교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의 거시교통정보수집및활용방안연구 - 교통분야 R&D 기획과제 - 치안정책연구소교통대책연구실

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의 거시교통정보수집및활용방안연구 - 교통분야 R&D 기획과제 -

제1절연구의배경및필요성 1 1. 연구의배경 1 2. 연구의필요성 3 제2절연구의목적및내용 5 1. 연구의목적 5 2. 연구의내용 6 제3절연구의방법및기대효과 9 1. 연구의방법 9 2. 연구의기대효과 10 제1절무인항공기개요및동향 12 1. 무인항공기개요 12 2. 무인항공기개발동향 25 3. 무인항공기시장전망 28 제2절선행연구 31 1. 국토교통부 31 2. 교통안전공단 33 3. 대전시 35 4. 무인항공기이용선로감시운용기술 (LG-CNS) 35

제1절국내외특허기술동향 37 1. 특허현황조사방법 37 2. 특허현황 37 3. 특허정보분석결과 38 4. 해외특허사례 ( 혼하이정밀무인항공기 (UAE) 특허 ) 39 5. 국내기술수준분석및경찰무인항공기시스템구성방안 41 6. 분석결과유의점 44 제2절적용사례및시사점 45 1. 적용사례 45 2. 시사점분석 47 제1절국내기술수준분석 49 제2절기술개발방향분석 51 1. STEEP 분석 51 2. 5 Force 분석 52 3. SWOT 분석 55 4. 군사용무인항공기와의주요개발차별성 59 제3절경제성분석 60 1. 편익항목분석 60 2. 비용항목분석 61 3. 비용 / 편익분석결과 63 4. 비용환산불가항목분석 63

제1절비전및목표 69 제2절추진전략및로드맵 72 1. 추진전략 72 2. 추진로드맵 74 제1절무인항공기를이용한거시교통정보수집기술 75 1. 시스템개요 75 2. 무인항공기요구기능 77 3. 교통부문요구기능 82 제2절무인항공기시스템요구기술 86 1. 개요 86 2. 요구기술구성 87 3. 개발요소기술 89 제3절운영조직및유지관리체계 91 1. 운영체계 91 2. 운영조직의업무 91 3. 비행교육및자격인증 93 4. 유지관리체계 98 제1절개발과제의기획 99 제2절개발과제의추진체계 102 제3절개발과제의예산 ( 안 ) 104

제1절관련법검토 105 1. 무인항공기기체및시설관련법 105 2. 무인항공기운항관련법 106 3. 무인항공기통신관련법 106 4. 영상자료전송관련법 106 5. 무인항공기유지보수관리관련법 107 6. 개인정보보호관련법 108 제2절국내외법제도적동향분석 109 1. 국내제도 109 2. 국외제도 114

< 표 1> 정부시책에따른경찰의정책방향 2 < 표 2> 연구수행절차및단계별연구내용 8 < 표 3> 성능기준에따른무인항공기분류 15 < 표 4> GPS와 SBAS의비교 17 < 표 5> 쿼드로터타입무인항공기의일반적제원 23 < 표 6> 고정익타입무인항공기의일반적제원 24 < 표 7> 무인항공기관련특허현황 38 < 표 8> 무인항공기의동향및시사점 48 < 표 9> STEEP 분석에따른시사점 51 < 표 10 > 편익 / 비용항목 60 < 표 11> 편익항목계량방법 62 < 표 12> 비용항목계량화방법 62 < 표 13> 경제성분석결과 63 < 표 14> 경찰행정수행시발생되는여러가지상황 70 < 표 15> 기술개발에따른미래상 71 < 표 16> 기술개발요구도 77 < 표 17> 자동조종장비요약 78 < 표 18> 구성품개발의 1차요구기술분류 89 < 표 19> 구성품개발의 1차요구기술분류 ( 계속 ) 90 < 표 20> 운영조직의구성및업무내용 92 < 표 21> 무인항공기조종사과정별교과목및비행교육시간 95 < 표 22> 한국항공대학교비행교육원의교과목목록 95 < 표 23> 한국항공대학교비행교육원의교과목목록 ( 계속 ) 96

< 표 24> 자가용조종사과정 97 < 표 25> 계기비행증명과정 97 < 표 26> 무인항공기조종과정 97 < 표 27> 유지관리의구분 98 < 표 28> 무인항공기운영및안전비행핵심기술 100 < 표 29> 경찰행정지능화핵심기술 101 < 표 30> 연구추진체계및담당역할 103 < 표 31> 연구개발과제최종수요처및활용방안 119

< 그림 1> 연구추진체계도 9 < 그림 2> 노스롭그루먼 RQ-4 글로벌호크 13 < 그림 3> SBAS 개념도 17 < 그림 4> SBAS 활용분야 18 < 그림 5> 무인항공기시스템구성개념도 18 < 그림 6> 무인항공기운영시스템의구성요소 19 < 그림 7> 민간공역에서무인항공기운용을위한인프라체계 19 < 그림 8> 민간무인항공기종합운영체계개념도 20 < 그림 9> 수도권공역도 21 < 그림 10> 민간무인항공기활용분야 22 < 그림 11> 쿼더로터타입무인항공기 ( 미국 ) 23 < 그림 12> Volocopter VC200( 독일 ) 23 < 그림 13> 고정익타입무인항공기 24 < 그림 14> 연도별무인항공기제작국및대수 28 < 그림 15> 무인항공기시장현황 (2009년) 29 < 그림 16> 무인항공기산업동향 29 < 그림 17> 민간무인항공기실용화기술개발 연구의개요 31 < 그림 18> 대전시와국방기술품질원이개발한 멀티콥터 35 < 그림 19> 무인항공기이용선로감시운용기술개발 의개요 36 < 그림 20> 서비스및운용개념 36 < 그림 21> 무인항공기의이미지캡처장치 39 < 그림 22> 실시간으로도로영상을촬영하는무인항공기 40 < 그림 23> 한국항공우주연구원이개발한유 무인혼용항공기 43

< 그림 24> 유 무인혼용항공기내부 43 < 그림 25> 무인항공기시스템 (UAS) 의지상통제실 (GCS) 내부 44 < 그림 26> 미해군의무인항공기관련시스템분류 45 < 그림 27> 농업분야의무인항공기 (RMax) 적용사례 46 < 그림 28> 무인항공기분야의국내기술수준 49 < 그림 29> 5 Force 분석의의미 52 < 그림 30> 거시교통정보수집기술개발 5 Forces 분석 54 < 그림 31> SWOT 분석 57 < 그림 32> SWOT 전략 59 < 그림 33> 사망사고통보시간과사망률 65 < 그림 34> 교통사고발생시초동조사절차 67 < 그림 35> 연구의비젼및목표설정 69 < 그림 36> 개발전략및운영계획 72 < 그림 37> 시스템설계및개발 73 < 그림 38> 시스템활용기술개발 73 < 그림 39> 추진로드맵 74 < 그림 40> 운영시스템구성도 76 < 그림 41> 자율비행의과정 79 < 그림 42> 무인항공기의자동도로촬영알고리즘개념도 81 < 그림 43> 긴급상황출동우선교통신호지원개념도 84 < 그림 44> 도난수배차량관리개념도 85 < 그림 45> 무인항공기운영을위한기술구성체계 86 < 그림 46> 무인항공기센터시스템운영체계 91 < 그림 47> 무인항공기운영절차 91 < 그림 48> 무인비행장치비행절차 93 < 그림 49> 시스템개발추진체계 102 < 그림 50> 연구개발비 ( 안 ) 104

감사의글 본과제는치안정책연구소김남선연구관의책임연구과제로수행되었으며, 경찰청과치안정책연구소가공동으로추진하는 교통부문 R&D 기획과제 의일환으로진행되었다. 또한본과제는선정된주제의성격상여러학문분야가융합하여산 학 연 관이공동으로추진해야성과를도출할수있는과제이다. 따라서관련분야인교통, 무인항공기, 항공전자, ICT, 항공법등관련분야의관계, 학계, 산업계를망라한관련전문가들이함께모여공동으로전문가그룹을형성하고협업하여과제의결과물을도출하게되었다. 본과제에참여한각분야의전문가들은본과제의제안이경찰의교통행정에활용되어국가발전에기여하기를바라는마음으로사심없이과제수행에참여하였고기여하였다. 이에본연구관은여러모로도움을주신각계의전문가분들께진심으로깊은감사를드리며연구기간동안함께고생한주요참여연구진을소개하고자한다. 참여연구진 도로교통공단첨단교통과학실, 현철승선임연구원 한국항공대학교항공전자공학과, 나종화교수 한국항공대학교항공전자공학과, 임상석교수 LG-CNS 스마트국방연구소, 박병건책임컨설턴트 LG-CNS 스마트국방연구소, 유보성책임연구원 더훈테크놀러지, 허몽회사업관리실장 ( 전헬리콥터조종사 / 교관 ) 아울러, 본과제기획에애써준경찰청미래발전과이승렬, 진영탁님과연구주제를제안한교통국의유동배, 이창민님께도감사드립니다. 참고사항 : 본보고서의모든결과물에대한소유권및저작권은치안정책연구소에있으며, 참여연구진및소속기관에서는본연구와관련하여일체의권리를소유하거나주장할수없습니다. 또한이는사전에공지된사항임을알려드립니다.

1 2014 책임연구과제 경찰청은정부의국정운영정책과발맞추어 2014 년주요업무계획 에서경찰의비전과전략, 주요정책과제를발표하였다. 주요내용은 2 대 정책목표 -6 대추진전략 -19 개정책과제 로체계화되어있으며, 이중에 서 눈높이치안구현 - 생활속맞춤치안 -ICT 1) 를활용한 스마트치 안 구현, 눈높이치안구현 - 정부 3.0 으로치안경쟁력제고 - 민생치안 역량강화를위한치안인프라확충지속추진 을제시하고있다. 2) 이러 한경찰정책에따라교통부문에서도 ICT 를활용한 스마트치안 구 현, 민생치안역량강화를위한치안인프라확충지속추진 에필요한 관련연구와정책적추진이필요한시점이다. 우리나라의도로교통혼잡에따른사회, 경제적비용손실이연평균 20 조에이르고있으며, 이에대한지능형교통체계시스템등을통한 교통인프라확대및관리효율화에대한다양한방안이시도되고있다. 지속적인교통체증과사고비용의증가, 녹색교통에대한관심증대에따 라선진국을중심으로 1990 년대초반부터 ITS( 지능형교통시스템 ) 3) 에 1) 정보통신기술 (ICT: Information & Communication Technology): 더단순하게정보기술 (Information Technology, IT) 로쓸때가많다, 위키백과검색 2014. 8. 2) 경찰청, 2014 년주요업무계획, 2014. 3) 지능형교통시스템 (ITS: Intelligent Transport Systems), 정보화사회에알맞게 ICT 기술을적용하여신속, 안전, 쾌적한차세대교통체계를구현하는첨단교통시스템

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 2 대한연구개발이진행되어현재시스템구축이활발히이루어지고있다. < 표 1> 정부시책에따른경찰의정책방향 ( 본과제와부합부분 ) 정책목표추진전략주요정책과제 눈높이치안구현 생활속맞춤치안 함께하는준법질서 정부 3.0 으로치안경쟁력제고 4대사회악근절대책고도화 사회안전망확충으로치안사각지대해소 ICT를활용한 스마트치안 구현 국민생활주변의불법 무질서행위추방 지방선거 주요행사를계기로글로벌수준의법치문화정착 적정한경찰권행사를뒷받침하는법 제도적기반확충 개방 공유 소통 협력을통한맞춤형치안서비스제공 민생치안역량강화를위한치안인프라확충지속추진 인력 2만명증원에따른현장치안시스템업그레이드 경찰활동의투명성 공정성 전문성제고 ( 출처 : 경찰청, 2014 년주요업무계획, 2014.) 현재까지구축되고있는 ITS는도로중심의시스템으로, 다양한교통정보수집및제공장비들이설치되고있는상황이다. 그러나근거리정보수집을위해서는 CCTV 등많은현장장비가필요하고이로인한정보수집시설설치를위한구축원가상승, 유지관리비용상승등비효율적인설치 운영이이루어지고있다. 이런측면에서무인항공기를이용한자료수집은 2차원 (2Dimension) 상태의도로환경에서새로운 3차원입체 (3Dimension) 형태의자료수집원으로대두되고있다. 무인항공기 (UAV 4), 일명 드론 이라고부르기도함 ) 가광역정보구축및가시화를위한효율적인매체로널리알려지면서영상정보의새로운수집수단으로주목받고있다. 무인항공기기반의 4) UAV(Unmanned Aerial Vehicle, 무인항공기 ), 정의 : 조종사를태우지않고, 공기역학적힘에의해부양하여자율적으로또는원격조종으로비행을하며, 무기또는일반화물을실을수있는일회용또는재사용할수있는동력비행체를말한다.( 출처 : 미국방장관실 (OSD) 이발간한 UAV 로드맵 )

3 2014 책임연구과제 영상정보시스템은카메라, 위성항법장치 (GPS), 관성항법장치 (INS) 등의장비와함께소프트웨어가통합된플렛폼으로개발이시도되고있다. 이렇게무인항공기를이용한영상정보시스템은도로와차량, 시설물등을인식해도로의상태정보를인식하여혼잡상태를자동으로추출하는데이용하거나, 도로에서발생하는교통사고정보를교통혼잡과관계없이수집하여교통경찰이출동할때까지사고현장보존이필요없이교통사고자료수집을종결하여불필요한혼잡을조기에종결시켜혼잡가중을예방할수도있다. 이를가능케해주는것이무인항공기를이용한거시교통정보수집기술이라할수있다. 이기술은무인항공기에영상정보를수집하기위한각종장비와소프트웨어를탑재하고빠르게비행하면서교통상황을탐색할수있다는장점을지니고있다. 이는 4S-Van시스템을비행체에적용한것과유사한시스템으로도볼수있다. 5) 최근무인항공기비행체기술의발전으로도로교통서비스의과학화, 효율화및정밀화를위한수단으로무인항공기를이용한기술개발을통하여교통통제, 육로조정등의업무를향상시킬수있게되었다. 따라서무인항공기분야의시스템통합 (SI: System Integration) 기술수준이미국 유럽과같은선진국에크게뒤지지않고있으므로관련응용기술을개발하여해외시장을선점하기위해유리한상황을확보할시점에있다. 무인비행기 드론 은 드론산업 (Dron Industry) 란말이생겨날정도로 최근큰관심을불러일으키고있는분야이다. 국제무인항공기협회 5) 4S-Van 시스템은위성측위시스템 (GNSS) 과지리정보시스템 (GIS), 지능형교통체계 (ITS), 공간영상정보시스템 (SIIS) 이통합된형태로서여러정보시스템의기초자료로제공및응용할수있는하드웨어와소프트웨어가통합된첨단기술의이동식집약체라할수있다.

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 4 (AUVSI) 는 2015년부터 2025년까지미국에서 820억달러의시장이형성되고, 이시장을통해약 10만개의새로운일자리가탄생할것으로예상하고있다. 미국항공우주국 (NASA) 에서는무인비행기를이용하여허리케인을감시하고있으며, 사우디아라비아의과학기술대학에서는홍수를예측하고있다. 스위스에서는지형을조사한후 3D 지형도를만들었다. 국가뿐만아니라국제기구에서도드론을이용한사례가많아지고있다. 세계자연보호기금 (WWF) 에서는멸종위기에있는동물을파악해보호및구조활동을진행했으며, 국제무인항공기협회는드론을이용해씨를뿌리고농약을살포하는농업기계화를기대하고있다. 최근들어서는이무인비행기에부착할수있는인공지능 (Artificial Intelligence, AI) 이개발되고있다. 6) 교통분야에서도기존교통자료수집장비로제어기설치및유지보수를위해서는도로점용이불가피하며, 작업을위한도로점용은교통지체를유발하여, 사회적비용발생이불가피함. 무인항공기를이용하여관련장비수를줄이거나대체한다면, 도로점용시간의단축에따른시민불편해소및사회적비용감소효과가기대된다. 장비의한계로운영할수없는교통단속업무나치안위험지역을상시모니터링할수있으므로시민안전을개선할수있을것으로기대된다. 따라서향후지속적인기술발전이예상되므로추가기능을유연하게수용하여미래환경변화에대응할수있는 add-on기반의무인항공기시스템개발이필요하다. 현재관련장비의태동기로서기술개발을통해선도적역할을한다면해외시장에서의경쟁력확보가가능할것으로전망된다. 6) 이강봉, 무인비행기드론에인공지능장착 ( 세계신산업창조현장 (105)), Science Times, 2014.04.04

5 2014 책임연구과제 교통안전을위한교통사고, 혼잡상황, 신호제어등현장업무처리시, 교통혼잡으로경찰관의현장출동지연및 2차사고발생등현장에서는예측하기힘든돌발상황이잦은만큼, 신속한출동과현장자료의확보와입체적안전관리차원에서경찰행정을신속하고광범위하게펼칠수있는지원체계구축이필요하다. 그러나현재의교통시스템으로는 CCTV를이용한국지적모니터링과지리적제약에종속적이어서상황대처에있어시간적 공간적한계성을드러내고있다. 본연구에서는무인항공기, 탑재장비 7), 현장시스템, 센터시스템등을유 무선통신기술로연결하는통합시스템 (SI; System Integration) 을구축함으로서치안행정의입체화를실현하고자한다. 이를통해거시적시계열 ( 거리및시간간격 ) 자료를수집하고이를통합처리하여다양한목적의 3차원정보를제공하고자한다. 결과적으로본연구는지상공간에존재하는다양한교통상황과발생이벤트 (Event) 에대한상태정보를현장에서수집하여실시간으로신속하고정확하게센터로제공하는정보기술의개발이라할수있다. 나아가기존의지방자치단체교통정보센터및도시교통정보시스템 (UTIS) 8) 과연계하여각종교통관련의사결정및계획수립에효율적으로지원할수있고실시간교통정보제공및교통사고처리등에이용할수있는입체화된신개념 3D(3 Dimension) 정보화시스템이다. 7) 탑재장비 : CCD 카메라, 레이저스캐너, GPS, IMU 등 8) UTIS; Urban Traffic Information Systems, 도시교통정보시스템의약자로경찰청 ( 도로교통공단 ) 과전국자치단체가합동으로구축하고있는첨단교통정보시스템

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 6 따라서본연구의궁극적목적은교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용기술을개발하여교통업무의입체화 첨단화를구현하고, 긴급 응급상황발생시신속한대응및모니터링체계를확립하는데있다. 본연구는교통안전을위한무인항공기시스템개발을위한기초연구로서동향조사및환경분석, 기술수요조사및기술예측, 기술개발추진방향정립, 비전및시나리오설정, 중점추진분야설정및후보과제도출, 연구개발과제기획등을내용으로한다. 세부적인내용은다음과같다. 첫째, 동향조사및환경분석단계로서무인항공기를활용한교통안전기술개발과관련된정부정책과, 관련시장, 핵심요소기술등을조사한다. 또한수집된동향자료를바탕으로좀더폭넓은시각에서장비응용기술의미래를예측하기위한거시환경분석수행한다. 둘째, 기술수요조사및기술예측단계로서동향조사및거시환경분석결과를바탕으로무인항공기응용기술분야의기술수요를예측하며전문가회의및자문회의를통하여미래에요구되는기술수요를분석해보고이를통해 R&D 수요를도출한다. 셋째, 기술개발추진방향정립단계로서환경변화에능동적으로대응할수있도록국내의기술현황과시장 / 정책 / 환경요인을기반으로 SWOT분석수행한다. SWOT분석 9) 에따라주요이슈별, 중점분야별무인항공기응용기술개발추진방향을도출한다. 9) SWOT 분석 (SWOT analysis): 기업의환경분석을통해강점 (strength) 과약점 (weakness), 기회 (opportunity) 와위협 (threat) 요인을규정하고이를토대로마케팅전략을수립하는기법.( 출처 : 두산백과 )

7 2014 책임연구과제 넷째, 비전및시나리오설정단계로서비전설정을위해서동향및환경분석의결과로부터핵심성공요인을도출하고핵심성공요인이나타내는속성즉, 경찰교통분야의기술력선점가능성, 기술개발가능성, 개발기술의현장도입가능성등을파악하고정의하여핵심가치를도출한다. 또한핵심가치에대한중점분야별기술개발의핵심키워드, 방향및기준을설정함과동시에기술개발의최종목표및비전을설정한다. 다섯째, 중점추진분야설정및개발과제도출단계로서무인항공기응용기술개발중점추진분야제시한다. 또한, 각중점추진분야별로주어진연구개발기간동안달성하고자하는각중점추진분야의현실적인목표를제시한다. 더불어각중점추진분야의목표를달성하기위하여필요한세부과제를도출한다. 여섯째, 개발과제기획단계로서목표및범위설정, 핵심요소기술도출및성과목표 성과맵작성, 성과물의활용방안및실용화추진방안제시등을수행한다. 목표및범위설정은향후통합화, 유연화, 표준화, 소형화, 안정화를달성하기위하여필요한요구조건을만족시킬수있는미래무인항공기기술개발이되도록설정한다. 핵심요소기술도출과성과목표및로드맵작성은연구개발과제별주요기능을정의하고이를구현가능케하는세부개발내용으로구체화함으로써핵심요소기술을도출한다. 또한핵심요소기술도출은세부개발내용에따라변수가많아판단이어렵기때문에핵심요소기술의특성과기능을고려하여분석할수있는적정방법론 ( 예 : BMO기법등 ) 을활용한다.

