JP4181072B2 - 空港内の走行誘導支援システム及び空港内の走行誘導支援方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般的には空港面での航空機又は車両などの移動体の走行誘導支援を行なう空港内の走行誘導支援システム及び空港内の走行誘導支援方法に関する。

現在、民間航空機の飛行中の誘導は、航空路監視レーダや二次監視レーダなどを用いた航空路管制によってなされている。空港近くの進入経路においては空港監視レーダ、また着陸進入においては精測進入レーダや計器着陸用施設などの設置によって、かなりの低視程でも、航空機の飛行や着陸が可能になってきている。

一方、空港の地上（空港面）における航空機や車両が移動するときの移動の誘導は、管制官の目視と、無線通信によりなされている。即ち、管制官は、航空機や車両を目視し、それらと無線を介した音声通信を行うことにより、進行許可、経路指定、および待機などの指示をすることにより管制を行っている。

特に航空機の移動管制において、出発便のジェット航空機などは、出発前に、飛行経路についての管制承認、エンジン始動前の管制官の許可、エンジン始動後にプッシュバックと呼ばれる所定方向への押し戻し移動に関する管制官の許可、さらに管制官の移動開始許可を得てから移動を開始させるという複雑な手順が要求されている。

また、夜間や、日中でも霧などで見通しが悪い場合には、空港面における灯火を制御するいわゆる空港誘導支援方法を適用することがなされている。灯火制御による支援方法は、運用中の誘導路領域全体について誘導路中心線灯などの灯火類を一括して点灯して、誘導路の存在を示す方法である。また、支援方法には、標示板などにより誘導路の識別を行う方法も含まれている。

このような空港面での航空機または車両の移動における誘導支援方法やその装置に関する各種の先行技術が開発または提案されている（例えば、特許文献１乃至４を参照）。

特許文献１に開示されている先行技術は、主として航空機の最適経路を決定し、それを航空機に提示するシステムである。特許文献２及び３に開示されている先行技術は、灯火制御技術に関するものである。さらに、特許文献４に開示されている先行技術は、移動経路を複数の区画に分割し、各区画の航空機の占有時間帯を決定する手段を有する誘導管制システムである。
特許第３０１７９５６号公報 特開平１１−７９０９９号公報 特開平１１−９６５００号公報 特開２００３−８５７００号公報

前述したような航空機または車両（以下総称して移動体と表記する場合がある）の空港面での移動において、従来の誘導支援方法には以下のような問題がある。

まず、管制官の目視確認及び移動体との無線通信を行なうことにより、安全性や効率性を考慮した移動経路を策定して指示する方法は、各種の誘導機器類の操作を行う管制官に対する負担が大きい。また、個々の航空機に対して、移動可能範囲まで継続的に指示することは困難であり、結果として空港の運用効率の向上を図るには限界がある。

特に、混雑時には管制の対象となる航空機の数が多く、目視確認や交信の回数が増える一方で、速やかに指示する必要性が増し、効率的な運用に関して配慮する時間が限られるために一層この問題点が顕著になる。さらに、夜間や霧など視程が悪いときには、目視にも時間がかかるほか、管制塔から遠方の場所に対しては監視すら困難な場合も生じうる。

一方、航空機のパイロットにとっては移動間隔が密になり、前方の障害物に対する注意を払う必要性が高くなり、経路を間違う可能性も増す。また、パイロットにとっては、方向転換すべき交差部の見落としや、目標地点ではない区画に誤進入する可能性が高くなる。さらに、夜間や霧など視程が悪いときには、混雑時と同様、前方の障害物に注意を払う必要性が高くなり、移動速度を落とさねばならず、空港の効率が低下するだけでなく、操縦における疲労が増し、安全性も低下する。

このような管制官やパイロットの負担を軽減するために、前述の先行技術文献などに開示されている誘導支援方法やシステムが開発又は提案されている。これらの方法やシステムには、レーダやＧＰＳ（global positioning system)による位置情報に基づいて、特定の航空機に対して与えられた経路上の灯火のみを点灯し、交差部のストップバーを併用するなどして、誘導路の移動を制御する灯火制御技術を含むものが開発されている。

しかしながら、レーダやＧＰＳによる位置情報に基づいた方法では、次のような問題がある。即ち、レーダやＧＰＳによる位置座標を用いると、移動体は一点に凝縮された位置情報しか持てず、状態を判定できる区画は一つのみとなる。しかし、実際には、移動体である航空機のサイズによっては、２つ以上の区画にまたがって存在する可能性があるため、実際との乖離が生じる。

また、当該システムを導入する必要がある空港は、誘導路網が複雑で、かつ区画が多数になり、さらに航空機や車両も多数になるため、多数の区画と多数の移動体との関係を調べるための処理には相当の時間を要する。従って、リアルタイムな制御を行なう場合の障害となり、円滑な走行誘導の妨げとなるだけでなく、結果として、移動体間の衝突の危険性を増大してしまうという問題がある。

そこで、本発明の目的は、空港面での移動体の走行誘導を、管制官などへの負担を掛けることなく効率的かつ確実に行なうことができるようにして、結果として空港全体の運用効率や安全性の向上を図ることが可能な空港内の走行誘導支援システムおよび空港内の走行誘導支援方法を提供することにある。

