Air Transportation Systems Design Laboratory (ATSDL)
AI융합교육원 김정현
Air Transportation Systems Design Laboratory(ATSDL)는 항공우주공학 분야에서 데이터 기반의 혁신적 연구를 선도하는 연구실입니다. 본 연구실은 기계학습, 최적화, 시스템 설계 등 다양한 첨단 기술을 통합하여 항공 산업의 복잡한 문제를 해결하는 데 주력하고 있습니다. 특히, 실제 산업 현장에서 발생하는 다양한 문제를 데이터 기반으로 분석하고, 이를 바탕으로 실질적인 솔루션을 제시하는 것을 목표로 하고 있습니다.
연구실의 주요 연구 분야는 항공 교통 관리, 항공 환경 영향 평가, 공항 모델링 및 시뮬레이션, 첨단 항공 모빌리티(AAM) 등입니다. 예를 들어, 김포국제공항을 대상으로 한 소음 영향 분석, 저소음 항공기 도입 시나리오 평가, 실시간 항공기 운항 경로 최적화 등 다양한 프로젝트를 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 공항 운영의 효율성 증대, 환경 영향 최소화, 사회적 수용성 제고 등 실질적인 성과로 이어지고 있습니다.
또한, 본 연구실은 다양한 산업체 및 공공기관과의 협력을 통해 연구 결과의 실용화를 적극 추진하고 있습니다. 항공사, 공항 운영기관, 정책 입안자 등과의 공동 연구를 통해 실제 현장에 적용 가능한 기술과 정책 제안을 도출하고 있으며, 국내외 학술지 및 학회에서 활발하게 연구 성과를 발표하고 있습니다.
연구실 구성원들은 기계학습, 최적화, 시뮬레이션, 시스템 설계 등 다양한 전문 역량을 바탕으로, 항공 산업의 디지털 전환과 스마트화에 앞장서고 있습니다. 미래 항공 교통 시스템의 혁신을 이끌어갈 인재 양성에도 힘쓰고 있으며, 첨단 기술을 활용한 창의적 문제 해결 능력을 갖춘 연구자를 배출하고 있습니다.
ATSDL은 앞으로도 데이터 기반의 융합 연구를 통해 항공 산업의 지속가능한 발전과 혁신에 기여할 것입니다. 첨단 항공 모빌리티, 친환경 공항 운영, 스마트 교통 시스템 등 미래 지향적 연구를 지속적으로 확대해 나가며, 글로벌 항공우주공학 분야에서 선도적 위치를 확고히 할 것입니다.
Machine Learning
Optimization
Data-Driven Approach
항공 산업을 위한 기계학습, 최적화, 시스템 설계의 통합 연구
본 연구실은 항공 산업의 복잡한 문제를 해결하기 위해 기계학습, 최적화, 시스템 설계 등 다양한 전문 분야를 통합하는 연구를 수행하고 있습니다. 항공 산업은 대규모 데이터와 복잡한 운영 환경, 다양한 이해관계자가 존재하는 분야로, 전통적인 접근 방식만으로는 한계가 있습니다. 이에 따라 본 연구실은 최신 기계학습 기법과 수리적 최적화, 그리고 시스템적 사고를 결합하여 실제 산업 현장에서 발생하는 문제를 효과적으로 해결하고자 합니다.
특히, 항공 교통 관리, 공항 운영, 항공기 운항 최적화 등 다양한 응용 분야에서 데이터 기반의 의사결정 지원 시스템을 개발하고 있습니다. 예를 들어, 항공기 운항 경로 최적화, 실시간 기상 데이터 활용, 공항 내 자원 배분 문제 등에서 기계학습과 최적화 기법을 접목하여 효율성과 안전성을 동시에 높이고 있습니다. 또한, 시스템 설계 관점에서 전체 항공 운송 네트워크의 구조와 상호작용을 분석하고, 시뮬레이션을 통해 다양한 시나리오를 검증합니다.
