모델기반 항공기 안전성평가에 관한 연구

김주영,이동민,이병길,길기남,김경남,나종화 항공우주시스템공학회 2021 항공우주시스템공학회지 Vol.15 No.5

Personal Air Vehicle (PAV), Cargo UAS (Cargo UAS), and existing manned and unmanned aircraft are key vehicles for urban air mobility (UAM), and should demonstrate compatibility for the design of aircraft systems. The safety assessment required by for certification to ensure safety and reliability should be systematically performed throughout the entire cycle from the beginning of the aircraft development process. However, with the increasing complexity of safety critical aviation systems and the application of state-of-the-art systems, conventional experience-based and procedural-based safety evaluation methods make ir difficult to objectively assess safety requirements and system safety. Therefore, Model-Based Safety Assessment (MBSA) using modeling and simulation techniques is actively being studied at domestic and foreign countries to address these problems. In this paper, we propose a Model-Based Safety Evaluation framework utilizing modeling and simulation-based integrated flight simulators. Our case studies on the Traffic Collision Availability System (TCAS) and Wheel Brake System (WBS) confirmed that they are practical for future safety assessments. 도심 항공 모빌리티(Urban Air Mobility, UAM)의 핵심 이동수단인 개인 항공기(PAV) 및 화물 운송용 무인항공기(Cargo UAS)는 항공기 시스템의 설계 적합성과 안전성을 동시에 확보해야 한다. 이를 입증하여 형식 증명(인증)을 받으려면 안전성 분석 및 평가를 항공기 개발과정 초기부터 전체 주기에 걸쳐서 체계적으로 수행해야한다. 그러나 안전 필수 항공시스템의 복잡도가 증가하고 최첨단 시스템이 적용됨에 따라 기존의 경험기반, 절차기반의 안전성평가만으로는 항공기 시스템의 안전성을 객관적으로 평하기 어려워졌다. 이러한 문제를 해결하기 위해 국내외적으로 모델링 및 시뮬레이션 기술을 이용한 모델기반 안전성평가(Model-based Safety Assessment, MBSA)가 활발히 연구되고 있다. 본 논문에서는 비행 시뮬레이터와 타겟의 시뮬레이션 모델을 연동한 통합 비행 시뮬레이터를 활용한 모델기반 안전성평가 프레임워크를 제안하였다. 공중충돌방지시스템(Traffic Collision Avoidance System, TCAS) 과 휠 제동 시스템 (Wheel Brake System, WBS) 사례연구를 통해 제안된 프레임워크를 UAM 안전성평가에 적용 가능함을 확인하였다.

Efficient Strategies of Safety Analysis for SCC system in compliance with ISO26262

Chong-jo Cha(차종조),Seungwuk Moon(문승욱) 한국자동차공학회 2013 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2013 No.5

There has been a steady decrease in the death and injury rates all over the world because the demand for a more structured and systematic functional safety design of electric/electronic (E/E) components in the automotive industry is increasing greatly with more electronically controlled systems becoming more widespread in automobile applications. The recently (15th Nov 2011) introduced standard “ISO 26262: Road vehicles ? Functional Safety”, is the functional safety standard outlining the activities to be followed for development of an Automotive Electric/Electronics system. Hyundai MOBIS has already produced safety critical systems in chassis domain such as airbag, ESC, EPS. Thus safety processes are not a quite new process for us, but our company may not insist that previous approach was very systematic for safety projects. Therefore, Hyundai MOBIS has updated functional safety processes based on the company own matured process asset since 2010. Furthermore, Hyundai MOBIS has some experiences for product development in compliance with ISO26262 as previously mentioned. Two ADAS projects had the certifications from TUV SUD successfully. I would like to introduce one of them, SCC (Smart Cruise Control) system, in this paper. Actually, all parts in functional safety standard are important, but a large portion among them is related to Safety Analysis. Therefore, this paper shows how safety analyses are effectively applied to product development lifecycle in MOBIS through the example of Smart Cruise Control (SCC).