本発明の観点は、移動体が走行する移動領域を複数の区画に分割し、当該各区画の状態を判定する区画状態判定手段を利用する空港内の走行誘導支援システムである。

本発明の観点に係る空港誘導支援システムは、航空機又は車両を含む移動体が空港内の移動領域を移動するときに、当該移動体の走行誘導支援を行なう空港内の走行誘導支援システムにおいて、前記移動領域を含む空港面を複数の小領域に分割し、かつ前記移動領域を当該各小領域に対応付けられた複数の区画に分割し、当該各区画の位置及び範囲を含む区画形状情報を格納する区画形状情報格納手段と、前記移動体の識別、位置及び移動速度を示す監視情報を生成する監視情報生成手段と、前記監視情報及び前記区画形状情報を使用して、前記移動体がいずれの小領域に滞在しているか否かを判定し、当該判定された小領域に存在する区画と前記移動体との重なり状態及び前記判定された小領域外の区画と前記移動体との重なり状態に基づいて、前記移動体と重なっている区画を排他的占有状態として判定する区画状態判定手段とを備えた構成である。

本発明によれば、空港面での移動体の走行誘導を自動的かつ効率的に支援することができる。従って、管制官などへの負担を掛けることなく、航空機や車両を効率的かつ確実に誘導することが可能となり、結果として空港全体の運用効率や安全性の向上を図ることができる。

以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１から図１１は、第１の実施形態に関する図である。図１は、本実施形態に関する空港誘導支援システムの構成を示す機能ブロック図である。

本システムは、監視装置４ａ以外は、ＣＰＵ、記憶装置、各種のインターフェースなどのハードウエア及び当該ＣＰＵが実行する各種のソフトウェアからなるコンピュータシステムである。

本システムは、区画形状情報格納部１と、地上設置経路表示機器類２ａと、誘導設備稼働状態把握部２ｂと、移動体特性情報格納部３と、監視装置４ａと、監視情報入力部４ｂと、制動距離算出部５と、ジェット噴流域算出部６と、滞在領域判定部７と、代表形状生成部８と、占有領域形状生成部９と、経路情報格納部１０と、区画状態判定部１１と、走行可能範囲判定部１２と、点消灯制御部１３と、経路策定部１４と、対管制官入出力部１５とを備えている。以下、各機能部について詳細に説明する。

区画形状情報格納部１は、空港面（空港の地上領域）における移動体の管制に必要な区域である滑走路、誘導路、車両用走行道路、および航空機の駐機場所であるエプロンやスポットに関する位置情報、形状情報、寸法情報、およびそれらを複数に分割した区画についての区画形状情報１００を予め格納している記憶部である。区画形状情報格納部１に格納されている情報は、区画状態判定部１１に提供されるように構成されている。

ここで、本実施形態では、移動体とは、主として航空機を意味し、また各種の車両も意味する。さらに、区画形状情報１００とは、移動体が走行する移動領域（移動区域）を多数の区画領域（以下単に区画と表記する場合がある）に分割して、当該各区画の位置及び範囲（形状と寸法）を示す情報である。

図２は、本実施形態に関する空港面の簡易レイアウトを示す図である。

空港面は、緑地帯（Ｇ）２０、滑走路２１、航空機の駐機場所であるエプロン２２、およびそれらを結ぶ誘導路からなる。緑地帯２０は、航空機は走行しないスペースであるが、車両は走行可能な道路があるスペースである。ここでは、誘導路を点線で示すような多数の区画に分割した様子を示す。

また、区画形状情報１００には、図３に示すように、空港面の移動領域を複数の小領域（一点鎖線で示す範囲２５）に分割し、当該各小領域２５に対応付けられる区画（ハッチングで示す範囲２５０）を識別する情報も含む。この小領域２５に対応付けられる区画は、小領域２５の範囲、移動体の位置情報の誤差、主としてジェット航空機のジェット噴流域の長さ、または制動範囲などを考慮して決定される。

地上設置経路表示機器類２ａは、空港面において航空機が誘導される誘導区域に設けられた誘導路中心線灯、停止線灯、誘導案内灯といった灯火の稼動状態や、誘導路の誘導路状態を把握し、把握した稼働状態および誘導路状態に関する情報１２０ａを、灯火稼働状態把握部２ｂへと出力する。

この誘導路状態に関する情報１２０ａとは、具体的には、図２に示すように、滑走路２１とエプロン２２とを結ぶ誘導路上の灯火２３の断芯情報や、誘導路上でなされている工事２４に関する工事情報などがある。

灯火稼働状態把握部２ｂは、地上設置経路表示機器類２ａから出力された稼働状態および誘導路状態に関する情報１２０ｂを区画状態判定部１１へと出力する。

移動体特性情報格納部３は、空港面上の滑走路２１および誘導路を移動する全ての航空機および車両からなる移動体の移動体特性情報１３０を予め格納している記憶部である。

移動体特性とは、具体的には、空港の滑走路２１、誘導路、車両の移動路を移動する全ての航空機および車両の加減速性能、最高速度、旋回半径などの移動に関する特性や、機体寸法、ジェット噴流域の長さなどの特性を意味する。

