JP2003006798A - 航空管制装置 - Google Patents

航空管制装置

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JP2003006798A
JP2003006798A JP2001225160A JP2001225160A JP2003006798A JP 2003006798 A JP2003006798 A JP 2003006798A JP 2001225160 A JP2001225160 A JP 2001225160A JP 2001225160 A JP2001225160 A JP 2001225160A JP 2003006798 A JP2003006798 A JP 2003006798A
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Japan
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control
tunnel
aircraft
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air traffic
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Motohiro Okada
元浩 岡田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、航空管制の安全性、信頼性を向上
させる事が出来る。 【構成】 3次元空間を運行する飛行機行路を2次元又
は1次元にして制御する事に依り、マニアル管制の場合
の管制ミスを低減させる事が出来る他、主管制を自動化
し、人間は監視役にまわる場合にも、監視作業を分割し
容易にする。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、主として旅客飛行機の
管制を、より安全にする手段に関する。 【0002】 【従来の技術】飛行機の運行の安全は最終的には機長や
管制官等の人間の判断を優先させて居り、此の状態は当
分改善される見通しは無い。しかし現在の様に音速に近
い速度で過密運行が行われている現状は、量的にも質的
にも人間が正確に判断出来る限界を越えて居り、是を熟
練や気力で対処したのでは充分な信頼性は得られない。 【0003】具体的に言えば、飛行機は3次元で飛行し
て居るが、民間航空管制用のレーダースクリーンは各機
の高度は数値で表示されては居るが、アナログ画面とし
ては2次元、すなわち平面図で有る。従って、若し高度
表示を利用せず、2次元画面だけで管制を行うと仮定す
れば、道路で言う平面交差の交差点がしばしば発生す
る。飛行機は信号停止は出来ないから、信号の無い交差
点の様にタイミングをずらして譲り有って渡るしかな
い。しかし最近の高速機では其は不確実で危険で有るか
ら、高度を変えた立体交差が必要で有る。しかしレーダ
ー画面上には現在の高度は表示されて居るから地上の立
体交差の様に、水平飛行で高度差を設けて交差点を通過
する場合には一応安全の筈で有るが、高度はテシタル数
値で表示されて居る為、上記レーダー上の平面図の様な
アナログ表示に比べて読み取りミスが起き易い。更に上
昇又は下降中の機体に付いては矢印で表示されるが、そ
の1次、2次微分値や、その計算結果としての、交差点
での予定高度差は表示されない。従って現在相手機より
高度は低いが、交差点では相手機より上に成ったり、成
らなかったりするのは判断困難で不確実で有る。まし
て、其を管制官の熟練や気力に頼るのは非現実的で有
る。 【0004】一方、コンピューターの進歩に依り、デジ
タル位置サーボ制御が容易と成り、高速エレベーターや
空港のシャトル鉄道等、1自由度の移動体の高速高精度
運行が実用化された。また衛星情報を利用した自動車用
ナビゲーターは10メーター程度の座標測定精度を持つ
商品が大量生産され、普及して居る。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の様な
低自由度の地上交通の技術を生かせる様にして、航空管
制の安全を計るもので有る。 【0006】 【課題を解決するための手段】3次元グラフイックの技
術を利用し、コンピューター内に飛行空間を模した空間
を設定し、その中に航路を模した多数の地下鉄のトンネ
ルを儲け、その中の線路に沿って飛行機を飛ばす様に実
空間の飛行を管制する。基本的に各トンネルは交差する
事は無い様に設計する。基本的に管制は1自由度と成る
為、鉄道と同様な信号システムが利用出来る。特に最新
の地下鉄等は全自動で、運転手は非常用見張り程度の業
務しか無い為、本発明方式では機長や管制官の人為ミス
の可能性が著しく少なく成る。 【0007】トンネルの設計は3次元ロボットの制御と
同様PTP(Point to Point)方式とす
る。ポイントの間隔もロボットの場合と同様、直線部で
は荒く、曲線部は細かく、ポイントの途中はスプライン
関数等で保換する。 【0008】各トンネルの内壁は3次元座標でお互いに
重複した座標を持つ事の無い様、エラーチエック用コン
ピューターで監査する。トンネルの中央には仮想軌道を
設け、機体がはマニアル又は自動で軌道上に拘束され
る。更にトンネルの内壁の外に安全地帯分の厚さを取っ
た外壁を設け、その外壁の3次元座標が重複しない様に
し、機体が内壁に接触した場合に警報が出る様にする場
合も有る。 【0009】飛行精度の保ち易さ、脱線時の危険等を考
慮して、過密部付近等で部分的にトンネルの太さや、他
のトンネルとの外壁間の距離を変える場合も有る。 【0010】トンネルの曲率は現在の航路の様に多角形
では無く、充分な緩和曲線、操舵時の過渡期の特性を考
慮した、曲線進入、曲線脱出部の緩和曲線を設け、現在
の多角形管制の様に角地で機体を傾けて方向転換を計る
様な事を止める。 【0011】雷雲の発生等危険な環境を地上や機上で発
見し、回避する場合や、偏西風等の気象状況等に応じて
燃費の最小化を計ったりする為、トンネル内を飛行中の
飛行機に危険が及ばない様に配慮しながら、使用中のト
ンネルの改造を行う。具体的には、新しい迂回路を新設
して、旧道の新規進入を禁止する。 【0012】同一トンネル内に複数の飛行機が存在する
