JP2003085700A - 航空機の誘導管制支援システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】空港における航空機を安全に誘導し、かつ管制
業務の負担低下を実現させる。 【解決手段】位置検出部１０１で航空機の位置を検出
し、最初に航空機位置情報１０２を用い、衝突危険判定
部１０５で各航空機の衝突の危険性がないか確認する。
次に存在区間判定部１１０で航空機が空港内のどの区間
に存在するか調べ、区間占有決定部１１１で他の航空機
と占有区間の競合が無いか確認する。次に区間占有情報
１１２と前もって作成された区間占有計画情報１１６と
比較し、移動経路計画が現状に適用可能か占有区間整合
性検証部１１４にて検証する。最後に現在の航空機位置
関係から経路情報１２２を用いてシミュレーション部１
１５にて各航空機の目的地までの移動シミュレーション
を行い、区間占有計画情報１１６との整合性を検証す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空港における航空機
の誘導管制に関するものである。特に、地上において航
空機が安全に移動するための航空機の地上誘導管制支援
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】現行の空港における地上誘導管制は、管
制官が目視で航空機位置を確認し、離陸の場合は該当す
る滑走路の入口まで、着陸の場合には目的のスポットま
で、他の航空機の動きを監察しながら無線を使った音声
誘導を行っている。航空機の需要は年々高まってきてお
り、飛行機の１日の発着便数が年々増加の一途をたどっ
ている。また、航空機に対する需要が高まるにつれ、利
用者および航空機運用面の両方の点から、定時離発着な
ど交通手段としての高信頼化が要求されるようになって
きている。しかしながら、航空機の増大に関しては新規
空港の開発や空港規模の拡張は容易ではないために、増
大していく発着便数に対して、現行の空港における地上
誘導管制の処理能力は限界にきている。また現行の空港
では前述の通り航空機を目視で観測しているため、夜間
や霧、雨の場合には目視が非常に困難になり、その結果
離発着ダイヤの大幅な遅延や、航空機の運休を発生さ
せ、交通手段としての高信頼化が行えないでいた。こう
した問題を解決するために、空港内に各種様々なセンサ
を配置して航空機の位置検出を行う方法が提案されてい
る。（特許第2837420号、特開平6-301898、特開平6-301
900、特開2000-128091）また、得られた航空機の位置情
報を利用して、交差点付近における機体制御の提案や
（特開平9-282600）、各航空機の移動経路情報を管制側
に表示することで管制官の管制負荷低減を可能とする方
法に関する提案なども行われている。（特開平9-28260
0、特開平10-269500）

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、航空機の移動監視・制御について、十分
に行うことができなかった。従来技術においては、監視
のみもしくは交差点付近など局所的な移動制御しか行っ
ていなかった。このため、十分な航空機の誘導（管制）
を行うことができなかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決すため
に、本発明は、以下の構成をとる。航空機の誘導を行う
ための誘導管制支援システムにおいて、前記誘導管制支
援システムが管理する領域を複数の区間領域（区間）に
分割して記憶する手段と、前記所定領域に存在する航空
機について、前記複数の区間領域のいずれの区間領域に
存在するかを検知する手段と、検知された前記航空機が
時間の経過に応じた移動位置の変化を示す移動経路を計
算する手段と、計算された前記移動経路に基づいて、前
記複数の区間領域のうち、前記移動経路に含まれる区間
領域について、当該区間領域を検知された前記航空機が
通過する時間である通過時間帯を計算する手段と、前記
移動区間に含まれる区間領域について、計算された前記
通過時間を検知された前記航空機が当該区間領域を他の
航空機対して占有できる占有時間帯として決定する手段
とを有することを特徴とする。なお、占有時間帯は、領
域内に存在するすべての航空機について、その航空機が
通過する予定の全ての区間領域について、計算してもよ
い。

【０００５】また、本発明においては、記憶する手段
が、前記領域として空港を複数の区間領域に分割して記
憶し、記移動経路を計算する手段は、前記航空機が離陸
するまでの移動経路を計算してもよい。

【０００６】また、本発明においては、前記記憶する手
段は、前記領域として空港を複数の区間領域に分割して
記憶し、前記移動経路を計算する手段は、前記航空機が
駐機場もしくは乗降地点までの移動経路を計算してもよ
い。

【０００７】また、本発明においては、前記移動経路を
計算する手段は、前記航空機の移動状態を示す移動情
報、検知された位置を示す現在地、予定を示す予定情報
および前記航空機が地上に存在する場合の特性を示す地
機体特性情報を用いて、前記移動経路を計算してもよ
い。

【０００８】また、本発明においては、前記移動経路を
計算する手段は、前記移動情報として、前記航空機の移
動速度を用いてもよい。さらに、前記移動経路を計算す
る手段は、前記航空機の最大移動速度、機体の大きさお
よび回転半径を含む前記地機体特性情報を用いるてもよ
い。さらに、前記移動経路を計算する手段は、前記航空
機の目的地および前記目的地への到着予定時間を含む前
記予定情報を用いてもよい。

