(57)【要約】  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。
2014156169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。【０００４】
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。【０００５】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１１８６９７号公報（段落００２７，００３０〜００３３等）
【特許文献２】特開２０００−２７６７００号公報（第１頁、段落００５８、図４等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。【０００８】
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。【０００９】
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。【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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。【００１２】
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。【００１３】
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。
【発明の効果】
【００１４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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２】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。
【図３】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。
【図４】変換行列算出処理を示す説明図である。
【図５】変換行列算出処理を示す説明図である。
【図６】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。
【図７】第２の実施形態の出力画面の例を示す説明図である。
【図８】回避案のリストの表示例を示す模式図である。
【図９】本発明の主要部を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
【数１】
2014156169.tif 000003
【００３９】
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。
【００４０】
ｃ１＝（ｘＢ２−ｘＢ１）／Ｄ１          式（２）
ｃ２＝（ｙＢ２−ｙＢ１）／Ｄ１          式（３）
ｃ３＝（ｔＢ２−ｔＢ１）／Ｄ１          式（４）
【００４１】
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。
【００４２】
【数２】
2014156169.tif 000004
【００４３】
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。
【００４４】
【数３】
2014156169.tif 000005
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
【数４】
2014156169.tif 000006
【００５０】
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。
【００５１】
ｃ４＝（ｘＢ２−ｘＢ１）／（ｔＢ２−ｔＢ１）          式（８）
ｃ５＝（ｙＢ２−ｙＢ１）／（ｔＢ２−ｔＢ１）          式（９）
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
ｖＡｉ＝（ｘＡｉ＋１−ｘＡｉ，ｙＡｉ＋１−ｙＡｉ）          式（１０）
【００５８】
ただし、ＦＩＸの数をｎとした場合、ｉは、１〜ｎ−１の整数である。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
【数５】
2014156169.tif 000007
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
【数６】
2014156169.tif 000008
【００６７】
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。
【００６８】
【数７】
2014156169.tif 000009
【００６９】
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。
【００７０】
【数８】
2014156169.tif 000010
【００７１】
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。
【００７２】
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）
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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）。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
なお、管制官が、周辺機の通過経路を変更することはない。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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】
【０１３１】
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。
【符号の説明】
【０１３２】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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