JP3757763B2 - 空港面交通管制装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空港における移動体の交通管制に供する空港面交通管制装置及び空港面交通管制方法、特に空港面領域の気象状況を考慮することにより、管制官による交通管制をより効果的に補助できる空港面交通管制装置及び空港面交通管制方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空港の移動体の交通管制では、管制官が空港面上の交通状況を管制塔から目視により確認、または空港面探知レーダの画面により確認したのち、安全な経路を判断し、音声通信により前記移動体のパイロットに指示を与えることにより行われていた。しかしこのような交通管制では、交通量が増えた場合や視界の悪い状況下では管制官の負荷が増え、安全性や運航効率の点で問題が生じることがあった。
【０００３】
このような問題に対処するため、管制官の経路判断、誘導及び管制指示を支援する空港面交通管制装置が検討されている。例えば、特開平９−２８２６００号公報に示された従来の装置の概念構成図を図１８に示す。
【０００４】
図１８中、移動体検出部１０においては、各種の位置検出センサー（ＡＳＤＥ(Airport Surface Detection Equipment)、ＧＰＳ(Global Positioning System)、光学カメラ等）により移動体が観測され、追尾処理、相関処理を経て、各移動体の位置情報が出力される。
【０００５】
交通監視部２０においては、交通の混雑度と視程とが所定の条件を満たした場合に、上記位置情報の他、図には示していない移動計画情報、空港設備情報及び経路計画情報等に基づいて移動体の交通監視が行われる。具体的には、計画された移動経路からの逸脱や衝突の恐れ等の異常の有無が監視される。交通の異常が検出された場合、その異常のレベルが予め定められたしきい値より大きい場合に交通警報が発せられる。また、この警報は、必要に応じ表示統合部４０に表示される。
【０００６】
また、経路計画処理部３０においては、上記位置情報、移動計画情報及び空港設備情報等に基づき、各移動体の移動計画対応の経路計画が作成される。この経路計画は、移動体の移動経路の候補情報である経路計画情報として記憶される。また、経路候補の中から実際の移動経路を決定する。この決定された移動経路は、必要に応じ表示統合部４０に表示される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の空港面交通管制装置は以上のように構成されており、気象条件として視程のみを考慮した交通管制（交通警報発生、移動経路決定）が行われていたに過ぎない。すなわち、空港面交通管制において、移動体運動により大きな影響を及ぼす他の気象条件、具体的には風向、風速等の気象条件、さらにこの気象条件の影響を受ける空港面の路面状況が考慮された交通管制が行われていないという問題点があった。
【０００８】
また、従来の空港面交通管制では、視程は交通監視を行うか否かの判断に用いられるだけであり、実際に交通監視が行われているときの警報発生の判断には用いられていなかった。そのため、悪天候時でも視程さえ良ければ好天候時と同じ管制基準で交通管制が行われるという問題点があった。具体的には、降雨時や降雪時には航空機の制動距離が長くなる、強風時には航空機の経路が蛇行する等の現象を伴うため、特に交通密度が高い場合に事故を生ずる危険が予測される。
【０００９】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたものであり、気象条件に応じてより信頼性の高い交通管制を行うことのできる空港面交通管制装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の空港面交通管制装置は、空港面上の異なる気象現象を個別に観測する気象観測部と、この個別の観測結果に基づき算出された気象現象毎の空港面管制への個別影響度を、任意に設定可能な個別の気象現象毎の重み付け量で重み付け加算し、気象現象全体の空港面管制への総合影響度を求め、この総合影響度に応じて衝突警報発生の閾値となる異常検出レベルを可変に選択する異常検出レベル選択部と、空港面上の移動体の位置を検出する移動体検出部と、この移動体の相互の位置関係から衝突の危険度を示す危険レベルを出力する危険レベル判定部と、この衝突の危険レベルと上記異常検出レベルとを比較し衝突の危険レベルが異常検出レベルより高い場合に衝突の異常警報を発する異常警報発生部とを備えたものである。
【００１１】
また、請求項２に記載の空港面交通管制装置は、上記移動体検出部は移動体の位置と速度を検出し、上記危険レベル判定部は移動体の相互の位置と速度から衝突の危険度を判定し、その程度を示す危険レベルを出力するようにしたものである。
【００１２】
また、請求項３に記載の空港面交通管制装置は、発生した上記異常警報を表示部に表示するようにしたものである。
【００１５】
請求項４に記載の空港面交通管制装置は、観測する気象の情報は、視程、風向、風速、温度、湿度、雨量、雷情報、ウインドシア情報、マイクロバースト情報、乱気流情報、雲高情報のうち少なくとも１つであるようにしたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図について説明する。図１は、この発明の実施の形態１における空港面交通管制装置の主要部の概念構成図である。図１において、１０〜４０は、従来の空港面交通管制装置の構成と同様であるので説明を省略する。５０は、空港面領域の気象を観測する気象観測部、６０は、観測された気象による空港面上の交通管制への影響度を判定する気象監視部である。上記交通監視部２０、経路計画処理部３０においては、この影響度を用いることにより、気象の影響を反映した交通監視、経路計画処理を行う。また、必要に応じて気象警報情報が表示統合部４０に表示される。
【００２１】
図２は、周辺装置も含むより具体的な空港面交通管制装置の構成図である。図において１１は、レーダ（ＡＳＤＥ等）、ＧＰＳ、光学カメラ等で構成され、航空機や車両等の移動体の位置を検出する移動体検出センサーである。１２は、各種の移動体検出センサー１１からの目標の情報を収集し、同一目標の情報を統合するセンサー統合部である。１３は、センサー統合部１２からの統合された目標情報に基づいて、目標を追尾する追尾処理部である。１４は、追尾処理部１３からの追尾目標をフライトプランと相関をとって目標の識別を行う相関処理部である。移動体検出部１０は、上記移動体検出センサー１１、センサー統合部１２、追尾処理部１３、相関処理部１４及び後述する移動体情報１５、移動計画情報１６により構成される。
【００２２】
また、７１は、空港の設備情報に関してその内容や設備の使用状況を管理する設備情報管理部である。２０は、移動体情報１５、移動計画情報１６、空港設備情報７２、及び経路計画情報７３に基づき、空港内の移動体の交通監視を行う交通監視部である。３０は、移動体の予定経路を管理する経路計画処理部である。
【００２３】
ここで、移動体情報１５は、移動体の位置と識別情報からなる情報、移動計画情報１６はいわゆるフライトプランであり、航空機の便名、機種、出発時刻、到着時刻、使用スポット等の情報である。空港設備情報７２は、設備情報管理部７１で管理される設備の使用可否や使用予定等の情報である。経路計画情報７３は、移動体の移動経路の候補情報である。
【００２４】
設備情報Ｉ／Ｆ部８１は、空港設備情報７２の参照及び変更のためのユーザーインタフェースを提供する。マップＩ／Ｆ部８２は、空港設備情報７２に基づいてマップを画面に描画するとともに、マウス等のポインティングデバイスによる描画されたマップ上での設備の選択を可能とし、設備の変更が生じた場合の修正を可能とする。
【００２５】
ターゲットＩ／Ｆ部８３は、移動体情報１５に基づいて画面上にターゲットを描画するとともに、ポインティングデバイスによる描画されたターゲットの選択を可能とし、これによりターゲットの詳細情報を表示したり、ターゲットの情報を変更することを可能とする。管制表示統合部８４は、マップ表示情報とターゲット表示情報を重畳して表示することにより、ターゲットの位置状況を視覚的に明確に表示する機能を実現し、そのために両者の表示のスケールや座標を統合する働きを有する。
【００２６】
交通警報Ｉ／Ｆ部８５は、追尾している移動体が割当てられた経路を外れたり、あるいは他の移動体と衝突の恐れがある等の異常状態が交通監視部２０にて検出された場合に、交通警報を表示画面に表示する。経路計画Ｉ／Ｆ部８６は、経路計画候補属性情報や経路計画状態情報などについて帳票形式の表示を行う。移動計画Ｉ／Ｆ部８７は、移動計画属性情報に関し、同様に帳票形式の表示を行う。上記の各表示情報は、表示統合部により同じ表示装置上に選択表示あるいはウインドウ分割表示される
