항공기상에 따른 B737의 효율적 재량연료 탑재에 관한 연구 = A Study on Efficient Discretionary Fuel Management According to Aviation Weather

국문 초록 (Abstract)

항공운송사업의 목표는 안전성, 정시성, 쾌적성 및 경제성이다. 즉, 항공사는 안전을 최우선 가치로 승객에게 편의를 제공함과 동시에 기업의 가장 궁극적인 목적인 수익 창출을 이루어야 한다. 그러나 최근 국제 정서의 불안, 세계적인 전염병으로 인한 여행 심리 위축으로 항공사들은 수익성이 감소하여 내부적인 운영비용 절감을 통해 현재의 위기를 타개하려 노력하고 있다. 이 중 연료비 절감은 가장 핵심적인 부분으로 항공사들은 안전 운항을 저해하지 않는 범위 내에서 적절한 연료를 탑재하기 위하여 다양한 노력을 기울이고 있다.
항공기에 탑재되는 연료는 크게 법적연료와 회사 예비연료로 구분할 수 있다. 법적연료는 항공기가 운항을 위하여 반드시 탑재해야만 하는 연료로써 명확한 법적 근거와 목적에 의하여 탑재되고 있다. 회사 예비연료는 항공사 자체적으로 자사의 안전성과 운영상의 효율성을 고려하여 분석한 결과를 토대로 선택하여 탑재할 수 있는 연료이다. 특히, 회사 예비연료 중 통계치의 편차가 크며 탑재량이 일관적이지 않은 재량연료 부분에 집중하여 합리적인 재량연료 추정할 수 있는 방안에 대하여 고민하였다. 재량연료는 운항관리사가 비행계획서를 작성하는 것에 있어 항공기상요인을 비롯한 기타 제반 사항을 종합적으로 고려하여 주관적으로 탑재할 수 있는 연료로서 동일 조건에서도 서로 다른 연료량이 결정되는 경우가 많다.
이에, 본 연구자는 운항관리사가 최우선으로 고려하는 항공기상요인과 실제 탑재된 재량연료 사용량과의 상관관계를 분석해 봄으로써 상호 간 미치는 영향 정도를 확인하고 합리적인 재량연료량을 경험 데이터의 통계적 추정을 통하여 과학적으로 추정하고자 하였다.
이를 위해, 본 연구에서는 최근 3년간(2017년∼2019년) 국적 저비용항공사 T사의 김포국제공항을 출발하여 제주국제공항에 도착하는 노선의 데이터와 항공기상청 공항예보 데이터를 확보하여 다중회귀모델을 활용한 상관관계 분석을 수행하였다. 그 결과, 독립변수로 설정한 측풍, 시정, 운고, 윈드시어, 안개, 강수, 눈의 항공기상요인은 모두 재량연료 사용량 유의미한 상관관계에 있음을 입증하였다. 정(+)의 상관관계를 지닌 요소는 측풍, 윈드시어, 안개, 강수, 눈이었으며, 이는 해당 요소가 강하거나 존재할 경우 재량연료 사용량은 증가하였다는 것을 의미한다. 반면 부(-)의 상관관계를 보인 시정과 운고는 해당 요소가 증가할수록 재량연료 사용량은 감소하였다는 것을 알 수 있다. 또한, 국내 유사노선에 대한 차이점을 검증하기 위하여 대구-제주 노선을 추가적으로 분석해 본 결과 김포-제주노선과 유사한 결과가 나타났다. 이에 따라, 항공기상요인에 따른 재량연료 사용량에 대한 회귀식을 도출하여 합리적인 재량연료량을 추정하여 의미 있는 연구의 결과를 제시할 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The goals of the air transport business are safety, punctuality, comfort and economy. In other words, airlines must provide convenience to passengers along with safety, which is a top priority, and at the same time create profits, which is the ultimate purpose of the company. However, due to the recent unstable international sentiment and shrinking travel sentiment due to the global epidemic, airlines' profits have declined, and they are trying to overcome the current crisis by reducing internal operating costs. Out of these, fuel cost reduction is the most important part, and airlines make various efforts to put the appropriate amount of fuel within the range that does not hinder safe operation.
Fuel loaded on aircraft is largely divided into legal fuel and company compensation fuel. Legal fuel means a fuel that must be loaded for the operation of an aircraft and is loaded according to a legal basis and purpose. Company compensation fuel is selectively loaded based on the analysis results of airlines considering their own safety and operational efficiency. In particular, in this study, a method to estimate reasonable discretionary fuel was considered by focusing on discretionary fuels with large deviations in statistics and inconsistent payloads among company compensation fuels. Discretionary fuel is a fuel that can be subjectively loaded by taking into account aviation weather factors and other various matters when a flight dispatcher prepares a flight plan, and different fuel amounts are often determined under the same conditions.
Therefore, the purpose of this study was to examine the mutual influence between the aviation weather factor considered as the top priority by flight dispatchers and the actual amount of the loaded discretionary fuel by analyzing the correlation of them, and to estimate the reasonable amount of discretionary fuel from the empirical perspective.
To this end, a correlation analysis using a multiple regression model was conducted by securing flight data of a low-cost airline company T arriving at Jeju International Airport from Gimpo International Airport for the last three years (2017-2019) and airport forecast data from the Aviation Weather Agency. As a result of the analysis, it was proved that the aviation weather factors of cross wind, visibility, ceiling, wind shear, fog, rain, and snow set as independent variables all had significant correlations with the use of discretionary fuel. Factors with positive correlation were cross wind, wind shear, fog, rain, and snow. This means that if these factors are strong or present, discretionary fuel consumption increases. On the other hand, the negative correlations of visibility and ceiling means that discretionary fuel consumption decreases as these factors increase. In conclusion, meaningful research results could be presented to estimate the amount of reasonable discretionary fuel by deriving a regression equation for the amount of discretionary fuel according to the aviation weather.

목차 (Table of Contents)

• 제 1장 서론 1
• 1.1 연구의 배경 1
• 1.2 연구의 목적 3
• 1.3 연구의 범위 5
• 제 2장 이론적 배경 7
• 2.1 선행 연구 조사 7
• 2.2 운항관리사의 임무 10
• 2.3 항공기상의 위험성 12
• 2.4 항공기상업무 및 공항예보 13
• 2.5 항공기 연료 탑재 규정 및 종류 17
• 2.6 항공사의 연료관리 20
• 제 3장 연구 수행 절차 및 방법 22
• 3.1 연구수행 절차 22
• 3.2 연구수행 방법 24
• 3.2.1 운항자료 수집 방법 및 범위 24
• 3.2.2 기상자료 수집 방법 및 범위 25
• 3.2.3 기술통계량 및 정규성 검증 26
• 3.2.4 다중회귀분석 27
• 제 4장 연구 분석결과 30
• 4.1 항공기상요인에 대한 재량연료 사용량 변화지수 30
• 4.2 기술통계량 분석결과 31
• 4.3 정규성 분석결과 31
• 4.4 상관관계 분석결과 40
• 4.5 다중회귀분석결과 42
• 4.6 비용 절감 분석결과 44
• 제 5장 결론 46
• 5.1 연구 결과 46
• 5.2 연구의 의의 48
• 5.3 연구의 한계점 및 향후 연구 과제 48
• 참고 문헌 50
• 부록 A. TAF 요소 54
• SUMMARY 55