JP3549825B2 - 管制領域設定装置及びその方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空機等の航空管制を行う管制官が管制する管制領域を設定する管制領域設定装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、航空機などの飛行状態を管制する航空管制においては、空域を複数の管制領域に分割し、各管制領域毎に管制官が割り当てられ、航空機の飛行状態の管制を行っている。
ある管制部を例に挙げて説明すると、管制部内の大型表示画面には図８に示すような当該管制部で管制する空域が複数の管制領域に分割されて表示されている。各管制官は、自分が担当とする管制領域における航空機の飛行状況を管制することにより、航空機の安全を確保している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、航空機の飛行状況によっては、特定の管制領域に航空機の交通が集中してしまうことがある。一方、管制官が管制可能な航空交通量は有限であるため、このような交通の集中が発生してしまうと管制可能な航空交通量を超過してしまい、航空機の安全を十分に確保することができない状態に陥ってしまう。
【０００４】
従来では、上述したような航空交通量の超過を回避するために航空機の出発時刻を遅らす等のフライトスケジュールの変更を余儀なくされ、利用者の需要に合わせて航空機の便数を増加させることが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、航空機の飛行状況に応じて各管制領域を変化させ、各管制領域における航空交通量を調整することにより、航空機の安全を十分確保できる管制領域設定装置及びその方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の管制領域設定装置は、複数の領域に分割された空域において、各領域における航空交通量を算出する航空交通量算出手段と、前記航空交通量算出手段によって算出される前記航空交通量が管制容量を超える領域に対して、その航空交通量を低減させる航空交通量調整手段と、空域を複数の領域に分割する分割パターンが複数格納されている分割パターン格納手段を有し、前記航空交通量調整手段は、全ての領域において前記航空交通量が管制容量以下となる分割パターンを抽出する分割パターン抽出手段と、前記分割パターン抽出手段によって抽出された分割パターンによって分割される領域を管制領域として決定する管制領域決定手段とを備えることを特徴とする。
これにより、各管制領域における航空交通量をできるだけ管制容量を超えない程度に減少させることを可能とするものである。また、このような構成によれば、複数の分割パターンの中から、全ての領域において航空交通量が管制容量以下となる分割パターンを選び、該分割パターンで分割される各領域を管制領域とするので、管制官の負荷を減少させることが可能となる。
【０００８】
また、上記記載の管制領域設定装置において、前記分割パターン抽出手段は、全ての領域において前記航空交通量が管制容量以下となる分割パターンが存在しなかった場合には、前記航空交通量が前記管制容量を超えている領域の航空交通量が最も小さい分割パターンを抽出するので、全ての管制領域において航空交通量が管制容量以下となる分割パターンが存在しなかった場合においても、各管制領域を最も管制官の負荷が軽減するような領域とすることが可能となる。
【０００９】
また、上記記載の管制領域設定装置における前記航空交通量調整手段は、前記航空交通量が前記管制容量を超える領域において、該領域の境界を前記管制容量を下回る方向に移動させることを特徴としている。更に、前記航空交通量調整手段は、前記航空交通量が前記管制容量を超える領域において、該領域の航空経路情報及び該領域の周辺領域の航空交通量に基づいて、前記境界線を移動させることが好ましい。
このような構成によれば、航空交通量が管制容量以上である領域を検出し、検出した領域の周辺管制領域の航空交通量を考慮して、検出された該管制領域の境界線を移動させることにより、該管制領域における航空交通量を管制容量以下とするので、周辺領域を管制する管制官との負荷の兼ね合いで各管制領域を設定することができる。これにより、航空交通量が管制容量を超えていた管制領域の航空交通量を減少させることができ、管制官の負荷を軽減させることが可能となる。
【００１０】
また、本発明は、上記管制領域設定装置により実現される方法や、上記プロセス管制装置をコンピュータを用いて実現するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