【００２７】
空港気象センサー５１は、風向、風速、温度、湿度、雨量等の気象観測機器で構成される各種のセンサーである。気象情報収集部５２は、空港気象センサー５１で観測された情報を収集し、空港気象情報５３を記憶する。気象観測部５０は、上記空港気象センサー５１、気象情報収集部５２、空港気象情報５３により構成される。気象監視部６０は、空港気象情報５２に基づき、気象条件を総合的に判断し、交通監視部２０及び経路計画処理部３０に通知する。
【００２８】
次に動作について説明する。各種移動体検出センサー１１で検出された移動体情報は、センサー統合部１２で統合される。この統合処理は、一個の移動体が複数のセンサーにより検出された場合に、各センサーからの入力信号を統合し、個々の移動体の抽出を行うものである。センサー統合部１２にて抽出された個々の移動体は、その座標データが追尾処理部１３に入力される。追尾処理部１３においては、上記座標データの時系列を監視することにより、移動体の同一性を判定し、個々の移動体の追尾を行う。
【００２９】
相関処理部１４においては、追尾している移動体が何であるかを判定するために、フライトプランとの相関がとられる。フライトプランは、その移動体を識別するためのコールサイン情報である航空機の便名、機種、出発時刻、到着時刻、使用スポット等の情報を保持しているため、追尾している移動体がどのフライトプランに対応するかを照合することが可能である。相関がとられた移動体の位置情報は、移動体情報１５として蓄積、更新される。
【００３０】
また、上記フライトプランのうち、今後の出発及び到着便の情報は、移動計画情報１６として記憶される。また、空港面内の滑走路、誘導路、エプロン等の工事等による使用可否の情報やスポットの使用計画の情報は、設備情報管理部７１によりあらかじめ空港設備情報７２として記憶されている。経路計画処理部３０では、上記移動計画情報１６及び空港設備情報７２に基づき、各移動体の移動計画対応で経路計画が作成される。この経路計画は、移動体の移動経路の候補情報である経路計画情報７３として記憶される。
【００３１】
交通監視部２０では、後述する気象警報レベルに基づき適正な監視基準を定めるとともに、移動体情報１５、移動計画情報１６、空港設備情報７２及び経路計画情報７３に基づき移動体の移動経路の監視を行う。そして、移動体同士の接近の度合い、予定移動路からのズレから、交通の危険の度合いを求め、上記監視基準を参照して、交通警報Ｉ／Ｆ部８５を通じて警報を発生することで管制官の注意を喚起する。
【００３２】
空港気象センサー５１は、空港面領域の気象情報、例えば風向、風速、温度、湿度及び降雨量等を定量的なデータとして観測する。これらのデータは、気象情報収集部５２で収集され、空港気象情報５３として蓄積される。気象監視部６０は、空港気象情報５３に基づいて空港の気象条件から交通管制への影響度を総合的に判断し、気象警報レベルとして出力する。
【００３３】
この気象警報レベルは、気象警報Ｉ／Ｆ部８８を通じて気象警報として警報表示される。また、上記気象警報レベルは、上記交通監視部２０及び経路計画処理部３０に通知される。交通監視部２０では、上記気象警報レベルに応じて交通警報発生の基準となる監視基準を変更する。計画経路処理部３０では、上記気象警報レベルに応じて移動経路の使用制限条件を設定し、その条件に基づいて使用する経路の選択や使用制限を行う。
【００３４】
次に、本実施の形態の発明の要部である気象監視部６０、交通監視部２０、経路計画処理部３０の細部の動作について説明する。
【００３５】
図３は、気象監視部６０内の構成図である。基準値比較手段６１においては、空港気象情報５３中の各気象観測データを、各観測データ毎に設定された基準値と比較し、その比較の結果を出力する。上記基準値は、個々の気象要因が交通管制へ与える影響の程度を判断する基準である。例えば、降雨量の場合だと、過去の降雨の交通管制への影響などから、所定の基準となる降雨量を基準値として設定しておき、実際に観測された降雨量をこの基準降雨量と比較し、降雨の交通管制への影響が、「大」であるか、「小」であるかを個別影響度として出力する。
【００３６】
この比較結果である個別影響度は、定量的に出力してもよい。例えば、基準降雨量より「大」きい場合には「１００」を割り当て、交通管制への影響が大きいことを表し、「小」さい場合には「５０」を割り当て、影響が小さいことを表す。他の気象情報についても、同様の方法で、交通管制に与える影響度を個々に判断する。
【００３７】
なお、上記説明では、比較の基準値が一つの場合について説明したが、図４の基準値比較手段の構成図に示すように、複数段階での比較を行う（交通管制への影響度を細かく判定する）ために複数個の基準値を設けても構わない。例えば３段階の場合では、２個の基準値が設けられ、比較の結果は、「大」、「中」、「小」と判定される（定量化した場合には、「１００」（「大」に相当）、「７５」（「中」に相当）、「５０」（「小」に相当）というように割り当てられる）。
【００３８】
気象状態判定部６２においては、上記個々の気象要因の比較結果を基に交通管制への影響度を総合的に判断し、気象警報レベルを決定する。この気象警報レベルは、例えば、レベル１（通常レベル）、レベル２（注意レベル）、レベル３（警戒レベル）の３段階のレベルであらわすことができる。
【００３９】
また、上記基準値比較手段６１での比較結果のように、定量的に出力しても構わない。例えば、レベル１には「３０」を割り当て、交通管制への影響が通常レベルであることを、レベル２には「６０」を割り当て、交通管制への影響が注意レベルであることを、レベル３には「１００」を割り当て、交通管制への影響が警戒レベルであることを表す。以下に、上記気象の交通管制への影響度の総合的な判断の仕方の一例を説明する。
【００４０】
気象要因の交通管制への影響度を考える場合、各気象要因を独立に扱うよりも、気象要因の性質に応じ、複数の気象要因を組み合わせて複合的に気象要因を考え、それによって交通管制への影響度を判断する方が望ましい場合がある。例えば、視程は、他の気象要因に関わりなく、単独で気象警報レベルに寄与するが、風向と風速は、組み合わせて一対で気象警報レベルへ寄与する。また、降雨と温度も、組み合わせて新たに降雪として気象警報レベルへ寄与する。湿度は特に異常乾燥の判断に使用する、といったことが考えられる。
【００４１】
図５は、上記の複合的に気象要因を判定する処理に関わる部分の構成図でありる。図５（ａ）においては、気象センサで観測された降雨量の観測データと温度の観測データとを用い、温度のデータを、降雨があったときに雨か雪かの判断に利用することで、降雪量という新たな観測データ（ここでは、「拡張観測データ」という）を作り出している。この拡張観測データに対し基準値比較の処理が行われ、個別影響度が出力される。
【００４２】
また、図５（ｂ）においては、気象センサで観測された風速の観測データと風向の観測データとを用い、風をベクトル量で捉え風速ベクトルという新たな拡張観測データを作り出している。この風速ベクトルは、例えば滑走路領域で、離・着陸機に対する風の向き（例えば追い風、向かい風、横風等）が、交通管制に影響を及ぼすことによる。この拡張観測データに対し基準値比較の処理が行われ、個別影響度が出力される。
【００４３】
また、各気象要因の影響を同列に扱うのではなく、気象要因毎に重みづけを行うといった判断の仕方も考えられる。例えば交通管制への影響度の大きい視程や降雨量は、温度や湿度よりも大きい重みづけを行うことが望ましい。この重みづけは、例えば以下のような数式で実現できる。ここでは、観測される気象の種類はｎ個あるものとする。また、上記の降雪量や、風速ベクトル等の拡張観測データに基づく個別影響度も気象要因の一つとして扱うものとする。
【００４４】
ｙ＝ｗ1＊ｘ1＋ｗ2＊ｘ2＋・・・・・・・＋ｗn＊ｘn ・・・（１）
ここで、各文字の意味は以下のとおりである。
ｙ：気象状態判定部６２の出力であり、定量化された気象警報レベル、（ｘ1、ｘ2、・・・・・・・、ｘn）：個々の気象要因毎の基準値比較手段６１の比較結果出力であり、定量化された交通管制に与える影響度、（ｗ1、ｗ2、・・・・・・・、ｗn）：定量化された交通管制に与える影響度への重み付け量であって、個々の気象要因毎に独立に割り当てられる重み付け量。
【００４５】