この移動体特性情報１３０は、移動体特性情報格納部３から制動距離算出部５、ジェット噴流域算出部６、代表形状生成部８、走行可能範囲判定部１２、および経路立案部１４に提供されるように構成されている。

監視装置４ａは、空港面上の滑走路２１および誘導路などの移動領域を移動している全ての移動体の位置情報、速度情報、及び識別情報を含む監視情報１４０ａを生成して、監視情報入力部４ｂへ出力する。

監視装置４ａは、空港面探査装置と呼ばれるレーダからの情報や、移動体からのＧＰＳ情報を無線通信により取得し、当該移動体の位置及び速度を測定して位置情報及び速度情報を生成する。また、監視装置４ａは、例えば移動体からの無線通信により、各移動体のそれぞれに予め付与されている識別情報を取得する。

なお、空港面探査装置（レーダ）を使用する場合に、建物の影などでは検出が不可能になるため、監視装置４ａは、当該部分の検出には通過センサのような一点のみで検出するセンサからの検出情報を取得して使用する。また、局所的なレーダによる電波の反射や、レーザの反射、音波や磁気を利用したセンサなどを使用してもよい。

監視情報入力部４ｂは、監視装置４ａから出力された移動体の位置情報、速度情報、および識別情報を含む監視情報１４０ａを入力し、所定の処理を経た監視情報１４０ｂを制動距離算出部５、ジェット噴流域算出部６、滞在領域判定部７、代表形状生成部８、走行可能範囲判定部１２、および経路立案部１４へと出力する。

制動距離算出部５は、監視情報入力部４ｂから取得した監視情報１４０ｂに含まれる移動体の位置情報と、移動体特性情報格納部３から取得した移動体特性情報１３０とを使用して、主として航空機の制動距離を算出し、当該制動距離情報１５０を占有領域形状生成部９に出力する。

図４は、主として移動体がジェット航空機の場合に、制動距離３１、ジェット噴流域３２、安全余裕３３，３４に関する模式図である。

制動距離算出部５は、図４（Ａ）に示すように、走行中の航空機の制動距離３１を算出する。この場合、速度が相対的に高速の移動体については、同図（Ｂ）に示すように、制動距離３１を長く算出する。また、速度が相対的に遅い移動体については、同図（Ｃ）に示すように、制動距離３１を短く算出する。なお、制動距離３１には、安全余裕３３を含んで算出してもよい。

ジェット噴流域算出部６は、図６のフローチャートに示すような手順で、ジェット航空機である移動体のジェット噴流の影響域であるジェット噴流域を算出する。ジェット噴流域算出部６は、監視情報入力部４ｂから取得した監視情報１４０ｂに含まれる移動体の位置情報と、移動体特性情報格納部３から取得した移動体特性情報１３０とを使用して、図４（Ａ）に示すようなジェット噴流域３２を算出する。

ここで、図４（Ｂ）に示すように、加速中の移動体については、ジェット噴流域３２を長く算出する。また、図４（Ｃ）に示すように、減速中の移動体については、ジェット噴流域３２を短く算出する。なお、ジェット噴流域３２には、安全余裕３４を含んで算出してもよい。

ジェット噴流域算出部６は、ジェット噴流域３２の算出結果であるジェット噴流域情報１６０を占有領域形状生成部９に出力する。

なお、制動距離３１及びジェット噴流域３２は、図４（Ａ）から（Ｃ）に示すように、移動体の移動速度に応じて変化する。また、安全余裕３３，３４については、空港の状況により、混雑時に全体が低速である場合には、図４（Ｃ）に示すように、少なく見積もることも可能である。

滞在領域判定部７は、移動体の位置から、当該移動体が滞在する小領域２５を判定し、当該判定結果である滞在領域情報１７０を区画形状情報格納部１に出力する（図３を参照）。

代表形状生成部８は、監視情報入力部４ｂから入力された監視情報１４０ｂに含まれる位置情報と識別情報、さらに移動体特性情報格納部３に格納された移動体特性情報１３０に基づいて、移動体の代表形状（形、サイズなども含む）に関する移動体代表形状情報１８０を生成する。具体例としては、図５に示すように、移動体である航空機３５の代表形状３６を、位置情報の誤差を考慮して実際の機体よりも大きな矩形情報として生成する。

占有領域形状生成部９は、制動距離算出部５からの制動距離情報１５０を使用して、移動体の前方で占有と判定すべき部分の形状（前方の占有範囲形状）情報を生成する。また、占有領域形状生成部９は、ジェット噴流域算出部６からのジェット噴流域情報１６０を使用して、移動体の後方で占有と判定すべき部分の形状（前方の占有範囲形状）情報を生成する。これらの前方及び後方の形状情報を合わせて占有形状情報１９０と表記する。

具体的には、図５に示すように、航空機３５の前方の占有範囲形状３７と、後方の占有範囲形状３８を、移動体の代表形状と同じ幅の矩形情報として生成している。この占有範囲形状には、前述のように安全余裕を含めても良い。

