JP7034244B1 - 滑走路運用支援装置、滑走路運用支援方法及び滑走路運用支援プログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】滑走路の運用形態を変更するか否かの判断の支援を行う。【解決手段】交通量評価部22は、滑走路の複数の運用形態それぞれを対象の運用形態として、対象の運用形態で運用された場合における管制可能な航空機数を表す処理容量と、制御対象となる航空機数とから、対象の運用形態についての交通量評価値を計算する。気象評価部23は、対象の運用形態で過去に運用された場合における気象と、空港及び空港の近傍における気象とから、対象の運用形態についての気象評価値を計算する。推奨度特定部24は、交通量評価値と気象評価値とから、現在の運用形態から他の運用形態へ変更することの推奨度を特定する。【選択図】図2

Description

本開示は、滑走路の運用形態の変更の意思決定を支援する技術に関する。
航空交通の需要拡大により、特に首都圏空港においては処理能力の向上が急務となっており、新飛行経路の運用等が実施されている。処理能力の向上とは、航空機の離発着回数の増加を意味する。増加する航空機への対応に加え、安全かつ効率的な空港運用を実施するための業務として滑走路の運用形態の変更を実施する必要がある。滑走路の運用形態としては、航空機を滑走路の北側から進入させるか、南側から進入させるかといった滑走路での進行方向を変えた形態がある。また、ほかの運用形態としては、離陸後あるいは着陸前の飛行経路を変えた形態がある。
滑走路の運用形態の変更を行うと、滑走路上の航空機だけでなく、空港近傍の航空機への針路指示変更等が発生し、管制官への業務負担が大きい。現状、滑走路の運用形態の変更を実施するか否かの判断は、管制官によって過去の経験に基づき実施されている。
特許文献1には、各到着機の間で、現在の滑走路使用方向における最後の到着機の滑走路占有終了時刻と、ランウェイチェンジ後における最初の到着機の滑走路占有開始時刻との時間幅が、最大の時をランウェイチェンジ最適実施時期とすることが記載されている。
特開2000-235700号公報
特許文献1では、時間的な要因からランウェイチェンジ最適実施時期を特定している。しかし、現実には、時間的な要因だけでなく、気象状況及び航空機の状態等を考慮して、滑走路の運用形態を決定する必要がある。そのため、特許文献1に記載された技術を用いたとしても、滑走路の運用形態を変更するか否かに関しては、依然として管制官の過去の経験に基づく判断の比重が大きくなってしまう。
本開示は、滑走路の運用形態を変更するか否かの判断の支援を行うことを目的とする。
本開示に係る滑走路運用支援装置は、
制御対象となる航空機数を示す交通量データと、空港及び前記空港の近傍における気象を示す気象データとを取得する取得部と、
滑走路の複数の運用形態それぞれを対象の運用形態として、前記対象の運用形態で運用された場合における管制可能な航空機数を表す処理容量と、前記取得部によって取得された前記交通量データが示す航空機数とから、前記対象の運用形態についての交通量評価値を計算する交通量評価部と、
滑走路の複数の運用形態それぞれを対象の運用形態として、前記対象の運用形態で過去に運用された場合における気象と、前記取得部によって取得された前記気象データが示す気象とから、前記対象の運用形態についての気象評価値を計算する気象評価部と、
前記交通量評価部によって計算された前記交通量評価値と、前記気象評価部によって計算された前記気象評価値とから、現在の運用形態から他の運用形態へ変更することの推奨度を特定する推奨度特定部と
を備える。
本開示では、気象状況及び航空機の交通量とから現在の運用形態から他の運用形態へ変更することの推奨度が特定される。これにより、管制官は、推奨度を参照して、滑走路の運用形態を変更するか否かの判断を行うことが可能である。
実施の形態1に係る滑走路運用支援装置10のハードウェア構成図。 実施の形態1に係る滑走路運用支援装置10の機能構成図。 実施の形態1に係る滑走路運用支援装置10の全体的な処理のフローチャート。 実施の形態1に係るセンサ受信処理のフローチャート。 実施の形態1に係る位置情報41の説明図。 実施の形態1に係る飛行計画受信処理のフローチャート。 実施の形態1に係る飛行計画情報42の説明図。 実施の形態1に係る第1気象情報43の説明図。 実施の形態1に係る気象データ32の説明図。 実施の形態1に係る交通量予測処理のフローチャート。 実施の形態1に係る交通量予測処理の説明図。 実施の形態1に係る気象受信処理のフローチャート。 実施の形態1に係る第2気象情報44の説明図。 実施の形態1に係るユーザ受信処理のフローチャート。 実施の形態1に係るユーザ情報33の説明図。 実施の形態1に係る実績情報34の説明図。 実施の形態1に係る定義情報35の説明図。 実施の形態1に係るユーザ重み定義の説明図。 実施の形態1に係る交通量定義の説明図。 実施の形態1に係る交通量評価処理のフローチャート。 実施の形態1に係る交通量評価値の計算処理の説明図。 実施の形態1に係る交通量評価処理の具体例の説明図。 実施の形態1に係る交通量評価処理の具体例の説明図。 実施の形態1に係る気象評価処理のフローチャート。 実施の形態1に係る運用パターン特定処理の説明図。 実施の形態1に係る気象評価値の計算処理の説明図。 実施の形態1に係る気象評価処理の具体例の説明図。 実施の形態1に係る気象評価処理の具体例の説明図。 実施の形態1に係る推奨度特定処理のフローチャート。 実施の形態1に係る評価値計算処理の具体例の説明図。 実施の形態1に係る評価値計算処理の具体例の説明図。 実施の形態1に係る適正値計算処理の説明図。 実施の形態1に係る適正値計算処理の説明図。 実施の形態1に係る補正値の説明図。 実施の形態1に係る推奨度計算処理の説明図。 実施の形態1に係る表示処理のフローチャート。 実施の形態1に係る表示処理の説明図。
実施の形態1.