場合には機間距離はコンピューターが自動管制するが、
監視役の機長や管制官の為に機間距離より細かい区間に
信号機や、鉄道のATSの様な機能を設ける。 【0013】信号が赤でもATSが作動しても、後ろの
飛行機は鉄道の様に停止する事は出来ないが、前の飛行
機も止まる事は出来ないので、赤信号で減速すれば、近
寄り速度を負にする事が出来、追突の危険は無い筈であ
る。其でも機間距離が保てない様で有れば、其は前の機
体が完全に故障で有るから、救急トンネルを設けて退避
させる。通常からトンネルを全部、または高速道路の登
坂路の様に一部だけ上下2段にし、追越し可能にする場
合も有る。 【0014】上記追越しを含め、高速道路のレーンチェ
ンジ、ジャンクション、鉄道のポイントの様な物は必要
で有る。特に滑走路上では多数のトンネルは設定出来な
いので、空港近くに、上下、左右の分岐、合流が必要で
有る。但し此の場合も地上と同様、2本の並行トンネル
間の2次元乗り移りの組合せとすれば、ポイント切替え
だけをマニアルで管制したとしても、長年の実績の有る
鉄道と変わらないのでミスの可能性は低い。 【0015】正常時のトンネルの座標等のデーターは予
めカーナビの様にCDロム、メモリーチップ等で機内に
装備し、変更部はインテルマットや地上波に依り随時配
信される。各機体は管制からのレーダー波を浴びた際に
自機の変更後の行き先の座標を確認の為返信し、地上の
管制機器で確認し、記録する。 【0016】 【作用】上記のように構成された航空管制装置は、人間
の不得意な3次元の管制業務の次元を下げる事に依り、
マニアル管制の場合の管制ミスを低減させる事が出来る
他、主管制を自動化し、人間は監視役にまわる事に依
り、更に安全性、信頼性の向上を可能にするもので有
る。 【0017】 【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図1は本発明装置の一実施例を示す図で、1、2、3は
互いに交差しない独立したトンネル。円筒4は積乱雲等
暫定的、または固定的な飛行禁止区域で、各トンネルは
是とも交差しない。是等は実空間に対応してコンピュー
ター内にも仮想的に存在する。5、6は信号機、7、8
は鉄道のATSに相当するもので、いずれも実空間には
位置のみが存在し、可視表示や管制への介入は仮想空間
を経て行われる。 【0018】図2は鉄道のポイントに相当する合流部の
実施例を示し、トンネル9と10から飛来した飛行機1
1や12は、並行するトンネル区間13上で、隣に機体
が無い事を確認し、且つ信号14、15の許可を得て合
流先のトンネル16に進入する。図の様に11と12が
並行して飛行する事が無い様に、事前の信号機で調整す
るが、万一此の様なフェーラーモードが発生した場合に
も、シングルフェーラーポイントと成らない様にする
為、互いの存在をレーダーで確認したり、信号機の指示
に依ったり、予め優先側を決めたり、その場で緊急度を
考慮したりする場合も有り、取り合えず合流を見送る側
は、退避路17、18に向かう。基本的に、合流前のト
ンネル9、10内に適正機間距離で機体が連なって居る
場合には、合流後の機間距離は半分に成って仕舞うの
で、両機共退避させる場合も有る。 【0019】更に18の先を10に結び、ループ状トン
ネルとする事に依り、本線9、16に対する待機路線、
すなわちバッファーレジスターとする場合もあり、更に
18から10に戻る途中にも同様のポイント部を持たせ
る所謂多重ネスティングを計る場合も有る。 【0020】いずれにしても、13部で充分マニアル判
断可能な時間並走しながら、可能な場合のみレーンチェ
ンジすれば良い。それは飛行機11と12の速度が早く
ても横方向の相対速度、すなわち衝突に対する近寄り速
度はゼロで有るから、ゆっくり時間を掛けて判断すれば
良いので、機長や管制官のマニアル操作でも、自動管制
でも充分な安全が得られるからで有る。トンネル内の中
央に設ける仮想の線路の保線業務は管制とは別分野で、
是をコンピューター化する場合には、マニアルに比して
天文学的に信頼性が上がる事、、更にコンピューターや
監査ソフトの冗長配備に依って更に巾乗で信頼性か増す
事は公知で有り、その結果低次元化した路線に従って実
機を操縦したり、管制したりするのはマニアルでも容易
且つ安全で有り、且つバードンシェアリングとして人間
にも自由度は残されて居る。更に全自動化した場合でも
此の様にタスクが分解されて居る事に依り、人間の監査
を容易にする。 【0021】 【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、航空管制の安全性、信頼性を向上させる事
が出来る。
【図面の簡単な説明】 【図1】図1は本発明装置の一実施例の機能を示す。 【図2】図2は本発明装置のポイント部の機能を示す。 【符号の説明】 1、2、3、9、10、16、17、18・・・トンネ
ル、4・・・積乱雲等 5、6、15、14・・・信号機、7、8・・・ATS
相当機能

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 3次元空間を運行する飛行機航路を2次
    元又は1次元にして制御する航空管制装置
JP2001225160A 2001-06-21 2001-06-21 航空管制装置 Pending JP2003006798A (ja)

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ID=19058194

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019171749A1 (ja) * 2018-03-09 2019-09-12 ヤマハ発動機株式会社 交通制御システム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019171749A1 (ja) * 2018-03-09 2019-09-12 ヤマハ発動機株式会社 交通制御システム
JPWO2019171749A1 (ja) * 2018-03-09 2021-03-04 ヤマハ発動機株式会社 交通制御システム

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