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 8 < 표 2> 연구수행절차및단계별연구내용 연구수행절차 동향조사및환경분석 기술수요조사및기술예측 기술개발추진방향정립 비전및시나리오설정 중점추진분야설정및후보과제도출 개발과제기획 연구내용 무인항공기를활용한경찰행정지능화기술개발과관련된정부정책과, 관련시장, 핵심요소기술, 유관분야인프라현황등조사 수집된동향자료를바탕으로좀더폭넓은시각에서장비응용기술의미래를예측하기위한거시환경분석수행 동향조사및거시환경분석결과를바탕으로무인항공기응용기술분야의기술수요예측 전문가회의를자문회의를통하여미래에요구되는기술수요를분석해보고이를통해 R&D 수요도출 환경변화에능동적으로대응할수있도록국내기술현황과시장 / 정책 / 환경요인기반으로 SWOT 분석수행 SWOT 분석에따라주요이슈별, 중점분야별무인항공기응용기술개발추진방향도출 비전설정을위해서동향및환경분석의결과로부터핵심성공요인도출 핵심성공요인이나타내는속성즉, 교통경통분야, 치안행정분야기술력선점가능성, 기술개발가능성, 개발기술의현장도입가능성등을파악하고정의하여핵심가치도출 핵심가치에대한중점분야별기술개발의핵심키워드, 방향및기준설정 기술개발의최종목표및비전설정 동향조사, 환경분석, 기술수요조사및기술예측을바탕으로무인항공기응용기술개발중점추진분야제시 또한, 각중점추진분야별로주어진연구개발기간동안달성하고자하는각중점추진분야의현실적인목표제시 각중점추진분야의목표를달성하기위하여필요한세부과제선정을위한후보과제도출 목표및범위설정 - 향후통합화, 유연화, 표준화, 소형화, 안정화를달성하기위하여필요한요구조건을만족시킬수있는미래무인항공기응용기술를위한기술개발이되도록설정 핵심요소기술도출및성과목표 성과맵작성 - 연구개발과제별주요기능을정의하고이를구현가능케하는세부개발내용으로구체화함으로써핵심요소기술을도출 - 핵심요소기술도출은세부개발내용에따라변수가많아판단이어렵기때문에핵심요소기술의특성과기능을고려하여분석할수있는적정방법론 ( 예 : BMO 기법 ) 활용 성과물의활용방안및실용화추진방안제시 - 향후연구과제성과물의성공적인시장진입을위한정책적요구사항분석및해외시장진출을위한요구조건제시

9 2014 책임연구과제 본연구에서는다음과같은방법으로연구를수행하였다. 첫째, 연구의기획단계에서과제의수요기관인경찰청교통국, 미래발전과와협의하여주제선정및연구목표를도출하였으며지속적인피드백과정을거치며진행하였다. 둘째, 선행연구, 사례조사및관련자료를확보하기위해전문가인터뷰, 온-오프라인 (On-Off Line) 을통해관련문헌과자료를수집하여본연구에참고하였다. 셋째, 관련분야 ( 교통, 항공기, 항공전자, 항공통신, 항공법전문가및헬기조종사등 ) 의전문가를섭외하여전문가그룹으로연구자문진을구성하였다. 넷째, 연구자문진으로부터전문자료와관련정보를제공받았으며 10여차례의자문회의를통해연구내용을단계별로구체화하였다. 자문회의에서다루어진주요내용은국내외기술동향, 비전및추진전략제시, 시스템요구기능정의, 시스템개발방법및절차, 시스템도입타당성및기대효과분석, 법 제도적검토등에활용되었다. 다섯째, 워크숍을개최하여본과제와관련한연구자, 기술분야의실무개발자및자문연구진과의심도있는논의를전개하였다. < 그림 1> 연구추진체계도

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 10 현장기반교통정보생성을위한실시간데이터의빠른처리와가공및연계에필요한기술의발전에기여 무인항공기를이용한경찰행정지능형기술개발을통해무인항공기의하드웨어제작기술확보가가능하고, 교통및치안환경에대응가능한운영소프트웨어개발기대 또한유형별시스템의표준기술및시스템시험 / 인증체계기반을확보하여추후다른분야확대가가능함 테스트베드등시범운영과정을통하여실용화안정성및신뢰성확보기대 해외시장진출을위한국제표준적용기술확보기대 무인항공기를이용한경찰행정지능형기술을개발함으로써, 교통정보미수집지역을해소하여교통정보질을높이고, 단속사각지대해소와돌발상황발생시즉각적인대응으로효율적인운영을통해사회경제적손실최소화가가능함 교통정보수집원확대및미수집지역확대를통한교통정보품질개선기대 단속사각지대해소로위법행위근절및긴급차량출동시우선신호제공과우범지대상시감시로범죄예방효과로사회경제손

11 2014 책임연구과제 실최소화 첨단정보통신기술적용을통한연관산업의활성화 해외유사사례가없는신기술로서관련기술의시장선점을통해창조경제를통한선도적국익창출기대 무인항공기활용시스템기술개발에따른장비산업육성및규모의경제달성가능향후, 본기초연구가본격적인개발과제로연결된다면교통분야뿐만아니라경찰의치안분야전반으로확대되어재난, 안전, 사고, 재해, 응급서비스등다양한분야에서 3차원모니터링, 자동추적, 각종탑재센서에의한현장데이터전송등양질의 3차원입체화서비스로정보제공이가능하리라판단된다. 또한시스템구축을위한자료획득과유지관리에있어 V/C( 비용대비효과 ) 측면에서도경쟁력이있는기술로판단된다.

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 12 무인항공기 ( 無人航空機 ) 의정의는 2002년영국민항당국에서는 인간조종사를태우지않고원격조종또는일부자율조종모드로비행할수있도록설계되거나개조된항공기 로기술하였고, 2003년미국국방부에서는 조종사를태우지않고, 공기역학적힘에의해부양하여자율적으로또는원격조종으로비행을하며, 무기또는일반화물을실을수있는일회용또는재사용할수있는동력비행체를말한다. 라고정의하고있다. 일반적으로무인항공기는기체에사람이타지않은것으로지상에는원격조종하는조종사가존재하고있다는점을강조해 Uninhabited Aerial Vehicle (UAV) 또는 Unmanned Aerial System(UAS) 의약어로표기되거나벌이윙윙거린다는뜻의드론 (drone) 이라고도불린다. 무인항공기에는임무에따라비행고도, 항속거리, 크기및무기에따라분류된다. 종래에는주로군사적인목적의정찰용으로많이사용되어왔으나근래에는각종센서및무선통신기능을탑재하여후방에있는조종사의원격조정으로정찰, 타격, 및공중전등모든공중활동을수행할수있다. 무인항공기의연구개발은미국의 닉슨독트린 에의해해외병력을가

13 2014 책임연구과제 능한한철수하여자국병력의피해를최소한으로막으면서, 동시에우방국에대한방위공약을준수할목적으로추진되었다. 1965년미국은중국본토정찰, 베트남전쟁말기에하노이 하이퐁지역의정찰에무인항공기를사용하였다. 제4차중동전에도이스라엘이전차기만용 ( 欺瞞用 ) 으로사용하였다. 오늘날에는전자광학의발달로정찰뿐아니라공대지 공대공공격등에응용을고려하고있다. 대표적인것으로미국의 AQM-34, 영국 캐나다 독일등의 CI-89, 이스라엘의스카웃등이있다. 10) < 그림 2> 노스롭그루먼 RQ-4 글로벌호크 ( 출처 : 위키백과, 2013.) 현재 2010년기준 51개국에서 158종의무인항공기를개발 운용하고있으며점차무인항공기시장은확대되고있다. 우리나라도 2000년도초부터무인항공기개발을시작해무인정찰기 송골매 와대한항공에서 10) 위키백과 (http://ko.wikipedia.org/wiki), 2013. 11. 04 검색

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 14 개발한근접감시용무인기 KUS-9 등을개발했다. 11) 지금까지는군용무인항공기로주로사용되어왔으나전자기술의발전으로상용무인항공기시장이빠르게성장하고있음 상용무인항공기 : 농업분야에서시작되어이제는재해관측, 스포츠및방송용으로활용범위가확장되는추세임 전술무인항공기 : 전술적목적으로사용하는무인항공기로서, 순항거리기준으로는근거리이하, 고도기준으로는중고도이하의무인항공기가이에해당함 전략무인항공기 : 전략적목적으로사용하는무인항공기로서, 고고도장기체공능력이요구됨 특수임무무인항공기 : 무인전투기, 공격용무인항공기, 교란용무인항공기등이있음 HALE : 고고도, 45,000 ft 이상, 정찰 감시나통신중계, 미국의 RQ-3 다크스타, RQ-4 글로벌호크, 이스라엘의 IAI 이단등이있음 MALE : 중고도, 20,000 ft 이상, 45,000 ft 이하, 미국의 MQ-1 프레데터, 이스라엘의 IAI 헤론등이있음 11) [ 드론 2014]6 드론 10 문 10 답, chosun biz, 2014. 5. 12) 국토해양부 ( 무인항공기연구보고서 ) 홈페이지검색 2013. 11.

15 2014 책임연구과제 LALE : 저고도, 20,000 ft 이하, 이스라엘의 RQ-2 파이오니어, RQ-5 헌터, RQ-7 섀도등이있음 무인항공기분류는이전에는고도에따른분류가일반적이었으나이제는무인항공기기술이발전하여비행거리, 고도, 체공시간, 및이륙중량을고려하여다음과같이세분화하고있다. 미니 UAV: MAV 보다는크지만, 비교적소형의 UAV를가리킨다. MAV: Micro Air Vehicle 의약어로, 협의에는국방고등연구계획국 (DARPA) 이정의한크기 ( 최대의길이가 150mm 이하 ) 의 UAV를가리킨다. NAV: Nano Air Vehicle 의약어로 MAV 보다더소형의 UAV로 DARPA 정의에의하면최대의길이가 75 mm 이하로최대이륙중량은 10그램이하. < 표 3> 성능기준에따른무인항공기분류 구분비행거리 (km) 비행고도 (m) 체공시간 (hr) 이륙중량 (kg) Micro < 10 250 1 > 5 Mini > 10 150-300 < 2 > 30 CR(Close Range) 10-30 3,000 2-4 150 SR(Short Range) 30-70 3,000 3-6 200 MR(Medium Range) 70-200 5,000 6-10 1,250 MRE(Medium Range Endurance) LADP(Low Altitude Deep Endurance) LALE(Low Altitude Long Penetration) MALE(Medium Altitude Long Penetration) HALE(High Altitude Long Penetration) > 500 8,000 10-18 1,250 > 250 50 9,000 0.5-1 350 > 500 3,000 > 24 < 30 > 500 14,000 24-26 1,500 > 2000 20,000 24-48 4,500

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 16 무인항공기는저비용으로운영및유지관리가가능하다. 비행조종사양성을위한비용및교육기간이유인기에비해매우유리하고추락시조종사인명손실의우려가없다. 인간의신경근육체계는 1/800초의지연시간이있고다시실제근육행동에는 1/5초만큼의지연이발생한다. 하지만무인항공기의행동체계는수백만분의 1초미만의지연이발생할뿐이다. GPS 및위치정보센서들을이용하여위치, 고도, 속도를설정하면자동비행및임무수행이가능하다. 무인항공기는임무컴퓨터, 카메라또는통신장치등탑재장비그리고통신회선에문제가발생하면사고및추락의위험이있다. 무인항공기의데이터링크, 및영상장비의결함이나고장이발생하여도센터또는지정된복귀지점으로귀환할수있는생존능력이필수적이다. 인구밀집지역에서고장이발생하여추락하게되면인명이나물건에피해를입힐수있다. 개인의권리 ( 프라이버시 ) 를침해할가능성이있다. GPS 위치오차보정 ( 이하 SBAS, SBAS; Satellite Based Augmentation System) 는 GPS 위치오차를실시간 1m 이내로정확하게

17 2014 책임연구과제 보정하여, 정지궤도위성을통해全국토에제공하는시스템이다. SBAS는 1m 이하위치정보를실시간제공하게되어항공기안전강화및하늘길혼잡해소에적합한시스템이다. 인공위성을통한서비스제공으로이용에제한이없어항공, 해양, 교통, 정보통신, 물류, 응급구조등모든분야활용이가능하며이미개발한국가는미국, 유럽, 일본등이있고현재개발중인국가는러시아, 인도등이있다. < 표 4> GPS와 SBAS의비교구분정확성신뢰성경고 GPS 37m 이내 없음 없음 SBAS 1m 이내 500만번착륙시 1회이하오류 6초이내 < 그림 3> SBAS 개념도 SBAS 의활용분야는그동안사용해오던 GPS 의오차를감소시켜 줌으로기존 GPS 와같이다양하며무인항공기역시혜택의대상이라고 할수있다.

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 18 < 그림 4> SBAS 활용분야 무인항공기시스템은무인항공기에항법장비 비행제어컴퓨터등을내장하고지상에는근거리용원격조정기, 원거리용원격종합통제실로구성된다. < 그림 5> 무인항공기시스템구성개념도 ( 출처 : 국토교통부홈페이지, 2013.) 13) 국토교통부홈페이지자료 (http://www.molit.go.kr), 2013. 11. 4 검색

19 2014 책임연구과제 무인항공기의운영은원거리와근거리로구분하면다음과같다. 원거리비행은민간비행공역내에서항법위성과지상에설치된항공기감시장비 (ADS-B 등 ) 를이용하여원격통제실에서원격조정한다. 그리고근거리비행은농약살포등근거리에서육안으로보면서조정시에는간단한조정기를손에들고원격조정이가능하다. < 그림 6> 무인항공기운영시스템의구성요소 ( 출처 : 국토교통부홈페이지, 2013.) < 그림 7> 민간공역에서무인항공기운용을위한인프라체계 ( 출처 : 국토교통부홈페이지, 2013.)

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 20 < 그림 8> 민간무인항공기종합운영체계개념도 ( 출처 : 국토교통부홈페이지, 2013.) 12kg 이하무인비행장치라도모든조종자가반드시준수해야할안전수칙을항공법에정하고있다. 조종자는장치를눈으로볼수있는범위내에만조종해야하며특히비행금지구역또는 150m 이상의고도에서비행하려는경우는지방항공청장의허가를받아야한다. 수도권의경우, 비행금지구역 (P-73A, P-73B, P-518) 에서의비행은사전허가가필요하며, 비행제한구역 (R-75) 에서도고도 150m 이상에서의비행은사전허가가필요하다. 비행허가신청은비행일로부터최소 3일전까지, 국토교통부원스톱민원처리시스템 (www.onestop.go.kr) 을통해신청과처리가가능하다. 조종자준수사항을위반할경우항공법에따라최대 200만원의과태료가부과된다. 14) 14) 한국모형항공협회 (www.k-ama.org), 2014. 8. 12 네이버검색

21 2014 책임연구과제 < 그림 9> 수도권공역도 ( 출처 : 한국모형항공협회, 2014.) 민간무인항공기의활용분야는공공분야와민간분야전반에걸쳐두루이용이가능하다. 전체적으로항공운송업, 항공기사용사업, 기타사업으로분류할수있으며항공운송업에서는항공화물운송을들수있다. 항공기사용사업에는국토 / 해양감시, 항공촬영, 도서지역응급환자수송, 농약살포, 산불감시 / 진화, 수색 / 구조등이다. 이외에연구용 ( 기상관측, 항공장비시험등 ) 사업과건설및국토활용사업등기타사업에이용할수있다.

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 22 < 그림 10> 민간무인항공기활용분야 ( 출처 : 국토교통부홈페이지, 2013.) 쿼드로터타입무인항공기는헬기형태의무인항공기로회전익이 4개이상인무인항공기이다. 쿼드로터타입의장점은일정고도에서안정적인정지비행이가능하다는것과바람의영향에상대적으로강하다는점이다. 그리고소수의회전익이고장을일으켜도추락하지않고최소한의기본비행이가능하다는점도장점으로들수있다. 그러나속도측면에서는고정익타입보다약하다는단점이있다. 일반적인쿼드로터타입무인항공기의제원은다음과같다.

23 2014 책임연구과제 < 표 5> 쿼드로터타입무인항공기의일반적제원 구분 제원 크기 폭 (Width): 87cm, 길이 (Length): 87cm 최고직경 (Top Diameter) 106cm 무게 (Weight) 1kg(PL + 0.5kg) 최대고도 (Max altitude) 2,438m 최대속도 50km/h < 그림 11> 쿼더로터타입무인항공기 ( 미국 ) ( 출처 : 무인기의시대 (2013), NOVA(www.thevalues.co.kr), 2013.) < 그림 12> Volocopter VC200( 독일 ) ( 출처 : 무인기의시대 (2013), NOVA(www.thevalues.co.kr), 2013.)

