JP6335731B2 - 管制システム、空域管理装置、管制方法、およびプログラム - Google Patents
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Description
以下、図面を参照しながら本発明の第1の実施形態について説明する。
図1は、第1の実施形態に係る管制システム1の概略機能構成の一例を示すブロック図である。
本実施形態に係る管制システム1は、セクタを通過する航空機に関する情報を提示することにより、管制官による航空管制を支援するためのシステムである。また、管制システム1は、航空機の運航状況に応じて管制官各々が管制するセクタ各々の境界を一時的に変更可能とする機能を有する。管制システム1は、空域管理装置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、航空路管制装置50と、を備える。なお、この図では省略するが、本実施形態において、管制システム1は、少なくともセクタの数の航空路管制装置50を備える。
レーダー装置30は、管制領域を飛行する航空機に関するレーダー情報を検出する装置であり、例えば、ARSR(Air Route Surveillance Radar)、ORSR(Oceanic Route Surveillance Radar)、およびASR(Airport Surveillance Radar)などである。レーダー情報は、例えば、航空機の水平位置(緯度、経度)、高度、検出時刻(計測した時刻)、ビーコンコードを含む。レーダー装置30は、検出した航空機のレーダー情報を情報処理装置40に送信する。
空域管理装置10は、記憶部110と、通信部120と、制御部130と、を備える。
記憶部110は、セクタ情報記憶部111と、境界制限情報記憶部112と、を備える。
セクタ情報記憶部111は、セクタ情報を記憶する。ここで、図2を参照して、セクタ情報が有する項目について説明する。
この図に示される例において、セクタ情報は、セクタ名称、構成点識別情報、構成点緯度経度、臨時構成点緯度経度、上限高度、下限高度、上限機数、下限機数、および隣接セクタの各項目を有する。セクタ名称の項目は、セクタを一意に識別するための識別情報を示す。構成点識別情報の項目は、セクタの境界を構成する構成点を識別するための識別情報を示す。例えば、セクタが水平面上の多角形の領域として表される場合、構成点は当該多角形の頂点であり、構成点識別情報は、当該多角形の頂点各々を示す。なお、セクタ名称と構成点識別情報とを組み合わせることで構成点を特定するようにしてもよい。構成点緯度経度の項目は、セクタの境界を構成する構成点の緯度と経度とを示す。臨時構成点緯度経度の項目は、セクタ名称に対応する臨時セクタの構成点の緯度と経度とを示す。臨時セクタが設定されていない場合、臨時構成点緯度経度の項目は、値を有しない。
図3は、境界制限情報が有する項目の一覧を示す図である。
この図に示される例において、境界制限情報は、緯度上限、緯度下限、経度上限、および経度下限の各項目を有する。緯度上限の項目は、その構成点の座標について設定可能な緯度の上限値を示す。緯度下限の項目は、その構成点の座標について設定可能な緯度の下限値を示す。経度上限の項目は、その構成点の座標について設定可能な経度の上限値を示す。経度下限の項目は、その構成点の座標について設定可能な経度の下限値を示す。
なお、図3では水平方向の位置の情報のみを用いた例を示したが、境界制限情報に高度の上限、下限の情報も持たせておき、高さの方向についても所定の範囲内となるような処理を含むこととしてもよい。
制御部130は、飛行情報取得部131と、判定部132と、パターン入力受付部133と、承認判定部134と、登録部135と、を備える。
記憶部210は、飛行計画情報記憶部211と、運航情報記憶部212と、航空情報記憶部213と、を備える。
飛行計画情報記憶部211は、飛行計画を示す情報である飛行計画情報を記憶する。ここで図4を参照して飛行計画情報が有する項目について説明する。
図4は、飛行計画情報が有する項目の一覧を示す図である。
この図に示される例において、飛行計画情報は、機名(便名)、航空機型式、後方乱気流区分、フライトID、ビーコンコード(スコークコード)、トランスポンダコード、飛行計画高度、出発時刻、目的地空港、飛行ルート、出発地空港、および出力日時の各項目を有する。機名(便名)の項目は、航空機を一意に識別するための識別情報を示す。航空機型式の項目は、航空機の基本的な構造、設備、または外形によって分類する特定の型を示す。
