친환경 교통수단에 대한 관심과 배터리와 전기 동력기술수준이 높아지면 전기 수직이착륙 동체(electric vertical take-off and landing, eVTOL)를 통해 도심항공교통(urban air mobility, UAM)에 대한 본격적인 기술적, 제도적 연구가 이루어지고 있다[1]. 미주 및 유럽의 경우 충분한 대중들의 사회적 수용성 확보를 위해 EASA (European Union Aviation Safety Agency)는 2020년 11월부터 2021년 4월까지 맥킨지(McKinsey & Company)와 UAM에 대한 이용자들의 수용성에 대한 포괄적인 연구결과를 발표한 바 있다.

새로운 교통수단이 등장할 때 매번 이용객들의 新교통수단 수용성에 영향을 미치는 요인들에 대한 연구가 이루어져 왔다. 하지만 국내에서는 K-UAM 로드맵이 만들어진 이후, 실증노선 구축 대상 지역으로 거론되는 지자체에서 항공관리감독당국 뿐만 아니라 학계에서도 충분한 지역사회 이용자들의 사회적 수용성을 파악하지 못하였다. 따라서 본 연구는 UAM 항공교통 노선에 대한 지역사회의 인식을 전문가 AHP (Analytic Hierarchy Process) 분석을 통해 실증 분석하고자 하였다. 본 AHP 결과를 바탕으로 새로운 항공교통수단에 대한 사회적 수용성이 무엇인지 파악하고 향후 안전도 향상을 위한 인적요인 개선방향이 무엇인지 파악해 보고자 하였다.

1. K-UAM 단계별 발전 계획

1) 초기 운용 형태(2025–2030)

전 세계 도시인구는 산업화로 인한 도심 집중화 현상으로 폭발적인 증가로 인해 지상 교통 혼잡의 영향을 받아 각종 사회적 비용이 발생하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 교통수단으로 UAM의 필요성이 대두되기 시작하였으며[2], 우리나라도 국토교통부를 중심으로 도심항공교통 분야의 업계, 학계, 지자체, 공공기관 37개 기관이 참여하는 ‘UAM Team Korea’ 제3회 본 협의체를 개최하고 주요 정책에 대한 공유, 논의를 통해 보완 수정을 거처 UAM 관련 주요 이슈 및 동향을 지속적인 분석을 통한 발전에 대해 논의 중이다[3,4].

초기 운용은 기장이 직접 기체에 탑승 후 수도권 하나 또는 다수의 시범 고정형 회랑에서 운용을 시작하며 주요 조건은 다음과 같다.

조종사 운용 방식은 조종사가 직접 탑승하여 시계비행방식(visual flight rule, VFR)으로서 초기에는 운용한다. 교통관리체계UAM 전용 교통관리체계를 도입한다. UAM 회랑항로운영 방식은 고정형 회랑을 이용하며, 항공통신망은 상용이동통신(4G, 5G) 및 항공음성 통신을 사용한다. 항공교통 흐름관리는 데이터 기반 자동화 방식으로 관리하며 버티포트 입지형태는 수도권상용화 시범 서비스를 위해 도심과 공항을 연결하여 소수의 버티포트 인프라 구축을 목표로 한다(Table 1) [3].

2) 성장기 운용 형태(2030–2035)

성장기 운용은 원격조종 도입 후 필요 시 안전관리자 가 탑승하여 광역권 및 수도권에서 고정형 회랑망을 구성하여 UAM 운용이 성정하는 단계이며 주요 조건은 아래와 같다.

성장기 조종사 운용은 원격조종 도입을 추진한다. 원격조종 기능 미 지원 시 조종사가 탑승하며 원격조종시스템 도입 시에는 필요에 따라 비상 개입 및 승객 안전등을 고려하여 기내 안전관리자의 탑승 여부를 결정해야 한다. 교통관리체계는 UAM 교통관리서비스 제공자 주도로 운영하며, 회랑운영방식은 고정형 회랑망 방식을 사용한다. 항공통신망은 저궤도 위성통신, 5G, 6G 및 C2 LINK 등을 사용하며 항법시스템은 영상기반 상대항법 및 정밀위성항법 시스템을 사용한다. 마지막으로 버티포트 입지 및 형태는 수도권 서비스 제공을 위한 버티포트 네트워크를 구축하며 버티포트의 기능 및 규모에 따라 위계를 설정하여 운용한다[3].

