(57)【要約】【課題】編隊に参加している複数の航空機の目標機に対する役割及び軌道を適切かつ、簡易に決定することを目的とする。【解決手段】航空機管理装置は、航空機４０と目標機４２との相対的な位置関係に基づいて、目標機４２に対する航空機４０毎の役割、及び航空機４０の役割に応じて定められた操縦行動に基づいた航空機４０毎の軌道を決定する。その一例として、航空機管理装置は、目標機４２に対する航空機４０の役割を数値で表わし、該数値を変化させることで航空機４０の役割を複数回変更し、航空機４０の役割を変更する毎に、最小彼我間距離を算出し、最小彼我間距離が最大となる航空機４０の役割を、航空機４０の役割として決定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
編隊に参加している複数の航空機の役割及び該航空機の軌道を求める航空機管理装置であって、
前記航空機と目標機との相対的な位置関係に基づいて、前記目標機に対する前記航空機毎の役割、及び前記航空機の役割に応じて定められた操縦行動に基づいた前記航空機毎の軌道を決定する演算手段と、
前記演算手段によって決定された前記航空機の役割と前記航空機の軌道を、対応する前記航空機毎に送信する送信手段と、
を備える航空機管理装置。
【請求項２】
前記演算手段は、前記航空機と前記目標機との方位角に基づいた評価値によって、前記航空機の役割を決定する第１決定処理を行う請求項１記載の航空機管理装置。
【請求項３】
前記第１決定処理は、前記航空機が前記目標機と対向するために必要とする前記方位角の変更量が少ない前記航空機ほど、ミサイルを発射する役割として高い評価値を与え、ミサイルの誘導範囲の端周辺に前記目標機及びミサイルが位置する前記航空機ほど、ミサイルを誘導する役割として高い評価値を与え、前記航空機の索敵範囲の端周辺に前記目標機が位置する前記航空機ほど、前記目標機を索敵や追尾する役割として高い評価値を与える請求項２記載の航空機管理装置。
【請求項４】
前記航空機と前記目標機との相対的な位置関係に応じた前記航空機の役割を示した複数のルールを記憶した記憶手段を備え、
前記演算手段は、前記目標機と前記航空機との相対的な位置関係に応じた前記ルールを前記記憶手段から選択し、選択した前記ルールから前記航空機の役割を決定する第２決定処理を行う請求項１記載の航空機管理装置。
【請求項５】
前記ルールは、前記目標機と前記航空機との相対的な位置関係、及びミサイルが前記目標機へ到達するか否かを示した指数に応じた前記航空機の役割を示す請求項４記載の航空機管理装置。
【請求項６】
前記ルールは、前記航空機及び前記目標機を特定する固有名称を用いずに、各々を特定しない一般名称を用いて、前記航空機の役割を示す請求項４又は請求項５記載の航空機管理装置。
【請求項７】
前記ルールは、ランダムに生成されるのみならず、前記航空機のパイロットの判断を考慮にいれて、任意に生成される請求項４から請求項６の何れか１項記載の航空機管理装置。
【請求項８】
前記航空機と前記目標機との交戦を模擬した交戦シミュレーションが、前記記憶手段に記憶される前の複数の前記ルールを時間経過と共に連続して用いられることで行われ、
前記交戦シミュレーションに用いられる前記ルールは、前記交戦シュミュレーションにおける所定のイベントの達成に応じた得点が前記ルールの評価値に加算され、該評価値に基づいて前記記憶手段に記憶される前記ルールが決定される請求項４から請求項７の何れか１項記載の航空機管理装置。
【請求項９】
前記イベントを達成した前記ルールに至るまでに用いられた前記ルールは、前記イベントを達成した前記ルールに対する得点が傾斜配分される請求項８記載の航空機管理装置。
【請求項１０】
所定数の前記ルールの集合を一つの個体とし、所定数の前記個体を初期世代として生成する初期世代生成処理が行われ、
所定数の前記ルールを用いた前記航空機と前記目標機との交戦を模擬した交戦シミュレーションによって決定した前記航空機の軌道に基づいて、前記航空機の前記目標機に対する優位性を示す評価値を前記個体毎に算出する評価値算出処理が行われ、
前記個体を構成する前記ルールを変化させて新たな世代とする毎に前記評価値算出処理が行われ、
前記ルールの変化が所定世代に達した場合に、最も高い評価値の前記個体に基づいて前記記憶手段に記憶される前記ルールが決定される請求項４から請求項７の何れか１項記載の航空機管理装置。
【請求項１１】
前記個体を構成する前記ルールは、前記交戦シミュレーションに基づいて消去及び追加が行われる請求項１０記載の航空機管理装置。
【請求項１２】
前記個体を構成する前記ルールを変化させるために２つの前記個体が交叉される場合、構成する前記ルールの数が少ない前記個体を基準に交叉が行われる請求項１１記載の航空機管理装置。
【請求項１３】
前記演算手段は、前記目標機に対する前記航空機の役割を数値で表わし、該数値を変化させることで前記航空機の役割を複数回変更し、前記航空機の役割を変更する毎に、前記航空機の役割に基づいた前記航空機の前記目標機に対する優位性を示す評価値を算出し、該評価値から前記航空機の役割を決定する第３決定処理を行う請求項１記載の航空機管理装置。
【請求項１４】
前記第３決定処理は、前記目標機に対する前記航空機の役割及び前記航空機の初期配置位置を数値で表わし、該数値を変化させることで前記航空機の役割及び前記初期配置位置を変更し、前記航空機の役割及び前記初期配置位置を変更する毎に、前記評価値を算出する請求項１３記載の航空機管理装置。
【請求項１５】
前記第３決定処理は、所定時間間隔毎の前記航空機の役割及び前記航空機の軌道を決定する請求項１３又は請求項１４記載の航空機管理装置。
【請求項１６】
前記評価値は、前記目標機の軌道の予測結果に基づいて算出される請求項１３から請求項１５の何れか１項記載の航空機管理装置。
【請求項１７】
前記演算手段は、前記目標機に対する前記航空機の役割の組み合わせ毎に、前記航空機と前記目標機との交戦を模擬した交戦シミュレーションを行い、この結果から求められる前記航空機の前記目標機に対する優位性を示す評価値に基づいて、前記航空機の役割と前記航空機の軌道を決定する第４決定処理を行う請求項１記載の航空機管理装置。
【請求項１８】
前記演算手段は、全ての役割の組み合わせの前記交戦シミュレーションの所要時間が、予め定められた時間内に終了しない場合、脅威度に応じた所定数の前記目標機に対して、所定数の前記航空機のみが対応するとして前記第４決定処理を行う請求項１７記載の航空機管理装置。
【請求項１９】
前記演算手段は、前記第１決定処理、前記第２決定処理、前記第３決定処理、及び第４決定処理のうち少なくとも二つによって求められた前記航空機の役割及び前記航空機の軌道のうち、一つを前記航空機の役割及び前記航空機の軌道として決定する請求項２、請求項４、請求項１３、及び請求項１７の何れか２項記載の航空機管理装置。
【請求項２０】
請求項１から請求項１９の何れか１項記載の航空機管理装置を備えた航空機。
【請求項２１】
編隊に参加している複数の航空機の役割及び該航空機の軌道を求める航空機管理方法であって、
前記航空機と目標機との相対的な位置関係に基づいて、前記目標機に対する前記航空機毎の役割、及び前記航空機の役割に応じて定められた操縦行動に基づいた前記航空機毎の軌道を決定する第１工程と、
決定した前記航空機の役割と前記航空機の軌道を、対応する前記航空機毎に送信する第２工程と、
を含む航空機管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機管理装置、航空機、及び航空機管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の航空機が目標に対する射撃や射撃のための索敵や追尾を行う場合、効率的な火器管制が行われなければならない。
例えば特許文献１には、航空機の管制装置が、データリンク装置で受信した僚機の移動情報及び目標情報、並びに自機の移動情報及び自機の索敵や追尾によって取得した目標情報に基づいて、自機及び僚機に対して、射撃の対象となる目標機又は索敵や追尾の対象となる目標機を割り当てる割当処理を行い、割当結果である目標割当指示を僚機へデータリンク装置によって送信することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１７９９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、編隊に参加する航空機が、目標機に対するより効果的な行動を行うために、目標機に対するより適切な航空機の役割の決定のみならず、その役割を行うための適切な航空機の軌道の決定も求められている。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、編隊に参加している複数の航空機の目標機に対する役割及び軌道を適切かつ、簡易に決定できる、航空機管理装置、航空機、及び航空機管理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の航空機管理装置、航空機、及び航空機管理方法は以下の手段を採用する。
【０００７】
本発明の第一態様に係る航空機管理装置は、編隊に参加している複数の航空機の役割及び該航空機の軌道を求める航空機管理装置であって、前記航空機と目標機との相対的な位置関係に基づいて、前記目標機に対する前記航空機毎の役割、及び前記航空機の役割に応じて定められた操縦行動に基づいた前記航空機毎の軌道を決定する演算手段と、前記演算手段によって決定された前記航空機の役割と前記航空機の軌道を、対応する前記航空機毎に送信する送信手段と、を備える。
【０００８】
本構成によれば、航空機管理装置は、編隊に参加している複数の航空機の役割及び該航空機の軌道を求める。航空機の役割は、例えば、目標機の索敵や追尾、ミサイルの誘導、及びミサイルの発射である。
【０００９】
そして、演算手段によって、航空機と目標機との相対的な位置関係に基づいて、目標機に対する航空機毎の役割、及び航空機の役割に応じて予め定められた行動計画に基づいた航空機毎の軌道が決定される。航空機と目標機との相対的な位置関係には、航空機と目標機との方位角も含まれる。また、役割に応じて定められた操縦行動に基づく航空機の軌道も、航空機と目標機との相対的な位置関係によって決定される。
そして、決定された航空機の役割と軌道が、送信手段によって、対応する航空機毎に送信される。
【００１０】
このように、本構成は、航空機と目標機との相対的な位置関係に基づいて航空機の役割及び軌道を決定するので、編隊に参加している複数の航空機の目標機に対する役割及び軌道を適切かつ、簡易に決定できる。
【００１１】
上記第一態様では、前記演算手段が、前記航空機と前記目標機との方位角に基づいた評価値によって、前記航空機の役割を決定する第１決定処理を行うことが好ましい。
【００１２】
本構成によれば、航空機の目標機に対する向きはミサイルの発射や索敵や追尾にとって重要な要素となりえるので、簡易により最適な航空機の役割を決定できる。
【００１３】
上記第一態様では、前記第１決定処理が、前記航空機が前記目標機と対向するために必要とする前記方位角の変更量が少ない前記航空機ほど、ミサイルを発射する役割として高い評価値を与え、ミサイルの誘導範囲の端周辺に前記目標機及びミサイルが位置する前記航空機ほど、ミサイルを誘導する役割として高い評価値を与え、前記航空機の索敵範囲の端周辺に前記目標機が位置する前記航空機ほど、前記目標機を索敵や追尾する役割として高い評価値を与えることが好ましい。
【００１４】
本構成によれば、方位角の変更量が大きいほど航空機の失うエネルギーは大きいので、航空機が目標機と対向するために必要とする方位角の変更量が少ない航空機がミサイルを発射する役割とされる。また、航空機のミサイルの誘導範囲の端周辺に目標機及びミサイルを捉えることが好ましいため、航空機のミサイルの誘導範囲の端周辺に目標機及びミサイルが位置する航空機が、ミサイルを誘導する役割とされる。さらに、航空機の索敵範囲の端周辺に目標機を捉えることが好ましいため、航空機の索敵範囲の端周辺に目標機が位置する航空機が、目標機を索敵や追尾する役割とされる。これにより、本構成は、より最適な航空機の役割を決定できる。
【００１５】
上記第一態様では、前記航空機と前記目標機との相対的な位置関係に応じた前記航空機の役割を示した複数のルールを記憶した記憶手段を備え、前記演算手段が、前記目標機と前記航空機との相対的な位置関係に応じた前記ルールを前記記憶手段から選択し、選択した前記ルールから前記航空機の役割を決定する第２決定処理を行うことが好ましい。
【００１６】
本構成によれば、航空機と目標機との相対的な位置関係に応じた航空機の役割を示した複数のルールが、記憶手段に記憶されている。このルールは、例えばＩＦ−ＴＨＥＮルールであり、航空機と目標機との相対的な位置関係をＩＦとし、それに応じた航空機の役割をＴＨＥＮとして表わしている。
そして、航空機と目標機との相対的な位置関係に応じたルールが記憶手段から選択され、選択したルールから航空機の役割が決定されるので、本構成は、より最適な航空機の役割を短い処理時間で決定できる。
