WO2014156169A1 - 管制支援システム、管制支援方法および管制支援プログラム - Google Patents

管制支援システム、管制支援方法および管制支援プログラム Download PDF

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WO2014156169A1
WO2014156169A1 PCT/JP2014/001795 JP2014001795W WO2014156169A1 WO 2014156169 A1 WO2014156169 A1 WO 2014156169A1 JP 2014001795 W JP2014001795 W JP 2014001795W WO 2014156169 A1 WO2014156169 A1 WO 2014156169A1
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WO
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aircraft
interest
plane
axis
section information
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PCT/JP2014/001795
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English (en)
French (fr)
Inventor
幸生 寺本
友人 安藤
多賀戸　裕樹
弘司 喜田
Original Assignee
日本電気株式会社
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    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/04—Anti-collision systems
    • G08G5/045—Navigation or guidance aids, e.g. determination of anti-collision manoeuvers
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0017—Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information
    • G08G5/0026—Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information located on the ground
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0043—Traffic management of multiple aircrafts from the ground
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0073—Surveillance aids
    • G08G5/0082—Surveillance aids for monitoring traffic from a ground station

Definitions

  • the present invention relates to a control support system, a control support method, and a control support program that support a controller by displaying the status of an aircraft when it is assumed that a conflict avoidance plan has been adopted.
  • a conflict is a situation in which two aircraft navigating at the same altitude are closer than the distance (offshore control interval) set to ensure safety.
  • an avoidance plan for changing the state of the aircraft is created in order to avoid the conflict.
  • the controller selects an evasion plan and instructs the aircraft according to the evasion plan.
  • One workaround represents a change in the speed or altitude of a single aircraft. Therefore, it can be said that one aircraft corresponds to one avoidance plan.
  • Patent Documents 1 and 2 Various devices for supporting the controller have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • the apparatus described in Patent Literature 1 creates an avoidance plan for avoiding a conflict, and displays each avoidance plan in an order based on the priority of each avoidance plan.
  • Patent Document 2 extracts aircraft existing within a certain range and displays those aircraft in a three-dimensional display.
  • JP 2012-118697 A paragraphs 0027, 0030 to 0033, etc.
  • JP 2000-276700 A first page, paragraph 0058, FIG. 4 etc.
  • the controller must select one of the avoidance plans and give an instruction according to the avoidance plan to the aircraft corresponding to the avoidance plan.
  • the controller must again select the evasion plan. Therefore, when the controller selects an avoidance plan and issues an instruction to an aircraft corresponding to the avoidance plan, it is preferable that the controller can easily determine the number of other aircraft that will approach the aircraft in the future.
  • the variety of other aircrafts that will approach the aircraft corresponding to the evasion plan in the future represents the reliability of the evasion plan in the future. That is, it can be said that the smaller the number of other aircraft approaching the aircraft corresponding to the avoidance plan in the future, the higher the reliability of the avoidance plan, and the more other aircraft approaching in the future, the lower the reliability of the avoidance plan.
  • Patent Document 1 displays each avoidance plan in the order based on the priority of the avoidance plan.
  • this priority is set based on a standard different from that of other aircraft that will approach the aircraft corresponding to the avoidance plan in the future.
  • the system described in Patent Document 2 displays a three-dimensional stereoscopic display of an aircraft existing within a certain range.
  • This display result indicates the congestion status of the aircraft at a certain point in time. Therefore, when the controller wants to grasp the future congestion situation, it is necessary to designate a certain point in the future and confirm the 3D stereoscopic display result at that point. At this time, the controller can only grasp the congestion situation at a certain point in the future. Therefore, when the controller wants to grasp the congestion situation in the time zone from now to the future, the controller must specify the individual time in the future and confirm the three-dimensional stereoscopic display result. This increases the burden on the controller.
  • an object of the present invention is to provide a control support system, a control support method, and a control support program capable of displaying the reliability of future avoidance plans in a manner that is easy for the controller to understand.
  • the control support system includes a passing point of a moving object represented by a set of three-dimensional coordinates with the x and y coordinates of the passing point defined as the position through which the moving object passes and the passing time of the moving object as coordinate values.
  • each set of the section information of the aircraft of interest and the section information of the peripheral machine includes a three-dimensional vector represented by the section information of the aircraft of interest xy
  • a figure specifying means for specifying a figure representing a predetermined range defined by a peripheral machine in a plane perpendicular to the plane, and a two-dimensional vector in the xy plane from the passing point of the aircraft of interest to the next passing point on the x axis Convert to line up in order
  • control support method provides a moving object represented by a set of three-dimensional coordinates whose coordinate values are the x-coordinate and y-coordinate of the passing point determined as the position through which the moving object passes.
  • a set of section information between passing points the section information of the aircraft of interest when the aircraft of interest that is the target of state change by the avoidance plan of abnormal approach between moving bodies is changed based on the avoidance plan
  • a set of section information of a peripheral machine that is a moving body other than the aircraft of interest is defined, and for each set of section information of the aircraft of interest and section information of the peripheral aircraft, a three-dimensional vector represented by the section information of the aircraft of interest
  • a figure representing a predetermined range defined by the peripheral aircraft is specified in a plane perpendicular to the xy plane including the two-dimensional vector in the xy plane from the passing point of the aircraft of interest toward the next passing point along the x axis.
  • a transformation matrix that includes a two-dimensional vector and represents a transformation from a plane perpendicular to the xy plane to a plane defined by the x-axis and the time axis is calculated for each two-dimensional vector, and for the specified figure.
  • a transformation matrix corresponding to the section information of the aircraft of interest used for identifying the aircraft the figure is transformed into a plane defined by the x axis and the time axis, and the passing point and aircraft of interest are displayed together with the x axis and the time axis.
  • a line connecting points determined by the time of passing through the passing point and the converted figure are displayed.
  • control support program is represented on a computer by a set of three-dimensional coordinates whose coordinate values are the x-coordinate and y-coordinate of the passing point determined as the position where the moving body passes and the passing time of the moving body
  • the target aircraft in the case where the aircraft of interest that is the target of state change by the avoidance plan of abnormal approach between mobile bodies is changed based on the avoidance plan
  • a set of section information and section information of a peripheral machine that is a moving body other than the aircraft of interest is defined, and each set of section information of the aircraft of interest and section information of the peripheral aircraft is represented by section information of the aircraft of interest 3
  • a plane defined by the x axis and the time axis by applying a transformation matrix corresponding to the section information of the aircraft of interest used for specifying the figure to the figure specified by the matrix calculation process and the figure specifying process The figure is converted into a line, and a display process for displaying the line after the passing point and the point determined by the time at which the aircraft of interest passes the passing point, together with the x axis and the time axis, and the converted figure is executed.
  • the “flight plan” is a movement plan determined for each aircraft.
  • a flight plan of one aircraft is represented as a set of combinations of position coordinates of a predetermined passing point and time when the aircraft passes the passing point.
  • the position coordinates of the passing point are an x coordinate and ay coordinate in a map expressed in two dimensions. Therefore, the flight plan is represented by a set of combinations of three values (x coordinate, y coordinate, time).
  • FIX is an aircraft passing point indicated by the flight plan.
  • the x coordinate and the y coordinate represent the position of the FIX.
  • one aircraft represented by a combination of the FIX (x coordinate, y coordinate, time) of the earlier aircraft passage time and the FIX (x coordinate, y coordinate, time) of the later aircraft passage time Information of a section between a pair of adjacent FIXs in the order of passage of the aircraft is referred to as “link”.
  • a link can be expressed as a vector in a three-dimensional space.
  • the FIX (x coordinate, y coordinate, time) of the FIX with the earlier passage time among a pair of FIXs adjacent in order of passage time is the start point of the link
  • Y coordinate, time) is the end point of the link.
  • time aircraft passage time
  • time is expressed as coordinates on the t-axis perpendicular to the x-axis and the y-axis.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of an output screen of the control support system of the present invention.
  • the horizontal axis shown in FIG. 1 represents the arrangement of the FIXs in the order of the passage time of the aircraft.
  • the vertical axis shown in FIG. 1 represents time.
  • the interval between the FIXs shown on the horizontal axis represents the distance between the FIXs.
  • the control support system of the present invention At least the flight plan of each aircraft and the avoidance plan selected by the controller are input. Then, the control support system of the present invention displays a graph (see FIG. 1) with each FIX defined in the flight plan of the aircraft corresponding to the avoidance plan as the horizontal axis and the time as the vertical axis. In addition, the control support system specifies on the graph the time at which the aircraft passes each FIX when the state of the aircraft corresponding to the avoidance plan is changed along the avoidance plan, and the passing time of each FIX A line 11 connecting the points representing is also displayed. This line is referred to as a reference line 11.
  • the aircraft corresponding to the avoidance plan is referred to as the aircraft of interest. All aircraft other than the aircraft of interest are described as peripheral aircraft.
  • the avoidance plan represents a change in the speed or altitude of the aircraft of interest. It is assumed that each FIX through which the aircraft of interest passes is not changed. That is, the route of the aircraft of interest is not changed.
  • the control support system also connects the line 12 connecting the points representing the passing times of each FIX when the aircraft of interest travels at the statutory upper limit speed and the passing times of each FIX when the aircraft of interest navigates at the statutory lower limit speed.
  • the line 13 connecting the points representing may also be displayed together.
  • the ellipse 15 shown in FIG. 1 represents the proximity state between the aircraft of interest and the peripheral aircraft.
  • One ellipse corresponds to one peripheral aircraft.
  • the closer the ellipse 15 is to the reference line the closer the peripheral aircraft is to the aircraft of interest.
  • the fact that the ellipse 15 intersects the reference line 11 means that a conflict will occur in the future even when the speed is changed according to the avoidance plan. Therefore, the air traffic controller looks at the displayed graph and determines the likelihood of occurrence of a conflict after performing air traffic control according to the avoidance plan according to the number of ellipses 15 and the distance between the ellipse 15 and the reference line 11. I can judge.
  • the time zone corresponding to the ellipse 15 is the time zone in which the peripheral aircraft passes the aircraft of interest through the same position.
  • Embodiment 1 it is assumed that a conflict is detected in advance and a plurality of avoidance plans for the conflict are created.
  • the external system (not shown) of the present invention may detect a conflict and create a plurality of avoidance plans for the conflict.
  • the controller selects one evasion plan from among the plurality of evasion plans created and inputs it to the control support system of the present invention.
  • the selection of the avoidance plan means that the controller confirms the graph illustrated in FIG. 1 so that the controller understands the reliability of the avoidance plan in the future. It does not mean that the selection is intended to give an instruction along the avoidance plan to the attention machine.
  • the avoidance plan selected by the controller may be input to the control support system of the present invention via the external system. Since one evasion plan corresponds to one aircraft, the selection of the evasion plan corresponds to the selection of the aircraft of interest.
  • the avoidance plan includes, for example, the ID of the avoidance plan, the ID of the aircraft whose state is to be changed, the state change content (speed or altitude change content), information on the start and end times of the change, and the like.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the control support system according to the first embodiment of the present invention.
  • the control support system 1 of the present invention includes an obstacle figure calculation unit 2, a link inclusion surface conversion matrix calculation unit 3, a route information display processing unit 4, and a display unit 5.
  • the display unit 5 is a display device.
  • the display unit 5 may be a display device shared with the aforementioned external system (not shown).
  • the flight plan of each aircraft is input in addition to the avoidance plan selected by the controller.
  • Information on the position of the current aircraft of interest is also input to the control support system 1 together with the avoidance plan.
  • the obstacle figure calculation unit 2 receives the avoidance plan selected by the controller and the flight plan.
  • the obstacle figure calculation unit 2 calculates a link when the state (speed or altitude) of the aircraft of interest indicated by the avoidance plan is changed according to the avoidance plan.
  • the obstacle figure calculation unit 2 calculates the time when the aircraft of interest passes each FIX based on the speed of the aircraft of interest after the state change according to the avoidance plan.
  • the obstacle figure calculation unit 2 may determine the start point and the end point of the link by adding the time to the x and y coordinates of the FIX.
  • the obstacle figure calculation unit 2 uses the links of the aircraft of interest after the state change according to the avoidance plan and the links of the peripheral aircraft (aircraft other than the aircraft of interest) to represent the obstacles (specifically, the obstacles).
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a figure representing the range of the offshore control interval of the peripheral aircraft.
  • One link is expressed in the form of [(x coordinate of start point, y coordinate of start point, t coordinate of start point), (x coordinate of end point, y coordinate of end point, t coordinate of end point)].
  • the obstacle figure calculation unit 2 calculates each link of the aircraft of interest after the state change according to the avoidance plan. Then, the obstacle figure calculation unit 2 identifies a combination of the link of the aircraft of interest and the link of the peripheral aircraft at least partially overlapping the time zone from the start time to the end time. The obstacle figure calculation unit 2 specifies a combination of the link of the aircraft of interest and the link of the peripheral aircraft with all aircrafts other than the aircraft of interest as peripheral aircraft.
  • FIG. 3 shows the combination of the one set of links.
  • the link FA is a link of the aircraft of interest.
  • a link FB is a link of a peripheral device.
  • the end times of the links FA and FB may not be the same time. If the start points of the links FA and FB are not common, the obstacle figure calculation unit 2 calculates the intersection of the plane determined by the start point of the link FA and FB with the later start point and the link with the earlier start point time. The three-dimensional coordinates of the start point of the link with the earlier start point time may be replaced with the three-dimensional coordinates of the intersection. By this calculation, the start time of the two links becomes common.
  • the end time of the link FA when the speed of the aircraft of interest is increased, the end time of the link FA is also advanced, and when the speed of the aircraft of interest is decreased, the end time of the link FA is also delayed.
  • the point S shown in FIG. 3 represents the end point of the link when the speed of the aircraft of interest is increased to the legal upper limit speed
  • the point T is the link of the link when the speed of the aircraft of interest is decreased to the legal lower limit speed. Represents the end point.
  • the obstacle figure calculation unit 2 may calculate the points S and T. In other words, the obstacle figure calculation unit 2 may obtain the time at which the aircraft of interest passes FIX when the aircraft of interest sails at the legal upper and lower speed limits.
  • the plane including the start point O and the points S and T of the link FA is defined by changing the speed of the aircraft of interest.
