JP2010134171A - シミュレータ装置、シミュレーション方法、コンピュータプログラム及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】作業機運用支援システムの全体機能をコックピット、キャビン及び地上本部間で適切に配分する。
【解決手段】シミュレータ装置１が、回転翼航空機上の機上システムを模擬し、目的物の探索画面を表示部９，１０に表示させる機上システム評価部２と、機上システム評価部２に対して捜索計画情報を送信するとともにこの捜索計画情報を表示部１２に表示させる地上システム評価部３と、地上システム評価部３に対して地図情報を含むシナリオを送り、機上システム評価部２に対して時系列に配列された指令を含むシナリオを送ることにより、これらを制御するシナリオランチャー部５と、を備え、表示部９、１０、１２の表示内容に基づいて、機上システム及び地上システムが連携して行う回転翼航空機を用いた捜索作業の機能配分の妥当性を評価する。
【選択図】図１

Description

本発明は、シミュレータ装置、シミュレーション方法、コンピュータプログラム及び記録媒体に関する。

目的物が敷設された可能性がある水路を、船舶が安全に航行するためには、船舶が通過する前に、作業用の別の船舶が目的物を除去しなければならない。船舶が水路を通過する時間が切迫している場合、目的物を除去する作業に従事する作業者は、船舶の通過予定時間に間に合うよう目的物除去作業を短時間で終了させる必要がある。この目的物除去作業の工程は、地上基地が水路に目的物の捜索領域を設定する工程、ヘリコプターがこの捜索領域の上空をソーナーを伴いながら飛行し、このソーナーからの音波の反射面の状態を画像化することにより目的物を捜索する工程、目的物が発見された場合、上記作業用の船舶がこの目的物を除去する工程からなる。

これらの工程のうち、捜索領域を設定する工程や、目的物を捜索する工程においては、立案された計画行動を各作業者が実行に移す際、ヘリコプター及び地上基地の間で情報を共有し、連携して立案計画に沿う行動にあたることが必要である。ヘリコプターのコックピット内のパイロット、キャビン内のクルー、及び地上基地の作業者の３者の間で、情報を共有し、連携した行動をとることが必要である。

共有される情報とは、航掃番線（被牽引体が移動する経路）の両端点の座標やフライ・トゥ・ポイント（捜索領域の飛行目標点）といった捜索計画や、航掃番線に沿って飛行しているヘリコプターの位置及び清掃率（捜索領域の全覆域のうち捜索が完了した覆域の割合）といった実施状況や、ヘリコプターの燃料の残量などを指す。連携した行動が必要とされる例は、画像中の物体を確認すること、目的物発見時のヘリコプターの緯度、経度及び速度の情報を互いに連絡し合うことなどが挙げられる。また、燃料切れによって離脱したヘリコプターの捜索領域を代替機が飛行する場合や、風によってヘリコプターがコースアウトした際に他機が未捜索領域を捜索する場合、パイロット、クルー及び地上員の間の行動の連携が必要である。

捜索作業の詳細なルールは、これらの３者の間で決められる。ヘリコプターにより目的物除去作業を行う際の作業機運用システムを構築するにあたっては、３者が紙の上でこのシステムのシステムモデルを考案し、このシステムモデルについて評価する。構想段階においては、３者が紙の上でこのルールを検討する。決められたルールに沿って、捜索計画、捜索の実施状況、及び捜索結果の各情報の詳細が３者の間で検討される。構想段階時において、３者は紙の上で、作業機運用システム全体の機能を、地上側のサブシステム（以下、地上システムと呼ぶ）の機能と、機上のサブシステム（以下、機上システムと呼ぶ）の機能とに配分する。紙の上で作業機運用評価のためのシステムモデルのプロトタイプが構成される。

紙の上で地上システム及び機上システムの間の情報のやり取りを模擬する手法としては、これらの地上システム及び機上システムに対して人が作用する項目やこれらの地上システム及び機上システムが行う処理機能を描いたユースケース図を用いた分析が知られている。地上システム及び機上システムにそれぞれ割り当てられる機能毎の信号制御順序を表したシーケンス図を用いた分析も知られている。ところが、これらの図を用いた紙の上での分析では、作業機運用システム全体の機能を３者間で配分することや、３者間で立案された計画行動をどのように連携するかを分析することが困難であり、この分析に多大な労力が費やされる。

そこで、上記作業機運用システムを支援するための作業機運用支援システムを構築し、この作業機運用支援システムを用いて分析を行う手法が考えられる。コックピットのサブシステムを模擬するワークステーションと、キャビンのサブシステムを模擬するワークステーションと、地上システムを模擬するワークステーションとを用意し、これらのワークステーションの間をネットワークによって接続して、作業機運用支援システムを構築する。各サブシステム間の機能配分や立案された計画行動の連携の分析を、顧客がコンピュータ画面を見ながら行う。作業機運用支援システムの開発者と、この作業機運用支援システムを利用する顧客とが、機上システム及び地上システム間で授受される情報の仕様について検討を行う。

