JPH0885496A - 空港ストップバーシステム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明の空港ストップバーシステム装置は、
航空機が発するエネルギーの振動波形または騒音波形を
検出する複数の波形検出装置１ａ、１ｂと、波形検出装
置から送信された振動波形または騒音波形を同一の画面
上に表示する波形表示装置６と、波形表示装置に表示さ
れた振動波形または騒音波形を移動させながら相互の波
形が最も近似する位相差を算出し、位相差と方向を用い
て複数の波形検出装置から航空機までの相対的距離と位
置とを演算する相互関係演算装置７とを具備したことを
特徴とする。 【効果】 本発明により航空機の滑走路への侵入を確実
に制御でき、事故の発生を防ぐことが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空港内における航空機
通行の安全を守るための空港ストップバーシステム装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】空港機が空港から出発する場合には駐機
場から誘導路を通り、滑走路に出て離陸する。この場
合、航空機はストップバー灯の指示案内に従う。即ち、
ストップバー灯は赤色点灯指示により、航空機は滑走路
の端へ出る手前のストップバー直前で一時停止する。こ
こで、航空機のパイロットは管制塔の管制官へ離陸許可
を依頼する。管制官は離陸可能であれば、ストップバー
灯を消灯し、滑走路への進入許可を与える。パイロット
は管制官からの出発指示により航空機を滑走路へ出す。
ストップバーシステムは、以上のようなステップによる
が、各ステップに於けるストップバー灯の点灯・消灯の
操作は管制官が管制塔の操作盤視卓より手動操作により
操作しているため、管制官に大きな負担を与えている。
特に数分間隔で出発及び到着するようなラッシュ時には
誤操作による衝突事故のないよう確認しながらの操作は
管制官へ大きな負担を与えることになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のストッ
プバーシステムではストップバー灯の点灯・消灯の操作
は煩雑であり管制官に大きな負担を与えるばかりでな
く、もし誤操作があれば大事故になる可能性がある。本
発明の目的は、管制官への負担を軽減して誤操作による
事故が起きないような空港ストップバーシステム装置を
提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の空港ストップバ
ーシステム装置は、誘導路上にある航空機の滑走路への
侵入を制御するストップバーと、誘導路上にあって航空
機の全長よりも長い距離を隔てて互いに直列状態に配置
され、航空機が発するエネルギーの振動波形または騒音
波形を検出する複数の波形検出装置と、波形検出装置か
ら送信された振動波形または騒音波形を同一の画面上に
表示する波形表示装置と、波形表示装置に表示された振
動波形または騒音波形を移動させながら相互の波形が最
も近似する位相差を算出し、位相差と方向を用いて複数
の波形検出装置から航空機までの相対的距離と位置とを
演算する相互関係演算装置と、この相互関係演算装置か
らの出力信号によってストップバーの開閉を制御する開
閉制御装置とを具備したことを特徴とする。また請求項
２に記載した空港ストップバーシステム装置はインテン
シティ検出装置から送信されたエネルギーの大きさと方
向からインテンシティ法によって解析し、航空機までの
相対的距離と位置とを演算するインテンシティ演算装置
を備えたことを特徴とする。また請求項３に記載した空
港ストップバーシステム装置はインテンシティ演算装置
からの出力信号によって前記相互関係演算装置の出力を
補正する相互関係演算装置を備えたことを特徴とする。

【０００５】

【作用】本発明の空港ストップバーシステム装置におい
ては、複数の波形検出装置を航空機の全長よりも長い距
離を隔てて互いに直列状態に誘導路上に配置し、航空機
が発するエネルギーの振動波形または騒音波形を検出
し、波形検出装置から送信された振動波形または騒音波
形を同一の画面上に表示し、波形表示装置に表示された
振動波形または騒音波形を移動させながら相互の波形が
最も近似する位相差を算出し、位相差と方向を用いて複
数の波形検出装置から航空機までの相対的距離と位置と
を演算し、相互関係演算装置からの出力信号によってス
トップバーの開閉を制御する。また請求項２に記載した
空港ストップバーシステム装置においては波形検出装置
から送信されたエネルギーの大きさと方向からインテン
シティ法によって解析し、航空機までの相対的距離と位
置とを演算しストップバーの開閉を制御する。また請求
項３に記載した空港ストップバーシステム装置において
はインテンシティ演算装置からの出力信号によって前記
相互関係演算装置の出力を補正する。