  • the plane H 0 includes a line segment that connects the FIXs on a two-dimensional map and is a plane perpendicular to the xy plane.
  • Hasuhashiratai H 1 is a columnar body which is moved along a circle offshore control intervals parallel to the xy plane and a radius to the link FB.
  • the intersection of the plane H 0 and the oblique column H 1 is represented by an ellipse d as shown in FIG. Elliptical d is present on the plane H 0. If the ellipse d and the link FA intersect in the three-dimensional space shown in FIG. 3, it means that a conflict occurs. If the ellipse d and the link FA do not intersect, it means that no conflict occurs.
  • This ellipse d is a figure representing a figure representing the range of the offshore control interval of the peripheral aircraft in a plane H 0 including the three-dimensional vector of the link of the aircraft of interest and perpendicular to the xy plane.
  • the obstacle figure calculation unit 2 obtains an ellipse d based on the combination of the link of the aircraft of interest and the link of the peripheral aircraft at least partially overlapping the time zone from the start point time to the end point time.
  • the process in which the obstacle figure calculation part 2 calculates the ellipse d is demonstrated concretely.
  • the obstacle figure calculation unit 2 specifies a circle c centered on the start point (x B1 , y B1 , t B1 ) of the link FB and having a radius of the offshore control interval.
  • the obstacle figure calculation unit 2 converts the circle c into an ellipse d by the calculation of the following equation (1).
  • Equation (3) is obtained by the calculation of equation (4).
  • c 1 (x B2 ⁇ x B1 ) / D 1 formula (2)
  • c 2 (y B2 ⁇ y B1 ) / D 1 formula (3)
  • c 3 (t B2 ⁇ t B1 ) / D 1 formula (4)
  • Equation (2) D 1 in the formula (3) and (4) is obtained by calculating the following equation (5).
  • D 2 in the formula (1) is determined by calculating the following equation (6).
  • the obstacle figure calculation unit 2 samples a plurality of points on the circumference of the circle c, and sets the x coordinate, y coordinate, and t coordinate to x, Substituting into y and t, the calculation of equation (1) may be performed.
  • the three-dimensional coordinates obtained by this calculation result are points on the circumference of the ellipse d in the three-dimensional space shown in FIG. That is, the obstacle figure calculation unit 2 obtains sampling points on the circumference of the ellipse d by performing the calculation of Expression (1) for a plurality of points sampled from the circle c.
  • the sampling points on the circumference of the ellipse d are simply referred to as the sampling points of the ellipse d.
  • the obstacle figure calculation unit 2 identifies all the combinations of links in which the time zone from the start time to the end time overlaps at least partially for each set of the aircraft of interest and individual peripheral devices.
  • the amount of calculation of the obstacle figure calculation unit 2 increases. Furthermore, empirically, after two aircrafts approach each other once, they do not approach again.
  • the obstacle figure calculation unit 2 identifies all combinations of links in which the time zone from the start time to the end time overlaps for each set of the aircraft of interest and each peripheral device.
  • the links It is preferable to perform processing for determining whether or not to calculate the ellipse d (more specifically, the sampling point of the ellipse d) for each combination.
  • the obstruction figure calculation part 2 calculates the ellipse d only with respect to the combination of the link determined to calculate the ellipse d.
  • An example of a process for determining whether or not to calculate the ellipse d is shown below.
  • Rectangular OPQR is present on the plane H 0.
  • c 4 and c 5 are values obtained by calculation of the following formulas (8) and (9), respectively.
  • the obstacle figure calculation unit 2 calculates the sampling points of the ellipse d for the combination of the link of the aircraft of interest and the link of the peripheral aircraft. Then, the identification information of the link combination is associated and input to the route information display processing unit 4.
  • each FIX is represented on the horizontal axis.
  • the transformation matrix calculation unit 3 converts the two-dimensional vectors in the xy plane from one FIX to the next FIX along the route of the aircraft of interest so that they are arranged along the x-axis in the order of FIX.
  • a transformation matrix that represents transformation from a plane that includes the dimension vector and is perpendicular to the xy plane to a plane that is defined by the x-axis and the t-axis (time axis) is calculated for each two-dimensional vector.
  • the transformation matrix calculation unit 3 may calculate the transformation matrix in order from, for example, a two-dimensional vector starting from the FIX through which the aircraft of interest passes the earliest from the current time. The earliest FIX can be identified based on the current location of the aircraft of interest. In this example, it is assumed that the transformation matrix calculation unit 3 does not calculate the above transformation matrix for a two-dimensional vector starting from the FIX that has already passed through the aircraft of interest.
  • the two-dimensional vector to be processed by the transformation matrix calculation unit 3 is not limited to this example.
  • the conversion matrix calculation unit 3 may determine the current position of the aircraft of interest as FIX1 for convenience, specify each two-dimensional vector v Ai , and calculate a conversion matrix for each v Ai .
  • FIGS. 4 and 5 are explanatory diagrams illustrating the conversion matrix calculation process of the conversion matrix calculation unit 3. It is assumed that the FIX through which the aircraft of interest passes along the route of the aircraft of interest is determined in the flight plan in the order of FIX1, FIX2, FIX3, and FIX4.
  • FIX1 is the FIX through which the aircraft of interest passes the earliest from the present time, and the FIX that has already passed through the aircraft of interest is ignored.
  • the coordinates of the i-th FIX are described as (x Ai , y Ai ).
  • Let v Ai be a two-dimensional vector in the xy plane from the i-th FIX to the next FIX.
  • v Ai can be expressed by the following formula (10).
  • i is an integer from 1 to n-1.
  • each FIX does not exist on one straight line.
  • each FIX is represented on one axis.
  • Each FIX on the x-axis shown in FIG. 1 represents each FIX when two-dimensional vectors from one FIX to the next FIX are arranged on the x-axis while maintaining the size.
  • a plane that includes a two-dimensional vector from one FIX to the next FIX and is perpendicular to the xy plane is This corresponds to the plane H 0 shown in FIG.
  • Each link of the target machine is present in this plane H 0.
  • V Ai shown in FIGS. 4 and 5 is a link corresponding to v Ai .
  • the transformation matrix calculation unit 3 calculates a transformation matrix that includes the v Ai and converts a point in a plane perpendicular to the xy plane into a point in the xt plane.
  • the xt plane is a plane defined by the x axis and the t axis.
  • the transformation matrix calculation unit 3 determines a transformation matrix (denoted as mi (1)) that translates v Ai to the origin.
  • mi (1) a transformation matrix (denoted as mi (1)) that translates v Ai to the origin.
  • m i (1) is represented by the following formula (11).
  • the coordinates of the end point of v Ai are represented as (x Ai + 1 , y Ai + 1 ).
  • 1 is added to the coordinates as the third and fourth elements, respectively, to be (x Ai + 1 , y Ai + 1 , 1, 1), and (x Ai + 1 , y Ai + 1 , 1, 1) a transposed matrix may be multiplied from the right side of the m i (1).
  • the transformation matrix calculation unit 3 describes a transformation matrix (denoted as mi (2)) that rotates a vector obtained by transforming v Ai with the transformation matrix mi (1) so as to be in the same direction as the x axis.
  • mi (2) is represented by the following formula (12).
  • ⁇ i is an angle formed by a vector obtained by converting v Ai with the conversion matrix m i (1) and the x axis, and an angle in a range of ⁇ to ⁇ . If the unit matrix along the x-axis is e x , ⁇ i is calculated by the following equation (13).
  • the conversion matrix calculation unit 3 describes a vector obtained by converting v Ai with the conversion matrices m i (1) and m i (2) as a conversion matrix (m i (3)) that translates along the x-axis. .) Is calculated.
  • m i (3) is represented by the following formula (14).
  • ⁇ in Expression (14) is a translation amount when the translation is performed in the x-axis direction.
  • the value of ⁇ used to calculate a transformation matrix by focusing on v Ai is the sum of the magnitude of each vector from v A1 v to Ai-1.
  • the value of ⁇ used when calculating the transformation matrix by paying attention to the first two-dimensional vector v A1 is 0.
  • a point in the plane that includes the two-dimensional vector v Ai and is perpendicular to the xy plane is converted to the xt plane by the conversion matrix M i .
  • a point in the plane that includes v Ai and is perpendicular to the xy plane is represented by an x coordinate, ay coordinate, and a t coordinate. That point when converting by M i is its three elements, by adding 1 as the fourth element as a (x, y, t, 1 ), (x, y, t, 1) of a transposed matrix may be performed a calculation of multiplying from the right side of the M i. The first element of the resulting vector corresponds to the x coordinate and the third element corresponds to the t coordinate. Note that the t coordinate is not changed by the transformation matrix M i .
  • FIG. 4 shows a vector obtained by paying attention to the first two-dimensional vector v A1 and sequentially converting v A1 with m 1 (1) , m 1 (2) , and m 1 (3) .
  • a vector obtained by translating v A1 from the origin using the transformation matrix m 1 (1) is shown as a vector 31.
  • a vector obtained by rotating the vector 31 in the same direction as the x axis using the transformation matrix m 2 (1) is shown as a vector 32. Focusing on v A1 , ⁇ (see equation (14)) used when determining m 1 (3 ) is 0, and therefore, vector 32 does not move by m 1 (3) . Therefore, v A1 is converted to vector 32 by M 1 .
  • a point in the plane that includes v A1 and is perpendicular to the xy plane is also converted to the xt plane.
  • FIG. 5 shows a vector obtained by paying attention to the second two-dimensional vector v A2 and sequentially converting v A2 with m 2 (1) , m 2 (2) , and m 2 (3) .
  • a vector obtained by translating v A2 from the origin using the transformation matrix m 2 (1) is shown as a vector 36.
  • a vector obtained by converting the vector 36 in the same direction as the x axis using the transformation matrix m 2 (2) is shown as a vector 37.
  • ⁇ (see equation (14)) used when determining m i (3) is the sum of the sizes of the vectors from v A1 to v Ai ⁇ 1 . Therefore, in this example, ⁇ is the magnitude of the two-dimensional vector v A1 .
  • v A2 is converted to a vector 38 by M 2 .
  • a point in the plane that includes v A2 and is perpendicular to the xy plane is also converted to the xt plane.
  • the route information display processing unit 4 specifies the position of each FIX when two-dimensional vectors from one FIX to the next FIX are arranged on the x-axis while maintaining the size. For example, the route information display processing unit 4 applies the transformation matrix M i corresponding to the two-dimensional vector to the start point of the two-dimensional vector in the xy plane shown in FIG. 4 or FIG. The position of the FIX may be specified. Here, the case where the transformation matrix M i is applied to the start point of the two-dimensional vector is illustrated, but the route information display processing unit 4 may apply the transformation matrix M i to the end point of the two-dimensional vector. . Incidentally, route information display processing unit 4, without using the transformation matrix M i, that accumulates the value of the magnitude of each vector may specify the position of FIX on the x-axis.
  • the route information display processing unit 4 determines a reference line on the xt plane by connecting a point determined by a combination of this time and the position (x coordinate) on the x axis specified as the FIX position. It is displayed on the display unit 5 together with the axis and the t-axis. As a result, the reference line 11 illustrated in FIG. 1 is displayed together with the x-axis (horizontal axis illustrated in FIG. 1) and the t-axis (time axis. Vertical axis illustrated in FIG. 1). For example, the route information display processing unit 4 causes the display unit 5 to display the t-axis with the start time of the state change of the aircraft indicated by the avoidance plan selected by the controller as the intersection with the x-axis.
  • the route information display processing unit 4 converts the sampling points of the ellipse d (see FIG. 3) calculated by the obstacle figure calculation unit 2 to the combination of the link of the aircraft of interest and the link of the peripheral aircraft, and the conversion matrix calculation unit 3 is converted into the xt plane by the conversion matrix M i calculated by 3, and the ellipse in the xt plane specified by the converted point is displayed together with the x axis and the t axis.
  • the ellipse display process will be specifically described below.
  • a set of sampling points of the ellipse d calculated from one set of links is associated with identification information of link combinations.
  • Route information display processing unit 4 identifies the link target machine by the identification information, identifying the transform matrix M i corresponding to the link of the attention machine.
  • the link of the aircraft of interest corresponds to a two-dimensional vector v ai (see FIG. 4) represented in the xy plane. Therefore, the route information display processing unit 4 can specify the conversion matrix M i from the link of the aircraft of interest.
  • Route information display processing section 4 by applying the transformation matrix M i to individual sampling points of the ellipse d, converts the sampling points xt plane.
  • the route information display processing unit 4 adds 1 as a fourth element to the x coordinate, y coordinate, and t coordinate of the sampling point to (x, y, t, 1).
  • the route information display processing section 4, (x, y, t, 1) transposed matrix of a may be multiplied from the right side of M i.
  • the first element (x coordinate) and the third element (t coordinate) of the vector obtained by multiplication of this matrix represent the points after conversion on the xt plane. For example, as illustrated in FIGS. 4 and 5, sampling of the ellipse 21 is performed by combining the link VA 2 of the aircraft of interest between FIX 2 and 3 and the link (not shown) of the peripheral aircraft corresponding to the two-dimensional vector v B.
  • Route information display processing section 4 by applying the transformation matrix M 2 the sampling points of the ellipse 21, converts the sampling point to the point on the xt plane.
  • the route information display processing unit 4 causes the display unit 5 to display an ellipse in the xt plane determined by the converted sampling points together with the reference line 11, the x axis, and the t axis.
  • the route information display processing unit 4 performs the conversion processing to the xt plane for each set of sampling points of the ellipse d calculated from one set of links. And the route information display process part 4 displays each ellipse determined from the sampling point after conversion to xt plane on the display part 5, respectively. As a result, an ellipse 15 illustrated in FIG. 1 is displayed.
  • the route information display processing unit 4 may identify an ellipse on the xt plane by interpolating the converted sampling points, for example.
  • the route information display processing unit 4 is a point determined by the combination of the passing time of each FIX when the aircraft of interest navigates at the legal upper limit speed and the position (x coordinate) on the x axis specified as the FIX position. May be displayed on the display unit 5. Similarly, the route information display processing unit 4 connects a line determined by a combination of the passing time of each FIX when the aircraft of interest navigates at the legal lower limit speed and the position on the x-axis specified as the FIX position. May be displayed on the display unit 5 together with the x-axis and the t-axis. As a result, the lines 12 and 13 illustrated in FIG. 1 are also displayed. The route information display processing unit 4 may not display the lines 12 and 13 (see FIG. 1) on the display unit 5.