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 24 고정익타입무인항공기는헬기타입이아닌일반기 ( 세스나기 ) 형태의무인항공기이다. 고정익타입의장점은기체의무게가가볍고상대적으로빠른비행속도를구현할수있다는것과비행소음이적다는점이다. 그리고소수의회전익이고장을일으켜도추락하지않고최소한의기본비행이가능하다는점도장점으로들수있다. 그러나일정고도에서의저속또는정지상태의안정적인채공능력은쿼더로터타입보다약하다는단점이있다. 일반적인고정익타입무인항공기제원은다음과같다. < 표 6> 고정익타입무인항공기의일반적제원구분제원 크기 폭 (Width): 1.4m, 길이 (Length): 0.9m 무게 (Weight) 2.5kg 최대고도 (Max altitude) 152m 채공시간 60 90분 최대속도 80km/h < 그림 13> 고정익타입무인항공기 ( 출처 : LG-CNS 자료제공, 2013.)

25 2014 책임연구과제 최근조종사가없이스스로비행을할수있는무인항공기를미국이군사용으로개발된무인항공기를최근상업용으로도쓸수있게허용하였다. 무인항공기는조종사없이사전에입력된프로그램에따라비행하거나주위환경을스스로인식하고판단해서자율비행하는비행체를말하며넓은범위에서는원격조정되는비행체도무인항공기에포함될수있다. 무인항공기는헬리켐이라고하는방송촬영장비에도사용되고있고, 무인헬리콥터는병충해를감시하고방공방제를하는데사용되기도한다. 이뿐만아니라, 우리일상에서흔히접할수있는배달서비스에도무인항공기가활용될예정이다. 모피자업체에서는 GPS를활용하여제어할수있는헬리콥터형무인항공기를이용해서피자배달을시연하기도했고, 도서배달이나손님이주문한음식을식탁까지배달하는서비스를제공하는데도무인항공기가활용될예정이다. 미국의경우, 상업용무인항공기를허용하기위한움직임을가속하고있다. 미국연방항공청 (FAA) 은무인항공기 ( 드론 ) 의연구와테스트를담당할 6개지역의기관 단체를선정해발표했다. FAA는현재상업용무인항공기를허용하고있지않지만오는 2015년말까지상업용무인항공기가이드라인을마련한다는방침이어서이번연구지역선정은이를위한수순으로보인다. FAA는 24개주에서 25건의지원을받아지난 10개월간선정작업을했다 며 지리, 기후, 위치, 기반기설, 안전을종합적으로검토해 6곳을최종결정했다 고밝혔다. 선정된곳은알래스카대학과네바다주, 뉴욕그리피스국제공항, 노스다코다상무부, 텍사스주 A&M대학, 버지니아텍이다. 뉴욕은인구밀집지역인북동부상공에서무인항공기활용방안을연구하는데적격이라는점이고려됐으며, 네바다는주변군기지와의접근성을이유로선정됐다.

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 26 지금까지미국의무인항공기는주로군사용으로이용돼왔으나최근미국연방정부와주정부는물론기업체와농업계뿐아니라대학까지무인항공기개발에나서고있다. 또한세계최대온라인소매업체아마존의제프베조스최고경영자 (CEO) 가이르면 2015년소형무인항공기를이용한택배서비스를시작하겠다고밝히고있다. 또한 2013년말최대 2.3kg 무게의짐을싣고최대 16km 떨어진지역까지물품을배송하는프라임에어프로젝트를도입할것이라고밝혔다. 15) FAA는앞으로 5년내 7500대의무인항공기가미국내에서운용될것으로추산했고관련업계에서는 7만개이상의일자리창출이가능하다고전망했다. 앤서니폭스교통장관은성명에서 이번연구 테스트지역선정으로국내상공에서무인항공기첨단기술을안전하게선보일수있을것 이라고했다. 그러나상업용무인항공기를반대하는목소리도높다. 시민단체인미국자유인권협회 (ACLU 16) ) 은최근보고서에서 미국상공에무인항공기운항을대폭허용하는것은시민의일거수일투족이감시되고, 추적혹은녹화되는것을의미한다 고비판했다. 17) 우리나라의무인항공기연구도다양한분야에서시도되고있다. 조난사고가일어난곳이나재해현장에서자유롭게움직이면서협동작업을하는소형무인항공기들은항공모함역할을하는비행선에서이륙해서서로부딪치지않도록정밀제어와충돌회피같은항공기술이적용되고있다. 최근에는수직이착륙이가능한틸트로터형무인항공기도우리기술로개발되었으며, 헬기처럼프로펠러로이륙한뒤전진할때는프로펠러가수직으로전환되어날아가기때문에활주로가필요없다. 15) Business Watch(m.bizwatch.co.kr), HD 방송드론조종... LTE 어디까지진화할까, 2014. 3. 16) ACLU(American Civil Liberties Union) : 미국자유인권협회, 인권과언론의자유옹호를위한유엔의자문기관 17) 美 ` 상업용무인기 ` 허용빨라진다 6 개연구지역선정, etnews(http://etnews.com), 2013. 12. 31 검색

27 2014 책임연구과제 이밖에도대한항공은미국보잉사와함께유인헬기를무인헬기로개조하는기술에대해서본격적으로추진할계획이다. 또한 2014년들어세종대학교비행로봇연구팀과 LG유플러스는공동으로드론과 LTE망을접목하여전국을범위로드론과연결된지상의스마트기기로실시간고화질영상의스트리밍이가능한기술을개발하였다. 18) 이러한상용 (LTE 등 ) 통신망의이용이가능해짐에따라기존약 1km에불과하던드론과지상통제시스템의통신거리가제한없이통제와데이터통신이가능해질수도있음을의미한다. 무인항공기가민간영역까지확대되면서관련산업도많이발달하고있으며, 연구가활발히진행되는만큼특허출원도증가하고있다. 민간영역으로확대되는무인항공기의미래시장을확보하기위해서관련기술과특허권확보를위해경쟁이점점치열해지고있어서, 특허청에따르면 1992년부터 2011년까지무인항공기관련국내특허출원은총 282건이라고한다. 이가운데 205건이 2007년에서 2011년사이에출원되어, 특허출원증가율이 270% 를상회한다. 기술별로보면, 비행제어기술, 지상통제및통신기술, 이착륙기술, 임무탑재기술등의특허출원이큰폭으로증가한것으로나타나고있다. 이런점을볼때, 항공기술과정보통신기술이융합되고있는추세로무인항공기분야에서도 ITC 기술이차지하는비중이점점높아지고있다고볼수있다. 19) 우리나라는 IT분야에서세계적인기술수준을가지고있으며, 정부에서도 ICT 분야에대한다각적인지원을아끼지않겠다는의지를나타내고있다. 그만큼정보통신기술이융합된무인항공기분야에서세계시장을주도할여건은갖추어져있다. 이제무인항공기개발과실용화가성공하기위해서는국가차원의인증제도와같은제도적인뒷받침이이루어져야 18) Business Watch(m.bizwatch.co.kr), HD 방송드론조종... LTE 어디까지진화할까, 2014. 3. 19) 무인항공기의활용과국내특허현황은?, YTN 사이언스투데이, 2013. 11. 12 검색

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 28 하고, 유인항공기와무인항공기통합항공관제등운영관리인프라를갖 추어야할것이다. 세계적으로무인항공기가증가하는추세이며 2004년 477대였던것이 2009년에는 1,190대로증가하였다. 무인항공기개발국가도 2004년 40 개국에서 2009년에는 51개국으로증가하였다. 나라별로무인항공기보유대수순위를보면, 미국이 1위로 386대이며, 2위가이스라엘로 83 대,3위프랑스 77대,4위영국 65대,5위러시아 59대,6위독일 39대순이다. 우리나라는 2009년현재 25대 (2.1%) 로세계 11위이다. < 그림 14> 연도별무인항공기제작국및대수 ( 출처 : 교통안전공단, 2009.) 20) 최영재, 무인항공기안전관리제도구축연구, 교통안전공단, 2009.12

29 2014 책임연구과제 2009 년현재전체무인항공기시장에서군수용이 47.8%, 민수용이 10% 를점유하고있으며, 모두점차증가하는추세에있다. < 그림 15> 무인항공기시장현황 (2009 년 ) ( 출처 : 교통안전공단. 2009.) 무인항공기산업동향은 1990년후반부터연평균 12% 이상급성장하고있으며, 무인항공기분야에대한지출도매년 2009년현재수준의배이상이될것으로예상된다.(2009년을기준으로향후 10년간총 5백 50억달러시장규모 ) < 그림 16> 무인항공기산업동향 ( 출처 : 교통안전공단. 2009.)

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 30 또한 2014년국내언론보도자료에의하면, 미국방산전문컨설팅업체 틸그룹 에서파악한무인항공기시장은 2013년 60억달러규모까지성장했다. 이중군사용무인항공기시장이 90% 이상을차지하고있는것으로드러났다. 앞으로무인항공기시장은 2020년까지연평균 8% 이상성장해 2022년에는 114억달러이상규모로성장할것으로전망하였다. 또한미국내무인항공기수는 2009년 146대로시작해 2013년에는 545대가등록됐으며미연방항공국 (FAA) 은 2018년에는 7500대이상의민간무인항공기가승인을받을것으로내다보고있다. 21) 21) [ 드론 2014]6 드론 10 문 10 답, chosun biz, 2014. 5.

31 2014 책임연구과제 국토교통부는 민간무인항공기실용화기술개발 연구를수행하고 있으며그내용은다음과같다. < 그림 17> 민간무인항공기실용화기술개발 연구의개요 ( 출처 : 국토교통부홈페이지, 2013.) 세부추진계획 ( 안 ) 을보면, 사업명은 민간무인항공기실용화기술개 발 이며사업기간은 2013 년 ~ 2022 년까지추진한다. 사업은총 2 단계 로추진되며 1 단계 (2013~2014 년 ) 는안전성인증기준개발등준비단 계이고 2 단계 (2015~2022 년 ) 는시제기개발등실용화기술개발및시 범운영단계이다. 현재 2 단계개발사업추진을위한사전예비타당성조 사를신청 ( 13.7 월 ) 하여관계부처 ( 기획재정부 미래창조과학부등 ) 와협 의를진행중이다. 22) 국토교통부홈페이지자료 (http://www.molit.go.kr/usr/wpge0201/m_35405/dtl.jsp), 2013. 11. 4 검색

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 32 사업의주요내용은다음과같다. 사업내용 : 민간무인항공기시제기개발을통해설계 제작 인증 시험원천기술과운영체계 원격통제소등운영관리인프라등을개발구축하고시범운영을거쳐국내보급및수출기반조성 활용범위 : 국토 해양감시, 촬영, 농약살포, 산불감시 진화, 수색구조, 기상관측, 화물운송등다목적으로활용가능 기대효과 : - 국산민간무인의실용화개발과보급기반구축을통하여, 국토 해양감시, 촬영, 농약살포, 환자수송, 수색구조, 기상관측등다목적활용과안전관리체계구축을통해사고예방에기여 - 국내민간무인항공기기초기술의실용화를유도하고무인항공기산업을미래창조경제산업으로육성하여일자리창출등항공산업발전에기여 - 산간 도서지역에긴급항공서비스제공, 재난사고대응 ( 피해지역실시간상황전파등 ) 등국가균형발전에도도모 향후계획 : - 민간무인항공기인증기준개발과실용화를위한관련법 제도정비등추진 (2013~2014년) - 민간무인항공기실용화기술개발 ( 인증용시제기개발등 ) 을위한예비타당성조사추진 (2013년 ~2014년 ) - 예비타당성조사통과시 2015년부터본개발추진

33 2014 책임연구과제 무인항공기관련연구로국토교통부에서발주하고교통안전공단이 2009년 12월에수행한 무인항공기안전관리제도구축연구 사례가있다. 그러나현재연구에서제시한 무인항공기안전관리제도의단계별발전전략 로드맵대로시행되지는않고있는실정이며연구의내용은다음과같다. 무인항공기안전에관한해외사례수집및분석 - 무인항공기개발및운용현황분석 - 무인항공기안전제도에관한해외사례분석및벤치마킹 무인항공기기술기준 ( 안 ) 개발 - 무인항공기기술동향자료수집 - 항공선진국의무인항공기기술기준분석 - 필수안전장비등무인항공기시스템요건검토 - 무인항공기기술기준 ( 안 ) 제시 무인항공기안전성인증검사절차수립 - 무인항공기안전성인증을위한기준개발 - 안전성인증을위한검사항목및절차개발 - 국가기관무인항공기안전성검사방안제시 운항안전을위한무인항공기운항기준 ( 안 ) 개발 23) 최영재, 무인항공기안전관리제도구축연구, 교통안전공단, 2009.12

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 34 - 무인항공기의민간관제공역운항요건및허가절차 - 무인항공기비행규칙및관제절차 - 무인항공기운영기관의구비요건및운항안전기준 ( 절차 ) - 무인항공기운용요원의자격및교육훈련기준 무인항공기안전관리방향무인항공기안전관리원칙, 운영자의안전성입증책임, 무인항공기기술기준제정, 무인항공기특별운영증명 (CAO) 도입 새로운무인항공기안전관리제도구축방안안전관리체계구성요소 : ICAO Annex 검토, 운용요원자격관리제도, 운항및비행절차, 항공교통관제및통신, 항공기술 무인항공기안전관리제도의단계별발전전략 항공법을개정하지않는경우항공법의근거조항 : 항공법시행규칙제196조의2, 무조종사항공기비행안전을위한운영기준, 무조종사항공기비행안전을위한기술상의기준 항공법을개정하는경우항공법규개정안, 무인항공기운항기술기준

35 2014 책임연구과제 대전시와국방기술품질원이개발한멀티콥터는 4세대이동통신 (LTE) 망을통한원격조정과실시간으로영상전송이가능하다. 최근국방벤처센터출범 10주년을맞아서울용산전쟁기념관에서 LTE망을통해대전테크노파크인근주차장에있는지능형무인비행로봇 멀티콥터 의시험원격조종에성공했다. 24) < 그림 18> 대전시와국방기술품질원이개발한 멀티콥터 ( 출처 : 로봇신문사, 2013.) 목적 : 인력및유인헬기기반의육안에의존한노후화된송전선로 순시점검의한계극복을위해, UAV + ICT 를이용한송전선로순 시점검시스템을개발하여효율성을극대화한다. 24) LTE 망기반무인비행로봇원격조종성공 (http://blog.naver.com/kips1214), 로봇신문사, 2013. 7. 2

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 36 < 그림 19> 무인항공기이용선로감시운용기술개발 의개요 ( 출처 : LG-CNS 자료제공, 2013.) 서비스및운용개념 : 육안관측과동일한수준의고해상도영상을무인헬기에탑재된카메라로촬영하여분석장치를통한선로의이상유무를정밀하게분석할수있는서비스와시스템을제공한다. < 그림 20> 서비스및운용개념 ( 출처 : LG-CNS 자료제공, 2013.)

37 2014 책임연구과제 본과제의내용과관련성이높은특허출원및등록정보조사를위해서특허검색 DB인한국특허정보검색서비스 (http://www.kipris.or.kr) 를사용하여조사하였다. 위의검색 DB에서본연구의조사대상과관련성이높다고판단되는국내외특허출원및등록정보에대해권리부분은특허와실용부분을대상으로하였으며특허공개년도는 2008년 ~2013년, 특허출원년도는 2009년 ~2013년을대상으로조사하였다. 특허현황조사의내용을정리하면다음과같다. - 권리부분 : 특허및실용 - 행정처분 : 거절 / 등록 / 소멸 / 무효 / 취하 / 포기 / 공개 - 분류통계 : 공개년도 (2008년 ~2013년 ), 출원년도 (2009년 ~2013년 ) 특허동향조사는무인항공기 (UAV) 와무인항공기시스템 (UAS) 에관하여 실시하였고그결과는무인항공기 (UAV) 관련하여한국 302 건, 미국 2902

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 38 건, 유럽 507 건, 일본 99 건이조사되었고, 무인항공기시스템 (UAS) 과관련 해서는한국 114 건, 미국 3108 건, 유럽 381 건, 일본 40 건이조사되었다. < 표 7> 무인항공기관련특허현황 (2013 년기준 ) 구성요소 무인항공기 (UAV) 무인시스템 (UAS) 특허실용 한국 302 건, 미국 2902 건, 유럽 507 건, 일본 99 건 한국 114 건, 미국 3108 건, 유럽 381 건, 일본 40 건 무인항공기와무인항공기시스템의특허정보분석결과는다음과같다. 무인항공기의특허정보분석결과를정리하면다음과같다. - 무인항공기충돌방지및위치식별관련특허 - 무인항공기센서데이터수집방법 - 실시간영상시뮬레이터및훈련시뮬레이션 - 무인항공기원격조정 - 비행제어및디지털제어장치분야등 무인항공기시스템의특허정보분석결과를정리하면다음과같다. - 무인항공기, 지상통제시스템을포함한항공장치 - 저고도및고고도용복합체무인항공기시스템

39 2014 책임연구과제 - 무인항공기조종시스템및방법 - 무인항공기안전시스템등 무인항공기의활용영역이점점넓어지고있다. 지난해말미국의오바마대통령은미국의민간무인항공기사용을전면허용하는법안에서명한바있다. 더이상무인항공기는정부차원에서활용되는것만이아니라, 민간영역으로까지활용영역이크게확대될전망이다. 보통무인항공기는정찰, 감시업무목적으로사용하였으나최근방송촬영등사용처가다양해지고있다. 최근영국의한피자업체는무인항공기드론을이용하여피자를배달하여큰화제를모았으며, 한국도로공사에서도지난여름휴가철에감시카메라가포함된무인비행선을통해교통법규위반차량을단속하기도했다. 이렇듯이제무인항공기기술은실생활가까이에서활용할수있게되었다. 최근혼하이정밀은무인항공기를통해차량흐름을관리하는방법에대한특허를출원하여미국특허청에의해공개되었다 (US20130287261). < 그림 21> 무인항공기의이미지캡처장치

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 40 실시간으로무인항공기의이미지캡처장치를통해도로의상황을감시하는데차량뿐만아니라사람의수를파악하여, 도로가혼잡한정도에따라교통신호상태를관리한다. GPS를이용하여실시간으로영상좌표데이터를감지하고, 전자나침반을이용하여영상의방향을파악한다. < 그림 22> 실시간으로도로영상을촬영하는무인항공기 또한, 차량흐름을분석한내용은전자지도에서실시간으로볼수있으며, 전자지도에서화살표의방향은영상에서캡처된이미지의방향을의미한다. 사람의수는숫자에원으로표시하고, 자동차의수는숫자만으로구분하여도로의사람수와자동차수현황을쉽게파악할수있다. 도로에서지나다니는사람의수와자동차의수는미리정한값을넘어가면, 사람과자동차의통과시간을늘리는차량제어신호를생성하여혼잡한교통흐름을정리한다. 25) 25) 박진영, 페이턴트샷 (patentshot@patentshot.co.kr), 2013. 11. 12 일네이버검색