上記（１）式において、例えば交通管制への影響度の大きい視程や降雨量に対する重み付け量を、温度や湿度に対する重み付け量より大きくすれば、視程や降雨量による影響を重視した気象警報レベルの算出、さらにこの気象警報レベルに基づく交通管制が可能となる。また、温度が低く降雪の状態の場合には、降雨量に対する重み付け量を０とすれば、降雪量に基づく判定を行うことができる。
【００４６】
なお、上記重み付け量をどのように設定するかについては、交通管制が、空港の設置地域、空港の構造、周辺の環境、地域の気象の特徴等の影響を大きく受けるので、一概に決めることは困難である。従って上記の特徴を考慮し、個々の空港毎に適宜設定するのが望ましい。
【００４７】
図６は、上記（１）式の演算処理を行う気象状態判定部６２内の構成図である。上記処理は、個別影響度ベクトルと重み付けベクトルの内積で表される。なお、重み付け量は重み付け設定部により上述のとおり、任意に設定可能である。
【００４８】
次に、交通監視部２０の細部の動作について説明する。図７は、交通監視部２０内の構成図である。また、図８は、交通監視部２０内の動作フローチャートである。接近検出手段２１においては、定期的に更新される移動体情報１５を入力とし、対象となる移動体と周辺の他の移動体の移動状況（位置と速度）を調べ、両者の相対距離と接近速度を計算し、接近の度合いを出力する（ステップ１１、１２）。
【００４９】
経路比較手段２２においては、移動体情報１５と経路計画情報７３とを入力とし、移動体情報１５から判る対象となる移動体の実際の移動経路と経路計画情報７３による計画された移動経路との比較により、逸脱の度合いを計算し、出力する（ステップ１３）。
【００５０】
危険レベル判定手段２３においては、上記の他の移動体との接近の度合いや計画経路との逸脱度合いを基に、総合的に、数値化された交通管制の危険レベルを算出する（ステップ１４）。この危険レベル判定の処理においても、図６に示した気象状態判定における処理と同様の処理を考えることができる。つまり、接近度合いと逸脱度合いに対し、重み付けを行い、個々の空港における空港管制の事情に応じて、重み付けを変えて危険レベルを判定するというものである。図９は、上記の考え方に基づく、危険レベル判定部の構成図である。図において、重み付けを任意に変えることで、接近度合い、逸脱度合いのいづれかを重要視した判定を行うことが可能となる。
【００５１】
図１０に異常検出レベル選択手段の構成図を示す。異常検出レベル選択手段２４においては、上記気象監視部６０からの気象警報レベルに応じて異常検出レベルを設定する。ここで、異常検出レベルとは、後述する異常警報発生手段２５において交通管制の警報発生を判定する場合のしきい値であり、気象警報レベルに応じて選択されるように複数個のデータが準備されている。上記異常検出レベルの選択においては、例えば、気象警報レベルが高いほど異常検出レベルは低い値のものが選択されることになる。つまり、気象要因の交通管制への影響度が大きいほど、警報が出やすくする。
【００５２】
異常警報発生手段２５においては、上記交通管制の危険レベルと警報発生のしきい値である異常検出レベルとを比較し、危険レベルが異常検出レベルを超える場合に交通警報を発し管制官に通知する（ステップ１５、１６）。危険レベルが異常検出レベルを超えない場合には交通警報を発しない（ステップ１５、１７）。
【００５３】
次に、経路計画処理部３０の細部の動作について説明する。図１１は、経路計画処理部２０内の構成図である。また、図１２は、経路計画処理部３０内の動作フローチャートである。経路計画抽出手段３１においては、移動体の移動計画情報１６を入力とし（ステップ２１）、この情報に基づいて経路計画情報７３より対応する移動体の移動経路候補を抽出する（ステップ２２）。
【００５４】
使用可能判定手段３２においては、個々の移動体の移動体情報１５と各移動体に割当てられた経路計画情報７３を入力とし、これらの情報に基づいて、複数の移動体で共用される誘導路等の設備が使用可能か否かを判定する（ステップ２３）。具体的には、各移動体の移動経路候補、各移動体の現在位置、移動経路上の設備の使用制限条件に基づき、異なる移動体同士での移動経路の重なりの有無等を判断し、移動経路の使用可否の判定結果を出力する。
【００５５】
この判定の際に、気象の交通管制への影響度が考慮される。つまり気象監視部６０の出力である気象警報レベルに応じて、移動経路、設備の使用制限条件、例えば誘導路等の同時最大使用可能数が設定され（例えば、悪天候時には同時に誘導路を使用する移動体数が制限され）、この使用制限条件の基で、上記判定が行われる。
【００５６】
図１３に使用可能判定手段の内部の構成図を示す。経路使用制限条件設定手段３４には、例えば、各設備の使用条件のテーブルが気象警報レベルに応じて複数用意されており、気象警報レベルが入力されると、対応する使用条件が選択され出力される。経路使用可否判定部では、経路計画情報７３による各移動体の移動経路候補、移動体情報１５による各移動体の現在位置、経路使用制限条件設定手段３４からの出力である移動経路上の設備の使用制限条件に基づき、移動経路の使用可否の判定が行われる。
【００５７】
経路計画決定手段３３においては、経路計画抽出手段３１により抽出された移動経路候補の中から、使用可能判定手段３２により使用可能と判定された設備を有する使用可能な経路を移動経路として決定する（ステップ２４）。この決定された移動経路は、気象条件も考慮した経路計画情報７３として更新・再登録される。
【００５８】
この実施の形態１の発明は、以上のように構成され、気象センサー５１から空港面領域の各種の気象の情報を取り込み、気象による交通管制への影響度を判定し、この影響度に応じて交通管制の基準を変更できるようにした。具体的には、移動体同士の衝突の危険を判断し警報を発する基準や空港面上の移動体の移動経路の使用制限条件を変更できるようにした。このように交通管制の基準を変更することにより、気象条件に応じた木目の細かい、柔軟性のある、安全を考慮した空港面交通管制装置が提供できるという効果を奏する。
【００５９】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、気象情報として空港の視程、風向、風速、温度、湿度及び降雨量の情報を使用するものを示したが、他の気象情報として雷情報をさらに使用しても構わない。
【００６０】
この発明の実施の形態２の空港面交通管制装置の構成図を図１４に示す。図１４において、雷センサー５４からの情報は、気象情報収集部５２で収集され、空港気象センサー５１からの気象情報とともに、空港気象情報５３として記憶される。この気象情報５３を用いた気象監視部６０、経路計画部３０及び交通監視部２０の構成・動作及びその他の構成要素の動作は、実施の形態１の場合と同じであるので、ここでは説明を省略する。
【００６１】
なお、雷情報を特に重視した交通管制を行う場合には、式（１）において、雷情報に対する重み付け量を他の気象情報に対する重み付け量より大きくすればよい。
【００６２】
この実施の形態２の発明は、以上のように構成され、雷センサー５４からの雷情報を入力し、落雷が空港付近に予想される場合に、気象警報を発生するとともに気象警報レベルを上昇して交通監視部２０及び経路計画処理部３０に通知するようにしているので、より安全を考慮した空港面交通管制装置が提供できるという効果を奏する。
【００６３】
実施の形態３．
上記実施の形態２では、他の気象情報として雷情報を使用したが、気象情報としてドップラ気象レーダーで得られるウインドシア及びマイクロバースト等の乱気流情報を使用しても構わない。
【００６４】
この発明の実施の形態３の空港面交通管制装置の一部である空港面気象監視系の構成図を図１５に示す。図１５において、ドップラー気象レーダー５５からのウインドシアやマイクロバーストの乱気流の情報は、気象情報収集部５２で収集され、空港気象センサー５１からの気象情報とともに、空港気象情報５３として記憶される。この気象情報５３を用いた気象監視部６０、経路計画処理部３０及び交通監視部２０の構成・動作及びその他の構成要素の動作は、実施の形態１の場合と同じであるので、ここでは説明を省略する。
【００６５】
なお、ウインドシアやマイクロバーストの乱気流の情報を特に重視した交通管制を行う場合には、式（１）において、上記乱気流の情報に対する重み付け量を他の気象情報に対する重み付け量より大きくすればよい。
【００６６】
この実施の形態３の発明は、以上のように構成され、ドップラー気象レーダー５５からのウインドシア及びマイクロバースト等の乱気流情報を入力し、ウインドシアやマイクロバーストが空港付近に検出された場合に、気象警報を発生するとともに気象警報レベルを上昇して交通監視部２０及び経路計画処理部３０に通知し、航空機の離発着を停止するような交通警報を発生するようにしているので、より安全を考慮した空港面交通管制装置が提供できるという効果を奏する。