経路情報格納部１０は、空港面上において移動体が移動する経路に関する情報である経路指示情報２５０ａを、対管制官入出力部１５から受け付けて格納する。この経路指示情報２５０ａは、区画状態判定部１１及び走行可能範囲判定部１２に提供されるように構成されている。

区画状態判定部１１は、移動体が滞在する小領域２５に関連付けられた各区画において、区画形状情報格納部１に格納されている区画形状情報１００と、誘導設備稼働状態把握部２ｂから出力された稼動状況情報１２０ｂ（設備稼働状態および誘導路状態に関する情報）と、移動体の位置における代表形状生成部８からの代表形状情報１８０、および占有領域形状生成部９からの占有形状情報１９０とを使用して、当該各区画の状態を判定する。

区画状態判定部１１は、具体的には、各区画の状態の判定を以下のようにして行う。即ち、まず、区画状態判定部１１は、設備稼働状態把握部２ｂから出力された稼動状況の情報１２０ｂに基づいて、移動領域の全般に対して供用可能な区画を判定する。例えば、図７に示すように、断芯した灯火の交換のための閉鎖区画２６や、工事による閉鎖区画２７の各区画の状態については、移動体の移動が不可であると判定する。

次に、区画状態判定部１１は、図７に示すように、対象となる移動体６０（＃１〜＃３）に対して、代表形状生成部８による代表形状情報１８０、占有領域形状生成部９による占有領域形状情報１９０、及び区画形状情報格納部１からの各移動体が滞在する小領域に対応付けられた区画形状情報１００を使用して、移動体の占有状態を判定する。

具体的には、当該移動体が滞在する小領域２５に対応付けた区画の区画形状と、移動体の代表形状あるいは占有領域形状とが重なり合えば、当該区画の状態を占有状態（即ち、移動体が存在している状態）と判定する。

図８は、図７に示すような移動体６０（＃１〜＃３）の代表形状６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、前方の占有領域６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、及び後方の占有領域６３ａ、６３ｂ、６３ｃにより設定される区画領域８０〜８２を排他的な占有状態として判定し、それ以外を移動可能と判定した場合の状態を示す。即ち、区画状態判定部１１は、図８に示すような移動体６０（＃１〜＃３）による排他的な占有区画状態を判定する。

走行可能範囲判定部１２は、各移動体の移動経路の前方で、滞在する区画から連続する移動可能な区画について、図１１に示すような手順に従って処理し、前方の移動経路にある区画が空いていれば移動可能と判定する。この判定には、区画が空いているという判定だけでなく、一定距離以内に限るなど、他の条件を付けても良い。

点消灯制御部１３は、移動可能範囲判定部１２から出力された結果（走行可能範囲情報２２０）に基づいて、図９に示すように、移動体の経路３４における点灯範囲および消灯範囲に従って誘導灯火の点灯９０または消灯９１を制御する。

具体的には、点消灯制御部１３は、点消灯指令２３０を地上設置経路表示機器類２ａに出力し、図９に示すように、移動経路３４で移動可能範囲３５の区画の誘導灯火を点灯し、後方の排他的な占有区画の誘導灯火を消灯させて制御する。

また、移動可能範囲判定部１２によって判定された移動可能範囲３５が、制動距離算出部５によって算出された制動距離に対して所定距離以内であり、誘導灯火の点灯範囲の終端が移動体の停止する地点である場合には、当該点灯範囲における灯火照度または点滅パターンを変更することによって、パイロットに対して警告するようにしても良い。

経路策定部（経路立案部）１４は、図１では省略している別のシステムであるスポット割当て管理システムから得られるスポット情報、あるいは飛行計画システムから得られる出発時刻情報、対管制官入出力部１５から入力される格納庫やメンテナンスエリアといった移動の目的地点、経路策定タイミングなどの経路策定条件に従い経路探索理論などを用いて移動経路案を求める。

さらに、経路策定部（経路立案部）１４は、探索された移動経路案に対し、移動体の通行計画における経路案上の各区画の通行時間帯を基にして当該経路による目的地点までの予測所用時間を計算すると共に、経路の移動距離、方向転換回数などの情報と併せて経路案の評価を行う。

対管制官入出力部１５は、管制官からの経路指示情報の入力を受け付けて、入力された経路指示情報を経路情報格納部７に出力して格納する。また、対管制官入出力部１５は、経路策定部１４に対して、経路立案のために必要な情報、例えば目的地点、移動開始時刻などを与えるほか、優先順位判定部に対して優先順位の変更を入力する。

（第１の実施形態の作用効果）
以上のような構成のシステムにおいて、移動体の走行誘導支援動作について説明する。

前述したように、監視装置４ａにより、空港面上の滑走路及び誘導路を移動している全ての移動体（航空機や車両）の位置及び速度が測定（監視）されている。システムは、監視情報入力部４ｂを介して、監視装置４ａから出力される移動体の監視情報１４０ｂを取得する。この監視情報１４０ｂには、監視対象である移動体の位置情報、速度情報、及び各移動体に付与されている識別情報が含まれる。