41 2014 책임연구과제 국내기술현황과동향을보면전반적으로선진국의부분품이나기초소재를사용하여어플리케이션산업의발전으로이어지는경향을보인다. 무인항공기시스템의구성은비행체, 탑재장비, 무선조종시스템, 지상통제장비, 통신시스템등으로구성된다. 우리나라의무인항공기비행체제조기술은선진국의초기수준에머물러있으며, 특히비행체디자인및기체제조부문은장기간의노하우와자본력을갖춘대규모장기투자가필요한분야이므로앞으로도상당기간극복이어려운분야로보인다. 또한세계시장에서검증이완료 (Proven) 된비행체모델 (Model) 이전무하다는것도국내기술의약점으로지적할수있다. 군에서개발한최신형무인항공기인송골매가 2회의추락을경험한것은무인항공기기체개발이얼마나많은시간과투자가필요한어려운일인가를단적으로증명해주는사건이다. 탑재장비분야는임무의목적및필요에따라각종센서, 광학장비, 팬 (Pan)/ 틸트 (Tilt) 등을조합 (Assembly) 하여구성하고이를일체화하여지상통제장비를통하여무선으로제어하는통합운영기술의개발이필요한분야이다. 이분야도아직은초보적인수준에머물러있는실정이다. 그러나이탑재장비분야는우리나라의발전된 IT기술을기반으로개발하면빠른시간에선진국수준으로도약할수있을것으로판단된다. 지상통제장비는무선조종시스템과일체화되어비행항법장치, 조종영상모니터링, 비행데이터모니터링, 무선조종컨트롤러, 무인비행프로그래밍, 탑재장비모니터링등각각의모듈별로소프트웨어 (S/W) 및하드웨어 (H/W) 에대해상당부분은해외상용제품을수입하여대체하고일부

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 42 는국내에서개발하여대형화물차량을개조한이동형지상통제센터를구성하는수준이다. 통신시스템부문은국내자체제작이가능한수준까지도달한상태로보여진다. 통신시스템은무인항공기조종을위한통신 ( 주로 UHF 통신망 ) 과탑재장비자료수집을위한통신 (VHF, LTE 통신망등 ) 이분리되어구성되어야하고바이너리, 텍스트, 영상등통신량및속도에따라통신방법및채널수의선택이필요하다. 또한안정성확보를위해이중화도고려대상이다. 이런측면에서현재우리나라무인항공기기술의바로메터는한국항공우주연구원이개발한유 무인혼용항공기 OPV(Optical Piloted Vehicle) 에잘나타나있다. 26) 한국항공우주연구원은기존상용화된 2 인승 (LSA: Light Sports Aircraft) 비행기인독일 Flight Design사의 CTLS(2인승 ) 유인항공기 ( 최대이륙중량 : 600Kg, 최대순항속도 : 120kts(222 Km/hr), 항속시간 : 6시간 ) 의조종계통을 2중화무인시스템으로개조하고위치와변위, 자세센서, 통신시스템, 계기및엔진데이터인터페이스장착을통해유인기를무인항공기로전환하여활용할수있는 ' 유 무인혼용항공기 (OPV Optional Piloted Vehicle)' 를개발했다. OPV는기존유인기를개조해무인화하는것으로완전히새로운무인항공기를개발하는것보다경제적이며기존의조종석공간에사람대신영상레이더 (SAR) 등다양한장비를탑재해활용도를넓힐수있는것이장점이다. 또이기술은날개가고정된타입인고정익기와날개위치를변화시킬수있는회전익기등모든종류의유인항공기에적용할수있다. 기존유인기를무인항공기로전환해사람이직접수행하기어려운 3D 환경임무에투입할수있다. 해양이나산불, 환경, 교통, 불법어로감시 26) 한국항공우주연구원, 유 무인혼용항공기개발, 대전일보, 2014. 05. 29

43 2014 책임연구과제 등반복적이거나장기체공이필요한임무를수행할때효율적으로운용 할수있다. < 그림 23> 한국항공우주연구원이개발한유 무인혼용항공기 ( 출처 : 한국항공우주연구원. 2014.) < 그림 24> 유 무인혼용항공기내부 ( 출처 : 한국항공우주연구원. 2014.)

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 44 < 그림 25> 무인항공기시스템 (UAS) 의지상통제실 (GCS) 내부 ( 출처 : 한국항공우주연구원. 2014.) 기술동향분석결과의유의점은여러가지가언급될수있으나, 특히본연구에의한제안이실행될경우, 경찰행정임무에필요한비행기술및운영 유지기술개발에있어개발결과물이특허등의지적재산권을침해할가능성이있는지전체개발과정동안에지속적인모니터링을통한대응이이루어져야할것이다.

45 2014 책임연구과제 무인항공기시스템이가장잘도입되어활용하고있는곳중에하나인미해군에서는 5개무인항공기그룹과컨트롤시스템 (Control System) 으로나누어무인항공기관련시스템을다양한용도로활용하고있다. < 그림 26> 미해군의무인항공기관련시스템분류 일본에서는이미반자동무인헬기를활용하여다양한작물재배에활용

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 46 하고있으며, 일본의야마하는농약살포용무인항공기를개발하고있다. 야마하는 20년동안 2400기이상의무인헬기를판매했고, 이무인헬기들이일본전체논의 40% 에비료와살충제를뿌리고있다. 국내에도 100대이상의야마하제품이사용되고있다. 27) 미국은포도밭과아몬드밭의농약살포에도적용을검토하고있다. < 그림 27> 농업분야의무인항공기 (RMax) 적용사례 독익철도회사도이체반은 4개의프로펠러를달고있는무인항공기를기차차고와정비소경계에활용하고있다. 최고지상 500피트상공에서지상을감시하고영상을전송할수있다. 호주의폭스스포츠는크리켓시합에서처음으로무인항공기를활용한중계를실시했다. 이후스포츠중계나재난보도등에서무인항공기를활용한촬영이활발하게이루어지고있다. 28) 27) [ 드론 2014]6 드론 10 문 10 답, chosun biz, 2014. 5.

47 2014 책임연구과제 무인항공기동향을조사한바에의하면특징적인동향은무인항공기활용범위확대, 상용무인항공기시스템시장및기술부상, 군용무인항공기시스템시장및기술성숙, 충돌회피 R&D 활발등이다. 우선무인항공기활용범위는군사목적이외에교통및경찰업무, 정밀생태감시, 과수재배지원등무인항공기적용분야가증가함으로써점차확대되고있다. 또한상용무인항공기시스템분야에서 2015년부터미국상용무인항공기시스템 (UAS 29) ) 시장이오픈되어많은업체들이준비중에있어시장이활성화될전망이며이에따라미국연방항공청 (FAA 30) ), 국제민간항공기구 (ICAO 31) ) 등에서 UAS 법제도정비활발하게진행중이다. 상용무인항공기시장에한발앞서가는군용무인항공기시스템은시장확대와더불어기술이성숙단계에진입하고있다. 따라서정부지원에따른군용 UAS 시장활성화및기술성숙도가심화되는단계에있다. 그리고군용에서상용으로기술이확대적용되면서단독비행이아닌집단비행및동시비행에따른충돌회피 R&D가활발하게추진되고있다. 연구의결과물로 UAS와항공기간의충돌방지를위한기술연구및시범사업활동이활발해지고있다. 28) [ 드론 2014]6 드론 10 문 10 답, chosun biz, 2014. 5. 29) UAS: Unmanned Aircraft Systems 30) FAA: Federal Aviation Administration(www.faa.gov) 31) ICAO: International Civil Aviation Organization( 국제민간항공기구, www.icao.int), 국제민간항공협정에의하여 1947 년에성립한 UN 의국제민간항공기구임. 국제민간항공의발전을도모하고그의안전과질서있는성장을보장. 본부의소재지는캐나다의몬트리올. 가맹국은 141 개국이며, 한국은 1952 년 12 월 11 일가입.

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 48 < 표 8> 무인항공기의동향및시사점 동향 무인항공기활용범위확대 상용무인항공기시스템시장및기술부상 군용무인항공기시스템시장및기술성숙 충돌회피 R&D 활발 시사점 - 군사목적이외에교통및경찰업무, 정밀생태감시, 과수재배지원등무인항공기적용분야증가 - 2015년부터미국상용 UAS 시장오픈되어많은업체들이준비중 - FAA, ICAO 등에서 UAS 법제도정비활발하게진행중 - 정부지원에따른군용 UAS 시장및기술성숙도심화 - UAS 와항공기간의충돌방지를위한기술연구및시범사업활발

49 2014 책임연구과제 국내기술의수준은 IT 통신분야의경우는선진국수준의기술을보유하고있지만항공전자및기계기술은약 70% 수준으로낮은수준을보유하고있는것으로분석되고있다. 본연구의특성으로볼때핵심개발기술은 ICT기술인운영기술이며, 항공기계 / 추진체기술은모두도입을전제로한다. 민간의경우, 항공전자기술은대부분도입에의존하는기술로서일반적으로 80% 는과대측정되어있는경향이있다. 또한유인기의경우도인증된항공임베디드시스템설계제조기술은 R&D가최근에시작되었으며무인항공기는유인기보다늦게추진되는것이일반적이다. < 그림 28> 무인항공기분야의국내기술수준

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 50 무인항공기의핵심기술은항로통제용 GPS기술이며현재휴대폰에장착할수있는수준에이르고있을만큼상용화되었다. 그러나무인항공기가상업성을확보하기위해서는배터리 모터 ( 엔진 ) 기술의대용량, 소형화방향의발전이가속화되어야한다. 또한기체안정성확보를위해고기능 저가격구조로센서기술의가격경쟁력확보가필요하다. 그리고이들을통합적으로운영하기위해시스템화된운영통제기술의개발이필요하다. 한국의무인항공기기술을선진국과비교한다면연구 개발측면의수준은높은반면, 기체개발과조종 통제 운영측면에서는다소열등한수준으로나타나고있다. 이는안전성문제와직결되어있는만큼기체와센서등주요부품의사용에있어검증된제품을사용하는것이일반적인추세이다. 우리나라는전반적으로기술력수준도높고시장잠재력도가지고있어성장동력이충분하므로시장형성및성장동력을갖기위한정부의관심과제도적지원이절실한분야이다. 32) 32) [ 드론 2014]6 드론 10 문 10 답, chosun biz, 2014. 5.

51 2014 책임연구과제 STEEP 분석은사회, 기술, 경제, 환경, 정치등의분야에대하여거시환경변화와변화에대한시사점을분석한것이다. < 표 9> STEEP 분석에따른시사점 구분거시환경변화변화에대한시사점 사회 기술 - 교통및경찰행정의질적향상기대 - 환경보호의중요성에대한사회적인식의변화 - 고품질의다양화된교통서비스에대한사회적요구의증대 - 친환경교통체계구현과효율적인교통인프라구축을위한기술개발의요구증대 - 정보통신의급격한발전으로시공간제약이없는다양한정보의수집이가능해짐 - 연령간 계층간다양하고고급화된교통서비스에대한요구증대 - 개인사생활보호와더불어난폭해진범죄예방에관심고조 - 교통관리시스템통합을통한저비용고효율의운영관리시스템구축에필요 - 도시미관에대한관심증대 - 정보통신기술을활용한효율적인교통관리시스템구축필요 - 시스템간정보연계를통한효율적인운영관리필요 - 첨단장비기술개발로무인장비구축가능 - 시스템제어방식이개방형구조로변함에따라시스템표준구축이필요 경제 환경 정치 - 환경보전과산업발전의균형을추구하는지속가능한경제발전에대한요구 - 경제발전과소득의증가로인한고급서비스에대한요구증대 - 기술선점에따른해외시장수출에대한요구증대 - 지구온난화로인한생태환경파괴와이로인한문제의심각성증대 - 도로교통분야의탄소배출증가와환경오염유발에대한문제인식증가 - 가치기준변화로환경보호에대한중요성증대와오염원배출최소화의필요성증대 - 사회안전망확충추진 - 교통체계의고도화를위한전국적인 ITS 구축사업추진및지원 - 국내교통 / 도로 / 공간환경에따른최적의무인항공기기술및응용기술개발필요 - 정보통신기술을이용한고도화된교통관리서비스제공이필요함 - 관련장비및응용기술선점을통해세계시장진출교두보확보필요 - 환경요인을고려하여배기가스및지체를최소화할수있는장비에대한관심증대 - 현장장비설치최소화로에너지소모감소필요 - 사회안전망확충을위해보다효율적이고체계적인치안행정도입필요 - R&D 투자확대로교통및치안행정선진화할수있는기술개발필요 - 친환경원천기술을개발하고이를교통부문에적극활용을위한적극적인노력이필요함

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 52 5 Forces 분석은경영과학분야에서가장널리사용되고있는전략툴로써산업조직론적관점에서산업의경쟁을결정하는요인을파악하고경쟁의강도와그에따른잠재적수익성을파악하는 framework을제공한다. 일반적으로산업환경분석에가장많이쓰이는 framework은 3C(Customer, Competitor, Company) 로써세개의 player 관점에서시장을분석하였으나 3C 분석은시장을지나지게단순화한다는단점에서세민한사업환경분석을위해 5 Forces 분석이주목받고있다. 이분석을통해경쟁원인, 경쟁강도와경쟁요인, 산업매력도, 미래산업환경예측이가능하다. < 그림 29> 5 Force 분석의의미

53 2014 책임연구과제 본연구개발사업이분석하고자하는 5 Forces는기존의연구 개발사업들과의경쟁 (Rivalry amongst competitors), 신규 ( 잠재 ) 연구개발사업의위협 (Threat of new entrants), 요소기술공급자의교섭력 (Bargaining power of Suppliers), 연구성과물수요자의교섭력 (Bargaining power of Customers), 대체연구개발사업의위협 (Threat of substitution) 으로분류한다. 이모델에의하면 5 Forces의영향요인들이약할수록연구개발사업의타당성이더욱커진다. 반대로연구개발사업간경쟁이심할수록, 대체연구개발사업의위협이클수록, 연구개발사업으로부터발생하는성과물에대한수요자의교섭력, 연구개발사업을구성하는요소기술공급자의협상력이강할수록, 진입장벽이낮을수록연구개발사업의타당성이약화된다. 5 Forces의영향요인을본연구개발사업의관점에서제시하면다음과같다. 기존국내외연구개발사업들과의경쟁 (Rivalry amongst competitors) : 기존연구개발사업과의경쟁정도를의미하며연구개발자의수, 연구개발비용 ( 고정비등 ), 연구의차별성등이요인으로고려된다. 잠재적연구개발사업의추진위협 (Threat of new entrants) : 연구개발의진입용이성에관한요인으로규모의경제, 특허권, 정부의정책, 핵심요소기술의접근성등진입장벽이높을수록연구개발의타당성이높아진다. 요소기술공급자의교섭력 (Bargaining power of suppliers) : 연구개발사업에필요한요소기술공급자의교섭능력으로써요소기술의비중, 가격, 대체시발생비용, 의존도등이요인으로작용함. 요소기술의대체기술존재여부, 차별화등에따라교섭력이좌우된다.

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 54 연구성과물수요자의교섭력 (Bargaining power of customers) : 연구성과물수요자의교섭능력으로유사한성과물을공급하는연구개발사업의수, 성과물의차별화정도, 구매력등이요인이며성과물을구매하려는수요자의교섭능력이강해질수록연구개발의타당성이저하되고구매력이높을수록타당성이높아진다. 대체연구개발사업의위협 (Threat of substitution) : 동일한연구는아니지만유사한연구개발이나유사한기능의성과품이제공됨으로써본연구개발사업의수요를감소시키는요인을분석함. 대체연구사업의종류, 대체연구성과품의성능, 교체비용등이요인으로작용한다. < 그림 30> 거시교통정보수집기술개발 5 Forces 분석

55 2014 책임연구과제 관려기술보유기술수준, 역량및국내외시장 / 정책 / 환경등을고려 한 SWOT 분석을실시하여기술개발전략방안을수립한다. 세계적으로경찰운영장비는첨단화, 슬림화, 고성능화되어가고있는추세이며, 기술개발의패러다임도융복합, 통합화하는방향으로전환됨에따라기술적변화를반영한개선이요구된다. 이러한사회적 Needs에부응하기위한무인항공기개발기술수준은세계적으로서그핵심요소기술과서비스상용화기술별로편차는있으나전반적으로상위권에있는것으로파악된다. 기존의 ITS와정보및인프라를공유하고연계하여운영할수있는기반시설과환경이조성되어있다. 폭넓은관련기반기술이이미개발되어있으며, 국내의기술수준또한높아무인항공기를활용한경찰행정지능화기술구현에대한기술적장벽이낮아개발이용이하다. 관련개별업체의요소기술은상당한수준을보유하고있음에도업체간기술교류가거의없고전체적으로기술발전이더디게진행되고있다. 관련기술이보편화되어있지않은기술이나비행체개발능력은선진국에상당하는수준이나관련응용기술이다소낮은수준이다

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 56 지속적인관련기술의경쟁력확보를위해서는관련기술능력수준등에대한파악이선결되어야하나, 기술동향조차파악이미흡한실정이다. 무인항공기를활용한응용기술개발에대한내구성및제공성능에대한질적위험성이내포되고있다.( 신규개발기술에대한신뢰성확보방안필요 ) 급변하는교통및치안환경에대응하기위해서는시스템간연계가필요하나기능적으로서로연계가이루어지지않고있다. 국가적차원에서추진중인무인항공기개발정책으로에너지절감, 친환경기술에대한사회적으로관심이고조되고있다. 국제적으로무인항공기관련기술에대한관심이확대되고있으며, 신규개발기술의국제화방안모색을위한정책연구병행필요하다. 군사분야에서는폭넓게활용되고있으며점차적으로민간분야로활용될가능성이충분히있으며기술개발을통해관련시장의선도적위치를확보할수있다. 관련기술은창조경제에걸맞는창의력과현실성이겸비되어있어국가적으로많은지원이필요하다. 중국등이저가보급형무인항공기를개발되어상용화된상태임. 이에따라선진국과의기술격차최소화하고중국과의차별성있는 전략개발방안모색필요하다.