【００１１】
なお、以上の発明の概要は、本発明に必要なすべての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた特許となり得る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
《第１の実施形態》
図１は本発明の第１の実施形態における管制領域設定装置のシステム構成図であり、図２は同実施形態における管制領域設定装置の動作を示すフローチャートである。
【００１３】
図１において、管制領域設定装置１は、空域を複数の領域に分割する分割パターンが複数格納されている分割パターン格納部１０と、分割パターンに基づいて分割された各領域における航空交通量を算出する航空交通量算出部１１と、全ての領域において航空交通量が管制容量以下となる分割パターン、又はそのような分割パターンが存在しない場合には、航空交通量が管制容量を超える管制領域における航空交通量が最も小さい値となる分割パターンを分割パターン格納部１０から抽出する分割パターン抽出部１２と、分割パターン抽出部１２によって抽出された分割パターンによって分割される領域を管制領域として決定する管制領域決定部１３とを備えている。
【００１４】
更に、分割パターン抽出部１２は、航空交通量算出部１１によって算出された航空交通量が管制容量以上である領域を検出する領域検出部２１と、領域検出部２１によって検出された領域の範囲が縮小する分割パターンを分割パターン格納部１０から選択し、該分割パターンで空域を分割する空域分割部２２とを有している。
【００１５】
次に、上記構成からなる管制領域設定装置の動作について図２を参照して説明する。なお、以下の説明においては、図３に示した空域を例に挙げて説明する。なお、本発明の管制領域設定装置は適宜設定可能な所定時間毎に管制領域の設定を行うが、本実施形態においては、３０分毎に管制領域の設定を行うものとする。
【００１６】
図３は空域の一部を示した図である。同図において、空域は初期状態として基本分割パターンにより均等に４つの領域Ａ〜Ｄに分割されている。図中の矢印は、各航空機の飛行経路をそれぞれ示している。
【００１７】
上述したような空域において、まず管制領域設定装置１の航空交通量算出部１１は、各領域Ａ〜Ｄにおける航空交通量を算出する（図２のステップＳＰ１）。航空交通量は、所定時間内に管制官が航空管制に要する時間に相当する。管制官が航空機の管制を行う際、航空機の各飛行状態に応じて管制に要する時間の目安が規定されている。即ち、各飛行状態において単位時間当たりの航空管制時間が規定されている。所定時間内における航空機当たりの管制時間は、対象となる航空機が当該領域に滞在する時間（滞在時間）に、上述の航空機の航空状態に対応して規定された単位時間当たりの管制時間を乗算した値となる。即ち、航空機の管制時間は以下の（１）式で与えられる。
航空機の管制時間＝単位時間当たりの管制時間×滞在時間 （１）
そして、所定時間内において対象となる領域に関する全ての航空機について上記（１）式により管制時間を求め、この値の総計が所定時間内に管制官が航空管制に要する時間、即ち航空交通量となる。
【００１８】
次に、上述した航空交通量の算出について具体例を挙げて説明する。
今、各飛行状態における単位時間当たりの管制時間を図５に示すように規定する。即ち、飛行状態が「通過」である航空機に対しては、１分当たり１０秒の管制時間を、「離陸」状態にある航空機に対しては１分当たり２０秒の管制時間を、「着陸」状態にある航空機に対しては１分当たり３０秒の管制時間を要するものと規定する。
【００１９】
ここで、図３に示した領域Ａにおいて午前１０：００〜１０：３０における航空交通量を算出する場合は、まず、各航空機の経路情報やタイムスケジュール情報を参照し、上記時間内に領域Ａ内に存在する全ての航空機について、当該領域に滞在する時間（滞在時間）及びその航空機の飛行状態に関する情報を取得する。この結果、取得した情報を図６に示す。
【００２０】
航空交通量算出部１１は、図６に示したように各航空機について、滞在時間と飛行状態の情報を取得すると、各航空機毎に所定時間内における管制時間を算出する。例えば、滞在時間が「３０分」、飛行状態が「通過」である便名ＪＡの航空機を例に挙げて説明すると、飛行状態が「通過」である航空機の管制に要する時間は、図４から単位時間当たり１０秒である。従って、航空交通量算出部１１は、滞在時間「３０分」と単位時間当たりの管制時間「１０秒」を乗算することにより便名ＪＡの管制時間「３００秒」を算出する。航空交通量算出部１１は、同様にして全ての航空機に対して合計管制時間を算出し、算出した管制時間を全ての航空機で総計することにより、航空交通量「２２５０秒」を算出する。このように、航空交通量は、航空機の飛行状態及び各領域における滞在時間に基づいて算出される。