この監視情報１４０ｂは、制動距離算出部５、ジェット噴流域算出部６、滞在領域判定部７、代表形状生成部８、走行可能範囲判定部１２、および経路策定部（立案部）１４のそれぞれに与えられる。

（ジェット噴流域算出部６の処理手順）
以下図６のフローチャートを参照して、ジェット噴流域算出部６の処理手順を説明する。

ジェット噴流域算出部６は、監視情報入力部４ｂから入力された監視情報１４０ｂに含まれる識別情報に基づいて、算出対象である航空機（移動体）を設定する（ステップＳ１）。さらに、ジェット噴流域算出部６は、当該監視情報１４０ｂに含まれる位置情報（移動情報）を取得し、当該航空機の移動状態を検出する（ステップＳ２）。

ここで、ジェット噴流域算出部６は、移動体特性情報格納部３から、対象とする航空機の移動体特性情報１３０を取得する（ステップＳ３）。移動体特性情報１３０には、当該航空機のジェット噴流特性が含まれている。

ジェット噴流域算出部６は、取得した位置情報及び移動体特性情報に基づいて、対象の航空機の移動状態（停止または移動中）に応じたジェット噴流域を算出する（ステップＳ４）。この場合、図４（Ａ）から（Ｃ）に示すように、航空機の移動速度に従って範囲の異なるジェット噴流域３２を算出する。

ジェット噴流域算出部６は、ステップＳ１で対象と設定した全ての航空機についてジェット噴流域を算出すると、算出結果であるジェット噴流域情報１６０を占有領域形状生成部９に出力する（ステップＳ５，Ｓ６）。

占有領域形状生成部９は、図５に示すように、ジェット噴流域算出部６からのジェット噴流域情報１６０を使用して、移動体の後方で占有と判定すべき部分の形状（後方の占有範囲形状３８）情報を生成する。一方、占有領域形状生成部９は、制動距離算出部５からの制動距離情報１５０を使用して、移動体の前方で占有と判定すべき部分の形状（前方の占有範囲形状３７）情報を生成する。

また、代表形状生成部８は、監視情報入力部４ｂから入力された監視情報１４０ｂに含まれる位置情報と識別情報、さらに移動体特性情報格納部３に格納された移動体特性情報１３０に基づいて、図５に示すように、移動体である航空機３５の代表形状３６を、位置情報の誤差を考慮して実際の機体よりも大きな矩形情報として生成する。

以上のようにして、システムは、図５に示すように、占有領域形状３７，３８を示す占有領域形状情報１９０、及び対象移動体である航空機３５の代表形状３６を示す移動体代表形状情報１８０を生成する。

（区画状態判定部１１の処理手順）
次に、図１０のフローチャートを参照して、区画状態判定部１１の処理手順を説明する。

区画状態判定部１１は、空港面での移動領域を分割した小領域２５のいずれかに移動体（ここでは航空機）が存在するかを判定し、滞在すると判定された小領域２５に対応付けられた区画の状態（移動体の占有範囲など）を判定する。また、区画状態判定部１１は、滞在すると判定された小領域外にも当該移動体の移動経路が続く場合には、その移動経路上の区画についても状態を判定する。

まず、区画状態判定部１１は、移動領域での設備稼働状態（誘導灯火の稼動状態など）および誘導路状態を把握するために、誘導設備稼働状態把握部２ｂから稼動状況情報１２０ｂを取得する（ステップＳ１１）。

次に、区画状態判定部１１は、経路情報格納部１０から、空港面上において移動体が移動する経路に関する経路指示情報２００を取得し、当該情報２００と稼動状況情報１２０ｂとに基づいて供用可能な区画領域を判定する（ステップＳ１２）。この経路指示情報２００は、対管制官入出力部１５から入力される。

区画状態判定部１１は、対管制官入出力部１５から入力される情報に基づいて、対象となる移動体（航空機）の設定を実行する（ステップＳ１３）。次に、区画状態判定部１１は、対象とされた移動体に関して、代表形状生成部８から滞在位置における代表形状情報１８０（図５の３６を参照）を取得する。

また、区画状態判定部１１は、占有領域形状生成部９から占有領域形状情報（図５の３７，３８を参照）を出力し、さらに移動体の滞在する小領域に対応付けられた区画形状情報１００を区画形状情報格納部１から取得する（ステップＳ１４）。

次に、区画状態判定部１１は、移動体の代表形状、占有領域形状、及び移動体が滞在する小領域２５と関連付けられた区画形状との重なり状態を調べて、排他的な占有区画領域を判定する（ステップＳ１５）。即ち、図７及び図８に示すように、移動体６０（＃１〜＃３）の代表形状６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、前方の占有領域６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、及び後方の占有領域６３ａ、６３ｂ、６３ｃにより設定される区画領域８０〜８２を排他的な占有状態として判定する。

さらに、区画状態判定部１１は、移動体の経路が小領域２５の外にも続く場合には、その経路にある区画の区画形状情報１００を取得して、排他的な占有区画領域を判定する（ステップＳ１６のＹＥＳ，Ｓ１７，Ｓ１８）。このような判定処理を、区画状態判定部１１は、対象とする全ての移動体に関して終了するまで判定処理を繰り返す（ステップＳ１９）。