57 2014 책임연구과제 도시미관을저해하는기존장비설치는사회적인식에발맞춰기능개선뿐아니라미적인경관을고려한설계가요구된다. 새로운시스템도입에따른시민들이공감대형성이어려울경우도입에차질발생이우려가있으므로안전한시스템운영과더불어홍보를통해무인항공기에불안감을해소시켜야할것이다. < 그림 31> SWOT 분석 경찰교통부문의정확성및기동성확보추진 : 경찰교통시스템의범용적환경을구축하여 H/W, S/W의유용성을최대화하는방향으로기술개발이필요하다. - 시스템기능은고도화하고, 장비의 Scale은소형화한집약적핵심기술개발 - 시스템개발과더불어운영기술축적 신규개발기술의해외수출전략방안병행추진

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 58 - 국제시장진출전략제시 - 개발기술의국제표준화전략수립 새로운기술구현에대한기술적, 제도적기반확보 - 시스템통합기술구현 - 신규개발기술적용을위한제도적개선방안도출 신규개발기술산업화실용화전략수립 - 신규개발기술의경제성확보 - 신규개발기술의성공적인구축사례확보 - 시스템설치, 운영, 유지관리매뉴얼개발 미래기술발전방향을고려한무인항공기응용기술개발방향모색이필요하다. - 미래기술발전시나리오를고려한응용기술개발방향정립 - 비행체안전성확보및시스템통합화확보방안강구 철저한검증을거쳐중소도시에서대도시로확대적용 표준인증및검증을위한전략방안수립 개발기술의신뢰성확보전략

59 2014 책임연구과제 - 안전지향형도심형비행체개발 - 신뢰성확보를위한시험 / 인증기술개발 < 그림 32> SWOT 전략 일반적으로군사용은항공기안전, 추락으로인한인명손실등을민간항공기수준으로심각하게반영하지않음 안전도측면에서민간용과 10 100배정도의차이가발생하는것으로알려져있음 국내및국제적항공분야인증기관의안전인증획득을고려하지않음 ( 국토교통부, FAA, ICAO 등 )

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 60 무인항공기를도입하여경찰교통행정을지능화하는경우편익측면에서교통혼잡비용, 교통사고비용등의비용환산가능편익항목과긴급한상황이발생하는경우신속한상황분석으로사고처리시간감축및위험노출시간감소로인한사회경제적안전성증가, 그리고도로및교통관련서비스및플랜트산업지원등의비용환산불가능편익항목으로구분하였다. 비용항목으로무인항공기구입비용, 센터비용, 운영및관리비용등으로구분하였다. 비용환산이가능한편익항목중에서교통혼잡감소대한분석은다음과같다. 통상적으로교통혼잡의원인중에교통사고를포함한유고로인한교통혼잡이 50% 이상을차지하기때문에교통사고의신속한감지와후속처리는교통관리측면에서매우중요하다고할수있다. < 표 10 > 편익 / 비용항목 구분 편익항목 비용항목 비용환산 ( 가능 ) 비용환산 ( 불가 ) 비용환산 ( 가능 ) 비용환산 ( 불가 ) 교통안전 예방안전 기타 교통혼잡감소 교통사고사상자수감소 사고처리시간감소 안전증대 도로교통산업수출지원 시스템구축비용 센터구축비용 운영및관리비용 N/A

61 2014 책임연구과제 2010년전국의지역간도로와 7대도시의교통혼잡비용은총 28 조 5천억원으로추정되었으며이는 GDP의 2.43% 에해당되는것으로조사되었고특히수도권 ( 서울, 인천, 경기 ) 는약 17조원으로전체의 59.3% 을차지하고있다. 혼잡도가높은수도권에서무인항공기를이용하여교통혼잡도를 3% 정도만개선하더라도 5,100억원을절약하는효과가예측된다. 2012년도로교통사고비용의추계와평가보고서에따르면사망자수와부상자수가각각 2,650명및 359,319명으로집계되었다. 또한사망자 1명당약 4억 1,891만원, 부상자 1명당약 470만원의비용이발생하는것으로보고되었다. 무인항공기를활용하여 2차사고예방및긴급구원서비스개선등으로사망자및부상자발생률을 3% 개선할경우, 사망자는약 80명, 부상자는약 10,780명이감소하게된다. 이두항목을수도권에서적용하면사망자 333억원, 부상자 506억원으로총 830 억원의도로교통사고비용을줄일수있다. 비용측면에서무인항공기 4대를 1식으로하고경찰서 3곳을 1개의센터로운영하는경우 29개의센터와무인항공기 116대가필요하는것으로추정된다. 수도권을관리하기위한총인력은비행체운영요원은 116명, 유지보수인원 58명, 센터관리요원 87명이다

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 62 < 표 11> 편익항목계량방법 구분계산식근거 혼잡비용감소 교통사상자수감소 수도권혼잡비용 혼잡감소율 연사고비용 사고감소율 수도권혼잡비용 17조혼잡감소율 : 3%(5%) 사망자비용 : 4억1,819만원부상자비용 : 470만원사고감소율 : 3%(5%) < 표 12> 비용항목계량화방법 구분계산식근거 1 센터 : 경찰서 3 곳관리 ( 센터수 : 서울 11, 인천 4, 경기 14) 무인항공기비용 비행체수 비행체비용 비행체 1 대 : 4 억원 센터 1 곳 : 1 식 ( 비행체 4 대 ) ( 비행체수 : 116 대 ) 센터구축비용센터수 구축비용센터구축비용 : 15 억 센터당비행기운영요원 : 4 인 ( 연봉 1 인 ( 가정 ) : 6,000 만원 ) 운영및관리비용 운영요원수 연봉 유지보수인원 : 2인 ( 연봉 1인 : 5,000만원 ) 센터관리인원 : 3인 ( 연봉 1인 ( 가정 ) : 4,000만원 ) 장비관리비용장비가격 보수율장비가격의 10%

63 2014 책임연구과제 도출된편익 / 비용항목에대해금전적으로계량화하여경제성을분석한결과혼잡감소와사상자수감소율을 3% 로추정했을때 B/C는 4.90이며, 5% 로가정했을때는 8.17로매우높게나타났다. 교통혼잡과사상자수감소율을 1% 로가정하는경우에도 B/C가 1.63로나타나무인항공기를교통및치안행정부문에적용하는경우교통혼잡비용의감소와부상및사망의양적질적감소로경제적 / 사회적인비용을크게개선시킬수있을것이다. < 표 13> 경제성분석결과 ( 단위 : 백만원 ) 편익비용 B/C 600,000 (3% 개선 ) 990,000 (5% 개선 ) 121,000 4.90 (3% 개선 ) 8.17 (5% 개선 ) 여기서는위험노출시간, 치안강화에의한안전증대등비용환산이불 가능한항목들에대해설명한다. 위험노출시간의증가는 2차사고에의한다중추돌사고와대형교통사고로확대 재생산됨에따라이를최소화하기위한사고대응시간과의료구급시간단축을위해사고감지시간및대응시간감소대책마련이필요하다. 사고의사례로서안개에의한 2006년서해대교 50중추돌사고, 인

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 64 천대교고속버스추돌사고와 2004년중부지방, 2005년호남지방, 2010 년강원지방폭설등의사고를교훈삼아, 교통사고와자연재해가 2차대형사고로확대되지않도록신속대응인프라를구축하고이와관련한교통서비스의확대가요구된다. Matthew G. Karlftis 33) 의연구에따르면 1차교통사고로교통상황의변화, 급속한큐 (Que) 길이증가, 현저한속도감소, 운전자들이시야를다른곳으로이동 (rubber necking) 등으로인해사고노출되는시간이매 1분마다 2차사고위험성이 2.8% 증가한다고하였다. 또한 2차교통사고의 20% 는 1차교통사고의혼잡으로인해발생한다고하였다. 이러한이유등으로미국 34) 에서는교통사고로인한 2차사고의위험노출시간감소를위해캘리포니아, 워싱턴주는돌발상황처리를완료로 90분이내, 유타주에서는추돌사고는 20분, 경상사고는 60분, 중상이상사고는 90분이내처리를목표로하고있다. 또한고속도로의경우, 한국도로공사에따르면지난해교통사고사망자가운데 2차사고치사율 ( 사고 100건당사망자수 ) 은 66.7% 에달해일반사고보다 6배많았다. 특히 2차사고사망자가운데소형차량탑승사망자가 80% 에달하는것으로집계됐다. 도로공사는차량이빨리달리는고속도로에서사고나고장차량이멈춰서있을경우, 일반도로보다 2차사고의위험이더높다고지적했다. 따라서무인항공기를이용하는경우신속한교통정보수집과빠른구급대응으로위험노출시간이감소하므로교통혼잡해소와사상자감소등으로경제적 사회적비용이많이개선될수있을것이다. 33) Matthew G. Karlftis, ITS Impacts on safety and Traffic Management:An Investigation of Secondary Crash Causes, ITS Journal, 1999, Vol.5. pp.39-52 34) Benefits of Traffic Incident management, National Traffic Incident Management Collation

65 2014 책임연구과제 아래그림은교통사고발생시처리시간과사망률의관계를분석한것으로서사고처리시간을 5분단축하면사망률이 90% 에서 50% 로감소할수있음을보여준다. 심장정지, 호흡정지, 다량출형, 중독등사고의형태별로경과시간과사망률의관계를설명하고있으며다량출혈사고의경우, 사고발생 15분이경과한시점에서구급차가도착했을때의사망률은약90% 로추정할수있다. 35) < 그림 33> 사망사고통보시간과사망률 출처 : 건설교통부, 지능형교통사고통보및분석시스템개발연구 ( 2003 년지능형교통체계연구개발사업 제 1 차년도최종보고서 ), 2004. 35) 건설교통부, 지능형교통사고통보및분석시스템개발연구 ( 2003 년지능형교통체계연구개발사업 제 1 차년도최종보고서 ), 2004. 7.

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 66 교토사고처리에무인항공기를이용할경우교통사고출동시간단축과사고처리의효율성을증가시킬수있다. 무인항공기는교통혼잡과상관없이최단시간에현장출동이가능하고현장의상황을실시간으로센터에전송함으로써담당경찰관으로하여금현장상황모니터링에의한출동인원및조사장비결정, 출동전현장상황조치, 유관기관간연계출동 ( 구급차, 소방차, 견인차등 ) 등에의한신속하고정확한대응으로처리효율성을증가시킬수있다. 또한사고현장과교통센터의현장공유로의사소통전달력향상과동시대응및실시간외부연계가가능해진다. 교통사고에있어초동조사는 8개의절차로구성되며크게 3단계로사고접수및현장출동, 현장조사및서식작성, 교통사고조사계인계부문으로구분할수있다. 사고접수및현장출동은일반적으로전화로사고를접수받고사고처리장비를구비하여현장에출동하는시간으로 1~ 3번까지과정이다. 현장조사및서식작성은사고현장에도착하여교통안전확보, 사상자구호활동, 사고증거확보및보존활동과 2차사고예방및교통소통이원활히이루어지도록현장을지휘함과동시에교통사고처리을위한초동조치서식을작성하는과정으로 4~7번까지의과정이이에해당된다. 마지막단계로경찰서의교통사고조사계인계는필요에따라가해자와피해자를인솔하여경찰서까지동행하고초동조사서식을관할경찰서교통사고조사계의교통사고조사관에게인계하는 8 번의과정이다. 36) 36) 도로교통공단, 교통사고조사전문화교육, 도로교통공단, 2012

67 2014 책임연구과제 < 그림 34> 교통사고발생시초동조사절차 자료 : 도로교통공단, 교통사고조사전문화교육, 2012, p.126.

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 68 국내기업이도로, 철도, ITS, 공항, 항만등교통인프라의구축과운영을포함하는패키지형교통산업을개도국에수출하여교통산업의해외진출이가시화되고있다. 37) 이러한해외교통산업수출은선진국과기술을경쟁하고, 개도국들과는가격을경쟁하는문제를갖고있다. 선진국은군용무인항공기기술은보유하고있지만상용무인항공기기술은아직준비단계에머물고있다. 선진국은무인항공기의민간공역활용을실현하기위한관련기술을검토하는상황이며, 2015년 FAA에서무인항공기충돌방지관련기술및비행절차등을공개하기로예정되어있다. 38) 이는아직선진국에서도교통산업등상용분야에서무인항공기의활용이본격적으로시작되지않고있다는사실을의미한다. 본무인항공기시범사업이성공적으로운영되면국내기업이상용무인항공기기술및시범운영현장을적기에확보하게되어국내패키지형교통산업서비스및인프라의수출시유리하게작용할수있고따라서국내유관교통산업의매출증가에기여할수있다. 37) 권영종, 강성철, 한국교통연구원, 교통산업해외수출추진방안 2012. 38) FAA, Integration of Civil Unmanned Aircraft Systems (UAS) in the National Airspace System (NAS) Roadmap, 2013.

69 2014 책임연구과제 국내외동향및환경분석결과에따른대응전략을기반으로연구의비전은 무인항공기를활용한교통안전지능화핵심요소기술선도 로정의한다. 비전을달성하기위한목표는 세계시장을선도할수있는무인항공기시스템을활용한경찰행정지능화핵심요소기술보유 와안정지향형무인항공기운영유지기술확보 로설정한다. 목표달성을위한주요전략은안정적운영을위한 시스템통합화, 향후확대가예상되는활용기술의 유연화, 무인항공기의물리적 소형화및안정화, 기술규격및운영의 매뉴얼및표준화 로구분한다. < 그림 35> 연구의비젼및목표설정

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 70 < 표 14> 경찰행정수행시발생되는여러가지상황 현재 (As-Is) 교통정보수집을주로고정형 CCTV, AVI, 영상검지기, 루프검지기등도로에설치된시설물에의존하고있으며각지점단위에서수집된정보를바탕으로축또는네트웍단위교통정보로재가공 재해 재난등의특별상황이발생한경우지상에서상황을파악하고있어서긴급상황에대비하기어려우며, 주변도로정체상황에대한정보는별도로관리되고있음 대규모통제가요구되는현장에서전체의상황을파악하기는힘들며현재운영되고있는지상의지휘체계로는한계가있음

71 2014 책임연구과제 < 표 15> 기술개발에따른미래상 미래 (To-Be) 교통정보를축또는네트웍단위로수집할수있기때문에신뢰도향상은물론실시간정보를바탕으로교통신호제어가가능하여도로이용효율을증대화시킬수있음 재해 재난발생시무인항공기영상정보를상황전개파악이용이하여긴급상황을정확히대비할수있으며또한주변교통상황정보를실시간으로수집할수있음 무인항공기상시가동으로사고발생예상지역을상시관리할수있어대응효과를극대화시킬수있으며, 사고차량특징인식을통해좌표추적관리가가능할것임 무인항공기로부터실시간영상정보를수집하여뺑소니 / 수배차량이동경로파악이가능하여실시간추적하면서검거가가능할것임

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 72 추진전략은전체 3단계로구성되며 1단계는시스템개발계획수립, 다음으로 2단계는운영시스템개발, 마지막으로 3단계는시범운영으로진행한다. 그러나개발기간이짧고개발의시급성에따라단계별로기간을구분하지않고필요에따라동시에진행하여개발기간과시범운영기간을최소화하도록한다. 또한시스템개발은개발기본계획 ( 무인항공기시스템개발및시범운영 ), 시스템설계 ( 무인항공기운영시스템설계 ), 시스템개발 ( 무인항공기시스템개발 ) 로구분하여진행한다. < 그림 36> 개발전략및운영계획 시스템활용기술개발은 1 단계에서는무인항공기비행체선정하기 위한기초자료로각기능의기본임무기능정의서를작성한다. 2 단계 에서는교통부문의교통정보수집기술과요소기술을개발한다.

73 2014 책임연구과제 < 그림 37> 시스템설계및개발 3단계는각요소기술을통합하고구현하여검증하며시범운영시행방안을제시하며최종적으로 4단계에서시범운영을통해검증하며관련규격개발, 매뉴얼작성등을수행한다. < 그림 38> 시스템활용기술개발

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 74 추진로드맵의기간은총 4년으로하며각 6개월의시간차를두고개발기본계획을포함한연구계획을진행하며, 시스템설계, 시스템개발을진행한다. 이와동시에시스템활용기술개발을진행하는것으로추진로드맵을구상하였다. 세부적으로연구계획의내용은무인항공기시스템개발및운영전략수립으로세부내용은개발전략및기본기능운영계획의수립, 기본기능운영, 시범운영계획수립과시범운영으로구성된다. 시스템설계및개발부문은첫째, 기본업무부분으로안전운영시스템설계및시작품개발을내용으로하며기본업무기능설계및검증, 기본업무상세설계및운영, 시범업무설계와시범운영을하나의축으로하고둘째, 고장및위험관련부분으로고장및위험분석, 고장감지모듈설계및구현, 고장감지시스템설계및구현, 고장감짓스템평가로구성된다. 시스템활용기술개발부문은교통정보수집및치안행정기술개발을내용으로하고있으며세부내용은기본업무기능정의, 기본업무상세설계및운영, 시범업무설계 ( 단위기술통합 ), 시범운영이다. < 그림 39> 추진로드맵

75 2014 책임연구과제 우리는도시에살든농촌에살든생활공간 ( 주거지, 상업지, 자연등 ) 을도로로연결하는면으로이루어진 2D환경에서생활하고있다. 그러나이러한환경하의다양한경찰행정수요는이를초월한시간적시급성과공간적입체성을요구받고있다. 예를들어, 출퇴근러시아워 (Rush Hour) 에교통사고가발생하면가뜩이나교통량증가로인해막히는도로에서교통경찰을기다리는사고차량에의해정체를더욱가중시키게된다. 다른예로, 집회나시위, 행사등의상황에서경찰은도로를관리할책임이있고따라서전체적인상황을인지해야상황관리가가능하므로시시각각변화하는종합적인상황을판단할자료가필요하다. 그러나이런상황에서경찰차량또한아무리경광등을켜고비상출동을해도도로의정체상황를넘어서기에는한계가있는상황이다. 그럼에도불구하고시민들은이런상황을빠른시간내에해소해주기를바라며해소가어렵다면이에대한정보를제공해주기를원한다. 무인항공기를이용해야하는이유가여기에있다. 2D상황의한계를넘어서는 3D 자료수집기술이필요한것이다.

