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블랙박스
블랙박스(Black Box)는 항공기, 자동차, 선박에 탑재되어 이들의 조작 과정과 운행에 관련된 정보를 기록하는 장치이다. 1956년에 호주 항공과학기술연구소의 데이비드 워런(David Warren)이 '플라이트 데이터 레코더(FDR: Flight Data Recorder)'를 발명하여 항공기의 고도 및 속도 등을 분석한 데이터를 금속 테이프에 기록하게 되면서 블랙박스의 원형이 출시되었다. 블랙박스는 주로 사고 원인 분석에 사용되며 소수의 국가기관이나 전문기업에서 내용 해독이 가능하게 설계하였다.
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개요
블랙박스는 비행기의 조작과정과 운행정보를 기록하는 장치이다. 블랙박스라는 단어는 사회적으로 장치를 가리키는 속어이고 정식 기술명칭은 '비행 데이터 기록 장치'(FDR, Flight Data Recorder)이다.
외곽에 주황색 또는 오렌지 색상을 띄웠으며 야간에 식별하기 쉽도록 반사 표시들이 되어 있다. 외형치수는 50cm(L)*20cm(W)*15cm(H) 정도이고 자중은 11kg 수준이다. 37.4톤의 충격에 견디고 1,100℃의 고온에서 30분, 260℃의 온도에서 10시간 견딜수 있으며 6,096m의 깊은 수중에서 30일간 견딘 기록을 가지고 있다. 블랙박스는 비행고도, 대기속도, 기수방위, 엔진상황 등이 25시간까지 수록된 FDR(Flight Data Recorder)와 조종실내 대화와 관제기관과의 교신내용중 최종 30분간이 녹음되는 '조종실 음성 기록 장치 (CVR: Cockpit Voice Recorder)'로 구성되며 비행기 추락사고가 발생한 뒤 ULB(Under Water Located Beacon)라는 장치를 통해 특수 전자파(주파수 7.6kHz)를 발사하여 전파탐지기에 감지되게 한다.
사고원인의 분석은 FDR의 컴퓨터 자기 테이프에 수록된 데이터와 CVR에 기록된 데이터로 진행된다. FDR의 해독은 미국, 러시아, 일본을 비롯한 소수의 나라들에서만 해독이 가능하며 전반 과정을 거치는데 통상적으로 1개월 이상 걸린다. CVR에는 기장과 부기장, 항공기관사와 조종실 내부의 무선마이크 등을 통한 대화내용이 담겨져있으며 음성 구분으로 4개 채널로 나눠 기록된다. CVR이 보존하는 데이터는 30분이내의 데이터이며 이의 해독은 한국에서도 1일~2일 정도에 분석을 완료할 수 있다.
블랙박스는 초기에 군용비행기용으로 사용되었으며 2차 세계대전 시절에 기계 기록 방식으로 사진인화지에 기록하였다. 하지만 기록 방식 자체의 한계로 데이터 보존 실적은 별로 안 좋았으며 후에 자기 기록 장치가 개발되면서 기록의 신뢰도가 개선되었다. 2차 세계대전 뒤에 민용항공기에도 FDR 장치를 탑재하기 시작하였으며 여기에서 가장 큰 기여를 사람이 호주 항공과학자 데이비드 워런(David Warren, 1925~2010)[1]이다. 1956년에 워런은 현재 적용되는 블랙박스의 원형이라고 할 수 있는 FDR을 발명하였다.
1950년대 말에 미국 FAA에서 처음으로 블랙박스 제품 표준 TSO-C51을 배포하였으며 1996년까지의 사이에 수차의 개정을 추진하였다. 20세기 60년대에 5개 매개변수를 계측하다가 70년대에 자기테이프 장치를 적용하면서 100여개 매개 변수를 계측하고 최종 25시간내의 항공 데이터를 수집하였으며 90년대에는 반도체 메모리를 사용하여 2 시간내 CVR과 25시간내 FDR 항공데이터를 수집하여 항공사고 분석의 정확도를 대폭도로 향상시켰다. 최근의 블랙박스는 항공기추락시 자동 기체 분리기능도 갖고 있으며 분리된 뒤 바다에 떠 있으면서 무선신호를 발사하여 위성 위치감지 장치와 연락할 수 있다.
1970년대 말에 유럽에서 솔선적으로 아날로그 방식의 주행데이터 기록장치를 출시하고 법규를 제정하는 방식으로 버스와 트럭에 주행데이터 기록장치를 설치하게 하였으며 1990년대에 미국과 독일에서 디지털 자동차 사고 기록 장치(블랙박스)를 출시하여 운전자들의 속도위반 운전을 감독하였다. 자동차 보유량의 증대에 따라 교통사고 건수도 나날이 늘어나는 상황에 비추어 한국에서 블랙박스의 업그레이드를 추진하여 영상촬영과 음성기록이 가능하게 하였으며 G-SENSOR와 GPS를 이용한 주행노선 기록이 가능하게 하였다. 이로서 자동차 사고 기록 장치 EDR이 출시되었다.