  • the route information display processing unit 4 may display the output screen by limiting the range of the t-axis to a predetermined length of time.
  • a predetermined length of time In the example illustrated in FIG. 1, an example in which the t-axis range is displayed limited to a length of one hour is illustrated.
  • the ellipse corresponding to the time zone after 13:00 is not displayed.
  • the size of the range displayed as the output screen may be determined in advance.
  • the route information display process part 4 may display an ellipse, a reference line, etc. within the range.
  • the obstacle figure calculation unit 2, the conversion matrix calculation unit 3, and the route information display processing unit 4 are realized by, for example, a CPU (Central Processing Unit) that operates according to a computer.
  • the CPU may read the control support program and operate as the obstacle figure calculation unit 2, the conversion matrix calculation unit 3, and the route information display processing unit 4 according to the program.
  • the control support program may be stored in a computer-readable recording medium.
  • the obstacle figure calculation part 2, the conversion matrix calculation part 3, and the route information display process part 4 may be implement
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of processing progress of the first embodiment of the present invention. It is assumed that the flight plan has been input to the control support system 1 in advance. In addition, an external system (not shown) detects a conflict, creates a plurality of avoidance plans for avoiding the conflict, and the controller makes one avoidance plan for the purpose of checking the output screen illustrated in FIG. Is selected. For example, it is assumed that the avoidance plan selected by the controller and information on the current position of the aircraft of interest whose state is to be changed are input from the external system to the control support system 1.
  • the conversion matrix calculation unit 3 calculates a conversion matrix M i for each vector in the xy plane connecting the FIXs through which the aircraft of interest indicated by the avoidance plan passes. (Step S1). Since the process of calculating the transformation matrix M i for each vector in the xy plane connecting FIX has already been described, the description thereof is omitted here. Transformation matrix calculation unit 3 inputs the respective transformation matrices M i calculated for route information display processing unit 4.
  • the obstacle figure calculation unit 2 calculates each link when the state (speed or altitude) of the aircraft of interest is changed according to the avoidance plan. For example, if the transformation matrix calculation unit 3 calculates the transformation matrix in order from a two-dimensional vector starting from the FIX where the machine of interest passes the earliest from the current time, the obstacle figure calculation unit 2 determines that the machine of interest is from the current time. What is necessary is just to create each link after the link which uses the FIX which passes the earliest as a starting point.
  • the obstacle figure calculation unit 2 may create a link corresponding to the two-dimensional vector v Ai that the conversion matrix calculation unit 3 calculates as the conversion matrix calculation target as the link of the aircraft of interest when the state is changed. . Then, the obstacle figure calculation unit 2 refers to the links of the aircraft of interest and the links of the peripheral devices, and links of the aircraft of interest that overlap at least partially from the start time to the end time. Identify the combination with the peripheral link. The obstacle figure calculation unit 2 calculates the sampling point of the ellipse d (see FIG. 3) determined by the combination of the link of the aircraft of interest and the link of the peripheral machine for each combination (step S2).
  • the obstacle figure calculation unit 2 associates the identification information of the combination of the links with a set of sampling points of one ellipse d calculated from one set of links, and inputs them to the route information display processing unit 4.
  • the route information display processing unit 4 uses the transformation matrix M i corresponding to the link of the aircraft of interest to convert the set of sampling points of the ellipse d calculated for the combination of the link of the aircraft of interest and the link of the peripheral aircraft to the xt plane. Conversion is performed upward (step S3).
  • the route information display processing unit 4 converts the sampling points of the ellipse for each set of sampling points of the ellipse d calculated from a set of links.
  • the route information display processing unit 4 specifies the position of each FIX when two-dimensional vectors from one FIX to the next FIX are arranged on the x-axis while maintaining the size. Then, the route information display processing unit 4 specifies a point determined by a combination of the time when the aircraft of interest after the state change based on the avoidance plan passes each FIX and the position on the x-axis specified as the position of the FIX. The route information display processing unit 4 displays the x-axis and the t-axis, and displays a line (reference line) connecting these points on the display unit 5. At this time, the route information display processing unit 4 displays the ellipse specified from the sampling point on the display unit 5 based on the sampling point of the ellipse on the xt plane obtained in step S3 (step S4).
  • step S4 the route information display processing unit 4 connects the line 12 indicating the passing time of each FIX when the aircraft of interest navigates at the legal upper limit speed, or the aircraft of interest navigates at the legal lower limit speed.
  • a line 13 connecting points representing the passage times of the respective FIXs in the case may be displayed together.
  • the obstacle figure calculation unit 2 may calculate the passing time of each FIX when the aircraft of interest navigates at the legal upper and lower speed limits.
  • the route information display processing unit 4 displays the t-axis on the display unit 5 with the start time of the state change instructed in the avoidance plan as the intersection with the x-axis.
  • the size of the range displayed as the output screen may be determined in advance.
  • the x-axis range and the t-axis range to be displayed may be determined in advance based on the intersection of the x-axis and the t-axis.
  • the route information display process part 4 may display an ellipse, a reference line, etc. within the range.
  • step S4 the display screen illustrated in FIG. 1 is displayed on the display unit 5, and the controller confirms the screen displayed in step S4.
  • the ellipse 15 represents the proximity state between the aircraft of interest and the peripheral aircraft.
  • One ellipse corresponds to one peripheral aircraft.
  • the controller refers to the screen displayed in step S4 and, based on the number of ellipses 15 and the distance between the ellipse 15 and the reference line 11, the conflict after the air traffic control is performed according to the selected workaround. Ease of occurrence can be confirmed.
  • the controller can determine the reliability of the selected avoidance plan in the future from the viewpoint that the smaller the number of ellipses 15 is, the better.
  • each ellipse 15 does not belong to the range surrounded by the lines 12 and 13 (see FIG. 1).
  • the vertical axis is the time axis as illustrated in FIG. Therefore, the display screen in step S4 represents not only the situation at a certain time in the future, but also the proximity situation between the aircraft of interest and the peripheral aircraft in a wide time zone. Therefore, the controller does not need to specify each individual time in the future, and can understand at a glance the proximity situation between the aircraft of interest and the peripheral aircraft in the future time zone.
  • the controller selects another avoidance plan. Then, the control support system 1 executes steps S1 to S4 for the avoidance plan. Then, the controller may adopt a reliable avoidance plan for the future and give instructions to the aircraft of interest according to the avoidance plan.
  • FIG. 2 The control support system according to the second embodiment of the present invention can be expressed by the same configuration as that in FIG. 2, and the second embodiment will be described below with reference to FIG.
  • the operation of the transformation matrix calculation unit 3 is the same as that in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • the obstacle figure calculation unit 2 performs the following operation in addition to the operation of the first embodiment.
  • the FIX passage time change information of the peripheral device is also input to the obstacle figure calculation unit 2.
  • the FIX passage time change information of the peripheral aircraft is information representing a change in the FIX passage time of the peripheral aircraft shown in the flight plan.
  • the FIX transit time change information of the peripheral aircraft is created by the controller and input to the obstacle figure calculation unit 2.
  • the aspect in which the FIX passage time change information of the peripheral device is input is not particularly limited. For example, using an interface of an external system (not shown), the controller may perform an operation to advance or delay the time when a certain peripheral device passes through a FIX. And according to the operation, an external system may input the FIX passage time change information of the peripheral device to the obstacle figure calculation unit 2.
  • controller does not change the passage route of the peripheral aircraft.
  • the obstacle figure calculation unit 2 calculates a set of sampling points of the ellipse d using the links of the peripheral aircraft according to the flight plan, as in the first embodiment. Then, when the FIX passage time change information of the peripheral device is input, the obstacle figure calculation unit 2 changes the link of the peripheral device according to the FIX passage time change information. Then, a set of sampling points of the ellipse d is calculated by combining the link of the peripheral aircraft after the change and the link of the aircraft of interest (the link of the aircraft of interest when the state is changed according to the avoidance plan).
  • the obstacle figure calculation unit 2 calculates the sampling point of the ellipse d based on the combination of the link FA and the link FB before the change. This operation is the same as in the first embodiment. Further, the obstacle figure calculation unit 2 changes the link FB to [(x B1 , y B1 , t B1 ), (x A2 , y B2 , t B2 + p)] according to the FIX passage time change information, Based on the link after the change and the link FA of the aircraft of interest, an ellipse sampling point in the three-dimensional space is calculated. The method for calculating the ellipse in the three-dimensional space is the same as in the first embodiment.
  • the end point time of the link FB is delayed by p. Further, the x coordinate and the y coordinate of the end point of the link FB are not changed. For this reason, the oblique column body corresponding to the link of the peripheral device after the change is higher than the oblique column body shown in FIG. In addition, the angle formed by the oblique column body and the xy plane also increases. Accordingly, the size and shape of the ellipse determined by the intersection between the oblique column and the plane H 0 (see FIG. 3) also change. In this example, the inclination of the ellipse with respect to the xy plane is increased, and the length of the ellipse in the major axis direction is increased.
  • the link FB may be changed so that the end time of the link FB is advanced by p.
  • the start time of the link FB may be advanced or delayed.
  • the obstacle figure calculation unit 2 identifies the combination of the link of the aircraft of interest that overlaps at least part of the time zone from the start time to the end time, and the link of the peripheral device after the change, For the combination, the same calculation as in the first embodiment is performed to calculate a set of elliptical sampling points when the link of the peripheral device is changed.
  • the obstacle figure calculation unit 2 is based not only on the set of elliptical sampling points calculated based on the combination of the link FA and the link FB before the change, but also on the combination of the link FA and the link FB after the change.
  • a set of the calculated elliptical sampling points is also input to the route information display processing unit 4.
  • the obstacle figure calculation unit 2 associates the identification information of the combination of links with each set of elliptical sampling points and inputs them to the route information display processing unit 4.
  • the route information display processing unit 4 displays the reference line 11 on the display unit 5 together with the x-axis and the t-axis, as in the first embodiment.
  • the route information display processing unit 4 converts the set of sampling points of the ellipse in the three-dimensional space calculated for each link combination into the xt plane using the conversion matrix M i corresponding to the link of the aircraft of interest, An ellipse on the xt plane is displayed on the display unit 5.
  • the route information display processing unit 4 is obtained based on the ellipse on the xt plane obtained based on the link of the peripheral aircraft according to the flight plan and the link of the peripheral aircraft changed by the FIX transit time change information.
  • the display mode of the ellipse is changed with the ellipse on the xt plane.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of an output screen according to the second embodiment.
  • FIG. 7 shows a case where lines 12 and 13 are also displayed.
  • the ellipse 15 shown in FIG. 7 is an ellipse on the xt plane obtained based on the combination of the link of the peripheral aircraft and the link of the aircraft of interest as in the first embodiment, as in the first embodiment.
  • the ellipse 16 shown in a display mode different from the ellipse 15 (specifically, the ellipse 16 displayed with a dotted line) is a combination of the link when the FIX passage time of the peripheral aircraft is changed and the link of the aircraft of interest. It is an ellipse on the xt plane obtained based on this.
  • FIG. 7 shows a case where lines 12 and 13 are also displayed.
  • the ellipse 15 shown in FIG. 7 is an ellipse on the xt plane obtained based on the combination of the link of the peripheral aircraft and the link
  • the display mode of the ellipses 15 and 16 is not limited to the example shown in FIG.
  • the route information display processing unit 4 may display the ellipses 15 and 16 so as to be distinguished by the color intensity.
  • the same effect as in the first embodiment can be obtained, and the proximity situation between the aircraft of interest and the peripheral aircraft when the FIX passage time of the peripheral aircraft changes is displayed in a manner that is easy for the controller to understand. can do.
  • the ellipse 16 is closer to the reference line 11 than the ellipse 15 by changing the FIX passage time of the peripheral aircraft. Therefore, as specified by the controller, it can be seen that the reliability of the avoidance plan selected by the controller decreases when the situation of the peripheral aircraft changes.
  • FIG. 3 The control support system according to the second embodiment of the present invention can be expressed by the same configuration as that in FIG. 2, and the third embodiment will be described below with reference to FIG.
  • the avoidance plan selected by the controller not only the avoidance plan selected by the controller but also each avoidance plan created by an external system or the like is input to the control support system 1. At this time, information on the current position of each aircraft of interest corresponding to each avoidance plan is also input to the control support system 1.
  • the conversion matrix calculation unit 3 When each avoidance plan is input, the conversion matrix calculation unit 3 performs the same process as the first embodiment (the process of step S1 shown in FIG. 6) for each avoidance plan.
  • the obstacle figure calculation unit 2 performs the same process as the first embodiment (the process of step S2 shown in FIG. 6) for each input avoidance plan.
  • the route information display processing unit 4 causes the display unit 5 to display a list of each avoidance plan.
  • the route information display processing unit 4 changes the display mode of each avoidance plan based on the reliability of each avoidance plan.
  • the route information display processing unit 4 determines the reliability of each avoidance plan based on the number of ellipses displayed in the output screen (the graph of the xt plane illustrated in FIG. 1).
  • the route information display processing unit 4 counts the number of ellipses when the output screen is displayed on the display unit 5 as in the first embodiment for each avoidance plan. At this time, the route information display processing unit 4 does not need to actually display the graph of the xt plane including the reference line 11 and the ellipse 15 (see FIG. 1) on the display unit 5.
  • the size of the range to be displayed as the output screen (for example, the length of the t-axis) is determined in advance.
  • the route information display processing unit 4 performs the same processing (conversion processing of the ellipse to the xt plane) as step S3 shown in FIG. 6 for each inputted avoidance plan, and displays the ellipse displayed within the predetermined range. The number may be counted for each avoidance plan.
  • the route information display processing unit 4 causes the display unit 5 to display a list of avoidance plans by causing the display unit 5 to display each avoidance plan in a display mode corresponding to the count result.
  • the route information display processing unit 4 may display the avoidance plans in different colors according to the oval count result. For example, the route information display processing unit 4 may display each avoidance plan by color such as red when the ellipse count result is q or less, and blue when the count result is q + 1 or more. In addition, when changing the display mode of an avoidance plan according to the count result of an ellipse, you may change the display mode of an avoidance plan by methods other than color coding.
