JP4542825B2 - 空港面誘導支援システムおよび空港面誘導支援方法 - Google Patents

Description

この発明は、空港面を上を移動する航空機および車両からなる移動体の移動制御を行うための空港面誘導支援システムおよび空港面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−ダ−や二次監視レ−ダ−などを用いた航空路管制によってなされており、空港近くの進入経路においては空港監視レ−ダ−、着陸進入においては精測進入レ−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飛行や着陸が可能になってきている。

一方、地上移動の誘導は、管制官が、航空機や移動する車両を目視し、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。さらに出発便のジェット機は、出発前に、飛行経路についての管制承認を得るほか、エンジン始動前に管制官の許可を得てからエンジン始動を行い、しかる後にプッシュバックと呼ばれる所定方向への押し戻しの許可を得てからプッシュバックを行い、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を踏んでいる。

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によって、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、誘導路の存在を示し、標示板などにより誘導路の識別を行っている。

この種の空港誘導支援方法および空港誘導支援装置に関する先行技術としては、例えば特許文献１乃至３に示す技術がある。

なお、通常、管制官は、飛行あるいは移動の区画ごとに担当が分かれている。

また、それぞれに割り当てられた無線周波数は一つであり、一時に一機に対して指示を行い、地上移動の担当はエプロンと滑走路の間について車両を含めて扱っている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−８５７００号公報。

このような従来の航空機や車両の空港面における移動時の誘導方法には、以下のような問題がある。

すなわち、従来の航空機や車両の空港面における移動時誘導方法では、上述したように、管制官は目視確認をした後、航空機や車両との交信を行い、さらに安全性および効率性を考慮して経路が策定されている。

しかしながら、このような方法では、各種の誘導機器類の操作を行うなど負担が大きく、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出来ず、空港の運用効率の向上を図るには限界があるという問題がある。

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。一方、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。

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、パイロットにとっても、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。また、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。

このため、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−を併用するなどして、誘導路の移動を制御する灯火制御装置も考案されている。

しかしながら、こういった方法では次のような問題がある。すなわち、例えば図２３に示すように、滑走路５１から離脱し、エプロン５２に向かおうとする着陸機２１に先立って、出発機２２が経路３３の指示を受けて誘導路の移動を開始している場合、点灯した灯火４１の列で出発機２２の経路３３の全てを示し、通過した部分の灯火４２を消灯しておくならば、着陸機２１は、先行する機である出発機２２に指示されて既に点灯済みの区画である経路３３を横断するようなことはできない。

このため、着陸機２１は、経路３１上で待たされるか、経路３２に向うなど、効率の悪い離脱経路に限定されてしまう。よって、滑走路５１を有効的に利用することができず、空港の運用効率の向上を図ることが困難になるという問題が発生する。

なお、点灯していた灯火４１を消灯して、出発機２２の先に着陸機２１を通過させることも考えられるが、出発機２２のパイロットにとっては、突然に灯火４１が手前まで消灯されることによって、困惑するばかりか、誘導システムへの不信感を持つようになる。更には、急制動により、乗客の乗り心地が損なわれる可能性もあるという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、空港面の混雑時や低視程時においても空港の運用効率を高めるような地上移動経路と、同経路上における安全移動可能範囲とを明確にパイロットに伝達し、もって、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面誘導支援システムおよび空港面誘導支援方法を提供することを目的とする。

本発明はかかる課題を解決するものであり、本発明の一態様によれば、移動体の誘導を行うための空港面誘導支援システムであって、空港面における移動体の移動する領域を複数の小領域に分割して、前記移動体が存在する小領域を判別し、判別された前記小領域に対応した区画の状態を判定する区画状態判定手段と、前記移動体が移動する目的地までの、前記区画により構成される経路を探索し、通行計画を作成する経路策定手段と、前記経路策定手段によって探索された経路が他の移動体の経路と交差する場合に、各区画毎に、それぞれの移動体毎の優先順位を判定する優先順位判定手段と、前記優先順位判定手段によって判定された優先順位に基づいて、前記区画における前記移動体毎の前記通行計画を管理する区画通行計画管理手段と、前記区画通行計画管理手段によって管理されている通行計画、及び前記区画状態判定手段によって判定される前記移動体の移動状況に基づいて、前記各区画において最優先とされる移動体に対し、当該移動体の経路にある区画を割当てる移動可能範囲判定手段とを有することを特徴とする空港面誘導支援システムが提供される。

したがって本発明は、空港面における移動体の移動する領域が複数の区画に分割され、分割された各区画に移動体が位置するかが判定される。そして、移動体が移動する目的地までの、前記区画により構成される経路が探索され、通行計画が作成される。そして、探索された経路が他の移動体の経路と交差する場合に、各区画毎に、それぞれの移動体毎の優先順位が判定され、判定された優先順位に基づいて、区画における移動体毎の通行計画が管理され、管理されている通行計画、及び判定された移動体の移動状況に基づいて、各区画において最優先とされる移動体に対し、移動体の経路にある区画が割当てられる。このため、空港面の混雑時や低視程時においても空港の運用効率を高めるような地上移動経路と、同経路上における安全移動可能範囲とを明確にパイロットに伝達することができ、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。