【０００６】

【実施例】次に本発明の空港ストップバーシステム装置
の実施例を説明する。図１において、ストップバー４は
誘導路３の上にある航空機２の滑走路５への侵入を制御
するための設置された開閉門である。波形検出装置１
ａ，１ｂはストップバー４よりも誘導路３の側に設置さ
れ、しかも航空機２の全長ｂよりも長い距離Ｌを隔てて
互いに直列状態に複数個配置され、航空機２が発するエ
ネルギーの振動波形または騒音波形を検出する。波形表
示装置６は波形検出装置１ａ，１ｂに接続され、波形検
出装置１ａ，１ｂから送信された振動波形または騒音波
形を同一の画面上に表示する。相互関係演算装置７は波
形表示装置６に表示された振動波形または騒音波形を移
動させながら相互の波形が最も近似する位相差と方向を
算出し、算出した位相差と方向を用いて波形検出装置１
ａ，１ｂから航空機２までの相対的距離と位置とを演算
する。開閉制御装置８は相互関係演算装置７に接続され
相互関係演算装置７からの出力信号によってストップバ
ー４の開閉を制御する。

【０００７】即ち、誘導路３の上の航空機２の位置がス
トップバー４に対してどの位置に存在するかを検出する
ため、航空機の振動、あるいは騒音を捕らえるための、
加速度センサ、振動センサ又はマイクロホンなどの波形
検出装置１ａ，１ｂをストップバー灯位置付近から、航
空機の全長ｂ以上の一定間隔Ｌで、ストップバー灯の両
側に複数個設置し、各センサ間において相互相関処理を
行い、その最大値によって航空機の位置を検出する手段
と、これらの位置検出信号によって、ストップバー灯の
点灯または消灯の制御する手段と、を備えた構成とし
た。

【０００８】図２は波形表示装置６に表示された波形の
一例を示す。

【０００９】波形検出装置１ａと航空機２までの距離ａ
は等価的な寸法ａ1 として、また波形検出装置１ａ，１
ｂの間の距離Ｌは等価的な寸法Ｌ1 として表示される。
波形検出装置１ｂから送信された第１の波形位相を時間
差Δτに比例する位相差だけ移動させたとき最大値Ｐが
生じることによって波形検出装置１ａと航空機２までの
距離と、波形検出装置１ｂと航空機２までの距離との差
を演算することができる。

【００１０】即ち、図１に示す構成において、相互相関
関数の最大値Ｐと基準点間の時間差Δτと、誘導路３上
の信号伝搬速度と、センサ、又はマイクロホン間の距離
より、片方のセンサ、またはマイクロホンから、航空機
２までの距離を求め、ある位置を航空機２が通過した場
合にストップバー手前位置の検出とし、航空機２の位置
がストップバー４の上を越えた場合に、ストップバー通
過検出とする。

【００１１】次に、相互関係演算装置７の原理について
説明する。

【００１２】図１において、ストップバー４に対して、
波形検出装置１ａ，１ｂを航空機２の長さｂ以上の間隔
で設置し、波形検出装置１ａで得られた信号ｙ1(t)と、
波形検出装置１ｂで得られた信号ｙ2(t)との相互相関処
理を行い、相互相関関数φ（τ）を求める。

【００１３】

【数１】 次に、図２に示す様に、この相互相関関数φ（τ）が最
大値Ｐとなるときの時間差Δτを求める。図１に示す様
に、波形検出装置１ａ，１ｂ間の距離Ｌ、また路面上に
おいて一定とする伝搬速度Ｖより、波形検出装置１ａか
ら航空機２までの距離ａを求める。

【００１４】ａ＝（Ｌ−Ｖ・Δτ）／２ 図３は、本実施例に従うストップバーシステムの構成を
示したブロック図である。

【００１５】図３において、波形検出装置１ａ，１ｂに
より、航空機２の振動または騒音を捕らえ、アンプ・フ
ィルタ部12により、波形検出装置１ａ，１ｂにより捕ら
えた信号を増幅し、航空機２の振動、または騒音以外の
周波数帯域をフィルタリングにより除去する。次にＡ／
Ｄ変換部13によりアンプ・フィルタ部12の出力信号をデ
ジタル信号に変換する。信号処理部14においてはＡ／Ｄ
変換部13において変換されたデジタル値を取り込み、図
４に示すフローに従い、ストップバー灯の制御が必要か
を判断する。信号処理部14において、ストップバー制御
が必要と判断された場合、制御部15に対して、ストップ
バー灯の制御を指令する。制御部15はストップバー部16
に対して点灯または、消灯の制御を行う。