航空情報記憶部213は、航空情報を記憶する。航空情報は、航空関係施設、業務、方式と危険等に係わる設定や状態、変更などについての情報であり、例えば、ノータムである。
管理処理部230は、飛行情報管理装置20に送信される飛行計画情報、運航情報、および航空情報を、それぞれ、飛行計画情報記憶部211、運航情報記憶部212、および航空情報記憶部213に記憶させる。また、管理処理部230は、例えば、情報処理装置40および航空路管制装置50などの要求に応じて、飛行計画情報記憶部211、運航情報記憶部212、および航空情報記憶部213から情報を読み出し、要求元に送信する。
記憶部410は、位置情報記憶部411と、トラジェクトリ情報記憶部412と、管制情報記憶部413と、を備える。
位置情報記憶部411は、レーダー装置30により検出された航空機の位置情報を記憶する。ここで図5を参照して位置情報が有する項目について説明する。
図5は、位置情報が有する項目の一覧を示す図である。
この図に示される例において、位置情報は、機名(便名)、水平位置(緯度、経度)、高度、時刻の各項目を有する。機名(便名)の項目は、航空機を一意に識別するための識別情報を示す。水平位置の項目は、航空機の水平位置を示す。水平位置の項目は、緯度および経度により航空機の位置を示す。高度の項目は、航空機の高度を示す。時刻の項目は、レーダー装置30が位置情報を取得した時刻を示す。位置情報記憶部411は、航空機の出発から到着までの位置情報を随時追加して記憶する。
図6は、トラジェクトリ情報が有する項目の一覧を示す図である。
この図に示される例において、トラジェクトリ情報は、機名(便名)、ポイント名、水平位置(緯度、経度)、予定高度、予定時刻、およびビーコンコード(図示せず)の各項目を示す。機名(便名)の項目は、航空機を一意に識別するための識別情報を示す。ポイント名の項目は、目的地までの航路上のFIXの識別情報を示す。水平位置の項目は、ポイント名が示すFIXの水平位置を示す。水平位置の項目は、FIXの緯度及び経度により示される。予定高度の項目は、ポイント名が示すFIXにおける航空機の予定高度を示す。予定時刻の項目は、ポイント名が示すFIXの通過予定時刻を示す。トラジェクトリ情報記憶部412は、航空機の現在地から到着地までの航路上における各ポイントのトラジェクトリ情報を記憶する。
通信部420は、通信用インターフェイスを備え、例えば、空域管理装置10、飛行情報管理装置20、レーダー装置30、および航空路管制装置50と通信する。
情報取得部431は、通信部420による通信を介して、レーダー装置30から位置情報を取得し、位置情報記憶部411に記憶する。また、情報取得部431は、空域管理装置10からセクタ情報を取得する。また、情報取得部431は、飛行情報管理装置20から飛行計画情報、運航情報、および航空情報を取得する。情報取得部431は、取得した各種情報をトラジェクトリ生成部432および管制情報処理部433に出力する。
通信部520は、通信用インターフェイスを備え、例えば、空域管理装置10、飛行情報管理装置20、および情報処理装置40と通信する。
入力部530は、ユーザからの入力を受け付ける。入力部530は、例えば、マウス、キーボード、またはタッチパネルなどの入力装置を備える。入力部530が受け付ける操作の内容は、例えば、表示部540が備える表示装置により表示される。
表示部540は、例えば、液晶ディスプレイや有機EL(Electro−Luminescence)ディスプレイなどの表示装置を備える。入力部530および表示部540は、例えば、レーダー対空席用およびレーダー調整席用などの用途別に複数備えられていてよい。
パターン入力処理部551は、通信部520を介して空域管理装置10からセクタパターンの取得要求を取得すると、ユーザからのセクタパターンの入力を受け付けるパターン入力処理を実行する。本実施形態におけるパターン入力処理において、パターン入力処理部551は、表示部540が表示しているセクタの境界を新たに入力して変更することを要求する。このとき、表示制御部553(後述)は、ユーザによるセクタパターンの入力を支援するための情報を表示制御部553に表示させてよい。セクタパターンの入力を支援するための情報とは、例えば、変更前のセクタの境界、変更後のセクタの境界、臨時セクタの各構成点を設定可能な範囲、および変更するセクタの名称などである。