本発明によれば、空港面の混雑時や低視程時においても空港の運用効率を高めるような地上移動経路と、同経路上における安全移動可能範囲とを明確にパイロットに伝達することができ、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誘導支援システムおよび空港誘導支援方法を実現することができる。

以下に本発明の実施形態を図１から図１２を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る空港面誘導支援方法を適用した空港誘導支援システムの構成を示すブロック図である。

本発明の空港誘導支援システムは、区画形状情報格納部１と、地上設置経路表示機器類２ａと、誘導設備稼働状況把握部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、経路情報格納部７と、区画状態判定部８と、区画通行計画管理部９と、と、優先順位判定部１０と、移動可能範囲判定部１１と、点消灯制御部１２と、経路策定部１３と、対管制官入出力部１４とを備えている。

区画形状情報格納部１は、空港面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、車両用走行動路、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を予め格納している。そして、これら格納している情報を区画状態判定部８、区画通行計画管理部９、経路策定部１３へ提供されるようにしている。

区画形状情報格納部１が記憶する区画形状情報について、図２、３を参照して説明する。

図２の空港簡易レイアウト図に示すように、滑走路５１、エプロン５２、およびそれらを結ぶ誘導路といった移動区域を、図中点線で区切られるように多数の区画に区切り、区画形状情報としている。また移動区域を、図３に示す一点鎖線で区切られたような複数の小領域に分割し、この小領域にそれぞれの区画を対応付ける。この対応付けは、移動体の位置情報の誤差、ジェット噴流域の長さ、制動範囲などを考慮して対応付ける。例えば図３においては９つの小領域に分割したうちの小領域５５に対しては図中のハッチングを施した区画を対応付ける。各区画は複数の小領域に対応付けられてもよい。

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働状態や、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を、誘導設備稼働状況把握部２ｂへと出力する。この誘導路状態に関する情報とは、具体的には、図２の空港簡易レイアウト図に示すように、滑走路５１とエプロン５２とを結ぶ誘導路上の灯火４３の断芯情報や、誘導路上でなされている工事５４に関する工事情報などがある。

誘導設備稼働状況把握部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を区画状態判定部８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を予め格納している。移動体特性とは、具体的には、空港の滑走路、誘導路、車両の移動路を移動するすべ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が相当する。そして、これら格納している情報を制動距離算出部５、ジェット噴流域算出部６、区画状態判定部８、区画通行計画管理部９、移動可能範囲判定部１１、および経路策定部１３へ提供する。

監視装置４ａは、空港面上の滑走路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および速度を測定し位置情報および速度情報を取得するとともに、位置情報および速度情報が取得された移動体について、各移動体のおのおのに予め付与されている識別情報を取得し、取得した位置情報、速度情報、および識別情報を監視情報入力部４ｂへ出力する。監視装置４ａにおける移動体の測定には、例えば、空港面探査装置と呼ばれるレ−ダ−を用いて行う。そして、この空港面探査装置によって、空港の滑走路および誘導路を移動するすべての航空機および車両の位置を測定する。なお、この空港面探査装置を用いた場合、建物の影などでは検出が不可能になるため、この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を用いるほか、局所的なレ−ダ−による電波の反射や、レ−ザ−の反射、音波や磁気を利用したセンサなどを用いるようにしている。

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、および識別情報を制動距離算出部５、ジェット噴流域算出部６、区画状態判定部８、区画通行計画管理部９、移動可能範囲判定部１１、および経路策定部１３へと出力する。

制動距離算出部５は、監視情報入力部４ｂからその位置情報が出力された移動体について、この位置情報と、移動体特性情報格納部３に格納された移動体特性情報とに基づいて、制動距離（後述）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からその位置情報が出力された航空機について、この位置情報と、移動体特性情報格納部３に格納された移動体特性情報とに基づいて、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。そしてその算出結果を区画状態判定部８に出力する。

経路情報格納部７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の入力を、対管制官入出力部１４から受け付け、受け付けた経路指示情報を格納する。そして、これら格納している経路指示情報を区画状態判定部８、区画通行計画管理部９へ提供する。

区画状態判定部８は、区画形状情報格納部１に格納されている区画形状情報と、誘導設備稼働状況把握部２ｂ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と、移動体特性情報格納部３に格納されている各移動体の移動体特性情報と、監視情報入力部４ｂから出力された移動体の位置情報、速度情報、および識別情報と、制動距離算出部５から出力された移動体の制動距離と、ジェット噴流域算出部６から出力された航空機のジェット噴流域、経路情報格納部７に格納されている経路指示情報から各区画の状態を判定し（後述）、区画通行計画管理部９と移動可能範囲判定部１１に出力する。