3) 성숙기 운용 형태(2035)

UAM성숙기가 도래하면 UAM 운용은 무인 자율비행체제로 전환된다. 전국 도심에 동적 회랑망을 구축하여 UAM 운용이 성숙기에 도달하는 단계로 이를 위한 주요 조건은 아래와 같다. 조종사 운용 조건은 무인 자율비행이며, 교통관리체계는 UAM 교통관리 체계 100% 운용을 목표로 한다. 비상 시에만 항공교통관제사가 개입을 한다.

회랑운영방식은 동적 회랑망 방식을 사용하며 항공통신망은 저궤도 위성통신, 5G, 6G 및 C2 LINK 등을 이용한다. 항법시스템은 정밀위성항법 및 복합 상대항법을 사용하며, 항공교통 흐름관리는 데이터 기반 자동화 관제, 비상시 음성관제 보조를 활용한다. 마지막으로 버티포트 입지 및 형태는 전국 도심에 서비스 제공을 위한 버티포트 네트워크를 구축하고 자동화 운용을 구현한다[4].

4) UAM 도심항공교통 수용성

세계 각국은 도시집중화 현상에 따른 교통 혼잡을 해결하기 위한 방안으로 도심항공교통을 연구하고 있으며 향후 3–5년 이내 상용화를 통한 도시에서의 이동을 조금 더 빠르고 친환경적인 이동수단을 목표로 연구 중이다[2].

유럽 또한 제도적 기술적으로 활발하게 연구가 이루어지고 있으며 유럽시민들의 도심항공교통 이용자의 신뢰와 이에 대한 사회적 수용성은 성공적인 상용화에 중요한 부분이 될 것이며[5], EASA는 2020년 11월부터 2021년 4월까지 맥킨지 컨설팅과 도심항공교통의 사회적 수용성에 대한 현지 시장 분석, 철저한 조사, 문헌 검토, 인터뷰 및 설문조사를 바탕으로 종합적인 연구를 진행하였다. 우선 사용자의 긍정적인 반응과 관련된 연구 결과를 정리하면 다음과 같다.

첫째, 도심항공교통에 대한 인식은 전반적으로 긍정적으로 83%의 응답자들이 긍정적이었으며 3%의 소수만이 매우 부정적인 인식을 가지고 있었다. 또한 예상과는 달리 6개 도시 응답자들 간 큰 편차는 없었으며, 가구 구성, 연령, 신기술에 대한 친밀감에 대한 기준에 동질적 응답을 하였다. 둘째, 공적인 활용(의료, 응급 이송 등)사례를 중요한 것으로 생각하고 있으며 이는 UAM을 관광 및 개인적인 활용보다 안전 및 보건 분야에서의 활용에 대한 관심이 있다는 것을 의미하고 있지만, 응답자들은 안전 및 보안기준은 동일한 수준을 충족해야 한다고 응답하였다. 셋째, 응답자의 71%는 비상상황 시 시간이 줄어들 것으로 기대했으며 51%의 응답자는 교통체증 감소를 기대하였고 48%는 탄소배출에 대한 기대감이 그 뒤를 이었다. 41%는 원격지에 대한 연결성 개선, 32%는 일자리 창출을 기대했다.

사용자의 부정적인 반응과 관련된 연구 결과를 정리하면 다음과 같다.

첫째, UAM 배달에 대한 절충(trade-off)안 분석 결과 응답자는 안전, 소음, 시각적 안전수준을 최고 수준으로 구현 및 개선된다면 24%의 응답자 수용도는 80%까지 향상될 수 있고 24%의 응답자는 어떠한 상황에서도 UAM 배달을 수용하겠다고 응답하였다[6]. 둘째, UAM이 상용화될 경우 EU시민들의 중요관심사 중 환경에 대한 우려가 컸으며 그중 동물에 대한 부정적인 위험이 있었으며 그중 절반 이상은 소음 공해에 대한 우려였다. UAM 기체 생산 및 제조, 배터리가 미칠 기후 변화의 영향이 뒤를 이었다. 셋째, 설문조사 결과 도심항공교통의 항공보안 관련사항은 응답자들의 세 번째로 높은 관심사였으며, 에어택시 및 UAM 배달에 대한 신뢰도가 50% 정도로 나타났으며 이는 개선될 여자는 충분하다고 보았으며 응답자들의 50% 이상이 사이버 보안 규제가 도심항공교통 기체에 대한 신뢰에 영향을 미칠 것이라고 지적하였다.