【００１７】
上記第一態様では、前記ルールが、前記目標機と前記航空機との相対的な位置関係、及びミサイルが前記目標機へ到達するか否かを示した指数に応じた前記航空機の役割を示すことが好ましい。
【００１８】
本構成によれば、ミサイルが目標機へ到達するか否かによってもルールが選択されるので、より最適な航空機の役割を決定できる。
【００１９】
上記第一態様では、前記ルールが、前記航空機及び前記目標機を特定する固有名称を用いずに、各々を特定しない一般名称を用いて、前記航空機の役割を示すことが好ましい。
【００２０】
本構成によれば、航空機及び目標機毎のルールを生成する必要が無いため、記憶手段に記憶させるルールの数を削減することができる。
【００２１】
上記第一態様では、前記ルールは、ランダムに生成されるのみならず、前記航空機のパイロットの判断を考慮にいれて、任意に生成されることが好ましい。
【００２２】
本構成によれば、ルールの確かさが増すこととなる。
【００２３】
上記第一態様では、前記航空機と前記目標機との交戦を模擬した交戦シミュレーションが、前記記憶手段に記憶される前の複数の前記ルールを時間経過と共に連続して用いられることで行われ、前記交戦シミュレーションに用いられる前記ルールは、前記交戦シュミュレーションにおける所定のイベントの達成に応じた得点が前記ルールの評価値に加算され、該評価値に基づいて前記記憶手段に記憶される前記ルールが決定されることが好ましい。
【００２４】
本構成によれば、航空機と目標機との交戦を模擬した交戦シミュレーションが、航空機の記憶手段に記憶される前の複数のルールを時間経過と共に連続して用いることで行われる。そして、航空機の記憶手段に記憶されるルールが、交戦シミュレーション装置で行われる交戦シミュレーションによって決定されることとなる。交戦シミュレーションを行う交戦シミュレーション装置は、例えば地上設備に設けられので、交戦シミュレーションに十分時間をかけて航空機の記憶手段に記憶させるルールを決定することができる。
【００２５】
交戦シミュレーションに用いられるルールは、交戦シミュレーションにおける所定のイベントの達成に応じた得点が評価値に加算される。イベントは、目標機へのミサイルの発射や撃墜等であり、イベントを達成できたルールにより示される航空機の役割は、状況に応じた適切な航空機の役割を示していることとなる。
従って、本構成は、航空機の役割を決定するための適切なルールを航空機の記憶手段に記憶させることができる。
【００２６】
上記第一態様では、前記イベントを達成した前記ルールに至るまでに用いられた前記ルールは、前記イベントを達成した前記ルールに対する得点が傾斜配分されることが好ましい。
【００２７】
イベントは、最終的に用いられたルールのみならず、それまでに用いられたルールが適正であるから達成できると考えられる。本構成は、イベントの達成に対する貢献度を示す得点を、イベントを達成するまでに用いられたルールに傾斜配分するので、より適切な得点をルールの評価値に加算することができる。
【００２８】
上記第一態様では、所定数の前記ルールの集合を一つの個体とし、所定数の前記個体を初期世代として生成する初期世代生成処理が行われ、所定数の前記ルールを用いた前記航空機と前記目標機との交戦を模擬した交戦シミュレーションによって決定した前記航空機の軌道に基づいて、前記航空機の前記目標機に対する優位性を示す評価値を前記個体毎に算出する評価値算出処理が行われ、前記個体を構成する前記ルールを変化させて新たな世代とする毎に前記評価値算出処理が行われ、前記ルールの変化が所定世代に達した場合に、最も高い評価値の前記個体に基づいて前記記憶手段に記憶される前記ルールが決定されてもよい。
【００２９】
本構成によれば、初期世代生成処理によって、所定数のルールの集合を一つの個体とし、所定数の個体が初期世代として生成される。次に、所定数のルールを用いた航空機と目標機との交戦を模擬した交戦シミュレーションによって決定した航空機の軌道に基づいて、航空機の目標機に対する優位性を示す評価値を個体毎に算出する評価値算出処理が行われる。
そして、個体を構成するルールを変化させて新たな世代とする毎に評価値算出処理が行われ、ルールの変化が所定世代に達した場合に、最も高い評価値の個体に基づいて記憶手段に記憶されるルールが決定されることとなる。
従って、本構成は、航空機の役割を決定するための適切なルールを航空機の記憶手段に記憶させることができる。
【００３０】
上記第一態様では、前記個体を構成する前記ルールが、前記交戦シミュレーションに基づいて消去及び追加されてもよい。
【００３１】
本構成によれば、個体を構成するルールの不足や重複に対応しつつ、評価値算出処理の再現性が確保されることとなる。
【００３２】
上記第一態様では、前記個体を構成する前記ルールを変化させるために２つの前記個体が交叉される場合、構成する前記ルールの数が少ない前記個体を基準に交叉が行われてもよい。
【００３３】
本構成によれば、個体を構成するルールの数が異なる２つの個体間で交叉を行う場合でも、確実に交叉が行われる。
【００３４】
上記第一態様では、前記演算手段が、前記目標機に対する前記航空機の役割を数値で表わし、該数値を変化させることで前記航空機の役割を複数回変更し、前記航空機の役割を変更する毎に、前記航空機の役割に基づいた前記航空機の前記目標機に対する優位性を示す評価値を算出し、該評価値から前記航空機の役割を決定する第３決定処理を行うことが好ましい。
【００３５】
本構成によれば、目標機に対する航空機の役割を数値で表わし、該数値を変化させることで航空機の役割を複数回変更するので、簡易に航空機と役割との組み合わせを複数生成することができる。航空機の役割を変更する毎に、航空機の役割に基づいた航空機の目標機に対する優位性を示す評価値が算出される。そして、評価値から航空機の役割が決定される。
これにより、本構成は、より最適な航空機の役割を決定できる。
【００３６】
上記第一態様では、前記第３決定処理が、前記目標機に対する前記航空機の役割及び前記航空機の初期配置位置を数値で表わし、該数値を変化させることで前記航空機の役割及び前記初期配置位置を変更し、前記航空機の役割及び前記初期配置位置を変更する毎に、前記評価値を算出することが好ましい。
【００３７】
本構成によれば、航空機の初期配置位置を簡易に決定することができる。
【００３８】
上記第一態様では、前記第３決定処理が、所定時間間隔毎の前記航空機の役割及び前記航空機の軌道を決定することが好ましい。
【００３９】
上記第一態様では、前記評価値が、前記目標機の軌道の予測結果に基づいて算出されることが好ましい。
【００４０】
本構成によれば、評価値をより精度高く求めることができる。
【００４１】
本構成によれば、航空機のパイロットは、実行するべき役割及び軌道を時系列で簡易に把握することができる。
【００４２】
上記第一態様では、前記演算手段が、前記目標機に対する前記航空機の役割の組み合わせ毎に、前記航空機と前記目標機との交戦を模擬した交戦シミュレーションを行い、この結果から求められる前記航空機の前記目標機に対する優位性を示す評価値に基づいて、前記航空機の役割と前記航空機の軌道を決定する第４決定処理を行うことが好ましい。
【００４３】
本構成によれば、目標機に対する航空機の役割の組み合わせ毎に、航空機と目標機との交戦を模擬した交戦シミュレーションが行われる。そして、交戦シミュレーションの結果から求められる航空機の目標機に対する優位性を示す評価値に基づいて、航空機の役割と航空機の軌道が決定される。
従って、本構成は、より最適な航空機の役割を決定できる。
【００４４】
上記第一態様では、前記演算手段が、全ての役割の組み合わせの前記交戦シミュレーションの所要時間が、予め定められた時間内に終了しない場合、脅威度に応じた所定数の前記目標機に対して、所定数の前記航空機のみが対応するとして前記第４決定処理を行うことが好ましい。
【００４５】
本構成によれば、第４決定処理に要する演算手段の負荷が小さくなり、その結果、役割分担検証処理に要する時間が短くなる。
【００４６】
上記第一態様では、前記演算手段が、前記第１決定処理、前記第２決定処理、前記第３決定処理、及び第４決定処理のうち少なくとも二つによって求められた前記航空機の役割及び前記航空機の軌道のうち、一つを前記航空機の役割及び前記航空機の軌道として決定することが好ましい。
【００４７】
本発明の第二態様に係る航空機は、上記記載の航空機管理装置を備える。
【００４８】
本発明の第三態様に係る航空機管理方法は、編隊に参加している複数の航空機の役割及び該航空機の軌道を求める航空機管理方法であって、前記航空機と目標機との相対的な位置関係に基づいて、前記目標機に対する前記航空機毎の役割、及び前記航空機の役割に応じて定められた操縦行動に基づいた前記航空機毎の軌道を決定する第１工程と、決定した前記航空機の役割と前記航空機の軌道を、対応する前記航空機毎に送信する第２工程と、を含む。
【発明の効果】
【００４９】
本発明によれば、編隊に参加している複数の航空機の目標機に対する役割及び軌道を適切かつ、簡易に決定できる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る航空機管理装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る航空機の役割及び軌道を示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る航空機管理装置の機能ブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る航空機と目標機との相対的な位置関係を示す模式図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るＧＡを用いた役割決定処理の流れを示す模式図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る所定時間間隔毎の役割決定処理の周期処理の結果を示した模式図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る初期配置位置を求める場合の航空機と目標機との相対的な位置関係を示す模式図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る初期配置位置を求める場合のＧＡを用いた役割決定処理の流れを示す模式図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係るＰＧＧ形式で記述された行動データベースの内容を示す模式図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る軌道決定処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第１実施形態に係る行動データベースの模式図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係る行動データベースであって、ゴールを対空攻撃とした場合の具体例を示す模式図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る航空機管理装置の機能ブロック図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係るＩＦ文の構成及びＴＨＥＮ文の構成を示した模式図である。
【図１５】本発明の第２実施形態に係るＩＦ−ＴＨＥＮルールの履歴とイベントが発生した場合の評価値の配分を示す模式図である。
【図１６】本発明の第２実施形態に係るクラシファイアシステムの模式図である。
【図１７】本発明の第３実施形態に係る航空機管理装置の機能ブロック図である。
【図１８】本発明の第３実施形態に係る航空機の誘導範囲とＧＵＩ評価値との関係を示す模式図である。
【図１９】本発明の第４実施形態に係るピッツアプローチによるＩＦ−ＴＨＥＮルールの最適化に係る模式図である。
【図２０】本発明の第４実施形態に係る交戦シミュレーションにおいて模擬される航空機と目標機との位置関係を示す図である。
【図２１】本発明の第４実施形態に係る残弾数評価値の算出方法の一例を示す図である。
【図２２】本発明の第４実施形態に係る交叉させる個体の模式図である。
【図２３】本発明の第４実施形態に係る交叉パターンを示した模式図である。
【図２４】本発明の第４実施形態に係る交叉パターンが当てはめられた構成ルール数の多い個体の模式図である。
【図２５】本発明の第５実施形態に係る役割分担検証処理が行われる状況を示した模式図である。
【図２６】本発明の第５実施形態に係る全ての目標機に対する航空機の役割の組み合わせを示した模式図である。
【図２７】本発明の第５実施形態に係るの目標機に対する航空機の役割の組み合わせを示した模式図である。
