JP2016062450A - 管制警報装置、航空管制システム、管制警報方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】管制警報装置は、航空機が発信したダウンリンク情報のうちの、航空機によって測定された当該航空機の飛行高度、及び飛行高度の変化を示す情報を少なくとも含む飛行パラメータ情報と、当該航空機の飛行計画を示す計画情報とを取得する取得部と、取得部が取得した、航空機の飛行高度及び高度の変化を示す情報を少なくとも含む飛行パラメータ情報と、航空機の飛行計画に含まれる予定高度とに基づいて、航空機が予定高度を通過して、当該予定高度における所定の許容範囲を超えるか否かを判定する判定部とを備える。
【選択図】図2
Description
ところで、従来の航空管制システムでは、例えば、上述のような場合に、航空機観測レーダーが検出した位置情報(水平位置及び高度)によって、航空機が飛行計画で承認された高度(航路)を外れたか否かを判定する。従来の航空管制システムは、航空機が飛行計画で承認された高度(航路)を外れた場合に、飛行計画で承認された高度をはずれたことを示す情報を管制官に通知し、管制官が航空機に対して警報を通知する。
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態による航空管制システム1の構成の一例を示す図である。
ここでは、図1を参照して、航空管制システム1の概要について説明する。
この図において、航空管制システム1は、航空機の管制を行うシステムであって、例えば、航空機が予定飛行高度から逸脱する場合に、飛行高度の異常を示す警報を出力する。ここで、予定飛行高度とは、航空機の飛行計画(フライトプラン)に含まれている高度情報であって、計画航路における計画高度を示す情報であり、管制官がパイロットに無線により指示した情報である。航空管制システム1は、管制警報装置10と、飛行情報管理装置20と、レーダー装置30と、情報処理装置40と、航空管制装置50と、ADS(Automatic Dependent Surveillance)受信装置60とを備えている。
航空管制装置50は、情報処理装置40が生成した管制情報を表示するとともに、飛行情報管理装置20が提供する飛行計画に基づく運航票、変更情報、ノータム情報などを表示する。管制官は、航空管制装置50が表示する表示情報に基づいて、航空機の管制を行う。
図2は、本実施形態による航空管制システム1の一例を示す機能ブロック図である。
図2に示すように、航空管制システム1は、管制警報装置10と、飛行情報管理装置20と、レーダー装置30と、情報処理装置40と、航空管制装置50と、ADS受信装置60とを備えている。以下、各構成を詳細に説明する。
記憶部21は、飛行情報管理装置20が管理する各種情報を記憶する。記憶部21は、例えば、各航空機の飛行計画情報、運航情報、航空情報などを記憶する。
ここで、図3を参照して、飛行計画情報の情報項目について説明する。
また、記憶部21は、例えば、航空会社などから提供された航空機の運航を示す運航情報と、例えば、気象情報、ノータム情報などの航空情報とを記憶する。
記憶部41は、情報処理装置40の各種処理に利用する情報を記憶する。記憶部41は、レーダー装置30が検出したレーダー情報に基づき算出された航空機の位置情報と、情報処理装置40の管制情報処理部42が生成した管制運用に必要な情報(管制情報)とを記憶する。
ここで、図4を参照して、レーダー装置30が検出した航空機の位置情報の情報項目について説明する。
この図に示すように、位置情報の情報項目には、「機名(便名)」と、「水平位置(緯度、経度)」と、「高度」と、「時刻」とが含まれている。なお、「水平位置(緯度、経度)」は、レーダー装置30が検出した航空機の水平位置を示す情報であり、緯度、及び経度で表される。また、「高度」は、レーダー装置30が検出した航空機の対地高度を示す高度情報であり、「時刻」は、レーダー装置30が航空機を検出した時刻を示す情報である。記憶部41は、上述したこれらの情報を関連付けて、位置情報として記憶する。
表示部52は、管制運用に必要な情報である管制情報を表示情報として表示する。また、表示部52は、後述する管制警報装置10が送信した航空機が所定の許容範囲を超えることを示す警報情報を表示する。