まず、空域管理装置10は、位置情報とトラジェクトリ情報とを情報処理装置40から取得する(ステップS101)。次に、空域管理装置10は、基準時刻Tを初期化して、例えば、現在の時刻とする(ステップS102)。次に、空域管理装置10は、位置情報またはトラジェクトリ情報が示す航空機の位置に基づいて、基準時刻Tにおいて各セクタを飛行する航空機の機数を計数する(ステップS103)。
この図において、第1の航空路管制装置50−1は、パターン入力処理を実行する航空路管制装置50であり、例えば、航空機の輻輳が発生すると判定されたセクタに関する管制情報を提示している装置である。第2の航空路管制装置50−2は、例えば、第1の航空路管制装置50−1が管制情報を提示するセクタに隣接するセクタの管制情報を提示している航空路管制装置50である。ここで、第2の航空路管制装置50−2は、複数あってよい。
図9(a)は、飛行計画に基づく航空機の航路を説明するためのモデル図である。
この図において、6つのセクタA1〜A6が例示されている。また、飛行計画において、これらのセクタを通過予定の3つの航空機C1〜C3の航路が矢印により示されている。航空機C1は、セクタA4、A1、A2を順に通過する。航空機C2は、セクタA3、A2、A1を順に通過する。航空機C3は、セクタA4、A5、A6を順に通過する。
この図において、航空機の航路は、例えば、位置情報が示す航空機の軌跡と、トラジェクトリ情報が示す予測航路とを示す。この図に示される例において、セクタA2内に台風が発生しており、セクタA2内の通行が制限されている。そのため、セクタA2内を通過する航空機C1、C2の航路が変更されている。具体的には、航空機C1は、セクタA4、A5、A2、A1を順に通過する。また、航空機C2は、セクタA3、A2、A5、A1、A3を順に通過する。
この図に示される例において、セクタA2とセクタA5との境界の位置は、航空路管制装置50のユーザにより変更されている。具体的には、セクタA2が拡大され、セクタA5が縮小されている。これにより、航空機C1は、セクタA4、A2、A3を順に通過する。航空機C2は、セクタA1、A2、A3を順に通過する。このように、管制システム1は、通過する航空機が減少したセクタを拡大し、輻輳が発生するセクタを縮小することにより、各管制官の負担を平準化することができる。また、管制システム1は、航空機が通過するセクタの数の増加を抑制するため、セクタ間の管制の引継ぎ業務の増加を抑制し、管制官全体にかかる負荷を軽減することができる。
図10(a)は、飛行計画に基づく航空機の航路を説明するためのモデル図である。
この図において、9つのセクタA1〜A9が例示されている。また、飛行計画において、これらのセクタを通過予定の5つの航空機C1〜C5の航路が矢印により示されている。セクタA1〜A6および航空機C1〜C3の航路は、図9を用いて説明した例と同様であるため、説明を省略する。航空機C4は、セクタA7、A8、A5、A6を順に通過する。航空機C5は、セクタA9、A8、A7を順に通過する。
この図に示される例において、セクタA2における台風の発生により、航空機C1、C2の航路が図9(b)、(c)と同様に変更されている。また、航空路管制装置50のユーザによりセクタA5とセクタA8との境界の位置が変更され、臨時セクタが設定されている。具体的には、セクタA8が拡大され、セクタA5が縮小されている。これにより、航空機C4は、セクタA7、A8、A6を順に通過し、セクタA5を通過しない。このように、管制システム1は、航空機の輻輳が発生するセクタを縮小し、隣接するセクタを拡大することにより、航空機の輻輳が発生するセクタを管制する管制官の負担を軽減することができる。
この図に示される例において、表示部540は、線分L11〜L13(実線)および線分L21〜L23(一点鎖線)により、図10(b)を用いて説明した臨時セクタA8の境界を、その表示領域V1に表示している。線分L11〜L13(実線)および線分L3(破線)は、臨時セクタへの変更前のセクタA8の境界を示す。点P11および点P21は、臨時セクタへの変更前のセクタA8を構成する2つの構成点を示す。点P12および点P22は、それぞれ、臨時セクタへの変更後の点P11および点P21に対応する構成点を示す。領域R1と領域R2とは、臨時セクタの設定において、点P11および点P21に対応する構成点を設定可能な座標の範囲を示す。