【図２８】本発明の第６実施形態に係る航空機管理装置の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
以下に、本発明に係る航空機管理装置、航空機、及び航空機管理方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００５２】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
【００５３】
図１は、本第１実施形態に係る航空機管理装置１０の電気的構成を示すブロック図である。本第１実施形態に係る航空機管理装置１０は、編隊に参加している複数の航空機４０（図２参照）の役割及び航空機４０の軌道を求める装置である。なお、航空機管理装置１０は、航空機４０に備えられている。
【００５４】
本第１実施形態に係る航空機管理装置１０は、各種演算処理を実行するＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１２、ＣＰＵ１２で実行される各種プログラム及び各種情報等が予め記憶されたＲＯＭ（Read  Only  Memory）１４、ＣＰＵ１２による各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるＲＡＭ（Random  Access  Memory）１６、各種プログラム及びシミュレーションの対象となる航空機４０の機体諸元等の各種情報を記憶する記憶手段としてのＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）１８を備えている。
【００５５】
さらに、航空機管理装置１０は、僚機情報や僚機の索敵や追尾により得られた目標機４２（図２参照）の情報（以下、「目標機情報」という。）等の各種情報を僚機から受信する受信部２０、及びＣＰＵ１２による演算結果や自機情報を僚機へ送信する送信部２２を備えている。なお、僚機情報には、僚機の位置情報や僚機の速度等が含まれる。自機情報には、自機の位置情報や自機の速度等が含まれる。目標機情報には、目標機４２の位置情報や目標機４２の速度等が含まれる。
このように、本第１実施形態に係る航空機４０は、各航空機４０間で各種情報の送受信（データリンク）が可能とされている。すなわち、データリンクによって各航空機４０は、自機情報、僚機情報、目標機情報、及び他の航空機４０に対する指示情報等の各種情報を共有するためにネットワーク化されている。
【００５６】
これらＣＰＵ１２、ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１６、ＨＤＤ１８、受信部２０、及び送信部２２は、システムバス２４を介して相互に電気的に接続されている。
【００５７】
図２は、本第１実施形態に係る航空機４０の役割及び軌道を示す模式図である。なお、図２では、一例として目標機４２を一機のみ示しているが、これは一例であり、目標機４２は複数であってもよい。図２の例は、ＭＲＭ（Medium Range Missiles）戦を模しており、航空機４０から目標機４２が視認できないほど離れた状態である。
【００５８】
航空機４０は、例えば、目標機４２に対するミサイル４４の発射、ミサイル４４の誘導、及び目標機４２の索敵や追尾が可能とされている。
【００５９】
すなわち、航空機４０の役割は、例えば、目標機４２の索敵や追尾、ミサイル４４の誘導、及びミサイル４４の発射である。ミサイル４４の誘導は、自機が発射したミサイル４４の誘導であってもよいし、僚機が発射したミサイル４４の誘導であってもよい。図２において例えば、航空機４０Ａの役割がミサイル４４の発射であり、航空機４０Ｂの役割がミサイル４４の誘導であり、航空機４０Ｃの役割は、目標機４２の索敵や追尾である。
【００６０】
図２の例では、航空機４０の索敵範囲、ミサイル４４の誘導範囲、ミサイル４４の射程範囲の順にその範囲は狭い。
【００６１】
図２に示されるように、航空機４０と目標機４２とが向かい合って飛行している場合、航空機４０Ａは、目標機４２と対向している状態（機首が向かい合う状態、所謂ヘッドオン）が、最もミサイル４４の射程距離が長く、目標機４２から離れて射撃することができるため好ましい。一方、航空機４０Ｂは、誘導範囲の端周辺に目標機４２及びミサイル４４を捉えるように位置することが好ましい。航空機４０Ｃは、索敵範囲の端周辺に目標機４２を捉えるように位置することが好ましい。この理由は、目標機４２の射程範囲を小さくすると共に、目標機４２へ近づく速度が小さくなるため、航空機４０が目標機４２から可能な限り離れて交戦することができ、また目標機４２の射程範囲に自機が近づいたとしても、素早く目標機４２の射程範囲から離脱できるためである。
【００６２】
次に、図２を参照して各航空機４０の目標機４２に対する一連の役割及び軌道について説明する。
【００６３】
航空機４０Ｃは、目標機４２の索敵や追尾を行い、目標機４２の位置情報を航空機４０Ａ，４０Ｂへ送信する。航空機４０Ａは、ミサイル４４の射程範囲に目標機４２が進入すると、目標機４２へミサイル４４を発射する。目標機４２が航空機４０Ａのミサイル４４の射程範囲に進入することは、すなわち、目標機４２の射程範囲に航空機４０Ａが進入した可能性を示す。このため、航空機４０Ａは、ミサイル４４の発射直後に目標機４２に対して反転、離脱する。この結果、ミサイル４４を発射した航空機４０Ａは、ミサイル４４の誘導ができなくなるので、航空機４０Ａが発射したミサイル４４の誘導を、航空機４０Ｂが行うこととなる。
なお、航空機４０Ｂは、目標機４２及びミサイル４４を誘導範囲の端周辺で捉えてミサイル４４の誘導を行いながら目標機４２からの回避を行う、所謂Ｆ−Ｐｏｌｅをその軌道とする。同様に航空機４０Ｃも、目標機４２を索敵範囲の端周辺で索敵や追尾しながら目標機４２からの回避を行うＦ−Ｐｏｌｅをその軌道とする。
このように、目標機４２に対する航空機４０毎の役割に応じて、航空機４０の軌道は決定される。
【００６４】
そこで、本第１実施形態に係る航空機管理装置１０は、ＣＰＵ１２によって、航空機４０と目標機４２との相対的な位置関係に基づいて、目標機４２に対する航空機４０毎の役割、及び航空機４０の役割に応じて定められた操縦行動に基づいた航空機４０毎の軌道を決定する。航空機４０と目標機４２との相対的な位置関係には、航空機４０と目標機４２との方位角も含まれる。
そして、決定された航空機４０の役割と軌道が、送信部２２によって対応する航空機４０毎に送信される。航空機４０は、僚機で決定された自機の役割と軌道を受信すると、コックピット・パネルにそれらを表示する。役割と軌道を決定した航空機４０は、自機の役割と軌道を自機のコックピット・パネルにそれらを表示する。
【００６５】
なお、航空機管理装置１０は、目標機４２が複数存在している場合、全ての目標機４２に対して、何らかの役割を与えられた航空機４０を割り当てる。また、航空機管理装置１０は、同一の目標機４２に対して、同一の役割の航空機４０を複数割り当てることはない。また、目標機４２に対して航空機４０の数が十分多い場合は、何ら役割を与えられない航空機４０が存在してもよい。
【００６６】
次に、航空機４０の役割を決定する処理（以下、「役割決定処理」という。）、航空機４０の役割に応じた軌道を決定する処理（以下、「軌道決定処理」という。）について詳細に説明する。
なお、役割決定処理及び軌道決定処理は、一例として編隊に参加している航空機４０のうち指令機に備えられている航空機管理装置１０によって行われるが、これに限らず、例えば、最初に目標機４２を発見した航空機４０が行ってもよい。
【００６７】
本第１実施形態に係る航空機管理装置１０は、目標機４２に対する航空機４０の役割を数値で表わし、該数値を変化させることで航空機４０の役割を複数回変更する。航空機管理装置１０は、航空機４０の役割を変更する毎に、航空機４０の役割に基づいた航空機４０の目標機４２に対する優位性を示す評価値（以下、「役割決定評価値」という。）を算出する。そして、航空機管理装置１０は、役割決定評価値から航空機４０の役割として決定する。
本第１実施形態に係る航空機管理装置１０は、一例として、航空機４０と目標機４２とが最も接近する距離（以下、「最小彼我間距離」という。）を役割決定評価値として算出し、最小彼我間距離が最大となった航空機４０の役割を、航空機４０の役割として決定する。
最小彼我間距離は、長いほど、航空機４０が目標機４２によって撃破される可能性が低くなるため、航空機４０の安全性が高まり、航空機４０は目標機４２に対して優位となる。
【００６８】
図３は、本第１実施形態に係る航空機管理装置１０の機能ブロック図である。図３に示されるようにＣＰＵ１２は、自機情報、僚機情報、及び目標機情報等が入力される。そして、ＣＰＵ１２は、役割決定処理によって航空機４０の役割を求めると、求めた役割に基づいて軌道決定処理を行い、航空機４０の軌道と共に役割決定評価値である最小彼我間距離を求める。役割決定処理は、航空機４０の役割の変更を所定回数繰り返した後に、役割決定評価値である最小彼我間距離を最大とする航空機４０の役割を抽出し、航空機４０の役割として決定する。
その後、ＣＰＵ１２は、決定した各航空機４０の役割及び軌道を示す情報を送信部２２へ出力する。送信部２２は、決定した役割及び軌道を対応する航空機４０へ送信する。
【００６９】
なお、数値を変化させることで航空機４０の役割を変化させるために、例えば遺伝的アルゴリズム（genetic algorithm、以下、「ＧＡ」という。）等の進化的計算手法を用いる。ＧＡを用いることの利点は、簡易に航空機４０と役割との組み合わせを複数生成することができることのみならず、評価関数の微分情報を不要とし、何らかの解が必ず得られ、航空機４０及び目標機４２の増減にも容易に対応可能なことである。
【００７０】
図４は、航空機４０（Ｂ＃１，Ｂ＃２）と目標機４２（Ｒ＃１，Ｒ＃２）との相対的な位置関係を示す模式図である。目標機４２は、ＣＡＳＥ２のように航空機４０の正面に位置する場合や、ＣＡＳＥ１やＣＡＳＥ３のように航空機４０に対して角度をもって位置する場合もある。一例として、何れの場合でも目標機４２は、現状の行動を維持して航空機４０に対して接近する軌道をとると予測されて、航空機４０の役割決定処理及び軌道決定処理が行われる。現状の行動を維持した軌道の予測とは、直線的な軌道をとる目標機４２に対しては直線的な軌道を維持するものと予測し、旋回している目標機４２に対してはその旋回軌道を維持するものと予測することである。なお、目標機４２に対する軌道の予測は、上記の他に、例えば、目標機４２の機体性能や役割等に基づくシミュレーションにより予測されてもよい。このように、目標機４２の軌道を予測することによって、役割決定評価値をより精度高く求めることができる。
【００７１】
図５は、ＧＡを用いた役割決定処理の流れを示す模式図である。
【００７２】
ＧＡに用いる遺伝子表現について説明する。図５の例は、目標機４２に対してミサイル４４の発射（ＳＨＴ）及び目標機４２の索敵や追尾（ＳＮＳ）の何れかを航空機４０が行う場合である。この場合、遺伝子表現の左端が目標機Ｒ＃１へミサイル４４を発射する航空機４０を示している。遺伝子表現の左端から２番目が目標機Ｒ＃１を索敵や追尾する航空機４０を示している。遺伝子表現の左端から３番目が目標機Ｒ＃２へミサイル４４を発射する航空機４０を示している。遺伝子表現の左端から４番目が目標機Ｒ＃２を索敵や追尾する航空機４０を示している。そして、数値が各々の役割を行う航空機４０を示しており、「０」の場合が航空機Ｂ＃１であり、「１」の場合が航空機Ｂ＃２である。
【００７３】
すなわち、図５の例に示される遺伝子表現は、目標機Ｒ＃１へのミサイル４４の発射は航空機Ｂ＃２が行い、目標機Ｒ＃１の索敵や追尾は航空機Ｂ＃１が行い、目標機Ｒ＃２へのミサイル４４の発射は航空機Ｂ＃１が行い、目標機Ｒ＃２の索敵や追尾は航空機Ｂ＃２が行うことを示している。
【００７４】
なお、航空機４０の数の増加に伴い、上記数値も増加する。また、目標機４２の数の増加に伴い、遺伝子表現が追加される。また、ミサイル４４の誘導（ＧＵＩ）を行う場合も、対応する遺伝子表現が追加される。
【００７５】
このような遺伝子表現の個体は、数値を変えてランダムに複数個（Ｍ個）生成される。
そして、航空機４０の役割を示した個体毎に、詳細を後述する軌道決定処理が行われ、求めた軌道から最小彼我間距離を役割決定評価値として算出する。
【００７６】
各個体に対応する最小彼我間距離が軌道決定処理によって求められると、役割決定処理は、次の世代の個体を生成する。次の世代を生成するために役割決定処理は、Ｍ個の個体から交叉を行う個体を選択（例えばルーレット戦略）し、選択した個体同士で交叉（例えば２点交叉）を行う。また、役割決定処理は、所定の方法で選択（例えば確率的選択）された個体の数値を変化させる突然変異（例えばｂｉｔ反転）を行う。
軌道決定処理は、このようにして生成された次の世代の個体毎に、航空機４０の軌道及び最小彼我間距離を求める。
【００７７】
