(57)【要約】【課題】ターミナル空域における到着時刻調整をより効率的に行うことで、ターミナル空域における管制官の管制負荷を低減する。【解決手段】各航空機の飛行計画に基づいて飛行中である当該航空機が予定する時刻に、到着空港のターミナル空域への入域が可能であるかを判定するステップと、入域可能と判定された場合に到着空港の離着陸における滑走路使用時間の競合判定を行うステップと、競合有りと判定された場合に滑走路の使用計画を作成し直すステップと、作成された滑走路の使用計画に基づいて当該航空機に割り当てられた待機時間の値と到着空港のターミナル空域で規定されている最大待機時間とを比較しターミナル空域内の待機時間の超過判定を行うステップと、待機時間が超過すると判定された場合に超過した待機時間分をターミナル空域入域前までの調整時間として設定するステップとを備える。【選択図】　　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各航空機の飛行計画に基づいて飛行中である当該航空機が予定する時刻に、到着空港のターミナル空域への入域が可能であるかを判定するターミナル入域判定手段と、
ターミナル入域判定手段によって入域可能と判定された場合に、到着空港の離着陸における滑走路使用時間の競合判定を行う滑走路競合判定手段と、
滑走路競合判定手段によって競合有りと判定された場合に、滑走路の使用計画を作成し直す滑走路使用計画作成手段と、
滑走路使用計画作成手段によって作成された滑走路の使用計画に基づいて、当該航空機に割り当てられた待機時間の値と、到着空港のターミナル空域で規定されている最大待機時間とを比較し、ターミナル空域内の待機時間の超過判定を行う待機時間超過判定手段と、
待機時間超過判定手段によって当該航空機に割り当てられた待機時間が超過すると判定された場合に、超過した待機時間分をターミナル空域入域前までの調整時間として設定するターミナル空域入域制限手段と
を備えることを特徴とする航空交通管制制御装置。
【請求項２】
各航空機の飛行計画に基づいて飛行中である当該航空機が予定する時刻に、到着空港のターミナル空域への入域が可能であるかを判定するターミナル入域判定手段と、
ターミナル入域判定手段によって入域可能と判定された場合に、到着空港の離着陸における滑走路使用時間の競合判定を行う滑走路競合判定手段と、
滑走路競合判定手段によって競合有りと判定された場合に、ターミナル空域における待機時間を算出して着陸時刻の調整を行い、使用時間の競合を無くすように滑走路の使用計画を作成し直す滑走路使用計画作成手段と、
当該航空機に割り当てられた待機時間の値と、到着空港のターミナル空域で規定されている最大待機時間とを比較し、ターミナル空域内の待機時間の超過判定を行う待機時間超過判定手段と、
待機時間超過判定手段によって当該航空機に割り当てられた待機時間が超過すると判定された場合に、超過した待機時間分をターミナル空域入域前までの調整時間として、各通過フィックスに分散させて調整時間を割り当てるターミナル空域入域制限手段と
を備えることを特徴とする航空交通管制制御装置。
【請求項３】
コンピュータによって実行されるプログラムであって、その記述に、
各航空機の飛行計画に基づいて飛行中である当該航空機が予定する時刻に、到着空港のターミナル空域への入域が可能であるかを判定するターミナル入域判定過程と、
ターミナル入域判定過程で入域可能と判定された場合に、到着空港の離着陸における滑走路使用時間の競合判定を行う滑走路競合判定過程と、
滑走路競合判定過程で競合有りと判定された場合に、滑走路の使用計画を作成し直す滑走路使用計画作成過程と、
滑走路使用計画作成過程で作成された滑走路の使用計画に基づいて、当該航空機に割り当てられた待機時間の値と、到着空港のターミナル空域で規定されている最大待機時間とを比較し、ターミナル空域内の待機時間の超過判定を行う待機時間超過判定過程と、
待機時間超過判定過程で当該航空機に割り当てられた待機時間が超過すると判定された場合に、超過した待機時間分をターミナル空域入域前までの調整時間として設定するターミナル空域入域制限過程と