なお、航空路管制装置50は、臨時セクタの構成点の座標の設定に際して、別途、設定を確定するためのソフトボタンなどを表示させ、ユーザによるセクタパターンの入力を支援してもよい。また、航空路管制装置50は、これらセクタの境界を、地図の画像上にオーバーレイして表示してもよい。
この図に示される例において、表示部540は、その表示領域V1に図10(b)を用いて説明した臨時セクタA8の境界を実線L11〜L13および一点鎖線L21〜L23により表示している。線分L11〜L13(実線)および線分L3(破線)は、臨時セクタへの変更前のセクタA8の境界を示す。直線T4は、航空機C4の航路を示す。直線T5は、航空機C5の航路を示す。
以下、図面を参照しながら本発明の第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態に係る管制システム1aは、予め用意された複数のセクタパターンのうちのいずれかを選択する入力を受け付け、受け付けたセクタパターンが示す臨時セクタに基づいて、管制情報を表示する機能を有する。
図13は、本発明の第2の実施形態に係る管制システム1aの概略機能構成の一例を示すブロック図である。
本実施形態に係る管制システム1aは、空域管理装置10a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、航空路管制装置50aと、を備える。本実施形態に係る飛行情報管理装置20、レーダー装置30、および情報処理装置40が備える構成は、第1の実施形態に係る飛行情報管理装置20、レーダー装置30、および情報処理装置40とが備える構成と同様であるため、同様の符号を付し、説明を省略する。
記憶部110aは、第1の実施形態に係る記憶部110と類似の構成を備え、セクタ情報記憶部111に加え、パターン情報記憶部113をさらに備える。
パターン入力処理部551aは、パターン入力処理を実行する。通信部520を介して、空域管理装置10aからセクタパターンの選択要求を取得すると、パターン入力受付部133は、パターン入力処理を実行する。本実施形態におけるパターン入力処理において、パターン入力受付部133aは、空域管理装置10から取得した複数のセクタパターンを臨時セクタのセクタパターンの候補としてユーザに提示して、そのいずれかを選択させる。ユーザからセクタパターンの選択の入力を受け付けると、パターン入力受付部133aは、選択されたセクタパターンの情報を空域管理装置10aに送信する。
この図において、第1の航空路管制装置50a−1は、パターン入力処理を実行する航空路管制装置50aであり、例えば、輻輳の発生が検出されたセクタに関する管制情報を提示している装置である。第2の航空路管制装置50a−2は、例えば、第1の航空路管制装置50a−1が管制情報を提示するセクタに隣接するセクタの管制情報を提示している航空路管制装置50aである。ここで、第2の航空路管制装置50a−2は、複数あってよい。この図におけるステップS301、S308〜S3151、S3152の処理は、それぞれ、図8におけるステップS201、S207〜S2141、S2142の処理と同様であるため、説明を省略する。
以下、図面を参照しながら本発明の第3の実施形態について説明する。
第3の実施形態に係る管制システム1bは、管制官各々が有するライセンスであって、管制官が各セクタを管制して良いか否かを示すライセンスに基づいて、臨時セクタを設定する機能を有する。
図15は、本発明の第3の実施形態に係る管制システム1bの概略機能構成の一例を示すブロック図である。
本実施形態に係る管制システム1bは、空域管理装置10b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、航空路管制装置50bと、を備える。本実施形態に係る飛行情報管理装置20、レーダー装置30、および情報処理装置40とが備える構成は、第2の実施形態に係る飛行情報管理装置20、レーダー装置30、および情報処理装置40とが備える構成と同様であるため、同様の符号を付し、説明を省略する。
記憶部110bは、第2の実施形態に係る記憶部110aと類似の構成を備え、セクタ情報記憶部111およびパターン情報記憶部113に加えてライセンス情報記憶部114をさらに備える。
図16は、ライセンス情報の一例を示す図である。
この図に示される例において、ライセンス情報は、管制官氏名およびライセンスの各項目の各値を有する。管制官氏名の項目は、管制官を一意に識別するための識別情報を示す。ライセンスの項目は、管制官が保有するセクタに関するライセンスを示す。管制官は、それぞれ、セクタごとにその管制を行って良いか否かを示すライセンスを保有する。すなわち、ここでいうセクタに関するライセンスとは、管制官がそのセクタを管制することが許可されていることを示すものである。そして、ライセンスの値は、例えば、管制が許可されているセクタのセクタ名称により示される。