そして、役割決定処理は、予め定められた世代（Ｎ世代）の個体毎の最小彼我間距離が得られると、全ての世代の全ての個体から最小彼我間距離が最も長くなる個体を選択し、選択した個体により示される役割を航空機４０の役割として決定する。また、選択した航空機４０の役割に対応する軌道が、航空機４０の軌道として決定される。
【００７８】
なお、本第１実施形態に係る航空機管理装置１０は、所定時間間隔毎（例えば１０秒間隔毎）の航空機４０の役割及び軌道を決定してもよい。
例えば、図６に示されるように、時間ｔ０から時間ｔ１では、航空機Ｂ＃２が目標機Ｒ＃１へミサイル４４を発射する役割をし、航空機Ｂ＃１が目標機Ｒ＃１の索敵や追尾を行う役割をする。そして、時間ｔ１において、航空機Ｂ＃２が目標機Ｒ＃１へのミサイル４４の発射を実行する。その後、時刻ｔ２から時刻ｔ３において航空機Ｂ＃２が目標機Ｒ＃２へミサイル４４を発射する役割をし、時間ｔ３において、航空機Ｂ＃２が目標機Ｒ＃２へのミサイル４４の発射を実行する。その後、時刻ｔ４，ｔ５において航空機Ｂ＃２が目標機Ｒ＃１を索敵や追尾する。
【００７９】
そして、航空機Ｂ＃２のコックピット・パネルには、時間ｔ０から時間ｔ５までの間における目標機４２対する役割及び軌道が時間と共に表示される。
これにより、航空機Ｂ＃２のパイロットは、図６の破線で示される矢印のように、実行するべき役割及び軌道を時系列で簡易に把握することができる。
【００８０】
また、本第１実施形態に係る役割決定処理では、航空機４０の初期配置位置をＧＡにより決定してもよい。
【００８１】
図７は、本第１実施形態に係る初期配置位置を求める場合の航空機４０と目標機４２との相対的な位置関係を示す模式図である。図７に示されるように航空機４０の初期配置位置を定めることが可能な範囲（以下、「初期配置可能エリア」という。）は、予め定められており、初期配置可能エリア内で航空機４０の初期配置位置が決定される。
初期配置可能エリアは、航空機４０と目標機４２とが予め定められた距離よりも離れている領域であり、航空機４０が目標機４２に対してミサイル４４を発射するまでに十分な距離を有する距離である。すなわち、航空機４０の初期配置位置を最適にすることで、目標機４２に対して有利な攻撃等が可能となる。
【００８２】
図８は、本第１実施形態に係る初期配置位置を求める場合のＧＡを用いた役割決定処理の流れを示す模式図である。
【００８３】
図８に示されるように遺伝子表現には、航空機Ｂ＃１のＸ方向の初期配置位置及びＹ方向の初期配置位置、並びに航空機Ｂ＃２のＸ方向の初期配置位置及びＹ方向の初期配置位置が含まれる。
【００８４】
役割決定処理は、航空機４０の役割と同様に初期配置位置に対しても、交叉や突然変異を行うことによって変化させる。そして、軌道決定処理は、初期配置位置を加味した航空機４０の軌道及び最小彼我間距離を求める。
【００８５】
なお、本第１実施形態に係る役割決定処理及び軌道決定処理は、指令機で行われる場合に限らず、複数の航空機４０にＧＡを分散処理させ、その結果を指令機に集約して航空機４０の役割を決定してもよい。
【００８６】
また、ＧＡはランダム性を有しているため、同じ自機情報、僚機情報、及び目標機情報で役割決定処理を行ったとしても、その結果は、必ずしも同じになるとは限らない。そのため、各航空機４０が各々役割決定処理及び軌道決定処理を行い、その結果、最小彼我間距離が最大となる航空機４０の役割が、航空機４０の役割として決定されてもよい。
【００８７】
また、本第１実施形態に係る役割決定処理は、予め定められたＮ世代に達するまで、ＧＡを繰り返すが、これに限らず、予め定められた時間でＧＡを繰り返したり、軌道決定処理により求められた最小彼我間距離の変化量が所定値以下となるまでＧＡを繰り返してもよい。
【００８８】
また、本第１実施形態に係る役割決定処理は、航空機４０と目標機４２との距離に応じてＧＡを繰り返す回数を変化させてもよい。例えば、初期配置可能エリアに航空機４０が位置している場合、役割決定処理は、より多い回数（時間）ＧＡを繰り返し、初期配置可能エリアよりも航空機４０と目標機４２とが接近した場合に、より少ない回数ＧＡを繰り返す。
【００８９】
次に、軌道決定処理について説明する。
【００９０】
軌道決定処理は、ＰＧＧ（Plan Goal Graph）形式で記述された行動データベースに基づいて、航空機４０の軌道を決定する。なお、行動データベースは、航空機４０のＨＤＤ１８に記憶されている。行動データベースは、実際に航空機４０を操縦するパイロットの経験則等に基づいて、予め作成されているものであり、ある目的を達成するために、航空機４０の状況に応じて選択すべき最適な操縦行動を示したデータである。
【００９１】
図９は、ＰＧＧ形式で記述された行動データベースの内容を示す模式図である。
ＰＧＧ形式で記述された行動データベースは、主に、目標機４２に対する最終的な目的を示すゴール、ゴールを達成するための行動計画を示すプラン、及びプランを実行するための操縦行動を示すアクションで構成されている。
【００９２】
なお、行動データベースは、プランから派生するゴールであるサブゴールを決定し、決定したサブゴールを達成するための行動計画を示すサブプランも構成要素に含んでもよい。換言するとサブゴールとは、ゴールの下位概念であり、プランから導き出されるより具体的なゴールである。
【００９３】
サブゴールが決定されると、リソース（条件）に基づいてサブプランが選択され、サブプランに応じたアクションが決定される。ここでいうリソースとは、プランを実行する航空機４０に関する各種情報であり、例えば、航空機４０の索敵範囲、誘導範囲、射程範囲、ミサイル４４の種類、及びミサイル４４の残弾数等の装備内容等、すなわち戦力である。
【００９４】
図１０は、ＣＰＵ１２によって実行される軌道決定処理（空戦軌道プログラム）の流れを示すフローチャートであり、軌道決定プログラムはＨＤＤ１８の所定領域に予め記憶されている。なお、軌道決定プログラムは、航空機４０毎の軌道を決定するためのプログラムであり、複数の航空機４０の軌道を決定する場合は、各航空機４０毎に本プログラムが実行される。
【００９５】
軌道決定処理の開始時には、予め各航空機４０の役割が決定されており、ＣＰＵ１２には、航空機４０と目標機４２との相対的な位置関係、すなわち、自機情報、僚機情報、及び目標機情報から得られる各航空機４０の位置、速度、及び向き（姿勢）、並びに各目標機４２の位置、速度、及び向き（姿勢）等の情報（以下、「状況データ」という。）が入力されている。
【００９６】
なお、目標機４２は、例えば、航空機４０の編隊に対して直線移動しているとのように軌道を予測して、軌道決定処理が行われるが、これに限らず、上述した他の軌道予測の方法を用いて目標機４２の軌道を予測してもよい。
【００９７】
まず、ステップ１００では、プランが設定される。プランは、すなわち、役割決定処理で決定された航空機４０の役割である。
【００９８】
ステップ１０２では、サブゴールを設定する。
図１１の行動データベースの模式図に示されるように、行動データベースには、プランに応じて設定可能なサブゴールが複数存在するため、状況データに基づいてサブゴールが決定される。なお、行動データベースに含まれる複数のサブゴールには、予め優先順位が付されており、状況データに基づいて優先順位の最も高いサブゴールが選択されることとなる。
【００９９】
次のステップ１０４では、サブゴールを達成するためのサブプランを選択する。
【０１００】
次のステップ１０６では、選択したサブプランが複数であるか否を判定し、肯定判定の場合は、ステップ１０８へ移行し、否定判定の場合は、ステップ１０８の処理を実行することなく、ステップ１１０へ移行する。
【０１０１】
ステップ１０８では、サブプラン毎に評価値（以下、「サブプラン評価値」という。）を導出し、該サブプラン評価値に基づいてサブプランを選択する。サブプラン評価値は、各サブプラン毎に固定値として与えられていてもよいし、各サブプランを選択するために用いた航空機４０の状況データを変数とした関数から導出されてもよい。
【０１０２】
サブプラン評価値を関数から導出する場合について説明する。
この関数は、各サブプランに応じて予め与えられている。また、変数とされる航空機４０の状況データは、航空機４０と軌道の予測結果を用いた目標機４２との相対的な位置関係、ミサイル４４の状態（発射準備中、誘導中、又はアクティブ等）を数値化したものである。なお、航空機４０の状況データをさらに細分化し、例えば、航空機４０の高度、速度、進行方向、姿勢角、及びミサイル４４の残弾数、並びにレーダー情報、ＲＷＲ（Radar Warning Receiver）情報、及びデータリンク情報等によって情報を数値化し、関数に対する変数としてもよい。
そして、複数のサブプラン評価値のうち、最も高いサブプラン評価値を有するサブプランが選択される。
【０１０３】
ステップ１１０では、サブプランに応じたアクションを決定する。なお、アクションは、サブプランに関連付けられている。また、アクションには、航空機４０と目標機４２との相対的な位置関係に基づいたアクションを起こす位置が関連付けられる。
【０１０４】
図１２は、行動データベースの具体例を示した模式図であり、図１２は、ゴールを「対空攻撃」とした場合の具体例である。例えば、アクションであるミサイル４４の発射位置までの飛行や、ミサイル４４の誘導のためにレーダー照射を行いつつＦ−Ｐｏｌｅを行う飛行が、軌道決定処理によって求められる航空機４０の軌道である。
【０１０５】
このようにして求められる航空機４０の軌道と目標機４２の軌道の予測結果に基づいて、役割決定評価値である最小彼我間距離が算出される。そして、最小彼我間距離が最大となった航空機４０の役割が、航空機４０の役割として決定され、決定された役割に基づいた航空機４０の軌道が、航空機４０の軌道として決定される。
【０１０６】
役割決定処理及び軌道決定処理によって決定された航空機４０の役割及び軌道は、役割決定処理及び軌道決定処理を行った航空機４０から編隊に参加している他の航空機４０へ送信部２２を介して各々送信される。
【０１０７】
以上説明したように、航空機管理装置１０は、航空機４０と目標機４２との相対的な位置関係に基づいて、目標機４２に対する航空機４０毎の役割、及び航空機４０の役割に応じて定められた操縦行動に基づいた航空機４０毎の軌道を決定する。
【０１０８】
そして、本第１実施形態に係る航空機管理装置１０は、目標機４２に対する航空機４０の役割を数値で表わし、該数値を変化させることで航空機４０の役割を複数回変更し、航空機４０の役割を変更する毎に、最小彼我間距離を算出し、最小彼我間距離が最大となる航空機４０の役割を、航空機４０の役割として決定する。
【０１０９】
なお、役割決定評価値として最小彼我間距離のみならず、他の指標が用いられてもよい。他の指標は、例えば、航空機４０のミサイル４４の残弾数（以下、「我側ミサイル残弾数」という。）や目標機４２と航空機４０との損失機数の比（以下、「交換比」という。）である。
【０１１０】
我側ミサイル残弾数が多いほど、航空機４０は目標機４２に対して優位となる。
我側ミサイル残弾数は、例えば軌道決定処理により決定されるアクションおけるミサイル４４の発射の回数によって求められる。
【０１１１】
交換比をより具体的に説明すると、例えば、複数機の航空機４０と目標機４２とが交戦し、交戦の終了までに損失した目標機４２と航空機４０との機数の比である。交換比が大きいほど、航空機４０は目標機４２に対して優位となる。
交換比は、軌道決定処理が目標機４２の航空機４０への攻撃もシミュレーションすることで求められる。なお、このシミュレーションは、従来既知の方法で行われればよい。
【０１１２】
また、例えば、最小彼我間距離、我側ミサイル残弾数、及び交換比について重み付け線形和を算出し、この算出結果が役割決定評価値とされてもよい。
【０１１３】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
【０１１４】
なお、本第２実施形態に係る航空機管理装置１０の電気的構成は、図１に示す第１実施形態に係る航空機管理装置１０の構成と同様であるので説明を省略する。
【０１１５】
図１３は、本第２実施形態に係る航空機管理装置１０の機能ブロック図である。
【０１１６】
ＨＤＤ１８は、航空機４０と目標機４２との相対的な位置関係に応じた航空機４０の役割を示した複数のルールを記憶している。このルールは、一例として、ＩＦ−ＴＨＥＮルールであり、航空機４０と目標機４２との相対的な位置関係をＩＦとし、それに応じた航空機４０の役割をＴＨＥＮとして表わしている。ＩＦ−ＴＨＥＮルールは、例えば地上設備等で予め生成され、その後、航空機４０のＨＤＤ１８に記憶される。
【０１１７】
ＣＰＵ１２は、役割決定処理によって、目標機４２と航空機４０との相対的な位置関係に応じたＩＦ−ＴＨＥＮルールをＨＤＤ１８から選択し、選択したＩＦ−ＴＨＥＮルールから航空機４０の役割を決定する。そして、ＣＰＵ１２は、役割決定処理によって航空機４０の役割を求めると、求めた役割に基づいて軌道決定処理を行う。その後、ＣＰＵ１２は、決定した航空機４０の役割及び軌道を示す情報を送信部２２へ出力する。送信部２２は、役割及び軌道を対応する航空機４０へ送信する。なお、軌道決定処理は、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