を含むことを特徴とする航空交通管制制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空交通管制に用いる制御装置に係り、特に飛行中の各航空機に対しての飛行指示情報を作成する際に用いて好適な航空交通管制制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の航空交通管制制御においては、空港の空域（ターミナル空域）における到着機の混雑を回避する方法として、ターミナル空域内における空中待機や、出発制御が行われていた。出発制御とは、ターミナル空域内の交通量に超過が予測される場合に、対象空港を到着予定としている航空機に対してその離陸時刻を遅延させる制御である。通常、出発制御は、国内空港を出発する航空機に対してのみ行われていて、海外から到着する航空機に対して行われていない。そのため、海外から到着する航空機については、主にターミナル空域内における空中待機によって到着時刻の調整がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
国内空港を出発空港とする航空機の割合が適度に保たれている空港のターミナル空域においては、出発制御による交通量制御の効果が適度に期待できる。ところが、例えば、日本国におけるある国際空港では、到着航空機のほとんどが海外空港発出であるため、現在の体制では出発制御をかけることが出来ず、ターミナル空域内における空中待機による交通量の制御を行わなければならない場合がある。そのため、そのような空港では、ターミナル空域内の管制制御が複雑化する傾向があり、特に、海外からの到着航空機で混雑する空港のターミナル空域においては、管制官の管制負荷が大きくなってしまうという課題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、ターミナル空域における到着時刻調整をより効率的に行うことで、ターミナル空域における管制官の管制負荷を低減することができる航空交通管制制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、各航空機の飛行計画に基づいて飛行中である当該航空機が予定する時刻に、到着空港のターミナル空域への入域が可能であるかを判定するターミナル入域判定手段と、ターミナル入域判定手段によって入域可能と判定された場合に、到着空港の離着陸における滑走路使用時間の競合判定を行う滑走路競合判定手段と、滑走路競合判定手段によって競合有りと判定された場合に、滑走路の使用計画を作成し直す滑走路使用計画作成手段と、滑走路使用計画作成手段によって作成された滑走路の使用計画に基づいて、当該航空機に割り当てられた待機時間の値と、到着空港のターミナル空域で規定されている最大待機時間とを比較し、ターミナル空域内の待機時間の超過判定を行う待機時間超過判定手段と、待機時間超過判定手段によって当該航空機に割り当てられた待機時間が超過すると判定された場合に、超過した待機時間分をターミナル空域入域前までの調整時間として設定するターミナル空域入域制限手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明は、各航空機の飛行計画に基づいて飛行中である当該航空機が予定する時刻に、到着空港のターミナル空域への入域が可能であるかを判定するターミナル入域判定手段と、ターミナル入域判定手段によって入域可能と判定された場合に、到着空港の離着陸における滑走路使用時間の競合判定を行う滑走路競合判定手段と、滑走路競合判定手段によって競合有りと判定された場合に、ターミナル空域における待機時間を算出して着陸時刻の調整を行い、使用時間の競合を無くすように滑走路の使用計画を作成し直す滑走路使用計画作成手段と、当該航空機に割り当てられた待機時間の値と、到着空港のターミナル空域で規定されている最大待機時間とを比較し、ターミナル空域内の待機時間の超過判定を行う待機時間超過判定手段と、待機時間超過判定手段によって当該航空機に割り当てられた待機時間が超過すると判定された場合に、超過した待機時間分をターミナル空域入域前までの調整時間として、各通過フィックスに分散させて調整時間を割り当てるターミナル空域入域制限手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、コンピュータによって実行されるプログラムであって、その記述に、各航空機の飛行計画に基づいて飛行中である当該航空機が予定する時刻に、到着空港のターミナル空域への入域が可能であるかを判定するターミナル入域判定過程と、ターミナル入域判定過程で入域可能と判定された場合に、到着空港の離着陸における滑走路使用時間の競合判定を行う滑走路競合判定過程と、滑走路競合判定過程で競合有りと判定された場合に、滑走路の使用計画を作成し直す滑走路使用計画作成過