***構成の説明***
図1を参照して、実施の形態1に係る滑走路運用支援装置10のハードウェア構成を説明する。
滑走路運用支援装置10は、コンピュータである。
滑走路運用支援装置10は、プロセッサ11と、メモリ12と、ストレージ13と、通信インタフェース14とのハードウェアを備える。プロセッサ11は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。
プロセッサ11は、プロセッシングを行うIC(Integrated Circuit)である。プロセッサ11は、具体例としては、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、GPU(Graphics Processing Unit)である。
メモリ12は、データを一時的に記憶する記憶装置である。メモリ12は、具体例としては、SRAM(Static Random Access Memory)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)である。
ストレージ13は、データを保管する記憶装置である。ストレージ13は、具体例としては、HDD(Hard Disk Drive)である。また、ストレージ13は、SD(登録商標,Secure Digital)メモリカード、CF(CompactFlash,登録商標)、NANDフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ(登録商標)ディスク、DVD(Digital Versatile Disk)といった可搬記録媒体であってもよい。
通信インタフェース14は、外部の装置と通信するためのインタフェースである。通信インタフェース14は、具体例としては、Ethernet(登録商標)、USB(Universal Serial Bus)、HDMI(登録商標,High-Definition Multimedia Interface)のポートである。
図2を参照して、実施の形態1に係る滑走路運用支援装置10の機能構成を説明する。
滑走路運用支援装置10は、機能構成要素として、取得部21と、交通量評価部22と、気象評価部23と、推奨度特定部24と、表示部25とを備える。取得部21は、センサ受信部211と、飛行計画受信部212と、交通量予測部213と、気象受信部214と、ユーザ受信部215とを備える。滑走路運用支援装置10の各機能構成要素の機能はソフトウェアにより実現される。
ストレージ13には、滑走路運用支援装置10の各機能構成要素の機能を実現するプログラムが格納されている。このプログラムは、プロセッサ11によりメモリ12に読み込まれ、プロセッサ11によって実行される。これにより、滑走路運用支援装置10の各機能構成要素の機能が実現される。
また、ストレージ13には、交通量データ31と、気象データ32と、ユーザ情報33と、実績情報34と、定義情報35とが記憶される。
図1では、プロセッサ11は、1つだけ示されていた。しかし、プロセッサ11は、複数であってもよく、複数のプロセッサ11が、各機能を実現するプログラムを連携して実行してもよい。
***動作の説明***
図3から図37を参照して、実施の形態1に係る滑走路運用支援装置10の動作を説明する。
実施の形態1に係る滑走路運用支援装置10の動作手順は、実施の形態1に係る滑走路運用支援方法に相当する。また、実施の形態1に係る滑走路運用支援装置10の動作を実現するプログラムは、実施の形態1に係る滑走路運用支援プログラムに相当する。
図3を参照して、実施の形態1に係る滑走路運用支援装置10の全体的な処理を説明する。
(ステップS1:取得処理)
取得部21は、制御対象となる航空機数を示す交通量データ31と、対象の空港(以下、単に空港と呼ぶ)における気象を示す気象データ32といった各種データを取得する。空港における気象とは、空港近傍の空域における気象と空港面における気象とを含む。
(ステップS2:交通量評価処理)
交通量評価部22は、滑走路の複数の運用形態それぞれを対象の運用形態として設定する。交通量評価部22は、対象の運用形態で運用された場合における管制可能な航空機数を表す処理容量と、ステップS1で取得された交通量データ31が示す航空機数とから、対象の運用形態についての交通量評価値を計算する。
ここで、交通量データ31は、予測された将来の航空機数を示している。交通量評価部22は、現在時刻と将来の複数の時刻それぞれとを対象の時刻として設定する。交通量評価部22は、交通量データ31が示す対象の時刻の航空機数から、対象の運用形態及び対象の時刻についての交通量評価値を計算する。
(ステップS3:気象評価処理)
気象評価部23は、滑走路の複数の運用形態それぞれを対象の運用形態として設定する。気象評価部23は、対象の運用形態が過去に運用された場合における気象と、ステップS1で取得された気象データが示す気象とから、対象の運用形態についての気象評価値を計算する。
ここで、気象データ32は、予測された将来の気象を示している。気象評価部23は、現在時刻と将来の複数の時刻それぞれとを対象の時刻として設定する。気象評価部23は、気象データ32が示す対象の時刻の気象から、対象の運用形態及び対象の時刻についての気象評価値を計算する。