마지막으로 참여자들은 드론의 배달범위가 사적인 영역에 가까울수록 더 편안함을 느낄 것이라고 응답했으며, 자율성이 제한되는 에어택시의 경우 배터리 충전을 위해서는 지상의 특정 기반시설이 필요하며 직장과의 거리 또는 거주지와 이착륙 지점의 거리가 50 m 이내일 때 소음과 안전에 대한 문제가 가장 우려된다고 응답하였다.

2. AHP분석을 활용한 UAM 수용성

1) AHP 분석 방법론

AHP는 서로 다른 대안들을 체계적으로 평가하여 우선순위를 도출해내는 의사결정 방법이며 AHP는 문제가 복잡하고 다수 평가 기준이 있을 경우 인간의 뇌가 단계적, 계층적으로 분석하는 과정을 활용하여 판단하는 원리에 기초하며 상대적인 중요도 및 선호도를 비율 척도(ratio scale)로 측정하여 정량적 결과를 도출하는 방법으로 공공 정책의 수립, 인사고과의 평가기준 구성, 사업의 타당성 검토 등 현실적인 문제에 적용할 수 있다[7].

항공교통과 같이 다수가 이용하고 다양한 이해 관계자에 광범위한 영향을 미쳐 의사결정과정에서는 보다 다양하고 상충적인 기준이 함께 고려되어야 할 때 AHP 분석방법론이 매우 유용하다. 특히 정부, 학계, 업계, 시민 등 의사결정 참여자들이 정책과 계획 개발과 관련한 이슈에 서로 다른 의견을 제시하는 경우가 많아 사전에 이들의 의견을 파악하고 효과적으로 수렴하는 방법으로 알려져 있다[8].

2) AHP 실증분석

본 연구는 서로 다른 대안들을 체계적으로 평가하여 우선순위를 도출할 수 있는 의사결정 방법(AHP)을 통해 UAM의 사회적 수용성에 대한 의견을 수립하기 위해서 20명의 항공교통본부 국토교통부 및 공군 관제사를 대상으로 총 10개 전문가 AHP설문지를 분석 대상으로 선정하였다. 일관성 검증을 추가로 수행하여 AHP 설문응답에서 비일관성 발생 가능성을 배제하였다.

원인) 서수적 일관성 결여: A>B>C의 순위가 바뀌게 응답

원인) 기수적 일관성 결여: A가 B보다 2배 A가 C보다 4배, B가 C보다 9배 중요

AHP 분석에서 응답일관성 정도를 비일관성 비율로 나타내는 데 비일관성비율(consistency index)이 0.1 초과할 경우 합리적 일 관성 부족으로 판단하여 AHP 분석결과를 신뢰할 수 없는 것으로 알려져 있다.

첫째, UAM 사용 목적에 대한 분석결과 일관성 비율은 0.0034로 나타나 신뢰할 만한 수준인 것으로 분석되었다. 변수 별 가중치를 분석한 결과 ‘의료시설 후송’이라는 목적이 가장 가중치가 높은 것으로 나타났다(Table 2).

둘째, UAM 새로운 교통수단으로서 장점에 대한 분석결과 일관성 비율은 0.0227로 나타나 신뢰할 만한 수준인 것으로 분석되었다. 변수별 가중치를 분석한 결과 ‘신속성’이라는 장점이 가장 사용자들이 높이 평가하는 항목인 것으로 나타났다(Table 3).

셋째, UAM 인적 요인에 대한 분석결과 일관성 비율은 0.0144로 나타나 신뢰할 만한 수준인 것으로 분석되었다. 변수별 가중치를 분석한 결과 ‘비행 안전’이 UAM 운용 단계에서 인적요인으로 인한 위험성이 가장 크고 위험 관리가 필요할 것이라는 응답이 가장 높았다(Table 4).