【００６７】
実施の形態４．
上記実施の形態３では、他の気象情報としてウインドシア及びマイクロバースト等の乱気流情報を使用したが、気象情報としてレーザーレーダーで得られる後方乱気流情報を使用しても構わない。
【００６８】
この発明の実施の形態４の空港面交通管制装置の一部である空港面気象監視系の構成図を図１６に示す。図１６において、レーザーレーダー５６からの後方乱気流の情報は、気象情報収集部５２で収集され、空港気象センサー５１からの気象情報とともに、空港気象情報５３として記憶される。この気象情報５３を用いた気象監視部６０、経路計画処理部３０及び交通監視部２０の構成・動作及びその他の構成要素の動作は、実施の形態１の場合と同じであるので、ここでは説明を省略する。
【００６９】
なお、後方乱気流の情報を特に重視した交通管制を行う場合には、式（１）において、上記後方乱気流の情報に対する重み付け量を他の気象情報に対する重み付け量より大きくすればよい。
【００７０】
この実施の形態４の発明は、以上のように構成され、レーザーレーダー５６からの後方乱気流情報を入力し、後方乱気流が空港付近に検出された場合に、気象警報を発生するとともに気象警報レベルを上昇して交通監視部２０及び経路計画処理部３０に通知し、出発機の離陸を待たせるように交通警報を発生し交通管制するようにしているので、より安全を考慮した空港面交通管制装置が提供できるという効果を奏する。
【００７１】
実施の形態５．
上記実施の形態５では、他の気象情報として後方乱気流情報を使用したが、気象情報として、雲高測定器で得られる雲高情報を使用しても構わない。
【００７２】
この発明の実施の形態５の空港面交通管制装置の一部である空港面気象監視系の構成図を図１７に示す。図１７において、雲高測定器５７からの雲高の情報は、気象情報収集部５２で収集され、空港気象センサー５１からの気象情報とともに、空港気象情報５３として記憶される。この気象情報５３を用いた気象監視部６０、経路計画処理部３０及び交通監視部２０の構成・動作及びその他の構成要素の動作は、実施の形態１の場合と同じであるので、ここでは説明を省略する。
【００７３】
なお、雲高の情報を特に重視した交通管制を行う場合には、式（１）において、上記雲高の情報に対する重み付け量を他の気象情報に対する重み付け量より大きくすればよい。
【００７４】
この実施の形態５の発明は、以上のように構成され、雲高測定器５７からの雲高情報を入力し、雲高が一定高度以下になった場合に、気象警報を発生するとともに気象警報レベルを上昇して交通監視部２０及び経路計画処理部３０に通知し、出発機の離陸を待たせるように交通警報を発生し交通管制するようにしているので、より安全を考慮した空港面交通管制装置が提供できるという効果を奏する。
【００７５】
なお、上記実施の形態２から実施の形態５では気象情報としてそれぞれの気象センサーを単独で付加するものを示したが、いくつかを組合せることでより安全な空港面交通管制装置が提供できるという効果を奏する。
【００７６】
【発明の効果】
以上のようにこの請求項１に記載の発明によれば、空港面領域の気象を観測し、この気象による交通管制への影響度に応じて警報発生の基準を変更するようにし、この変更した基準と移動体の相互の位置から判定された危険度とを比較し、警報を発するようにしたので、気象条件に応じた木目の細かい、安全を確保した警報発生を行うことができるという効果を有する。
【００７７】
また、この請求項２に記載の発明によれば、請求項１の発明において、危険度の判定を位置と速度から行うようにしたので、より精度良く衝突の警報発生を行うことができるという効果を有する。
【００７８】
また、この請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２の発明において、異常警報を表示できるようにしたので、管制官に対し正確に警報を通知できるという効果を有する。
【００８１】
また、この請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の発明において、視程、風向、風速、温度、湿度、雨量、雷情報、ウインドシア情報、マイクロバースト情報、乱気流情報、雲高情報等の様々な気象情報を用いるようにしたので、より安全が考慮された警報の発生を行うことができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の概念構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の構成図である。
【図３】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の気象監視部の構成図である。
【図４】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の基準値比較部の構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の気象要因判定処理の説明図である。
【図６】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の気象状態判定部の構成図である。
【図７】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の交通監視部の構成図である。
【図８】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の交通監視部の動作フローチャートである。
【図９】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の危険レベル判定部の構成図である。
【図１０】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の異常検出レベル選択部の構成図である。
【図１１】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の経路計画処理部の構成図である。
【図１２】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の経路計画処理部の動作フローチャートである。
【図１３】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の使用可能判定部の構成図である。
【図１４】 この発明の実施の形態２による空港面交通管制装置の構成図である。
【図１５】 この発明の実施の形態３による空港面交通管制装置の気象監視系の構成図である。
【図１６】 この発明の実施の形態４による空港面交通管制装置の気象監視系の構成図である。
【図１７】 この発明の実施の形態５による空港面交通管制装置の気象監視系の構成図である。
【図１８】 従来の空港面交通管制装置の概念構成図である。
【符号の説明】
１０ 移動体検出部、２０ 交通監視部、２１ 接近検出部、２２ 経路比較部、２３ 危険レベル判定部、２４ 異常検出レベル選択部、２５ 異常警報発生部、３０ 経路計画処理部、３１ 経路計画抽出部、３２ 使用可能判定部、３３ 経路計画決定部、３４ 経路使用条件設定部、４０ 表示統合部、５０ 気象観測部、５１ 空港気象センサー、５２ 気象情報収集部、５３ 空港気象情報、５４ 雷センサー、５５ ドップラ気象レーダー、５６ レーザーレーダー、５７ 雲高計、６０ 気象監視部、６１ 基準値比較部、６２ 気象状態判定部、６３ 気象要因判定部、７１ 設備情報管理部、７２ 空港設備情報、７３ 経路計画情報、８１ 設備情報Ｉ／Ｆ部、８２ マップＩ／Ｆ部、８３ ターゲットＩ／Ｆ部、８４ 管制表示統合部、８５ 交通警報Ｉ／Ｆ部、８６ 経路計画Ｉ／Ｆ部、８７ 移動計画Ｉ／Ｆ部、８８ 気象警報Ｉ／Ｆ部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、空港における移動体の交通管制に供する空港面交通管制装置及び空港面交通管制方法、特に空港面領域の気象状況を考慮することにより、管制官による交通管制をより効果的に補助できる空港面交通管制装置及び空港面交通管制方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空港の移動体の交通管制では、管制官が空港面上の交通状況を管制塔から目視により確認、または空港面探知レーダの画面により確認したのち、安全な経路を判断し、音声通信により前記移動体のパイロットに指示を与えることにより行われていた。しかしこのような交通管制では、交通量が増えた場合や視界の悪い状況下では管制官の負荷が増え、安全性や運航効率の点で問題が生じることがあった。