(ステップS4:推奨度特定処理)
推奨度特定部24は、ステップS2で計算された交通量評価値と、ステップS3で計算された気象評価値とから、現在の運用形態から他の運用形態へ変更することの推奨度を特定する。
この際、推奨度特定部24は、現在時刻と将来の複数の時刻それぞれとを対象の時刻として設定する。推奨度特定部24は、対象の時刻から評価時間先の時刻までにおける交通量評価値及び気象評価値から、対象の時刻において現在の運用形態から他の運用形態へ変更することの推奨度を特定する。
(ステップS5:表示処理)
表示部25は、ステップS4で特定された、現在時刻と将来の複数の時刻それぞれとにおける推奨度を通信インタフェース14を介して表示装置に送信し、表示装置に表示する。
図4から図19を参照して、実施の形態1に係る取得処理(図3のステップS1)を説明する。
取得処理は、センサ受信処理と、飛行計画受信処理と、交通量予測処理と、気象受信処理と、ユーザ受信処理とを含む。
図4を参照して、実施の形態1に係るセンサ受信処理を説明する。
(ステップS11:センサ受信処理)
センサ受信部211は、センサから、航空機の位置を示す位置情報41を受信する。ここでは、センサ受信部211は、空港の近傍の空域にいる航空機と、空港を移動中の航空機との位置を示す位置情報41を受信する。具体的には、図5に示すように、位置情報41には、各航空機について、その航空機の識別子と、その航空機の位置とが含まれる。
なお、駐機中の航空機はトランスポンダの電源がオフであり、センサによって位置が特定されない。そのため、駐機中の航空機の情報は、位置情報41には含まれない。
(ステップS12:位置情報引渡処理)
センサ受信部211は、ステップS11で受信された位置情報41を、交通量予測部213に引き渡す。
図6を参照して、実施の形態1に係る飛行計画受信処理を説明する。
(ステップS21:飛行計画受信処理)
飛行計画受信部212は、外部の統合管制システムから、航空機の飛行計画を示す飛行計画情報42を受信する。ここでは、飛行計画受信部212は、空港から離陸する航空機及び空港に着陸する航空機についての飛行計画情報42を受信する。具体的には、図7に示すように、飛行計画情報42には、各航空機について、その航空機の識別子と、飛行計画とが含まれる。飛行計画は、国土交通省で決められた形式の情報である。飛行計画には、出発地と、出発予定時刻と、到着地と、到着予定時刻と、飛行経路といった情報が含まれる。
また、飛行計画受信部212は、外部の統合管制システムから、空港の近傍の空域における気象を示す第1気象情報43を受信する。第1気象情報43は、現在の気象と、予測された将来の気象とを示す。具体的には、図8に示すように、第1気象情報43には、現在から15時間後といった時間範囲について、時刻毎の対象高度帯の気象が含まれる。ここでは、気象には、東西方向、南北方向の風成分および高度情報が含まれる。風成分は、風向及び風速を示すベクトルである。
(ステップS22:飛行計画引渡処理)
飛行計画受信部212は、ステップS21で受信された飛行計画情報42を、交通量予測部213に引き渡す。
(ステップS23:気象情報記憶処理)
飛行計画受信部212は、ステップS21で受信された第1気象情報43を、ストレージ13の気象データ32に加える。
図9に示すように、気象データ32には、現在の空域の気象及び空港面の気象の実績情報と、現在から15時間後といった時間範囲について、時刻毎の空域の気象の予測情報とが含まれる。ここでは、飛行計画受信部212は、現在の空域の気象の実績情報と、現在から15時間後といった時間範囲について、時刻毎の空域の気象の予測情報とを加える。
図10を参照して、実施の形態1に係る交通量予測処理を説明する。
(ステップS31:交通量予測処理)
交通量予測部213は、ステップS12で引き渡された位置情報41と、ステップS22で引き渡された飛行計画情報42とに基づき、現在時刻と、将来の複数の時刻それぞれとについての制御対象となる航空機数を示す交通量データ31を生成する。
図11を参照して具体的に説明する。位置情報41から現在時点において空域及び空港面にいる航空機数が特定される。また、位置情報41が示す各航空機の位置と飛行計画情報42が示す各航空機の飛行計画とから将来の複数の時刻それぞれにおいて空域及び空港面にいる航空機数が推定される。交通量予測部213は、現在時刻と、将来の複数の時刻それぞれとを対象の時刻として、対象の時刻について、空域の航空機数と空港面の航空機数から管制対象となる航空機数を計算する。ここでは、交通量予測部213は、空域の航空機数に係数Aを乗じた値と、空港面の航空機数に係数Bを乗じた値とを加算することにより、制御対象となる航空機数を計算する。係数A及び係数Bは、例えば、空港の管制官等によって、空域と空港面とのどちらの航空機を重視して運用形態の変更を行うか等に基づき決定される。
(ステップS32:交通量記憶処理)
交通量予測部213は、ステップS31で計算された、現在時刻と、将来の複数の時刻それぞれとについての制御対象となる航空機数を示す交通量データ31をストレージ13に書き込む。
図12を参照して、実施の形態1に係る気象受信処理を説明する。