区画通行計画管理部９は、対管制官入出力部１４から入力された工事計画などの区画使用条件により、通行不可能な時間帯を通行計画に含めて管理するとともに、区画形状情報格納部１に格納されている区画形状情報と、移動体特性情報格納部３に格納されている各移動体の移動体特性情報と、監視情報入力部４ｂから出力された移動体の位置情報、速度情報、および識別情報と、制動距離算出部５から出力された移動体の制動距離と、ジェット噴流域算出部６から出力された航空機のジェット噴流域と、経路情報格納部７から出力された移動体の経路情報に基づいて、移動体の移動経路上の区画についての通行時間帯を算出し、移動可能範囲判定部１１による移動可能範囲情報と併せて通行計画として管理し、その通行計画情報を優先順位判定部１０、移動可能範囲判定部１１、および経路策定部１３に出力する。

さらに、移動体の移動状況および判定された区画の状態に基づいて算出された通行時間帯が通行計画と異なる場合、優先順位判定部１０による優先順位変更の判定結果に従って、通行計画を変更する。

この通行計画は、例えば図１２に示すような区画１０１〜１１６からなる移動区域において、区画１０２、１０３、１０４において保守工事予定がある中を移動体６０（＃４、＃５）が移動し、そのときの移動体６０（＃５）の移動経路６０５上の区画について、通行時間帯や工事時間帯を時間経過に伴って示すと、図１３のように表わすことができる。

また、優先順位に基づく通行計画の変更は、例えば移動体の故障などにより移動経路上の各区画についての通行時間帯が計画より遅れる場合には、図１３における移動体６０（＃４）の移動が計画より遅れて図１４のハッチング部のような時間帯となり、後の予定である６０（＃５）の時間帯と重なりあうことがある。このとき区画通行計画管理部９は、優先順位判定部１０による優先順位変更の判定結果に従って、優先順位が変更にならない場合は両方が遅れた通行時間帯を計算して図１５のように計画を変更し、変更になれば順位を入れ替えて通行時間帯を計算して図１６のように変更する。

優先順位判定部１０は、通常では区画の通行計画における通行時間帯が早い移動体を優先させて図１７に示すように区画ごとの優先順を判定し、区画通行計画管理部９に出力する。また、移動可能範囲判定部１１によって移動体に対して移動可能範囲として割当てられていない区画について、当該区画を通行する予定の移動体の状況と対管制官入出力部１４からの優先度情報に応じて優先順位を判定し、見直しを行う。例えば、当該区画の通行が最優先である移動体の移動状況が計画より遅れている場合、他の移動体の移動状況や経路を決定した順序、および管制官による判定を基に図１８、図１９のように優先順位を変更し、例えば、より早く当該区画に到達するかあるいは既に当該区画の手前で通過待ちをしている移動体を優先させる。

移動可能範囲判定部１１は、区画状態判定部８において通行可能な状態として判定された区画のうち、移動体前方の経路上に予め定めた距離または移動体の速度や性能を考慮した移動状況に応じた距離だけ前方の地点を含む区画まで、かつ、その移動体の優先順位が最高位の区画について走行可能と判定して、その区画を通行するための順序を最優先として確定し、移動可能範囲としてこの移動体に割当てる。そして、割当てた移動可能範囲を区画通行計画管理部９と点消灯制御部１２に出力する。

すなわち、たとえば図１２において移動可能範囲判定の対象を移動体６０（＃５）とした場合、経路情報格納部７から出力される経路指示情報に対応する経路６０５から、区画状態判定部８で判定された移動可能範囲で、対象となる移動体６０（＃５）の経路６０５の前方で割当てが行われていない区画のうち、前記の地点９０を含む区間までを移動可能範囲として判定し、割り当てされる。このときの区画の判定状態、優先順および割当ては図１１に示すとおりとなる。

そして、対象となる全ての移動体について移動可能範囲が判定された場合には、処理を終了し、対象とされた移動体のうち、移動可能範囲が判定されていない移動体がある場合には、次の移動体についての処理が行われる。

点消灯制御部１２は、移動可能範囲判定部１１から出力された結果に基づいて、点消灯指令を地上設置経路表示機器類２ａに出力し、各移動体の経路における点灯範囲、および消灯範囲の誘導灯火の点消灯を制御する。また、移動可能範囲判定部１１によって判定された移動可能範囲が、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、灯火点灯範囲の終端が、移動体の停止する地点である場合には、灯火点灯範囲における灯火照度または点滅パタ−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１３では、図１では省略しているが、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１４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出発あるいは目的地点、経路策定タイミングなどの経路策定情報に従い経路探索理論などを用いて移動経路案を求める。さらに探索された移動経路案に対し、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い、対管制官入出力部１４に出力する。