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 76 본연구에서제안하는무인항공기를이용한거시교통정보수집기술의전체적인개요는다음과같다. 경찰행정을입체화하기위해무인항공기를도입하여거시적인정보수집과도로교통상황의공간적제약을극복하여신속한경찰서비스를제공하고자한다. 무인항공기의활동은 1차적으로 365일 24시간체제로상시자율비행에의한거시교통정보를수집하는기본활동이다. 2차적으로는이벤트 (Event) 발생시수동비행으로임무를수행하는특별활동으로구분할수있다. 따라서평상시에는기본활동을수행하다가이벤트가발생하면특별활동으로전환하여임무를수행하도록한다. 또한활동중모든영상자료는실시간으로센터에전송하고센터에서는수신된영상자료를이용하여비행상황모니터링용, 거시교통자료수집용, 특별상황발생시무인항공기원격조정용으로이용한다. 이를위해무인항공기비행체, 탑재장비 ( 임무장비 ), 지상의현장장비, 관제센터등으로무인항공기운영시스템을구성한다. < 그림 40> 운영시스템구성도 수집된동영상자료는 1 차적으로센터에서비행상황모니터링용으로

77 2014 책임연구과제 이용한다. 2차적으로는기본활동에서수집된거시적교통자료인동영상자료를대상으로이미지프로세싱에의한교통정보로변환하고경찰청전자지도 (2D) 와맵매칭하여도로소통정보로가공하여경찰의교통운영과일반시민들을위한교통정보제공용으로사용한다. 3차적으로는특별활동시무인항공기를원격으로조정하는데이용한다. 기술개발은기본적으로수요기관이제시하는요구도를기준으로진행하며요구도는 3개레벨 (Level) 로구성하여진행한다. 요구도의레벨은 3단계로서필수사항 (Top Level Requirement), 부가사항 (High Level Requirement), 옵션사항 (Low Level Requirement) 으로구분한다. < 표 16> 기술개발요구도 구분요구사항설명 필수사항 (Top Level Requirement) 부가사항 (High Level Requirement) 옵션사항 (Low Level Requirement) 운항시간, 운항범위, 운항고도등자율비행, 도로트래킹, 전자지도맵매칭등교통사고처리, 교통단속, 우선신호처리, 브로드케스팅등 무인항공기운항영역무인항공기기능영역무인항공기활동영역 본연구에서적용하고자하는무인항공기의비행형식은프로그램자율 비행이다. 프로그램자율비행이란무인항공기에비행에필요한정보를

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 78 입력하면사람의도움없이무인항공기가단독으로정해진임무를수행하는것으로정의할수있다. 프로그램자율비행임무는사전에입력된여러경유지점 (Waypoint) 을경유하는기능, 자동으로정해진지점에서이륙또는착륙하는기능등으로정의가가능하다. 또한무인항공기는비행하는동안탑재된영상카메라로정보를수집하여실시간으로센터로전송하여야하며, 통신망장애등에의해동영상전송이어려울때는자체메모리에저장하고있다가착륙후센터에제공할수있어야한다. 사전입력자료는이륙시간, 이륙지점, 비행고도, 다수의경유지점, 착륙시간, 착륙지점등이다. 경유지점은위도, 경도, 고도좌표로제시되며무인항공기는 GPS 등을장착하여현재좌표를확인 / 대조하며임무를수행할수있어야한다. < 표 17> 자동조종장비요약 구분구성품 ( 추가 ) 기능제품 기본형시스템 비행제어컴퓨터항법센서무선조종기 무선송수신기를이용한명령 Micro-Pilot /MP1000 기본형시스템 데이터링크추가 항공기상태실시간모니터링자동조종기능실시간변경 Perry Design, BAI, Aerosystems 고급형시스템 SAR, EO/IR 센서추가 고신뢰성시스템구조 ( 다중화시스템 ), 고성능임무수행기능, 임무장비조종기능 군용 프로그램자율비행을위한자동조종장비는각장비가구현하는성능및기능에따라서구분된다. 자동조종장비는비행제어컴퓨터와항법센서로구성되어지상의명령을무선조종기또는데이터링크를통하여무인항공기로전송하면, 항법센서등의정보를종합하여지시된명령을자동으로수행한다. 자동조종장비를아래와같이간략하게요약하였다. 프로그램자율비행의기능은시스템의고신뢰성측면에서도중요한기

79 2014 책임연구과제 능이다. 즉다음과같은비상상황으로인하여 GCS와연결이두절되거나무인항공기탑재장비에서비상상황이발생하게되면무인항공기자율비행기능이비상상황을신속하게검출하여적절한고장처리절차를수행하여기지로복귀하거나인적물적피해를최소화할수있도록정의된지점으로이동하거나최악의경우에는강제착륙기능을실행할수도있다. 가능한비상상황은아래와같다 : l l l l l l l l l l 데이터링크두절엔진고장축전지전압강하데이터통신불량센서고장조종면작동기고장컴퓨터작동불량수동비행불가자동활동 (Autorotation) 통신두절대비사전 Waypoint별 Segmentpoint 지정 < 그림 41> 자율비행의과정

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 80 자율비행시무인항공기에함께탑재한동영상촬영장비는비행중에도로를자동으로인식하고트랙킹 (Automatic Road Tracking) 하여촬영할수있는기능을갖추어야한다. 자동차네비게이션에서경유목적지설정의경우, 여러개의경유지점을경유하여최종목적지에도착하는정보를탐색하듯이, 무인항공기의영상장비는경찰청의 2D(Two Dimension) 전자지도에촬영대상도로에대한웨이포인트 (Way Ponit) 와비행고도를지정하면경찰청전자지도와맵매칭 (Map Matching) 을통해도로를따라가며동영상을촬영하여센터에보낼수있어야한다. 따라서 2차원인전자지도의촬영대상지점인웨이포인트 (Way-Ponit) 을 3 차원 (Three Dimension) 인공중의비행고도를유지하며전자지도상의도로를촬영하기위한알고리즘이탑재되어있어야한다. 즉현재무인항공기가위치한 3차원 ( 위도 (latitude, 緯度 ), 경도 (longitude, 經度 ), 고도 (altitude, 高度 )) 자료를기준으로웨이포인트가지정된전자지도의 2 차원지점 ( 위도, 경도, ( 고도 )) 을촬영하기위한알고리즘이필요하다. 이를위해무인항공기에탑재되는동영상촬영장비는팬 (Pan)/ 틸트 (Tilt) 와줌인 (Zoom In)/ 줌아웃 (Zoom Out) 등의촬영보조기능들과비행중에시 공간적위치를실시간으로탐지할수있는각종 센서 (Sensor) 군 이설계에포함되어장착되어야한다. 또한무인항공기의카메라가지상의도로를따라촬영하기위해서는공중에서 2차원전자지도의지점으로촬영각도를변환해야함으로카메라각도와포커스를시시각각으로변환하기위한 촬영각도, 포커스변환알고리즘 (Algorism) 등이탑재되어있어야한다.

81 2014 책임연구과제 < 그림 42> 무인항공기의자동도로촬영알고리즘개념도 무인항공기운영의수월성을위하여비행항로지정시경찰청전자지도를이용한비행계획설정이가능하여야하며, 이를위해별도의소프트웨어를개발하여야한다. 무인항공기의동영상전송을위한통신망구성은우선적으로경찰이보유하고있는 UTIS망과상용통신망인 LTE망에대해각각을독립적으로이용하거나혼용하는방식의 3가지의대안을제시한다. 그러나이는시간적, 공간적, 내용적상황및환경변화에따라유동적이며개발및구축당시에가장유용하고효율적인방안으로구성되어야한다. 무인항공기 - 현장기지국간통신은 UTIS 의차량 (OBU)- 노변장치 (RSE) 간무선통신망 (LAN 통신변형 ) 을이용하고, 기지국 - 센터간통신은 UTIS 의노변장치 (RSE)- 센터간광통신망을이용하여개발한다.

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 82 무인항공기 - 현장기지국간통신은 LTE 망을이용하고, 기지국 - 센터간 통신은 UTIS 의노변장치 (RSE)- 센터간광통신망을이용하여개발한다. 무인항공기-현장기지국간, 현장기지국-센터간, 혹은무인항공기-센터간통신을모두 LTE망을이용하여개발한다. 이외에도구현이가능한통신망대안에대하여다양한검토를실시하며효율성, 경제성, 안정성, 안전성, 보안성등통신망대안들을객관적으로평가할수있는평가지표를설정하고대안별로경찰과교통특성및표준화를고려하여합리적절차에따라비교분석하여결정한다. 목적 - 교통정체가주로발생하는주요교차로를대상으로교통정보를수집하도록하며기존 CCTV 교통정보수집대상지역을보완하거나교통정보수집지역을대상으로정보를수집한다. - 기존의지점을대상으로수집하는방식보다는교통축또는네트웍단위의정보를수집하는것을목적으로한다. 내용 - 교통정보는기본적으로무인항공기가진행하는방향을대상으

83 2014 책임연구과제 로수집하며필요에따라다른방향의정보는방향을선회하여교통정보를수집하고다시원래방향으로진행한다. - 교통정보수집대상축또는네트웍에교통정보수집대상에정해진루트를따라정기적으로교통정보를수집하며, 별도요청이있을경우비정기루트를따라정보를수집한다. - CCTV 영상정보를자동처리하여교통정보로만들어센터로전송되며, 관련영상정보도같이수집하여전송되며, 영상처리를통해 CCTV 영상이중첩이되지않고교통정보가생성되어야한다. 목적 - 재해 / 재난 / 화재등긴급상황발생시응급차, 순찰차, 소방차등이신속하게현장에출동할수있도록사고현장최적루트제공및신호를우선처리할수있도록한다. - 출동루트와주변도로에서의교통정보수집및교통상황에따른우선신호정보제공한다. 내용 - 긴급상황 ( 재해 / 화재등 ) 발생시현장에출동하는긴급차량에게실시간교통정보제공을위해반경 1km 단위 ( 상황에따라촬영범위를축소 / 확대가능 ) 의영상을취득하여교통정보를제공한다. - 긴급차량의위치를확인하고위치정보와교통정보를교통관제센터로전송하여해당교차로의신호시간을상황에따라조정할수있도록한다.

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 84 < 그림 43> 긴급상황출동우선교통신호지원개념도 목적 - 기본활동수행중에재난, 재해, 교통사고등특별 응급상황발생시적극활용하기위하여현장에즉각투입된다. - 실시간교통정보수집활동을하면서별도의카메라로임의의차량번호를촬영하여인식하고위법차량 DB를검색, 수배 / 대포 / 도난차량정보를경찰서로전송한다. - 교통정보수집과병행 / 차량번호자동인식 / 관련정보실시간제공한다.

85 2014 책임연구과제 내용 - 사고상황정보 ( 지점및주변교통상황등 ) 를실시간으로경찰차량, 출동경찰관개인단말기, 교통정보센터에제공함으로써경찰이현장상황에맞춤형대응이가능하도록하고유관기관 ( 소방방제청, 병원, 견인업체등 ) 과도실시간연계할수있도록한다. - 실시간교통정보수집을활동하면서별도의카메라로임의의차량을근접촬영하여차량번호를자동인식하여제공한다. - 수배 / 대포 / 도난차량 DB와자동인식된차량번호를매칭하고위법차량으로판명된경우관련정보를경찰서로전송한다. - 전송된정보를통하여해당경찰서순찰차는범법차량의이동경로정보를제공하여처리한다. - 설정된웨이포인트를순차비행하며상황에따라비설정포인트를자동비행한다. - 관련정보를실시간으로센터로정보제공한다. < 그림 44> 도난수배차량관리개념도

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 86 무인항공기시스템을구성하는기술요소로는크게비행체와데이터링크, 지상통제장비, 정비지원및시험장비로나누어볼수있다. 비행체에는비행에필요한항공전자장비와임무수행에필요한카메라, 센터와의실시간동영상전송장비등탑재장비가필요하다. 또한비행중통신을위한데이터링크는 ADT, GDT 등이있다. 그리고지상에는비행체, 운영센터, 지상기지국등지상통제장비와유지관리에필요한정비지원및시험장비가필요하다. < 그림 45> 무인항공기운영을위한기술구성체계

87 2014 책임연구과제 무인항공기는임무장비를탑재하고, 지상통제장비및지상 / 탑재데이터링크를통해원격에서조종 / 통제를받아비행을실시하게된다. 무인항공기는동체 (Airframe), 동력 (Power plant)/ 추진계통 (Propultion), 조종계통 (Flight Control), 전력공급계통 (Power supply), 착륙장치 (Landing gear), 그리고항공전자장비들로구성된다. 본시범사업에서는무인항공기기체는기생산제품을도입하여시스템을운용한다. 임무장비는비행체에장착되어지는장비로써임무특성에따라다양한장비들이존재한다. 탑재장비로는영상정보획득용으로 EO/IR 카메라, 보조연료탱크등이있다. 또한주요기술로는임무장비의대용량데이터를무선전송에적합하도록압축하는기술, 모듈간정합기술등이있다. 무인항공기데이터링크는지상통제장비와무인항공기간의각종통제명령및영상정보를양방향으로전송하기위한시스템이다. 데이터링크는기체에장착되는비행체데이터통신장치 (ADT or Airborne Data Terminal) 과지상에설치되는지상중계기 (GDT or Ground Data Terminal), 그리고지상통제장치데이터통신장치 (GCSDT or Ground Control SysemData Terminal) 로구성되어있다. 세장치의특성은아래에요약하였다.

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 88 l 비행체데이터통신장치 (ADT) : 비행체에탑재되어주데이터링크와보조데이터링크연결을지원 l 지상중계기 (GDTDT) : 비행체와지상통제장치간의데이터링크연결을지원하며, 주데이터링크의안정적연결을보장하기위해자동추적안테나를사용 l 지상통제장치데이터통신장치 (GCSDT) : 지상중계기와의무선연결을지원하며, 비행체제어신호를송신하고, 임무영상자료및비행체상태자료를최종수신데이터링크는특히무인항공기에조종사가탑승하지않기때문에고신뢰성및보안 (security) 특성이매우중요하다. 주요기술로는고신뢰성통신설계기술, 통신보안기술, 데이터통신기술, 통신제어및관리기술, 안티재밍기술등이있다. 임무비행을통제하기위한지상통제소로서임무계획을수립하고, 운용에대한관리를수행한다. 주요기술로는비행통제기술, 임무장비관리기술, 지상운용장비 I/F, 이착륙제어 ( 자동 / 수동 ) 기술등이있다. 지상통제시스템은크게비행체및임무장비를원격통제할수있는조종통제시스템으로서비행조종, 감지기운용, 정보분석기능수행등으로구성된다. GCS의 H/W, SW, 기타구성품의내용은다음과같다. l l l H/W: 비행조종시스템, 감지기운용시스템, 영상저장및분석시스템, 전력공급, 환경조절장치등 S/W: 비행조종, 감지기운용, 영상저장및분석등기타 : 관제통신무전기, 인터컴, 발전기, 쉘터등

89 2014 책임연구과제 아래표에는앞서설명된무인항공기운용시범사업에서요구되는구 성품개발의요구기술을 1 차적으로분류하였다. 구분중분류소분류 1. 체계통합 2. 비행체 < 표 18> 구성품개발의 1 차요구기술분류 1.1 체계설계 1.1.1 전술 UAV 공통인터페이스설계기술 1.1.2 전체시스템개념설계 1.2. 체계연동 / 통합 1.2.1 부체계연동 / 통합기술 1.3 시험평가 / 감항인증 1.3.1 개발 / 운용시험평가기술 1.3.2 감항인증 1.3.3 시험평가지원 1.4 사업관리 1.4.1 총괄사업관리 2.1 기체 2.2 추진 / 동력전달 2.1.1 기체설계제작 2.1.2 복합재설계 / 제작 2.1.3 공력해석 2.2.1 추진계통설계 / 제작 2.2.2 동력전달계통설계 / 제작 2.3 항전 2.3.1 소형 / 경량화전기장치개발 2.4 비행조종 2.4.1 항법장치개발기술 2.4.2 제어 / 비행조종 S/W 개발 2.4.3 자동이착륙통제알고리즘및 S/W 2.4.4 비행조종컴퓨터 H/W 2.4.5 동기개발기술 2.5 피아식별 2.5.1 피아식별기통합 2.6 통합 2.6.1 와이어하네스 ( 커넥터 / 케이블 ) 2.6.2 비행체통합

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 90 < 표 19> 구성품개발의 1 차요구기술분류 ( 계속 ) 구분중분류소분류 3. 지상장비 4. 데이터링크 5. 탑재장비 6. 지원요소 3.1 비행통제시스템 3.2 임무통제시스템 3.3 정밀위치추적기 ( 자동이착륙용 ) 3.4 지원장비 3.5 통합 3.1.1 복수무인항공기통제알고리즘및 S/W 3.1.2 하드웨어 3.2.1 비행임무계획 S/W 3.2.2 하드웨어 3.2.3 디지털항법지도 3.3.1 정밀위치추적장비개발 3.4.1 발사 / 회수장비소형 / 경량화 3.4.2 쉘터및차량 3.4.3 차량발전기시스템 3.4.4 비행체점검장비소형화 3.5.1 와이어하네스 ( 커넥터 / 케이블 ) 3.5.2 지상장비통합및연동 4.1 탑재장비 4.1.1 탑재통신장비설계제작 4.2 지상통신 4.2.1 지상통신장비설계제작 4.3 지상중계통신 4.3.1 데이터링크중계장비설계제작 4.4 보안 4.4.1 데이터링크보안설계구성 4.5.1 와이어하네스 ( 커넥터 / 케이블 ) 4.5 통합 4.5.2 데이터링크시스템통합및연동 5.1 EO 5.1.1 소형주간영상장비 5.2 IR 5.2.1 소형야간적외선영상장비 5.3 LRF 5.3.1 레이저거리식별기술 5.4 통합 5.4.1 통합및방진설계제작 6.1 지원요소 6.1.1 지원요소구성 6.2 지원요소체계 6.2.1 지원요소개발 6.2.2 교육체계구성 6.2.3 정비체계구성 6.2.4 기술자료체계개발

91 2014 책임연구과제 무인항공기운영체계는일반적으로지상통제장비및지상추적장비를이용하여원격제어하면서실시간으로주 / 야간영상획득과사전에정해진임무를수행하고시스템구성체계는아래그림과같다. < 그림 46> 무인항공기센터시스템운영체계 무인항공기운영절차는임무브리핑, 비행체점검, 비행자료입력, 사 전비행, 비행, 임무수행, 착륙, 정비등의과정으로이루어진다. < 그림 47> 무인항공기운영절차 운영조직의구성은운영본부, 통제팀, 운영팀, 정비팀으로구성되며각 구성조직은정해진업무를수행하도록한다. 먼저운영본부의업무는지

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 92 휘및통제를포함하여경찰교통과관련된공중정찰, 감시, 기타임무를효과적으로수행하기위한업무를담당한다. 통제팀에서는무인항공기운용계획을수립하고, 비행체운용에대한공역통제를협조하고비행체및각종임무장비를운용하며수집된정보를활용및관련부서에전파하고, 지상통제소의운용업무를담담한다. 통제팀의구성원은임무통제담당자, 내부조종사 (IP : Internal Pilot), 임무장비담당자, 정보처리담당자등으로구성할수있다. 운영팀은비행기항공안전및시설관리등의업무를수행한다. 정비팀에서는장비를점검하고, 비행상태를준비하며지원시설과장비를관리한다. < 표 20> 운영조직의구성및업무내용 운영조직운영본부통제팀운영팀정비팀 업무내용 지휘및통제를포함하여경찰교통과관련된공중정찰, 감시, 기타임무를효과적으로수행하기위한업무를담당함 무인항공기운용계획을수립하고, 비행체운용에대한공역통제를협조하고비행체및각종임무장비를운용하며수집된정보를활용및관련부서에전파하고, 지상통제소의운용업무를담담함 임무통제담당자, 내부조종사 (IP : Internal Pilot), 임무장비담당자, 정보처리담당자등으로구성할수있음 비행기항공안전및시설관리 장비를점검하고, 비행상태를준비하며지원시설과장비를관리함

93 2014 책임연구과제 무인항공기조종을위해 2014년 1월 1일부터국토해양부에서정식국가자격증을획득할수있다. 무인항공기자격증을획득하기위해서는실습 20시간, 이론 20시간의교육을이수해야한다. 39) 무인항공기비행조종사의교육은현재국내군또는민간교육기관에서담당하는방법과노스다코타대학 ( 미국노스다코타주 ), 엠블리드에어로틱스대학 ( 미국플로리다주 ) 의무인항공기교육등해외무인항공기교육기관을활용하는방법이있다. 여기서는현실적으로활용성이가장높은민간무인항공기교육기관의조종사양성과정을위주로설명한다. < 그림 48> 무인비행장치비행절차 ( 출처 : 한국모형항공협회 (www.k-ama.org)) 39) [ 드론 2014]6 드론 10 문 10 답, chosun biz, 2014. 5.