【０００９】また、本発明においては、前記移動経路を
計算する手段は、前記航空機が着陸予定の第２の空港、
前記空港の駐機場および前記空港における乗降地点のう
ちいずれか１つである前記目的地を示す情報を用いても
よい。

【００１０】また、本発明において、さらに、計算され
た移動経路と他の航空機の移動経路もしくは前記他の航
空機の占有時間帯に基づいて、衝突の危険性を計算する
手段を有することを特徴とする航空機の誘導管制支援シ
ステム。さらに、前記危険性を計算する手段で衝突の危
険性があることが計算された場合に、前記移動経路に再
計算を指示する手段を有してもよい。

【００１１】また、本発明においては、記憶する手段
は、前記区間領域を代表する代表地点を記憶し、記検知
する手段は、前記航空機に最も近い代表地点を含む区間
領域に、前記航空機が存在すると検知してもよい。ここ
で、代表地点を前記区間領域の中心点としてもよい。な
お、本発明の管制は、地上のみならず飛行中の航空機に
適用してもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図を用いて本発明の実施の
形態についての説明を行う。本発明の実施の形態は、以
下の問題点に基づいてなされたものである。

【００１３】まず、雨や霧、夜間など視界状況が極めて
悪い状況下において平常時と同様な空港業務を円滑に行
うためには、空港全域に渡った監視機能と移動制御機能
が不可欠であるが、移動制御に関しては交差点付近の移
動制御などのような局所的な方法しか提案されていなか
った。

【００１４】また、移動経路計算方法はいくつか提案さ
れているものの、各航空機位置の時間的変化を考慮して
最適な経路計算を行う方法は未だ提案されてはいない。
そのため従来方法による経路計算結果に従って航空機を
移動させても、交差点などで予期しなかった待機などが
生じることがあり、結果空港業務の遅れになることがあ
った。

【００１５】また、航空機同士の衝突の危険性を感知し
た時に、衝突の危険性を知らせる方法について提案はさ
れているものの、衝突を回避するための具体的な方策を
提案するシステムは提案されていなかった。

【００１６】また、空港内をいくつかの区間に分解して
航空機の移動制御を行う場合には、航空機の位置検出結
果をもとに存在区間を推定する方法が必要であるが、こ
れまでに具体的な提案はされていなかった。

【００１７】また、管制への支援情報としては、航空機
の現在位置情報や、移動経路情報、目的地などの表示な
どが提案されていたが、移動の安全を保障する情報とい
うものは特に表示されておらず、移動に関する判断は依
然として管制官に委ねられており、結果として管制業務
の負荷低減になっていなかった。

【００１８】上記の課題を解決するために、本発明の実
施の形態は以下の手段を講じている。まず、あらかじめ
空港内の誘導路（例えばすべての誘導路）および滑走路
に関して区間分割を行った区間分割情報を用意してお
き、空港内の各航空機の位置検出を行う位置検出部と、
位置検出を行った航空機がどの区間に存在するかを決定
する存在区間決定部と、機体が存在した区間はその機体
のみ存在を許可することを意味する区間占有情報を構築
する区間占有決定部と、各航空機の出発位置から移動目
的地までの最適な移動経路計算を行う経路計算部とに加
え、前記区間分割情報および経路計算部で計算された移
動経路情報をもとに、各航空機が通過する予定の区間
（例えば通過するすべての区間）について占有航空機お
よび占有時間帯を計算し区間占有計画情報として出力す
る区間占有計画決定部を備え、上記経路情報および区間
占有計画決定部で出力される区間占有計画情報をもとに
航空機の地上管制を行うことを特徴とする地上誘導管制
支援システムを提供するものである。管制誘導を行う各
航空機に対し、移動する経路情報に加えて、移動経路上
の各区間について他の航空機の進入を許さない占有状態
を事前に求めておくことで、衝突の危険性を下げること
が出来る。

【００１９】また、移動経路計算部に関し、区間分割情
報と区間占有情報および区間占有計画情報と、経路計算
を行う航空機に関する現在地および目的地と、当該航空
機の地機体特性情報および現在における運動情報（移動
速度や移動方向を含む）をもとに、当該航空機における
最適な移動経路の算出を行うことを特徴とした移動経路
計算方法を提供するものである。各航空機の区間占有計
画を考慮して経路計算を行うことで、目的地の到達予想
時刻が正確に求められるようになり、航空機運用の定時
制を高めることが出来る。

【００２０】また、上記の地上誘導管制支援システムに
加えて、前記区間占有情報と区間占有計画情報との空間
的および時間的整合性を検証する占有区間整合性検証部
を備えることを特徴とする地上誘導管制支援システムを
提供するものである。事前に求めておいた各航空機の経
路情報と区間占有計画情報が、現状に適用可能であるの
かを判断することが可能になる。