(ステップS41:第2気象受信処理)
気象受信部214は、外部の気象データ管理システムから、空港面における気象を示す第2気象情報44を受信する。第2気象情報44は、現在の気象を示す。具体的には、図13に示すように、第2気象情報44は、現在の空港面の気象が含まれる。ここでは、気象には、東西方向、南北方向の風成分および高度情報が含まれる。風成分は、風向及び風速を示すベクトルである。
(ステップS42:気象情報記憶処理)
気象受信部214は、ステップS41で受信された第2気象情報44をストレージ13の気象データ32に加える。ここでは、気象受信部214は、現在の空港面の気象の実績情報を加える。
図14を参照して、実施の形態1に係るユーザ受信処理を説明する。
(ステップS51:ユーザ受信処理)
ユーザ受信部215は、外部の管制支援システムから、ユーザ情報33と、実績情報34と、定義情報35とを受信する。
ユーザ情報33は、滑走路の運用形態の変更を実施する管制官に関する情報である。具体的には、図15に示すように、ユーザ情報33は、管制官毎に、管制資格維持期間と、年齢とを示す。管制官は、官署(空港)毎に資格の取得が必要であり、管制官としての経験年数が長くても、新しい官署で管制業務を行う場合には再度資格の取得が必要である。したがって、管制資格維持期間は、対象の空港での資格の維持期間を表す。
実績情報34は、過去に実施された滑走路の運用形態の変更に関する情報である。具体的には、図16に示すように、実績情報34は、過去に実施された滑走路の運用形態の変更毎に、判断日時と、新たに採用された運用形態とを示す。
定義情報35は、後述する処理で使用される重み等を定義した情報である。具体的には、図17に示すように、定義情報35は、交通量重みαと、気象重みβと、ユーザ重み定義と、交通量定義とを含む。
交通量重みαは、後述する交通量評価値に対する重みであり、気象重みβは、後述する気象評価値に対する重みである。
ユーザ重み定義は、管制官に応じた補正値を決定するために使用される定義である。ここでは、ユーザ重み定義は、管制官の管制資格維持期間及び年齢の組合せ毎に、管制官の評価値が定義されている。具体例としては、図18に示すように、ユーザ重み定義は、管制資格維持期間が長くなるほど評価が高くなり、かつ、年齢が中程度である場合に評価が高くなるように、管制官の評価値が定義されている。図18では、管制官の評価値の値が小さいほど、評価が高いことを示している。
交通量定義は、後述する交通量評価値毎の滑走路の運用形態の推奨レベルを示す。具体例としては、図19に示すように、交通量定義は、交通量評価値が0.2以下の場合には推奨レベルが低であり、交通量評価値が0.2より高く0.8以下の場合には推奨レベルが中であり、交通量評価値が0.8より高い場合には推奨レベルが高であることを示す。
(ステップS52:データ記憶処理)
ユーザ受信部215は、ステップS51で受信されたユーザ情報33と実績情報34と定義情報35とをストレージ13に書き込む。
図20から図23を参照して、実施の形態1に係る交通量評価処理(図3のステップS2)を説明する。
(ステップS61:交通量評価値計算処理)
交通量評価部22は、滑走路の複数の運用形態それぞれを対象の運用形態として設定し、現在時刻と将来の複数の時刻それぞれとを対象の時刻として設定する。そして、交通量評価部22は、対象の時刻に対象の運用形態で運用された場合における管制可能な航空機数を表す処理容量と、ステップS1で取得された交通量データ31が示す対象の時刻の航空機数とから、対象の運用形態及び対象の時刻についての交通量評価値を計算する。
この際、具体的には、交通量評価部22は、処理容量が示す航空機数が交通量データ31が示す航空機数よりも多いほど、交通量評価値が示す評価が高く、処理容量が示す航空機数が交通量データ31が示す航空機数よりも少ないほど、交通量評価値が示す評価が低くなるように、交通量評価値を計算する。
具体例としては、交通量評価部22は、図21に示すように、処理容量Capacityと、交通量データ31が示す航空機数Requestと、航空機数Requestの許容幅γとを用いて、交通量評価値を計算する。許容幅γは、10%(=0.1)といった航空機数Requestに対する割合を示す。
なお、図21に示す式と交通量評価値との関係は一例であり、これに限定されるものではない。
(ステップS62:交通量推奨度特定処理)
交通量評価部22は、ステップS61で計算された交通量評価値から交通量推奨度を特定する。交通量推奨度は、交通量評価値のみに基づく、滑走路の複数の運用形態それぞれについての推奨度である。
具体的には、交通量評価部22は、ストレージ13に記憶された定義情報35に含まれる交通量定義を参照して、交通量評価値に対応する推奨レベルを交通量推奨度として特定する。
図22及び図23を参照して、実施の形態1に係る交通量評価処理の具体例を説明する。
図22の(A)に示す処理容量Capacityと、図22の(B)に示す航空機数Requestとの関係から、図22の(C)に示すように、滑走路の複数の運用形態それぞれについて、現在時刻と将来の複数の時刻それぞれとの交通量評価値が計算される。その結果、図23に示すように、10:00~10:20の時間帯であれば、運用形態Aの交通量推奨度は中であり、運用形態Bの交通量推奨度は低であり、運用形態Cの交通量推奨度は高であると特定される。