記憶部54は、航空管制装置50が実行する各種処理に利用する情報を記憶する。記憶部54は、例えば、上述した表示情報及び警報情報などを記憶する。
図5に示すように、航空機は、「機名(便名)」、「航空機型式」、「機体番号」、「トランスポンダコード」、「飛行高度」、「垂直速度(上昇率・下降率)」、「大気速度、対地速度」、「選択高度」、「飛行方位」、「ロール角、トラック角」、「水平位置(緯度、経度)」、「スコークコード」などをダウンリンク情報として発信する。ここで、「機名(便名)」、「機体番号」、「トランスポンダコード」、及び「スコークコード」は、航空機を識別する識別情報である。なお、「トランスポンダコード」は、例えば、モードSトランスポンダのコードであり、「スコークコード」は、管制官により指定され、パイロットがトランスポンダ70に入力する航空機を識別する識別情報であり、ビーコンコードと呼ばれることもある。
ADS受信装置60は、このようなダウンリンク情報を定期的に受信して、情報処理装置40に提供する。情報処理装置40は、ダウンリンク情報を記憶部41に記憶させる。
記憶部11は、管制警報装置10が実行する各種処理に利用する情報を記憶する。記憶部11は、例えば、ADS受信装置60が検出して情報処理装置40に提供したダウンリンク情報と、飛行情報管理装置20から提供される飛行計画情報とを記憶する。また、記憶部11は、例えば、後述する高度異常判定部122が推定した予測到達高度と、予測到達高度に基づく判定結果とを記憶する。
情報取得部121(取得部)は、ADS受信装置60が検出して情報処理装置40に提供したダウンリンク情報と、飛行情報管理装置20から提供される飛行計画情報とを取得する。すなわち、情報取得部121は、例えば、航空機が発信したダウンリンク情報のうちの、航空機によって測定された当該航空機の飛行高度と、選択高度と、飛行高度の変化を示す情報(例えば、上昇率)とを少なくとも含む飛行パラメータ情報と、飛行計画のうちの当該航空機の予定飛行高度とを取得する。情報取得部121は、取得した飛行パラメータ情報と、当該航空機の予定飛行高度とを記憶部11に記憶させる。
具体的に、高度異常判定部122は、航空機の飛行高度と、飛行高度の変化を示す情報とに基づいて、航空機が水平飛行に移行した際に到達する予測到達高度を推定する。高度異常判定部122は、推定した予測到達高度が、航空機の飛行高度と、所定の許容範囲(予定飛行高度から上下300フィートの範囲)内の所定の閾値との間の高度であるか否かに応じて、航空機が所定の許容範囲を超えるか否かを判定する。ここで、高度異常判定部122による予測到達高度の算出する処理、及び航空機が所定の許容範囲を超えるか否かを判定する処理の詳細については、図7を参照して後述する。
なお、高度異常判定部122は、例えば、航空機の飛行高度が所定の許容範囲(予定飛行高度から上下300フィートの範囲)外である場合においても、航空機が所定の許容範囲を超えていると判定し、警報処理部123に警報を出力させる。
まず、図1及び図2を参照して、航空管制システム1が通常の管制処理を実行する場合の動作について説明する。
航空管制システム1が通常の管制処理を実行する場合、情報処理装置40の管制情報処理部42は、所定の時間間隔ごとにレーダー装置30が検出したレーダー情報を取得する。管制情報処理部42は、取得したレーダー情報に基づく位置情報を記憶部41に記憶させる。
また、管制情報処理部42は、飛行情報管理装置20から飛行計画、運航情報、航空情報などを所定の時間間隔ごとに取得する。すなわち、管制情報処理部42は、例えば、飛行情報管理装置20の記憶部21が記憶する飛行計画情報、運航情報、及び航空情報を取得する。
図6は、本実施形態による航空管制システム1の動作の一例を示す図である。
ここでは、例えば、航空機が予定飛行高度に高度を変更する際に、航空機が予定飛行高度から逸脱した場合の動作の一例について説明する。
次に、管制警報装置10は、監視対象の航空機が予定飛行高度の所定の範囲を超えるか否かを判定する(ステップS104)。すなわち、管制警報装置10の高度異常判定部122は、情報取得部121が取得した予定飛行高度と、情報取得部121が取得したダウンリンク情報のうちの現在の飛行高度と垂直速度とに基づいて、航空機が予定飛行高度の所定の範囲を超えるか否かを判定する。