【００２１】また、上記の地上誘導管制システムに加え
て、各航空機の位置情報と移動経路情報をもとに目的地
までの移動シミュレーションを行い、前記区間占有計画
情報と移動シミュレーション結果との空間的および時間
的整合性を検証するシミュレーション部を備えることを
特徴とする地上誘導管制支援システムを提供するもので
ある。第三の発明では計画しておいた移動経路情報が現
状に適用可能であるのかを検証するのに対し、本発明で
は現在の航空機の位置関係から、移動経路情報通りに管
制を行った場合、将来的に衝突などの危険性が存在する
かを検証するという違いがある。本発明により将来的な
衝突の危険性を事前に検出することが可能になる。

【００２２】また、上記の占有区間整合性検証部とシミ
ュレーション部のうち少なくとも一方で整合性がとれて
いないと判断した場合、管制側に警告情報を発する。さ
らに、経路計算部により自動的に最適な経路計算を行
い、管制側に代替案として出力する管制情報出力部を備
えることを特徴とする地上誘導管制支援システムを提供
するものである。現在の移動計画では衝突の危険性があ
ると分かった時点で経路の代案を自動生成して管制側に
連絡するので、管制負荷を低減することが可能になる。

【００２３】また、区間占有情報および区間占有計画情
報について、対象とする航空機に関するブレーキ性能等
の機体特性情報と、前記移動経路情報、および機体の移
動速度をもとに、当該航空機が現在存在する区間から移
動経路情報に沿って前方数区間を進入禁止区域として占
有区間を設定することを特徴とする占有区間設定方法を
提供するものである。本発明の占有区間の設定方法によ
り、進行方向に関する航空機同士の間隔制御が可能にな
る。

【００２４】また、前記存在区間決定部に関し、区間の
中心座標と航空機位置の関係から最も近い距離にある区
間を存在区間と決定することを特徴とする存在区間決定
方法を提供することである。従来のほとんどの方法は、
空港内の局所的な部分のみ区間分けを行っており、特に
航空機がどの区間に存在するかという事に厳密でなかっ
た。本発明では、航空機がどの区間に存在するのか明確
に判断することが出来る。

【００２５】また、空港内の地図情報と、区間分割情報
と、各航空機の位置情報と、各航空機の経路情報を表示
し、かつ区間占有情報について占有状態の表示を行い、
他の航空機との占有の境界には境界を表す表示を行う管
制情報出力部を備えたことを特徴とする地上誘導管制支
援システムを提供するものである。移動経路情報に加え
て区間占有情報や占有区間境界情報を表示することによ
り、他の航空機の占有状況が明快に分かるため、管制側
はより安心して管制業務を行うことが出来る。またどち
らが占有区間の優先権があるのかを明確に分かることが
出来る。

【００２６】以下、上述した本発明の実施の形態につい
て、詳細に説明する。本実施の形態の第一の目的は、空
港内を移動する各航空機に対して他の航空機との衝突が
起こらないように、経路上のいくつかの区間について他
の航空機を進入禁止とする時間帯を前もって決定してお
き、その情報を用いて管制を行わせることである。以
下、図１の全体構成に関する詳細な説明を行う。図１は
本発明の実施形態の一つである航空機の地上誘導管制支
援システムの全体構成を示したものである。

【００２７】最初に管制用の情報伝達手順から先に説明
する。空港内の航空機は位置検出部１０１にて位置の検
出が行われる。位置検出部１０１には各種センサが繋が
っており、各センサ情報が統合処理されて航空機位置情
報１０２として出力される。次に航空機位置情報１０２
は、管制情報制御部１０３に送られる。管制情報制御部
１０３には航空機位置情報１０２の他に、空港内におい
て異常事態が発生した場合に発生する警告情報１０６
や、各航空機によって移動系路上の安全を確保するため
に区間の占有を行っている様子を示す区間占有情報１１
２、各航空機が目的地まで移動する時に占有していく区
間の占有状況の推移を示した区間占有計画情報１１６、
各航空機が目的地までに移動する経路を示した経路情報
１２２、航空機の移動遅れなどにより現状の移動経路情
報では不都合である場合に経路の再計算を行い管制側に
経路の代替案として提示する代替経路案１１８がある。
管制情報制御部１０３では、それらの情報を統合処理し
て管制情報出力部１０４に送る。統合処理の例としては
空港地図情報１０９を利用して空港の地図上に航空機の
位置を表示させる、管制官航空機担当情報１２１などを
用いて担当する航空機情報のみ送信する、管制官命令入
力部１２０から送られる入力に従って情報の選択を行う
等があり、管制側に送られてきた各種情報を管制支援情
報として加工する機能が搭載されている。その結果より
明瞭な管制支援情報を管制側に提供することが可能にな
る。