【０００３】
このような問題に対処するため、管制官の経路判断、誘導及び管制指示を支援する空港面交通管制装置が検討されている。例えば、特開平９−２８２６００号公報に示された従来の装置の概念構成図を図１８に示す。
【０００４】
図１８中、移動体検出部１０においては、各種の位置検出センサー（ＡＳＤＥ(Airport Surface Detection Equipment)、ＧＰＳ(Global Positioning System)、光学カメラ等）により移動体が観測され、追尾処理、相関処理を経て、各移動体の位置情報が出力される。
【０００５】
交通監視部２０においては、交通の混雑度と視程とが所定の条件を満たした場合に、上記位置情報の他、図には示していない移動計画情報、空港設備情報及び経路計画情報等に基づいて移動体の交通監視が行われる。具体的には、計画された移動経路からの逸脱や衝突の恐れ等の異常の有無が監視される。交通の異常が検出された場合、その異常のレベルが予め定められたしきい値より大きい場合に交通警報が発せられる。また、この警報は、必要に応じ表示統合部４０に表示される。
【０００６】
また、経路計画処理部３０においては、上記位置情報、移動計画情報及び空港設備情報等に基づき、各移動体の移動計画対応の経路計画が作成される。この経路計画は、移動体の移動経路の候補情報である経路計画情報として記憶される。また、経路候補の中から実際の移動経路を決定する。この決定された移動経路は、必要に応じ表示統合部４０に表示される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の空港面交通管制装置は以上のように構成されており、気象条件として視程のみを考慮した交通管制（交通警報発生、移動経路決定）が行われていたに過ぎない。すなわち、空港面交通管制において、移動体運動により大きな影響を及ぼす他の気象条件、具体的には風向、風速等の気象条件、さらにこの気象条件の影響を受ける空港面の路面状況が考慮された交通管制が行われていないという問題点があった。
【０００８】
また、従来の空港面交通管制では、視程は交通監視を行うか否かの判断に用いられるだけであり、実際に交通監視が行われているときの警報発生の判断には用いられていなかった。そのため、悪天候時でも視程さえ良ければ好天候時と同じ管制基準で交通管制が行われるという問題点があった。具体的には、降雨時や降雪時には航空機の制動距離が長くなる、強風時には航空機の経路が蛇行する等の現象を伴うため、特に交通密度が高い場合に事故を生ずる危険が予測される。
【０００９】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたものであり、気象条件に応じてより信頼性の高い交通管制を行うことのできる空港面交通管制装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の空港面交通管制装置は、空港面上の異なる気象現象を個別に観測する気象観測部と、この個別の観測結果に基づき算出された気象現象毎の空港面管制への個別影響度を、任意に設定可能な個別の気象現象毎の重み付け量で重み付け加算し、気象現象全体の空港面管制への総合影響度を求め、この総合影響度に応じて衝突警報発生の閾値となる異常検出レベルを可変に選択する異常検出レベル選択部と、空港面上の移動体の位置を検出する移動体検出部と、この移動体の相互の位置関係から衝突の危険度を示す危険レベルを出力する危険レベル判定部と、この衝突の危険レベルと上記異常検出レベルとを比較し衝突の危険レベルが異常検出レベルより高い場合に衝突の異常警報を発する異常警報発生部とを備えたものである。
【００１１】
また、請求項２に記載の空港面交通管制装置は、上記移動体検出部は移動体の位置と速度を検出し、上記危険レベル判定部は移動体の相互の位置と速度から衝突の危険度を判定し、その程度を示す危険レベルを出力するようにしたものである。
【００１２】
また、請求項３に記載の空港面交通管制装置は、発生した上記異常警報を表示部に表示するようにしたものである。
【００１５】
請求項４に記載の空港面交通管制装置は、観測する気象の情報は、視程、風向、風速、温度、湿度、雨量、雷情報、ウインドシア情報、マイクロバースト情報、乱気流情報、雲高情報のうち少なくとも１つであるようにしたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図について説明する。図１は、この発明の実施の形態１における空港面交通管制装置の主要部の概念構成図である。図１において、１０〜４０は、従来の空港面交通管制装置の構成と同様であるので説明を省略する。５０は、空港面領域の気象を観測する気象観測部、６０は、観測された気象による空港面上の交通管制への影響度を判定する気象監視部である。上記交通監視部２０、経路計画処理部３０においては、この影響度を用いることにより、気象の影響を反映した交通監視、経路計画処理を行う。また、必要に応じて気象警報情報が表示統合部４０に表示される。
【００２１】
図２は、周辺装置も含むより具体的な空港面交通管制装置の構成図である。図において１１は、レーダ（ＡＳＤＥ等）、ＧＰＳ、光学カメラ等で構成され、航空機や車両等の移動体の位置を検出する移動体検出センサーである。１２は、各種の移動体検出センサー１１からの目標の情報を収集し、同一目標の情報を統合するセンサー統合部である。１３は、センサー統合部１２からの統合された目標情報に基づいて、目標を追尾する追尾処理部である。１４は、追尾処理部１３からの追尾目標をフライトプランと相関をとって目標の識別を行う相関処理部である。移動体検出部１０は、上記移動体検出センサー１１、センサー統合部１２、追尾処理部１３、相関処理部１４及び後述する移動体情報１５、移動計画情報１６により構成される。
【００２２】
また、７１は、空港の設備情報に関してその内容や設備の使用状況を管理する設備情報管理部である。２０は、移動体情報１５、移動計画情報１６、空港設備情報７２、及び経路計画情報７３に基づき、空港内の移動体の交通監視を行う交通監視部である。３０は、移動体の予定経路を管理する経路計画処理部である。
【００２３】
ここで、移動体情報１５は、移動体の位置と識別情報からなる情報、移動計画情報１６はいわゆるフライトプランであり、航空機の便名、機種、出発時刻、到着時刻、使用スポット等の情報である。空港設備情報７２は、設備情報管理部７１で管理される設備の使用可否や使用予定等の情報である。経路計画情報７３は、移動体の移動経路の候補情報である。
【００２４】
設備情報Ｉ／Ｆ部８１は、空港設備情報７２の参照及び変更のためのユーザーインタフェースを提供する。マップＩ／Ｆ部８２は、空港設備情報７２に基づいてマップを画面に描画するとともに、マウス等のポインティングデバイスによる描画されたマップ上での設備の選択を可能とし、設備の変更が生じた場合の修正を可能とする。
【００２５】
ターゲットＩ／Ｆ部８３は、移動体情報１５に基づいて画面上にターゲットを描画するとともに、ポインティングデバイスによる描画されたターゲットの選択を可能とし、これによりターゲットの詳細情報を表示したり、ターゲットの情報を変更することを可能とする。管制表示統合部８４は、マップ表示情報とターゲット表示情報を重畳して表示することにより、ターゲットの位置状況を視覚的に明確に表示する機能を実現し、そのために両者の表示のスケールや座標を統合する働きを有する。
【００２６】
交通警報Ｉ／Ｆ部８５は、追尾している移動体が割当てられた経路を外れたり、あるいは他の移動体と衝突の恐れがある等の異常状態が交通監視部２０にて検出された場合に、交通警報を表示画面に表示する。経路計画Ｉ／Ｆ部８６は、経路計画候補属性情報や経路計画状態情報などについて帳票形式の表示を行う。移動計画Ｉ／Ｆ部８７は、移動計画属性情報に関し、同様に帳票形式の表示を行う。上記の各表示情報は、表示統合部により同じ表示装置上に選択表示あるいはウインドウ分割表示される
【００２７】
空港気象センサー５１は、風向、風速、温度、湿度、雨量等の気象観測機器で構成される各種のセンサーである。気象情報収集部５２は、空港気象センサー５１で観測された情報を収集し、空港気象情報５３を記憶する。気象観測部５０は、上記空港気象センサー５１、気象情報収集部５２、空港気象情報５３により構成される。気象監視部６０は、空港気象情報５２に基づき、気象条件を総合的に判断し、交通監視部２０及び経路計画処理部３０に通知する。
【００２８】