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a display example of a list of avoidance plans. In FIG.
  • the avoidance plan when the ellipse count result is q or less, the avoidance plan is displayed with white as the background color, and when the count result is q + 1 or more, the background is displayed as diagonal lines.
  • the display form of the avoidance plan may be classified more finely.
  • the controller can select a more reliable avoidance plan from a plurality of avoidance plans according to the display form of the avoidance plan. For example, in the example shown in FIG. 8, the controller can determine that the reliability of the avoidance plans 1, 2, 4 is higher than that of the avoidance plans 3, 5.
  • each avoidance plan includes, for example, the ID of the avoidance plan, the ID of the aircraft that is the target of the status change, the content of the status change (the content of the speed or altitude change), the information on the start and end times of the change, etc. Is displayed.
  • control support system 1 may execute the same processing (steps S1 to S4) as in the first embodiment at that time. At this time, the second embodiment may be applied.
  • a list of conflict avoidance plans detected in advance can be presented to the controller in a manner in which the reliability of each avoidance plan is easily understood.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the main part of the present invention.
  • the control support system 1 of the present invention includes a graphic identification unit 71, a transformation matrix calculation unit 72, and a display processing unit 73.
  • the figure specifying unit 71 (for example, the obstacle figure calculating unit 2) is configured to determine the x-coordinate and y-coordinate of a passing point (for example, FIX) determined as a position through which the moving body (for example, an aircraft) passes and the passing time of the moving body
  • a passing point for example, FIX
  • a set of section information for example, links
  • a set of section information of the aircraft of interest when the state of the aircraft is changed based on the avoidance plan and section information of the peripheral aircraft that is a moving body other than the aircraft of interest.
  • a figure (a plane (eg, plane H 0 ) including a three-dimensional vector represented by section information of the aircraft of interest and representing a predetermined range defined by a peripheral device in a plane (for example, plane H 0 ))
  • a plane eg, plane H 0
  • the ellipse d is specified.
  • a transformation matrix (for example, transformation matrix M i ) including a two-dimensional vector and representing a transformation from a plane perpendicular to the xy plane to a plane defined by the x-axis and the time axis is calculated for each two-dimensional vector.
  • the display processing unit 73 applies, to the graphic specified by the graphic specifying unit 71, a conversion matrix corresponding to the section information of the aircraft of interest used for specifying the graphic.
  • a conversion matrix corresponding to the section information of the aircraft of interest used for specifying the graphic.
  • Such a configuration makes it possible to display the reliability of future avoidance plans in a manner that is easy for the controller to understand.
  • the figure specifying unit 71 determines a set of the section information of the aircraft of interest and the section information of the peripheral machine after the change. Each time, a graphic representing a predetermined range defined by the peripheral device is specified, and the display processing unit 73 applies a conversion matrix corresponding to the section information of the aircraft of interest used for specifying the graphic to the graphic.
  • the configuration may be such that the figure is converted into a plane defined by the x-axis and the time axis, and the converted figure is displayed.
  • the figure specifying unit 71 sets the section information of the aircraft of interest and the section information of the peripheral aircraft for each aircraft of interest corresponding to each avoidance plan. For each set, the graphic representing the predetermined range defined by the peripheral device is specified, and the conversion matrix calculation unit 72 calculates a conversion matrix for each aircraft of interest corresponding to each avoidance plan, and displays it.
  • the processing unit 73 applies, for each target aircraft corresponding to each avoidance plan, a transformation matrix corresponding to the section information of the target aircraft used to identify the graphic for the graphic identified by the graphic identifying means. To convert the figure into a plane defined by the x-axis and the time axis, and display the list of avoidance plans by changing the display mode of the avoidance plan according to the number of figures existing within the predetermined range of the plane. There may be.
  • the figure specifying unit 71 is a column defined by moving a circle parallel to the xy plane and having a constant radius (for example, offshore control interval) along a three-dimensional vector represented by the section information of the peripheral aircraft.
  • a configuration may be used in which a figure corresponding to a crossing portion between a plane perpendicular to the xy plane including a three-dimensional vector represented by the section information of the aircraft of interest (for example, the oblique column body H 1 ) may be used.
  • the graphic specifying unit 71 calculates the time when the aircraft of interest moves at the upper limit speed and the time of passing the passing point when the aircraft of interest moves at the lower speed limit, and the display processing unit 73
  • the line connecting the points determined by the time of passing through the passage point for example, the line 12
  • the passage point when the passage point and the aircraft of interest move at the lower speed limit It may be configured to display a line (for example, a line 13) connecting points determined by the time of passing through.
  • the present invention is preferably applied to a control support system that makes it easy for the controller to determine the reliability of the conflict avoidance plan.
  • Control support system Obstacle figure calculation unit 2 3 Link inclusion surface conversion matrix calculation unit 4 Route information display processing unit 5 Display unit

Landscapes

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Abstract

　将来に渡る回避案の信頼性を管制官が理解しやすい態様で表示することができる管制支援システムを提供する。図形特定部７１は、注目機の区間情報と周辺機の区間情報との組毎に、注目機の区間情報によって表される３次元ベクトルを含みｘｙ平面に垂直な平面内で、周辺機により規定される所定範囲を表す図形を特定する。変換行列算出部７２は、注目機の通過点から次の通過点に向かうｘｙ平面内の２次元ベクトルをｘ軸に沿って順に並ぶように変換した場合における、２次元ベクトルを包含しｘｙ平面に垂直な平面からｘ軸および時間軸によって規定される平面への変換を表す変換行列を、２次元ベクトル毎に算出する。表示処理部７３は、図形を変換し、通過点および注目機が当該通過点を通過する時刻によって定まる点を結んだ線と、変換後の図形とを表示する。