이러한 통합적 접근은 항공 산업의 지속가능한 발전과 혁신을 이끌어내는 데 중요한 역할을 합니다. 실제로 본 연구실의 연구 결과는 항공사, 공항 운영기관, 정책 입안자 등 다양한 이해관계자에게 실질적인 가치를 제공하고 있으며, 미래 항공 산업의 디지털 전환과 스마트화에 기여하고 있습니다.
항공 교통 관리 및 환경 영향 평가
항공 교통 관리(ATM)와 항공 환경 영향 평가 분야는 본 연구실의 핵심 연구 주제 중 하나입니다. 항공 교통량이 증가함에 따라 효율적인 교통 흐름 관리와 환경적 영향 최소화가 중요한 과제로 대두되고 있습니다. 본 연구실은 데이터 기반의 시뮬레이션 모델과 기계학습 기법을 활용하여 항공 교통 흐름을 최적화하고, 소음 및 배출가스 등 환경 영향을 정량적으로 평가하는 연구를 진행하고 있습니다.
예를 들어, 김포국제공항을 대상으로 AEDT 기반 시뮬레이션 모델을 개발하여, 다양한 'what-if' 시나리오 분석을 통해 저소음 항공기 도입, 항로 변경, 운항 스케줄 조정 등 다양한 정책의 효과를 사전에 예측할 수 있습니다. 이를 통해 공항 주변의 소음 민원 문제를 완화하고, 지속가능한 공항 운영 전략을 수립하는 데 기여하고 있습니다. 또한, 항공 교통의 효율성을 높이기 위한 실시간 운항 경로 최적화, 트래픽 예측, 이착륙 절차 개선 등도 주요 연구 주제입니다.
이러한 연구는 항공 산업의 친환경화와 사회적 수용성 제고에 중요한 역할을 하며, 실제로 국내외 공항 운영기관 및 항공사와의 협력 연구를 통해 실질적인 정책 제안과 기술 이전이 이루어지고 있습니다.
공항 모델링 및 시뮬레이션, 첨단 항공 모빌리티(AAM)
공항 모델링 및 시뮬레이션, 그리고 첨단 항공 모빌리티(AAM)는 미래 항공 산업의 혁신을 이끄는 중요한 연구 분야입니다. 본 연구실은 공항 내 다양한 운영 요소(예: 활주로, 탑승구, 지상 교통 등)를 정밀하게 모델링하고, 시뮬레이션을 통해 운영 효율성, 안전성, 환경 영향을 종합적으로 분석합니다. 이를 통해 공항의 용량 증대, 혼잡 완화, 자원 최적 배분 등 실질적인 개선 방안을 도출하고 있습니다.
또한, 도심항공교통(UAM)과 같은 첨단 항공 모빌리티 분야에서도 활발한 연구가 이루어지고 있습니다. 예를 들어, 버티포트(Vertiport) 입지 선정, 도심 내 항공 교통 흐름 설계, 새로운 운항 개념의 시뮬레이션 등 다양한 주제를 다루고 있습니다. 데이터 기반의 의사결정 지원 시스템을 개발하여, 미래 항공 모빌리티의 안전하고 효율적인 도입을 지원합니다.
이러한 연구는 기존 공항 운영의 한계를 극복하고, 미래형 항공 교통 시스템의 설계와 구현에 실질적으로 기여합니다. 특히, 스마트 시티와 연계된 항공 모빌리티 서비스, 친환경 교통 인프라 구축 등 사회적 파급 효과가 큰 연구로 평가받고 있습니다.
1
Uncovering the Relationship between Traffic and Emission using Machine Learning: Case Study of Jakarta (Under review)
Fauzi Dwi Setiawan, Rizqon Fajar, Junghyun Kim (Corresponding author)
Transportation Planning and Technology, 2025
2
Development of Decision Support Systems for RAM Operations in South Korea (Under review)
Junghyun Kim, Hahyeon Moon
AIAA Journal of Aerospace Information and Systems, 2025
3
What-if Scenario Analysis of Gimpo International Airport using AEDT-based Simulation Model (Under review)
Junghyun Kim, Myeongju Lim, Hyunsoo Cho
AIAA Journal of Air Transportation, 2025