복을 피하기 위하여 국제민간항공기구(ICAO)와 전 협의를 거쳐 지정한다.
국제 항공로는 A582, A586, A593, A595 이고, B332, B467, B576 이며, G203, G339, G585, G597 이고, L512 이다. 국내 항공로는 V11, V543, V547, V549와 W45, W61, W62, W66이고, Y65, Y233, Y253, Y579, Y644, Y655, Y711, Y722, Y744와 Z50 - Z54, Z63, Z81 - Z83이다.
도 6 은 국내 주요 4 대공항과 연결되어 있는 주요항공로이다. 현재 국내 항공로 중 지도표출에 나타낸 다음 8 개의 항로가 주요 4 개의 공항과 연결되어 있는 것으로 조사되고 있다.
즉, 항공로 G597 - ①, 항공로 Y644 - ②, 항공로 Y711, Y722 - ③, 항공로 A586 - ④, 항공로 G585 - ⑤, 항공로 A582 - ⑥, 항공로 G203 - ⑦ 로써, 이러한 주요 8 개 항공로의 항공량 및 항로 구간은 2011년 기준으로 다음과 같다.
항공로 G585 에서 구간 AGA - GON의 48,831대, DAP - SEL 의 48,762 대, SOR - AGS 의 50,008대 이며, 항공로 G582 에서 구간 SAP - BUL 의 45,157 대, SAP - PAR 의 50,316 대, KAK - KAL 의 110,246 대이다.
항공로 G582 에서 구간 KAL - TGU 의 30,924 대, PSN - APELA 의 14,025 대이고, 항공로 B576 에서 구간 ATO - NIR 의 69,245 대, IPD - KWA 의 184,755 대 이며, 또 항공로 A593 에서 구간 LAM - SAD 의 43,098 대, NIR - ONI 의 1,018 대이다.
본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템을 도 1 에 도시된 화산재해 대응시스템 항공로 분석흐름을 도 7 내지 도 10 에 의거하여 설명한다.
도 7 은 본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템에서 다차원 격자데이터를 도시해 놓은 그래프이고, 도 8 은 본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템에서 화산재 확산예시를 도시해 놓은 도면이며, 도 9 는 본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템에서 시간별 항로상태를 도시해 놓은 도면이고, 도 10 은 본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템에서 공항별 결항예측을 도시해 놓은 도면이다.
본 발명은 확산데이터의 연구기관시스템(10), 화산재해 대응시스템(20)과 화산재해 대응시스템 데이터베이스(30), 공간분석엔진(40)과 정보표출모듈(50)로 구성되어 있다. 화산재해 대응시스템(20)에서는 확산데이터(22), 항공로 통계데이터생성모듈(24)과 항공로 데이터검색모듈(26)로 되어 있다.
상기 화산재해 대응시스템(20)은 네트워킹된 연구 기관시스템(10)에서 생성된 확산 데이터 API(Application Programming Interface)를 통해 입수하고 있다. 즉, 화산재해 대응시스템(20)에서 확산데이터(22)는 공간분석엔진(40)으로 통계 데이터를 생성하고 있다.
상기 공간분석엔진(40)에서는 화산재해 대응시스템 데이터베이스(DB)(40)에 접속하여 항공로 데이터를 확보한 다음, 확산데이터(22)와 연산을 통해 항공로 통계데이터를 생성하고 있다.
상기 공간분석엔진(40)으로부터 생성된 항공로 통계데이터를 화산재해 대응시스템 데이터베이스(30)에 저장할 수 있다. 정보표출모듈(50)에 항공로 통계데이터를 요청하여 지도표출시스템에 시각화할 수 있다.
화산재해 대응시스템(20)은 API를 이용하여 연구기관시스템(10)으로부터 확산데이터를 전달받고 있는 바, 화산재해 대응시스템(20)의 항공로통계데이터 생성모듈(24)은 공간분석엔진(40)으로 항공로 통계 데이터요청 및 생성된 항공로 통계데이터를 화산재해 대응시스템 데이터베이스(30)에 저장하고 있다.
화산재해 대응시스템(20)의 항공로데이터 검색모듈(26)은 정보표출모듈(50)에서 요청한 항공로 통계데이터를 검색하여 정보표출모듈(50)로 전달하도록 되어 있다.
화산재해 대응시스템(20)과 화산재해 대응시스템 데이터베이스(30)와 상호 연결되어 있는 공간분석엔진(40)에서 데이터수신부(42)는 원시데이터 경로 및 항공로 영역데이터를 확인할 수 있다.
공간분석엔진(40)의 다차원 격자데이터 해석처리부(44)는 다차원으로 구성되어 있는 격자 데이터 해석, 시간별로 항로별 최소 비행고도에서 최대 비행고도까지 항로 좌/우 5NM의 3 차원 격자정보를 추출하여 공간연산처리부(46)에서 처리하도록 조치하고 있다.