【００２８】次に、区間占有計画１１６や経路情報１２
２に関して、現状の航空機位置関係において適用されな
い状況の判断と、区間占有計画や経路情報の再計算の処
理概要について説明する。状況の判断方法に関しては３
通り存在し、位置情報を直接処理する方法、区間占有情
報と区間占有計画情報を作成して比較する方法、区間占
有計画情報とシミュレーション結果を比較する方法があ
る。なおこれらの機能は本発明の第五の目的と一致す
る。

【００２９】最初に、位置情報を直接処理する方法につ
いて説明を行う。位置検出部１０１で位置検出が行われ
た後は、航空機位置情報１０２を用いて衝突危険判定部
１０５が各航空機の衝突危険性を判定する。衝突危険判
定部１０５は機体特性情報１０７から機体の形状、減速
度などの情報を得て、衝突の危険性の判定を行う。衝突
危険性があると判断した場合には、警告情報１０６を生
成し、管制情報制御部１０３に警告情報を送信し、管制
側に衝突危険性があることを連絡する。警告情報１０６
は該当する航空機情報が含まれており、管制側はどの航
空機が衝突の危険性があるのかを直ちに認識することが
出来る。また同時に経路計算部１１７にて該当する航空
機の経路の再計算を開始する。

【００３０】次に、区間占有情報と区間占有計画情報を
作成して比較する方法について説明を行う。航空機位置
情報１０２が更新された場合、存在区間決定部１１０で
は、空港内を多数の区間に分割した区間分割情報１１３
をもとに、位置検出を行った各航空機がどの区間に存在
するのか判断を行う。存在区間決定方法の詳細について
は後で説明を行う。次に各航空機の存在区間情報から区
間占有決定部１１１により、区間占有情報１１２を構築
する。図２は区間占有の状況を示したものである。区間
分割情報２０１は多数の区間に分割されており、そのい
くつかの区間内には、航空機が存在する。ここで、区間
占有論理を「航空機が存在する区間およびその前方一つ
の区間を占有区間とする」とすると、各航空機の占有区
間は占有状況２０２の通りになる。

【００３１】図３は区間占有情報１１２の例であり、図
２の具体例を示している。区間占有情報１１２は区間番
号と、その区間を占有する航空機名と、占有とした理由
を示す占有状況の３つのデータからなっている。図３の
例では同じ区間４について航空機Ｂと航空機Ｅの２機が
占有していることが分かる。同じ区間について２機以上
の航空機が同時に占有を行おうとしている場合、航空機
同士の間隔は安全な距離では無くなっているため、どち
らかの航空機を直ちに停止させるか、経路変更を行わせ
るなどの処理が必要であることが分かる。この様な異常
状態の検出は、次に述べる占有区間整合性検証部１１４
にて行う。

【００３２】区間占有情報１１２が更新された場合は、
占有区間整合性検証部１１４にて区間占有情報１１２と
区間占有計画情報１１６との整合性を検証する。図４は
区間占有計画情報１１６のデータ内容を示している。デ
ータは２種類存在し、占有計画部４０１と、構築フラグ
部４０２からなっている。占有計画部４０１は区間ごと
に分けられ、各区間のデータは占有する航空機名と、そ
の航空機が占有する時間帯情報で構成される。また構築
フラグ４０２は、指定の航空機がすでに占有計画を構築
しているのかを示すフラグであり、航空機名と構築フラ
グから成り立っている。占有情報１１２と区間占有計画
情報１１６との整合性検証の詳細な説明は後に行う。区
間占有情報と区間占有計画情報との整合性検証の処理に
て不整合が判明した場合、不整合の原因となった航空機
は計画通りに移動していないことを意味している。この
ため管制側に該当する航空機に関する警告情報１０６を
発し、同時に経路計算部１１７にて該当する航空機の経
路の再計算を行う。

【００３３】また、整合性懸検証時に該当する航空機に
関する区間占有計画情報が全く存在しない場合には、経
路設定が行われていないと判断し、経路計算部１１７に
て航空機の経路計算を行う。

【００３４】最後に、区間占有計画情報とシミュレーシ
ョン結果を比較する方法似ついて説明を行う。航空機の
位置情報１０２が更新された場合、位置情報１０２およ
び機体特性情報１０７、空港ダイヤ情報１０８、区間分
割情報１１３、区間占有計画情報１１６、経路情報１２
２を用い、シミュレーション部１１５にて移動シミュレ
ーションを行う。この結果、区間占有計画情報１１６の
予定通りに航空機を移動することが出来ないと判断した
場合には、警告情報１０６を発すると同時に、該当する
航空機に対し経路計算部１１７にて航空機の経路計算を
行う。