対管制官入出力部１４は、経路策定部１３に対して経路策定のために必要な情報、例えば移動体の出発あるいは目的地点、移動開始時刻などの経路策定情報を与え、経路策定部１３において策定された経路案を入力され、その経路案および評価情報を管制官に対して提示し、管制官からの経路指示情報の入力を受け付け、入力された経路指示情報を経路情報格納部７に出力し、ここに格納させる。また、区画通行計画管理部９に対して工事予定などの区画の使用不可能時間帯や供用開始時刻といった区画使用条件を入力し、優先順位判定部１０に対して管制官の判定による優先順位を入力する。

次に、以上のように構成した本実施の形態に係る空港面移動誘導支援方法を適用した空港面移動誘導支援システムの作用について説明する。

区画形状情報格納部１には、空港面における移動体の管制に必要な経路である滑走路、誘導路、車両用移動路、および航空機の駐機場所であるスポットに関する位置情報、形状情報、および寸法情報からなる区画形状情報が予め格納されている。そして、これら格納している情報は、区画状態判定部８、区画通行計画管理部９、経路策定部１３へ提供される。

また、地上設置経路表示機器類２ａでは、空港面において航空機が誘導される誘導区画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働状態や、誘導路の誘導路状態が把握される。そして、把握された稼働状態および誘導路状態に関する情報は、誘導設備稼働状況把握部２ｂへと出力される。

そして、誘導設備稼働状況把握部２ｂによって、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が、区画状態判定部８へと出力される。

一方、移動体特性情報格納部３には、空港面上の滑走路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が予め格納されている。そして、これら格納している情報は、制動距離算出部５、ジェット噴流域算出部６、および区画状態判定部８へ提供される。

監視装置４ａでは、空港面上の滑走路および誘導路を移動している全ての移動体の位置および速度が測定され、位置情報および速度情報が取得されるとともに、位置情報および速度情報が取得された移動体について、各移動体のおのおのに予め付与されている識別情報が取得される。そして、取得された位置情報、速度情報、および識別情報は、監視情報入力部４ｂへと出力される。

そして、監視情報入力部４ｂによって、監視装置４ａから出力された移動体の位置情報、速度情報、および識別情報が、制動距離算出部５、ジェット噴流域算出部６、区画状態判定部８、区画通行計画管理部９、移動可能範囲判定部１１、および経路策定部１３へと出力される。

制動距離算出部５では、監視情報入力部４ｂからその位置情報が出力された移動体について、この位置情報と、移動体特性情報格納部３に格納された移動体特性情報とに基づいて、図４に示すような制動距離５６が算出される。そして、算出された制動距離が、区画状態判定部８へと出力される。

すなわち、制動距離算出部５は、監視情報入力部４ｂからその位置情報が出力された移動体について、この位置情報と、移動体特性情報格納部３に格納された移動体特性情報とに基づいて図４に示すような制動距離５６を算出する。そして、算出した制動距離を区画状態判定部８に出力する。制動距離算出部５は、航空機や車両からなる各移動体の速度と、移動体特性情報のうちの制動性能とに基づいて、速度が速い移動体については図５に示すように制動距離５６は長く、速度が遅い移動体については図６に示すように制動距離５６は短く算出する。

次に、ジェット噴流域算出部６によってジェット噴流域が算出される処理について図７のフロ−チャ−トを用いて説明する。

ジェット噴流域算出部６は、ステップＳ１で、監視情報入力部４ｂから位置情報が出力された移動体を対象として設定する。ジェット噴流域算出部６は、ステップＳ２で、対象として設定された移動体についての位置情報を取得する。ジェット噴流域算出部６は、ステップＳ３で、当該対象移動体に対応する移動体特性情報格納部３に格納された移動体特性情報を取得する。ジェット噴流域算出部６は、ステップＳ４で、ステップＳ２で取得した位置情報、およびステップＳ３で取得した移動体特性情報に基づいて、ジェット噴流域を算出する。ジェット噴流域算出部６は、ステップＳ５で、ステップＳ１で対象とされた全ての移動体についてジェット噴流域の算出が終了したか否かを判別する。ステップＳ５で、ステップＳ１で対象とされた全ての移動体についてジェット噴流域が算出された場合には、ジェット噴流域算出部６は、ステップＳ６で、算出結果が区画状態判定部８に出力する。一方、ステップＳ５で、ジェット噴流域算出部６によって、ステップＳ１で対象とされた移動体のうち、ジェット噴流域が算出されていない移動体があると判定された場合、ステップＳ１に移行し、ジェット噴流域算出部６は、次の移動体についてのジェット噴流域の算出処理を行う。

経路情報格納部７には、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が、対管制官入出力部１４から入力される。この入力された経路指示情報は、経路情報格納部７に格納されるとともに、区画状態判定部８、区画通行計画管理部９へも提供される。