次に動作について説明する。各種移動体検出センサー１１で検出された移動体情報は、センサー統合部１２で統合される。この統合処理は、一個の移動体が複数のセンサーにより検出された場合に、各センサーからの入力信号を統合し、個々の移動体の抽出を行うものである。センサー統合部１２にて抽出された個々の移動体は、その座標データが追尾処理部１３に入力される。追尾処理部１３においては、上記座標データの時系列を監視することにより、移動体の同一性を判定し、個々の移動体の追尾を行う。
【００２９】
相関処理部１４においては、追尾している移動体が何であるかを判定するために、フライトプランとの相関がとられる。フライトプランは、その移動体を識別するためのコールサイン情報である航空機の便名、機種、出発時刻、到着時刻、使用スポット等の情報を保持しているため、追尾している移動体がどのフライトプランに対応するかを照合することが可能である。相関がとられた移動体の位置情報は、移動体情報１５として蓄積、更新される。
【００３０】
また、上記フライトプランのうち、今後の出発及び到着便の情報は、移動計画情報１６として記憶される。また、空港面内の滑走路、誘導路、エプロン等の工事等による使用可否の情報やスポットの使用計画の情報は、設備情報管理部７１によりあらかじめ空港設備情報７２として記憶されている。経路計画処理部３０では、上記移動計画情報１６及び空港設備情報７２に基づき、各移動体の移動計画対応で経路計画が作成される。この経路計画は、移動体の移動経路の候補情報である経路計画情報７３として記憶される。
【００３１】
交通監視部２０では、後述する気象警報レベルに基づき適正な監視基準を定めるとともに、移動体情報１５、移動計画情報１６、空港設備情報７２及び経路計画情報７３に基づき移動体の移動経路の監視を行う。そして、移動体同士の接近の度合い、予定移動路からのズレから、交通の危険の度合いを求め、上記監視基準を参照して、交通警報Ｉ／Ｆ部８５を通じて警報を発生することで管制官の注意を喚起する。
【００３２】
空港気象センサー５１は、空港面領域の気象情報、例えば風向、風速、温度、湿度及び降雨量等を定量的なデータとして観測する。これらのデータは、気象情報収集部５２で収集され、空港気象情報５３として蓄積される。気象監視部６０は、空港気象情報５３に基づいて空港の気象条件から交通管制への影響度を総合的に判断し、気象警報レベルとして出力する。
【００３３】
この気象警報レベルは、気象警報Ｉ／Ｆ部８８を通じて気象警報として警報表示される。また、上記気象警報レベルは、上記交通監視部２０及び経路計画処理部３０に通知される。交通監視部２０では、上記気象警報レベルに応じて交通警報発生の基準となる監視基準を変更する。計画経路処理部３０では、上記気象警報レベルに応じて移動経路の使用制限条件を設定し、その条件に基づいて使用する経路の選択や使用制限を行う。
【００３４】
次に、本実施の形態の発明の要部である気象監視部６０、交通監視部２０、経路計画処理部３０の細部の動作について説明する。
【００３５】
図３は、気象監視部６０内の構成図である。基準値比較手段６１においては、空港気象情報５３中の各気象観測データを、各観測データ毎に設定された基準値と比較し、その比較の結果を出力する。上記基準値は、個々の気象要因が交通管制へ与える影響の程度を判断する基準である。例えば、降雨量の場合だと、過去の降雨の交通管制への影響などから、所定の基準となる降雨量を基準値として設定しておき、実際に観測された降雨量をこの基準降雨量と比較し、降雨の交通管制への影響が、「大」であるか、「小」であるかを個別影響度として出力する。
【００３６】
この比較結果である個別影響度は、定量的に出力してもよい。例えば、基準降雨量より「大」きい場合には「１００」を割り当て、交通管制への影響が大きいことを表し、「小」さい場合には「５０」を割り当て、影響が小さいことを表す。他の気象情報についても、同様の方法で、交通管制に与える影響度を個々に判断する。
【００３７】
なお、上記説明では、比較の基準値が一つの場合について説明したが、図４の基準値比較手段の構成図に示すように、複数段階での比較を行う（交通管制への影響度を細かく判定する）ために複数個の基準値を設けても構わない。例えば３段階の場合では、２個の基準値が設けられ、比較の結果は、「大」、「中」、「小」と判定される（定量化した場合には、「１００」（「大」に相当）、「７５」（「中」に相当）、「５０」（「小」に相当）というように割り当てられる）。
【００３８】
気象状態判定部６２においては、上記個々の気象要因の比較結果を基に交通管制への影響度を総合的に判断し、気象警報レベルを決定する。この気象警報レベルは、例えば、レベル１（通常レベル）、レベル２（注意レベル）、レベル３（警戒レベル）の３段階のレベルであらわすことができる。
【００３９】
また、上記基準値比較手段６１での比較結果のように、定量的に出力しても構わない。例えば、レベル１には「３０」を割り当て、交通管制への影響が通常レベルであることを、レベル２には「６０」を割り当て、交通管制への影響が注意レベルであることを、レベル３には「１００」を割り当て、交通管制への影響が警戒レベルであることを表す。以下に、上記気象の交通管制への影響度の総合的な判断の仕方の一例を説明する。
【００４０】
気象要因の交通管制への影響度を考える場合、各気象要因を独立に扱うよりも、気象要因の性質に応じ、複数の気象要因を組み合わせて複合的に気象要因を考え、それによって交通管制への影響度を判断する方が望ましい場合がある。例えば、視程は、他の気象要因に関わりなく、単独で気象警報レベルに寄与するが、風向と風速は、組み合わせて一対で気象警報レベルへ寄与する。また、降雨と温度も、組み合わせて新たに降雪として気象警報レベルへ寄与する。湿度は特に異常乾燥の判断に使用する、といったことが考えられる。
【００４１】
図５は、上記の複合的に気象要因を判定する処理に関わる部分の構成図でありる。図５（ａ）においては、気象センサで観測された降雨量の観測データと温度の観測データとを用い、温度のデータを、降雨があったときに雨か雪かの判断に利用することで、降雪量という新たな観測データ（ここでは、「拡張観測データ」という）を作り出している。この拡張観測データに対し基準値比較の処理が行われ、個別影響度が出力される。
【００４２】
また、図５（ｂ）においては、気象センサで観測された風速の観測データと風向の観測データとを用い、風をベクトル量で捉え風速ベクトルという新たな拡張観測データを作り出している。この風速ベクトルは、例えば滑走路領域で、離・着陸機に対する風の向き（例えば追い風、向かい風、横風等）が、交通管制に影響を及ぼすことによる。この拡張観測データに対し基準値比較の処理が行われ、個別影響度が出力される。
【００４３】
また、各気象要因の影響を同列に扱うのではなく、気象要因毎に重みづけを行うといった判断の仕方も考えられる。例えば交通管制への影響度の大きい視程や降雨量は、温度や湿度よりも大きい重みづけを行うことが望ましい。この重みづけは、例えば以下のような数式で実現できる。ここでは、観測される気象の種類はｎ個あるものとする。また、上記の降雪量や、風速ベクトル等の拡張観測データに基づく個別影響度も気象要因の一つとして扱うものとする。
【００４４】
ｙ＝ｗ1＊ｘ1＋ｗ2＊ｘ2＋・・・・・・・＋ｗn＊ｘn ・・・（１）
ここで、各文字の意味は以下のとおりである。
ｙ：気象状態判定部６２の出力であり、定量化された気象警報レベル、（ｘ1、ｘ2、・・・・・・・、ｘn）：個々の気象要因毎の基準値比較手段６１の比較結果出力であり、定量化された交通管制に与える影響度、（ｗ1、ｗ2、・・・・・・・、ｗn）：定量化された交通管制に与える影響度への重み付け量であって、個々の気象要因毎に独立に割り当てられる重み付け量。
【００４５】
上記（１）式において、例えば交通管制への影響度の大きい視程や降雨量に対する重み付け量を、温度や湿度に対する重み付け量より大きくすれば、視程や降雨量による影響を重視した気象警報レベルの算出、さらにこの気象警報レベルに基づく交通管制が可能となる。また、温度が低く降雪の状態の場合には、降雨量に対する重み付け量を０とすれば、降雪量に基づく判定を行うことができる。
【００４６】
なお、上記重み付け量をどのように設定するかについては、交通管制が、空港の設置地域、空港の構造、周辺の環境、地域の気象の特徴等の影響を大きく受けるので、一概に決めることは困難である。従って上記の特徴を考慮し、個々の空港毎に適宜設定するのが望ましい。
【００４７】
図６は、上記（１）式の演算処理を行う気象状態判定部６２内の構成図である。上記処理は、個別影響度ベクトルと重み付けベクトルの内積で表される。なお、重み付け量は重み付け設定部により上述のとおり、任意に設定可能である。