【００３５】経路計算部１１７では、他の航空機の区間
占有計画情報を参照し、占有区間に関し他の航空機との
競合が起こらないよう、最適な経路の計算を行う。な
お、経路計算部１１７の詳細な説明は後で行う。経路計
算部１１７によって計算された最適経路に基づいて、経
路探索を行った航空機についてシミュレーション部１１
５にて移動シミュレーションを行う。ここで目的の航空
機が占有した区間占有計画情報が得られるので、最適経
路情報と合わせて代替経路案１１８となり、管制情報制
御部１０３、管制情報出力部１０４を通して管制側に代
替案として提案を行う。図６は代替経路案１１８のデー
タ構成を示したものである。代替経路案１１８は、どの
航空機に対する代替案なのかを示す航空機名情報６０１
と、占有する区間名と区間内を占有する時間帯情報から
なる区間占有計画情報６０２と、算出された経路に従っ
て移動した場合に発生することが予想される停止時間６
０３から成り立っている。管制側はこれらの情報を管制
情報出力部１０４によって確認し、代替経路案１１８を
受け入れる場合には、管制官命令入力部１２０を通して
代替案を承認する。代替経路案１１８が承認された場合
には、移動経路情報管理部１１９によって、経路情報１
２２および区間占有計画１１５の更新を行う。以上の手
順によって、航空機の移動の遅れなどにより当初の移動
計画通りに管制が行えないと予測された場合には、自動
的に経路の再計算を行い、管制側に計画の代替案を提案
することが出来、また管制側が承認することで自動的に
計画の更新を行うことが可能になる。結果、管制業務の
負荷低減が可能になる。

【００３６】本実施の形態における目的は、他の航空機
に衝突しないように、かつ移動総距離が最短になるよう
な経路を算出することである。以下、経路計算部１１７
にて行う最適な経路計算について詳細な説明を行う。図
７は最適な経路計算の計算フローを示したものであり、
図８は計算処理中に使用するデータの構造を示したもの
である。

【００３７】最初に区間占有計画情報１１６から、区間
ごとに占有されていない時間帯の列挙を行い、列挙され
た時間帯一つ一つを時分割区間と登録する（７０１）。
時分割区間を構築した例を８０１に示す。例えば区間１
については、占有されない時間帯が３つあったため、そ
れぞれを時分割区間１−１、１−２、１−３として登録
している。次に隣接する区間の各時分割区間の組み合わ
せに対し、移動可能であれば、移動可能情報テーブルに
移動可能と設定する。そうでなければ移動不可能と設定
する（７０２）。移動可能テーブルの例を８０２に示
す。移動元の時分割区間を行とし、移動先時分割区間を
列とする。また移動元から移動先へ移動が可能であれ
ば、該当する欄を移動可能と設定する。

【００３８】次に、各区間について、区間の最短到達時
刻テーブルを作成し、初期値は全て未到達と設定する
（７０３）。区間の最短到達時刻テーブルの例を８０３
に示す。区間名と、到達時刻のデータからなり、到達時
刻は未到達であった場合未到達と設定できるものとす
る。同様に各自分割区間情報についても初期設定は全時
分割区間を未到達と設定する。また到達した時分割区間
に関してどこから到達したのかを示す移動元テーブルを
構築しておく（７０４）。

【００３９】時分割区間の最短到達時刻テーブルの例を
８０４に示す。また移動元テーブルの例を８０５に示
す。移動元テーブルは最短到達時刻が求まった時に、最
短時刻で到達する経路を調査する場合に使用する。次に
経路計算を行う航空機が存在する区間および時分割区間
について、到達時間を現在時刻に設定する（７０５）。
ここから目的地までの最短到達時刻が求まるまで繰り返
し計算を行っていく。最初に時分割区間について、到達
済の時分割区間と、未到達の時分割区間とに分類する
（７０６）。

【００４０】次に、移動可能情報テーブルを参照して移
動可能な経路の組み合わせを確認しながら、到着済の時
分割区間から未到達の時分割区間に到達する組み合わせ
のうち、最短時刻で到達する未到達な時分割区間を選択
し、時分割区間の最短時刻到達時刻テーブルに到達時刻
を設定する。到着済の時分割区間から未到着の時分割区
間への到達時刻は、式８０６（図８に図示）で求めるこ
とが出来る。式８０６のうち第２項は区間を移動する時
の所要時間であり、例えば到達済の区間内で、未到達の
区間から最も遠い点をスタート地点とし、スタート地点
から未到達の区間に到達するまでの時間を所要時間とし
て計算すればよい。

【００４１】第３項は、航空機が到着済の区間で待機を
行わなければならない最低の時間であり、例えば未到達
の区間が他の航空機によって占有されている場合に、こ
の待機時間が必要となる。次に移動元テーブルの未到達
な時分割区間の欄に、上記移動元である到達済の時分割
区間を記録する（７０７）。次に選択した時分割区間に
ついて、時分割区間のもとになった区間が未到達であっ
た場合、区間の到達時刻テーブルに到達時刻を設定する
（７０８）。