区画状態判定部８では、区画の状態が判定される。そして、判定された区画の状態は区画通行計画管理部９と移動可能範囲判定部１１へと出力される。

移動可能範囲判定部１１は、移動体の移動経路上で区画状態判定部８において判定された通行可能な状態と判定された区画のうち、移動体から前方一定距離あるいは速度や移動状況に応じた距離だけ前方の地点を含む区間までの当該移動体が最優先となる区画について、その移動体の走行可能範囲として判定され、割当てられる。

このようにして移動可能範囲判定部１１によって判定された結果は、点消灯制御部１２と、区画通行計画管理部９に出力され、点消灯制御部１２では、区画状態判定部８から出力された結果に基づいて点消灯指令が地上設置経路表示機器類２ａに出力される。これによって、各移動体の経路における点灯範囲、および消灯範囲の誘導灯火の点消灯制御がなされる。

区画通行計画管理部９は、区画状態判定部８による区画の状態と、移動可能範囲判定部１１による通行可能範囲判定情報と、対管制官入出力部１４からの区画使用条件、および移動体の位置・速度情報と特性情報と区画形状情報に基づいて算出された通行時間帯が通行計画として管理される。

経路策定部１３は、飛行計画情報とスポット使用割当て、および対管制官入出力部１４からの移動の出発あるいは目的地、出発時刻、移動開始時刻などの経路策定情報に基づいて経路が探索され。探索された経路は通行計画と優先順位に基づいて評価され、対管制官入出力部１４を介して管制官に提示される。

次に、区画状態判定部８で行われる区画の状態判定について、図６および図７のフロ−チャ−トを用いて説明する。

区画状態判定部８は、まず、誘導設備稼働状況把握部２ｂから出力された稼働状況の情報に基づいて、移動全般に対して供用可能な区画を判定する。たとえば、図８に示すように、断芯した灯火の交換のための閉鎖区画５８や、区画通行計画管理部９で管理された工事情報による閉鎖区画５９の状態を移動不可とする。次に、対象となる移動体６０（＃１〜＃３）に対して、監視情報入力部４ｂから出力された移動体の位置情報、速度情報、および識別情報を基に、移動体の滞在する区画、制動距離算出部５から出力された移動体６０（＃１〜＃３）が停止するまでの制動距離５７ａ、５７ｂ、５７ｃや、ジェット噴流域算出部６から出力された移動体６０（＃１〜＃３）のジェット噴流域６２ａ，６２ｂ，６２ｃ、および安全余裕６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６６ａ、６６ｂ、６６ｃなどが掛かる図９に示すハッチング区画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する。

また、制動距離、ジェット噴流域、安全余裕といった範囲は、図４から図６に示すように、移動体の移動速度に応じて変化するものであって、機体が滞在する区画のほか、制動距離５６に安全余裕７８を見込んだ範囲、およびジェット噴流域８０に同様に安全余裕８２を見込んだ範囲に掛かる区画を排他的な占有状態と判定している。安全余裕７８および安全余裕８２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６に示すように少なく見積もることも可能である。このようにして、図９に示すように移動体６０（＃１〜＃３）による排他的な占有状態を判定している。

また、各移動体に関しての区画の状態判定は、空港における移動領域を分割した前記の小領域のいずれに移動体が存在するかを判定し、滞在すると判定された小領域に対応付けられた区画について状態を判定する。さらに、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、領域外のその経路上の区画を経路指示情報により求めて、それらについても状態を判定する。すなわち、例えば図９の小領域５５内にある移動体６０（＃１）に対して、図３のハッチング部分の区画について判定を行い、その後移動する経路３４上の区画について判定する。

次に、区画状態判定部８の区画状態の判定処理について、図１０のフロ−チャ−トを参照して説明する。

各移動体の移動可能範囲を判定する場合には、まず、区画状態判定部８は、ステップＳ１１で、誘導設備稼働状況把握部２ｂ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を取得する。そして、区画状態判定部８は、ステップＳ１２で、区画形状情報格納部１から取得した区画形状情報に基づいて、移動への供用可能な区画の情報を取得し、ステップＳ１３で、判定する移動体を設定する。

続いて、区画状態判定部８は、ステップＳ１４で、ステップＳ１３で対象とされた移動体に関する移動体特性情報を移動体特性情報格納部３から取得し、位置情報、速度情報、および識別情報を監視情報入力部４ｂから取得し、経路情報を経路情報格納部７から取得する。区画状態判定部８は、ステップＳ１５で、ステップＳ１３で対象とされた移動体に関する制動距離の情報を制動距離算出部５から、ジェット噴流域の情報をジェット噴流域算出部６からそれぞれ取得する。