なお、フライトシミュレータに関しては、シミュレータ制御用端末機が、シミュレーション／再現の切り替えや、データのストア／ロードの指令をシミュレーション計算機に与えるシミュレータ装置が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載のシミュレータ装置では、シミュレーション計算機がシミュレーション飛行時に模擬コックピットからの操舵信号を入力としてシミュレーション計算を行い、その計算結果を内部記憶装置に記憶すると共に模擬視界装置に出力し、リアルタイムで影像を投影する。
特開平０５−２０４２９６号公報

しかしながら、開発者と顧客とが作業機運用支援システムにて授受される情報の仕様について一旦合意した後、実際に顧客が作業機運用支援システムを使って評価した場合、改善を要望される点をこの顧客が開発者へ指摘することがある。

例えば地上システムを模擬するソフトウェアは、地図データベースから捜索領域近辺の地図情報を抽出し、この地図情報にフライ・トゥ・ポイントや航掃番線の情報を重畳させた捜索計画データを生成し、この捜索計画データをメモリカードに書込む。実際に立案された計画を行動に移す時では、地上基地の地上員がメモリカードをキャビンクルーへ手渡しする。キャビンクルーはこのメモリカードをヘリコプターの機上システムへセットする。地上システムが捜索計画データを生成する処理に５分から１０分も時間をかけた場合、地上員からキャビンクルーへメモリカードを迅速に手渡しできない。

切迫した状況時には、船舶が水路を通過する知らせを地上員が受けた後、１分なり２分の短時間で目的物除去作業にあたるヘリコプターが発進できる態勢が望まれる。ヘリコプターが地上基地から発進した後、捜索領域の上空まで飛行して、飛行途中で、このヘリコプターの機上システムが地上システムから無線データリンクでフライ・トゥ・ポイントや航掃番線の情報を得られるような仕組みを取り決めておく必要がある。

実際の運用時において行動が連携できるようにしておくこと、あるいは捜索計画データを、無線データリンクにより地上本部からヘリコプターへ送ることができるようにしておくことといった事項は、紙の上でシステム仕様を続けていたので予期できない。顧客が作業機運用支援システムを評価してみて初めて問題点が発見される。捜索計画データを作成する処理に多くの時間を要していたのでは不都合であるといった顧客の要求は作業機運用支援システムを動かすことによって初めて露見する。データの仕様が変わることは、作業機運用支援作業をシステム化し、システム化した仕様に沿ってソフトウェアを開発する開発者の開発作業に対し多大なインパクトを与える。

このように、作業機運用支援システムのモデルは、紙の上で分析されてから仕様が仮に定められた後、評価の段階において実際上妥当であるかどうかが明らかになることが生じる。作業機運用支援システムにおける機能配分や地上及び機上間の連携の分析には多大な労力を要する。

そこで、本発明は、上記の課題に鑑み、コックピット部、キャビン部及び地上システム部からなる作業機運用支援システムの全体機能をこれらの間で適切に配分でき、これらの間の連携により行われる立案計画を行動に移す時に必要な全体の処理をこれらの間で切り分けて分析することを容易に行えるようにしたシミュレータ装置、シミュレーション方法、コンピュータプログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。

このような課題を解決するため、本発明の請求項１によれば、ソーナーを用いて捜索領域における捜索対象物を探索する回転翼航空機上の機上システムを模擬し、この捜索対象物の探索画面を第１の表示部に表示させる機上システム評価部と、地上システムを模擬し、ネットワークを介してこの機上システム評価部に対し、前記捜索領域の地図情報、前記ソーナーの移動径路の情報、前記回転翼航空機の機体位置、及び前記捜索対象物の位置が重畳された捜索計画情報を送信するとともに、この捜索計画情報を第２の表示部に表示させる地上システム評価部と、この地上システム評価部に対し前記ネットワークを介して前記地図情報を含むシナリオを送るとともに、このネットワークを介して前記機上システム評価部に対して時系列に配列された指令を含むシナリオを送ることにより、これらの機上システム評価部及び地上システム評価部を制御するシナリオランチャー部と、を備え、前記機上システム評価部が前記シナリオに含まれる指令に基づくシミュレーションを行うことにより前記探索画面を前記第１の表示部に表示し、前記地上システム評価部が前記シナリオに含まれる前記地図情報に基づくシミュレーションを行うことにより前記捜索計画情報を生成して前記第２の表示部に表示し、これらの第１の表示部及び第２の表示部の表示内容に基づいて、前記機上システム及び前記地上システムが連携して行う前記回転翼航空機を用いた捜索作業の機能配分の妥当性を評価することを特徴とするシミュレータ装置が提供される。

また、本発明の請求項２によれば、ソーナーを用いて捜索領域における捜索対象物を探索する回転翼航空機上の機上システムを模擬しこの捜索対象物の探索画面を表示可能な機上システム評価部との間で通信を行う地上システムを模擬する地上システム評価部に対して、これらの機上システム評価部及び地上システム評価部を制御するシナリオランチャー部が、前記捜索領域の地図情報を含むシナリオを送るステップと、前記地上システム評価部が、このシナリオに含まれる地図情報に基づくシミュレーションを行うことにより、この地図情報、前記ソーナーの移動径路の情報、前記回転翼航空機の機体位置、及び前記捜索対象物の位置が重畳された捜索計画情報を生成して表示するステップと、前記機上システム評価部が、前記シナリオに含まれる時系列に配列された指令に基づくシミュレーションを行うことにより、前記探索画面を表示するステップと、前記シナリオランチャー部が出力するシナリオの管理と確認とによって、前記機上システム及び前記地上システムが連携して行う前記回転翼航空機を用いた捜索作業の機能配分の妥当性を評価するステップとを備えたことを特徴とするシミュレーション方法が提供される。