【００４２】ここに記録される到達時刻が、この区間に
おける最短時刻となる。以上の操作を全区間到達となる
か（７０９）、到達済の時分割区間から未到達の時分割
区間へ移動する組み合わせが存在しなくなった場合（７
１０）、処理が終了したものと判断する。そして目的地
を含む区間のうち、最短時刻で到達した時分割区間か
ら、移動元テーブルを参照していき、出発地の時分割区
間までたどっていく。このたどった順番を逆にしたもの
が最適な移動経路となる（７１１）。この経路探索方式
により、他の航空機に対し安全な間隔を保った上での最
適な経路が出力されるため、安全な経路として管制側に
提案することが出来る。

【００４３】本発明の実施の形態における第三の目的
は、区間占有情報と区間占有計画情報を比較して、区間
占有計画情報に基づいた管制誘導が、現状の航空機位置
関係において適用可能かを判断するためである。占有情
報１１２と区間占有計画情報１１６との整合性検証は以
下の手順にて行う。図５は整合性検証のフローチャート
である。検証は区間ごとに行い（５０１）、最初に区間
占有情報１１２のうちある一つの区間について、占有し
ている航空機名を調べる（５０２）。

【００４４】次に、区間占有計画情報１１６から、現時
刻における占有航空機名を調べる（５０３）。調べた航
空機名が一致しているかを比較し（５０４）、不一致で
あれば不整合であると判断する（５０５）。また、一致
していれば（５０６）他の区間に対しても同様に調査を
行い（５０７）、最終的にどの区間についても一致して
いれば整合性がとれていると判断する（５０８）。

【００４５】この結果、区間占有計画情報１１６が現在
の航空機位置関係でも適用可能であることを確認でき
る。また適用不能の場合には区間占有計画情報の再計算
を行わせるようにすることが出来るため、より安全に誘
導管制を行うことが可能になる。

【００４６】本発明の実施の形態における第四の目的
は、前記区間占有計画情報が現在の実際の航空機に対
し、適用可能であるかを判断するためである。図９は、
シミュレーション部１１５のシミュレーションフローで
ある。シミュレーション部１１５では途中で不整合が発
生しない限り、全ての航空機が目的地に到達するまで時
間を少しずつ進めながらシミュレーションを行っていく
（９０１）。以下、各時点での処理内容について説明す
る。最初に航空機の移動を行う。各航空機を経路情報１
２２に従って定められた時間ステップ分移動させる（９
０２）。

【００４７】次に、区間占有情報の更新を行う。あらか
じめ区間占有情報１１２と同じデータ構造を持ったシミ
ュレーション上の区間占有情報を用意しておき、後述す
る占有区間設定方法に従ってシミュレーション上の区間
占有情報の更新を行う（９０３）。次に、シミュレーシ
ョン上の区間占有情報に関し、２機以上の航空機が占有
を行っている不整合が生じていないか確認する（９０
４）。ここで不整合が生じていた場合には、不整合あり
と判断して処理を終了する（９０５）。また全ての航空
機が目的地まで到達しても不整合が生じなかった場合に
は不整合無しと判断する（９０６）。以上の手順により
立案した経路計画情報を定期要した場合に、不整合かど
うかを事前に知ることが出来るので、実際に管制を行う
時には安全な管制支援情報を提供することが可能にな
る。

【００４８】本発明の実施の形態における第五の目的
は、各航空機に対し安全な間隔を計算する手段を提供す
ることである。図１０は区間占有情報および区間占有計
画情報の決定手順を図式化したものである。図１００１
において航空機１００２は交差点を右に右折しようとし
ている。この航空機の経路情報は１００３の通りであ
る。このとき航空機１００２の機体特性情報１０７や、
航空機位置情報１０２、速度情報を参照して航空機の停
止距離１００４の計算を行う。この結果経路情報１００
３通りに移動しながら停止運動を行った場合、停止に必
要な区間数は２区間であることが分かる。よってこの航
空機による区間占有情報は図１００５における１００６
の２つの区間と決定される。以上の決定方法により、区
間占有情報の競合が起こらないように制御を行えば、各
航空機はお互いに停止距離以上の間隔を保ちながら移動
することが保証される。

【００４９】本発明の実施の形態における第六の目的
は、位置検出部で検出した位置が、どの区間に含まれる
のかを判断することである。図１１は存在区間の決定方
法の様子を示したものである。図中の１１０１は区間分
割した誘導路内を航空機が移動している様子を示したも
のであり、１１０２が各区間を表している。ここで航空
機がどの区間に存在しているのかを判断するために、各
区間の中心からどれだけ離れているかを計算し、最も近
い区間を存在区間と判定するものとする。その結果が図
１１０３である。各区間の中心位置からの距離はそれぞ
れ１１０４，１１０５，１１０６，１１０７の通りであ
り、結果区間１１０８が最も近い区間であるため、区間
１１０８を存在区間であると結論する。この判定方法を
提供することにより、航空機の存在区間を一意に確定す
ることが出来る。