さらに、区画状態判定部８は、ステップＳ１６で、制動距離算出部５から出力された他の移動体６０（＃２）が停止するまでの制動距離５７ａ〜５７ｃ（図８参照）の情報、ジェット噴流域算出部６から出力された他航空機である移動体６０（＃３）のジェット噴流域６２ａ〜６２ｃ（図８参照）、および安全余裕距離６４ａ〜６４ｃ，６６ａ〜６６ｃの情報などの情報に基づいて、区画状態を判定する。

区画状態判定部８は、ステップＳ１７で、対象とされた全ての移動体について区画の状態が判定されたか否かを判別する。ステップＳ１７で、対象とされた全ての移動体について区画の状態が判定された、と判定された場合（Ｓ１７：Ｙｅｓ）は、処理を終了する。一方、ステップＳ１７で、対象とされた全ての移動体について区画の状態が判定されていない、と判定された場合、すなわち、ステップＳ１３で対象とされた移動体のうち、区画の状態が判定されていない移動体がある場合（Ｓ１７：Ｎｏ）には、ステップＳ１３に移行し、次の移動体についての処理を行う。

次に、上述したステップＳ１６の処理について、図１１のフロ−チャ−トを参照して詳細に説明する。

区画状態判定部８は、ステップＳ２１で、対象である移動体が滞在する小領域の判定を行い、ステップＳ２２で、その小領域に対応付けられた区画の情報を、区画形状情報格納部１から取得する。

次に、区画状態判定部８は、ステップＳ２３で、判定の対象となる区画の設定を行い、ステップＳ２４で、その区画について上述の状態判定を行う。

さらに、区画状態判定部８は、ステップＳ２５で、全区画の判定が終了したか否かを判別する。ステップＳ２５で、区画状態判定部８により、関連する区画の判定が残っていると判別された場合（Ｓ２５：Ｎｏ）は、ステップＳ２３に戻り、関連する区画の判定が無いと判別された場合（Ｓ２５：Ｙｅｓ）は、ステップＳ２６へ遷移する。区画状態判定部８は、ステップＳ２６で、経路情報格納部７から得られた移動経路情報に基づいて、経路上の判定対象となる区画が小領域の対応範囲外にあるかを判定する。ステップＳ２６で、区画状態判定部８により、範囲外に無いと判定された場合（Ｓ２６：Ｎｏ）は終了し、図１０のステップＳ１７へと進む。一方、ステップＳ２６で、区画状態判定部８により、範囲外にあると判定された場合（Ｓ２６：Ｙｅｓ）は、ステップＳ２７で、経路上の区画情報を取得し、続いて、ステップＳ２８で、判定対象の区画を設定し、ステップＳ２９で、上記と同様に状態判定を行う。

そして、区画状態判定部８は、ステップＳ３０で、全区画の判定が終了したか否かを判別する。ステップＳ３０で、区画状態判定部８により、関連する区画の判定が残っていると判別された場合（Ｓ３０：Ｙｅｓ）は、ステップＳ２７に戻り、関連する区画の判定が無いと判別された場合（Ｓ３０：Ｎｏ）は、対象の移動体についての判定を終了し、図１０のステップＳ１７へと進む。

次に、経路案の評価方法について、図２０を参照して説明する。

図２０に示すように、既に、区画１０１、１０２、１０３において別の移動体６０（＃６）の通行が予定されている場合、移動体６０（＃７）が経路６０７（ａ）または６０７（ｂ）を移動する場合で、経路６０７（ａ）上の区画における通行計画は図２１のようになる。

区画１０１には既に経路６０６の予定があるため、移動体６０（＃６）の通行後から、区画１０１を通行し始め、区画１０７を抜け出るのが、時刻Ｔ１となる。一方、経路６０７（ｂ）では、移動体６０（＃６）の通行予定以前に区画１０１を通行可能であり、区画１０７を抜け出るのが時刻Ｔ２となる。これらの所用時間と、当該経路の距離、途中での方向転換回数などの値を、例えば次式のように評価関数に用いて経路案ごとの評価値とし、評価する。

評価値＝係数Ａ×所用時間＋係数Ｂ×方向転換回数＋係数Ｃ×経路の距離
同様に、区画１０１、１０２、１０３において別の移動体６０（＃６）の通行が予定されている場合、移動体６０（＃７）が経路６０７（ａ）または６０７（ｂ）を移動する場合で、経路６０７（ｂ）上の区画における通行計画は図２２のようになる。

以上、上述したように、本本発明の実施形態に係る空港誘導支援方法を適用した空港誘導支援システムにおいては、上記のような作用により、夜間や視程不良時にも移動すべき経路と移動可能な範囲とをパイロットに提示することができ、高密度な交通流による空港の効率的運用を行うことができる。