Description

管制支援システム、管制支援方法および管制支援プログラム
　本発明は、コンフリクトの回避案を採用したと仮定した場合における航空機の状況を表示することで管制官を支援する管制支援システム、管制支援方法および管制支援プログラムに関する。
　近年、航空交通量が増大し、航空機同士の異常接近（コンフリクト）が生じることがある。コンフリクトは、同一高度を航行する二つの航空機が安全性を確保するために設定された距離（洋上管制間隔）より接近している状況である。
　コンフリクトの発生が事前に検出された場合、そのコンフリクトを回避するために、航空機の状態を変更する回避案が作成される。回避案は一つだけ作成されるとは限らない。管制官は、回避案を選択し、その回避案に従って航空機に指示を出す。なお、一つの回避案は、一機の航空機の速度または高度の変更を表している。従って、一つの回避案には一機の航空機が対応していると言える。
　そして、管制官を支援するための装置が種々提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１に記載された装置は、コンフリクトを回避するための回避案を作成し、各回避案を、各回避案の優先度に基づいた順番で表示する。
　また、特許文献２に記載されたシステムは、一定範囲内に存在する航空機を抽出し、それらの航空機を三次元立体表示する。
特開２０１２－１１８６９７号公報（段落００２７，００３０～００３３等） 特開２０００－２７６７００号公報（第１頁、段落００５８、図４等）
　あるコンフリクトが事前に検出され、そのコンフリクトの発生を回避するための回避案が複数作成されたとする。このとき、管制官は、いずれかの回避案を選択し、その回避案に対応する航空機に、その回避案に沿った指示を出さなければならない。ただし、管制官が選択した回避案でそのコンフリクトが回避されたとしても、航空機の状態が変更された結果、将来、別のコンフリクトが生じる可能性もあり得る。あるコンフリクトを回避するための回避案を採用した結果、将来的に別のコンフリクトが検出されると、管制官は、再度、回避案を選択しなければならない。そのため、管制官がある回避案を選択し、その回避案に対応する航空機に指示を出す場合、将来その航空機に近づく他の航空機の多寡を管制官が容易に判断できることが好ましい。回避案に対応する航空機に将来近づく他の航空機の多寡は、将来に渡る回避案の信頼性を表している。すなわち、回避案に対応する航空機に将来近づく他の航空機が少ないほど、その回避案の信頼性は高く、将来近づく他の航空機が多いほど、その回避案の信頼性は低いと言える。
　特許文献１に記載の装置は、回避案の優先度に基づいた順番で各回避案を表示する。しかし、この優先度は、回避案に対応する航空機に将来近づく他の航空機の多寡とは異なる基準で定められている。
　また、特許文献２に記載のシステムは、一定範囲内に存在する航空機を三次元立体表示する。この表示結果は、ある時点における航空機の混雑状況を示している。従って、管制官が将来における混雑状況を把握しようとする場合には、将来のある時点を指定し、その時点における三次元立体表示結果を確認しなければならない。また、このとき、管制官は将来のある時点における混雑状況しか把握できない。そのため、現在から将来に渡る時間帯での混雑状況を管制官が把握しようとする場合、管制官は将来の個々の時刻を指定して三次元立体表示結果を確認しなければならない。そのため、管制官の負担が大きくなる。
　そこで、本発明は、将来に渡る回避案の信頼性を管制官が理解しやすい態様で表示することができる管制支援システム、管制支援方法および管制支援プログラムを提供することを目的とする。
　本発明による管制支援システムは、移動体が通過する位置として定められた通過点のｘ座標、ｙ座標および移動体の通過時刻を座標値とする３次元座標の組により表した移動体の通過点間の区間情報の組として、移動体同士の異常接近の回避案による状態変更の対象となる移動体である注目機が回避案に基づいて状態変更された場合における注目機の区間情報と、注目機以外の移動体である周辺機の区間情報との組を定め、注目機の区間情報と周辺機の区間情報との組毎に、注目機の区間情報によって表される３次元ベクトルを含みｘｙ平面に垂直な平面内で、周辺機により規定される所定範囲を表す図形を特定する図形特定手段と、注目機の通過点から次の通過点に向かうｘｙ平面内の２次元ベクトルをｘ軸に沿って順に並ぶように変換した場合における、２次元ベクトルを包含しｘｙ平面に垂直な平面からｘ軸および時間軸によって規定される平面への変換を表す変換行列を、２次元ベクトル毎に算出する変換行列算出手段と、図形特定手段に特定された図形に対して、当該図形の特定に用いた注目機の区間情報に対応する変換行列を適用することによって、ｘ軸および時間軸によって規定される平面に図形を変換し、ｘ軸および時間軸とともに、通過点および注目機が当該通過点を通過する時刻によって定まる点を結んだ線と、変換後の図形とを表示する表示処理手段とを備えることを特徴とする。
　また、本発明による管制支援方法は、移動体が通過する位置として定められた通過点のｘ座標、ｙ座標および移動体の通過時刻を座標値とする３次元座標の組により表した移動体の通過点間の区間情報の組として、移動体同士の異常接近の回避案による状態変更の対象となる移動体である注目機が回避案に基づいて状態変更された場合における注目機の区間情報と、注目機以外の移動体である周辺機の区間情報との組を定め、注目機の区間情報と周辺機の区間情報との組毎に、注目機の区間情報によって表される３次元ベクトルを含みｘｙ平面に垂直な平面内で、周辺機により規定される所定範囲を表す図形を特定し、注目機の通過点から次の通過点に向かうｘｙ平面内の２次元ベクトルをｘ軸に沿って順に並ぶように変換した場合における、２次元ベクトルを包含しｘｙ平面に垂直な平面からｘ軸および時間軸によって規定される平面への変換を表す変換行列を、２次元ベクトル毎に算出し、特定した図形に対して、当該図形の特定に用いた注目機の区間情報に対応する変換行列を適用することによって、ｘ軸および時間軸によって規定される平面に図形を変換し、ｘ軸および時間軸とともに、通過点および注目機が当該通過点を通過する時刻によって定まる点を結んだ線と、変換後の図形とを表示することを特徴とする。
　また、本発明による管制支援プログラムは、コンピュータに、移動体が通過する位置として定められた通過点のｘ座標、ｙ座標および移動体の通過時刻を座標値とする３次元座標の組により表した移動体の通過点間の区間情報の組として、移動体同士の異常接近の回避案による状態変更の対象となる移動体である注目機が回避案に基づいて状態変更された場合における注目機の区間情報と、注目機以外の移動体である周辺機の区間情報との組を定め、注目機の区間情報と周辺機の区間情報との組毎に、注目機の区間情報によって表される３次元ベクトルを含みｘｙ平面に垂直な平面内で、周辺機により規定される所定範囲を表す図形を特定する図形特定処理、注目機の通過点から次の通過点に向かうｘｙ平面内の２次元ベクトルをｘ軸に沿って順に並ぶように変換した場合における、２次元ベクトルを包含しｘｙ平面に垂直な平面からｘ軸および時間軸によって規定される平面への変換を表す変換行列を、２次元ベクトル毎に算出する変換行列算出処理、および、図形特定処理で特定した図形に対して、当該図形の特定に用いた注目機の区間情報に対応する変換行列を適用することによって、ｘ軸および時間軸によって規定される平面に図形を変換し、ｘ軸および時間軸とともに、通過点および注目機が当該通過点を通過する時刻によって定まる点を結んだ線と、変換後の図形とを表示する表示処理を実行させる。
　本発明によれば、将来に渡る回避案の信頼性を管制官が理解しやすい態様で表示することができる。
本発明の管制支援システムの出力画面の例を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態の管制支援システムの構成例を示すブロック図である。 周辺機の洋上管制間隔の範囲を表す図形を示す模式図である。 変換行列算出処理を示す説明図である。 変換行列算出処理を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態の処理経過の例を示すフローチャートである。 第２の実施形態の出力画面の例を示す説明図である。 回避案のリストの表示例を示す模式図である。 本発明の主要部を示すブロック図である。
　まず、本発明の説明に用いる用語について、説明する。
　「フライトプラン」とは、航空機毎に定められた移動計画である。一機の航空機のフライトプランは、所定の通過点の位置座標と、その航空機がその通過点を通過する時刻の組み合わせの集合として表される。通過点の位置座標は、二次元で表された地図におけるｘ座標およびｙ座標である。従って、フライトプランは、（ｘ座標、ｙ座標、時刻）という３つの値の組み合わせの集合で表される。
　また、「ＦＩＸ」とは、フライトプランが示す航空機の通過点である。上記の（ｘ座標、ｙ座標、時刻）という３つの値の組み合わせでは、ｘ座標およびｙ座標がＦＩＸの位置を表している。
　また、航空機の通過時刻の早い方のＦＩＸの（ｘ座標、ｙ座標、時刻）と航空機の通過時刻の遅い方のＦＩＸの（ｘ座標、ｙ座標、時刻）との組み合わせで表した、一機の航空機の通過順に隣接する一組のＦＩＸ間の区間の情報を「リンク」と記す。リンクは、３次元空間内のベクトルとして表現可能である。そして、通過時刻順に隣接する一組のＦＩＸのうち、通過時刻の早い方のＦＩＸの（ｘ座標、ｙ座標、時刻）は、リンクの始点であり、通過時刻の遅い方のＦＩＸの（ｘ座標、ｙ座標、時刻）は、リンクの終点である。以下、時刻（航空機の通過時刻）をｘ軸およびｙ軸に垂直なｔ軸の座標として表す。
　次に、本発明による出力画面の例について説明する。図１は、本発明の管制支援システムの出力画面の例を示す説明図である。図１に示す横軸は、航空機の通過時刻順の各ＦＩＸの並びを表している。図１に示す縦軸は、時刻を表している。横軸に示す各ＦＩＸの間の間隔は、ＦＩＸ間の距離を表している。
　本発明の管制支援システムには、少なくとも、各航空機のフライトプランおよび管制官に選択された回避案が入力される。そして、本発明の管制支援システムは、その回避案に対応する航空機のフライトプランで定められている各ＦＩＸを横軸とし、時刻を縦軸とするグラフ（図１参照）を表示する。また、管制支援システムは、その回避案に対応する航空機の状態をその回避案に沿って変更した場合における、その航空機が各ＦＩＸを通過する時刻を、グラフ上で特定し、各ＦＩＸの通過時刻を表す点を結ぶ線１１も表示する。この線を基準線１１と記す。以下、回避案に対応する航空機を注目機と記す。注目機以外の全ての航空機を周辺機と記す。
　なお、回避案は、注目機の速度または高度の変更を表している。そして、注目機が通過する各ＦＩＸが変更されることはないものとする。すなわち、注目機の経路が変更されることはないものとする。
　また、管制支援システムは、注目機が法定の上限速度で航行した場合における各ＦＩＸの通過時刻を表す点を結ぶ線１２と、注目機が法定の下限速度で航行した場合における各ＦＩＸの通過時刻を表す点を結ぶ線１３も合わせて表示してもよい。
　また、図１に示す楕円１５は、注目機と周辺機との近接状況を表している。一つの楕円は一機の周辺機に対応する。また、楕円１５が基準線に近いほど、周辺機が注目機に近づくことを示している。楕円１５が基準線１１と交差しているということは、回避案に従って例えば速度を変更した場合であっても、将来コンフリクトが生じることを意味する。従って、管制官は、表示されたグラフを見て、回避案に従って航空管制を行った後におけるコンフリクトの発生しやすさを、楕円１５の数や、楕円１５と基準線１１との距離に応じて、判断できる。楕円１５の数が少ないほど好ましく、また、楕円１５が基準線１１から離れているほど好ましい。また、図１に示す縦軸において、楕円１５に相当する時間帯は、周辺機が注目機を同じ位置を通過する時間帯である。
　以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
実施形態１．
　本発明では、事前にコンフリクトが検出され、そのコンフリクトに対する回避案が複数作成されているものとする。例えば、本発明の外部システム（図示略）がコンフリクトを検出し、そのコンフリクトに対する回避案を複数作成してもよい。そして、管制官は、作成された複数の回避案のうち、１つの回避案を選択し、本発明の管制支援システムに入力する。この回避案の選択は、図１に例示するグラフを管制官が確認し、将来に渡る回避案の信頼性を管制官が把握することを目的とする選択を意味し、直ちに回避案を採用しその回避案に沿った指示を注目機に出すことを目的とする選択を意味するものではない。管制官が選択した回避案は、上記の外部システムを介して本発明の管制支援システムに入力されてもよい。一つの回避案は一機の航空機に対応しているので、回避案の選択は注目機の選択に該当する。
　回避案には、例えば、回避案のＩＤ、状態変更の対象となる航空機のＩＤ、状態変更の内容（速度または高度の変更内容）、変更の開始および終了時刻の情報等が含まれている。
　図２は、本発明の第１の実施形態の管制支援システムの構成例を示すブロック図である。本発明の管制支援システム１は、障害物図形算出部２と、リンク包含面変換行列算出部３と、航路情報表示処理部４と、表示部５とを備える。
　表示部５は、ディスプレイ装置である。表示部５は、前述の外部システム（図示略）と共用のディスプレイ装置であってもよい。
　また、本発明の管制支援システム１には、管制官に選択された回避案の他に、各航空機のフライトプランも入力される。また、現在の注目機の位置の情報も回避案ともに管制支援システム１に入力される。
　障害物図形算出部２は、管制官に選択された回避案と、フライトプランとが入力される。障害物図形算出部２は、その回避案に従って、その回避案が示す注目機の状態（速度または高度）を変更した場合におけるリンクを算出する。障害物図形算出部２は、回避案に応じた状態変更後の注目機の速度に基づいて、注目機が各ＦＩＸを通過する時刻を算出する。障害物図形算出部２は、ＦＩＸのｘ座標およびｙ座標に、その時刻を追加することによって、リンクの始点および終点を定めればよい。なお、リンクの始点および終点は、二次元で表された地図におけるｘ座標およびｙ座標と、通過時刻を表すｔ座標とで表されるので、高度の変更はリンクに影響しない。障害物図形算出部２は、回避案に応じた状態変更後の注目機の各リンクと、周辺機（注目機以外の航空機）のリンクとを用いて、障害物を表す図形（具体的には、周辺機の洋上管制間隔の範囲を表す図形）を算出する。この図形は、二次元で表された地図におけるｘ軸、ｙ軸と、通過時刻を表すｔ軸とで規定される３次元空間内の図形である。以下、この図形について説明する。
　図３は、周辺機の洋上管制間隔の範囲を表す図形を示す模式図である。１つのリンクを［（始点のｘ座標、始点のｙ座標、始点のｔ座標），（終点のｘ座標、終点のｙ座標、終点のｔ座標）］という形式で表すものとする。
　障害物図形算出部２は、回避案に応じた状態変更後の注目機の各リンクを算出する。そして、障害物図形算出部２は、始点時刻から終点時刻までの時間帯が少なくとも一部重なっている注目機のリンクと周辺機のリンクとの組み合わせを特定する。障害物図形算出部２は、注目機以外の全て航空機を周辺機として、このような注目機のリンクと周辺機のリンクとの組み合わせを特定する。図３は、その一組のリンクの組み合わせを示している。