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 94 민간무인항공기조종사양성과정은민간무인항공기분야로진출을희망하는학생들을대상으로하며, 교육내용은기존의유인기에서실시하는자가용조종사과정, 계기비행증명과정과함께무인항공기교육과정을제공한다. 민간무인항공기조종사양성과정의최소자격은다음과같다. 언어능력, 즉영어와한국어를읽고쓰고말하는능력을갖추어야하며, 조종연습허가서 (Permission of Flight Training) 와항공종사자신체검사증명서를소지하여야한다. 교육목표는학생에게무인항공기운영에필요한지식과기술을교육하는것이다. 학생은기본적인항공학적지식과항공법 (Korean Aviation Act ; KAA) 제 3장 (Chapter 3) - 항공법시행규칙제 81조 1항, 항공법시행규칙별표 10 자격증명시험및한정심사의과목및범위에서요구하는자격증명의종류및자격증명의한정을하려는항공기의종류, 등급및업무의종류에따른무인항공기운영실무기술의획득을목표로한다. 자격증명의종류는운송용 / 사업용 / 자가용 / 경량항공기조종사, 항공사, 항공교통관제사, 항공정비사, 운항관리사등을포함한다. 교육원은과정중에학과시험및실기평가를통해학생의지식과기량을평가한다. 무인항공기이론의획득을검증하기위하여항공법시행규칙제 81조 1항, 항공법시행규칙별표 10에서자격증명의종류에따라서요구하는항공법규, 공중항법, 항공기상, 비행이론, 항공교통 / 통신 / 정보업무등해당자격의수행에필요한이론교과목을평가한다. 실무를증명하는자격증명시험은조종기술, 계기비행절차, 무선기기취급법, 공지통신연락, 항법기술및해당자격의수행에필요한실무기술을평가한다.

95 2014 책임연구과제 민간무인항공기조종사교육원의예시를간략하게설명한다. 아래표에는한국항공대학교비행교육원에서운영하는무인항공기조종사과정별로교육생이이수해야하는교과목및비행교육시간을요약하였다. < 표 21> 무인항공기조종사과정별교과목및비행교육시간 구분 학과 ( 시간 ) 비행교육 ( 시간 ) 자가용조종사과정 183 60 계기비행증명 77 60 무인항공기조종사과정 130 40 총계 390 160 다음은한국항공대학교비행교육원의교과목목록과각과정별실무 교육비행시간을정리하였다. < 표 22> 한국항공대학교비행교육원의교과목목록 No 세부과목 ( 교육시간 : 390 시간 ) 1 비행의역사 (History of Flying) 2 조종사자격증명 (Pilot Certifications inlcuding UAV certificate) 3 용어정의 (Definition) 4 인적요소 (Human Factor) 5 항공기구조 (Aircraft Structure) 6 비행원리기초 (Principles of Flight) 7 항공역학 (Aerodynamics of Flight) 8 항공기엔진및시스템 (Powerplants and Aircraft Systems) 9 비행계기 (Flight Instruments) 10 비행장비 (Flight Equipment)

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 96 < 표 23> 한국항공대학교비행교육원의교과목목록 ( 계속 ) No 세부과목 ( 교육시간 : 390 시간 ) 11 항공무선통신 (Radio Communications Phraseology and Techniques) 12 항공기상이론 (Aviation Weather Theory) 13 항공기상업무 (Aviation Weather Services) 14 비행매뉴얼및문서 (Flight Manuals and Other Documents) 15 항공기성능 (Aircraft Performance) 16 무게중심산출 (Weight and Balance Computations) 17 공항운영 (Operation of Airport) 18 지상운영 (Ground Operation) 19 저속비행, 스톨, 스핀 (Slow Flight, Stalls, and Spins)_ 20 이륙절차 (Take Off and Departure Climbs) 21 장주훈련 (Airport Traffic Patterns, Approach and Landings) 22 공역 (Airspace) 23 항공지도 (Aeronautical charts) 24 비행계획 (Flight Plan) 25 시계비행항법 (VFR Navigation) 26 무선항법 (Radio Navigation and Lost Procedures) 27 항법계산기 (Flight Computer) 28 비행장비 (GARMIN1000) 29 항공법및안전규정 (Aviation Law and Flight Safety Regulations) 30 야간비행 (Night Operations) 31 비행계기 (Flight Instrument & Basic Attitude Instrument) 32 항법시스템 (NAVIGATION SYSTEMS) 33 항로지도 (Enroute Charts) 34 계기접근로 (Instrument Approach Charts) 35 계기비행 (IFR FLIGHT) 36 계기비행기상 (Instrument Weather) 37 비상상황시대처방안 (Emergency Operations) 38 계기비행계획수립 (Instrument Flight Planning) 39 무인항공기운영의개요 (Introduction to UAS operations) 40 무인항공기시스템 (Unmanned Aerial Systems) 41 무인항공기지상장비 (UAS Ground Systems) 42 무인항공기센서시스템 (UAS Sensor Systems) 43 무인항공기통신시스템 (UAS Communication/Telemetry Systems) 44 무인항공기운영 (UAS Operations) 45 무인항공기조종절차 (UAS Pilot Procedures)

97 2014 책임연구과제 < 표 24> 자가용조종사과정 과목 교육시간동승비행단독비행계 1. 장주이착륙 20 3 23 2. 공중조작 12 2 14 3. 기본계기비행 5 5 4. 야외비행 5 5 10 5. 야간비행 2 2 6. 비정상및비상절차 1 1 7. 시험 ( 중간고사한번이상실시 ) 5 5 계 50 10 60 < 표 25> 계기비행증명과정 과목 교육시간 1. 기본계기비행 ( 정상, 비정상및비상상태회복절차등포함 ) 20 2. 계기비행 ( 계기이륙, 표준계기출발및도착, 항로비행, 체공, 접근및착륙등포함 ) 20 3. 야외계기비행 15 4. 시험 ( 중간고사를한번이상실시 ) 5 계 60 < 표 26> 무인항공기조종과정 과목 교육시간 1. 비행전준비및절차 5 2. 모의비행훈련장치훈련 10 3. 비행훈련 (Hand Launch, RWY T/O, Straining and Level flight, Landing, Wind control flight) 4. 위기대처훈련 (Emergency procedure, lost Line of sight, Lost Radio Link) 20 4 계 40

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 98 무인항공기의유지관리는정비팀에의해관리되며, 임무수행에이상이없는상태로유지되어져야한다. 유지관리업무는정비팀정비와전문정비로구분한다. 정비팀정비는편성된인원및공구, 부품을이용하여점검 / 손질 / 보존 / 주유 / 시험 / 부품교환과기본적인장비교체업무수행한다. 또한전문정비는정비팀정비가불가능한수준의정비로써장비납품회사또는전문정비업체에작업을요청하여수행한다. 유지관리임무수행은무인항공기유지관리를위해인가된자격의인력이수행한다. 또한엔진및기체, 항공전자장비, 통신장비, 영상장비별로정비팀정비와전문정비수준을구분하여유지관리임무범위와역할을정하여수행한다. 정비업무는정비팀정비와전문정비로구분한다. 먼저정비팀정비는다시사용자정비와창정비로구분이가능하다. 사용자정비는장비를운전또는사용하는자에의해서수행되는정비로서결함을조기에발견하여손질, 주유, 조정등으로장비기능을회복시킨다. 창정비는최상급정비로서구성품및완제품을완전분해하여검사및수리재생하는것을의미한다. 두번째로고급정비는국내외주업체에서수행하는외주정비및국내에서정비가불가한구성품또는완제품을생산국의생산업체또는정비업체에의뢰하여수행하는정비를의미한다. < 표 27> 유지관리의구분 구분 정비팀정비 전문정비 업무내용편성된인원및공구, 부품을이용하여점검 / 손질 / 보존 / 주유 / 시험 / 부품교환과기본적인장비교체업무수행정비팀정비가불가능한수준의정비로써장비납품회사또는전문정비업체또는해외제작사에작업을요청하여수행

99 2014 책임연구과제 무인항공기사업은아직태동기에서성장기사이의블루오션지역이므로모든개발이완료됨과동시에시범운영에들어가, 그결과에대한평가를실시하고평가결과에대한자문회의, 공청회등을통하여단점보완과의견수렴등을거쳐본사업인 2차사업에반영함으로써전체개발사업의안전성과완성도를높이도록한다. 따라서본연구에서기획한개발과제는사업을궤도에올리기위한전처리사업으로기술검증용시범사업 (ACTD; Advanced Concept Technology Demonstration) 이라할수있다. 40) 개발과제의주요내용은무인항공기운영및안전비행핵심기술과경찰행정지능화기술개발로구분된다. 무인항공기운영및안전비행핵심기술은무인항공기부문, 데이터링크부문, 지상 ( 센터 ) 운영부문으로구분한다. 무인항공기부문은기본적으로자율비행, 안전비행, 3D전자지도매칭기술등과같은무인항공기의비행, 안전, 운영에관한기술이다. 데이터링크부문은첫째, 교통자료수집과관련하여지상통제장비와무인항공기간의각종통제명령및영상정보를양방향으로전송하기위한시스템이있다. 둘째, 비행과관련하여고신뢰성통신설계기술, 통신보안기술, 데이터통신기술, 통신제어및관 40) ACTD 사업이란이미성숙된기술을활용하여새로운개념의운용능력을갖는시스템체계또는핵심구성품을개발한후실용성평가를통하여 4 년이내의단기간에입증하는사업으로서, 우수한신개념의기술을신속히적용하여실용화하는데그목적이있다.

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 100 리기술, 안티재밍기술이해당된다. 지상 ( 센터 ) 운영부문은비행통제, 운영관리, 유지보수등으로지상의센터에서실시하는무인항공기모니터링및원격조종, 수집된자료처리, 무인항공기운영, 시스템유지보수등운영에관련한제반기술을가리킨다. 기술개발은교통부분, 기타부문으로구분한다. 교통부분은기본적으로교통정보수집기술개발과갓길통행위반등과같은교통단속기술, 돌발상황시교통정보수집및주변상황감시기술등이다. 기타부문은교통정보수집또는다른업무를수행하는과정에차량번호를자동인식하여도난수배차량을검거할수있는기술과대규모통제가필요하는경우관리할수있는기술등이다. < 표 28> 무인항공기운영및안전비행핵심기술 분류연번과제과제정의 무인항공기부문 데이터링크부문 지상 ( 센터 ) 운영부문 1 자율비행 2 안전비행 3 4 5 3D 전자지도매칭기술 데이터링크기술 비행통제 / 운영관리 / 유지보수기술 정해진노선을따라정기적으로자동으로무인항공기에비행에필요한정보를입력하면사람의도움없이무인항공기가단독으로정해진임무를수행 자율비행임무는사전에입력된여러경유지점 (Waypoint) 을경유하는기능, 자동으로정해진지점에서이률또는착륙하는기능등으로정의 비상상황으로인하여 GCS와연결이두절되거나무인항공기탑재장비에서비상상황이발생하게되면무인항공기자율비행기능이비상상황을신속하게검출하여적절한고장처리 고장등의원인으로추락상황이발생하는경우안전착륙을유도하거나대인 / 대물피해최소화할수있도고함 2차원인전자지도의촬영대상지점인웨이포인트 (Way-Ponit) 을 3차원 (Three Dimension) 인공중의비행고도를유지하며전자지도상의도로를촬영 지상통제장비와무인항공기간의각종통제명령및영상정보를양방향으로전송하기위한시스템 고신뢰성통신설계기술, 통신보안기술, 데이터통신기술, 통신제어및관리기술, 안티재밍기술등 임무비행을통제하기위한지상통제소로서임무계획을수립하고, 운용에대한관리를수행 비행통제기술, 임무장비관리기술, 지상운용장비 I/F, 이착륙제어 ( 자동 / 수동 ) 기술등

101 2014 책임연구과제 < 표 29> 경찰행정지능화핵심기술 분류연번과제과제정의 1 교통정보수집 정해진노선을따라정기적으로자동으로비행하며도로의교통정보를동영상또는정지영상을수집하여센터에실시간으로전송처리 교통부문 2 교통단속 3 돌발상황관리 전용차로, 갓길위반, 끼어들기위반등현행무인장비로단속이어려운현장에위반차량의번호를자동으로인식하며차량의영상을채집하여단속 신고된도로공사 / 행사등으로인해교통혼잡상황이발생하는경우혼잡주변상황의교통상황정보를수집하여실시간으로센터로전송처리 4 긴급차량우선신호제어 긴급차량출동시, 출동루트의교통상황을실시간으로파악하여긴급차량이최단시간으로현장에출동할수있도록지원 기타부문 8 9 대규모통제연계처리 도난 / 수배차량관리 조직간공조를통한위험상황관리를위해전체상황을통제할수있도록영상등관련정보를관계기관에전송처리 교통정보수집, 교통단속등정기업무와병행하여무작위로차량번호를인식하여도난 / 수배차량단속처리

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 102 연구의추진체계는전체적인진행을총괄하는연구총괄과자문단과연구행정, 전략개발및설계, 기술개발컨소시엄으로구성된다. 연구총괄은추진과정에서자문단의의견을반영하며수행한다. 연구행정은경찰청의해당국이전담하여수요기관인경찰청의각국관에서요구하는의견을일괄적으로처리하여실무부서의요구가시스템개발에반영되도록하고타유관부처 ( 미래창조과학부 R&D 부서등 ) 의컨텍포인트 (Contact Point) 역할을수행한다. 전략개발및설계는공공성을가진전문기관에서수행하며시스템개발에필요한전략과이를구체적으로구현할기본계획및설계작업을수행한다. 기술개발컨소시엄에서는실제구현기술을보유한기관이나전문기업들로구성되며컨설팅, 시스템개발, 기술이행부문으로나누어업무를수행하며시스템개발부문에서는비행체, 데이터링크, 지상체, 유지보수등과관련한업무를수행한다. < 그림 49> 시스템개발추진체계

103 2014 책임연구과제 < 표 30> 연구추진체계및담당역할 구분연구총괄연구행정전략개발및설계 담당역할 연구과제총괄 연구개발전략수립 요구도정립, 운용방안수립 무인공중장비운용개념설계 무인공중장비적용방안및운용모델개발 요구기능정립, 상세설계 정책및전략수립 세부운용전략및모델개발 관련법규검토 기술개발컨소시엄 컨설팅 시스템개발 기술이행 시스템개념정립및설계 상세운용방안정립 비행체및지상체개발 / 시험운용 기술및정책관련컨설팅 Safety 연구및결과물작성 / 가이드 기술이행 비행체및지상체개발 / 시험운용

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 104 개발예산 ( 안 ) 은개발기간전체 4년동안 1차 4차년으로나누어연차별로투입되며총200억이산정되었다. 구체적으로는계획과설계부분위주로진행되는 1차년도에약 15억, 시스템개발위주의 2차년도에약 60억, 기능시범운영위주의 3차년도에약 70억, 통합시범운영위주의 4 차년도에약 55억이투입된다. 더불어활용소프트웨어개발도함께개발이추진되어시스템운영에활용하게된다. 본내용은연구에소요되는예산내역의안으로실제사업진행시연구개발예산 ( 안 ) 은변동될수있으며그내용을표로정리하면다음과같다. < 그림 50> 연구개발비 ( 안 ) ( 단위 : 천원 )

105 2014 책임연구과제 국토교통부는 1992년 2월무인비행장치에관한안전관리기준을항공법에초초반영한후비행장치신고및안전성인증, 비행계획승인제도를운영해왔다. 또한 2004년초경량비행장치전용공역지정, 2013년 2월무인비행장치조종자자격증명제도입, 2014년 1월무인회전익조종자안전교육실시등제도적보완을실시하고있다. 한편, 국토교통부에서지정한법령에서는기체무게 150kg을초과하는무인항공기는항공기급무인항공기로, 그이하는무인비행장치로구분해관리하고있다. 기체무게 150kg을초과하는항공기급무인항공기는등록을의무적으로하게되어있으나 2014년 3월 31일기준으로등록된무인항공기는한대도없다. 150kg 이하무인비행장치는신고를하게되어있다. 2014년 3월 31일까지신고된무인비행장치는 240대이다. 다만 12kg 이하기체는신고대상에서제외된다. 41) 군용항공기비행안전성인증에관한법률제2조정의 군용항공기비행안전성인증에관한법률시행령, 제2조경찰용ㆍ세관용항공기 항공법제2조정의, 제23조초경량비행장치등 41) [ 드론 2014]6 드론 10 문 10 답, chosun biz, 2014. 5.

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 106 항공법시행규칙제3조항공기인동력비행장치의범위, 제14조초경량비행장치의범위등, 제20조특별감항증명의대상 항공우주산업개발촉진법제4조항공우주산업의육성 특별감항증명발급지침제3조발급기관, 제8조특별감항증명의발급 항공법제 25 조항공종사자자격증명등, 위등 제 55 조비행중금지행 항공법시행령제14조신고를필요로하지아니하는초경량비행장치의범위, 제66조의2 초경량비행장치의조종자증명등, 제68조초경량비행장치조종자의준수사항 항공법시행규칙제68조초경량비행장치조종자의준수사항, 제68 조의3 경량항공기의비행계획승인, 제68조의7 경량항공기조종사의준수사항, 제125조구급용구등, 제196조의2 무인항공기의비행허가신청등, 항공법시행규칙제 122 조무선설비 항공법시행규칙제 212 조비행정보의제공, 제 214 조항공교통업무 에필요한정보등, 제 216 조항공정보

107 2014 책임연구과제 항공교통업무기준제 47 조비행정보업무의범위, Scope of flight information service 항공법제20조특별감항증명의대상, 제142조준용규정, 제154조의2 청문, 제177조항공운송사업자의업무등에관한죄, 제182조과태료, 제183조과태료 항공법시행령제63조권한의위임ㆍ위탁 항공법시행규칙제68조의2 초경량비행장치의구조지원장비등, 제5조사망 중상등의적용기준, 제6조사망 중상의범위, 제314조국내항공운송사업또는국제항공운송사업에관한규정의준용, 제 328조수수료 국토교통부와그소속기관직제시행규칙제28조서울지방항공청안전운항국, 제33조부산지방항공청안전운항국 사법경찰관리의직무를수행할자와그직무범위에관한법률제6 조직무범위와수사관할 연안관리법시행령제2조연안기본조사의내용등 국가항공안전프로그램제2조정의 국방전력발전업무훈령제19조항공무기체계 군기상정보지원규정제3조정의 군용항공기감항인증업무규정제3조정의 군인등의장려수당및유급지원병보수지급훈령제5조군인등의장려수당제5호지급의세부지침 해양경찰청해상치안장비도입업무규칙제2조용어의정의

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 108 행정권한의위임및위탁에관한규정제41조국토교통부소관, 제 54조국토교통부소관 항공ㆍ철도사고조사에관한법률제2조정의, 제19조사고조사의수행등 항공ㆍ철도사고조사에관한법률시행규칙제2조항공ㆍ철도종사자와관계인의범위 항공 철도사고조사위원회운영규정제2조정의 개인정보보호법 [ 법률제 12504 호, 2014.3.24., 일부개정 ] 제 25 조 ( 영상정보처리기기의설치ㆍ운영제한 )

109 2014 책임연구과제 현재무인항공기에관련해서국내법은초경량항공기와마찬가지로극히제한된공역에서비행계획을사전에승인받아운항하도록요구하고있을뿐, 무인항공기자체의설계및신뢰성, 안전성과운항에관련해서는규정이없다. 이는관련현행법이무인항공기및초경량항공기를근거리저고도스포츠목적으로제정되었기때문이며, 이것은무인항공기개발후공역체계내에서의자유로운임무수행이불가능함을의미한다. 아직까지국내법에는무인항공기에대한명확한정의및분류가없으며, 기술기준에서도무인항공기에대한기술규정은없다. 단지, 항공법제 23조의 2에서무인비행장치에관한규정이있으며, 여기에서자체중량이 12kg 이하이며, 엔진배기량 50cc 이하의경우에는스포츠용무선조종모형항공기로간주하여신고없이비행을할수있도록하고있다. 그러나이기준을초과하는무인비행장치는소지시건설교통부장관에게신고하고, 비행하고자하는경우에는매비행전에비행계획을수립하여이를승인받도록하고있다. 이때에는비행장치의기초적인안전성을확인받도록되어있으며, 비행승인시극히제한된공역내에서통상 500ft AGL(Above Ground Level) 이하의고도에서만비행을할수있도록인가한다. 또한, 항공법제62조에서는 무조종사항공기