【００２１】
このように、航空交通量算出部１１は空域を構成する全ての領域に対して、即ち本実施形態では領域Ａ〜Ｄにおける航空交通量を算出すると、算出した航空交通量を分割パターン抽出部１２内の領域検出部２１へ出力する。
【００２２】
領域検出部２１は、航空交通量算出部１１から各領域における航空交通量を取得すると、管制官が所定時間内に管制できる管制容量を超える航空交通量の領域が存在するか否かを判定する（図２のステップＳＰ２）。ここで、本実施形態では所定時間を３０分と定義したため、管制官がこの所定時間内に管制に要することが可能な時間は最大で３０分×６０秒＝１８００秒となる。ここでは、管制容量を最大値である１８００秒に設定する。
【００２３】
今、領域Ａの航空交通量は２２５０秒であるため、ステップＳＰ２においてＹＥＳとなり、ステップＳＰ３へ進み、ここで領域検出部２１は、該当する領域である領域Ａを検出し、この情報を空域分割部２２へ出力する。なお、他の領域Ｂ〜Ｃにおいては、いずれの航空交通量も管制容量以内であったとする。
【００２４】
空域分割部２２は、領域検出部２１から領域Ａの情報を取得すると、取得した領域Ａの領域が以前よりも小さくなる分割パターンを分割パターン格納部１０から選択し、選択した分割パターンで図３に示した空域を分割する（ステップＳＰ４）。この結果、図３に示した領域Ａ〜Ｄは、図４に示すように変化し、領域Ａの範囲は変化前の範囲に比べて小さくなる。
【００２５】
空域分割部２２は、新たな分割パターンによって空域を分割すると、新たな分割パターンによって形成された領域Ａ〜Ｄの情報を航空交通量算出部１１へ出力する。航空交通量算出部１１は、取得した変化後の各領域Ａ〜Ｄにおける航空交通量を再び算出し、その値を領域検出部２１へ出力する。
図７に、変化後の領域Ａにおける航空交通量を示す。この図に示すように、新たな分割パターンによって分割することにより、便名ＦＱ、ＰＧ、ＳＣ及びＢＵの滞在時間が短縮している。航空交通量算出部１１は、図７に示した情報に基づいて航空交通量を算出し、この値及び同様に算出した領域Ｂ〜Ｄの航空交通量を領域検出部２１へ出力する。
【００２６】
領域検出部２１は、航空交通量算出部１１から出力される航空交通量と管制容量とを比較する。この結果、前回管制容量を超えていた領域Ａの航空交通量は１５４０秒と変化したことにより管制容量以内となり、また他の領域Ｂ〜Ｄにおける航空交通量も管制容量以内となった場合は（ステップＳＰ２においてＮＯ）、領域検出部２１はいずれの領域も検出できなかった旨を管制領域決定部１３へ出力する。
管制領域決定部１３は、領域検出部２１から情報を受け取ると、現在の分割パターンで分割される領域を、この時間帯における管制領域として決定する（ステップＳＰ５）。
【００２７】
上述したように、本実施形態では航空交通量算出部１１によって算出される航空交通量が全ての領域において管制容量以内となるまで（即ち、ステップＳＰ２においてＹＥＳとなるまで）、空域分割部２２は分割パターン格納部１０から適切な分割パターンを選択し、該分割パターンで空域を分割する。
この結果、全ての領域において航空交通量が管制容量以内となった場合に、領域検出部２１は管制領域決定部１３へその旨を通知し、管制領域決定部１３は現在の分割パターンによって分割される各領域を、管制官が担当する管制領域として設定する。
なお、分割パターン抽出部１２は、全ての領域において航空交通量が管制容量以下となる分割パターンが存在しなかった場合には、航空交通量が管制容量を超える管制領域の航空交通量（複数の領域が検出されている場合には、例えばその平均値）が最も小さい値となる分割パターンを抽出して、管制領域決定部１３へ出力する。
【００２８】
また、管制領域設定装置１は、各航空機においてフライトスケジュール、航空経路等が記載されたフライトプランを基に、所定の時間帯における管制領域を決定すべく、上述した処理を繰り返し行い、実際の管制に備えて事前に管制領域を決定する。
また、上記実施形態において、説明の便宜上分割パターンを２本の直線が直角に交わるようなものとしたが、実際は図８に示すような不規則な分割パターンである。
【００２９】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態による管制領域設定装置について説明する。