なお、ここでは、対象の時刻から次の時刻までの時間帯については、対象の時刻と同じ条件であるとしている。具体的には、対象の時刻は20分刻みになっており、10:00~10:20の時間帯は、10:00と同じ条件であるとしている。つまり、10:00についての運用形態Aの交通量推奨度は中を表しているため、図23では10:00~10:20の時間帯の運用形態Aの交通量推奨度は中となっている。
図24から図28を参照して、実施の形態1に係る気象評価処理(図3のステップS3)を説明する。
(ステップS71:運用パターン特定処理)
気象評価部23は、滑走路の複数の運用形態それぞれを対象の運用形態として設定する。気象評価部23は、対象の運用形態で過去に運用された場合における気象の基準値を特定する。
具体的には、気象評価部23は、実績情報34を参照して、対象の運用形態に変更された時点を特定し、対象の運用形態に変更された時点における風向及び風速の平均値を基準値として特定する。ここでは、図25に示すように、気象評価部23は、東西方向の風成分と南北方向の風成分とを軸とするグラフ上に、対象の運用形態に変更された時点における風向及び風速の平均値を中心とし、対象の運用形態に変更された回数を半径とする円または楕円を描いたバブルチャートを生成する。
なお、ここでは、気象評価部23は、対象の運用形態に変更された時点における風向及び風速として、対象の運用形態に変更された時点における空港面における風向及び風速を用いる。これは、空港面における風向及び風速が滑走路の運用形態に与える影響が大きいと想定されるためである。しかし、これに限定されるものではなく、空域の風向及び風速が用いられてもよい。
(ステップS72:気象評価値計算処理)
気象評価部23は、滑走路の複数の運用形態それぞれを対象の運用形態として設定し、現在時刻と将来の複数の時刻それぞれとを対象の時刻として設定する。気象評価部23は、対象の運用形態で過去に運用された場合における気象と、ステップS1で取得された気象データ32が示す対象の時刻の気象とから、対象の運用形態及び対象の時刻についての気象評価値を計算する。
具体的には、気象評価部23は、ステップS71で特定された対象の運用形態についての基準値(ここでは、平均値)と、気象データ32が示す対象の時刻の気象である風向及び風速との差異を計算する。そして、気象評価部23は、ステップS71で特定された対象の運用形態についての平均値と気象データ32が示す気象である風向及び風速との差異が大きくなるほど、気象評価値が示す評価が低くなるように、気象評価値を計算する。
なお、気象評価部23は、現在の気象については空港面の気象を用い、将来の気象については空域の気象を用いる。
ここでは、気象評価部23は、ステップS71で生成されたバブルチャートにおける対象の運用形態についての平均値を表す中心点と、気象データ32が示す対象の時刻の気象である風向及び風速との間の距離を、差異として計算する。
具体的には、気象評価部23は、中心点(x,y)と気象データ32が示す風向及び風速(x,y)との間の距離CurrentDisを、数1により計算する。ここで、xは、東西の風成分を表し、yは、南北の風成分を表す。
Figure 0007034244000002
そして、気象評価部23は、例えば、図26に示すように、計算された距離CurrentDisと、対象の運用形態における最大距離MaxDisとを用いて、気象評価値を計算する。最大距離MaxDisは、定義域と値域を基に求められる各運用形態における円の中心からの最大距離である。CurrentDisはMaxDisを超える値とはならない。
なお、図26に示す式と気象評価値との関係は一例であり、これに限定されるものではない。
図27及び図28を参照して、実施の形態1に係る気象評価処理の具体例を説明する。
図27の(A)に示す中心点(x,y)と、図27の(B)に示す気象データ32が示す風向及び風速(x,y)との間の距離は、図27の(C)に示すように計算される。その結果、図26に示す関係から、図28に示すように、滑走路の複数の運用形態それぞれについて、現在時刻と将来の複数の時刻それぞれとの気象評価値が計算される。
なお、ここでも、図22及び図23の例と同様に、対象の時刻から次の時刻までの時間帯については、対象の時刻と同じ条件であるとしている。
図29から図35を参照して、実施の形態1に係る推奨度特定処理(図3のステップS4)を説明する。
(ステップS81:評価値計算処理)
推奨度特定部24は、滑走路の複数の運用形態それぞれを対象の運用形態として設定し、現在時刻と将来の複数の時刻それぞれとを対象の時刻として設定する。推奨度特定部24は、対象の運用形態及び対象の時刻についての交通量評価値及び気象評価値から、対象の運用形態及び対象の時刻について、運用形態の評価値を計算する。
具体的には、推奨度特定部24は、交通量評価値tと、気象評価値wと、ストレージ13に記憶された定義情報35に含まれる交通量重みα及び気象重みβとから、数2のように評価値Zを計算する。
Figure 0007034244000003
図30及び図31を参照して、実施の形態1に係る評価値計算処理の具体例を説明する。