　図３に示す例において、リンクＦＡは注目機のリンクである。また、リンクＦＢは周辺機のリンクである。ここでは、ＦＡ＝［（ｘＡ１，ｙＡ１，ｔＡ１），（ｘＡ２，ｙＡ２，ｔＡ２）］とし、ＦＢ＝［（ｘＢ１，ｙＢ１，ｔＢ１），（ｘＡ２，ｙＢ２，ｔＢ２）］であるとする。また、図３では、説明を簡単にするため、リンクＦＡ，ＦＢの始点時刻は同時刻であり、リンクＦＡ，ＦＢの始点時刻も同時刻であるとする。すなわち、ｔＡ１＝ｔＢ１であり、ｔＡ２＝ｔＢ２である場合を例にして説明する。ただし、リンクＦＡ，ＦＢの終点時刻は同時刻でなくてもよい。また、リンクＦＡ，ＦＢの始点時刻が共通でない場合、障害物図形算出部２は、リンクＦＡ，ＦＢの遅い方の始点時刻によって定まる平面と、始点時刻が早い方のリンクとの交点を算出し、始点時刻が早い方のリンクの始点の３次元座標をその交点の３次元座標で置き換えればよい。この演算によって、２つのリンクの始点時刻は共通となる。
　図３に示す例において、注目機の速度を速めた場合には、リンクＦＡの終点時刻も早まり、注目機の速度を遅くした場合には、リンクＦＡの終点時刻も遅くなる。例えば、図３に示す点Ｓは、注目機の速度を法定の上限速度まで速めた場合のリンクの終点を表し、点Ｔは、注目機の速度を法定の下限速度まで遅くした場合のリンクの終点を表す。障害物図形算出部２は、点Ｓ，Ｔを算出してもよい。換言すれば、障害物図形算出部２は、法定の上限速度や下限速度で注目機が航行した場合に注目機がＦＩＸを通過する時刻を求めてもよい。このように、注目機の速度を変化させることで、リンクＦＡの始点Ｏおよび点Ｓ，Ｔを含む平面が規定される。以下、この平面をＨ０と記す。平面Ｈ０は、２次元で表された地図上でＦＩＸ同士を結ぶ線分を含み、ｘｙ平面に垂直な平面である。
　また、周辺機のリンクＦＢ上の点毎に、リンクＦＢ上の点を中心とし、半径が洋上管制間隔である円を定めた状態を仮定する。ただし、この円は、図３に示すｘ軸およびｙ軸を含む平面に平行な円であるものとする。すると、図３に示すように底面が円の斜柱体Ｈ１が定まる。斜柱体Ｈ１は、ｘｙ平面に平行で洋上管制間隔を半径とする円をリンクＦＢに沿って移動させた柱体である。
　平面Ｈ０と斜柱体Ｈ１との交差は、図３に示すように楕円ｄで表される。楕円ｄは、平面Ｈ０上に存在する。図３に示す３次元空間内で楕円ｄとリンクＦＡが交差していれば、コンフリクトが生じることを意味し、楕円ｄとリンクＦＡが交差していなければ、コンフリクトが生じないことを意味する。この楕円ｄは、周辺機の洋上管制間隔の範囲を表す図形を、注目機のリンクの３次元ベクトルを含みｘｙ平面に垂直な平面Ｈ０内で表した図形である。障害物図形算出部２は、始点時刻から終点時刻までの時間帯が少なくとも一部重なっている注目機のリンクと周辺機のリンクとの組み合わせに基づいて、楕円ｄを求める。
　障害物図形算出部２が楕円ｄを算出する処理について具体的に説明する。障害物図形算出部２は、リンクＦＢの始点（ｘＢ１，ｙＢ１，ｔＢ１）を中心とし、洋上管制間隔を半径とする円ｃを特定する。障害物図形算出部２は、以下に示す式（１）の計算によって、円ｃを楕円ｄに変換する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ただし、ｃ１，ｃ２，ｃ３は、それぞれ、以下に示す式（２）、式（３）、式（４）の計算によって求められる。
　ｃ１＝（ｘＢ２－ｘＢ１）／Ｄ１　　　　　式（２）
　ｃ２＝（ｙＢ２－ｙＢ１）／Ｄ１　　　　　式（３）
　ｃ３＝（ｔＢ２－ｔＢ１）／Ｄ１　　　　　式（４）
　また、式（２）、式（３）および式（４）におけるＤ１は、以下の式（５）の計算によって求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　また、式（１）におけるＤ２は、以下の式（６）の計算によって求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　具体的には、障害物図形算出部２は、円ｃの円周上の点を複数個サンプリングして、サンプリングした点毎に、ｘ座標、ｙ座標およびｔ座標を式（１）のｘ，ｙ，ｔに代入して、式（１）の計算を行えばよい。この計算結果によって得られる３次元座標は、図３に示す３次元空間内の楕円ｄの円周上の点である。すなわち、障害物図形算出部２は、円ｃからサンプリングした複数の点に対して、式（１）の計算を行うことにより、楕円ｄの円周上のサンプリング点を求める。以下、楕円ｄの円周上のサンプリング点を、単に、楕円ｄのサンプリング点と記す。
　ここで、注目機と一機の周辺機との間で、始点時刻から終点時刻までの時間帯が少なくとも一部重なっているリンクの組み合わせは複数存在し、さらに、周辺機も複数存在する。そのため、障害物図形算出部２が、注目機と個々の周辺機の組毎に、始点時刻から終点時刻までの時間帯が少なくとも一部重なっているリンクの組み合わせを全て特定し、それらのリンクの組毎に楕円ｄのサンプリング点を求める計算を行うと、障害物図形算出部２の計算量が多くなる。さらに、経験的に、二機の航空機同士が一回近接した後、再度近接することはない。
　そこで、障害物図形算出部２は、注目機と個々の周辺機の組毎に、始点時刻から終点時刻までの時間帯が少なくとも一部重なっているリンクの組み合わせを全て特定した後、それらのリンクの組み合わせ毎に、楕円ｄ（より具体的には楕円ｄのサンプリング点）を算出するか否かを判定する処理を行うことが好ましい。そして、障害物図形算出部２は、楕円ｄを算出すると判定したリンクの組み合わせのみに対して、楕円ｄを算出することが好ましい。楕円ｄを算出するか否かの判定処理の例を以下に示す。
　リンクＦＡを対角線とする長方形ＯＰＱＲ（図３参照）を考える。ここで、ＯはリンクＦＡの始点であり、ＱはリンクＦＡの終点である。Ｐの座標は（ｘＡ２，ｙＡ２，ｔＡ１）であり、Ｒの座標は（ｘＡ１，ｙＡ１，ｔＡ２）である。長方形ＯＰＱＲは平面Ｈ０上に存在する。障害物図形算出部２は、以下に示す式（７）のｘ，ｙ，ｔに点Ｑ，点Ｒの座標を代入し、式（７）の計算を行うことによって、点Ｑ，Ｒを平面ｔ＝ｔＡ１に射影する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　ただし、ｃ４，ｃ５は、それぞれ、以下の式（８）、式（９）の計算によって求められる値である。
　ｃ４＝（ｘＢ２－ｘＢ１）／（ｔＢ２－ｔＢ１）　　　　　式（８）
　ｃ５＝（ｙＢ２－ｙＢ１）／（ｔＢ２－ｔＢ１）　　　　　式（９）
　式（７）によって点Ｑ，Ｒをｔ＝ｔＡ１の平面に射影した点をＱ’，Ｒ’（図示略）とする。この結果、点Ｏ，Ｐ，Ｑ’，Ｒ’を頂点とする四辺形（図示略）が定まる。障害物図形算出部２は、この四辺形Ｏ，Ｐ，Ｑ’，Ｒ’と、円ｃとの距離を計算し、その距離が閾値未満であれば、楕円ｄを算出すると判定し、その距離が閾値以上であれば、楕円ｄを算出しないと判定してよい。なお、長方形Ｏ，Ｐ，Ｑ’，Ｒ’と円ｃとが一部でも重なっていれば、障害物図形算出部２は、両者の距離を０としてよい。
　障害物図形算出部２は、注目機のリンクと周辺機のリンクとの組み合わせに対して楕円ｄのサンプリング点を算出すると、一組のリンクから算出した一つの楕円ｄのサンプリング点の集合に対して、そのリンクの組み合わせの識別情報を対応付け、航路情報表示処理部４に入力する。
　次に、リンク包含面変換行列算出部３（以下、変換行列算出部３と記す。）について説明する。本発明の出力画面（図１）では、横軸で各ＦＩＸを表している。しかし、実際の各ＦＩＸは、一つの直線上に並んでいないことが一般的である。変換行列算出部３は、注目機の経路に沿って一つのＦＩＸから次のＦＩＸに向かうｘｙ平面内の各２次元ベクトルをＦＩＸの順に従ってｘ軸に沿って並ぶように変換する場合における、２次元ベクトルを包含しｘｙ平面に垂直な平面から、ｘ軸およびｔ軸（時間軸）によって規定される平面への変換を表す変換行列を、２次元ベクトル毎に算出する。
　なお、変換行列算出部３は、例えば、注目機が現時点から最も早く通過するＦＩＸを始点とする２次元ベクトルから順に、変換行列を算出してよい。最も早く通過するＦＩＸは、現在の注目機の位置に基づいて特定することができる。本例では、変換行列算出部３は、注目機が既に通過したＦＩＸを始点とする２次元ベクトルについては、上記の変換行列を算出しないものとする。ただし、変換行列算出部３が処理対象とする２次元ベクトルは、本例に限定されない。例えば、換行列算出部３は、現在の注目機の位置を便宜的にＦＩＸ１として定めて、各２次元ベクトルｖＡｉを特定し、その各ｖＡｉに関して変換行列を算出してもよい。
　図４および図５は、変換行列算出部３の変換行列算出処理を示す説明図である。注目機の経路に沿って、注目機が通過するＦＩＸが、ＦＩＸ１，ＦＩＸ２，ＦＩＸ３，ＦＩＸ４の順にフライトプラン内で定められているとする。なお、ＦＩＸ１は、注目機が現時点から最も早く通過するＦＩＸであり、既に注目機が通過したＦＩＸは無視している。ＦＩＸ１以降の各ＦＩＸのうち、ｉ番目のＦＩＸの座標を（ｘＡｉ，ｙＡｉ）と記す。ｉ番目のＦＩＸからその次のＦＩＸに向かうｘｙ平面内の２次元ベクトルをｖＡｉとする。ｖＡｉは、以下の式（１０）で表すことができる。
　ｖＡｉ＝（ｘＡｉ＋１－ｘＡｉ，ｙＡｉ＋１－ｙＡｉ）　　　　　式（１０）
　ただし、ＦＩＸの数をｎとした場合、ｉは、１～ｎ－１の整数である。
　図４および図５に示すように、各ＦＩＸは１つの直線上に存在しない。一方、出力画面（図１参照）では、各ＦＩＸは１つの軸上に表される。図１に示すｘ軸上の各ＦＩＸは、一つのＦＩＸからその次のＦＩＸまでの２次元ベクトルをその大きさを保ったままｘ軸上に並べた場合における各ＦＩＸを表している。
　また、ｘ軸およびｙ軸にｔ軸を加えた３次元空間（図４、図５参照）で、一つのＦＩＸからその次のＦＩＸまでの２次元ベクトルを包含しｘｙ平面に垂直な平面は、図３に示す平面Ｈ０に相当する。そして、注目機の各リンクは、この平面Ｈ０内に存在している。図４および図５に示すＶＡｉは、ｖＡｉに対応するリンクである。
　変換行列算出部３は、２次元ベクトルｖＡｉに着目した場合に、そのｖＡｉを包含しｘｙ平面に垂直な平面内の点をｘｔ平面内の点に変換する変換行列を算出していると言うこともできる。ｘｔ平面は、ｘ軸およびｔ軸によって規定される平面である。以下、ｖＡｉに関する変換行列の算出を示す。
　まず、変換行列算出部３は、ｖＡｉを原点に平行移動させる変換行列（ｍｉ （１）と記す。）を定める。ｍｉ （１）は、以下に示す式（１１）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　ｖＡｉの終点に着目して、変換の計算を説明する。ｖＡｉの終点の座標は、（ｘＡｉ＋１，ｙＡｉ＋１）と表される。式（１１）による変換は、この座標に第３、第４の要素としてそれぞれ１を追加し、（ｘＡｉ＋１，ｙＡｉ＋１，１，１）とし、（ｘＡｉ＋１，ｙＡｉ＋１，１，１）の転置行列をｍｉ （１）の右側から乗じればよい。
　次に、変換行列算出部３は、ｖＡｉを変換行列ｍｉ （１）で変換したベクトルを、ｘ軸と同じ方向になるように回転させる変換行列（ｍｉ （２）と記す。）を定める。ｍｉ （２）は、以下に示す式（１２）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　ただし、θｉは、ｖＡｉを変換行列ｍｉ （１）で変換したベクトルとｘ軸とのなす角度であり、－π～πの範囲の角度である。ｘ軸に沿った単位行列をｅｘとすると、θｉは、以下の式（１３）で計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　次に、変換行列算出部３は、ｖＡｉを変換行列ｍｉ （１）およびｍｉ （２）で変換したベクトルを、ｘ軸に沿って平行移動させる変換行列（ｍｉ （３）と記す。）を算出する。ｍｉ （３）は、以下に示す式（１４）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　式（１４）におけるαは、ｘ軸方向に平行移動させるときの平行移動量である。具体的は、ｖＡｉに着目して変換行列を算出する際に用いるαの値は、ｖＡ１からｖＡｉ－１までの各ベクトルの大きさの総和である。ただし、１番目の２次元ベクトルｖＡ１に着目して変換行列を算出する際に用いるαの値は０である。
　そして、変換行列算出部３は、２次元ベクトルｖＡｉを包含しｘｙ平面に垂直な平面から、ｘｔ平面への変換を表す変換行列（Ｍｉと記す。）を、以下の式（１５）の計算によって求める。
　Ｍｉ＝ｍｉ （３）ｍｉ （２）ｍｉ （１）　　　　　式（１５）
　２次元ベクトルｖＡｉを含み、ｘｙ平面に垂直な平面内の点は、変換行列Ｍｉによって、ｘｔ平面に変換される。ｖＡｉを含み、ｘｙ平面に垂直な平面内の点は、ｘ座標、ｙ座標およびｔ座標で表される。その点をＭｉで変換する場合には、その３つの要素に、第４の要素として１を追加することで（ｘ，ｙ，ｔ，１）とし、（ｘ，ｙ，ｔ，１）の転置行列をＭｉの右側から乗じる演算を行えばよい。その結果得られるベクトルの第１の要素がｘ座標に該当し、第３の要素がｔ座標に該当する。なお、変換行列Ｍｉによって、ｔ座標は変更されない。
　図４では、１番目の２次元ベクトルｖＡ１に着目し、ｖＡ１を、ｍ１ （１），ｍ１ （２），ｍ１ （３）で順に変換して得られるベクトルを示している。変換行列ｍ１ （１）を用いて、ｖＡ１を原点に平行移動させたベクトルをベクトル３１として図示している。そして、変換行列ｍ２ （１）を用いて、ベクトル３１をｘ軸と同方向に回転させたベクトルをベクトル３２として図示している。ｖＡ１に着目して、ｍ１ （３）を定める場合に用いるα（式（１４）参照）は０であるので、ｍ１ （３）によって、ベクトル３２は移動しない。従って、Ｍ１によって、ｖＡ１は、ベクトル３２に変換される。そして、ｖＡ１を含み、ｘｙ平面に垂直な平面内の点も、ｘｔ平面に変換される。
　図５では、２番目の２次元ベクトルｖＡ２に着目し、ｖＡ２をｍ２ （１），ｍ２ （２），ｍ２ （３）で順に変換して得られるベクトルを示している。変換行列ｍ２ （１）を用いて、ｖＡ２を原点に平行移動させたベクトルをベクトル３６として図示している。そして、変換行列ｍ２ （２）を用いて、そのベクトル３６をｘ軸と同方向に変換させたベクトルをベクトル３７として図示している。また、ｍｉ （３）を定める場合に用いるα（式（１４）参照）は、ｖＡ１からｖＡｉ－１までの各ベクトルの大きさの総和である。従って、本例では、αは、２次元ベクトルｖＡ１の大きさである。ｍ２ （３）を用いて、ベクトル３７を、ベクトルｖＡ１の大きさだけｘ軸方向に平行移動させた結果をベクトルをベクトル３８として図示している。従って、Ｍ２によって、ｖＡ２は、ベクトル３８に変換される。そして、ｖＡ２を含み、ｘｙ平面に垂直な平面内の点も、ｘｔ平面に変換される。
　航路情報表示処理部４は、一つのＦＩＸからその次のＦＩＸまでの２次元ベクトルをその大きさを保ったままｘ軸上に並べた場合における各ＦＩＸの位置を特定する。例えば、航路情報表示処理部４は、図４や図５に示すｘｙ平面内の２次元ベクトルの始点に対し、その２次元ベクトルに対応する変換行列Ｍｉを適用することで、ｘ軸上のＦＩＸの位置を特定してもよい。ここでは、２次元ベクトルの始点に対して変換行列Ｍｉを適用する場合を例示したが、航路情報表示処理部４は、２次元ベクトルの終点に対して変換行列Ｍｉを適用してもよい。なお、航路情報表示処理部４は、変換行列Ｍｉを用いずに、各ベクトルの大きさの値を累積していくことで、ｘ軸上のＦＩＸの位置を特定してもよい。
　回避案に基づく状態変更後の注目機が各ＦＩＸを通過する時刻は、障害物図形算出部２によって定められている。航路情報表示処理部４は、この時刻と、ＦＩＸの位置として特定したｘ軸上の位置（ｘ座標）との組み合わせにより定まる点を結ぶことで、ｘｔ平面における基準線を定め、基準線をｘ軸およびｔ軸とともに表示部５に表示させる。この結果、図１に例示する基準線１１が、ｘ軸（図１に例示する横軸）およびｔ軸（時間軸。図１に示す縦軸）とともに表示される。航路情報表示処理部４は、例えば、管制官に選択された回避案が指示している航空機の状態変更の開始時刻をｘ軸との交点としてｔ軸を表示部５に表示させる。