また、本発明の請求項３によれば、ソーナーを用いて捜索領域における捜索対象物を探索する回転翼航空機上の機上システムを模擬しこの捜索対象物の探索画面を表示可能な機上システム評価部との間で通信を行う地上システムを模擬する地上システム評価部に対して、これらの機上システム評価部及び地上システム評価部を制御するシナリオランチャー部が、前記捜索領域の地図情報を含むシナリオを送るステップと、前記地上システム評価部が、このシナリオに含まれる地図情報に基づくシミュレーションを行うことにより、この地図情報、前記ソーナーの移動径路の情報、前記回転翼航空機の機体位置、及び前記捜索対象物の位置が重畳された捜索計画情報を生成して表示するステップと、前記機上システム評価部が、前記シナリオに含まれる時系列に配列された指令に基づくシミュレーションを行うことにより、前記探索画面を表示するステップと、前記シナリオランチャー部が出力するシナリオの管理と確認とによって、前記機上システム及び前記地上システムが連携して行う前記回転翼航空機を用いた捜索作業の機能配分の妥当性を評価するステップとを、コンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラムが提供される。

また、本発明の請求項４によれば、ソーナーを用いて捜索領域における捜索対象物を探索する回転翼航空機上の機上システムを模擬しこの捜索対象物の探索画面を表示可能な機上システム評価部との間で通信を行う地上システムを模擬する地上システム評価部に対して、これらの機上システム評価部及び地上システム評価部を制御するシナリオランチャー部が、前記捜索領域の地図情報を含むシナリオを送るステップと、前記地上システム評価部が、このシナリオに含まれる地図情報に基づくシミュレーションを行うことにより、この地図情報、前記ソーナーの移動径路の情報、前記回転翼航空機の機体位置、及び前記捜索対象物の位置が重畳された捜索計画情報を生成して表示するステップと、前記機上システム評価部が、前記シナリオに含まれる時系列に配列された指令に基づくシミュレーションを行うことにより、前記探索画面を表示するステップと、前記シナリオランチャー部が出力するシナリオの管理と確認とによって、前記機上システム及び前記地上システムが連携して行う前記回転翼航空機を用いた捜索作業の機能配分の妥当性を評価するステップとを、有するコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。

本発明によれば、機体システム及び地上システムの間で、回転翼航空機を用いた捜索作業の全体機能を適切に配分することができるようになり、機体システム及び地上システム間の連携により行われる立案された計画を行動に移す時に必要な全体の処理をこれらの間で切り分けて分析することができるようになる。

以下、本発明の実施の形態に係るシミュレータ装置、シミュレーション方法、コンピュータプログラム及び記録媒体について、図１乃至図４を参照しながら説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略する。

本実施形態に係るシミュレータ装置は、ヘリコプターに搭載される機体システムと、地上基地の地上システムとを被シミュレーション対象とし、これらの機体システム及び地上システムからなる作業機運用支援システムの全体機能を、機体システム及び地上システムに対してどのように配分するかについて人が検討することを支援するものである。このシミュレータ装置は、作業機運用支援システムを複数台のワークステーションとＬＡＮとによって構成されて、モデリング＆シミュレーション（Ｍ＆Ｓ）手法を用いてシミュレーション結果を可視化する。

（構成）
図１は本実施形態に係るシミュレータ装置の構成図である。シミュレータ装置１は、１機のヘリコプターの機体システムを模擬する機上システム評価部２と、捜索対象物である目的物の捜索計画のシミュレーションデータを作成しこのシミュレーションデータをこの機上システム評価部２へ送る機能を模擬する地上システム評価部３と、ネットワーク４を介して機上システム評価部２及び地上システム評価部３と通信可能にされて、航掃番線の作成に必要な元となる地図や、船舶が航行する際のルートである航路帯の情報を地上システム評価部３へ出力するとともに、機上システム評価部２及び地上システム評価部３へ指令を送りこれら機上システム評価部２及び地上システム評価部３を時系列に制御するシナリオランチャー部５とを備えている。

これらの機上システム評価部２、地上システム評価部３及びシナリオランチャー部５の機能は、ワークステーションによって実現される。機上システム評価部２は、コックピット用のサブシステムの評価部と、キャビン用のサブシステムの評価部とに分けられている。コックピットのサブシステム評価部のためのワークステーションと、キャビンのサブシステム評価部のためのワークステーションとがＬＡＮにより接続されている。

機上システム評価部２の有する機能は、ヘリコプターの位置及び速度を測位する機能と、無線信号を送受信する機能と、測位情報に基づきヘリコプターの位置及び速度を制御する機能と、ソーナーからの音波の反射波の信号に基づく音波の反射面の状態を画像化する機能と、目的の遂行に必要な情報の収集分析や情報表示を行う機能とを含む。

