ACAS (Airborne Collision Avoidance System)

항공 충돌 방지 시스템(ACAS)은 글로벌 항공 안전 프레임워크의 필수적인 부분이다. 잠재적인 공중 충돌에 대한 최후의 방어 수단을 제공하여 항공기 운항의 안전을 강화하기 위해 고안된 기술이다. ACAS는 주로 상업 및 민간 항공에서 혼잡한 공역 또는 항공기 탑승 조종사 또는 승무원이 잠재적인 충돌을 감지할 수 없는 상황에서 사고 위험을 줄이기 위해 사용된다.

 

ACAS는 항공기에 설치된 보조 감시 레이더(SSR) 트랜스폰더를 활용하여 협력 감시 원칙에 따라 작동한다. 가장 널리 알려진 두 가지 ACAS 구현은 ACAS II와 현재 최첨단 시스템을 나타내는 ACAS III이다.

 

ACAS II는 교통 경보 및 충돌 방지 시스템(TCAS) 개념을 기반으로 하며 좌석 용량이 19명을 초과하거나 최대 이륙 중량이 15,000파운드를 초과하는 대형 승객 수송 항공기에 사용하도록 규정되어 있다. ACAS II는 조종사에게 상황 인식 및 충돌 방지 조언을 제공하기 위해 능동 및 수동 감시 기술을 모두 사용한다.

 

ACAS II의 활성 구성 요소는 근처 항공기 간의 질문 신호 교환을 포함한다. ACAS II가 장착된 항공기가 SSR 트랜스폰더를 통해 근처에 있는 다른 항공기를 감지하면 침입자의 고도와 범위를 결정하기 위해 심문을 시작한다. 침입 항공기는 충돌 회피 계산에 필요한 정보를 제공하는 트랜스폰더 응답으로 응답한다.

 

이 정보를 기반으로 ACAS II는 항공기의 상대 위치, 폐쇄율 및 예상 궤적을 계산한다. 상황이 잠재적인 충돌 위험을 나타내는 경우 시스템은 조종사의 행동을 안내하기 위해 RA(Resolution Advisories)를 생성한다. RA는 항공기의 트래픽 디스플레이에 표시되고 일련의 청각 경보로 조종사에게 전달되어 고도를 상승, 하강 또는 유지하도록 지시한다.

 

ACAS II 시스템의 주요 목표는 조종사가 적절한 조치를 취하고 임박한 충돌을 피할 수 있도록 충분히 일찍 RA를 발행하는 것이다. ACAS II의 효율성은 정확한 감시 정보, 명확한 조언 및 적절한 조종사 대응에 달려 있다.

 

ACAS II의 효율성에도 불구하고 그 한계를 해결하기 위해 몇가지 개선이 이루어졌다. 이로 인해 ACAS X라고도 알려진 ACAS III가 개발되었으며, 이는 충돌 방지 기술의 상당한 발전을 의미한다.

 

ACAS III는 ADS-B(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast) 및 협력 추적을 포함한 고급 감시 기술을 사용한다. ADS-B는 항공기가 정확한 위치, 속도 및 기타 데이터를 인근 항공기 및 지상국에 방송할 수 있는 차세대 감시 시스템이다. ADS-B 데이터를 활용함으로써 ACAS III는 보다 정확하고 포괄적인 상황 인식을 제공하여 향상된 충돌 회피를 가능하게 한다.

 

ACAS III의 주요 기능 중 하나는 보다 세련되고 유연한 해결 조언을 생성하는 기능이다. ACAS II의 이진 상승/하강 권고와 달리 ACAS III는 침입기의 궤적과 의도를 고려하여 여러 기동 옵션을 제안할 수 있다. 이를 통해 조종사는 분리를 유지하기 위해 가장 적절하고 효율적인 조치를 선택할 수 있다.

 

ACAS III는 또한 고급 알고리즘과 기계 학습 기술을 통합하여 교통 패턴을 분석하고 잠재적 충돌을 예측하며 회피 기동을 최적화한다. 항공기 성능, 공역 제약, 교통 밀도와 같은 요소를 고려하여 특정 상황에 적합한 맞춤형 조언을 생성한다.

 

ACAS III의 또 다른 중요한 측면은 다른 항공기 시스템 및 항공 전자 공학과의 통합이다. 온보드(on-board) 내비게이션 시스템, 기상 레이더 및 지형 데이터베이스의 데이터를 활용하여 상황 인식을 향상하고 정보에 입각한 충돌 방지 결정을 내릴 수 있다. ACAS III는 또한 지상 기반 항공 교통 관제 시스템과 통신할 수 있어 협업 의사 결정과 개선된 교통 관리를 가능하게 한다.

 

ACAS III의 구현은 항공 안전에 상당한 이점을 가져올 것으로 예상된다. 정확도 향상, 잘못된 경고 감소, 조종사 상황 인식 향상 및 다양한 운영 환경에 대한 적응성 향상을 기여한다. ACAS III는 또한 무인 항공기 시스템(UAS)을 공역에 통합하여 유인 항공기와 무인 항공기 간의 안전한 공존을 보장할 수 있는 잠재력을 가지고 있다.

 

결론적으로 항공 충돌 방지 시스템(ACAS)은 항공 안전에 중요한 역할을 하는 핵심 기술이다. TCAS 개념을 기반으로 하는 ACAS II는 공중 충돌을 방지하는 데 널리 사용되고 입증되었다. 차세대 시스템인 ACAS III는 고급 감시 기능, 정교한 해상도 조언 및 다른 항공기 시스템과의 통합을 제공한다. 이러한 발전은 상황 인식, 유연성 및 충돌 방지 작업에 대한 적응성을 향상시킨다. ACAS가 계속 발전함에 따라 전 세계 승객과 승무원의 안전하고 효율적인 항공 여행에 기여할 것이다.

 

ACAS System