【００５０】本発明の実施の形態における第七の目的
は、経路情報を表示するのと同時に各航空機の区間占有
情報も表示することで、各航空機がどこまで安全に走行
出来るのかを明確に示すことである。図１２は空港内の
誘導路上について、経路情報および占有区間情報を表示
した例である。図１２０１の誘導路には３機の航空機１
２０２が存在し、各航空機の経路は１２０３の通りであ
る。同じ状況下で区間占有情報を表示した例が図１２０
４である。ここでは航空機が存在する区間１２０５と、
航空機の経路上で占有状態となっている区間１２０６と
色分けを行っている。

【００５１】また、他の航空機の占有区間と隣接してい
る場合には、境界線１２０７を表示している。境界線１
２０７を表示していることにより、交差点を含む区間１
２０８は上方から移動してくる航空機が先に通り、左か
ら来る航空機が後で通ることが容易に示されている。こ
のことは複数の管制官が別々の航空機を管制している場
合に特に有効であり、どちらの航空機を優先させるか判
断する必要が無いことを意味している。よってより安全
に管制業務を行うことが出来る。

【００５２】上述した実施の形態により、管制誘導を行
う各航空機に対し、移動する経路情報に加えて、移動経
路上の各区間について他の航空機の進入を許さない占有
状態を事前に求めておくことで、航空機同士の衝突の危
険性を下げることが出来た。特に占有情報に関しては、
占有する航空機名と占有する時間帯を求めておくことで
第二以降の発明の波及効果を得ることが出来ている。

【００５３】また、各航空機の区間占有計画（占有航空
機名、占有時間帯）を考慮して経路計算を行うことで、
交差点付近の退避の時間等も考慮することが出来、目的
地の到達予想時刻が正確に求められるようになり、航空
機運用の定時制を高めることが出来た。

【００５４】また、事前に求めておいた各航空機の経路
情報と区間占有計画情報が、現状に適用可能であるのか
を判断することが可能になった。これにより計画の情報
が現状にそぐわない状況の検出が可能になり、計画の見
直しが行えるようになった。

【００５５】また、現在の航空機の位置関係から、移動
経路情報通りに管制を行った場合、将来的に衝突などの
危険性を事前に検証する事が出来るようになった。

【００５６】また、現在の移動計画では衝突の危険性が
あると分かった時点で経路の代案を自動生成して管制側
に連絡するので、管制負荷を低減することが可能になっ
た。

【００５７】また、進行方向に関する航空機同士の間隔
制御が可能になった。また、航空機が空港内のどの区間
に存在するのか明確に判断することが出来るようになっ
た。

【００５８】また、移動経路情報に加えて区間占有情報
や占有区間境界情報を表示することにより、他の航空機
の占有状況が明快に分かるため、管制側はより安心して
管制業務を行うことが出来るようになった。またどちら
が占有区間の優先権があるのかを明確に分かることが出
来、例えば交差点付近でどちらの航空機を優先的に通過
させれば良いのか、管制官が判断する必要が無くなっ
た。

【００５９】以上により、空港内の地上管制において航
空機の安全性の向上、管制官の負荷低減が実現出来、よ
り高密度な航空機の地上誘導管制が行えるようになっ
た。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、航空機の誘導をより安
全に行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の一つである航空機の地上誘
導管制支援システムの全体構成を示したものである。

【図２】区間占有の状況を示したものである。

【図３】区間占有情報１１２の例であり、図２の具体例
を示している。

【図４】図４は区間占有計画情報１１６のデータ内容を
示している。

【図５】整合性検証のフローチャートである。

【図６】代替経路案１１８のデータ構成を示したもので
ある。

【図７】最適な経路計算の計算フローを示したものであ
る。

【図８】計算処理中に使用するデータの構造を示したも
のである。

【図９】シミュレーション部１１５のシミュレーション
フローである。

【図１０】区間占有情報および区間占有計画情報の決定
手順を図式化したものである。

【図１１】存在区間の決定方法の様子を示したものであ
る。

【図１２】空港内の誘導路上について、経路情報および
占有区間情報を示したものである

【符号の説明】

１０１．位置検出部 １０２．航空機位置情報 １０３．管制情報制御部 １０４．管制情報出力部 １０５．衝突危険判定部 １０６．警告情報 １０７．機体特性情報 １０８．空港ダイヤ情報 １０９．空港地図情報 １１０．存在区間決定部 １１１．区間占有決定部 １１２．区間占有情報 １１３．区間分割情報 １１４．占有区間整合性検証部 １１５．シミュレーション部 １１６．区間占有計画情報 １１７．経路計算部 １１８．代替経路案 １１９．経路情報管理部 １２０．管制官命令入力部 １２１．管制担当情報 １２２．経路情報