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 110 에대해서규정하고있으며, 다른항공기및지상에미칠위험을방지하기위해서필요한경우항공기의비행방법을제한할수있다고명시하고있다. 즉, 현행국내무인항공기관련법제도는일반유인기와같이체계적인인증을통하여안전성을인증받은후공역체계내에서자유로운임무수행을할수있도록하는제도를갖고있지않으며, 극히제한된공역내에서일시적인비행만을할수있도록되어있다. 이것은외국의경우에도비슷한상황이며, 무인항공기의개발및기술발전과더불어관련규정도함께개발해나가야할부분이다. 2009년이후무인항공기관련조항이신설된이후수차례의일부개정및보완으로무인항공기안전관리제도관련법규가정비되었고, 무인비행장치운용기준도개선되었으나무인항공기의종류 / 등급및공역관리를기준으로하는체계적인기술기준및관리제도, 그리고장기적인개발로드맵을기반으로하여체계적인법규정비가필요하다. 항공법개정 ( 12.1.26 공포, 12.7.27일시행 ) 으로초경량비행장치사용사업이신설됨에따라이사업에사용가능한초경량비행장치의종류와사업법위에관한세부기준마련 초경량비행장치사용사업에사용할수있는비행장치는안전성을고려하여무인비행장치와기구류로정하고, 사업범위도농약살포, 사진촬영등으로명확히제시 무인비행장치를이용한사용사업의활성화를도모하고기구류를이용한관광 레저활성화에기여

111 2014 책임연구과제 항공법개정 ( 12.1.26일공포, 12.7.27일시행 ) 으로감항증명이표준감항증명과특별감항증명으로이원화됨에따라감항증명의종류별신청, 검사범위및발급등에관한세부기준마련 표준감항증명및특별감항증명의신청서식과첨부서류를구분하여정하고, 표준감항증명의검사범위를설계 제작과정및완성후의상태와비행성능이기술기준의적합여부로하고, 특별감항증명의경우제작자또는소유자등이제시한운용범위내에서안전한비행이가능한지여부로규정 현행법령상항공기등의수리 개조승인신청시제출하는수리 개조계획서만으로는안전성확인이곤란한경우신청자가수리 개조완료후수리 개조결과서를제출할것을조건부로승인하여수리 개조된항공기등에대한안전성여부의직접확인곤란 이에따라항공기등의수리 개조승인신청시제출하는수리 개조계획서만으로는안전성확인이곤란한경우수리 개조가수행되는현장에서직접확인후항공기등의수리 개조를승인하도록개선하고, 항공기등의수리 개조후수리 개조결과서를모두제출하도록의무화 무인항공기술, IT 기술등의발달로다양한형태의고성능무인비행 장치가개발 출시되고, 최근농업용무인헬기등무인비행장치가

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 112 급증하며, 무인비행장치를사용한초경량비행장치사용사업이신설됨에따라무인비행장치조종자및비행에대한안전관리강화 초경량비행장치사용사업에사용되는무인비행장치조종자에대하여초경량비행장치조종자증명을받도록하고, 무인비행장치를비행시킬경우해당무인비행장치를육안으로확인할수있는범위내에서조종하도록의무화 유인항공기의의무무선설비기준을그대로무인항공기에도일률적으로적용하고있으나, 이를무인항공기의의무무선설비기준을무인항공기특성을고려하여정비할필요가있고, ICAO 국제기준 ( 부속서 2, 항공규칙 ) 개정에따라무인항공기비행허가요건보완 무인항공기에는탑재가불가능하거나불필요한의무무선설비기준을합리적으로정비하고, ICAO 국제기준 ( 부속서 2, 항공규칙 ) 에따라무인항공기비행허가신청시제출자료를보완하는등무인항공기비행안전관리를강화 항공법개정 ( 12.1.26 공포, 12.7.27일시행 ) 으로항공기대여업과초경량비행장치사용사업이신설됨에따라등록신청및변경절차를정하고, 자본금 항공기보유기준 보험가입기준등등록기준을마련 항공기대여업과초경량비행장치사용사업등록에필요한세부절차

113 2014 책임연구과제 및요건제시로항공안전및관광 레저활성화도모 최근농업용무인헬기등무인비행장치가급증하고이에따라무인비행장치사고도증가하는추세이며, 초경량비행장치사용사업신설로무인비행장치를이용한농약살포, 사진촬영등비행이증가하고있어이에대한안전관리를위해초경량비행장치사용사업에사용되는무인비행장치조종자에대하여초경량비행장치조종자증명을받도록함. 무인항공기에대한명확한안전기준없이유인항공기의안전기준을그대로적용하고있어무인항공기의특성을고려하여탑재장비등의설치 운용기준을정비하고, ICAO 국제기준 ( 부속서 2, 항공규칙 ) 개정에따라무인항공기비행허가기준을보완함. 현재국민의개인정보보호와관련하여 CCTV 운영에관해서는 개인정보보호법 [ 법률제12504호, 2014.3.24., 일부개정 ] 을근거로 CCTV Poll에설치위치와용도에대해고지하고있음. 그러나무인항공기관련해서는개인정보보호에관해규정한법이없는실정임. CCTV 관련한법률은 개인정보보호법제25조 ( 영상정보처리기기의설치ㆍ운영제한 ) 에서영상정보처리기기의정의, 범위, 운영등에

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 114 대해규정하고있는데무인항공기의정보수집을포함할수있는내용을포함하려면현재폐쇄회로텔레비전과네트워크카메라로구성되어있는법률적용범위를무인항공기의활동범위를포함할수있도록범위확장이필요함. 법검토과정에있어서개인정보보호법의관련주무부서인안전행정부개인정보보호과및한국정보화진흥원의의견수렴및법률내용협의도필요할것으로판단됨. 무인항공기에대한군운용의경우, 민간항공기운용공역이아닌군용공역에서특수목적으로사용되기때문에민간에서운항및항공기자체안전성에관한규정의개발필요성이대두되지않았다. 그러나항공선진국들의경우, 무인항공기의민간도입운영이감항당국에신청되고, 그활동영역이커짐에따라민간소유무인항공기에대한안전성규정및운항규정들의법제화를서두르고있다. 무인항공기의운영은자체적인비행제어및자동비행능력을보유한항공기를가시거리밖원거리에서조종또는제어하는것을의미하며, 이에대한항공기및운영체계의요건을연구, 개발하고있는대표적인나라는미국, 영국, 호주등이다. 항공선진국들의무인항공기관련현행제도및향후동향은아래와같다. 무인항공기관련항공교통관제, 감항성, 비행운영에관한규정의개발은무인항공기를민간공역에성공적으로통합시키기위한열쇠이며, 현재무인항공기를운영하는여러국가에서유인항공기규정에상응하는무인항공기관련규정을개발했거나개발중에있음 미국방부가 2013년로드맵에서밝히고있는무인항공기규정의

115 2014 책임연구과제 기본원칙에는다음과같은것이있음 - 피해가없도록함 : 군용을대상으로한규정이민간용무인항공기의운항을불필요하게제한하지않도록하기위해서군용규정중실행가능한부분들을선별하여민수용규정에적용 - 새로만들기보다는기존의것에따름 : 무인항공기전용규정을새로제정하기보다는무인항공을포함하여적용될수있도록기존의규정을중심으로수립. 무인항공기를특별우대범주에넣지않음으로써무인항공기운항과유인기운항간의투명성을제고 - 관례존중 : 국제공역또는외국공역운용시에는미국내에서사용할때의규정에초점을맞춰적용하되무인항공기운항에관한국제규정이나해당국가의유사규정이있을때는그규정을따르도록함 유인항공기토대의기존규정체계를전제로한무인항공기규정으로천차만별의수많은무인항공기를모두포괄하기에는한계가있으며비현실적임 1944년채택된시카고조약에는 무조종사항공기 (pilotless aircraft) 라는용어로무인항공기에관해언급하고있음 시카고조약제8조 : 조종사없이비행할수있는항공기는특별한허가없이체약국영공을조종사없이비행해서는안되며, 각체약국은민간항공기에개방된공역에서조종사없이비행하는무조종사항공기가민간항공기에해가되지않도록통제해야함 무인항공기운항과관련하여중요한 ICAO 부속서는 3가지로서 Annex1 ( 자격 ), Annex6 ( 운항 ), Annex8 ( 감항성 ) 임.

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 116 무인항공기운용에있어서시카고조약및 ICAO 부속서와같은국제적규정은기본이되며반드시해당국가의법규에반영되어야함 미국 - FAA UAPO AIR-160, UAS Interim Operational Approval Guidance 08-01 (2008년) - FAA Order 8130.34,Airworthiness Certification of Unmanned Aircraft Systems (2008년) 호주 - CASA AC 101-(0), UAV operations, design specification, maintenance, and training of human resources (2001년) - CASR Part 101, Unmanned Aircraft and Rocket Operations (2002년) 영국 - CAA CAP 722, Unmanned Aircraft System Operations in UK Airspace- Guidance (2004년초판, 2009년최신개정판 ) 유럽 - EASA A-npa No16-2005, Policy for UAV certification (2005 년 ) - EASA Policy E.Y013-01, Airworthiness certification of UAS (2009년)

117 2014 책임연구과제 본과제는교통안전을위해차세대교통정보수집원인무인항공기를활용한영상정보수집시스템을통해서거시교통정보수집기술을개발하고이를활용하는것을목표로한다. 그결과로서교통혼잡, 교통사고등교통안전분야의획기적인업무개선을통해사회적비용을최소화할수있다. 본과제에서는이를위해장기적목표와단기적목표를구분하여제시하였다. 먼저본과제에서제안한시스템의장기적인목표는다음과같다. 첫째, 수집된항공영상자료를바탕으로교통의혼잡상황모니터링, 교통사고처리및주변상황모니터링, 교통단속및통제, 지역교차로네트워크의교통정보및신호제어전략의기반자료등교통부문과수배차량 / 뺑소니차량추적, 응급및재해상황대응등기타부문으로활용한다. 둘째, 거시교통정보수집을위해무인항공기를운영하여도로의교통정보를동영상또는정지영상으로수집하고센터에전송 처리하는무인항공기통합운영체계개발한다. 이를구현하기위해서는핵심기술의개발이필수적이며이를위한단기적목표는다음과같다. 첫째, 거시교통자료수집을위해 GIS 전자지도기반의정해진노선을따라정기적으로자동으로비행하는무인항공기의자율비행기술을개발되어야한다. 둘째, 무인항공기의탑재장비에의한주 / 야간, 기상조건등을고려한교차로네트워크영상수집기술이개발되어야한다. 셋째, 수집된거시교통자료와비행모니터링정보를통신체계 ( 무인항공기-관제센터 ) 를통해 UTIS센터로전송하는통신기능이구현되어야한다.

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 118 위에제시한장단기목표를통해최종목표를달성하기위해본과제에서도출한전체적인기술개발내용은다음과같다. 1 무인항공기에교통정보수집기술적용 2 무인항공기표준영상형식및전송기술개발 3 무인항공기시제품설계, 제작및운영시험 임무장비개발및통제기술 ( 자동 / 수동 ) 운용장비 ( 비행체, 현장장비, 통신등 ) 통제기술 무인항공기안전운행및유지관리기술 센터시스템및통합운영기술개발 4 무인항공기통제장치개발 5 무인항공기안전자율비행및모니터링기술 GPS 좌표지정 (Way-point) 에의한노선자동비행 GIS 전자지도기반의도로트랙킹비행기능 자율비행통제기술및이착륙제어 ( 자동 / 수동 ) 기술 비행모니터링및제어 ( 자동 / 수동 ) 기술 6 본과제의용도에알맞는무인항공기개발본과제는세계시장을선도할가능성이있는연구분야로서최종성과물은재난 안전분야와관련이많은경찰청외에소방방재청등에서도수요가있을것으로판단된다. 연구개발과제의최종수요처및활용방안을정리하면다음과같다.

119 2014 책임연구과제 < 표 31> 연구개발과제최종수요처및활용방안 구분최종성과물활용방안 교통정보수집시스템 교통행정지능화기술개발 기타부문 기술개발 무인항공기 안정화 기술개발 끼어들기, 갓길위반단속시스템 돌발상황관리시스템 긴급차량우선신호처리시스템 무인장비활용교통행정매뉴얼 재해 / 재난발생시주변지역관리및교통상황관리시스템 도난 / 수배차량단속적발시스템 무인장비활용치안행정매뉴얼 자동및수동비행통합제어 비상상황발생시비행체안전착륙제어시스템 센터통신제어시스템 무인항공기운영관리메뉴얼 무인항공기활용한경찰교통거시교통정보수집기술개발로업무의효율성증대및사회적비용절감 초기대도시경찰업무를지원하며궁극적으로전국경찰청, 소방방재청, 재난안전청 ( 가칭 ) 사업에반영 국내시범사업을통해관련사업의해외수출 센터와정보연계로정보의실시간성증대 관련기술개발사업과의연계를통해창조경제구현 법적 제도적기반구축으로효율적인시설물유지관리

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 120 Ⅰ. 국내문헌 1. 단행본장두현, 무인항공기, 상상커뮤니케이션, 2006. 이강희, 항공기 1, 비행연구원, 2010. 성연우, Alias Automotive와무인항공기모델링, NSTART, 2011. 아이알에스글로벌편집부, 확대되는무인항공기 ( 드론 ) 기술시장전망과최근개발동향, 아이알에스글로벌, 2014. 2. 논문박상범, 스마트무인기기술개발의경제적 기술적파급효과분석, 한국산학기술학회논문지 ( 제12권제7호 ) pp.2991-2995, 2011 강영신, 박범진, 조암, 유창선, 구삼옥, 스마트무인기의비행제어성능관련비행시험결과분석, 항공우주기술 ( 제12권제1호 ) pp.22-31, 2013. 구삼옥, 스마트무인기개발및실용화방안, 한국방재학회 2013년도정기학술발표대회, 2013. 박철우, 김유단, 온보드실시간정보공유를이용한고정익무인기의 Leader-Follower 편대비행, 한국항공우주학회학술발표회논문집, 2013.

121 2014 책임연구과제 김영주, 방효충, 복수무인기운용을위한사용자인터페이스사례연구, 한국항공우주학회학술발표회논문집, 2013. 김성균, 조상욱, 유창경, 최기영, 복수무인기임무할당을위한운용시스템구성, 한국항공우주학회학술발표회논문집, 2013. 김인한, 박상혁, 박우성, 유창경, 무인기의정밀낙하산착륙을위한전개지점결정, 한국항공우주학회지 ( 제41권제6호 ) pp.465-472, 2013 3. 기타이종원외, 미국의 General Aviation용소형항공기기술개발동향, 항공우주산업기술동향 (3권 1호 ), pp. 35~42, 2005. 이준호 조국형 이재우, 미래형교통수단으로서의 PAV 개발현황및전망, 한국항공우주학회지 ( 제34권제3호 ), pp. 101~108, 2006. 안영수, 항공우주산업의 2020 비전과전략, 산업연구원, 2007. 김연명 박진서, 미래형항공교통수단의개발현황과전망, 월간교통 ( 통권제119호 ), 한국교통연구원, 2008. 최영재, 무인항공기안전관리제도구축연구, 교통안전공단, 2009. 권영종, 강성철, 교통산업해외수출추진방안, 한국교통연구원, 2012. 건설교통부, 교통개발연구원, 지능형교통사고통보및분석시스템개발연구 ( 2003년지능형교통체계연구개발사업 제1차년도최종보고서 ), 2004. 7. 도로교통공단, 교통사고조사전문화교육, 도로교통공단, 2012

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 122 Ⅱ. 외국문헌 1. 단행본 Federal Aviation Administration, FAA Aerospace Forecasts FY 2004~2015. ACI, ACI Global Traffic Forecast 2006~2025. FAA, Integration of Civil Unmanned Aircraft Systems (UAS) in the National Airspace System (NAS) Roadmap, 2013. 2. 논문 Matthew G. Karlftis, ITS Impacts on safety and Traffic Management:An Investigation of Secondary Crash Causes, ITS Journal Vol.5. pp.39-52, 1999. Frost and Sullivan. World Markets for Military, Civil, and Commercial Unmanned Aerial Vehicle Systems, 1999. Frost and Sullivan, World Market Unmanned Aerial Vehicle(UAV), 2001. 3. 기타 Welsh B. C. & David P. Farrington. Crime prevention effects of closed circuit television : a systematic review. Home Office Research Study 252. London: Home Office, 2002. Sally C. Johnson, 2010 Concepts of Operations Document, National

123 2014 책임연구과제 Consortium for Aviation Mobility, 2002. Joseph R. Chambers, Concepts to Reality : Contributions of the NASA Langley Research Center to U.S. Civil Aircraft of the 990s, NASA SP-2003-4529, 2003. Herman A. Rediess, Air Transportation Infrastructure Concept for the 21 st Century, NASA Intergrated Communications, Navigation and Surveillance Conference and Workshop, 2004. 2008 Environmental Report, Boeing, 2008.

교통안전을위한무인항공기 (UAV) 기반의거시교통정보수집및활용방안연구 124 Ⅲ. 기타 위키백과 (http://ko.wikipedia.org/wiki) 국토교통부홈페이지 (http://www.molit.go.kr) 미국연방항공청홈페이지 (www.faa.gov) 미항공우주국홈페이지 (www.nasa.gov) 보잉사홈페이지 (www.boeing.com) 에어버스사홈페이지 (www.airbus.com) 유럽항공자문위원회 (ACARE) 홈페이지 (www.acare4europe.com) 한국항공우주연구원홈페이지 ( www.kari.re.kr) 한국항공우주산업 ( 주 ) 홈페이지 (www.koreaaero.com) Aerion 사홈페이지 (www.aerioncorp.com) ICON 사홈페이지 (www.iconaircraft.com) SAI 사홈페이지 (www.saiqsst.com) 美 ` 상업용무인기 ` 허용빨라진다 6 개연구지역선정, etnews, 2013. 검색 무인항공기의활용과국내특허현황은?, YTN 사이언스투데이, 2013. 검색 LTE 망기반무인비행로봇원격조종성공, 로봇신문사, 2013. 검색 이강봉, 무인비행기드론에인공지능장착 ( 세계신산업창조현장 (105)), Science Times, 2014. 검색 박진영, 페이턴트샷 (patentshot@patentshot.co.kr), 2013. 검색 항우연유 무인혼용항공기개발, 대전일보, 2014. 국민안전법질서존중및민생치안강화, 국무총리실블로그, 2013. 검색 세상을바꾸는시스코의네트워크이야기, 블로그, 2012. 검색 [ 드론 2014]6 드론 10 문 10 답, chosun biz, 2014. 5. 한국모형항공협회 (www.k-ama.org), 2014. 8. 12 네이버검색

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