記憶部510bは、第2の実施形態に係る記憶部510bと同様の構成を備え、担当情報記憶部511をさらに備える。
図17は、担当情報の一例を示す図である。
この図に示される例において、担当情報は、時間、セクタ名称、および管制官氏名の各項目の各値を有する。時間の項目は、セクタ名称の値が示すセクタの管制を、管制官氏名の値が示す管制官が担当する時間を示す。セクタ名称の項目は、セクタを一意に識別するための識別情報を示す。管制官氏名の項目は、管制官を一意に識別するための識別情報を示す。
まず、空域管理装置10bは、図14のステップS301の処理と同様に、輻輳判定処理により輻輳の発生を検出する(ステップS401)。次に、空域管理装置10bは、図14のステップS302の処理と同様に、少なくとも1つのセクタパターンの候補を記憶部から読み出して取得する(ステップS402)。次に、空域管理装置10bは、担当情報の取得要求を航空路管制装置50bに送信する(ステップS403)。次に、航空路管制装置50bは、担当情報を記憶部から読み出して取得する(ステップS404)。次に、航空路管制装置50bは、取得した担当情報を空域管理装置10bに送信する(ステップS405)。次に、空域管理装置10bは、航空路管制装置50bから取得した担当情報と、記憶部から取得したライセンス情報とに基づいて、ステップS402の処理により取得したセクタパターンの候補から、ライセンスと矛盾しないセクタパターンを抽出することにより、セクタパターンを受け付ける(ステップS406)。その後、空域管理装置10bおよび航空路管制装置50bは、図14のステップS303以降と同様の処理を行う。
図19に示される管制システム1cは、空域管理装置10cと、飛行情報管理装置20と、レーダー装置30と、航空路管制装置50と、を備える。空域管理装置10cは、第1の実施形態に係る空域管理装置10と情報処理装置40との機能を兼ね備えた装置である。空域管理装置10cは、記憶部110cと、通信部120cと、制御部130cと、を備える。
制御部130cは、飛行情報取得部131cと、判定部132cと、パターン入力受付部133cと、承認判定部134cと、登録部135cと、情報取得部431cと、トラジェクトリ生成部432cと、管制情報処理部433cと、を備える。飛行情報取得部131c、判定部132c、パターン入力受付部133c、承認判定部134c、登録部135c、情報取得部431c、トラジェクトリ生成部432c、および管制情報処理部433cは、それぞれ、第1の実施形態に係る飛行情報取得部131、判定部132、パターン入力受付部133、承認判定部134、登録部135、情報取得部431、トラジェクトリ生成部432、および管制情報処理部433と同様の構成である。
本実施形態に係る管制システム1dは、空域管理装置10d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、航空路管制装置50dと、を備える。本実施形態に係る飛行情報管理装置20、レーダー装置30、および情報処理装置40とが備える構成は、第1の実施形態に係る飛行情報管理装置20、レーダー装置30、および情報処理装置40とが備える構成と同様であるため、同様の符号を付し、説明を省略する。
表示部150は、例えば、液晶ディスプレイや有機EL(Eledtro−Luminesdende)ディスプレイなどの表示装置を備える。
入力部140および表示部150は、例えば、空域管理装置10に接続されたコンソールが備えてもよい。
パターン入力受付部133dは、第1の実施形態に係る航空路管制装置50が備えるパターン入力処理部551と同様に、ユーザからのセクタパターンの入力を入力部140を介して受け付けるパターン入力処理を実行する。パターン入力受付部133dは、入力されたセクタパターンの情報を承認判定部134に出力する。
表示制御部138は、第1の実施形態に係る航空路管制装置50が備えるパターン入力処理部551と同様に、パターン入力受付部133dによるパターン入力処理においてユーザを支援するための情報を表示部150に表示させる。表示制御部138は、例えば、図11を用いて説明した情報と同様の情報を表示部150に表示させる。