【００４８】
次に、交通監視部２０の細部の動作について説明する。図７は、交通監視部２０内の構成図である。また、図８は、交通監視部２０内の動作フローチャートである。接近検出手段２１においては、定期的に更新される移動体情報１５を入力とし、対象となる移動体と周辺の他の移動体の移動状況（位置と速度）を調べ、両者の相対距離と接近速度を計算し、接近の度合いを出力する（ステップ１１、１２）。
【００４９】
経路比較手段２２においては、移動体情報１５と経路計画情報７３とを入力とし、移動体情報１５から判る対象となる移動体の実際の移動経路と経路計画情報７３による計画された移動経路との比較により、逸脱の度合いを計算し、出力する（ステップ１３）。
【００５０】
危険レベル判定手段２３においては、上記の他の移動体との接近の度合いや計画経路との逸脱度合いを基に、総合的に、数値化された交通管制の危険レベルを算出する（ステップ１４）。この危険レベル判定の処理においても、図６に示した気象状態判定における処理と同様の処理を考えることができる。つまり、接近度合いと逸脱度合いに対し、重み付けを行い、個々の空港における空港管制の事情に応じて、重み付けを変えて危険レベルを判定するというものである。図９は、上記の考え方に基づく、危険レベル判定部の構成図である。図において、重み付けを任意に変えることで、接近度合い、逸脱度合いのいづれかを重要視した判定を行うことが可能となる。
【００５１】
図１０に異常検出レベル選択手段の構成図を示す。異常検出レベル選択手段２４においては、上記気象監視部６０からの気象警報レベルに応じて異常検出レベルを設定する。ここで、異常検出レベルとは、後述する異常警報発生手段２５において交通管制の警報発生を判定する場合のしきい値であり、気象警報レベルに応じて選択されるように複数個のデータが準備されている。上記異常検出レベルの選択においては、例えば、気象警報レベルが高いほど異常検出レベルは低い値のものが選択されることになる。つまり、気象要因の交通管制への影響度が大きいほど、警報が出やすくする。
【００５２】
異常警報発生手段２５においては、上記交通管制の危険レベルと警報発生のしきい値である異常検出レベルとを比較し、危険レベルが異常検出レベルを超える場合に交通警報を発し管制官に通知する（ステップ１５、１６）。危険レベルが異常検出レベルを超えない場合には交通警報を発しない（ステップ１５、１７）。
【００５３】
次に、経路計画処理部３０の細部の動作について説明する。図１１は、経路計画処理部２０内の構成図である。また、図１２は、経路計画処理部３０内の動作フローチャートである。経路計画抽出手段３１においては、移動体の移動計画情報１６を入力とし（ステップ２１）、この情報に基づいて経路計画情報７３より対応する移動体の移動経路候補を抽出する（ステップ２２）。
【００５４】
使用可能判定手段３２においては、個々の移動体の移動体情報１５と各移動体に割当てられた経路計画情報７３を入力とし、これらの情報に基づいて、複数の移動体で共用される誘導路等の設備が使用可能か否かを判定する（ステップ２３）。具体的には、各移動体の移動経路候補、各移動体の現在位置、移動経路上の設備の使用制限条件に基づき、異なる移動体同士での移動経路の重なりの有無等を判断し、移動経路の使用可否の判定結果を出力する。
【００５５】
この判定の際に、気象の交通管制への影響度が考慮される。つまり気象監視部６０の出力である気象警報レベルに応じて、移動経路、設備の使用制限条件、例えば誘導路等の同時最大使用可能数が設定され（例えば、悪天候時には同時に誘導路を使用する移動体数が制限され）、この使用制限条件の基で、上記判定が行われる。
【００５６】
図１３に使用可能判定手段の内部の構成図を示す。経路使用制限条件設定手段３４には、例えば、各設備の使用条件のテーブルが気象警報レベルに応じて複数用意されており、気象警報レベルが入力されると、対応する使用条件が選択され出力される。経路使用可否判定部では、経路計画情報７３による各移動体の移動経路候補、移動体情報１５による各移動体の現在位置、経路使用制限条件設定手段３４からの出力である移動経路上の設備の使用制限条件に基づき、移動経路の使用可否の判定が行われる。
【００５７】
経路計画決定手段３３においては、経路計画抽出手段３１により抽出された移動経路候補の中から、使用可能判定手段３２により使用可能と判定された設備を有する使用可能な経路を移動経路として決定する（ステップ２４）。この決定された移動経路は、気象条件も考慮した経路計画情報７３として更新・再登録される。
【００５８】
この実施の形態１の発明は、以上のように構成され、気象センサー５１から空港面領域の各種の気象の情報を取り込み、気象による交通管制への影響度を判定し、この影響度に応じて交通管制の基準を変更できるようにした。具体的には、移動体同士の衝突の危険を判断し警報を発する基準や空港面上の移動体の移動経路の使用制限条件を変更できるようにした。このように交通管制の基準を変更することにより、気象条件に応じた木目の細かい、柔軟性のある、安全を考慮した空港面交通管制装置が提供できるという効果を奏する。
【００５９】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、気象情報として空港の視程、風向、風速、温度、湿度及び降雨量の情報を使用するものを示したが、他の気象情報として雷情報をさらに使用しても構わない。
【００６０】
この発明の実施の形態２の空港面交通管制装置の構成図を図１４に示す。図１４において、雷センサー５４からの情報は、気象情報収集部５２で収集され、空港気象センサー５１からの気象情報とともに、空港気象情報５３として記憶される。この気象情報５３を用いた気象監視部６０、経路計画部３０及び交通監視部２０の構成・動作及びその他の構成要素の動作は、実施の形態１の場合と同じであるので、ここでは説明を省略する。
【００６１】
なお、雷情報を特に重視した交通管制を行う場合には、式（１）において、雷情報に対する重み付け量を他の気象情報に対する重み付け量より大きくすればよい。
【００６２】
この実施の形態２の発明は、以上のように構成され、雷センサー５４からの雷情報を入力し、落雷が空港付近に予想される場合に、気象警報を発生するとともに気象警報レベルを上昇して交通監視部２０及び経路計画処理部３０に通知するようにしているので、より安全を考慮した空港面交通管制装置が提供できるという効果を奏する。
【００６３】
実施の形態３．
上記実施の形態２では、他の気象情報として雷情報を使用したが、気象情報としてドップラ気象レーダーで得られるウインドシア及びマイクロバースト等の乱気流情報を使用しても構わない。
【００６４】
この発明の実施の形態３の空港面交通管制装置の一部である空港面気象監視系の構成図を図１５に示す。図１５において、ドップラー気象レーダー５５からのウインドシアやマイクロバーストの乱気流の情報は、気象情報収集部５２で収集され、空港気象センサー５１からの気象情報とともに、空港気象情報５３として記憶される。この気象情報５３を用いた気象監視部６０、経路計画処理部３０及び交通監視部２０の構成・動作及びその他の構成要素の動作は、実施の形態１の場合と同じであるので、ここでは説明を省略する。
【００６５】
なお、ウインドシアやマイクロバーストの乱気流の情報を特に重視した交通管制を行う場合には、式（１）において、上記乱気流の情報に対する重み付け量を他の気象情報に対する重み付け量より大きくすればよい。
【００６６】
この実施の形態３の発明は、以上のように構成され、ドップラー気象レーダー５５からのウインドシア及びマイクロバースト等の乱気流情報を入力し、ウインドシアやマイクロバーストが空港付近に検出された場合に、気象警報を発生するとともに気象警報レベルを上昇して交通監視部２０及び経路計画処理部３０に通知し、航空機の離発着を停止するような交通警報を発生するようにしているので、より安全を考慮した空港面交通管制装置が提供できるという効果を奏する。
【００６７】
実施の形態４．
上記実施の形態３では、他の気象情報としてウインドシア及びマイクロバースト等の乱気流情報を使用したが、気象情報としてレーザーレーダーで得られる後方乱気流情報を使用しても構わない。
【００６８】
この発明の実施の形態４の空港面交通管制装置の一部である空港面気象監視系の構成図を図１６に示す。図１６において、レーザーレーダー５６からの後方乱気流の情報は、気象情報収集部５２で収集され、空港気象センサー５１からの気象情報とともに、空港気象情報５３として記憶される。この気象情報５３を用いた気象監視部６０、経路計画処理部３０及び交通監視部２０の構成・動作及びその他の構成要素の動作は、実施の形態１の場合と同じであるので、ここでは説明を省略する。