交通量重みαが0.8、気象重みβが0.2であるとする。この場合には、図30の(A)に示す交通量評価値と、図30の(B)に示す気象評価値とから、図30の(C)に示すように、滑走路の複数の運用形態それぞれについて、現在時刻と将来の複数の時刻それぞれとの評価値が計算される。例えば、運用形態Aの10:00~10:20の時間帯であれば、t(0.6)×α(0.8)+w(0.8)×β(0.2)=0.64と計算される。計算された評価値をプロットすると、図31のように表される。
なお、ここでも、図22及び図23の例と同様に、対象の時刻から次の時刻までの時間帯については、対象の時刻と同じ条件であるとしている。
(ステップS82:適正値計算処理)
推奨度特定部24は、滑走路の複数の運用形態それぞれを対象の運用形態として設定し、現在時刻と将来の複数の時刻それぞれとを対象の時刻として設定する。推奨度特定部24は、対象の運用形態について、対象の時刻から評価時間先の時刻までにおけるステップS81で計算された評価値から、対象の運用形態及び対象の時刻の適正値を計算する。適正値は、運用形態の適正度合いを示す。
具体的には、推奨度特定部24は、対象の運用形態について、対象の時刻から評価時間先の時刻までにおける評価値の積分を、対象の運用形態及び対象の時刻の適正値として計算する。つまり、図32に示すように、評価値をプロットして得られたグラフにおける評価時間分の面積が適正値に相当する。図32では、評価時間が60分に設定されている。
ここで、運用形態を変更した場合には、一時的に空域及び空港面が混雑する。混雑すれば交通量評価値が低くなる可能性が高いので、運用形態を変更した場合には一時的に交通量評価値が低くなる可能性が高い。そこで、現在の運用形態以外の運用形態については、適正値を計算する際、対象の時刻から交通量減衰時間先の交通量復旧時刻までにおける交通量評価値を低くなるように補正した上で、適正値を計算する。交通量復旧時刻は、対象時刻から評価時間先の時刻よりも前の時刻である。
つまり、図33に示すように、対象の時刻から交通量復旧時刻までは、補正された交通量評価値が用いられ、交通量復旧時刻から対象時刻から評価時間先の時刻までは補正されていない交通量評価値が用いられて、積分され適正値が計算される。すなわち、図33の領域X分だけ適正値が低くなる。図33では、交通量減衰時間が20分間に設定されている。
補正値は、ストレージ13に記憶された実績情報34と、ストレージ13に記憶された定義情報35に含まれるユーザ重み定義に基づき決定される。具体的には、滑走路の運用形態の変更を実施する管制官の評価が低いほど、評価値が大きく下げられるように補正値が決定される。具体例としては、図34に示すように、ユーザの評価が低くなるほど(評価値が大きくなるほど)、補正値Costの値が大きくなる。そして、適正値は、補正値Costだけ割り引かれた評価値を用いて計算される。図34では、基準となるコストを5%として、ユーザの評価に応じて加算コストが加算されて補正値Costが設定されている。
つまり、推奨度特定部24は、現在の運用形態に関しては、数3に示すように適正値SCurrentを計算し、現在の運用形態以外の運用形態については、数4に示すように適正値SNextを計算する。
Figure 0007034244000004
Figure 0007034244000005
なお、数3及び数4では、tは対象の時刻を表し、Δstは評価時間を表し、Δrtは交通量減衰時間を表す。したがって、t+Δstは基準時刻を表し、t+Δrtは交通量復旧時刻を表す。また、Zは評価値を表し、ZCostは、補正値Costで補正された評価値を表す。
交通量減衰時間は、運用形態を変更した場合に、空域及び空港面が基準以上に混雑する時間が設定される。例えば、運用形態を変更すると、20分程度は混雑するのであれば、交通量減衰時間として20分が設定される。
評価時間は、運用形態を変更した場合に、空域及び空港面が混雑した後、一時的な混雑が解消し、平常状態に戻るまでの時間が設定される。例えば、運用形態を変更すると、20分程度混雑した後、徐々に混雑が解消して、運用形態を変更した60分後には平常状態に戻るのであれば、評価時間として60分が設定される。
(ステップS83:推奨度計算処理)
推奨度特定部24は、現在の運用形態の適正値と、他の運用形態の適正値とを比較することによって、現在の運用形態から他の運用形態へ変更することの推奨度を計算する。
具体的には、推奨度特定部24は、滑走路の複数の運用形態のうち、現在の運用形態以外の運用形態それぞれを対象の運用形態として設定し、現在時刻と将来の複数の時刻それぞれとを対象の時刻として設定する。推奨度特定部24は、対象の時刻における現在の運用形態の適正値よりも対象の時刻における対象の運用形態の適正値の方が大きいほど、対象の時刻において対象の運用形態へ変更することの推奨度が高くなるように、推奨度を計算する。具体例としては、図35に示すように、推奨度特定部24は、対象の時刻において対象の運用形態へ変更することの推奨度を計算する。図35では、推奨度は、〇(推奨度高)と△(推奨度中)と×(推奨度低)との3段階で推奨度が計算されている。なお、図35に示す式と適正値との関係は一例であり、これに限定されるものではない。