以上のようにして、区画状態判定部１１は、移動体が滞在すると判定された小領域２５またはそれ以外の領域に対応付けされた区画領域の状態（占有状態）を判定し、判定結果である区画状態情報２１０を走行可能範囲判定部１２に出力する。

（走行可能範囲判定部１２の処理手順）
以下図１１のフローチャートを参照して、走行可能範囲判定部１２の処理手順を説明する。

走行可能範囲判定部１２は、区画状態判定部１１からの判定結果（区画状態情報２１０）に基づいて、各移動体についての走行（移動）可能範囲を判定して、当該判定結果である走行可能範囲情報２２０を誘導灯火の点消灯制御部１３に出力する。

まず、走行可能範囲判定部１２は、監視情報入力部４ｂから入力された監視情報１４０ｂに含まれる位置情報と識別情報に基づいて、判定対象の移動体を設定する（ステップＳ２１）。

次に、走行可能範囲判定部１２は、経路情報格納部１０から当該移動体の経路指示情報２００、及びその経路上の前方の区画形状情報１００を区画形状情報格納部１から取得する（ステップＳ２２）。走行可能範囲判定部１２は、取得した情報１００，２００に基づいて、前方の移動経路（図９の３４を参照）の中に含まれる判定対象の区画を設定する（ステップＳ２３）。

走行可能範囲判定部１２は、判定対象として設定した区画について、区画状態判定部１１からの判定結果である区画状態情報２１０に基づいて、当該移動体による占有状態または空き状態の場合には、当該移動体が走行可能であると判断する（ステップＳ２４のＹＥＳ）。この場合には、走行可能範囲判定部１２は、判定対象として設定した区画を当該移動体に割り当てる（ステップＳ２５）。走行可能範囲判定部１２は、以上の処理を判定すべき全区画について実行する（ステップＳ２６）。

一方、走行可能範囲判定部１２は、区画状態判定部１１からの判定結果である区画状態情報２１０に基づいて、前方の移動経路の中で、工事などによる閉鎖区間２３，２４が有る場合には、走行不可能と判定する（ステップＳ２４のＮＯ）。この場合には、次の判定対象の移動体について走行可能性を判定する（ステップＳ２７のＮＯ）。そして、走行可能範囲判定部１２は、ステップＳ２１で設定される全ての移動体について判定処理を実行した後に終了する（ステップＳ２７のＹＥＳ）。

走行可能範囲判定部１２は、以上の判定処理により得られた判定結果である走行可能情報２２０を点消灯制御部１３に出力する。点消灯制御部１３は、当該走行可能情報２２０に基づいて、点消灯指令２３０を地上設置経路表示機器類２ａに出力する。これにより、各移動体の移動経路における誘導灯火の点灯範囲および消灯範囲の制御がなされる（図９を参照）。

以上のように本実施形態の区画状態判定方法を適用した空港走行誘導支援システムであれば、航空機や車両などの移動体が走行すべき区画の状態（占有、空き、閉鎖）を迅速に判定することができる。従って、夜間や視程不良時にも、移動体が走行すべき移動経路と移動可能な範囲とを、例えば航空機のパイロットに提示することが可能となる。また、移動経路の誤認も無くなるため、管制官やパイロットの負担を軽減して、安全確保業務に集中させることができる。

要するに、空港面での移動体の走行誘導を自動的かつ効率的に支援することができるため、管制官などの負担を掛けることなく、航空機や車両を効率的かつ確実に誘導することが可能となり、結果として空港全体の運用効率や安全性の向上を図ることができる。

さらに、移動経路のうち、その時点での移動に必要な部分だけを点灯するために、滑走路離脱機などによる遠方における経路変更時や、緊急車両など他の移動体への優先割当変更時においても、移動経路上の点灯状態の著しい変化が生じない。その結果、パイロットに与える混乱を回避しながら、柔軟な経路変更や優先割当変更ができるために、空港の運用効率の向上を図るとともに、異常事態にも速やかに対応することが可能となる。

（第２の実施の形態）
次に、図１２から図１５を参照して、第２の実施形態を説明する。なお、図１２から図１４において、前述の第１の実施形態と同一部分については同一符号を付して、同一内容については適宜説明を省略する。

本実施形態の空港誘導支援システムは、図１２に示すように、第１の本実施形態における移動体が滞在する小領域２５を判定するための滞在領域判定部７を省略した構成である。従って、区画形状情報格納部１には、滞在領域判定部７の判定結果である滞在領域情報１７０は格納されない。

本実施形態の区画状態判定部１１は、判定すべき区画に対応する区画形状情報１００を区画形状情報格納部１から入力するときに、前回に占有状態と判定した結果から、今回判定すべき区画を全区画の中から抽出する。

具体的には、区画状態判定部１１は、図１３に示すように、前回占有状態と判定された区画である網掛け部分の区画９１から区画９３に対応する区画領域を設定する。さらに、その区画についての今回の判定で占有とされた区画に隣接する区画で、未判定の区画を判定対象として追加して設定する。区画状態判定部１１は、判定対象の区画状態情報２１０を走行可能範囲判定部１２に出力する。