【０１１８】
次に、ＩＦ−ＴＨＥＮルールの詳細について説明する。以下の説明では、航空機４０である航空機Ｂ＃１，Ｂ＃２の２機が目標機４２である目標機Ｒ＃１，Ｒ＃２と交戦する場合について説明する。
【０１１９】
なお、本第２実施形態では、航空機Ｂ＃１，Ｂ＃２を表わす名称として航空機Ｂα，Ｂβを用い、目標機Ｒ＃１，Ｒ＃２を表わす名称として目標機Ｒα，Ｒβを用いる。
【０１２０】
この理由は、以下の通りである。
ＩＦ−ＴＨＥＮルールを定義する場合に、航空機Ｂ＃１，Ｂ＃２や目標機Ｒ＃１，Ｒ＃２といった固有名詞を用いてもよい。しかし、このような固有名詞を用いると、例えば、航空機Ｂ＃１と航空機Ｂ＃２とが入れ替わった様な同様の２つの状況に対し、各々ＩＦ−ＴＨＥＮルールを生成し、ＨＤＤ１８に記憶させる必要が生じる。
【０１２１】
このため、本第２実施形態に係るＩＦ−ＴＨＥＮルールでは、航空機４０及び目標機４２を特定する固有名称を用いずに、各々を特定しない一般名称、すなわち航空機Ｂα，Ｂβや目標機Ｒα，Ｒβを用いる。これにより、航空機Ｂ＃１，Ｂ＃２の位置関係が入れ替わった様な２つの状況の場合でも、１つのＩＦ−ＴＨＥＮルールによりこの２つの状況を表現できる。従って、航空機４０及び目標機４２を特定しない一般名称を用いることで、ＨＤＤ１８に記憶させるＩＦ−ＴＨＥＮルールの数を削減することができる。
そして、ＩＦ−ＴＨＥＮルールを選択する際に、一般名称化された航空機４０及び目標機４２に対して、固有名称化した航空機４０及び目標機４２が当て嵌められることにより、航空機４０の役割が決定される。
【０１２２】
図１４はＩＦ文の構成及びＴＨＥＮ文の構成を示した模式図である。なお、図１４は、目標機Ｒαに対するＩＦ文の構成及びＴＨＥＮ文の構成を示しているが、目標機Ｒβに対するＩＦ文の構成及びＴＨＥＮ文の構成も同様である。
【０１２３】
図１４に示されるＩＦ文は、航空機Ｂα，Ｂβと目標機Ｒαとの相対的な位置関係及びミサイルステータスから構成される。
相対的な位置関係とは、航空機４０と目標機４２との位置に基づく角度、及び航空機４０と目標機４２との距離である。
【０１２４】
ここで、航空機４０と目標機４２との位置に基づく角度は、アングル・オフ（Angle Off）及びアスペクト・アングル（Aspect Angle）で定義される。
【０１２５】
アングル・オフは、航空機４０の機首と目標機４２の機首とのなす角であり、航空機４０と目標機４２とが対向している場合は１８０°であり、航空機４０と目標機４２とが同じ方向を向いている場合は０°であり、航空機４０と目標機４２との進行方向が直交している場合は９０°又は２７０°である。
【０１２６】
アスペクト・アングルは、機首の向きは関係なく、航空機４０が目標機４２に対して位置する角度である。目標機４２の機首方向が１８０°であり、目標機４２の機尾方向が０°であり、目標機４２の機軸に対する左右の垂直方向が各々２７０°、９０°である。
【０１２７】
図１４においてアスペクト・アングルはＡＡで示され、アングル・オフはＡＯで示される。また、航空機４０と目標機４２との距離はＲｎｇで示される。
【０１２８】
一方、ミサイルステータスＭＳＬｓｔａｔｕｓは、ミサイル４４と目標機４２との関係を表わしており、ミサイル４４が目標機４２へ到達するか否かを示した指数であり、例えばミサイル４４の余剰距離より値が決定される。
ミサイル４４の余剰距離Ｒｅｘは、目標機４２の速度ＶＲ、ミサイル４４の速度ＶＭＳＬ、ミサイル４４の残燃焼時間ｔｆ、ミサイル４４と目標機４２の相対速度ＶR-MSL、ミサイル４４と目標機４２の距離ＲｎｇR-MSLから求められる。
【０１２９】
なお、ミサイル４４の速度ＶＭＳＬは、目標機４２の進行方向を正としている。
このため、ミサイル４４と目標機４２との進行方向が同様の場合は、ＶＲ−ＭＳＬ＝ＶＲ−ＶＭＳＬとされる。一方、ミサイル４４と目標機４２と対向する場合は、ＶＲ−ＭＳＬ＝ＶＲ−（−ＶＭＳＬ）＝ＶＲ＋ＶＭＳＬとされる。
【０１３０】
そして、余剰距離は、下記（１）式によって算出される。
Ｒｅｘ＝ＶＲ−ＭＳＬ×ｔｆ−ＲｎｇＲ−ＭＳＬ  ・・・（１）
（１）式によって算出された余剰距離Ｒｅｘ＞０の場合、ミサイル４４は、目標機４２に到達するため、ミサイルステータスＭＳＬｓｔａｔｕｓは１とされる。一方、余剰距離Ｒｅｘ≦０の場合、発射されたミサイル４４は、目標機４２に到達しないため、ミサイルステータスＭＳＬｓｔａｔｕｓは０とされる。また、ミサイル４４を発射していない場合も、目標機４２にミサイル４４が到達しないことと同意であるため、余剰距離Ｒｅｘ≦０とされ、これによりミサイルステータスＭＳＬｓｔａｔｕｓは０とされる。
【０１３１】
なお、ミサイル４４が目標機４２へ到達するか否かは、上記方法に限らず、目標機４２の進行方向を予測し、その予測した目標機４２に対してミサイル４４が到達するか否かで判定されてもよい。このような判定方法は、航空機４０に予め搭載されているシステムで行われているものであり、このシステムからの情報に基づいてミサイルステータスＭＳＬｓｔａｔｕｓが判定される。
【０１３２】
また、図１４に示されるＴＨＥＮ文は、一例として目標機Ｒαへミサイル４４を発射（ＳＨＴ）する航空機Ｂα又は航空機Ｂβが記述されると共に、目標機Ｒαへのミサイル４４の誘導（ＧＵＩ）を行う航空機Ｂα又は航空機Ｂβが記述される。また、目標機Ｒαの索敵や追尾（ＳＮＳ）を行う場合も、ＳＮＳを行う航空機Ｂα又は航空機Ｂβが記述される。
【０１３３】
ＩＦ−ＴＨＥＮルールの具体例は、以下の通りである。なお、下記に示すＩＦ−ＴＨＥＮルールは、目標機Ｒαに対する航空機４０の役割を決定する場合のＩＦ−ＴＨＥＮルールであり、目標機Ｒβに対する航空機４０の役割を決定する場合のＩＦ−ＴＨＥＮルールも同様に記述される。
ＩＦ
ＡＡｘ≦ＡＡ（Ｂα，Ｒα）≦ＡＡｙ＆ＡＯｘ≦ＡＯ（Ｂα，Ｒα）≦ＡＯｙ＆Ｒｎｇｘ≦Ｒｎｇ（Ｂα，Ｒα）≦Ｒｎｇｙ
＆ＡＡｘ≦ＡＡ（Ｂβ，Ｒα）≦ＡＡｙ＆ＡＯｘ≦ＡＯ（Ｂβ，Ｒα）≦ＡＯｙ＆Ｒｎｇｘ≦Ｒｎｇ（Ｂβ，Ｒα）≦Ｒｎｇｙ
＆ＭＳＬｓｔａｔｕｓ（ＭＳＬ，Ｒα）＞０
ＴＨＥＮ
ＳＨＴ＝Ｂα
ＧＵＩ＝Ｂβ
【０１３４】
なお、ＩＦ−ＴＨＥＮルールは、下記表１の例に示されるように、１〜３ビット列（例えば３ビット列のグレイコード）を列挙した表現で表わされる。
【表１】
2014129996.tif 000003
【０１３５】
表１の例では、例えば「ＡＡ」が「０００」の場合アスペクト・アングルの範囲が０°以上４５°未満（ＡＡｘ＝０°、ＡＡｙ＝４５°）とされ、「ＡＡ」が「０１０」の場合アスペクト・アングルの範囲が１３５°以上１８０°未満（ＡＡｘ＝１３５°、ＡＡｙ＝１８０°）とされる。
また、「ＡＯ」が「００１」の場合、アングル・オフの範囲が４５°以上９０°未満（ＡＯｘ＝４５°、ＡＯｙ＝９０°）とされ、「ＡＯ」が「１１０」の場合、アングル・オフの範囲が１８０°以上２２５°未満（ＡＯｘ＝１８０°、ＡＯｙ＝２２５°）とされる。
また、「Ｒｎｇ」が「０１１」の場合、航空機４０と目標機４２との距離の範囲が２０ＮＭ以上３０ＮＭ未満（Ｒｎｇｘ＝２０ＮＭ、Ｒｎｇｙ＝３０ＮＭ）とされる。
このように、３ビットでアスペクト・アングル、アングル・オフ、距離の範囲が予め定められており、１ビットでミサイルステータスが表わされている。また、役割は、「０」が航空機Ｂαを示し、「１」が航空機Ｂβを示す。なお、「＃＃＃」は任意の値を取りえることを示す。
【０１３６】
次にＩＦ−ＴＨＥＮルールの生成（最適化）について説明する。上述したようにＩＦ−ＴＨＥＮルールは、地上設備等で予め生成され、航空機４０のＨＤＤ１８に記憶される。
【０１３７】
まず、地上設備において複数のＩＦ−ＴＨＥＮルールが生成され、航空機４０と目標機４２との交戦を模擬した交戦シミュレーションが、航空機４０のＨＤＤ１８に記憶される前の複数のＩＦ−ＴＨＥＮルールを時間経過と共に連続して用いることで行われる。この交戦シミュレーションは、交戦シミュレーション装置５０（図１６参照）によって行われる。
そして、交戦シミュレーションにおける所定のイベントの達成に応じた得点がＩＦ−ＴＨＥＮルールの評価値に加算され、該評価値に基づいてＨＤＤ１８に記憶されるＩＦ−ＴＨＥＮルールが決定される。
【０１３８】
このように、ＨＤＤ１８に記憶されるＩＦ−ＴＨＥＮルールが、交戦シミュレーション装置５０で行われる交戦シミュレーションによって決定されることとなる。交戦シミュレーション装置５０は、例えば地上設備に設けられので、交戦シミュレーションに十分時間をかけてルールを決定することができる。
【０１３９】
また、交戦シミュレーションに用いられるＩＦ−ＴＨＥＮルールは、交戦シミュレーションによる所定のイベントの達成に応じて評価値が増減する。イベントは、目標機４２へのミサイル４４の発射や撃破等であり、目標機４２へのミサイル４４の発射や撃破のイベントを達成できたＩＦ−ＴＨＥＮルールにより示される航空機４０の役割は、状況に応じた適切な航空機４０の役割を示していることとなる。
【０１４０】
交戦シミュレーションの詳細及びＩＦ−ＴＨＥＮルールの得点の加算方法について詳細に説明する。
【０１４１】
まず、交戦シミュレーションは、模擬される航空機４０と目標機４２との初期位置を定め、模擬される目標機４２を時間と共に予め設定された通りに移動させる。一方、模擬される航空機４０の役割は、模擬される航空機４０と目標機４２との相対的な位置関係に基づいたＩＦ−ＴＨＥＮルールによって時間毎に決定され、模擬される航空機４０の軌道は軌道決定処理（空戦軌道プログラム）により決定される。交戦シミュレーションによる交戦最大時間は、例えば１０分のように予め定められている。交戦最大時間が過ぎると、航空機４０と目標機４２とが交戦中であっても、交戦シミュレーションは終了する。航空機４０が目標機４２を全て撃墜すると交戦最大時間に達していなくても、交戦シミュレーションは終了する。
【０１４２】
図１５は、ＩＦ−ＴＨＥＮルールの履歴とイベントが発生した場合の得点の配分を示す模式図である。図１５に示されるように、模擬される航空機４０に対して時間毎（ｔ１〜ｔｎ）にＩＦ−ＴＨＥＮルール（１〜ｎ）が選択される。
【０１４３】
そして、例えば、時間ｔｎにおけるＩＦ−ＴＨＥＮルールｎでイベントが達成されると、ＩＦ−ＴＨＥＮルールｎには、イベントに応じた得点が評価値に加算される。
【０１４４】
イベントと得点の詳細は下記表２に示されている。
【表２】
2014129996.tif 000004
【０１４５】
ミサイル４４を発射した場合は、達成したＩＦ−ＴＨＥＮルールの評価値に＋Ｘ（Ｘ＜１）が加算され、時間切れによりミサイル４４を発射できなかった場合は、その交戦シミュレーションの最後のＩＦ−ＴＨＥＮルールの評価値に−１が加算される。また、目標機４２を撃破した場合は、達成したＩＦ−ＴＨＥＮルールの評価値に＋Ｙが加算され、ミサイル４４が未到達で目標機４２を撃破できなかった場合は、ＩＦ−ＴＨＥＮルールの評価値に得点は加算されない。
【０１４６】
ミサイル４４を発射した場合に加算される得点（＋Ｘ）は、一定値ではなく、ミサイル４４を発射した時点での航空機４０と目標機４２との距離ＬＢＲを、ミサイル４４の最大射程距離ＬＭＳＬで除算（ＬＢＲ／ＬＭＳＬ）した値、すなわち距離ＬＢＲを最大射程距離ＬＭＳＬで正規化した値である。
【０１４７】
目標機４２を撃破した場合に加算される得点（＋Ｙ）は、一定値ではなく、ミサイル４４を発射してから目標機４２を撃破するまでの間の最小彼我間距離ＬｍｉｎＢＲを、ミサイル４４の最大射程距離ＬＭＳＬで除算（ＬｍｉｎＢＲ／ＬＭＳＬ）した値、すなわち距離ＬｍｉｎＢＲを最大射程距離ＬＭＳＬで正規化した値である。
【０１４８】
なお、ＩＦ−ＴＨＥＮルールは、生成された直後は評価値として初期値（例えば０．１）が与えられ、評価値はこの初期値よりも小さくなることはない。このように、評価値には最小値が定められ、最小値は常に正の値とされている。従って、評価値の正負を考慮する必要が無いので、評価値の大小の判定が容易である。
【０１４９】
そして、図１５に示されるように、イベントを達成したＩＦ−ＴＨＥＮルールに至るまでに用いられたＩＦ−ＴＨＥＮルールは、イベントを達成したＩＦ−ＴＨＥＮルールの評価値に加算される得点が傾斜配分される。イベントは、最終的に用いられたＩＦ−ＴＨＥＮルールのみならず、それまでに用いられたＩＦ−ＴＨＥＮルールが適正（又は不適正）であるから達成できる（又は達成できない）と考えられる。このように、本第２実施形態では、イベントの達成又は未達成に対する貢献度を示す得点を、イベントを達成又は未達成するまでに用いられたＩＦ−ＴＨＥＮルール、すなわち過去にさかのぼって、傾斜配分するので、より適切な得点をＩＦ−ＴＨＥＮルールの評価値に加算することができる。
【０１５０】
なお、ＩＦ−ＴＨＥＮルールは、交戦シミュレーションで用いられた利用回数も関連付けられる。