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川畑 真一 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所システム事業部内 (72)発明者 小菅 佳克 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所システム事業部内 Ｆターム(参考） 5H180 AA26 BB15 EE02 FF01 FF03

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】航空機の誘導を行うための誘導管制支援シ
   ステムにおいて，前記誘導管制支援システムが管理する
   領域を複数の区間領域に分割して記憶する手段と、 前記所定領域に存在する航空機について、前記複数の区
   間領域のいずれの区間領域に存在するかを検知する手段
   と、 検知された前記航空機が時間の経過に応じた移動位置の
   変化を示す移動経路を計算する手段と、 計算された前記移動経路に基づいて、前記複数の区間領
   域のうち、前記移動経路に含まれる区間領域について、
   当該区間領域を検知された前記航空機が通過する時間で
   ある通過時間帯を計算する手段と、 前記移動区間に含まれる区間領域について、計算された
   前記通過時間を検知された前記航空機が当該区間領域を
   他の航空機対して占有できる占有時間帯として決定する
   手段とを有することを特徴とする航空機の誘導管制支援
   システム。
2. 【請求項２】請求項１に記載の航空機の誘導管制支援シ
   ステムにおいて、 前記記憶する手段は、前記領域として空港を複数の区間
   領域に分割して記憶し、 前記移動経路を計算する手段は、前記航空機が離陸する
   までの移動経路を計算することを特徴とする航空機の誘
   導管制支援システム。
3. 【請求項３】請求項１に記載の航空機の誘導管制支援シ
   ステムにおいて、 前記記憶する手段は、前記領域として空港を複数の区間
   領域に分割して記憶し、 前記移動経路を計算する手段は、前記航空機が駐機場も
   しくは乗降地点までの移動経路を計算することを特徴と
   する航空機の誘導管制支援システム。
4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の航空機
   の誘導管制支援システムにおいて、 前記移動経路を計算する手段は、前記航空機の移動状態
   を示す移動情報、検知された位置を示す現在地、予定を
   示す予定情報および前記航空機が地上に存在する場合の
   特性を示す地機体特性情報を用いて、前記移動経路を計
   算することを特徴とする航空機の誘導管制支援システ
   ム。
5. 【請求項５】請求項４に記載の航空機の誘導管制支援シ
   ステムにおいて、 前記移動経路を計算する手段は、前記移動情報として、
   前記航空機の移動速度を用いることを特徴とする航空機
   の誘導管制支援システム。
6. 【請求項６】請求項４に記載の航空機の誘導管制支援シ
   ステムにおいて、 前記移動経路を計算する手段は、前記航空機の最大移動
   速度、機体の大きさおよび回転半径を含む前記地機体特
   性情報を用いることを特徴とする航空機の誘導管制支援
   システム。
7. 【請求項７】請求項４に記載の航空機の誘導管制支援シ
   ステムにおいて、 前記移動経路を計算する手段は、前記航空機の目的地お
   よび前記目的地への到着予定時間を含む前記予定情報を
   用いることを特徴とする航空機の誘導管制支援システ
   ム。
8. 【請求項８】請求項７に記載の航空機の誘導管制支援シ
   ステムにおいて、 前記移動経路を計算する手段は、前記航空機が着陸予定
   の第２の空港、前記空港の駐機場および前記空港におけ
   る乗降地点のうちいずれか１つである前記目的地を示す
   情報を用いることを特徴とする航空機の誘導管制支援シ
   ステム。
9. 【請求項９】請求項１乃至８のいずれかに記載の航空機
   の誘導管制支援システムにおいて、 さらに、計算された移動経路と他の航空機の移動経路も
   しくは前記他の航空機の占有時間帯に基づいて、衝突の
   危険性を計算する手段を有することを特徴とする航空機
   の誘導管制支援システム。
10. 【請求項１０】請求項９に記載の航空機の誘導管制支援
    システムにおいて、 さらに、前記危険性を計算する手段で衝突の危険性があ
    ることが計算された場合に、前記移動経路に再計算を指
    示する手段を有することを特徴とする航空機の誘導管制
    支援システム。
11. 【請求項１１】請求項１乃至１０のいずれかに記載の航
    空機の誘導管制支援システムにおいて、 前記記憶する手段は、前記区間領域を代表する代表地点
    を記憶し、 前記検知する手段は、前記航空機に最も近い代表地点を
    含む区間領域に、前記航空機が存在すると検知すること
    を特徴とする航空機の誘導管制支援システム。
12. 【請求項１２】請求項１１に記載の航空機の誘導管制支
    援システムにおいて、 前記記憶する手段は、前記代表地点として、前記区間領
    域の中心点を記憶することを特徴とする航空機の誘導管
    制支援システム。