以下図１５のフローチャートを参照して、本実施形態の区画状態判定部１１の処理手順を説明する。

即ち、区画状態判定部１１は、対管制官入出力部１５から入力される情報に基づいて、対象となる移動体（航空機）の設定を実行する（ステップＳ３１）。次に、区画状態判定部１１は、対象とされた移動体に関して、代表形状生成部８から代表形状情報１８０、占有領域形状生成部９から占有領域形状情報１９０、及びその移動体が前回判定時に占有していた区画の区画形状情報１００を区画形状情報格納部１から取得する（ステップＳ３２）。

次に、区画状態判定部１１は、取得した情報に基づいて、判定対象の区画を設定する（ステップＳ３３）。そして、区画状態判定部１１は、当該移動体の代表形状と占有領域形状との重なり状態に基づいて、判定対象の区画の占有状態を判定する（ステップＳ３４）。

この判定結果が占有状態の場合には、区画状態判定部１１は、当該区画に隣接する区画で未判定の区画がある場合には、その区画を判定対象に追加する処理を行なう（ステップＳ３４のＹＥＳ，Ｓ３５のＹＥＳ，Ｓ３６）。

区画状態判定部１１は、判定結果が占有状態ではない場合、隣接する未判定の区間が無い場合、及び隣接する未判定区画を判定対象に追加した後、全判定対象の区画の判定処理が終了するまでステップＳ３３からの処理を繰り返す（ステップＳ３４のＮＯ，Ｓ３５のＮＯ，Ｓ３７）。

全判定対象の区画の判定処理が終了すると、区画状態判定部１１は、全判定対象の移動体についての判定処理が終了するまで、ステップＳ３１からの処理を繰り返す（ステップＳ３８）。

具体的には、区画状態判定部１１は、図１３に示すように、移動体６０（＃１）に対する最初の区画判定の対象として、区画９１から区画９３に掛けての区画領域である。

これらの区画９１〜９３について、区画状態判定部１１は、移動体の代表形状６１ａと、占有領域形状６２ａ、６３ａとの重なり状態からの判定により、区画９１は非占有状態と判定し、次の区画の判定を行う（ステップＳ３４のＮＯ）。

一方、区画状態判定部１１は、判定対象の区画９２，９３は占有状態と判定し、区画９２ａ，９３ａについては非占有状態と判定する。このようにして、区画状態判定部１１は、区画９３までが占有状態で、区画９４，９５が非占有状態と判定する。これにより、図１４に示すように、区画状態判定部１１は、網掛け部分の占有範囲９６を示す区画状態情報２１０を出力する。

以上のようにして本実施形態においても、前述の第１の実施形態と同様に、空港面での移動体の走行誘導を自動的かつ効率的に支援することができるため、管制官などの負担を掛けることなく、航空機や車両を効率的かつ確実に誘導することが可能となり、結果として空港全体の運用効率や安全性の向上を図ることができる。また、パイロットに与える混乱を回避しながら、柔軟な経路変更や優先割当変更ができるために、空港の運用効率の向上を図るとともに、異常事態にも速やかに対応することが可能となる。

なお、本発明は上記各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。また、上記各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、異なる各実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第１の実施形態に関する空港内の走行誘導支援システムの構成を示す機能ブロック図。 第１の実施形態に関する空港面の簡易レイアウトを示す図。 第１の実施形態に関する空港面を小領域に分割した場合の簡易レイアウトを示す図。 第１の実施形態に関する航空機の制動距離、ジェット噴流域、安全の余裕を説明するための図。 第１の実施形態に関する代表形状及び占有領域形状を説明するための図。 第１の実施形態に関するジェット噴流域算出部の処理手順を説明するためのフローチャート。 第１の実施形態に関する区画状態判定方法を説明するための空港面の簡易レイアウトを示す図。 第１の実施形態に関する区画状態判定方法において占有区画状態を説明するための空港面の簡易レイアウトを示す図。 第１の実施形態に関する走行可能範囲判定部の処理を説明するための空港面の簡易レイアウトを示す図。 第１の実施形態に関する区画状態判定部の処理手順を説明するためのフローチャート。 第１の実施形態に関する走行可能範囲判定部の処理手順を説明するためのフローチャート。 第２の実施形態に関する空港内の走行誘導支援システムの構成を示す機能ブロック図。 第２の実施形態に関する区画状態判定方法を説明するための空港面の簡易レイアウトを示す図。 第２の実施形態に関する区画状態判定方法を説明するための空港面の簡易レイアウトを示す図。 第２の実施形態に関する区画状態判定部の処理手順を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１…区画形状情報格納部、２ａ…地上設置経路表示機器類、
２ｂ…誘導設備稼働状態把握部、３…移動体特性情報格納部、４ａ…監視装置、
４ｂ…監視情報入力部、５…制動距離算出部、６…ジェット噴流域算出部、
７…滞在領域判定部、８…代表形状生成部、９…占有領域形状生成部、
１０…経路情報格納部、１１…区画状態判定部、１２…走行可能範囲判定部、
１３…点消灯制御部、１４…経路立案部（策定部）、１５…対管制官入出力部。

Claims (11)