また、経路の誤認も無く、管制官やパイロットは注意を安全確保業務に集中させることができ、安全性も向上する。

さらに、経路のうち、その時点での通行計画のうち通行可能として移動体に割当てられていない部分について、優先順位をつけて通行計画の変更を行うことにより、移動状況の変化に柔軟に対応可能であり、当初の予定とは異なる速度での通行による通行計画との不一致時や、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、経路上の点灯状態の著しい変化が生じない。その結果、判定・操作に必要な時間を確保でき、パイロットに与える混乱を回避し、移動体の間隔を確保しながら、柔軟な経路変更や優先割当変更ができるため、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。

また、区画の状態判定において、判定対象の区画を予め移動体が滞在する小領域に対応する区画と移動経路上の区画に限定したことにより、すべての区画について判定する必要が無く、区画の状態判定に要する時間が短縮され、システムとしての応答速度が向上する。

さらに、経路のうち、その時点での移動に必要な部分の灯火のみを点灯するため、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、経路上の点灯状態の著しい変化が生じない。このため、パイロットに対する混乱を避けながら、柔軟な経路変更や優先割当変更が可能であり、空港の運用効率の向上を容易に図ることができるのみならず、異常事態にも速やかに対応することが可能となる。

また、移動距離に加えて他の移動体による区画の占有状態も含めて移動効率が判定された経路を策定することができるため、管制官の経路策定に対する負荷が軽減されるうえ、通常の無線を用いた音声によって行っている経路指示よりも交信に要する時間が短縮され、管制官のみならずパイロットに対しても目視確認など安全のために要する時間と注意力とを確保することができ、安全性の向上を図ることが可能となる。

本発明の実施形態に係る空港誘導支援方法を適用した空港誘導支援システムの構成例を示す機能ブロック図 本発明の実施形態に係る空港誘導支援方法を適用した空港誘導支援システムにおける地上設置経路表示機器類が把握する情報および区画形状情報格納部における領域と区画の関連付けを説明するための空港簡易レイアウト図 本発明の実施形態に係る空港誘導支援方法を適用した空港誘導支援システムにおける地上設置経路表示機器類が把握する情報および区画形状情報格納部における領域と区画の関連付けを説明するための空港簡易レイアウト図 本発明の実施形態に係る空港誘導支援方法を適用した空港誘導支援システムにおける制動距離、ジェット噴流域、および安全の余裕を説明するための模式図 本発明の実施形態に係る空港誘導支援方法を適用した空港誘導支援システムにおける制動距離、ジェット噴流域、および安全の余裕を説明するための模式図 本発明の実施形態に係る空港誘導支援方法を適用した空港誘導支援システムにおける制動距離、ジェット噴流域、および安全の余裕を説明するための模式図 本発明の実施形態に係る空港誘導支援方法を適用した空港誘導支援システムにおけるジェット噴流域算出部の動作を示すフロ−チャ−ト 本発明の実施形態に係る空港誘導支援方法を適用した空港誘導支援システムにおける区画状態判定部の処理を説明するための空港簡易レイアウト図 本発明の実施形態に係る空港誘導支援方法を適用した空港誘導支援システムにおける区画状態判定部の処理を説明するための空港簡易レイアウト図 本発明の実施形態に係る空港誘導支援方法を適用した空港誘導支援システムにおける区画状態判定部の動作を示すフロ−チャ−ト 本発明の実施形態に係る空港誘導支援方法を適用した空港誘導支援システムにおける区画状態判定部のうちの各移動体に関する区画の状態判定の動作を示すフロ−チャ−ト 本発明の実施形態に係る空港誘導支援方法を適用した空港誘導支援システムにおける通行計画を説明するための空港簡易レイアウトと区画ごとの通行計画を説明する図 本発明の実施形態に係る空港誘導支援方法を適用した空港誘導支援システムにおける通行計画を説明するための空港簡易レイアウトと区画ごとの通行計画を説明する図 本発明の実施形態に係る空港誘導支援方法を適用した空港誘導支援システムにおける区画通行計画管理部の通行計画の変更を説明する図 本発明の実施形態に係る空港誘導支援方法を適用した空港誘導支援システムにおける区画通行計画管理部の通行計画の変更を説明する図 本発明の実施形態に係る空港誘導支援方法を適用した空港誘導支援システムにおける区画通行計画管理部の通行計画の変更を説明する図 本発明の実施形態に係る空港誘導支援方法を適用した空港誘導支援システムにおける優先順位と優先順位の変更を説明する図 本発明の実施形態に係る空港誘導支援方法を適用した空港誘導支援システムにおける優先順位と優先順位の変更を説明する図 本発明の実施形態に係る空港誘導支援方法を適用した空港誘導支援システムにおける優先順位と区画の割当てを説明するための模式図 本発明の実施形態に係る空港誘導支援方法を適用した空港誘導支援システムにおける経路策定での経路案評価方法を説明する模式図 本発明の実施形態に係る空港誘導支援方法を適用した空港誘導支援システムにおける経路策定での経路案評価方法を説明する模式図 本発明の実施形態に係る空港誘導支援方法を適用した空港誘導支援システムにおける経路策定での経路案評価方法を説明する模式図 従来技術における空港簡易レイアウト図。