この図において、第1の航空路管制装置50d−1および第2の航空路管制装置50d−2は、パターン入力処理を実行する航空路管制装置50であり、図示したものの他に複数あってもよい。この図におけるステップS501、S504〜S5111、S5112の処理は、それぞれ、図8におけるステップS201、S207〜S2141、S2142の処理と同様であるため、説明を省略する。
このように、上述した各実施形態において、各装置が備える機能部は、任意の装置に備えられていてもよい。
Claims (8)
- 分割された空域であるセクタの分割パターンを管理する空域管理装置と、複数の表示装置とを備える管制システムであって、
前記空域管理装置は、
前記セクタの一時的な分割パターンを受け付けるパターン入力受付部と、
前記パターン入力受付部が受け付ける前記一時的な分割パターンをセクタ情報記憶部に記憶させる登録部と、
を備え、
前記表示装置は、
前記セクタ情報記憶部が記憶する前記一時的な分割パターンを取得して、取得した前記空域の分割パターンに基づくセクタごとの管制情報を表示部に表示させる表示制御部と、
を備えることを特徴とする管制システム。 - 前記空域管理装置は、
前記セクタ情報記憶部が記憶する空域の分割パターンが示すセクタの境界を表示部に表示させる表示制御部、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の管制システム。 - 前記空域管理装置は、
前記セクタ各々の境界について、設定可能な座標の範囲を定める境界制限情報を記憶する境界制限情報記憶部と、
前記パターン入力受付部は、前記一時的な分割パターンであって、当該分割パターンが示すセクタ各々の境界が、前記境界制限情報記憶部が記憶する前記境界制限情報が示す座標の範囲に収まる前記一時的な分割パターンを受け付ける、
ことを特徴とする請求項1または請求項2のいずれか一項に記載の管制システム。 - 前記空域管理装置は、
前記パターン入力受付部が取得した前記一時的な分割パターンの承認要求を前記複数の表示装置に送信し、当該分割パターンが承認されたか否かを、前記承認要求に対する応答に基づいて判定する承認判定部、
をさらに備え、
前記登録部は、前記承認判定部による前記一時的な分割パターンが承認されたか否かの判定結果に基づいて、当該一時的な分割パターンを前記セクタ情報記憶部に記憶させる、
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の管制システム。 - 前記登録部は、管制官の識別情報と、当該管制官が前記セクタを管制可能か否かを示す情報とを対応付けたライセンス情報に基づいて、前記パターン入力受付部が取得する空域の分割パターンを前記セクタ情報記憶部に記憶させるか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の管制システム。 - 分割された空域であるセクタの分割パターンを管理する空域管理装置であって、
前記セクタの一時的な分割パターンを受け付けるパターン入力受付部と、
前記パターン入力受付部が受け付ける前記一時的な分割パターンをセクタ情報記憶部に記憶させる登録部と、
前記セクタ情報記憶部に記憶された前記一時的な分割パターンを出力する出力部と、
を備えることを特徴とする空域管理装置。 - 分割された空域であるセクタの分割パターンを管理する空域管理装置と、複数の表示装置とを備える管制システムにおける管制方法であって、
前記空域管理装置が、前記セクタの一時的な分割パターンを受け付けるパターン入力受付過程と、
前記空域管理装置が、前記パターン入力受付過程において受け付けた前記一時的な分割パターンをセクタ情報記憶部に記憶させる登録過程と、
前記表示装置が、前記セクタ情報記憶部が記憶する前記一時的な分割パターンを取得して、取得した前記空域の分割パターンに基づくセクタごとの管制情報を表示部に表示させる表示制御過程と、
を含むことを特徴とする管制方法。 - 分割された空域であるセクタの分割パターンを管理する空域管理装置のコンピュータに、
前記セクタの一時的な分割パターンを受け付けるパターン入力受付手順、
前記パターン入力受付手順において受け付けた前記一時的な分割パターンをセクタ情報記憶部に記憶させる登録手順、
前記セクタ情報記憶部に記憶された前記一時的な分割パターンを出力する出力手順、
を実行させるためのプログラム。
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