図7は、本実施形態による高度異常の判定を説明する図である。この図において、高度H1及び高度H2は、航空路の高さを示しており、高度H1と高度H2とは、例えば、1000フィート離れているものとする。また、高度H1Hは、高度H1に対して許容される上限高度(例えば、高度H1+ΔH)であり、高度H1Lは、高度H1に対して許容される下限高度(例えば、高度H1−ΔH)である。また、高度H2Lは、高度H2に対して許容される下限高度(例えば、高度H2−ΔH)である。ここで、ΔHは、例えば、300フィートである。また、閾値(高度TH1)は、航空機が所定の許容範囲を超えたか否かを判定するために設定された所定の閾値である。なお、閾値(高度TH1)は、予定飛行高度(高度H1)から上限高度(高度H1H)との間の高度であり、図7に示す例では、警報が出力された時点で航空機が回避動作を取った場合に、航空機が所定の許容範囲を超えないように設定されている。
このように、図7に示す例では、高度異常判定部122は、航空機AP1、及び航空機AP2が、所定の許容範囲を超えると判定し、警報処理部123は、当該判定結果に基づいて、所定の許容範囲を超える前に、高度異常を示す警報を出力させることができる。また、高度異常判定部122は、航空機AP3が、所定の許容範囲を超えないと判定する。
なお、図7に示す例では、航空機が上昇して予定飛行高度で水平飛行する場合について説明したが、航空機が下降して予定飛行高度で水平飛行する場合についても同様である。
図8は、本実施形態による管制警報装置10の動作の一例を示すフローチャートである。
この図において、まず、管制警報装置10は、飛行情報管理装置20から提供される飛行計画情報を取得する(ステップS201)。すなわち、管制警報装置10の情報取得部121は、飛行情報管理装置20の記憶部21が記憶する飛行計画情報を取得する。
なお、高度異常判定部122は、ダウンリンク情報の中の選択高度と、飛行計画の中の飛行高度(つまり、管制官が無線でパイロットに指示した予定飛行高度)とを比較する。高度異常判定部122は、選択高度と飛行高度とが不一致の場合に、警報を出力させる。また、高度異常判定部122は、選択高度と飛行高度とが一致している場合、予測到達高度を算出する処理に進む。
これにより、本実施形態による管制警報装置10は、航空機の飛行高度及び飛行高度の変化を示す情報を少なくとも含む飛行パラメータ情報に基づいて判定処理を行うので、航空機が予定飛行高度における所定の許容範囲を超える前に、所定の許容範囲を超えるか否かを判定することができる。そのため、本実施形態による管制警報装置10は、航空機の管制において、安全性を向上させることができる。
これにより、本実施形態による管制警報装置10は、航空機が予定飛行高度における所定の許容範囲を超える前に、航空機が所定の許容範囲を超えることを示す警報を出力させることができる。そのため、本実施形態による管制警報装置10は、航空機の管制において、安全性を向上させることができる。
これにより、本実施形態による管制警報装置10は、航空機が予定飛行高度における所定の許容範囲を超えるか否かを、簡易な手段で正確に判定することができる。
なお、所定の閾値は、警報が出力された時点で航空機が回避動作を取った場合に、航空機が所定の許容範囲を超えないように設定されている。これにより、本実施形態による管制警報装置10は、より安全性を向上させることができる。
これにより、本実施形態による管制警報装置10は、航空機が予定飛行高度における所定の許容範囲を超えるか否かを、より簡易な手段で正確に判定することができる。
これにより、本実施形態による管制警報装置10は、パイロットの設定ミスにより航空機が許容範囲を超えた高度に達することを事前に判定することができる。よって、本実施形態による管制警報装置10は、航空機の管制において、安全性を向上させることができる。
これにより、本実施形態による航空管制システム1は、管制警報装置10と同様に、航空機の管制において、安全性を向上させることができる。
これにより、本実施形態による管制警報方法は、管制警報装置10と同様に、航空機の管制において、安全性を向上させることができる。
次に、第2の実施形態による管制警報装置10及び航空管制システム1について、図面を参照して説明する。
なお、本実施形態における管制警報装置10は、高度異常判定部122による航空機の予測到達高度の算出方法が異なる点を除いて、図1及び図2に示す第1の実施形態における構成と同様であるので、ここではその説明を省略する。