　また、航路情報表示処理部４は、注目機のリンクと周辺機のリンクの組み合わせに対して障害物図形算出部２によって算出された楕円ｄ（図３参照）のサンプリング点を、変換行列算出部３によって算出された変換行列Ｍｉによってｘｔ平面に変換し、変換後の点によって特定されるｘｔ平面内の楕円を、ｘ軸、ｔ軸とともに表示させる。以下、楕円の表示処理を具体的に説明する。
　１組のリンクから算出された楕円ｄのサンプリング点の集合には、リンクの組み合わせの識別情報が対応付けられている。航路情報表示処理部４は、その識別情報によって注目機のリンクを特定し、その注目機のリンクに対応する変換行列Ｍｉを特定する。注目機のリンクは、ｘｙ平面内に表される２次元ベクトルｖａｉ（図４参照）に対応している。よって、航路情報表示処理部４は、注目機のリンクから変換行列Ｍｉを特定することができる。航路情報表示処理部４は、楕円ｄの個々のサンプリング点にその変換行列Ｍｉを適用することで、サンプリング点をｘｔ平面に変換する。具体的には、航路情報表示処理部４は、サンプリング点のｘ座標、ｙ座標およびｔ座標に第４の要素として、１を追加して（ｘ，ｙ，ｔ，１）とする。そして、航路情報表示処理部４は、（ｘ，ｙ，ｔ，１）の転置行列をＭｉの右側から乗じればよい。この行列の乗算によって得られるベクトルの第１要素（ｘ座標）および第３要素（ｔ座標）がｘｔ平面上への変換後の点を表す。例えば、図４および図５に例示するように、ＦＩＸ２，３間における注目機のリンクＶＡ２と、２次元ベクトルｖＢに対応する周辺機のリンク（図示略）の組み合わせにより、楕円２１のサンプリング点が得られたとする。航路情報表示処理部４は、楕円２１のサンプリング点に変換行列Ｍ２を適用することで、そのサンプリング点をｘｔ平面上の点に変換する。航路情報表示処理部４は、変換後のサンプリング点によって定まるｘｔ平面内の楕円を、基準線１１およびｘ軸、ｔ軸とともに表示部５に表示させる。
　このとき、航路情報表示処理部４は、１組のリンクから算出された楕円ｄのサンプリング点の集合毎に上記のｘｔ平面への変換処理を行う。そして、航路情報表示処理部４は、ｘｔ平面への変換後のサンプリング点から定まる各楕円をそれぞれ表示部５に表示させる。この結果、図１に例示する楕円１５が表示される。なお、航路情報表示処理部４は、例えば、変換後のサンプリング点を補間してｘｔ平面における楕円を特定すればよい。
　なお、航路情報表示処理部４は、注目機が法定の上限速度で航行した場合における各ＦＩＸの通過時刻と、ＦＩＸの位置として特定したｘ軸上の位置（ｘ座標）との組み合わせにより定まる点を結ぶ線を表示部５に表示させてもよい。同様に、航路情報表示処理部４は、注目機が法定の下限速度で航行した場合における各ＦＩＸの通過時刻と、ＦＩＸの位置として特定したｘ軸上の位置との組み合わせにより定まる点を結ぶ線を、ｘ軸、ｔ軸とともに表示部５に表示させてもよい。この結果、図１に例示する線１２，１３も表示される。航路情報表示処理部４は、線１２，１３（図１参照）については、表示部５に表示させなくてもよい。
　また、航路情報表示処理部４は、ｔ軸の範囲を所定の長さの時間に限定して出力画面を表示してよい。図１に示す例では、ｔ軸の範囲を１時間の長さに限定して表示した場合の例を示している。図１に示す例では、１３時よりも後の時間帯に対応する楕円は、表示されない。このように、出力画面として表示する範囲の大きさは、予め定められていてもよい。そして、航路情報表示処理部４は、その範囲内で楕円や基準線等を表示してもよい。
　障害物図形算出部２、変換行列算出部３および航路情報表示処理部４は、例えば、コンピュータに従って動作するＣＰＵ（Central Processing Unit）によって実現される。例えば、ＣＰＵが、管制支援プログラムを読み込み、そのプログラムに従って、障害物図形算出部２、変換行列算出部３および航路情報表示処理部４として動作してもよい。管制支援プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記憶されていてもよい。また、障害物図形算出部２、変換行列算出部３および航路情報表示処理部４が別々のハードウェアで実現されていてもよい。
　図６は、本発明の第１の実施形態の処理経過の例を示すフローチャートである。
　フライトプランは、予め管制支援システム１に入力されているものとする。また、外部システム（図示略）がコンフリクトを検出し、さらに、そのコンフリクトを回避するための回避案を複数作成し、管制官が、図１に例示する出力画面を確認する目的で１つの回避案を選択したとする。そして、例えば、管制官に選択された回避案、およびその回避案が状態変更対象としている注目機の現在位置の情報が外部システムから管制支援システム１に入力されたとする。
　管制官に選択された回避案等が入力されると、変換行列算出部３は、その回避案が示す注目機が通過するＦＩＸ間を結ぶｘｙ平面内のベクトル毎に、変換行列Ｍｉを算出する（ステップＳ１）。ＦＩＸ間を結ぶｘｙ平面内のベクトル毎に変換行列Ｍｉを算出する処理については既に説明したので、ここでは説明を省略する。変換行列算出部３は、算出した各変換行列Ｍｉを航路情報表示処理部４に入力する。
　また、管制官に選択された回避案が入力されると、障害物図形算出部２は、その回避案に従って注目機の状態（速度または高度）を変更した場合における各リンクを算出する。例えば、変換行列算出部３が、注目機が現時点から最も早く通過するＦＩＸを始点とする２次元ベクトルから順に変換行列を算出するのであれば、障害物図形算出部２は、注目機が現時点から最も早く通過するＦＩＸを始点とするリンク以降の各リンクを作成すればよい。このように、障害物図形算出部２は、状態変更した場合の注目機のリンクとして、変換行列算出部３が変換行列の算出対象としている２次元ベクトルｖＡｉに対応するリンクを作成すればよい。そして、障害物図形算出部２は、その注目機の各リンクと、各周辺機のリンクとを参照して、始点時刻から終点時刻までの時間帯が少なくとも一部重なっている注目機のリンクと周辺機のリンクとの組み合わせを特定する。障害物図形算出部２は、その組み合わせ毎に、注目機のリンクと周辺機のリンクとの組み合わせによって定められる楕円ｄ（図３参照）のサンプリング点を算出する（ステップＳ２）。注目機のリンクと周辺機のリンクとの組み合わせが与えられた場合に、楕円ｄのサンプリング点を算出する処理については既に説明したので、ここでは説明を省略する。障害物図形算出部２は、一組のリンクから算出した一つの楕円ｄのサンプリング点の集合に対して、そのリンクの組み合わせの識別情報を対応付け、航路情報表示処理部４に入力する。
　航路情報表示処理部４は、注目機のリンクと周辺機のリンクの組み合わせに対して算出された楕円ｄのサンプリング点の集合を、その注目機のリンクに対応する変換行列Ｍｉによって、ｘｔ平面上に変換する（ステップＳ３）。航路情報表示処理部４は、この楕円のサンプリング点の変換を、一組のリンクから算出された楕円ｄのサンプリング点の集合毎に行う。
　また、航路情報表示処理部４は、一つのＦＩＸからその次のＦＩＸまでの２次元ベクトルをその大きさを保ったままｘ軸上に並べた場合における各ＦＩＸの位置を特定する。そして、航路情報表示処理部４は、回避案に基づく状態変更後の注目機が各ＦＩＸを通過する時刻と、ＦＩＸの位置として特定したｘ軸上の位置との組み合わせによって定まる点を特定する。航路情報表示処理部４は、ｘ軸、ｔ軸を表示するとともに、それらの点を結んだ線（基準線）を表示部５に表示させる。このとき、航路情報表示処理部４は、ステップＳ３求めたｘｔ平面上の楕円のサンプリング点に基づいて、そのサンプリング点から特定される楕円も表示部５に表示させる（ステップＳ４）。
　なお、航路情報表示処理部４は、ステップＳ４で、注目機が法定の上限速度で航行した場合における各ＦＩＸの通過時刻を表す点を結ぶ線１２や、注目機が法定の下限速度で航行した場合における各ＦＩＸの通過時刻を表す点を結ぶ線１３も合わせて表示してよい。この場合、障害物図形算出部２が、注目機が法定の上限速度や下限速度で航行した場合における各ＦＩＸの通過時刻を算出すればよい。
　また、航路情報表示処理部４は、例えば、回避案に指示されている状態変更の開始時刻をｘ軸との交点としてｔ軸を表示部５に表示させる。そして、出力画面として表示する範囲の大きさは、予め定められていてもよい。例えば、ｘ軸とｔ軸の交点を基準として、表示するｘ軸の範囲やｔ軸の範囲は予め定められていてもよい。そして、航路情報表示処理部４は、その範囲内で楕円や基準線等を表示してもよい。
　ステップＳ４の結果、図１に例示する表示画面が表示部５に表示され、管制官は、ステップＳ４で表示された画面を確認する。既に説明したように、図１に例示する表示画面において、楕円１５は、注目機と周辺機との近接状況を表している。一つの楕円は一機の周辺機に対応する。さらに、楕円１５が基準線に近いほど、周辺機が注目機に近づくことを示している。従って、管制官は、ステップＳ４で表示された画面を参照し、楕円１５の数や、楕円１５と基準線１１との距離に基づいて、選択した回避案に従って航空管制を行った後におけるコンフリクトの発生しやすさを確認できる。例えば、基準線１１と交差する楕円が表示された場合には、その回避案に従って航空管制をした場合、将来、再度コンフリクトが検出され、再度回避案を選択する必要が生じることがわかる。また、基準線１１と交差しなくても、基準線１１に近い楕円１５が表示された場合には、将来、再度コンフリクトが生じやすい状況になることが分かる。従って、管制官は、楕円１５の数が少ないほど好ましく、また、楕円１５が基準線１１から離れているほど好ましいという観点から、選択した回避案の将来に渡る信頼性を判断することができる。
　また、各楕円１５は、線１２，１３（図１参照）に囲まれた範囲に属していないことがより好ましい。
　また、ステップＳ４での表示画面は、図１に例示するように、縦軸を時間軸としている。従って、ステップＳ４での表示画面は、将来のある時点の状況のみを表すのではなく、幅のある時間帯での、注目機と周辺機との近接状況を表している。従って、管制官は、将来の個々の時刻を指定する必要はなく、将来の時間帯での注目機と周辺機との近接状況を一目で理解することができる。
　楕円１５と基準線１１とが交差する等、好ましくない状況を確認した場合、管制官は、別の回避案を選択する。すると、管制支援システム１は、その回避案について、ステップＳ１～Ｓ４を実行する。そして、管制官は、将来に渡って信頼性のある回避案を採用し、その回避案に従って、注目機に指示を出せばよい。
　以上のように、本実施形態によれば、将来に渡る回避案の信頼性を管制官が理解しやすい態様で表示することができる。
実施形態２．
　本発明の第２の実施形態の管制支援システムは、図２と同様の構成で表すことができ、以下、図２を参照して、第２の実施形態について説明する。変換行列算出部３の動作は、第１の実施形態と同様であり、説明を省略する。
　障害物図形算出部２は、第１の実施形態の動作に加えて、以下の動作も行う。第２の実施形態では、障害物図形算出部２に、周辺機のＦＩＸ通過時刻変更情報も入力される。周辺機のＦＩＸ通過時刻変更情報とは、フライトプランで示されている周辺機のＦＩＸ通過時刻の変更を表す情報である。周辺機のＦＩＸ通過時刻変更情報は、管制官によって作成され、障害物図形算出部２に入力される。なお、周辺機のＦＩＸ通過時刻変更情報が入力される態様は、特に限定されない。例えば、外部システム（図示略）のインタフェースを利用して、管制官が、ある周辺機があるＦＩＸを通過する時刻を早めたり、遅くしたりする操作を行ってもよい。そして、その操作に応じて、外部システムが、周辺機のＦＩＸ通過時刻変更情報を障害物図形算出部２に入力してもよい。
　なお、管制官が、周辺機の通過経路を変更することはない。
　障害物図形算出部２は、フライトプラン通りの周辺機のリンクを用いて、第１の実施形態と同様に、楕円ｄのサンプリング点の集合を算出する。そして、障害物図形算出部２は、周辺機のＦＩＸ通過時刻変更情報が入力された場合、そのＦＩＸ通過時刻変更情報に応じて、周辺機のリンクを変更する。そして、変更後の周辺機のリンクと、注目機のリンク（回避案に応じて状態変更した場合の注目機のリンク）との組み合わせで、楕円ｄのサンプリング点の集合を算出する。
　以下、図３を例にして、障害物図形算出部２の動作を説明する。図３に示す周辺機のリンクＦＢにおいて、リンクＦＢの終点時刻がｐ分遅れるという内容を示すＦＩＸ通過時刻変更情報が入力されたとする。なお、リンクＦＢの始点時刻に関しては、変更が指示されていないものとする。
　障害物図形算出部２は、リンクＦＡと、変更前のリンクＦＢとの組み合わせに基づいて、楕円ｄのサンプリング点を算出する。この動作は、第１の実施形態と同様である。さらに、障害物図形算出部２は、ＦＩＸ通過時刻変更情報に応じて、リンクＦＢを［（ｘＢ１，ｙＢ１，ｔＢ１），（ｘＡ２，ｙＢ２，ｔＢ２＋ｐ）］に変更し、その変更後のリンクと、注目機のリンクＦＡとに基づいて、３次元空間内の楕円のサンプリング点を算出する。３次元空間内の楕円の算出方法は、第１の実施形態と同様である。
　本例では、リンクＦＢの終点時刻をｐ分遅らせている。また、リンクＦＢの終点のｘ座標およびｙ座標は、変更されない。そのため、変更後の周辺機のリンクに対応する斜柱体は、図３に示す斜柱体よりも高くなる。また、斜柱体とｘｙ平面のなす角度も大きくなる。従って、斜柱体と平面Ｈ０（図３参照）との交差によって定まる楕円の大きさや形状も変化する。本例では、ｘｙ平面に対する楕円の傾きが大きくなり、楕円の長軸方向の長さが長くなる。
　ここでは、リンクＦＢの終点時刻をｐ分遅らせた場合を例示しているが、リンクＦＢの終点時刻をｐ分早めるように、リンクＦＢを変更してもよい。また、リンクＦＢの始点時刻を早めたり、遅くしたりしてもよい。周辺機のリンクＦＢの変更の仕方によって、斜柱体と平面Ｈ０との交差によって定まる楕円の変化の仕方も変化する。いずれの場合においても、障害物図形算出部２は、始点時刻から終点時刻までの時間帯が少なくとも一部重なっている注目機のリンクと、変更後の周辺機のリンクとの組み合わせを特定し、その組み合わせに対して、第１の実施形態と同様の計算を行って、周辺機のリンクを変更した場合における楕円のサンプリング点の集合も算出する。
　障害物図形算出部２は、リンクＦＡと、変更前のリンクＦＢとの組み合わせに基づいて算出した楕円のサンプリング点の集合だけでなく、リンクＦＡと、変更後のリンクＦＢとの組み合わせに基づいて算出した楕円のサンプリング点の集合も航路情報表示処理部４に入力する。このとき、第１の実施形態と同様に、障害物図形算出部２は、楕円のサンプリング点の集合毎に、リンクの組み合わせの識別情報を対応付けて、航路情報表示処理部４に入力する。
　航路情報表示処理部４は、第１の実施形態と同様に、ｘ軸、ｔ軸とともに、基準線１１を表示部５に表示させる。また、航路情報表示処理部４は、リンクの組み合わせ毎に算出された３次元空間の楕円のサンプリング点の集合を、注目機のリンクに対応する変換行列Ｍｉを用いてｘｔ平面に変換し、ｘｔ平面上の楕円を表示部５に表示させる。これらの処理は、第１の実施形態と同様である。
　ただし、航路情報表示処理部４は、フライトプラン通りの周辺機のリンクに基づいて得られたｘｔ平面上の楕円と、ＦＩＸ通過時刻変更情報によって変更された周辺機のリンクに基づいて得られたｘｔ平面上の楕円とで、楕円の表示態様を変える。
　図７は、第２の実施形態の出力画面の例を示す説明図である。図７では、線１２，１３も表示した場合を示している。図７に示す楕円１５は、第１の実施形態と同様に、フライトプラン通りの周辺機のリンクと注目機のリンクの組み合わせに基づいて得られたｘｔ平面上の楕円である。楕円１５と異なる表示態様で示された楕円１６（具体的には、点線で表示された楕円１６）は、周辺機のＦＩＸ通過時刻を変更した場合のリンクと、注目機のリンクとの組み合わせに基づいて得られたｘｔ平面上の楕円である。図７では、周辺機のリンクの終点時刻を遅らせた場合の例を表示している。この場合、ｘ軸に対する楕円１６の傾きは楕円１５よりも大きくなり、楕円１６の長軸方向の長さも楕円１５に較べて長くなる。なお、楕円１５，１６の表示態様は、図７に示す例に限定されない。例えば、航路情報表示処理部４は、楕円１５，１６を、色の濃さで区別するように表示してもよい。