【０１５１】
図１６は、交戦シミュレーションを用いたＩＦ−ＴＨＥＮルールの評価値を変更するクラシファイアシステム（classifier system）５２の模式図である。なお、評価値は、クラシファイアシステム５２において信頼度という概念に相当し、得点は報酬という概念に相当する。
【０１５２】
クラシファイアシステム５２は、ミシガンアプローチ（Michigan  Approach）とも呼ばれる分類子システムの一つである。本第２実施形態では、ＩＦ−ＴＨＥＮルールの集合を用いて得られる交戦シミュレーションの結果に基づいて、交戦シミュレーションに使用したＩＦ−ＴＨＥＮルールの信頼度を変更し、所定のタイミングでＩＦ−ＴＨＥＮルールに対してＧＡを行い新しいＩＦ−ＴＨＥＮルールを生成する。なお、以下の説明において、ＩＦ−ＴＨＥＮルールを個体とも称呼する。すなわち、一つのＩＦ−ＴＨＥＮルールが一つの個体である。
【０１５３】
まず、クラシファイアシステム５２は、ＩＦ−ＴＨＥＮルールをコーディングし、初期の個体集合として所定数をランダムに生成する。生成された個体集合は、クラシファイア・ストア５４に記憶される。なお、クラシファイアシステム５２は、生成したＩＦ−ＴＨＥＮルールに対してＧＡを用いて新しいＩＦ−ＴＨＥＮルールを生成するので、世代Ｔを示すカウンタをＴ＝１とし、交戦シミュレーションの実行回数Ｒを示すカウンタをＲ＝１とする。なお、初期の個体集合に含まれるＩＦ−ＴＨＥＮルールの利用回数は０であり、評価値は初期値とされる。
【０１５４】
次に、クラシファイアシステム５２は、交戦シミュレーションを開始し、ルール選択部５６によって、交戦シミュレーションの時間軸である時間ｔｎにおける航空機４０と目標機４２の相対的な位置関係に適合したＩＦ−ＴＨＥＮルールを選択し、交戦シミュレーションに用いる。なお、適合するＩＦ−ＴＨＥＮルールが複数ある場合は、それらの評価値及び利用回数の少なくとも一方に応じた確率で１つのＩＦ−ＴＨＥＮルールを選択し、交戦シミュレーションに用いる。すなわち、評価値及び利用回数が高いＩＦ−ＴＨＥＮルールほど交戦シミュレーションに用いられる確率が高くなる。
【０１５５】
なお、適合するＩＦ−ＴＨＥＮルールが個体集合に含まれていない場合、交戦シミュレーションの時間軸である時間ｔｎにおける航空機４０と目標機４２の位置関係に適合したＩＦ−ＴＨＥＮルールを新たに生成する被覆を行う。この場合、新たに生成されたＩＦ−ＴＨＥＮルールは、個体集合に追加される。
【０１５６】
なお、新たに生成されるＩＦ−ＴＨＥＮルールは、ＩＦ文が航空機４０と目標機４２の位置関係に適合するように記述される一方、ＴＨＥＮ文はランダムに記述され、利用回数は１、評価値は初期値とされる。
【０１５７】
そして、クラシファイアシステム５２は、交戦シミュレーションの時間ｔｎが予め定められた時間ｔＮに至るまで、各時間毎にＩＦ−ＴＨＥＮルールの選択、選択したＩＦ−ＴＨＥＮルールを用いた交戦シミュレーションを繰り返す。
【０１５８】
ここで、交戦シミュレーションにおいてイベントが発生すると、信頼度分配部５８によって、イベントを発生させたＩＦ−ＴＨＥＮルールの評価値に得点が加算されると共に、イベントを達成するまでに用いられたＩＦ−ＴＨＥＮルールに得点が傾斜配分される。
【０１５９】
交戦シミュレーションの時間軸が時間ＴＮに至ると、１回の交戦シミュレーションが終了し、交戦シミュレーションの実行回数Ｒはインクリメントされる。そして、同一の個体集合を用いた交戦シミュレーションが所定回数実行されると、ＧＡ実行部６０によってＩＦ−ＴＨＥＮルールの個体集合に対するＧＡが行われる。なお、同一の個体集合を用いて交戦シミュレーションを所定回数実行する理由は、同一の個体集合を用いたとしても、選択されるＩＦ−ＴＨＥＮルールが変わる可能性があるため、交戦シミュレーションの結果が必ずしも毎回同じになるとは限らないためである。
なお、１回の交戦シミュレーションが終了する度に、個体集合に対するＧＡが行われてもよい。
【０１６０】
ＧＡ実行部６０によるＧＡは、次のようなステップで行われる。
【０１６１】
まず、ＧＡ実行部６０は、ＩＦ−ＴＨＥＮルールを利用回数の多い順にソートし、利用回数が多い上位所定割合の個体集合と、それ以外の下位の個体集合に分ける。
【０１６２】
次に、ＧＡ実行部６０は、下位の個体集合におけるＩＦ−ＴＨＥＮルールのうち、評価値が所定値以上であるＩＦ−ＴＨＥＮルールを、上位の個体集合に属する評価値の低いＩＦ−ＴＨＥＮルールと入れ替える。なお、入れ替えられる個体数は、個体集合に含まれる個体数に対する予めきめられた割合とされる。
【０１６３】
次にＧＡ実行部６０は、下位の個体集合に含まれるＩＦ−ＴＨＥＮルールに交叉を行う。交叉されるＩＦ−ＴＨＥＮルールは、交叉率により選定され、交叉点はランダムに決定される。
【０１６４】
次にＧＡ実行部６０は、下位の個体集合の所定割合に対して突然変異を起こさせる。
【０１６５】
このようにして、ＩＦ−ＴＨＥＮルールに対してＧＡが行われる。すなわち、利用回数及び評価値の高い上位所定割合のＩＦ−ＴＨＥＮルールに対してはＧＡが行われない一方、利用回数及び評価値の低い下位所定割合のＩＦ−ＴＨＥＮルールに対してＧＡが行われるので、より利用回数及び評価値の高いＩＦ−ＴＨＥＮルールが残ることとなる。
【０１６６】
なお、ＧＡにより生成されたＩＦ−ＴＨＥＮルールは、評価値が初期値とされ、利用回数が０とされる。
【０１６７】
ＧＡが終了すると世代Ｔがインクリメントされ、ＧＡが行われた個体集合を用いて、次の交戦シュミュレーションが行われる。そして、世代Ｔが予め定められた回数に達するまで、交戦シミュレーションが繰り返される。
【０１６８】
この結果、航空機４０のＨＤＤ１８に記憶するべきＩＦ−ＴＨＥＮルールが残ることとなる。そして、この残ったＩＦ−ＴＨＥＮルールが、航空機４０のＨＤＤ１８に記憶される。残ったＩＦ−ＴＨＥＮルールのうち、同じＩＦ文であってもＴＨＥＮ文が異なるものが存在している場合は、より評価値の高いＩＦ−ＴＨＥＮルールがＨＤＤ１８に記憶されることとなる。
【０１６９】
また、ＩＦ−ＴＨＥＮルールは、ランダムに生成されるのみならず、実際の航空機４０のパイロットの判断を考慮にいれて、任意に生成されてもよい。これにより、ＩＦ−ＴＨＥＮルールの確かさが増すこととなる。
【０１７０】
以上説明したように、本第２実施形態に係る航空機管理装置１０は、航空機４０と目標機４２との相対的な位置関係に応じた航空機４０の役割を示した複数のＩＦ−ＴＨＥＮルールを記憶したＨＤＤ１８を備え、目標機４２と航空機４０との相対的な位置関係に応じたＩＦ−ＴＨＥＮルールをＨＤＤ１８から選択し、選択したＩＦ−ＴＨＥＮルールから航空機４０の役割を決定する。
従って、本第２実施形態に係る航空機管理装置１０は、より最適な航空機４０の役割を短い処理時間で決定できる。
【０１７１】
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態について説明する。
【０１７２】
なお、本第３実施形態に係る航空機管理装置１０の電気的構成は、図１に示す第１実施形態に係る航空機管理装置１０の構成と同様であるので説明を省略する。
【０１７３】
図１７は、本第３実施形態に係る航空機管理装置１０の機能ブロック図である。図１７に示されるようにＣＰＵ１２は、自機情報、僚機情報、及び目標機情報等が入力される。そして、ＣＰＵ１２は、役割決定処理を行って航空機４０の役割を決定した後に、決定した役割に基づいて軌道決定処理を行い、航空機４０の軌道を決定する。その後、ＣＰＵ１２は、決定した役割及び軌道を示す情報を送信部２２へ出力する。送信部２２は、決定した役割及び軌道を対応する航空機４０へ送信する。なお、軌道決定処理は、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
【０１７４】
本第３実施形態に係るＣＰＵ１２は、役割決定処理として、航空機４０と目標機４２との方位角に基づいた評価値によって、航空機４０の役割を決定する。航空機４０の目標機４２に対する向きはミサイル４４の発射や索敵や追尾にとって重要な要素となりえるので、本第３実施形態に係る役割決定処理は、より最適な航空機４０の役割を決定できる。
【０１７５】
より具体的には、本第３実施形態に係る役割決定処理は、航空機４０が目標機４２と対向するために必要とする方位角の変更量（以下、「方位角変化量」という。）が少ない航空機４０ほど、ミサイル４４を発射する役割として高い評価値を与える。また、役割決定処理は、ミサイル４４の誘導範囲の端周辺に目標機４２及びミサイル４４が位置する航空機４０ほど、ミサイル４４を誘導する役割として高い評価を与える。また、航空機４０の索敵範囲の端周辺に目標機４２が位置する航空機４０ほど、目標機４２を索敵や追尾する役割として高い評価値を与える。
【０１７６】
表３は、目標機４２に対して航空機４０でミサイル４４を発射する場合の評価値（以下、「ＳＨＴ評価値」という。）を示したＳＨＴ評価マトリクスである。
表３において、航空機Ｂ＃１が目標機Ｒ＃１にミサイル４４を発射する場合のＳＨＴ評価値がＶＳ１１である。航空機Ｂ＃２が目標機Ｒ＃１にミサイル４４を発射する場合のＳＨＴ評価値がＶＳ２１である。航空機Ｂ＃１が目標機Ｒ＃２にミサイル４４を発射する場合のＳＨＴ評価値がＶＳ１２である。航空機Ｂ＃２が目標機Ｒ＃２にミサイル４４を発射する場合のＳＨＴ評価値がＶＳ２２である。
【表３】
2014129996.tif 000005
【０１７７】
ミサイル４４を発射する航空機４０としては、航空機４０が目標機４２に対して、ヘッドオンとなるための方位角変化量が小さいほど適している。この理由は、方位角変化量が小さいほど、目標機４２に対してヘッドオンとなるために消費するエネルギーが小さいためである。
そこで、本第３実施形態に係る役割決定処理では、航空機４０と目標機４２とのアングル・オフが１８０°に近いほど、ＳＨＴ評価値を高くする。また、本第３実施形態に係る役割決定処理では、アスペクト・アングルが１８０°に近いほどＳＨＴ評価値を高くし、航空機４０と目標機４２との距離が短いほどＳＨＴ評価値を高くする。
【０１７８】
表４は、目標機４２に対して航空機４０がミサイル４４の誘導を行う場合の評価値（以下、「ＧＵＩ評価値」という。）を示したＧＵＩ評価マトリクスである。すなわち、航空機Ｂ＃１が目標機Ｒ＃１にミサイル４４を誘導する場合のＧＵＩ評価値がＶＧ１１である。航空機Ｂ＃２が目標機Ｒ＃１にミサイル４４を誘導する場合のＧＵＩ評価値がＶＧ２１である。航空機Ｂ＃１が目標機Ｒ＃２にミサイル４４を誘導する場合のＧＵＩ評価値がＶＧ１２である。航空機Ｂ＃２が目標機Ｒ＃２にミサイル４４を誘導する場合のＧＵＩ評価値がＶＧ２２である。
【表４】
2014129996.tif 000006
【０１７９】
本第３実施形態に係る役割決定処理では、航空機４０と目標機４２を結ぶ直線上にミサイル４４がある場合、航空機４０と目標機４２とのアングル・オフが０°あるいは１８０°に近いほど、ＧＵＩ評価値を高くする。また、本第３実施形態に係る役割決定処理では、航空機４０と目標機４２を結ぶ直線上にミサイル４４がある場合、例えば誘導範囲をＺ°とすると、アスペクト・アングルがＺ／２°又は３６０°−Ｚ／２°（アングル・オフが０°近辺の場合）あるいは１８０°±Ｚ／２°（アングル・オフが１８０°近辺の場合）に近いほどＧＵＩ評価値を高くし、ミサイル４４の誘導範囲の端周辺に目標機４２が位置するほどＧＵＩ評価値を高くする。
すなわち、航空機４０の誘導範囲とＧＵＩ評価値との関係を示す模式図である図１８に示されるように、ＧＵＩ評価値は、誘導範囲の中心よりも誘導範囲の端周辺の方が高い。この理由は、前述したように、ミサイル４４を誘導する航空機４０は、目標機４２を誘導範囲の端周辺で捉える方が好ましいためである。
【０１８０】
そして、本第３実施形態に係る役割決定処理は、算出したＳＨＴ評価値及びＧＵＩ評価値の合計が最も大きくなる組み合わせを選択し、選択した組み合わせを航空機４０の役割として決定する。
【０１８１】
なお、目標機４２の索敵や追尾を行う航空機４０を決定する場合の評価値は、ＧＵＩ評価値と同様に求められる。
【０１８２】
また、本第３実施形態に係る役割決定処理は、より適している航空機４０ほどＳＨＴ評価値及びＧＵＩ評価値が大きくなるように算出しているが、これに限らず、より適している航空機４０ほどＳＨＴ評価値及びＧＵＩ評価値が小さくなるように算出してもよい。
【０１８３】
以上説明したように、本第３実施形態に係る航空機管理装置１０は、航空機４０と目標機４２との方位角に基づいた評価値によって、航空機４０の役割を決定するので、簡易により最適な航空機４０の役割を決定できる。
【０１８４】
〔第４実施形態〕
以下、本発明の第４実施形態について説明する。
【０１８５】
本第４実施形態では、ＩＦ−ＴＨＥＮルールの生成（最適化）について説明する。