機上システム評価部２は、コックピット内でパイロットが操作する機器を模擬するコックピット部６と、キャビン内でクルーが操作する機器を模擬するキャビン部７と、ソーナーの探知距離を１０ｋｍにするか１ｋｍにするかといった諸元に関するセンサ情報をこのキャビン部７へ入力するためのセンサ情報入力部８と、コックピット部６及びキャビン部７におけるシミュレーション状況やシミュレーション結果を表示する表示部９、１０とを有する。これらのコックピット部６とキャビン部７とにそれぞれ、機上システム評価部２の有する各機能を模擬するための機能モジュールがソフトウェアにより実装されている。

コックピット部６及びキャビン部７の機能はワークステーションのプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶装置により実現される。センサ情報入力部８の機能はマウス、キーボード、デバイスドライバにより実現される。表示部９、１０はディスプレイ装置である。

図２はシミュレータ装置１がシミュレーションを実行している際のコックピット部６、キャビン部７、地上システム評価部３、シナリオランチャー部５の各表示画面の一例を示す図である。コックピット部６用の表示部９はパイロットが見る画面の内容を模擬表示する。機内ではパイロットの後方で、クルーが目的物除去計画や実施状況をモニタしている。キャビン部７用の表示部１０はこのクルーが見る画面の内容を模擬表示する。

表示部９には、上面視された捜索領域とこの捜索領域内の複数の目的物のシンボルとが表示されている。これらの捜索領域の範囲や目的物の位置の情報は地上システム評価部３から入力されるようになっている。

一例として、表示部１０には２つの窓が表示されている。一方の窓には複数の目的物のシンボルが表示されている。これらの捜索領域の範囲や目的物の位置も地上システム評価部３から入力される。他方の窓には、ソーナーからの受波信号により生成される探索画面が表示されている。地上システム評価部３からの指令をキャビン部７が受けると、キャビン部７の他方の窓には目的物の影が現れるようになっている。例えば予め用意した複数の画像サンプルのうちのいずれかが目的物の影として現れるようにされている。

パイロット用の表示部９に表示される内容と、クルーが見る片方の窓に表示される画面の内容とは実質同じである。実際のヘリコプターに搭載される機体システムでは、パイロット用の表示機器の画像解像度と、クルー用の表示機器の画像解像度とは異なる。シミュレータ装置１では、解像度が異なる２つの表示部９、１０を設けて画像解像度を比較することにより、表示機能の配分を検討可能になっている。クルーが見る画面のデータの一部を切り取って得られた画面データが実際のパイロット用の表示機器の画像解像度に適合するものかどうかの判定を行えることが可能にされている。

これにより、機上システム評価部２は、目的物の除去や掃討といった立案計画の実行の模擬、目的物の除去作業中のオペレータの配置といったクルーコーディネイトの模擬、目的物の除去及び掃討がうまくいなかったときに計画を再び立案することの模擬、再度作成された計画立案の模擬、及び機上における評価の模擬をそれぞれ行えるようになっている。

また、図１の地上システム評価部３は、シナリオランチャー部５からの地図及び航路帯の情報に基づいて、航掃番線、機体の位置、目的物の位置をシミュレーションによって生成する。地上システム評価部３は、地図及び航路帯の情報を読み込んで、船舶が航行する水路を複数の矩形状の捜索領域に分割し、各捜索領域について複数本の航掃番線の座標情報（例えば矩形状の捜索領域の４隅の座標データ）を設定し、これに機体や目的物の位置を重ねたデータを生成するシミュレーションを行う。

この地上システム評価部３は、地上基地に配置される地上員が行う操作を模擬し、捜索計画データを生成する地上システム部１１と、この地上システム部１１におけるシミュレーションにより得られた捜索計画データと、捜索計画の具体的内容である航掃番線を表示する表示部１２とを有する。この表示部１２は地上員が見る画面の内容を模擬表示する。例えば機体の位置が画面上でマーキングされる。地上システム部１１の機能はワークステーションのプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶装置により実現される。表示部１２はディスプレイ装置である。

図２に示すように、地上システム評価部３の画面には、シナリオランチャー部５からの地図及び航路帯の情報に基づいて地上システム評価部３がシミュレーションして得られたマップと、航掃番線とが重畳して表示されている。これらのマップ、航掃番線からなる捜索計画により、地上システム評価部３は、目的物の除去及び掃討がうまくいなかったときの再度作成される計画立案の模擬、及び地上における評価の模擬を行う。

また、地上システム評価部３は、航掃番線の座標データと、機体や目的物の位置のデータを、機体側のキャビン部７が読み取り可能な形式のデータに変換し、変換したデータをこのキャビン部７へと送る。地上システム評価部３からネットワーク４を介して機上システム評価部２へ座標データが送られると、機上システム評価部２は、この座標データを各機能モジュールに入力するようにしている。

シナリオランチャー部５は、地上システム評価部３、コックピット部６及びキャビン部７に対し、シミュレーションを実行するために必要な指令を与えるとともに、これらの地上システム評価部３、コックピット部６及びキャビン部７がシミュレーションを行うことによって得られたシミュレーション結果のうち必要なデータを収集し又は抽出するようにしている。