上述した第１の実施形態による管制領域設定装置では、予め複数の分割パターンを登録しておき、航空交通量が管制容量を超える領域が検出された場合には、分割パターンを変更することにより、各領域の形状範囲を変化させていた。
これに対し、第２の実施形態による管制領域設定装置では、航空交通量が管制容量を超える領域が検出された場合には、検出された領域の航空経路情報及びその領域の周辺領域の航空交通量に基づいて、管制領域の境界線を変化させる。
【００３０】
例えば、航空交通量が管制容量を超えるとして検出された管制領域をある割合で徐々に相似縮小させるように境界線を変化させる、又は、検出された管制領域の周辺管制領域における航空交通量を参照し、航空経路を加味した上で航空交通量が少ない周辺管制領域が拡張し、当該管制領域が縮小するように境界線を変化させる、若しくは、当該管制領域における各航空機の滞在時間が短縮するように局部的に境界線を変化させる等が挙げられる。
【００３１】
本実施形態においても、境界線変化後の管制領域における航空交通量が全ての管制領域において管制容量以下となるまで、境界線を上述したような規定に基づいて徐々に変化させる。そして、全ての管制領域における航空交通量が管制容量以下となった場合に、現在の境界線で分割される各領域を管制領域として設定する。
一方、全ての管制領域において航空交通量が管制容量以下とならない場合、例えば、１つの領域における航空交通量を減少させようと境界を移動させた際に、これにより範囲が拡張した領域においては航空交通量が増加して管制容量以上となってしまう場合等、いかなる方向に境界を移動させても全ての管制領域における航空交通量を管制容量以下とすることが不可能な場合には、そのような状態に陥るぎりぎりの境界線で分割される各領域を管制領域として設定する。
【００３２】
なお、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態における管制領域設定装置の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各種の処理を実行してもよい。
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００３３】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フロッピーディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００３４】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００３５】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。例えば、上記実施形態においては、管制官が管制可能である管制容量を、各航空機の滞在時間及び各航空機を管制するのに要する時間に基づいて算出したが、このような設定方法に限らず、管制に関するあらゆるパラメータに基づいて任意に設定してもよい。
以上説明したように、この管制領域設定装置によれば、複数の領域に分割された空域において、各領域における航空交通量を算出する航空交通量算出手段と、航空交通量算出手段によって算出される航空交通量が管制容量を超える領域に対して、その航空交通量を低減させる航空交通量調整手段とを有することにより、各管制領域における航空交通量をできるだけ管制容量を超えない程度に減少させることができる。これにより、航空機の安全を十分確保することができるという効果を奏する。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の管制領域設定装置によれば、空域を複数の領域に分割する分割パターンを複数有し、該複数の分割パターンの内、全ての領域における航空交通量が管制官が管制可能である管制容量を越えないように空域を分割する分割パターンを検出して、その分割パターンで分割された各領域を各管制官一人一人に割り当てられる管制領域として設定する。このように、航空機の飛行状況に応じて各管制領域を変化させ、各管制領域内の航空交通量を管制官が管制できる範囲に制限するので、フライトスケジュールを変更せずとも航空機の安全を十分確保できるという効果が得られる。
【００３８】