Global Sensitivity Analysis of the Safety Assessment Model for Wolsong LILW Disposal Facility

Myunggoo Kang,Bora Yang,Yuhwa Son,Jaechul Ha,Chun-hyung Cho 한국방사성폐기물학회 2022 한국방사성폐기물학회 학술논문요약집 Vol.20 No.1

To obtain confidence in the safety of disposal facilities for radioactive waste, it is essential to quantitatively evaluate the performance of the waste disposal facilities by using safety assessment models. Thus, safety assessment models require uncertainty management as a key part of the confidencebuilding process. In application to the numerical modelling, the global sensitivity analysis is widely employed for dealing with parametric and conceptual uncertainties. In particular, the parametric uncertainty can be effectively reduced by minimizing the uncertainty of critical parameters in the safety assessment model. In this paper, the numerical model of each step disposal facility (Silo, Near surface, and Trench type) at Wolsong Low and Immediate Level Waste (LILW) Disposal Center is designed by using a two-dimensional finite element code (COMSOL Multiphysics). In order to determine the critical parameters for non-adsorbed nuclides such as H-3, C-14, Tc-99, we introduced the variance-based sensitivity analysis methodology of the global sensitivity analysis. In the case of Silo type, the density of waste is highly sensitive to the total leakage quantity of all nuclides. Additionally, the initial nuclide concentration of H-3 was identified as another important parameter of H-3. On the other hands, the mass transport coefficient showed a high contribution in C-14 and Tc-99. In other types of disposal facilities, the leaking properties of H-3 are significantly affected by the amount of infiltration water. However, C-14 and Tc-99 were found to be more sensitive to the density of waste.

통합 비행 시뮬레이터를 이용한 모델 기반 안전성 평가 연구

김주영(Ju Young Kim),이병길(Byoung Gil Lee),길기남(Gi Nam Gil),박종성(Jong Sung Park),이동우(Dong Woo Lee),나종화(Jong Whoa Na) 한국항공우주학회 2018 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2018 No.11

PBN 적용을 위한 B576 항공로의 정량적 안전평가 사전 분석

김장환,한재현,안미진 한국교통연구원 2012 交通硏究 Vol.19 No.2

In 2007, the 36th ICAO Assembly resolution (A36-23) urged all member States to implement Performance Based Navigation (PBN) for En-route and terminal areas, and PBN approach procedures with vertical guidance (APV) for all international airports by 2016. According to ICAO’s plan, the Republic of Korea has established the PBN implementation roadmap. PBN based on the instrument flight procedures will be implemented to all airports and ATS routes in Incheon FIR by 2016. The implementation of PBN will be applied primarily in the most congested route of Incheon FIR, B576 connecting Seoul-Jeju, and instrument departure / arrival procedures for Incheon and Gimpo international airports. Before the implementation of PBN, a safety assessment for the new and changed routes is required. Based on this background, we have evaluated the collision risk between aircrafts flying on simulated parallel routes in Incheon FIR. The safety level of the B576 route has been evaluated assuming parallel routes conditions which are currently operated as a single route (sometimes operated by off-set routes). Using CRM (Collision Risk Model), this study shows that the estimate of the collision risk for the simulated parallel route B576 satisfy the Target Level of Safety (TLS) value of no more than 5 × (10)-9 fatal accidents per flight hour. The methodology, process and preliminary results of the quantitative safety assessment on the pre-implemented parallel routes B576 are presented in this paper. 2007년 ICAO 제36차 총회의 결의에서는 모든 체약국들은 2016년까지 항로와 터미널공역에 PBN 절차의 이행을 촉구하였으며, 모든 국제선 공항에 수직유도(APV) 접근절차가 가능하도록 할 것을 요구하였다. 이러한 ICAO의 계획에 따라 대한민국은 PBN 도입 로드맵을 수립하였고, 2016년까지는 인천 FIR 내의 모든항공로와 공항에 PBN이 도입될 예정이다. 혼잡이 심한 서울과 제주를 잇는 B576항로(서울-제주)와 인천과 김포공항의 출 · 도착절차의 전환이 우선시 될 예정에 있으며, PBN 항로의 도입에 앞서 새로운 항로와 변경되는 항로에 대해 안전평가 시행이 요구되고 있다. 이러한 배경을 바탕으로 본 연구에서 인천 FIR 내의가상의 평행항로를 비행하는 항공기에 대한 충돌위험 평가를 수행하였다. 이 연구에서 현재 단일항로로 운영되는 (특정시간에는 오프셋) B576 항로를 평행항로로 가정하여 평가하였다. 충돌위험모델을 이용 시, TLS(Target Level of Safety, 5 × (10)-9 사고/비행시간)를 만족하는 것으로 나타났다. 본 연구는 정량적 공역안전평가의 방법론과 과정, 사전적 안전평가에 대한 결과이다.