図36及び図37を参照して、実施の形態1に係る表示処理(図3のステップS5)を説明する。
(ステップS91:情報取得処理)
表示部25は、ステップS4で特定された現在時刻と将来の複数の時刻それぞれとにおける推奨度を取得する。また、表示部25は、ステップS1で取得された交通量データ31及び気象データ32を取得する。また、表示部25は、ステップS2で特定された交通量推奨度を取得する。
(ステップS92:情報表示処理)
表示部25は、ステップS91で取得された情報を通信インタフェース14を介して表示装置に送信し、表示装置に表示する。
具体例としては、図37に示すように、表示部25は、時刻毎に、図19が示す交通量推奨レベルと、図26が示す気象評価値とを表示するとともに、各運用形態について、時刻毎に推奨度及び交通量推奨度を表示する。
***実施の形態1の効果***
以上のように、実施の形態1に係る滑走路運用支援装置10は、気象状況及び航空機の交通量とから現在の運用形態から他の運用形態へ変更することの推奨度が特定される。これにより、管制官は、推奨度を参照して、滑走路の運用形態を変更するか否かの判断を行うことが可能である。
つまり、滑走路の運用形態を変更するか否かの判断材料を定量化、可視化することができ、管制官の経験だけに依存せず、適切な判断に基づく空港運用が可能になる。
実施の形態1に係る滑走路運用支援装置10は、過去に滑走路の運用形態の変更が実施された時の気象との気象の類似度合いに応じて推奨度が特定される。そのため、過去の管制官が経験に基づき行った判断を考慮した推奨度が計算される。その結果、適切な推奨度が計算される可能性が高い。
***他の構成***
<変形例1>
実施の形態1では、各機能構成要素がソフトウェアで実現された。しかし、変形例1として、各機能構成要素はハードウェアで実現されてもよい。この変形例1について、実施の形態1と異なる点を説明する。
各機能構成要素がハードウェアで実現される場合には、滑走路運用支援装置10は、プロセッサ11とメモリ12とストレージ13とに代えて、電子回路を備える。電子回路は、各機能構成要素と、メモリ12と、ストレージ13との機能とを実現する専用の回路である。
電子回路としては、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックIC、GA(Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)が想定される。
各機能構成要素を1つの電子回路で実現してもよいし、各機能構成要素を複数の電子回路に分散させて実現してもよい。
<変形例2>
変形例2として、一部の各機能構成要素がハードウェアで実現され、他の各機能構成要素がソフトウェアで実現されてもよい。
プロセッサ11とメモリ12とストレージ13と電子回路とを処理回路という。つまり、各機能構成要素の機能は、処理回路により実現される。
また、以上の説明における「部」を、「回路」、「工程」、「手順」、「処理」又は「処理回路」に読み替えてもよい。
以上、本開示の実施の形態及び変形例について説明した。これらの実施の形態及び変形例のうち、いくつかを組み合わせて実施してもよい。また、いずれか1つ又はいくつかを部分的に実施してもよい。なお、本開示は、以上の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
10 滑走路運用支援装置、11 プロセッサ、12 メモリ、13 ストレージ、14 通信インタフェース、21 取得部、211 センサ受信部、212 飛行計画受信部、213 交通量予測部、214 気象受信部、215 ユーザ受信部、22 交通量評価部、23 気象評価部、24 推奨度特定部、25 表示部、31 交通量データ、32 気象データ、33 ユーザ情報、34 実績情報、35 定義情報、41 位置情報、42 飛行計画情報、43 第1気象情報、44 第2気象情報。

Claims (12)

  1. 制御対象となる航空機数を示す交通量データと、空港における気象を示す気象データとを取得する取得部と、
    滑走路の複数の運用形態それぞれを対象の運用形態として、前記対象の運用形態で運用された場合における管制可能な航空機数を表す処理容量と、前記取得部によって取得された前記交通量データが示す航空機数とから、前記対象の運用形態についての交通量評価値を計算する交通量評価部と、
    滑走路の複数の運用形態それぞれを対象の運用形態として、前記対象の運用形態で過去に運用された場合における気象と、前記取得部によって取得された前記気象データが示す気象とから、前記対象の運用形態についての気象評価値を計算する気象評価部と、
    前記交通量評価部によって計算された前記交通量評価値と、前記気象評価部によって計算された前記気象評価値とから、現在の運用形態から他の運用形態へ変更することの推奨度を特定する推奨度特定部と
    を備える滑走路運用支援装置。
  2. 前記交通量評価部は、前記処理容量が示す航空機数が前記交通量データが示す航空機数よりも少ないほど、前記交通量評価値が示す評価が低くなるように、前記交通量評価値を計算する
    請求項1に記載の滑走路運用支援装置。