図9は、本実施形態による高度異常の判定を説明する図である。この図において、高度H1、高度H2、高度H1H、高度H1L、高度H2L、及び閾値(高度TH1)は、図7に示す例と同様である。また、ΔHも、例えば、300フィートであり、図7に示す例と同様である。
なお、図9に示す例では、航空機が上昇して予定飛行高度で水平飛行する場合について説明したが、航空機が下降して予定飛行高度で水平飛行する場合についても同様である。
図10は、本実施形態による管制警報装置10の動作の一例を示すフローチャートである。
この図において、ステップS301及びステップS302の処理は、図8に示すステップS201及びステップS202の処理と同様であるのでここではその説明を省略する。
続く、ステップS305の処理は、図8に示すステップS205の処理と同様であるのでここではその説明を省略する。
これにより、本実施形態による管制警報装置10は、航空機が予定飛行高度における所定の許容範囲を超えるか否かを、第1の実施形態と同様に、簡易な手段で正確に判定することができる。
例えば、上記の各実施形態において、高度異常判定部122が、ダウンリンク情報のうちの飛行高度と垂直速度(上昇率・下降率)とを用いて予測到達高度を推定する例を説明したが、これに限定されるものではない。高度異常判定部122は、例えば、ダウンリンク情報のうちの他の飛行パラメータ(大気速度、対地速度、ロール角、トラック角など)に基づいて、予測到達高度を推定してもよい。また、高度異常判定部122は、予測到達高度を算出することで推定する例を説明したが、飛行高度、垂直速度(上昇率・下降率)などのパラメータに対応する予測到達高度を予めテーブル化して、このテーブルを参照することで予測到達高度を推定してもよい。
また、上記の第2の実施形態において、航空機が水平飛行に移行するのに必要な所定の期間T1は、同一の期間を用いる例を説明したが、航空機の機種、気象情報、大気速度、対地速度などに応じて異なる値が設定されてもよい。
また、上記の各実施形態において、航空管制装置50は、航空機が予定飛行高度における所定の許容範囲を超えることを示す警報を表示部52(出力部の一例)に出力する例を説明したが、スピーカなどに音による警報を出力してもよい。
例えば、管制官は、飛行計画情報に基づく指示飛行高度を航空機のパイロットに指示するとともに、入力部51を介して航空管制装置50に航空機を識別する識別情報(例えば、「機名(便名)」)と、指示飛行高度とを入力する。航空管制装置50は、入力部51を介して受け付けられた識別情報と指示飛行高度とを関連付けて記憶部11に記憶させる。
一方、航空機では、パイロットが、管制官によって指示された指示飛行高度を予定飛行高度として設定する。すなわち、管制官によって指示された指示飛行高度が、予定飛行高度としてトランスポンダ70に設定される。
これにより、航空管制装置50は、例えば、パイロットが誤って予定飛行高度を設定してしまった場合に、異常であることを示す警報を出力させることができる。すなわち、航空管制装置50は、航空機が管制官によって指示された指示飛行高度おける所定の許容範囲を超える前に、パイロットによる予定飛行高度の設定誤りを判定することができる。よって、航空管制装置50は、航空機の管制において、安全性を向上させることができる。
また、「コンピュータシステム」は、インターネットやWAN、LAN、専用回線等の通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。このように、プログラムを記憶した記録媒体は、CD−ROM等の非一過性の記録媒体であってもよい。
なお、予定軌道の位置を示す情報とは、例えば、航路上の通過点を示すFIX(フィックス)であってもよいし、FIX以外の針路が変化する位置、方向が変化する位置であってもよい。また、予定軌道の位置を示す情報は、管制官が予め指定してもよいし、所定のアルゴリズムにより抽出された位置であってもよい。
10 管制警報装置
11、21、41、54 記憶部
12 制御部
20 飛行情報管理装置
22 管理処理部
30 レーダー装置
40 情報処理装置
42 管制情報処理部
50 航空管制装置
51 入力部
52 表示部
53 管制制御部
60 ADS受信装置
70 トランスポンダ