신뢰성에 기초한 강상형 보도육교의 안전도 및 내하력 평가

조효남,최영민,이은철 한국전산구조공학회 1997 전산구조공학 Vol.10 No.2

국내 보도육교의 경우, 단순한 구조형식과 공장제작에 의한 현장조립의 신속한 시공 및 유지관리상의 장점들로 인하여 표준화된 강상형 보고육교가 교통혼잡이 심한 도심지와 각종 국도상에 다수 건설되어 왔지만, 이중 상당수의 육교가 공용년수 증가와 더불어 열화손상되어 안전도 및 사용성이 매우 불량한 상태에 있다. 본 논문에서는 열화손상된 기존의 강상형 보도육교의 실제적인 안전도 및 잔존내하력을 평가하기 위하여 선진각국에서는 이미 일반화되고 있는 von Mises'조합응력항복기준에 기반을 둔 한계상태설계법에 기초하여 각 구조부위의 항복 및 좌굴에 대한 각각의 비선형 한계상태모형을 제안하고 이를 실구조물에 적용해서 안전도평가 및 신뢰성평가를 수행하여 제안된 모형의 타당성을 고찰하였다. 뿐만아니라 노후된 기존 강상형 보도육교에 대한 현장재하시험 방법과 이들 시험결과를 이용한 실용적이고 합리적인 잔존내하력 평가방법을 제안하고 각국 시방서별/설계방법별로 비교, 고찰하였다. A number of standard type of steel-box pedestrian bridges are constructed in th metropolitan high way or heavy traffic urban area. Although it has the advantage of speedy construction because of its simple structural form and prefabricated erection method, it has been reported that many of these bridges are deteriorated or damaged and thus are in the state such that it would give unsafe and uncomfortable feeling to pedestrians. In the paper, for the realistic assessment of safety and load carrying capacity of deteriorated and/or damaged steel box pedestrian bridges, an interactive non-linear limit state model is formulated based on the von Mises' combined stress yield criterion. It has been demonstrated that the proposed model is effective for the reliability-based safety assessment and load carrying capacity evaluation of steel-box pedestrian bridges. In addition, this study suggests an effective and practical field load test method for pedestrian bridges.

신뢰성에 기초한 강상형 보도육교의 안전도 및 내하력 평가

조효남,최영민,이은철 한국전산구조공학회 1997 한국전산구조공학회논문집 Vol.10 No.2

국내 보도육교의 경우, 단순한 구조형식과 공장제작에 의한 현장조립의 신속한 시공 및 유지관리상의 장점들로 인하여 표준화된 강상형 보고육교가 교통혼잡이 심한 도심지와 각종 국도상에 다수 건설되어 왔지만, 이중 상당수의 육교가 공용년수 증가와 더불어 열화손상되어 안전도 및 사용성이 매우 불량한 상태에 있다. 본 논문에서는 열화손상된 기존의 강상형 보도육교의 실제적인 안전도 및 잔존내하력을 평가하기 위하여 선진각국에서는 이미 일반화되고 있는 von Mises'조합응력항복기준에 기반을 둔 한계상태설계법에 기초하여 각 구조부위의 항복 및 좌굴에 대한 각각의 비선형 한계상태모형을 제안하고 이를 실구조물에 적용해서 안전도평가 및 신뢰성평가를 수행하여 제안된 모형의 타당성을 고찰하였다. 뿐만아니라 노후된 기존 강상형 보도육교에 대한 현장재하시험 방법과 이들 시험결과를 이용한 실용적이고 합리적인 잔존내하력 평가방법을 제안하고 각국 시방서별/설계방법별로 비교, 고찰하였다. A number of standard type of steel-box pedestrian bridges are constructed in th metropolitan high way or heavy traffic urban area. Although it has the advantage of speedy construction because of its simple structural form and prefabricated erection method, it has been reported that many of these bridges are deteriorated or damaged and thus are in the state such that it would give unsafe and uncomfortable feeling to pedestrians. In the paper, for the realistic assessment of safety and load carrying capacity of deteriorated and/or damaged steel box pedestrian bridges, an interactive non-linear limit state model is formulated based on the von Mises' combined stress yield criterion. It has been demonstrated that the proposed model is effective for the reliability-based safety assessment and load carrying capacity evaluation of steel-box pedestrian bridges. In addition, this study suggests an effective and practical field load test method for pedestrian bridges.

SAE ARP-4761 Safety Assessment Process 개정 동향 분석

남궁평(Pyeong Namgung),김성수(Sungsoo Kim),이승근(Seungkeun Lee),전승목(Seungmok Jeon) 항공우주시스템공학회 2023 항공우주시스템공학회 학술대회 발표집 Vol.2023 No.05

해양교통환경 위험 분석 도구 개발을 위한 요구사항 분석 - IALA위험관리 방법론 중심 -

심우성 해양환경안전학회 2019 해양환경안전학회 학술발표대회 논문집 Vol.2019 No.11