ＩＦ−ＴＨＥＮルールは、地上設備等で予め生成され、航空機４０のＨＤＤ１８に記憶される。上述した第２実施形態では、分類子システムとしてミシガンアプローチを用いて地上設備でＩＦ−ＴＨＥＮルールを最適化したが、本第４実施形態では、分類子システムとしてピッツアプローチ（Pitts  Approach）を用いてＩＦ−ＴＨＥＮルールを最適化する。
なお、ＩＦ−ＴＨＥＮルールの詳細については、第２実施形態に詳述しているのでその説明を省略する。また、本第４実施形態で行う軌道決定処理は、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
【０１８６】
本第４実施形態では、図１９に示されるように、初期世代生成処理によって、所定数ｍ（例えば３０）のＩＦ−ＴＨＥＮルールの集合を一つの個体とし、所定数ｎ（ｎは例えば３０）の個体を初期世代として生成する。
次に、所定数のＩＦ−ＴＨＥＮルールを用いた航空機４０と目標機４２との交戦を模擬した交戦シミュレーションによって、航空機４０の軌道が個体毎に決定される。
そして、評価値算出処理によって、航空機４０の目標機４２に対する優位性を示す評価値が個体毎に算出される。
その後、ＧＡによって、個体を構成するＩＦ−ＴＨＥＮルールを変化させて新たな世代とする毎に評価値算出処理が行われ、ＩＦ−ＴＨＥＮルールの変化が所定のＮ世代（Ｎは例えば１００）に達した場合に、最も高い評価値の個体に基づいて、ＨＤＤ１８に記憶されるＩＦ−ＴＨＥＮルールが決定される。
【０１８７】
以下、本第４実施形態に係るＩＦ−ＴＨＥＮルールの最適化について詳細に説明する。
【０１８８】
まず、初期世代生成処理は、ＩＦ−ＴＨＥＮルールをコーディングし、初期のＩＦ−ＴＨＥＮルールとしてｎ×ｍ個のＩＦ−ＴＨＥＮルールをランダムに生成する。そして、初期世代生成処理は、生成したＩＦ−ＴＨＥＮルールをｍ個ずつに分けｎ個の個体とする。
【０１８９】
次に行われる交戦シミュレーションは、上述した第２実施形態と同様に、模擬される航空機４０と目標機４２との初期位置を定め、模擬される目標機４２を時間と共に予め設定された通りに移動させる。一方、模擬される航空機４０の役割は、模擬される航空機４０と目標機４２との相対的な位置関係に基づいたＩＦ−ＴＨＥＮルールによって時間毎に決定され、模擬される航空機４０の軌道は軌道決定処理（空戦軌道プログラム）により決定される。交戦シミュレーションによる交戦最大時間は、例えば１０分のように予め定められている。交戦最大時間が過ぎると、航空機４０と目標機４２とが交戦中であっても、交戦シミュレーションは終了する。航空機４０が目標機４２を全て撃墜すると交戦最大時間に達していなくても、交戦シミュレーションは終了する。
【０１９０】
図２０は、交戦シミュレーションにおいて模擬される航空機４０と目標機４２との位置関係の一例を示す図である。
図２０の例では、航空機４０は２機（Ｂ＃１、Ｂ＃２）で目標機４２は１機（Ｒ＃１）である。そして、予め定められた距離間隔及び飛行高度が、初期位置として与えられる。また、航空機４０は、ＩＦ−ＴＨＥＮルールから目標機４２に対して、索敵や追尾（ＳＮＳ）、ミサイル４４の発射（ＳＨＴ）、又はミサイル４４の誘導（ＧＵＩ）の少なくとも何れかの役割が与えられる。全ての目標機４２には、何らかの役割を与えられた航空機４０が割り当てられる。
【０１９１】
そして、空戦軌道プログラムに基づいて、航空機４０の軌道が決定されつつ、航空機４０と目標機４２との交戦がシミュレーションされる。このとき、ＩＦ−ＴＨＥＮルールに従い、航空機４０の役割分担の変更もあり得ることとなる。
【０１９２】
また、個体を構成するＩＦ−ＴＨＥＮルールは、交戦シミュレーションに基づいて消去及び追加が行われる。
【０１９３】
具体的には、交戦シミュレーションにおいて、航空機４０と目標機４２の位置関係に適合したＩＦ−ＴＨＥＮルールがその個体中にない場合、ＩＦ−ＴＨＥＮルールを新たに生成する被覆が行われる。この場合、新たに生成されたＩＦ−ＴＨＥＮルールは、その個体に追加される。
また、個体中に重複する（同じ）ＩＦ−ＴＨＥＮルールが存在する場合、重複するＩＦ−ＴＨＥＮルールからランダムに一つが選択され、選択されたＩＦ-ＴＨＥＮルールが用いられる。一方、選択されなかったＩＦ−ＴＨＥＮルールは個体から消去される。
また、交戦シミュレーションの終了後に、使用されたＩＦ−ＴＨＥＮルールのみを残し、使用されていないＩＦ−ＴＨＥＮルールは個体から消去される。
【０１９４】
このように、ＩＦ−ＴＨＥＮルールの追加及び消去が行われることによって、個体は可変長となるが、ＩＦ−ＴＨＥＮルールの不足や重複に対応しつつ、評価値算出処理の再現性が確保されることとなる。
【０１９５】
次に評価値算出処理の詳細について説明する。
評価値は、交戦シミュレーションにおける最小彼我間距離に基づいて決定される。また、評価値は、航空機４０からのミサイル４４の発射状況、目標機４２の撃破数、航空機４０が搭載するミサイル４４の残弾数等を加味し、各々重み付けを行ってもよい。
【０１９６】
下記（１）式は、評価値を算出する算出式の一例である。なお、（１）式に含まれる各項は、次元が異なる値となるため、それを正規化するための値で適宜除算されてもよい。
【数１】
2014129996.tif 000007
【０１９７】
第１項は、交戦シミュレーションにおける最小彼我間距離である。最小彼我間距離が大きいほど、航空機４０は目標機４２から離れて交戦できているため、航空機４０の目標機４２に対する優位性が高い。
【０１９８】
第２項は、発射したミサイル４４が目標機４２に近づいた距離を評価するものである。ミサイル彼間距離は、ミサイル４４が最も目標機４２に近づいた時の距離であり、ミサイル４４が目標機４２に当たると、ミサイル彼間距離は０（零）となり、第２項の値がより大きくなる。すなわち、第２項は、ミサイル彼間距離が小さいほど、航空機４０の目標機４２に対する優位性が高いことを示している。
【０１９９】
第３項は、航空機４０が撃破した目標機４２の数に応じて与えられる評価値である。
【０２００】
第４項は、航空機４０が搭載するミサイル４４の残弾数に応じて与えられる評価値である。
図２１は、残弾数評価値の算出方法の一例を示す図である。
横軸は、航空機４０が搭載するミサイル４４の残弾数である。航空機４０は、一例として、１機につきミサイル４４を４発搭載しているとする。このため、図２０の例では、航空機４０は２機であるため、航空機４０が搭載しているミサイル４４の総数は８発である。縦軸は、残弾数評価値である。
【０２０１】
そして、残弾数が８発の場合、目標機４２に対してミサイル４４を発射できる状況とならなかったため、残弾数評価値は最も低くなっている。そして、残弾数が７発の場合は、１発のミサイル４４で目標機４２を撃破したこととなるので、最も残弾数評価値は高い。残弾数が７発から少なくなるにつれて、残弾数評価値は低くなる。残弾数が少なくなるほど、航空機４０の目標機４２に対する優位性が低下するためである。
【０２０２】
第５項は、交戦シミュレーションを終えるまでに要した時間である。航空機４０が、予め定められた交戦最大時間より短い交戦時間で目標機４２を全て撃墜すると、第５項の値がより大きくなる。
【０２０３】
なお、（１）式で示される評価値は、第４実施形態だけに限らず、他の実施形態で用いられてもよい。さらに、（１）式を構成する第１項から第５項のうち、何れか１つ又は複数が組み合わされて、他の実施形態で用いられてもよい。
【０２０４】
以上のように、各個体に対する評価値が算出されると、ＩＦ−ＴＨＥＮルールの変化がＧＡにより行われ、新たな世代の個体が生成される。
【０２０５】
なお、評価値算出処理において他の個体に比べて最も評価値が高かった個体は、ＧＡの対象とはせず、次の世代でもそのまま残される。
【０２０６】
次の世代を生成するためにＧＡでは、ｎ個の個体から交叉を行う個体を選択（例えばルーレット戦略）し、選択した個体のうちから２つの個体間で交叉（例えば２点交叉）を行う。また、ＧＡは、個体を構成するＩＦ−ＴＨＥＮルールに対して所定の方法で選択（例えば確率的選択）された値を変化させる突然変異を行う。選択、交叉、及び突然変異が行われて新たな世代とされたＭ個の個体は、再び交戦シミュレーション及び評価値算出処理が行われる。
そして、予め定められたＮ世代に達すると、新たな世代を作るためのＧＡは行われず、最も高い評価値の個体が、ＨＤＤ１８に記憶されるＩＦ−ＴＨＥＮルールとして決定される。
【０２０７】
次に、ＧＡで行われる交叉の詳細について説明する。
【０２０８】
本第４実施形態に係るＧＡは、選択された個体のうちから、２つの個体ずつの組み合わせに対して乱数（以下、「交叉乱数」という。）を生成し、交叉乱数が予め定められた交叉率以下の場合に、この２つの個体を交叉させる。なお、交叉乱数は、一例として０〜１であり、交叉率は０．８である。
【０２０９】
ここで、本第４実施形態に係る個体は、上述したように、個体を構成するＩＦ−ＴＨＥＮルールの数（以下、「構成ルール数」という。）が増減する。
図２２は、本第４実施形態に係る交叉させる個体の模式図である。縦方向は、構成ルール数ｎａ，ｎｂを示している。なお、図２２の例ではｎａ＜ｎｂである。横方向は、ＩＦ−ＴＨＥＮルールの長さを示している。なお、ＩＦ−ＴＨＥＮルールは、上記第２実施形態の表１で示しているように、一例として２１ビットで構成されており、この長さは不変である。
【０２１０】
そして、交叉は、構成ルール数の少ない個体を基準として行われる。これにより、個体の構成ルール数が異なる２つの個体間で交叉を行う場合でも、確実に交叉が行われる。構成ルール数の多い個体を基準とすると、構成ルール数が少ない個体に交叉させる対象が存在しない場合がある。
【０２１１】
本第４実施形態では、交叉を行う場合、その範囲を決定するために縦方向及び横方向に２つずつランダムに数値（以下、「ＲＮＤ値」という。）が生成される。そして、生成されたＲＮＤ値の範囲に含まれるＩＦ−ＴＨＥＮルールの値が交叉される。
具体的には、交叉乱数が所定値（例えば０．４）以下の場合、図２３（ａ）に示されるように、ＲＮＤ値で囲まれる範囲のうち、ＡＮＤ条件となる範囲（図２３（ａ）においてハッチングされた範囲）が交叉される。一方、交叉乱数が所定値を超える場合、図２３（ｂ）に示されるように、ＲＮＤ値で囲まれる範囲のうち、ＯＲ条件となる範囲（図２３（ｂ）においてハッチングされた範囲）が交叉される。
なお、同じ値のＲＮＤ値は、生成されない。ＲＮＤ値で囲まれる範囲が決定できなくなるためである。
【０２１２】
以下の説明において、図２３（ａ）で示される交叉方法を交叉パターン１といい、図２３（ｂ）で示される交叉方法を交叉パターン２という。
【０２１３】
そして、交叉させる２つの個体のうち、構成ルール数の多い個体の縦方向に対してＲＮＤ値を新たに生成する。生成したＲＮＤ値を基準位置として交叉パターンが、構成ルール数の多い個体に当てはめられ、交叉パターンで決定された範囲で２つの個体間で交叉が行われる。
図２４（ａ）は、交叉パターン１が当てはめられた構成ルール数の多い個体の模式図である。
図２４（ｂ）は、交叉パターン２が当てはめられた構成ルール数の多い個体の模式図である。なお、交叉パターン２では、構成ルール数の少ない個体の全体が、構成ルールの多い個体に含まれるようにＲＮＤ値が選択される。
【０２１４】
次に、ＧＡで行われる突然変異の詳細について説明する。
本第４実施形態に係るＧＡは、各個体を構成する全てのＩＦ−ＴＨＥＮルールの全ての値の位置（以下、「遺伝子座」という。）毎に対応する乱数（以下、「突然変異乱数」という。）を生成する。そして、ＧＡは、突然変異乱数が予め定められた突然変異率以下の場合に、突然変異を起こさせる。なお、突然変異乱数は、一例として０〜１であり、突然変異率は０．３である。
【０２１５】
具体的には、突然変異させる遺伝子座がＩＦ文にあたる位置であり、「＃」である値は
、「０」又は「１」にランダムに変化される。なお、「＃」である値が前後合わせた３ビットで意味をなす場合、その前後もまとめて変化される。
また、突然変異させる遺伝子座がＩＦ文にあたる位置であり、「０」である値は、「１」に変化される。突然変異乱数が所定値以下の場合、該値は「＃」に変化されてもよい。
また、突然変異させる遺伝子座がＩＦ文にあたる位置であり、「１」である値は、「０」に変化される。突然変異乱数が所定値以下の場合、該値は「＃」に変化されてもよい。
なお、「０」又は「１」を「＃」に変化させる場合、前後合わせた３ビットで意味をなす場合、その前後をまとめて「＃」に変化させる。
【０２１６】
さらに、突然変異させる遺伝子座がＴＨＥＮ文にあたる位置である場合、「０」である値は「１」に変化され、「１」である値は「０」に変化される。
【０２１７】
以上説明したように、本第４実施形態によれば、ＩＦ−ＴＨＥＮルールの集合を一つの個体とし、所定数の個体が初期世代として生成され、ＩＦ−ＴＨＥＮルールを用いた航空機４０と目標機４２との交戦を模擬した交戦シミュレーションによって決定した航空機４０の軌道に基づいて、評価値が個体毎に算出される。そして、個体を構成するＩＦ−ＴＨＥＮルールを変化させて新たな世代とする毎に評価値が算出され、ＩＦ−ＴＨＥＮルールの変化が所定世代に達した場合に、最も高い評価値の個体に基づいてＨＤＤ１８に記憶されるＩＦ−ＴＨＥＮルールが決定される。従って、航空機４０の役割を決定するための適切なＩＦ−ＴＨＥＮルールが、航空機４０のＨＤＤ１８に記憶されることとなる。