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…誘導設備稼働状況把握部、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…経路情報格納部、８…区画状態判定部、９…区画通行計画管理部、１０…優先順位判定部、１１…移動可能範囲判定部、１２…点消灯制御部、１３…経路策定部、１４…対管制官入出力部

Claims (12)

1. 移動体の誘導を行うための空港面誘導支援システムであって、
   空港面における移動体の移動する領域を複数の小領域に分割して、前記移動体が存在する小領域を判別し、判別された前記小領域に対応した区画の状態を判定する区画状態判定手段と、
   前記移動体が移動する目的地までの、前記区画により構成される経路を探索し、通行計画を作成する経路策定手段と、
   前記経路策定手段によって探索された経路が他の移動体の経路と交差する場合に、各区画毎に、それぞれの移動体毎の優先順位を判定する優先順位判定手段と、
   前記優先順位判定手段によって判定された優先順位に基づいて、前記区画における前記移動体毎の前記通行計画を管理する区画通行計画管理手段と、
   前記区画通行計画管理手段によって管理されている通行計画、及び前記区画状態判定手段によって判定される前記移動体の移動状況に基づいて、前記各区画において最優先とされる移動体に対し、当該移動体の経路にある区画を割当てる移動可能範囲判定手段とを有することを特徴とする空港面誘導支援システム。
2. 前記経路策定手段は、前記経路を構成する区画の前記通行計画に基づいて、探索した経路の評価を行うことを特徴とする請求項１記載の空港面誘導支援システム。
3. 前記区画通行計画管理手段は、前記移動体の移動状況に基づいて区画の通行計画を変更、作成することを特徴とする請求項１記載の空港面誘導支援システム。
4. 前記移動可能範囲判定手段は、前記区画状態判定手段により判定された区画の状態に基づいて、各区画において最優先される移動体に対して当該区画の通行を確定して割当てることを特徴とする請求項１記載の空港面誘導支援システム。
5. 前記移動可能範囲判定手段は、前記区画の通行を確定して割当てるべき移動体の経路のうち、前記区画状態判定手段によって割当て可能な状態と判定され、かつ、当該移動体の当該経路上において、予め定められた距離だけ前方の地点もしくは移動状況に応じた距離だけ前方の地点を含む区画までについて割当てることを特徴とする請求項１記載の空港面誘導支援システム。
6. 前記優先順位判定手段は、既に判定している各区画の通行に関する優先順位を、前記移動体の移動状態に基づいて判定し直すことを特徴とする請求項１記載の空港面誘導支援システム。
7. 移動体の誘導を行うための空港面誘導支援方法であって、
   空港面における移動体の移動する領域を複数の小領域に分割して、前記移動体が存在する小領域を判別し、判別された前記小領域に対応した区画の状態を判定する区画状態判定ステップと、
   前記移動体が移動する目的地までの、前記区画により構成される経路を探索し、通行計画を作成する経路策定ステップと、
   前記経路策定ステップによって探索された経路が他の移動体の経路と交差する場合に、各区画毎に、それぞれの移動体毎の優先順位を判定する優先順位判定ステップと、
   前記優先順位判定ステップによって判定された優先順位に基づいて、前記区画における前記移動体毎の前記通行計画を管理する区画通行計画管理ステップと、
   前記区画通行計画管理ステップによって管理されている通行計画、及び前記区画状態判定ステップによって判定される前記移動体の移動状況に基づいて、前記各区画において最優先とされる移動体に対し、当該移動体の経路にある区画を割当てる移動可能範囲判定ステップとを有する空港面誘導支援方法。
8. 前記経路策定ステップは、前記経路を構成する区画の前記通行計画に基づいて、探索した経路の評価を行うことを特徴とする請求項７記載の空港面誘導支援方法。
9. 前記区画通行計画管理ステップは、前記移動体の移動状況に基づいて区画の通行計画を変更、作成することを特徴とする請求項７記載の空港面誘導支援方法。
10. 前記移動可能範囲判定ステップは、前記区画状態判定ステップにより判定された区画の状態に基づいて、各区画において最優先される移動体に対して当該区画の通行を確定して割当てることを特徴とする請求項７記載の空港面誘導支援方法。
11. 前記移動可能範囲判定ステップは、前記区画の通行を確定して割当てるべき移動体の経路のうち、前記区画状態判定ステップによって割当て可能な状態と判定され、かつ、当該移動体の当該経路上において、予め定められた距離だけ前方の地点もしくは移動状況に応じた距離だけ前方の地点を含む区画までについて割当てることを特徴とする請求項７記載の空港面誘導支援方法。
12. 前記優先順位判定ステップは、既に判定している各区画の通行に関する優先順位を、前記移動体の移動状態に基づいて判定し直すことを特徴とする請求項７記載の空港面誘導支援方法。

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