  3. 前記気象評価部は、過去に運用された場合における気象の基準値と前記気象データが示す気象との差異が大きくなるほど、前記気象評価値が示す評価が低くなるように、前記気象評価値を計算する
    請求項1又は2に記載の滑走路運用支援装置。
  4. 前記推奨度特定部は、滑走路の複数の運用形態それぞれを対象の運用形態として、前記対象の運用形態についての前記交通量評価値及び前記気象評価値から、前記対象の運用形態の適正値を計算し、現在の運用形態の適正値と他の運用形態の適正値とから、現在の運用形態から他の運用形態へ変更することの推奨度を特定する
    請求項1から3までのいずれか1項に記載の滑走路運用支援装置。
  5. 前記推奨度特定部は、前記対象の運用形態についての前記交通量評価値及び前記気象評価値を重み付けした上で加算することにより、前記対象の運用形態の適正値を計算する
    請求項4に記載の滑走路運用支援装置。
  6. 前記推奨度特定部は、現在の運用形態の適正値よりも他の運用形態の適正値の方が適正度合いが高いほど、前記推奨度を高くする
    請求項4又は5に記載の滑走路運用支援装置。
  7. 前記交通量データは、現在の航空機数と、予測された将来の航空機数とを示し、
    前記気象データは、現在の気象と、予測された将来の気象とを示し、
    前記交通量評価部は、現在時刻と、将来の複数の時刻それぞれとを対象の時刻として、前記交通量データが示す前記対象の時刻の航空機数から、前記対象の運用形態及び前記対象の時刻についての交通量評価値を計算し、
    前記気象評価部は、現在時刻と、将来の複数の時刻それぞれとを対象の時刻として、前記気象データが示す前記対象の時刻の気象から、前記対象の運用形態及び前記対象の時刻についての気象評価値を計算し、
    前記推奨度特定部は、現在時刻と、将来の複数の時刻それぞれとを対象の時刻として、前記対象の時刻から評価時間先の時刻までにおける前記交通量評価値及び前記気象評価値から、前記対象の運用形態及び前記対象の時刻の適正値を計算し、前記対象の時刻において現在の運用形態から他の運用形態へ変更することの推奨度を特定する
    請求項4から6までのいずれか1項に記載の滑走路運用支援装置。
  8. 前記推奨度特定部は、前記他の運用形態については、前記対象の時刻から交通量減衰時間先の交通量復旧時刻であって、前記対象の時刻から評価時間先の時刻よりも前の交通量復旧時刻までにおける前記交通量評価値を補正値で補正した上で、前記対象の時刻から前記評価時間先の時刻までにおける前記交通量評価値及び前記気象評価値から、前記他の運用形態及び前記対象の時刻の適正値を計算する
    請求項7に記載の滑走路運用支援装置。
  9. 前記推奨度特定部は、前記補正値として、運用形態の変更を実施する管制官に応じて異なる値を用いて、前記対象の時刻から前記交通量復旧時刻までにおける前記交通量評価値を補正値で補正する
    請求項8に記載の滑走路運用支援装置。
  10. 前記滑走路運用支援装置は、さらに、
    前記推奨度特定部によって特定された、前記将来の複数の時刻それぞれにおける前記推奨度を表示する表示部
    を備える請求項7から9までのいずれか1項に記載の滑走路運用支援装置。
  11. 取得部が、制御対象となる航空機数を示す交通量データと、空港における気象を示す気象データとを取得し、
    交通量評価部が、滑走路の複数の運用形態それぞれを対象の運用形態として、前記対象の運用形態で運用された場合における管制可能な航空機数を表す処理容量と、前記交通量データが示す航空機数とから、前記対象の運用形態についての交通量評価値を計算し、
    気象評価部が、滑走路の複数の運用形態それぞれを対象の運用形態として、前記対象の運用形態で過去に運用された場合における気象と、前記気象データが示す気象とから、前記対象の運用形態についての気象評価値を計算し、
    推奨度特定部が、前記交通量評価値と前記気象評価値とから、現在の運用形態から他の運用形態へ変更することの推奨度を特定する滑走路運用支援方法。
  12. 制御対象となる航空機数を示す交通量データと、空港における気象を示す気象データとを取得する取得処理と、
    滑走路の複数の運用形態それぞれを対象の運用形態として、前記対象の運用形態で運用された場合における管制可能な航空機数を表す処理容量と、前記取得処理によって取得された前記交通量データが示す航空機数とから、前記対象の運用形態についての交通量評価値を計算する交通量評価処理と、
    滑走路の複数の運用形態それぞれを対象の運用形態として、前記対象の運用形態で過去に運用された場合における気象と、前記取得処理によって取得された前記気象データが示す気象とから、前記対象の運用形態についての気象評価値を計算する気象評価処理と、
    前記交通量評価処理によって計算された前記交通量評価値と、前記気象評価処理によって計算された前記気象評価値とから、現在の運用形態から他の運用形態へ変更することの推奨度を特定する推奨度特定処理と
    を行う滑走路運用支援装置としてコンピュータを機能させる滑走路運用支援プログラム。
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