【０２１８】
〔第５実施形態〕
以下、本発明の第５実施形態について説明する。
【０２１９】
なお、本第５実施形態に係る航空機管理装置１０の電気的構成は、図１に示す第１実施形態に係る航空機管理装置１０の構成と同様であるので説明を省略する。
【０２２０】
本第５実施形態に係るＣＰＵ１２は、目標機４２に対する航空機４０の役割の組み合わせ毎に、航空機４０と目標機４２との交戦を模擬した交戦シミュレーションを行う。そして、ＣＰＵ１２は、交戦シミュレーションの結果から求められる航空機４０の目標機４２に対する優位性を示す評価値に基づいて、航空機４０の役割と航空機４０の軌道を決定する。以下の説明において、上記処理を役割分担検証処理という。
【０２２１】
図２５は、役割分担検証処理が行われる状況を示した模式図である。図２５では、一例として、航空機４０が２機（Ｂ＃１、Ｂ＃２）又は４機（Ｂ＃１〜Ｂ＃４）の編隊を構成している。一方、目標機４２が４機（Ｒ＃１〜Ｒ＃４）又は８機（Ｒ＃１〜Ｒ＃８）の編隊を構成している。
【０２２２】
本第５実施形態に係るＣＰＵ１２は、図２６に示されるように、全ての目標機４２に対する航空機４０の役割の組み合わせを生成する。
図２６の例は、航空機４０が２機（Ｂ＃１、Ｂ＃２）であり、目標機４２が４機（Ｒ＃１〜Ｒ＃４）であり、航空機４０にミサイル４４の発射（ＳＨＴ）又は目標機４２の索敵や追尾及び目標機４２へのミサイル４４の誘導（ＳＮＳ＆ＧＵＩ）の少なくとも何れかの役割が与えられる場合である。すなわち、図２６のＳＨＴ及びＳＮＳ＆ＧＵＩには、Ｂ＃１を示す「０」又はＢ＃２を示す「１」が当てはめられる。
そして、図２６の例では、（２×２）４＝２５６通りの役割分担の組み合わせが生じる。
【０２２３】
また、例えば、航空機４０が４機（Ｂ＃１〜Ｂ＃４）であり、目標機４２が８機（Ｒ＃１〜Ｒ＃８）の場合、（４×４）８＝４２９４９６７２９６通りの役割分担の組み合わせが生じる。さらに、航空機４０のＳＮＳ＆ＧＵＩの役割を、目標機４２の索敵や追尾（ＳＮＳ）とミサイル４４の誘導（ＧＵＩ）の二役に分割すると、（４×４×４）８≒２８１４×１０１４通りの役割分担の組み合わせが生じる。
【０２２４】
本第５実施形態に係る役割分担検証処理では、全ての役割分担の組み合わせに対して、交戦シミュレーションを行う。
交戦シミュレーションは、模擬される航空機４０と目標機４２との初期位置を僚機情報、自機情報、及び目標機情報に基づいて定め、模擬される目標機４２を時間と共に予め設定された通りに移動させる。一方、模擬される航空機４０の役割は、役割分担の組み合わせに基づいて決定され、模擬される航空機４０の軌道は軌道決定処理（空戦軌道プログラム）により決定される。
なお、役割分担検証処理における評価値の算出方法は、上述した第４実施形態における評価値の算出と同様である。
【０２２５】
そして、ＣＰＵ１２は、最も評価値が高い役割分担の組み合わせをコックピット・パネルに表示させる。表示された役割分担を航空機４０のパイロットが受け入れない場合、ＣＰＵ１２は、次に評価値が高かった役割分担の組み合わせをコックピット・パネルへ表示し、パイロットに受け入れられるまで、それを繰り返す。
なお、役割分担検証処理は、一例として編隊に参加している航空機４０のうち指令機に備えられている航空機管理装置１０によって行われる。そして、指令機のパイロットに受け入れられた役割分担は、他の航空機４０へ送信される。
【０２２６】
また、全ての役割分担の組み合わせの交戦シミュレーションの所要時間が、予め定められた終了時間内に終了しない場合がある。例えば、上述した航空機４０が４機、目標機４２が８機等、航空機４０や目標機４２の機数が多い場合である。この場合、ＣＰＵ１２は、脅威度に応じた所定数の目標機４２に対して、所定数の航空機４０のみが対応するとして、役割分担の組み合わせを小規模にする。
終了時間内に交戦シミュレーションが終了するか否かは、航空機４０及び目標機４２の機数に基づいて判断される。また、目標機４２の脅威度は、例えば、彼我間距離、目標機４２の編隊形状、目標機４２の搭載兵器、及び目標機４２の方位角等により判断される。目標機４２の搭載兵器は、地上設備や空中警戒管制機（ＡＷＡＣＳ）等によって判断される。
上記処理により、役割分担検証処理に要する負荷が小さくなり、その結果、役割分担検証処理に要する時間が短くなる。
【０２２７】
具体的には、ＣＰＵ１２は、例えば彼我間距離が短いほど脅威度が高いとして、目標機４２をソートする。図２５の例では、目標機４２は、Ｒ＃１、Ｒ＃２、Ｒ＃３、Ｒ＃４、・・・・、Ｒ＃８の順にソートされることとなる。
そして、ＣＰＵ１２は、Ｒ＃１、Ｒ＃２の目標機４２を前方に位置する航空機４０であるＢ＃１、Ｂ＃２で対応し、Ｒ＃３、Ｒ＃４の目標機４２を後方に位置する航空機４０であるＢ＃３、Ｂ＃４で対応するとして、役割分担検証処理を行う。
このため、図２７に示されるように、Ｒ＃１、Ｒ＃２の目標機４２に対するＳＨＴ及びＳＮＳ＆ＧＵＩには、Ｂ＃１を示す「０」又はＢ＃２を示す「１」が当てはめられる。また、Ｒ＃３、Ｒ＃４の目標機４２に対するＳＨＴ及びＳＮＳ＆ＧＵＩには、Ｂ＃３を示す「２」又はＢ＃４を示す「２」が当てはめられる。
【０２２８】
この結果、Ｒ＃１、Ｒ＃２の目標機４２及びＲ＃３、Ｒ＃４の目標機４２に対しては、各々（２×２）２＝１６通りの役割分担の組み合わせが生じる。また、航空機４０のＳＮＳ＆ＧＵＩの役割を、目標機４２の索敵や追尾（ＳＮＳ）とミサイル４４の誘導（ＧＵＩ）の二役に分割しても、役割分担の組み合わせは、各々（２×２×２）２＝６４通りとなり、役割分担の組み合わせは劇的に減少する。
なお、Ｒ＃５〜Ｒ＃８の目標機４２に対する役割分担検証処理は、Ｒ＃１〜Ｒ＃４の目標機４２に対する役割分担検証処理が終了した後に、別途行われる。
【０２２９】
以上説明したように、本第５実施形態に係る航空機管理装置１０は、目標機４２に対する航空機４０の役割の組み合わせ毎に、航空機４０と目標機４２との交戦を模擬した交戦シミュレーションを行う。そして、航空機管理装置１０は、交戦シミュレーションの結果から求められる航空機４０の目標機４２に対する優位性を示す評価値に基づいて、航空機４０の役割と航空機４０の軌道が決定される。従って、航空機管理装置１０は、より最適な航空機４０の役割を決定できる。
【０２３０】
〔第６実施形態〕
以下、本発明の第６実施形態について説明する。
【０２３１】
なお、本第６実施形態に係る航空機管理装置１０の電気的構成は、図１に示す第１実施形態に係る航空機管理装置１０の構成と同様であるので説明を省略する。
【０２３２】
本第６実施形態に係る航空機管理装置１０は、上述した第１実施形態に係る役割決定処理と軌道決定処理との組み合わせた第１リソース管理処理、上述した第２実施形態に係る役割決定処理と軌道決定処理との組み合わせた第２リソース管理処理、上述した第３実施形態に係る役割決定処理と軌道決定処理との組み合わせた第３リソース管理処理を行う。そして、航空機管理装置１０は、第１リソース管理処理、第２リソース管理処理、及び第３リソース管理処理によって求められた航空機４０の役割及び軌道のうち、一つを航空機４０の役割及び軌道として決定する。
【０２３３】
図２８は、本第６実施形態に係る航空機管理装置１０の機能ブロック図である。図２８に示されるようにＣＰＵ１２は、第１リソース管理処理を行う第１リソース管理処理部７０、第２リソース管理処理を行う第２リソース管理処理部７２、及び第３リソース管理処理を行う第３リソース管理処理部７４を備える。
【０２３４】
さらに、ＣＰＵ１２は、第１判定値算出部７６、第２判定値算出部７８、第３判定値算出部８０、及び比較部８２を備える。
【０２３５】
第１判定値算出部７６は、第１リソース管理処理によって求められた航空機４０の役割及び軌道から、予め定められた判定値を算出する。
【０２３６】
第２判定値算出部７８は、第２リソース管理処理によって求められた航空機４０の役割及び軌道から、予め定められた判定値を算出する。
【０２３７】
第３判定値算出部８０は、第３リソース管理処理によって求められた航空機４０の役割及び軌道から、予め定められた判定値を算出する。
【０２３８】
なお、判定値は、例えば、最小彼我間距離やミサイル４４の残弾数等である。
【０２３９】
比較部８２は、第１判定値算出部７６、第２判定値算出部７８、及び第３判定値算出部８０によって算出された判定値を比較し、最も好ましい航空機４０の役割及び軌道を出力する。
【０２４０】
なお、判定値として最小彼我間距離を用いた場合、比較部８２は、最小彼我間距離が最も長い航空機４０の役割及び軌道を出力する。また、判定値としてミサイル４４の残弾数を用いた場合、比較部８２は、ミサイル４４の残弾数が最も多い航空機４０の役割及び軌道を出力する。さらに、判定値として最小彼我間距離及びミサイル４４の残弾数についての重み付き線形和を用いる場合は、この値が最も大きい航空機４０の役割及び軌道を出力する。
【０２４１】
また、第１リソース管理処理、第２リソース管理処理、及び第３リソース管理処理が、各々異なる航空機４０で行われ、それぞれで決定された航空機４０の役割及び軌道並びに判定値が、所定の航空機４０に送信され、該航空機４０が判定値を比較してもよい。
【０２４２】
また、第４判定値処理部が更に備えられてもよい。第４判定値処理部は、役割分担検証処理（第４リソース管理処理）によって求められた航空機４０の役割及び軌道から、予め定められた判定値を算出する。そして、比較部８２は、第１判定値算出部７６、第２判定値算出部７８、第３判定値算出部８０、及び第４判定値処理部によって算出された判定値を比較し、最も好ましい航空機４０の役割及び軌道を出力する。
【０２４３】
さらに、第１から第４リソース管理処理の全ての結果を用いるのではなく、第１から第４リソース管理処理のうち少なくとも二つによって求められた航空機４０の役割及び航空機４０の軌道のうち、一つが航空機４０の役割及び航空機４０の軌道として決定されてもよい。
【０２４４】
以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、該変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０２４５】
例えば、上記各実施形態では、役割決定処理及び軌道決定処理は航空機４０が行う形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、役割決定処理及び軌道決定処理は、編隊に参加している航空機４０全てで分散処理しても良いし、航空機４０から各種情報を受信した地上設備が行い、決定した航空機４０の役割及び軌道を各航空機４０へ送信する形態としてもよい。
【０２４６】
また、上記各実施形態で説明した役割決定処理及び軌道決定処理の流れも一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよい。
【符号の説明】
【０２４７】
１０    航空機管理装置
１２    ＣＰＵ
２２    送信部
４０    航空機
４２    目標機
４４    ミサイル
【図１】
2014129996.tif 000008
【図２】
2014129996.tif 000009
【図３】
2014129996.tif 000010
【図４】
2014129996.tif 000011
【図５】
2014129996.tif 000012
【図６】
2014129996.tif 000013
【図７】
2014129996.tif 000014
【図８】
2014129996.tif 000015
【図９】
2014129996.tif 000016
【図１０】
2014129996.tif 000017
【図１１】
2014129996.tif 000018
【図１２】
2014129996.tif 000019
【図１３】
2014129996.tif 000020
【図１４】
2014129996.tif 000021
【図１５】
2014129996.tif 000022
【図１６】
2014129996.tif 000023
【図１７】
2014129996.tif 000024
【図１８】
2014129996.tif 000025
【図１９】
2014129996.tif 000026
【図２０】
2014129996.tif 000027
【図２１】
2014129996.tif 000028
【図２２】
2014129996.tif 000029
【図２３】
2014129996.tif 000030
【図２４】
2014129996.tif 000031
【図２５】
2014129996.tif 000032
【図２６】
2014129996.tif 000033
【図２７】
2014129996.tif 000034
【図２８】
2014129996.tif 000035