블랙박스의 도입에 따라 항공사고나 교통사고 분석의 효율이 향상되었으며 이러한 사고분석을 통해 사고를 사전에 방지하고 설비의 진단과 유지보수를 추진하는데 상당한 도움이 되었으며 이로서 항공/교통 안전 수준을 향상시켰다.
연혁
□ 제1대
1950년대 초에 개발되었으며 시험비행 데이터 기록장치를 참조로 개선을 하였다. 금속박(金屬箔, Metal foil)에 핀으로 선을 긋는 방식으로 데이터의 변이곡선(變異曲線, variation curve)을 반영하였으며 항공기의 방향, 고도, 공중속도, 수직하중(Vertical load)과 시간 등의 5개 매개변수(媒介變數, parameter)를 계측하였다.
□ 제2대
1950년대 말에 개발되었으며 기술원리는 자기테이프 장치와 유사하였다. 단지 자기테이프 장치의 외곽을 충격에 견디고 불에 견디는 방호성능의 외곽으로 하였다. 미국연방항공국(FAA, Federal Aviation Administration)에서 배포한 블랙박스 표준 TSO-C51에 따르면 블랙박스는 100g 중력가속도에서 11ms 유지되는 충격에 견디여야 하고 1100℃ 고온에서 30분간의 소각에 견디여야 하였다. 1966년에 표준은 TSO-C51a로 개정이 되고 충격에 견디는 설정치를 1000g로 향상시켰으며 침투방지능력(anti penetrate capability), 정적 압박(Static Squeeze), 해수부식방지, 부식액부식방지 등의 요구를 제사하였다. 제2대 블랙박스는 통상적으로 몇십개 매개변수를 계측하였으며 이와 동시에 CVR도 추가되었다.
□ 제3대
제3대 블랙박스는 마이크로 전자기술의 발전에 따라 1990년대에 개발되었다. 반도체 메모리 기술이 적용되기 시작하였고 비행기 추락사고에서 블랙박스가 훼손되는 상황을 인식하게 되면서 방호능력 표준을 TSO-C124로 업그레이드 하였다. TSO-C124 표준은 충격에 견디는 한계치를 3400g로 향상시키고 1100℃ 고온에서 60분간의 소각에 견디어야 하며 해수부식에 견디는 날자를 36시간에서 30일, 심해 6000m 해수압력에 견디어야 한다는 등의 조항을 제시하였다. 1996년에 FAA는 TSO-C124a 표준으로 업데이트 한 뒤 260℃에서 10시간 견디어야 한다는 요구를 추가하였다. 제3대 블랙박스는 수백개의 매개변수를 기록하고 기능도 단순한 비행사고 조사에서 확장하여 일상적인 항공기조종사 모니터링, 비행고장의 진단과 유지보수까지 기록하였다.
□ 현재
신 세대 블랙박스는 수천개의 매개변수를 기록하며 위성통신 방식을 이용하여 정기적으로 핵심데이터 전송작업을 추진한다. 통신대역과 신호맹점 및 천후의 영향으로 실시간 데이터전송방식은 아직까지 전통적인 블랙박스를 대체할 수 없다. 이외 항공기 추락사고가 발생할 때 자동으로 기체에서 분리되는 기능도 추가되고 있으며 분리된 블랙박스는 물에 떠 있을 수 있고 무선신호 발송이 가능하며 위성방식 위치 감지 기능을 갖고 있다.[2]
자동차 블랙박스
차량용 블랙박스는 크게 두 가지로 나뉘며 'EDR(Event Data Recorder)' 형식과 카메라 형식으로 나뉜다.
EDR은 차량 제조사에서 직접 개발하여 차량의 제조과정에 탑재하며 주로 페달(액셀레이터, 브레이크)이나 스티어링 휠(핸들)의 조작 여부, 차량의 속도 등 차량의 운행에 관련한 정보를 디지털 데이터로 기록한다.
카메라 형식은 북미에서 대시보드 카메라(dashboard camera) 또는 대시캠(dashcam)으로 불리며 차량 내부의 룸 미러 근처나 대시 보드 등에 설치되어 촬영한 영상 데이터를 기록한다. 자동차 제조사에서 제조과정에 EDR를 탑재하는 반면에 대시캠은 외부의 전문 업체가 개발하여 구매 고객의 요청에 의해 이미 출고된 차량에 추가로 탑재하는 경우가 많다.
EDR은 자동차 제조사의 도움이 없이는 내용 해독이 어려우며 대시캠 데이터는 쉽게 접근이 가능하다.
2000년대 이후로 자동차 제조업체에서 출고된 차량에는 차량의 현재 상태를 확인할 수 있는 차량 정비용 인터페이스인 OBD(On Board Diagnostics)를 갖춘 경우가 많으며 일부 대시캠은 이 OBD와 연동하여 동영상을 촬영하는 동시에 OBD를 통해 실시간으로 전송되는 각종 운행 정보까지 함께 기록하는 기능을 가지고 있다. 이러한 차량용 블랙박스는 동영상 뿐 아니라 차량의 속도나 브레이크의 전개 여부, 스티어링 휠의 각도와 같은 데이터까지 열람이 가능하므로 좀 더 체계적인 사고 분석이 가능하다. [3]
각주
참고자료
같이 보기