마지막으로 버티포트 설계 시 고려사항에 대한 분석결과 일관성 비율은 0.0217로 나타나 신뢰할 만한 수준인 것으로 분석되었다. 변수별 가중치를 분석한 결과 ‘주변 기반시설’이 UAM 운용 단계에서 버티포트 구축 시 가장 중요한 요인으로 부각되었다[9]. 사용자들은 버티포트와 기존 지상교통(철도 및 도로) 또는 해상 교통과의 환승연결성뿐만 아니라 주차, 전기차 충전, 자율주행 셔틀 연결성 등 다양한 새로운 모빌리티와 버티포트와 호환성 등을 다각적으로 고려한 것으로 사료된다(Table 5, Fig. 1) [10].

AHP 실증 분석 결과 UAM의 사용 목적에 대한 항목에 관해 의료시설 후송, 긴급 수송, 원격지 연결의 3가지 항목 중 ‘의료시설 후송’ 목적이 가중치가 높아 가장 중요한 변수로 판명되었다. EASA 선행 연구 결과 공공의 이익을 목적으로 하는 것에 지대한 관심을 보였으며, 특히 의료시설 후송과 같은 '응급 이송'이 UAM 사용 목적에 가장 부합하는 항목으로 나타났다. UAM은 수직 이착륙이 가능하고 혼잡한 교통상황에 구애 받지 않고 자유롭게 운송을 할 수 있다는 장점으로 인해 긴급한 응급상황에 UAM 활용은 가장 적합한 사용 목적이 될 수 있을 것이다.

새로운 항공교통수단인 UAM 장점에 대한 항목으로 신속성, 편리성, 확장된 연결성 항목 중 ‘신속성’이 UAM 장점 항목 중 가장 가중치가 높아 중요한 변수로 도출되었다. EASA의 선행 연구 결과 UAM이 미래 생활에 미치는 가장 큰 장점에 관한 항목에서 유럽 시민 응답자 중 71%의 응답자가 비상사태 시 시간을 단축시켜줄 것을 기대하였다. 이미 전세계 주요 대도시권의 도로 교통량은 포화상태이며 더이상 교통 인프라를 구축할 수 없는 한계에 도달하였기 때문에 신속성을 지닌 UAM의 장점에 기대하고 있다.

UAM 인적요인-위험관리에 대한 설문 항목으로 비행안전, 항공교통흐름관리 및 항공보안 항목 중 ‘비행안전’이 UAM 인적요인에서 가장 위험 관리가 필요한 항목으로 조사되었다(Appendix).

EASA의 선행 연구 결과 유럽시민 응답자의 대부분이 항공안전에 대한 우려를 보였다. 또한, 응답자의 24%는 기존의 항공운송산업과 동등한 수준의 안전성이 확보된다면 UAM 사회적 수용성이 80%까지 증가하는 것을 알 수 있었다. 항공운송산업의 경우 한 번의 실수 또는 오류로 인해 대형사고가 발생하고 있는 것을 알 수 있기 때문에 같은 3차원 공간에서의 운송수단인 UAM 또한 비행안전을 최우선시 하여야 할 것이다. UAM은 도심지뿐만 아니라 광역권에 이르기까지 고밀도 인구 밀집지역에서의 운항을 목표로 하기 때문에 더욱 안전에 많은 노력을 기울여야 할 것이다. 비행안전성을 증가시키기 위해서는 UAM 기체, 항행안전시설, 버티포트 등과 같은 장비 및 시설에 대한 연구개발뿐만 아니라 항공사고의 대부분이 인적요인으로 인해 사고가 발생하기 때문에 UAM이 성숙기에 100% 자율무인 비행체계로 전환된다 하더라도 이해관계자에 대한 인적요인 관련 연구가 필요할 것이다.

This research was modified based on KSAA (Korean Society for Aviation and Aeronautics) Fall Conference, 2022.

Conceptualization: S.S.P. Data curation: S.S.P. Analysis and interpretation: H.S.K. Writing - the original draft: S.S.P. Critical revision of the article: H.S.K. Overall responsibility: H.S.K.