シナリオランチャー部５から出力されるシナリオには、地上システム評価部３、コックピット部６及びキャビン部７からなる作業機運用支援システム全体の動作のストーリが予め記述される。このシナリオには地図情報及び航路帯の情報が含まれる。シナリオは予め人により簡易なプログラム言語を用いて記述される。このシナリオランチャー部５は、地図あるいは地形を記憶する地図データベース１３と、航路帯を記憶する航路帯データベース１４とを有する。この航路帯は人により予め入力される。シナリオランチャー部５は、地図データベース１３から地図画像データを取り出すとともに、航路帯データベース１４から表示エリア内の航路帯を示す画像データを読み出して、これらを表示部１５に重畳して表示する。図２に示す地図及び航路帯の表示内容は現実世界に存在する元となるデータであるといえる。

更にこのシナリオランチャー部５は作業機運用支援システムの全体の制御を行っている。シナリオランチャー部５は、データを地上システム評価部３に渡してこの地上システム評価部３を起動させる。地上システム評価部３が航掃番線を生成する処理を終えると、この地上システム評価部３は自分の処理が終わったことを表すデータをシナリオランチャー部５に返す。シナリオランチャー部５は、キャビン部７に対して、地上システム評価部３がシミュレーションを終了したのでデータを取るよう指令するといったシーケンシャルな制御を行っている。

これにより、シナリオランチャー部５は地上システム評価部３に対して現実世界の地図情報や航路帯情報を含むシナリオを送り、シミュレーションを開始するよう指令する。また、シナリオランチャー部５は地上システム評価部３のシミュレーションが終了したら、キャビン部７に対してこのシミュレーションにより得られたデータを吸い上げて表示するように指令する。シナリオランチャー部５はコックピット部６に対して、キャビン部７で行われたシミュレーション結果のデータから、表示に必要な部分の表示データだけを吸い上げること、及び吸い上げたデータを表示することを指令する。これらの指令のステップがシナリオに記述されており、これによって、シナリオランチャー部５は３箇所が時系列に進行するよう制御可能になっている。

（作用）
このような構成の本実施形態に係るシミュレータ装置１のシナリオランチャー部５は、機上システム評価部２及び地上システム評価部３に対してシナリオをロードするよう指令する。シナリオでは、コックピット部６、キャビン部７及び地上システム評価部３がそれぞれターミナル１、２、３と番号付けされており、ターミナル１、２、３に対応してそれぞれ指令内容が記述されている。ターミナル１〜３のうちいずれか１つに対してのみ指令を送り込むことや、ターミナル１〜３の全てに対して指令を送ることも、この指令内容により制御可能になっている。例えばターミナル１、３宛の指令が記述されておらず、ターミナル２宛だけの指令が記述されたシナリオをシナリオランチャー部５がネットワーク４に出力することによって、シナリオランチャー部５はターミナル２だけをシミュレーション対象とするなど、記述内容を適宜変えることにより被シミュレーション対象は変更可能である。

図３はコックピット部６、キャビン部７、地上システム評価部３、シナリオランチャー部５の間で送受信されるデータの一例を示す図である。シミュレータ装置１では、コックピット部６、キャビン部７、地上システム評価部３に、それぞれ自分自身の状態を表す状態データ（以下、ステータスと呼ぶ）が設定されており、これらのコックピット部６、キャビン部７、地上システム評価部３及びシナリオランチャー部５の間でこのステータスが授受されている。シナリオランチャー部５は、これら３者との間で、ステータスデータを一定時間間隔で送受信している。

同図の（１）のように、シナリオランチャー部５は地上システム評価部３に対し、地図情報、航路帯情報、機体の位置及び目的物の位置を含むシナリオを送り込む。

同図の（２）のように、地上システム評価部３は、これらの地図情報、航路帯情報、機体の位置及び目的物の位置に基づいてシミュレーションを行う。このシミュレーションによって、マップデータと、このマップデータ上に引かれた航掃番線と、マップデータ上にマーキングされた機体の位置と、マップデータ上にマーキングされた目的物の位置とが生成される。地上システム評価部３は、マップデータ、航掃番線、機体位置、及び目的物の位置が全て重畳された画像データを生成する。表示部１２の画面には、この画像データに基づく画像が表示される。これにより、地上基地の地上員が行う捜索計画の作成中の状況が模擬される。

また、地上システム評価部３は、航掃番線、機体位置及び目的物位置の各情報を、コックピット部６及びキャビン部７が読み取り可能な形式のデータに変換する。地上システム評価部３は航掃番線などを生成し終えると、地上システム評価部３の生成処理が終わった旨をステータスに書込む。シナリオランチャー部５はこの処理の終了をステータスを介して知る。シナリオランチャー部５は、キャビン部７に対してステータスを問い合わせた後、ステータスを使って地上システム評価部３に対して、変換された航掃番線、機体位置及び目的物位置をキャビン部７へ送るよう指令する。同図の（３）のように、地上システム評価部３は航掃番線、機体位置及び目的物位置を機上データとしてキャビン部へ送る。