【００６９】
なお、後方乱気流の情報を特に重視した交通管制を行う場合には、式（１）において、上記後方乱気流の情報に対する重み付け量を他の気象情報に対する重み付け量より大きくすればよい。
【００７０】
この実施の形態４の発明は、以上のように構成され、レーザーレーダー５６からの後方乱気流情報を入力し、後方乱気流が空港付近に検出された場合に、気象警報を発生するとともに気象警報レベルを上昇して交通監視部２０及び経路計画処理部３０に通知し、出発機の離陸を待たせるように交通警報を発生し交通管制するようにしているので、より安全を考慮した空港面交通管制装置が提供できるという効果を奏する。
【００７１】
実施の形態５．
上記実施の形態５では、他の気象情報として後方乱気流情報を使用したが、気象情報として、雲高測定器で得られる雲高情報を使用しても構わない。
【００７２】
この発明の実施の形態５の空港面交通管制装置の一部である空港面気象監視系の構成図を図１７に示す。図１７において、雲高測定器５７からの雲高の情報は、気象情報収集部５２で収集され、空港気象センサー５１からの気象情報とともに、空港気象情報５３として記憶される。この気象情報５３を用いた気象監視部６０、経路計画処理部３０及び交通監視部２０の構成・動作及びその他の構成要素の動作は、実施の形態１の場合と同じであるので、ここでは説明を省略する。
【００７３】
なお、雲高の情報を特に重視した交通管制を行う場合には、式（１）において、上記雲高の情報に対する重み付け量を他の気象情報に対する重み付け量より大きくすればよい。
【００７４】
この実施の形態５の発明は、以上のように構成され、雲高測定器５７からの雲高情報を入力し、雲高が一定高度以下になった場合に、気象警報を発生するとともに気象警報レベルを上昇して交通監視部２０及び経路計画処理部３０に通知し、出発機の離陸を待たせるように交通警報を発生し交通管制するようにしているので、より安全を考慮した空港面交通管制装置が提供できるという効果を奏する。
【００７５】
なお、上記実施の形態２から実施の形態５では気象情報としてそれぞれの気象センサーを単独で付加するものを示したが、いくつかを組合せることでより安全な空港面交通管制装置が提供できるという効果を奏する。
【００７６】
【発明の効果】
以上のようにこの請求項１に記載の発明によれば、空港面領域の気象を観測し、この気象による交通管制への影響度に応じて警報発生の基準を変更するようにし、この変更した基準と移動体の相互の位置から判定された危険度とを比較し、警報を発するようにしたので、気象条件に応じた木目の細かい、安全を確保した警報発生を行うことができるという効果を有する。
【００７７】
また、この請求項２に記載の発明によれば、請求項１の発明において、危険度の判定を位置と速度から行うようにしたので、より精度良く衝突の警報発生を行うことができるという効果を有する。
【００７８】
また、この請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２の発明において、異常警報を表示できるようにしたので、管制官に対し正確に警報を通知できるという効果を有する。
【００８１】
また、この請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の発明において、視程、風向、風速、温度、湿度、雨量、雷情報、ウインドシア情報、マイクロバースト情報、乱気流情報、雲高情報等の様々な気象情報を用いるようにしたので、より安全が考慮された警報の発生を行うことができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の概念構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の構成図である。
【図３】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の気象監視部の構成図である。
【図４】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の基準値比較部の構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の気象要因判定処理の説明図である。
【図６】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の気象状態判定部の構成図である。
【図７】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の交通監視部の構成図である。
【図８】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の交通監視部の動作フローチャートである。
【図９】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の危険レベル判定部の構成図である。
【図１０】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の異常検出レベル選択部の構成図である。
【図１１】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の経路計画処理部の構成図である。
【図１２】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の経路計画処理部の動作フローチャートである。
【図１３】 この発明の実施の形態１による空港面交通管制装置の使用可能判定部の構成図である。
【図１４】 この発明の実施の形態２による空港面交通管制装置の構成図である。
【図１５】 この発明の実施の形態３による空港面交通管制装置の気象監視系の構成図である。
【図１６】 この発明の実施の形態４による空港面交通管制装置の気象監視系の構成図である。
【図１７】 この発明の実施の形態５による空港面交通管制装置の気象監視系の構成図である。
【図１８】 従来の空港面交通管制装置の概念構成図である。
【符号の説明】
１０ 移動体検出部、２０ 交通監視部、２１ 接近検出部、２２ 経路比較部、２３ 危険レベル判定部、２４ 異常検出レベル選択部、２５ 異常警報発生部、３０ 経路計画処理部、３１ 経路計画抽出部、３２ 使用可能判定部、３３ 経路計画決定部、３４ 経路使用条件設定部、４０ 表示統合部、５０ 気象観測部、５１ 空港気象センサー、５２ 気象情報収集部、５３ 空港気象情報、５４ 雷センサー、５５ ドップラ気象レーダー、５６ レーザーレーダー、５７ 雲高計、６０ 気象監視部、６１ 基準値比較部、６２ 気象状態判定部、６３ 気象要因判定部、７１ 設備情報管理部、７２ 空港設備情報、７３ 経路計画情報、８１ 設備情報Ｉ／Ｆ部、８２ マップＩ／Ｆ部、８３ ターゲットＩ／Ｆ部、８４ 管制表示統合部、８５ 交通警報Ｉ／Ｆ部、８６ 経路計画Ｉ／Ｆ部、８７ 移動計画Ｉ／Ｆ部、８８ 気象警報Ｉ／Ｆ部。
Claims (4)
- 空港面上の異なる気象現象を個別に観測する気象観測部と、
この個別の観測結果に基づき算出された気象現象毎の空港面管制への個別影響度を、任意に設定可能な個別の気象現象毎の重み付け量で重み付け加算し、気象現象全体の空港面管制への総合影響度を求め、この総合影響度に応じ、予め準備された衝突警報発生の閾値となる異常検出レベルを可変に選択する異常検出レベル選択部と、
空港面上の移動体の位置を検出する移動体検出部と、
この移動体の相互の位置関係から衝突の危険度を示す危険レベルを出力する危険レベル判定部と、
この衝突の危険レベルと上記異常検出レベルとを比較し衝突の危険レベルが異常検出レベルより高い場合に衝突の異常警報を発する異常警報発生部と
を備えたことを特徴とする空港面交通管制装置。 - 上記移動体検出部は移動体の位置と速度を検出し、上記危険レベル判定部は移動体の相互の位置と速度から衝突の危険度を判定し、その程度を示す危険レベルを出力することを特徴とする請求項１に記載の空港面交通管制装置。
- 発生した上記異常警報を表示部に表示することを特徴とする請求項１または２に記載の空港面交通管制装置。
- 観測する気象の情報は、視程、風向、風速、温度、湿度、雨量、雷情報、ウインドシア情報、マイクロバースト情報、乱気流情報、雲高情報のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の空港面交通管制装置。
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