【００１６】図４は、図３における、信号処理部14の動
作を示したフロー図である。

【００１７】ステップ21ではＡ／Ｄ変換部13よりデジタ
ル化された信号を取り込み、航空機の振動、または騒音
のレベルにしきい値を設定し、ステップ22によって一定
レベル以上かを検出することにより波形検出装置１ａ，
１ｂの設置付近における航空機２の接近を判別する。航
空機２が接近と判断された場合、ステップ23によって相
互相関関数を計算し、その最大値を検出する。航空機２
の振動、または騒音の信号レベルが一定レベル以下の場
合は再度、信号を取り込む。ステップ24によって相互相
関関数の最大値Ｐが検出された場合、相互相関関数の最
大値Ｐより、ステップ25により現在の航空機位置を割り
出す。相互相関関数の最大値Ｐが検出できない場合は、
再度、信号を取り込む。航空機２の位置を割り出し、ス
テップ26によって航空機２の位置がストップバーによる
制御が必要と判断した場合には、ステップ27により制御
部15に対してストップバー灯制御指令を出力する。また
航空機２の位置がストップバー灯の制御が必要ない場合
は、再度、Ａ／Ｄ変換部13よりデジタル信号を取り込み
航空機２の位置を割り出す。

【００１８】図５は他の実施例を示す構成図であり、イ
ンテンシティ演算装置32は各２個セットの加速度セン
サ、又はマイクロホンによってインテンシティ演算を行
い、その結果が示す方向ベクトル、及びベクトル強度に
より、航空機２の位置を検出する手段と、これらの位置
検出信号によって、ストップバー４の点灯または消灯の
制御する手段とを備えている。

【００１９】そして、インテンシティ法においては、一
定間隔で２個セットに設置されたセンサ、またはマイク
ロホンのある２点間に航空機が存在する場合、その２点
間のベクトルは、内側を示すので航空機２の存在がわか
る。また２点間内においては、そのベクトル強度にて、
２点間のどの位置に航空機が存在するかを求めることが
できる。そして、ある位置を航空機が通過した場合にス
トップバー手前位置検出とし、航空機の位置がストップ
バー上を越えた場合にストップバー通過検出とする。

【００２０】まず、上記ストップバー手前位置を検出し
ていないときは、ストップバー４より手前に航空機があ
り、ストップバー灯を赤色点灯する。従って、航空機２
は（ストップバー手前まで進入許可を指示することにな
るので）ストップバー手前まで進入して停止する。次
に、滑走路５への進入可能な状態になったときには管制
官の判断により管制官がストップバー灯を消灯操作して
滑走路５への進入許可を指示する。ここで、航空機２は
ストップバー４を通過して滑走路５へと進入するが、航
空機２がストップバー４の上に移動した状態で、ストッ
プバー通過後位置検出器が検出動作する。この条件でス
トップバーを再点灯（赤色点灯）する。

【００２１】即ち、ストップバー４に対して、加速度セ
ンサ、またはマイクロホンなどのインテンシティ検出装
置３１ａ，３１ｂ，３１ｃを、信号の１／２波長以上の
間隔で２個ずつ路面方向に沿って、航空機の長さｂ以上
の間隔で設置し、インテンシティ検出装置31ａで得られ
た信号Ａ1(t)、Ａ2(t)、インテンシティ検出装置31ｂで
得られた信号Ｂ1(t)、Ｂ2(t)、インテンシティ検出装置
31ｃで得られた信号Ｃ1(t)、Ｃ2(t)とし、２個セットの
インテンシティ検出装置の距離ΔＸ、伝搬媒体の密度ρ
より、インテンシティ法により、航空機のエネルギーベ
クトルを求める。

【００２２】

【数２】 以上により図５のインテンシティ結果が示す様にベクト
ル方向、強度により航空機の位置を求める。

【００２３】図６は、図５に示す一実施例における信号
処理部の動作を示したフロー図である。

【００２４】ステップ51においてＡ／Ｄ変換部からデジ
タル化された信号を取り込み、航空機の振動、または騒
音のレベルにしきい値を設定し、ステップ52によって一
定レベル以上かを検出することにより加速センサ、また
はマイクロホンの位置付近における航空機２の接近を判
別する。航空機２が接近と判断された場合、ステップ53
においてインテンシティを計算し、そのベクトルを検出
する。航空機の振動、または騒音の信号レベルが一定レ
ベル以下の場合は再度、信号を取り込む。ステップ54に
よってインテンシティのベクトルのパワーが一定レベル
以上と判定した場合、ステップ55においてインテンシテ
ィのベクトルにより現在の航空機位置を割り出す。イン
テンシティのベクトルパワーが一定レベル以下の場合
は、再度、信号を取り込む。航空機２の位置をインテン
シティのベクトルより、割り出し、ステップ56において
航空機２の位置がストップバー灯の制御が必要であると
判定した場合、ステップ57により制御部に対してストッ
プバー灯制御指令を出力する。また航空機２の位置がス
トップバー灯の制御が必要ない場合は、再度、Ａ／Ｄ変
換部よりデジタル信号を取り込み航空機２の位置を割り
出す。