공간연산처리부(46)는 다차원 격자데이터 해석처리부(44)에서 해석된 격자정보의 격자에서 농도 값을 추출하여 하나의 격자라도 그 값이 비행금지 기준 농도 (
초과)에 해당할 경우 비행항로는 폐쇄정보를 가지며, 시간별로 생성된 통계 데이터를 바탕으로 하루 중 1 시간이라도 폐쇄기준농도에 해당한다면 해당 항로의 일별 통계는 폐쇄정보로 통일하고 있다.
공간분석엔진(40)의 데이터송신부(48)는 외부 시스템에서 수신할 수 있는 데이터로 해석하여 송신할 수 있다.
화산재해 대응시스템(20)과 공간분석엔진(40)과 상호 연결되고 있는 화산재해 대응시스템 데이터베이스(30)에서는 항공로 영역 데이터 (항공로 좌우 5NM), 항공로 표출에 사용되는 선형 정보, 시간별 항공로 상태정보, 요일별 비행기 운항 정보, 일별 항공로 상태정보인 것이다.
정보표출모듈(50)에서는 공항 및 항공로 지도에 표출하고, 시간에 따라 색상을 달리하여 항공로의 상태를 표시하며, 일별 항공로 상태 데이터를 이용하여 공항 별 결항율을 예측할 수 있다(도 8 내지 도 10 참조).
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템은 화산재 확산에 따른 비행항로 영향분석프로세스 중 공간분석 부분이며, 확산 데이터와 비행항로 데이터를 공간분석엔진(40)에서 처리후 지도표출시스템으로 반환하는 프로세스인 것이다.
도 7 에 도시된 바와 같이, 화산재해 대응시스템의 확산데이터가 다차원으로 구성되어있는 격자데이터이므로 공간분석엔진(40)의 다차원 격자데이터 해석처리부 (44)에서 해당 데이터를 해석한다. 격자데이터는 경도 x 위도 x 고도 x 시간으로 구성되어 있는 4 차원 데이터이므로 이에 시간별로 공간연산 처리부(46)에서 처리하도록 되어 있다.
공간분석엔진(40)의 공간연산 처리부(46)에서는 비행항로 데이터(영역)와 연계하여 비행항로 및 해당 고도와 일치하는 격자데이터를 추출하고 있다. 이후 격자중 최대값이 기준값 이상일 경우 해당 비행항로는 폐쇄정보를 갖게 된다. 이를 시간별, 일별로 분석하여 최종적으로 각각의 항로에서 시간별, 일별 폐쇄여부를 판단할 수 있다.
공간분석엔진(40)의 데이터 송신부(48)에서는 도시되지 않는 외부 시스템에서 수신할 수 있는 데이터로 해석하여 송신하게 된다.
도 8 및 도 9 에 도시된 바와 같이, 지도표출시스템에서는 항공로(선형 데이터)와 공항을 지도상에 표시할 수 있으며, 공간분석엔진(40)에서 확산데이터와 항로데이터(영역 데이터)를 통해 분석된 결과에 따라 항공로의 상태 색상을 구분하여 표시할 수 있다.
도 10 에 도시된 바와 같이, 공간분석엔진(40)에서 처리된 일별 항공로 폐쇄정보를 이용하여 공항별 일 결항율을 계산하여 결항율을 예측할 수 있다.
예컨데, 출발 인천, 도착 홍콩으로 결항편수 16 이고 항공로 코드는 Y711 이고, 2013. 6. 7 금 출발, 총편수 322편이며 총 결항편수 322 편으로 결항율 100 %인 것이다.
도 11 은 시간별, 일별 항공로폐쇄여부의 판단을 설명하는 흐름도로써, 본 발명은 화산재 확산에 따른 비행항로 영향분석프로세스 중 공간분석 부분이며, 확산 데이터와 비행항로 데이터를 공간분석엔진에서 처리후 지도표출시스템으로 반환하는 프로세스인 것이다.
공간분석엔진에서 화산재해 대응시스템과 화산재해 대응시스템 데이터베이스를 이용한 공항별/요일별 항공로 운항정보 (요일, 출발/도착지, 항공로, 일일운항 횟수)와, 일별 항공로 폐쇄정보 (일자, 요일, 항공로)인 바, 공항별/요일별 항공로 운항정보와 일별 항공로 폐쇄정보의 요일과 항공로가 같은 결과를 확인할 수 있다.
결과확인에 따라 공간분석엔진에서는 확인된 결과에서 항공로가 폐쇄인 결과 확인을 하고 있으며, 상기 확인 결과의 운항 횟수를 모두 합하여 해당일의 총 결항 횟수 확인, 해당일의 총 운항 횟수와 비교하여 결항율을 예측할 수 있다.
한반도에서의 시나리오로써, 예컨데 2013년 6월 7일 00시 백두산 (경도 128.05°E, 위도 42.0°N)에서 VEI 7 규모의 분화 발생하고 있다.
도 12 는 분화 1 시간째에 모든 항공로가 정상운행되고 있는 표출 도면, 도 13 은 분화 8 시간째에 2 개의 항공로를 폐쇄하고 있는 표출 도면, 도 14 는 분화 13 시간째에 3 개의 항공로를 제외한 전 항공로를 폐쇄하고 있는 표출 도면, 도 15 는 분화 24 시간째에 전 항공로를 폐쇄하고 있는 표출도면이다.