同図の（４）のように、キャビン部７には予めセンサ情報が人により入力されている。同図の（５）のように、キャビン部７はこのセンサ情報と、地上システム評価部３からの機上データとに基づいて、シミュレーションを行う。シミュレーションが終了すると、キャビン部７はシナリオランチャー部５に対し、ステータスを用いてシミュレーションの終了を通知する。シナリオランチャー部５は、コックピット部６との間でステータスを用いて、シミュレーション状況などを問い合わせてから、キャビン部７に対してシミュレーション結果をコックピット部６へ送るよう指令する。同図の（６）のように、キャビン部７はシミュレーション結果としてのコックピットデータをコックピット部６へと送信する。

構想段階において、パイロットとキャビンクルーとの間で、機能配分や行動の連携を検討する際、海底あるいは海中の探索画面をキャビン用の表示部１０だけに表示させる場合と、この画像をコックピット用の表示部９だけに表示させる場合と、同じ画像を表示部１０と表示部９との両方に表示させる場合とが考えられる。本実施形態に係るシミュレータ装置１では、これらの３通りのうちのいずれの場合が適切であるかをシミュレーションによって検討をすることができる。

また、構想段階において、コックピット内に探索画面を表示するように決定された場合、コックピット内の表示装置に目的物を点の画素として表示するほうがよいか、あるいは目的物をシンボルとして表示するだけでよいかを検討する場合がある。コックピット部６へコックピットデータを送る状況を模擬することができるようにされているため、実際のコックピット内の表示装置と、キャビン内の表示装置とに異なるハードウェアが用いられている場合でも、コックピット内の表示装置が適切なレベルの解像度で画像を表示することができるかどうかを検討することもできるようになる。

例えば、コックピット内の表示装置は、高い解像度を有するものでなければならないかどうか、あるいはコックピット内とキャビン内とで同じ表示装置を用いることができるか否かなども検討できる。検討により、例えばコックピット用の表示装置には高い解像度が不要であると判断されると、キャビン部はＸＧＡで作ったデータをコックピットへ送ればよいという結果を得ることができる。コックピットデータとしてＵＸＧＡ（Ultra eXtended Graphics Array）で作ったデータを送るべきかどうかなども検討できるようになる。

また、同図の（７）のように、シナリオランチャー部５はシナリオ管理及びシナリオ確認を行う。シナリオ管理を行うことにより、時系列に配列された指令通りに、シミュレータ装置１の動作が制御されていることをシナリオランチャー部５は管理することができる。シナリオ確認を行うことにより、コックピット部６、キャビン部７及び地上システム評価部１１が正常動作していることが確認できる。シナリオ管理及びシナリオ確認が可能であるため、シナリオランチャー部５はシナリオ通りに全ての箇所で処理が正常に流れているのかどうかを確認できる。シナリオランチャー部５はシナリオ管理及びシナリオ確認によって、作業機運用支援システム１に不都合が発生する可能性を予め知ることができ、このような場合、ソフトウェアの改修などの対処を行える。

一例として、シミュレーションプログラムが正常終了しない事態が生じた場合、シナリオ確認を行うことによってシナリオランチャー部５は異常の箇所を容易に検知することができるようになる。シナリオランチャー部５は、シナリオが正常に実行されているかどうかを確認するための窓を表示器１２に表示することにより、画面上で、何時何分といった時間情報、データを出力した方とデータを受け取った方のターミナル名、受け渡しされたデータの内容が時系列に表示される。予定した通りにシナリオが流れているということが可視化される。

また、本実施形態に係るシミュレータ装置１では、コックピット部６、キャビン部７及び地上システム評価部３の間で、負担が軽減されるようにしている。この点について述べると、地上システム評価部３が航掃番線を引いてデータを作成してキャビン部７に送り込むまでシナリオが進んだとする。シミュレーション結果によって、地上システム評価部３で５分かかり、キャビン部７で１０分かかり、コックピット部６では確認だけで２分かかり、これら全体で処理に１７分を要することが得られたとする。ヘリコプターが切迫した状況で捜索飛行を行う場合、１分でヘリコプターは機体をスタンバイして飛び立つ必要がある。この場合、地上システム評価部３に配分可能な時間は１分だけである。４分かかる処理を解消しなければならない。

シミュレーション結果に基づき、人が地上システム評価部３で行う処理の量を少なくするように全体システムの仕様を変更する。例えば地上システム評価部３は、地図を表示部１２に表示させる処理だけを行い、航掃番線を設定する計算処理は機上システム側で行わせるように仕様を変更する。これにより、４分分の処理が減るので時間が短縮できる。この４分分の処理を、キャビン部７が通常行う処理と一緒に行うために、キャビン部７は、センサ情報の処理関係を並列に行うようにする。地上システム評価部３で行わなかった航掃番線の計算処理を機上で行うように変更できるようになる。地上システム評価部３にて１分の処理、キャビン部７にて５分の処理、コックピット部６にて２分の処理を足し合わせると、全体の処理に８分で対処できるようになり、９分分の処理が短縮されるといったことを模擬できる。