【００２５】尚、インテンシティ演算装置と相互関係演
算装置とを組み合わせて信頼性を向上させることが可能
である。更に、これらのシステムにおいて、信号の精度
を上げるために高速な統計処理という演算手続きをＤＳ
Ｐ（Degital Signal Processer）と補助記憶装置を持た
せたシステムを作ることによって高速化を画ることが可
能である。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、航空機が離陸するため
に、誘導路上に次々と待機して離陸許可を待つようなラ
ッシュ状態でも誘導路上の航空機の位置を検出して自動
的にストップバー灯を点灯または消灯して航空機の衝突
を防止するので、管制官はストップバーから滑走路への
進入可能かどうかの判断だけをして進入許可のボタンを
押すだけで良くなり、管制官の負荷を大幅に減少するば
かりでなく、航空機の衝突事故をなくすことのできる航
空滑走路ストップバーシステムを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す空港ストップバーシス
テムの構成図である。

【図２】図１の波形説明図である。

【図３】図１のフローシートと説明図である。

【図４】図３の信号処理部のフロー説明図である。

【図５】他の実施例を示す構成図である。

【図６】図５のフロー説明図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ 波形検出装置 ６ 波形表示装置 ７ 相互関係演算装置 31ａ，31ｂ，31ｃ インテンシティ検出装置 32 インテンシティ演算装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘導路上にある航空機の滑走路への侵入
   を制御するストップバーと、前記誘導路上にあって前記
   航空機の全長よりも長い距離を隔てて互いに直列状態に
   配置され、前記航空機が発するエネルギーの振動波形ま
   たは騒音波形を検出する複数の波形検出装置と、これら
   の波形検出装置から送信された前記振動波形または騒音
   波形を同一の画面上に表示する波形表示装置と、この波
   形表示装置に表示された前記振動波形または騒音波形を
   移動させながら相互の波形が最も近似する位相差を算出
   し、前記位相差と方向を用いて前記複数の波形検出装置
   から前記航空機までの相対的距離と位置とを演算する相
   互関係演算装置と、この相互関係演算装置からの出力信
   号によって前記ストップバーの開閉を制御する開閉制御
   装置と、を具備してなる空港ストップバーシステム装
   置。
2. 【請求項２】 誘導路上にある航空機の滑走路への侵入
   を制御するストップバーと、前記誘導路上にあって前記
   航空機の全長よりも長い距離を隔てて互いに直列状態に
   配置され、前記航空機が発するエネルギーの大きさと方
   向を検出する複数のインテンシティ検出装置とこれらの
   インテンシティ検出装置から送信された前記エネルギー
   の大きさと方向からインテンシティ法によって解析し、
   前記航空機までの相対的距離と位置とを演算するインテ
   ンシティ演算装置と、このインテンシティ演算装置から
   の出力信号によって前記ストップバーの開閉を制御する
   開閉制御装置と、を具備してなる空港ストップバーシス
   テム装置。
3. 【請求項３】 誘導路上にある航空機の滑走路への侵入
   を制御するストップバーと、前記誘導路上にあって前記
   航空機の全長よりも長い距離を隔てて互いに直列状態に
   配置され、前記航空機が発生するエネルギーの振動波形
   または騒音波形を検出する複数の波形検出装置とこれら
   の波形検出装置から送信された前記振動波形または騒音
   波形を同一の画面上に表示する波形表示装置と、この波
   形表示装置に表示された前記振動波形または騒音波形を
   移動させながら相互の波形が最も近似する位相差を算出
   し、前記位相差と方向を用いて前記複数の波形検出装置
   から前記航空機までの相対的距離と位置とを演算する相
   互関係演算装置と、前記波形検出装置から送信されたイ
   ンテンシティ信号をインテンシティ法によって解析し、
   前記航空機までの相対的距離と位置とを演算するインテ
   ンシティ演算装置と、このインテンシティ演算装置から
   の出力信号によって前記相互関係演算装置の出力を補正
   する相互関係演算補正装置と、この相互関係演算補正装
   置からの出力信号によって前記ストップバーの開閉を制
   御する開閉制御装置と、を具備してなる空港ストップバ
   ーシステム装置。