여기서, 화산재 퇴적두께, 지상입자농도, 미세입자농도가 표시되고, 항공별 상태예측에서 정상 청색과 폐쇄 적색으로 표시된다.
항공별 상태예측은 Y711/Y722, G597_R, A586_R, A582_D, G203, Y664 의 좌측과, G597-B476, G597_L, A586_L, A582_U, A595, G585 의 우측으로 정상 또는 폐쇄가 청색 또는 적색으로 디스플레이된다.
본 발명의 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측시스템은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다.
따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
10 : 연구기관시스템
20 : 화산재해 대응시스템
30 : 화산재해 대응시스템 데이터베이스
40 : 공간분석엔진
50 : 정보표출모듈
20 : 화산재해 대응시스템
30 : 화산재해 대응시스템 데이터베이스
40 : 공간분석엔진
50 : 정보표출모듈
Claims (8)
- 화산데이터의 연구기관시스템(10), 화산재해 대응시스템(20)과 화산재해 대응시스템 데이터베이스(30), 공간분석엔진(40)과 정보표출모듈(50)로 구성되어;
상기 화산재해 대응시스템(20)은 네트워킹된 연구 기관시스템(10)에서 생성된 확산 데이터 API를 통해 입수하고 있으며,
화산재해 대응시스템(20)에서 확산데이터(22)는 공간분석엔진(40)으로 통계 데이터를 생성하고 있고,
상기 공간분석엔진(40)에서는 화산대응시스템 데이터베이스(30)에 접속하여 항공로 데이터를 확보한 다음, 확산데이터(22)와 연산을 통해 항공로 통계데이터를 생성하고 있으며,
상기 공간분석엔진(40)으로부터 생성된 항공로 통계데이터를 화산재해 대응시스템 데이터베이스(30)에 저장하고,
정보표출모듈(50)에 항공로 통계데이터를 요청하여 지도표출시스템에 시각화하며,
상기 화산재해 대응시스템(20)의 확산데이터는 경도 x 위도 x 고도 x 시간으로 구성되어 있는 4 차원 데이터이므로 이에 시간별로 공간분석엔진(40)의 공간연산 처리부(46)에서 처리하고, 다차원 격자데이터 해석처리부(44)에서는 해당 데이터를 해석하게되며,
상기 공간분석엔진(40)에서 데이터수신부(42)는 원시데이터 경로 및 항공로 영역데이터를 확인하고,
다차원 격자데이터 해석처리부(44)는 다차원으로 구성되어 있는 격자 데이터 해석, 시간별로 항로별 최소 비행고도에서 최대 비행고도까지 항로 좌/우 5NM의 3 차원 격자정보를 추출하여 공간연산처리부(46)에서 처리하도록 조치하되,
상기 공간연산처리부(46)는 다차원 격자데이터 해석처리부(44)에서 해석된 격자정보의 격자에서 농도 값을 추출하여 하나의 격자라도 그 값이 비행금지 기준 농도 (초과)에 해당할 경우 비행항로는 폐쇄정보를 가지며, 시간별로 생성된 통계 데이터를 바탕으로 하루 중 1 시간이라도 폐쇄기준농도에 해당한다면 해당 항로의 일별 통계는 폐쇄정보로 통일하고;
데이터송신부(48)는 외부시스템에서 수신할 수 있는 데이터로 해석하여 송신하도록 구성되어있으므로,
(1) 먼저 공간분석엔진(40)의 공간연산 처리부(46)에서는 비행항로 데이터(영역)와 연계하여 비행항로 및 해당 고도와 일치하는 격자데이터를 추출한 다음, 격자중 최대값이 기준값 이상일 경우 해당 비행항로는 폐쇄정보를 갖게 되며, 이를 시간별, 일별로 분석하여 최종적으로 각각의 항로에서 시간별, 일별 폐쇄여부를 판단하는 과정과;
(2) 위 판단에 따라 공간분석엔진(40)에서는 확인된 결과에서 항공로가 폐쇄인 결과 확인을 하고, 상기 확인 결과의 운항 횟수를 모두 합하여 해당일의 총 결항 횟수 확인, 해당일의 총 운항 횟수와 비교하여 결항율을 예측하는 과정으로 구성된 것을 특징으로 하는 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측방법. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 화산재해 대응시스템(20)의 항공로통계데이터 생성모듈(24)은 공간분석엔진(40)으로 항공로 통계 데이터요청 및 생성된 항공로 통계데이터를 화산재해 대응시스템 데이터베이스(30)에 저장하고,
항공로데이터 검색모듈(26)은 정보표출모듈(50)에서 요청한 항공로 통계데이터를 검색하여 정보표출모듈(50)로 전달한 것을 특징으로 하는 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측방법. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 정보표출모듈(50)에서는 공항 및 항공로 지도에 표출하고, 시간에 따라 색상을 달리하여 항공로의 상태를 표시하며, 일별 항공로 상태 데이터를 이용하여 공항 별 결항율을 예측한 것을 특징으로 하는 화산재로 인한 폐쇄항로 디텍팅 및 항공피해 예측방법. - 삭제
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