程と、滑走路使用計画作成過程で作成された滑走路の使用計画に基づいて、当該航空機に割り当てられた待機時間の値と、到着空港のターミナル空域で規定されている最大待機時間とを比較し、ターミナル空域内の待機時間の超過判定を行う待機時間超過判定過程と、待機時間超過判定過程で当該航空機に割り当てられた待機時間が超過すると判定された場合に、超過した待機時間分をターミナル空域入域前までの調整時間として設定するターミナル空域入域制限過程とを含むことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本発明による航空交通管制制御装置は、単独の装置として、あるいは、他の航空交通管制制御装置（あるいは航空交通管制システム）に統合あるいは組み込まれるかたちで構成されるものであって、１または複数のコンピュータと、コンピュータの周辺装置と、コンピュータ上で実行されるプログラムとから構成されている。各構成は有線または無線の通信回線や、所定の記憶媒体を介して分散することも可能である。
【０００９】
図１は、本発明による航空交通管制制御装置の一実施の形態の処理内容を示すフローチャートである。図１に示すフローチャートは、本発明による航空交通管制制御装置の主要な機能を実現するための各処理過程を示すものである。図１に示す各処理は、各航空機の飛行計画が所定の態様で提出されてから、到着空港のターミナル空域入域前までにおいて、飛行計画の提出時、または飛行計画が変更・更新された際に、所定の時間ごとに（例えば所定分毎に）、航空機毎の処理として繰り返し実行されるものである。図１に示す各処理において、入力される情報は所定のデータベースから読み出されるなどして供給されるものであり、出力情報は所定のデータベースに出力されたり、さらに所定の出力装置に出力されたりする。
【００１０】
まず、ターミナル入域判定ステップ（Ｓ１）で、各航空機の飛行計画から作成された入域時刻テーブルを用いて、飛行中である当該航空機が入域を予定する時刻に、到着空港のターミナル空域への入域が可能であるかどうかの判定が行われる。飛行計画は、各航空機毎に作成されるものであって、出発空港における出発予定時刻、飛行経路の各セクタの通過予定時刻、到着空港における到着予定時刻、それらの最新情報等の各情報を含んで構成されている。入域時刻テーブルは、各航空機の識別符号と、各航空機の当該ターミナル空域への入域予定時刻からなるテーブルである。
【００１１】
入域が可能であるかどうかの判定は、現在飛行中の当該航空機および他の航空機の当初のまたは更新された最新の飛行計画に基づいて、当該航空機が入域を予定する時刻に、当該ターミナル空域にすでに入域している（あるいは入域を予定している）他の航空機の空中待機の状況等の交通状況に基づいて行われる。すなわち、例えば、当該航空機が当該ターミナル空域に入域する時刻において、当該ターミナル空域で空中待機中の航空機の数がすでにその空域における所定の許容値以上となっている場合、待機中の航空機のなかで待機時間が所定の許容値（最大待機時間）以上になっているものが存在する場合などに、入域が不可能であると判定される。また、入域が不可能であると判定された場合には、当該航空機がターミナル空域へ入域可能となるために必要となる当該ターミナル空域に入域するまでの他の空域において待機すべき時間が算出される。
【００１２】
ターミナル入域判定ステップ（Ｓ１）において入域可能であると判定された場合、滑走路競合判定ステップ（Ｓ２）で、到着空港の離着陸における滑走路使用時間の競合の有無の判定が行われる。滑走路使用時間の競合の有無の判定とは、所定の滑走路において、当該航空機が当該ターミナル空域に入域後、着陸のために滑走路を使用しようとする時間と、離陸をしようとする他の航空機が離陸のために滑走路を使用する時間とが競合しているかどうかを判定するものである。
【００１３】
滑走路競合判定ステップ（Ｓ２）で競合無しと判定された場合、当該航空機は、現在の飛行計画で、当該ターミナル空域への入域が可能であり（ステップＳ１で「入域可」と判定）、かつ、滑走路の使用も可能であると判定されたことになるので、当該航空機に対する飛行計画はその時点において変更不要となる。したがって、その旨の情報が所定のデータベース等の出力先に出力された後、処理が終了する。
【００１４】