達成すべき計画行動の目的があり、シミュレータ装置１がこの目的を達成するために全部で１５分を要する処理のシナリオを人が作成する。シミュレーション結果に基づいて、地上システム評価部３の処理の一部を機上側に移すことによって全体の処理を１５分以内で完結させることができるという結果を得ることができるようになる。

また、シミュレーション結果を利用することにより、３者のうちのいずれかに処理の量が極めて少ない状態が生じていることが明らかになった場合、３者のうちの処理負荷が大きいところで行われている処理を、この処理量が少ない状態のシステムへ移すようにもできる。

従来、負荷の大きいか小さいかという判定や、負荷の割当てなどは、紙の上で行われていた。図４は目的物除去作業の工程を概略的に示す図である。ステップＳ１の構想段階では、地上システムが航掃番線のデータを作成する。このデータを含むメモリカードは、地上の地上員からキャビンクルーへ手渡しされる。クルーは機上システムにこのメモリカードをセットすると、この機上システムはメモリカードからデータを読み込み、捜索計画が機上システムに設定される。ヘリコプターはこの捜索計画に基づいて、ソーナーを使って捜索活動を実施する。実施状況はデータリンクによってヘリコプターから地上基地へ送られる。また、捜索が終了した場合、捜索結果がヘリコプターから地上基地へ送られる。

ステップＳ２のシステム化の段階では、構想段階で得られた機能配分にしたがってシステムモデルが作られる。このシステムモデルに基づき、ソフトウェアが開発される。ステップＳ３において、開発されたソフトウェアを顧客が評価する。本実施形態に係るシミュレータ装置１では、作業機運用支援システムを開発者が顧客に納入した後、顧客がこれを試して判明した改善要望点を、ステップＳ１の構想段階において、容易に見つけ出すことができるようになる。

このように、本実施形態に係るシミュレータ装置１によれば、構想段階で、業務内容の配分を評価して、機能配分を決定することができるようになる。作業機運用支援システムの構築のためのモデル＆シミュレーションが行える。従来、紙の上で行われてきた機能配分の検討を、モデル＆シミュレーション手法により作り込まれたシミュレータ装置１を用いて行うことができる。

また、このシミュレータ装置１によれば、シミュレーション結果を可視化できるため、最初に機上システムで作成されるデータの内容と、機体システムが表示する情報の内容とを容易に確認することができるようになる。例えばメモリカードを機上システムを模擬するワークステーションに読み込ませて表示させることによって、実際にヘリコプター機上にてメモリカードの内容を見た場合、どういった内容が表示されるかということを顧客が容易に確認することができる。顧客がソフトウェアを実際に動作させると、機体を示すマーキングの位置が画面上で動く。

シナリオランチャー部５を用いることにより、シナリオランチャー部５がこの段階で種々のデータを機上へ送ることを模擬することができる。シミュレーション結果が可視化されるため、このシミュレータ装置１には３箇所で授受されるデータのうち、必要な機能を満たすことのできないデータが存在することを容易に知ることができる。従って、この段階で作業機運用支援システムにフィードバックがかけられるようになる。従来、紙の上ではわからなかった顧客の要求を、シミュレータ装置１によれば、事前に抽出することができ、これにより、全体の作業効率を向上させることができるようになる。工程どおりにシステムモデルを作成することができる。これにより、コストの低減も図れる。契約した金額で作成できるようになる。

このようにして、構想段階において手作業によって配分されるシステムモデルの機能を、ワークステーションを用いた作業機運用支援システムのモデリングと、シナリオランチャー部５による制御とを通じて可視化した状態でシミュレーションすることができるようになる。作業機運用支援システムを作成する前にその作業量を大幅に軽減することができる。この作業を軽減できるとともに、将来の後戻りを防ぐことができるようになる。

本実施形態に係るシミュレータ装置１、シミュレーション方法によれば、コックピット、キャビン及び地上基地の３者間で、作業機運用支援システムの全体機能を適切に配分することができるようになり、これら３者間の連携により行われる立案計画の行動時に必要な全体の処理をこれら３者間で切り分けて分析することができるようになる。

また、このシミュレーション方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムをこのコンピュータにインストールすることにより、シミュレーション方法で得られた効果と同じ効果を得ることができる。このコンピュータプログラムを記録媒体に記録してもよく、このようにすれば、記録媒体の頒布や持ち運びが容易になる。

尚、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。上記の実施形態では、キャビン部７、コックピット部６及び地上システム評価部３の３者であったが、シミュレーション対象となりうるのはこれら以外のものでもよく、シナリオランチャー部５は３者以外の第４の被シミュレーション対象を加えたシステムでも、上記と同じようにシミュレーションを行うことができる。逆に、このシミュレータ装置から、地上員用のキャビン部７を入れないようにも可能である。サブキャビンなど、別のキャビンを３つとは別に置くこともできる。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の一実施形態に係るシミュレータ装置の構成図である。 シミュレータ装置がシミュレーションを実行している際の機上システム評価部、地上システム評価部及びシナリオランチャー部の各シミュレーション中の画面の一例を示す図である。 コックピット部、キャビン部、地上システム評価部、シナリオランチャー部の間で送受信されるデータの一例を示す図である。 目的物除去作業の工程を概略的に示す図である。