また、本発明によれば、分割パターン抽出手段は、全ての領域において航空交通量が管制容量以下となる分割パターンが存在しなかった場合には、航空交通量が管制容量を超えている領域の航空交通量が最も小さい分割パターンを抽出するので、全ての管制領域において航空交通量が管制容量以下となる分割パターンが存在しなかった場合においても、各管制領域を最も管制官の負荷が軽減するような領域とすることができ、フライトスケジュールの変更を最小限に押さえることができるという利点が得られる。
【００３９】
また、本発明によれば、航空機の飛行状況に応じて各管制領域を変化させ、各管制領域内の航空交通量を管制官が管制できる範囲内あるいはその範囲に近づけるように調整することにより、フライトスケジュールの変更を最低限に抑えることができ、航空機の安全を十分確保できるという効果を奏する。
【００４０】
また、本発明の管制領域設定装置によれば、航空交通量が管制容量以上である領域を検出し、検出した領域の周辺管制領域の航空交通量を考慮して、検出された該管制領域の境界線を移動させることにより、該管制領域における航空交通量を管制容量以下とするので、各管制官に割り当てられる航空交通量の偏りを軽減させることができるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態による管制領域設定装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態における各部の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図３】基準分割パターンにより均等に４つの領域に分割された空域を示す図である。
【図４】変更後の分割パターンにより各領域に分割された空域を示す図である。
【図５】各飛行状態における単位時間当たりの通信時間を示す図である。
【図６】図３に示した初期状態の領域Ａにおける航空交通量を示す図である。
【図７】図４に示した変更後の分割パターンにより分割された領域Ａの航空交通量を示す図である。
【図８】管制領域の一例を示す図である。
【符号の説明】
１…管制領域設定装置、１１…航空交通量算出部、１２…分割パターン抽出部、１３…管制領域決定部、２１…領域検出部、２２…空域分割部

Claims (5)

1. 複数の領域に分割された空域において、各領域における航空交通量を算出する航空交通量算出手段と、
   前記航空交通量算出手段によって算出される前記航空交通量が管制容量を超える領域に対して、その航空交通量を低減させる航空交通量調整手段と、
   空域を複数の領域に分割する分割パターンが複数格納されている分割パターン格納手段を有し、
   前記航空交通量調整手段は、
   全ての領域において前記航空交通量が管制容量以下となる分割パターンを抽出する分割パターン抽出手段と、
   前記分割パターン抽出手段によって抽出された分割パターンによって分割される領域を管制領域として決定する管制領域決定手段と
   を備えることを特徴とする管制領域設定装置。
2. 前記分割パターン抽出手段は、
   全ての領域において前記航空交通量が管制容量以下となる分割パターンが存在しなかった場合には、前記航空交通量が前記管制容量を超えている領域の航空交通量が最も小さい分割パターンを抽出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の管制領域設定装置。
3. 前記航空交通量調整手段は、
   前記航空交通量が前記管制容量を超える領域において、該領域の境界を前記管制容量を下回る方向に移動させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の管制領域設定装置。
4. 前記航空交通量調整手段は、
   前記航空交通量が前記管制容量を超える領域において、該領域の航空経路情報及び該領域の周辺領域の航空交通量に基づいて、前記境界線を移動させることを特徴とする請求項３に記載の管制領域設定装置。
5. 空域を複数の領域に分割する分割パターンが複数格納されている分割パターン格納手段を有する管制領域設定装置において用いられる管制領域設定方法であって、
   複数の領域に分割された空域において、各領域における航空交通量を算出するステップと、
   前記航空交通量が管制容量を超える領域に対して、その航空交通量を低減させるステップと、
   全ての領域において前記航空交通量が管制容量以下となる分割パターンを抽出するステップと、
   前記抽出された分割パターンによって分割される領域を管制領域として決定するステップと
   を具備することを特徴とする管制領域設定方法。

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