121 情報取得部
122 高度異常判定部
123 警報処理部
Claims (8)
- 航空機が発信したダウンリンク情報のうちの、航空機によって測定された当該航空機の飛行高度、及び飛行高度の変化を示す情報を少なくとも含む飛行パラメータ情報と、当該航空機の予定された飛行高度を示す予定飛行高度とを取得する取得部と、
前記取得部が取得した、前記航空機の飛行高度及び前記飛行高度の変化を示す情報を少なくとも含む飛行パラメータ情報と、前記予定飛行高度とに基づいて、前記航空機が前記予定飛行高度を通過して、当該予定飛行高度における所定の許容範囲を超えるか否かを判定する判定部と
を備えることを特徴とする管制警報装置。 - 前記判定部が前記所定の許容範囲を超えると判定した場合に、前記航空機が前記所定の許容範囲を超えることを示す警報を、出力部に対して前記所定の許容範囲を超える前に出力させる警報処理部を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の管制警報装置。 - 前記判定部は、
前記航空機の飛行高度と、前記飛行高度の変化を示す情報とに基づいて、前記航空機が水平飛行に移行した際に到達する予測到達高度を推定し、推定した前記予測到達高度が、前記航空機の飛行高度と、前記所定の許容範囲内の所定の閾値との間の高度であるか否かに応じて、前記航空機が前記所定の許容範囲を超えるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の管制警報装置。 - 前記判定部は、
前記航空機の飛行高度と、前記飛行高度の変化を示す情報とに基づいて、前記航空機が所定の期間に到達する予測到達高度を推定し、推定した前記予測到達高度が、前記航空機の飛行高度と、前記所定の許容範囲内の所定の閾値との間の高度であるか否かに応じて、前記航空機が前記所定の許容範囲を超えるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の管制警報装置。 - 管制官が指示した航空機の予定された飛行高度を示す指示飛行高度と、当該航空機が発信したダウンリンク情報に含まれる予定飛行高度であって、パイロットが設定した予定された飛行高度を示す予定飛行高度とを取得する取得部と、
前記取得部が取得した、前記指示飛行高度と、前記予定飛行高度とが一致しているか否かを判定する判定部と
を備えることを特徴とする管制警報装置。 - 航空機が発信する前記ダウンリンク情報を受信する受信装置と、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の管制警報装置と、
前記管制警報装置によって、前記航空機が前記所定の許容範囲を超えると判定された場合に、前記航空機が前記所定の許容範囲を超えることを示す警報を出力する出力部を有する航空管制装置と
を備えることを特徴とする航空管制システム。 - 管制警報装置が、航空機が発信したダウンリンク情報のうちの、航空機によって測定された当該航空機の飛行高度、及び飛行高度の変化を示す情報を少なくとも含む飛行パラメータ情報と、当該航空機の予定された飛行高度を示す予定飛行高度とを取得する取得ステップと、
前記管制警報装置が、前記取得ステップにて取得した、前記航空機の飛行高度及び前記飛行高度の変化を示す情報を少なくとも含む飛行パラメータ情報と、前記航空機の飛行計画に含まれる予定飛行高度とに基づいて、前記航空機が前記予定飛行高度を通過して、当該予定飛行高度における所定の許容範囲を超えるか否かを判定する判定ステップと
を含むことを特徴とする管制警報方法。 - コンピュータに、
航空機が発信したダウンリンク情報のうちの、航空機によって測定された当該航空機の飛行高度、及び飛行高度の変化を示す情報を少なくとも含む飛行パラメータ情報と、当該航空機の予定された飛行高度を示す予定飛行高度とを取得する取得ステップと、
前記取得ステップにて取得した、前記航空機の飛行高度及び前記飛行高度の変化を示す情報を少なくとも含む飛行パラメータ情報と、前記航空機の飛行計画に含まれる予定飛行高度とに基づいて、前記航空機が前記予定飛行高度を通過して、当該予定飛行高度における所定の許容範囲を超えるか否かを判定する判定ステップと
を実行させるためのプログラム。
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