　本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られるとともに、周辺機のＦＩＸ通過時刻が変化した場合の注目機と周辺機の近接状況も管制官が理解しやすい態様で表示することができる。例えば、図７に示す例では、周辺機のＦＩＸ通過時刻を変更したことによって、楕円１６は、楕円１５よりも基準線１１に近づく。従って、管制官が指定したように、周辺機の状況が変化した場合には、管制官の選択した回避案の信頼性が低下することが分かる。
実施形態３．
　本発明の第２の実施形態の管制支援システムは、図２と同様の構成で表すことができ、以下、図２を参照して、第３の実施形態について説明する。
　第３の実施形態では、管制官が選択した回避案だけでなく、外部システム等によって作成された各回避案が、管制支援システム１に入力される。なお、このとき、各回避案に対応する各注目機の現在位置の情報も管制支援システム１に入力される。
　変換行列算出部３は、各回避案が入力されると、回避案毎に、第１の実施形態と同様の処理（図６に示すステップＳ１の処理）を行う。
　また、障害物図形算出部２は、入力された回避案毎に、第１の実施形態と同様の処理（図６に示すステップＳ２の処理）を行う。
　そして、航路情報表示処理部４は、各回避案のリストを表示部５に表示させる。ただし、航路情報表示処理部４は、各回避案の信頼性に基づいて各回避案の表示態様を変化させる。
　航路情報表示処理部４は、各回避案の信頼性を、出力画面（図１に例示するｘｔ平面のグラフ）内に表示される楕円の数で判断する。航路情報表示処理部４は、回避案毎に、第１の実施形態と同様に出力画面を表示部５に表示させた場合における楕円の数をカウントする。このとき、航路情報表示処理部４は、基準線１１や楕円１５（図１参照）を含むｘｔ平面のグラフを実際に表示部５に表示させる必要はない。出力画面として表示する範囲の大きさ（例えば、ｔ軸の長さ等）は、予め定められる。航路情報表示処理部４は、入力された回避案毎に、図６に示すステップＳ３と同様の処理（ｘｔ平面への楕円の変換処理）を行い、定められた範囲内に表示される楕円の数を、回避案毎にカウントすればよい。航路情報表示処理部４は、カウント結果に応じた表示態様で各回避案を表示部５に表示させることで、回避案のリストを表示部５に表示させる。
　航路情報表示処理部４は、楕円のカウント結果に応じて、回避案を色分けして表示してもよい。例えば、航路情報表示処理部４は、楕円のカウント結果がｑ以下の場合は赤、カウント結果がｑ＋１以上の場合は青等のように色分けして、各回避案を表示してもよい。なお、楕円のカウント結果に応じて、回避案の表示態様を変化させる場合、色分け以外の方法で回避案の表示態様を変えてもよい。図８は、回避案のリストの表示例を示す模式図である。図８では、楕円のカウント結果がｑ以下の場合は、背景色を白として回避案を表示し、カウント結果がｑ＋１以上の場合は背景を斜線として表示した場合を例示している。ここでは、楕円のカウント結果がｑ以下の場合と、ｑ＋１以上の場合とで分けた場合を例にして説明しているが、回避案の表示態様をより細かく分類してもよい。
　楕円のカウント結果が少ないということは、将来、近接する周辺機が少ないということである。従って、管制官は、回避案の表示態様により、複数の回避案の中から、より信頼性の高い回避案を選択することができる。例えば、図８に示す例では、回避案１，２，４の信頼性が、回避案３，５よりも高いということを、管制官は判断することができる。
　なお、図８では、回避案を模式的に示している。実際には、個々の回避案として、例えば、回避案のＩＤ、状態変更の対象となる航空機のＩＤ、状態変更の内容（速度または高度の変更内容）、変更の開始および終了時刻の情報等が表示される。
　そして、管制官に選択された回避案が入力された場合には、管制支援システム１は、その時点で、第１の実施形態と同様の処理（ステップＳ１～Ｓ４）を実行すればよい。このとき第２の実施形態が適用されてもよい。
　第３の実施形態によれば、事前に検出されたコンフリクトの回避案のリストを、個々の回避案の信頼性を理解しやすい態様で管制官に提示することができる。
　次に、本発明の主要部について説明する。図９は、本発明の主要部を示すブロック図である。本発明の管制支援システム１は、図形特定部７１と、変換行列算出部７２と、表示処理部７３とを備える。
　図形特定部７１（例えば、障害物図形算出部２）は、移動体（例えば、航空機）が通過する位置として定められた通過点（例えば、ＦＩＸ）のｘ座標、ｙ座標および移動体の通過時刻を座標値とする３次元座標の組により表した移動体の通過点間の区間情報（例えば、リンク）の組として、移動体同士の異常接近の回避案による状態変更の対象となる移動体である注目機が回避案に基づいて状態変更された場合における注目機の区間情報と、注目機以外の移動体である周辺機の区間情報との組を定め、注目機の区間情報と周辺機の区間情報との組毎に、注目機の区間情報によって表される３次元ベクトルを含みｘｙ平面に垂直な平面（例えば、平面Ｈ０）内で、周辺機により規定される所定範囲を表す図形（例えば、楕円ｄ）を特定する。
　変換行列算出部７２（例えば、変換行列算出部３）は、注目機の通過点から次の通過点に向かうｘｙ平面内の２次元ベクトルをｘ軸に沿って順に並ぶように変換した場合における、２次元ベクトルを包含しｘｙ平面に垂直な平面からｘ軸および時間軸によって規定される平面への変換を表す変換行列（例えば、変換行列Ｍｉ）を、２次元ベクトル毎に算出する。
　表示処理部７３（例えば、経路情報表示処理部４）は、図形特定部７１に特定された図形に対して、当該図形の特定に用いた注目機の区間情報に対応する変換行列を適用することによって、ｘ軸および時間軸によって規定される平面に図形を変換し、ｘ軸および時間軸とともに、通過点および注目機が当該通過点を通過する時刻によって定まる点を結んだ線（例えば、基準線１１）と、変換後の図形とを表示する。
　そのような構成によって、将来に渡る回避案の信頼性を管制官が理解しやすい態様で表示することができる。
　図形特定部７１は、周辺機の区間情報に含まれる周辺機の通過時刻の情報が変更された場合、注目機の区間情報と変更後の周辺機の区間情報との組を定め、定めた組毎に、周辺機により規定される所定範囲を表す図形を特定し、表示処理部７３は、その図形に対して、当該図形の特定に用いた注目機の区間情報に対応する変換行列を適用することによって、ｘ軸および時間軸によって規定される平面に図形を変換し、変換後の図形を表示する構成であってもよい。
　図形特定部７１は、移動体同士の異常接近の回避案のリストが入力された場合に、個々の回避案に対応する注目機毎に、注目機の区間情報と周辺機の区間情報との組を定め、定めた組毎に、周辺機により規定される所定範囲を表す図形を特定し、変換行列算出部７２は、個々の回避案に対応する注目機毎に、変換行列を算出し、表示処理部７３は、個々の回避案に対応する注目機毎に、図形特定手段に特定された図形に対して、当該図形の特定に用いた注目機の区間情報に対応する変換行列を適用することによって、ｘ軸および時間軸によって規定される平面に図形を変換し、当該平面の所定範囲内に存在する図形の数に応じて回避案の表示態様を変えて回避案のリストを表示する構成であってもよい。
　図形特定部７１は、ｘｙ平面に平行で半径が定数（例えば、洋上管制間隔）である円を、周辺機の区間情報によって表される３次元ベクトルに沿って移動させることによって規定される柱体（例えば、斜柱体Ｈ１）と、注目機の区間情報によって表される３次元ベクトルを含みｘｙ平面に垂直な平面との交差部分に該当する図形を特定する構成であってもよい。
　図形特定部７１は、注目機が上限速度で移動した場合に通過点を通過する時刻および注目機が下限速度で移動した場合に通過点を通過する時刻を算出し、表示処理部７３は、通過点および注目機が上限速度で移動した場合に当該通過点を通過する時刻によって定まる点を結んだ線（例えば、線１２）と、通過点および注目機が下限速度で移動した場合に当該通過点を通過する時刻によって定まる点を結んだ線（例えば、線１３）とを表示する構成であってもよい。
　この出願は、２０１３年３月２９日に出願された日本特許出願２０１３－０７２１７９を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記の実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
産業上の利用の可能性
　本発明は、管制官がコンフリクトの回避案の信頼性を判断しやすくする管制支援システムに好適に適用される。
　１　管制支援システム
　２　障害物図形算出部２
　３　リンク包含面変換行列算出部
　４　航路情報表示処理部
　５　表示部

Claims (7)

  1. 　移動体が通過する位置として定められた通過点のｘ座標、ｙ座標および前記移動体の通過時刻を座標値とする３次元座標の組により表した移動体の通過点間の区間情報の組として、移動体同士の異常接近の回避案による状態変更の対象となる移動体である注目機が前記回避案に基づいて状態変更された場合における注目機の区間情報と、注目機以外の移動体である周辺機の区間情報との組を定め、注目機の区間情報と周辺機の区間情報との組毎に、注目機の区間情報によって表される３次元ベクトルを含みｘｙ平面に垂直な平面内で、周辺機により規定される所定範囲を表す図形を特定する図形特定手段と、
    　注目機の通過点から次の通過点に向かうｘｙ平面内の２次元ベクトルをｘ軸に沿って順に並ぶように変換した場合における、２次元ベクトルを包含しｘｙ平面に垂直な平面からｘ軸および時間軸によって規定される平面への変換を表す変換行列を、２次元ベクトル毎に算出する変換行列算出手段と、
    　図形特定手段に特定された図形に対して、当該図形の特定に用いた注目機の区間情報に対応する変換行列を適用することによって、ｘ軸および時間軸によって規定される平面に前記図形を変換し、ｘ軸および時間軸とともに、通過点および注目機が当該通過点を通過する時刻によって定まる点を結んだ線と、変換後の図形とを表示する表示処理手段とを備える
    　ことを特徴とする管制支援システム。
  2. 　図形特定手段は、周辺機の区間情報に含まれる周辺機の通過時刻の情報が変更された場合、注目機の区間情報と変更後の周辺機の区間情報との組を定め、定めた組毎に、周辺機により規定される所定範囲を表す図形を特定し、
    　表示処理手段は、前記図形に対して、当該図形の特定に用いた注目機の区間情報に対応する変換行列を適用することによって、ｘ軸および時間軸によって規定される平面に前記図形を変換し、変換後の図形を表示する
    　請求項１に記載の管制支援システム。
  3. 　図形特定手段は、移動体同士の異常接近の回避案のリストが入力された場合に、個々の回避案に対応する注目機毎に、注目機の区間情報と周辺機の区間情報との組を定め、定めた組毎に、周辺機により規定される所定範囲を表す図形を特定し、
    　変換行列算出手段は、個々の回避案に対応する注目機毎に、変換行列を算出し、
    　表示処理手段は、個々の回避案に対応する注目機毎に、図形特定手段に特定された図形に対して、当該図形の特定に用いた注目機の区間情報に対応する変換行列を適用することによって、ｘ軸および時間軸によって規定される平面に前記図形を変換し、当該平面の所定範囲内に存在する図形の数に応じて回避案の表示態様を変えて回避案のリストを表示する
    　請求項１または請求項２に記載の管制支援システム。
  4. 　図形特定手段は、ｘｙ平面に平行で半径が定数である円を、周辺機の区間情報によって表される３次元ベクトルに沿って移動させることによって規定される柱体と、注目機の区間情報によって表される３次元ベクトルを含みｘｙ平面に垂直な平面との交差部分に該当する図形を特定する
    　請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の管制支援システム。
  5. 　図形特定手段は、注目機が上限速度で移動した場合に通過点を通過する時刻および注目機が下限速度で移動した場合に通過点を通過する時刻を算出し、
    　表示処理手段は、通過点および注目機が上限速度で移動した場合に当該通過点を通過する時刻によって定まる点を結んだ線と、通過点および注目機が下限速度で移動した場合に当該通過点を通過する時刻によって定まる点を結んだ線とを表示する
    　請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の管制支援システム。
  6. 　移動体が通過する位置として定められた通過点のｘ座標、ｙ座標および前記移動体の通過時刻を座標値とする３次元座標の組により表した移動体の通過点間の区間情報の組として、移動体同士の異常接近の回避案による状態変更の対象となる移動体である注目機が前記回避案に基づいて状態変更された場合における注目機の区間情報と、注目機以外の移動体である周辺機の区間情報との組を定め、注目機の区間情報と周辺機の区間情報との組毎に、注目機の区間情報によって表される３次元ベクトルを含みｘｙ平面に垂直な平面内で、周辺機により規定される所定範囲を表す図形を特定し、
    　注目機の通過点から次の通過点に向かうｘｙ平面内の２次元ベクトルをｘ軸に沿って順に並ぶように変換した場合における、２次元ベクトルを包含しｘｙ平面に垂直な平面からｘ軸および時間軸によって規定される平面への変換を表す変換行列を、２次元ベクトル毎に算出し、
    　特定した図形に対して、当該図形の特定に用いた注目機の区間情報に対応する変換行列を適用することによって、ｘ軸および時間軸によって規定される平面に前記図形を変換し、ｘ軸および時間軸とともに、通過点および注目機が当該通過点を通過する時刻によって定まる点を結んだ線と、変換後の図形とを表示する
    　ことを特徴とする管制支援方法。
  7. 　コンピュータに、
    　移動体が通過する位置として定められた通過点のｘ座標、ｙ座標および前記移動体の通過時刻を座標値とする３次元座標の組により表した移動体の通過点間の区間情報の組として、移動体同士の異常接近の回避案による状態変更の対象となる移動体である注目機が前記回避案に基づいて状態変更された場合における注目機の区間情報と、注目機以外の移動体である周辺機の区間情報との組を定め、注目機の区間情報と周辺機の区間情報との組毎に、注目機の区間情報によって表される３次元ベクトルを含みｘｙ平面に垂直な平面内で、周辺機により規定される所定範囲を表す図形を特定する図形特定処理、
    　注目機の通過点から次の通過点に向かうｘｙ平面内の２次元ベクトルをｘ軸に沿って順に並ぶように変換した場合における、２次元ベクトルを包含しｘｙ平面に垂直な平面からｘ軸および時間軸によって規定される平面への変換を表す変換行列を、２次元ベクトル毎に算出する変換行列算出処理、および、
    　図形特定処理で特定した図形に対して、当該図形の特定に用いた注目機の区間情報に対応する変換行列を適用することによって、ｘ軸および時間軸によって規定される平面に前記図形を変換し、ｘ軸および時間軸とともに、通過点および注目機が当該通過点を通過する時刻によって定まる点を結んだ線と、変換後の図形とを表示する表示処理
    　を実行させるための管制支援プログラム。
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