1. 航空機又は車両を含む移動体が空港内の移動領域を移動するときに、当該移動体の走行誘導支援を行なう空港内の走行誘導支援システムにおいて、
   前記移動領域を含む空港面を複数の小領域に分割し、かつ前記移動領域を当該各小領域に対応付けられた複数の区画に分割し、当該各区画の位置及び範囲を含む区画形状情報を格納する区画形状情報格納手段と、
   前記移動体の識別、位置及び移動速度を示す監視情報を生成する監視情報生成手段と、
   前記監視情報及び前記区画形状情報を使用して、前記移動体がいずれの小領域に滞在しているか否かを判定し、当該判定された小領域に存在する区画と前記移動体との重なり状態及び前記判定された小領域外の区画と前記移動体との重なり状態に基づいて、前記移動体と重なっている区画を排他的占有状態として判定する区画状態判定手段と
   を具備したことを特徴とする空港内の走行誘導支援システム。
2. 前記移動体の種類に応じて、当該移動体を代表する代表形状情報を生成する代表形状生成手段を有し、
   前記区画状態判定手段は、前記区画形状情報と前記代表形状情報とを使用して、前記区画の形状と前記移動体の代表形状との重なり状態に基づいて、前記区画の排他的占有状態を判定することを特徴とする請求項１に記載の空港内の走行誘導支援システム。
3. 前記区画状態判定手段は、前記移動体の経路に含まれる各区画において、前回の判定時に排他的占有状態として判定された区画から判定対象を設定し、順次隣接する区画を判定対象として排他的占有状態を判定することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の空港内の走行誘導支援システム。
4. 前記移動体の占有範囲に対して、前記移動体の移動方向の前方で占有と判定すべき前方の占有範囲、または当該移動方向の後方で占有と判定すべき後方の占有範囲の少なくとも一方を示す占有形状情報を生成する占有領域形状生成手段を有し、
   前記区画状態判定手段は、前記占有形状情報により示す範囲を含む前記区画の排他的占有状態として判定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の空港内の走行誘導支援システム。
5. 前記監視情報及び前記移動体の種類に応じて、当該移動体が占有する占有範囲を含む代表形状情報を生成する代表形状生成手段と、
   前記移動体の前記代表形状情報に対して、前記移動体の移動方向の前方で占有と判定すべき前方の占有範囲、または当該移動方向の後方で占有と判定すべき後方の占有範囲の少なくとも一方を示す占有形状情報を生成する占有領域形状生成手段とを有し、
   前記区画状態判定手段は、前記占有形状情報により示す範囲を含む前記区画の排他的占有状態として判定することを特徴とする請求項１に記載の空港内の走行誘導支援システム。
6. 前記区画状態判定手段により判定された区画の排他的占有状態に基づいて、前記移動体の移動経路での走行可能範囲を判定する走行可能範囲判定手段を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の空港内の走行誘導支援システム。
7. 航空機又は車両を含む移動体が空港内の移動領域を移動するときに、当該移動体の走行誘導支援を行なう空港誘導支援システムに適用する空港内の走行誘導支援方法であって、
   前記移動領域を含む空港面を複数の小領域に分割し、かつ前記移動領域を当該各小領域に対応付けられた複数の区画に分割し、当該各区画の位置及び範囲を含む区画形状情報を取得する処理と、
   前記移動体の識別、位置及び移動速度を示す監視情報を生成する処理と、
   前記監視情報及び前記区画形状情報を使用して、前記移動体がいずれの小領域に滞在しているか否かを判定し、当該判定された小領域に存在する区画と前記移動体との重なり状態及び前記判定された小領域外の区画と前記移動体との重なり状態に基づいて、前記移動体と重なっている区画を排他的占有状態として判定する処理と
   を実行することを特徴とする空港内の走行誘導支援方法。
8. 前記移動体の種類に応じて、当該移動体を代表する代表形状情報を生成する処理を有し、
   前記判定する処理は、前記区画形状情報と前記代表形状情報とを使用して、前記区画の形状と前記移動体の代表形状との重なり状態に基づいて、前記区画の排他的占有状態を判定することを特徴とする請求項７に記載の空港内の走行誘導支援方法。
9. 前記判定する処理は、前記移動体の経路に含まれる各区画において、前回の判定時に排他的占有状態として判定された区画から判定対象を設定し、順次隣接する区画を判定対象として排他的占有状態を判定することを特徴とする請求項７又は請求項８のいずれか１項に記載の空港内の走行誘導支援方法。
10. 前記移動体の占有範囲に対して、前記移動体の移動方向の前方で占有と判定すべき前方の占有範囲、または当該移動方向の後方で占有と判定すべき後方の占有範囲の少なくとも一方を示す占有形状情報を生成する処理を有し、
    前記判定する処理は、前記占有形状情報により示す範囲を含む前記区画の排他的占有状態として判定することを特徴とする請求項７又は請求項８のいずれか１項に記載の空港内の走行誘導支援方法。
11. 前記判定する処理により判定された区画の排他的占有状態に基づいて、前記移動体の移動経路での走行可能範囲を判定する処理を有することを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の空港内の走行誘導支援方法。

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