符号の説明

１…作業機運用支援システム、２…機上システム評価部、３…地上システム評価部、４…制御部、５…シナリオランチャー部、６…コックピット部、７…キャビン部、８…センサ情報入力部、９，１０，１２，１５…表示部、１１…地上システム部、１３…地図データベース、１４…航路帯データベース。

Claims (4)

1. ソーナーを用いて捜索領域における捜索対象物を探索する回転翼航空機上の機上システムを模擬し、この捜索対象物の探索画面を第１の表示部に表示させる機上システム評価部と、
   地上システムを模擬し、ネットワークを介してこの機上システム評価部に対し、前記捜索領域の地図情報、前記ソーナーの移動径路の情報、前記回転翼航空機の機体位置、及び前記捜索対象物の位置が重畳された捜索計画情報を送信するとともに、この捜索計画情報を第２の表示部に表示させる地上システム評価部と、
   この地上システム評価部に対し前記ネットワークを介して前記地図情報を含むシナリオを送るとともに、このネットワークを介して前記機上システム評価部に対して時系列に配列された指令を含むシナリオを送ることにより、これらの機上システム評価部及び地上システム評価部を制御するシナリオランチャー部と、を備え、
   前記機上システム評価部が前記シナリオに含まれる指令に基づくシミュレーションを行うことにより前記探索画面を前記第１の表示部に表示し、前記地上システム評価部が前記シナリオに含まれる前記地図情報に基づくシミュレーションを行うことにより前記捜索計画情報を生成して前記第２の表示部に表示し、これらの第１の表示部及び第２の表示部の表示内容に基づいて、前記機上システム及び前記地上システムが連携して行う前記回転翼航空機を用いた捜索作業の機能配分の妥当性を評価することを特徴とするシミュレータ装置。
2. ソーナーを用いて捜索領域における捜索対象物を探索する回転翼航空機上の機上システムを模擬しこの捜索対象物の探索画面を表示可能な機上システム評価部との間で通信を行う地上システムを模擬する地上システム評価部に対して、これらの機上システム評価部及び地上システム評価部を制御するシナリオランチャー部が、前記捜索領域の地図情報を含むシナリオを送るステップと、
   前記地上システム評価部が、このシナリオに含まれる地図情報に基づくシミュレーションを行うことにより、この地図情報、前記ソーナーの移動径路の情報、前記回転翼航空機の機体位置、及び前記捜索対象物の位置が重畳された捜索計画情報を生成して表示するステップと、
   前記機上システム評価部が、前記シナリオに含まれる時系列に配列された指令に基づくシミュレーションを行うことにより、前記探索画面を表示するステップと、
   前記シナリオランチャー部が出力するシナリオの管理と確認とによって、前記機上システム及び前記地上システムが連携して行う前記回転翼航空機を用いた捜索作業の機能配分の妥当性を評価するステップとを備えたことを特徴とするシミュレーション方法。
3. ソーナーを用いて捜索領域における捜索対象物を探索する回転翼航空機上の機上システムを模擬しこの捜索対象物の探索画面を表示可能な機上システム評価部との間で通信を行う地上システムを模擬する地上システム評価部に対して、これらの機上システム評価部及び地上システム評価部を制御するシナリオランチャー部が、前記捜索領域の地図情報を含むシナリオを送るステップと、
   前記地上システム評価部が、このシナリオに含まれる地図情報に基づくシミュレーションを行うことにより、この地図情報、前記ソーナーの移動径路の情報、前記回転翼航空機の機体位置、及び前記捜索対象物の位置が重畳された捜索計画情報を生成して表示するステップと、
   前記機上システム評価部が、前記シナリオに含まれる時系列に配列された指令に基づくシミュレーションを行うことにより、前記探索画面を表示するステップと、
   前記シナリオランチャー部が出力するシナリオの管理と確認とによって、前記機上システム及び前記地上システムが連携して行う前記回転翼航空機を用いた捜索作業の機能配分の妥当性を評価するステップとを、コンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
4. ソーナーを用いて捜索領域における捜索対象物を探索する回転翼航空機上の機上システムを模擬しこの捜索対象物の探索画面を表示可能な機上システム評価部との間で通信を行う地上システムを模擬する地上システム評価部に対して、これらの機上システム評価部及び地上システム評価部を制御するシナリオランチャー部が、前記捜索領域の地図情報を含むシナリオを送るステップと、
   前記地上システム評価部が、このシナリオに含まれる地図情報に基づくシミュレーションを行うことにより、この地図情報、前記ソーナーの移動径路の情報、前記回転翼航空機の機体位置、及び前記捜索対象物の位置が重畳された捜索計画情報を生成して表示するステップと、
   前記機上システム評価部が、前記シナリオに含まれる時系列に配列された指令に基づくシミュレーションを行うことにより、前記探索画面を表示するステップと、
   前記シナリオランチャー部が出力するシナリオの管理と確認とによって、前記機上システム及び前記地上システムが連携して行う前記回転翼航空機を用いた捜索作業の機能配分の妥当性を評価するステップとを、有するコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。