一方、滑走路競合判定ステップ（Ｓ２）で競合有りと判定された場合、滑走路使用計画作成ステップ（Ｓ３）で、最新の飛行計画に基づいて、滑走路の使用計画が作成し直され、使用時間の競合を無くす処理が行われる。ステップＳ３では、また、ターミナル空域における各航空機の待機時間を算出する処理も行われる。滑走路使用計画は、例えば、各航空機の識別符号と、滑走路の使用時間（開始および終了時刻）と、離着陸の識別情報とを含んで構成されるテーブルを用いて管理される情報である。滑走路の使用計画を作成し直す場合に、例えば、当該着陸機の着陸時刻を遅延させることで競合を無くしたり、あるいは離陸機の離陸時刻を変更することで競合を無くしりたりするときには、他の航空機の待機時間が変更されることがある。そのため、滑走路使用計画作成ステップ（Ｓ３）では、ターミナル空域における各航空機の待機時間を算出し、他の航空機の着陸時刻の調整に必要となる情報を作成できるようにしている。
【００１５】
滑走路使用計画作成ステップ（Ｓ３）で滑走路の使用計画を作成し直した後は、待機時間超過判定ステップ（Ｓ４）で、当該航空機に割り当てられた待機時間の値と、到着空港のターミナル空域に規定されている最大待機時間とを比較し、ターミナル空域内の待機時間の超過判定を行う。待機時間超過判定ステップ（Ｓ４）で超過無しと判定された場合、当該航空機は、現在の飛行計画で、当該ターミナル空域への入域が可能であり（ステップＳ１で「入域可」と判定）、かつ、作成し直した滑走路の使用計画によって滑走路の使用も可能であると判定されたことになるので、その旨の情報が所定のデータベース等の出力先に出力された後、処理が終了する。一方、待機時間超過判定ステップ（Ｓ４）で超過有りと判定された場合、および上述したターミナル入域判定ステップ（Ｓ１）で入域が不可能であると判定された場合、ターミナル空域入域制限ステップ（Ｓ５）において、当該航空機に対してターミナル空域への入域制限を行うための飛行計画の変更案が作成処理が行われる。
【００１６】
ターミナル空域入域制限ステップ（Ｓ５）では、当該航空機に割り当てられた待機時間が最大待機時間を超過する場合（ステップＳ４で「超過有り」と判定された場合）、超過した待機時間分をターミナル空域入域前までの調整時間として、また、当該航空機がターミナル空域入域前に待機時間が必要であると判定された場合（ステップＳ１で「入域不可」と判定された場合）、必要な待機時間分をターミナル空域入域前までの調整時間として、その調整時間をターミナル空域外の空域で確保できるように当該航空機に対する飛行計画を変更して入域時刻の調整を図るための処理が行われる。調整時間分のターミナル空域外での待機の時間は、例えば、当該航空機の飛行経路における各通過フィックスに対して分散して割り当てられる。ここで、フィックス（ＦＩＸ）とは、高度または飛行経路を規制するために無線施設等を利用して設定された地理上の点をいう。
【００１７】
ステップＳ５におけるターミナル空域入域制限処理手順の一例を次に示す。（１）ターミナル空域に対して規定された最大待機時間を２０分、必要な待機時間を３０分とすると、１０分の調整時間をターミナル空域外で確保する必要があることになる。（２）この場合に例えば、入域ゲート（ターミナル空域の入域口）から順に、通過フィックスをＧ、Ａ、Ｂ、Ｃとしたとき、Ｇ−Ａ間のセクタにおいて５分。Ａ−Ｂ間のセクタにおいて３分。Ｂ−Ｃ間のセクタにおいて２分の待機制御をかけるというような調整時間の割り当てを行う。このとき、待機時間は、各セクタでの交通量を考慮に入れて算出される。（３）待機制御の方法としては次の方法を考えることができる。▲１▼空中待機、▲２▼セクタ内迂回（調整時間が小さいとき）、▲３▼ルート迂回（調整時間が大きいとき）、▲４▼速度制御。
【００１８】
以上のようにしてターミナル空域入域制限ステップ（Ｓ５）の処理が終了すると、当該航空機に対する飛行計画の変更を指示する情報がシステムの所定の処理に渡されて、所定のデータベースのデータが更新されたり、所定の出力先に出力された後、図１に示す処理が終了する。
【００１９】
次に、図２〜図１０を参照して、図１に示す各ステップの処理を具体的に説明する。図２および図３は、図１のターミナル入域判定ステップ（Ｓ１）の判定内容を説明するための図表である。この例では、ターミナル空域を入域対象とした航空機の中で待機時間が当該ターミナル空域に規定された最大待機時間を超えている航空機が１機でもある場合（図２）と、ターミナル空域内の一定時間における航空機数が飽和状態である場合（図３）の各場合、または、それらの組み合わせが生じた場合にターミナル空域入域不可と判定することとしている。図２に示す例では、ターミナル空域内の航空機Ａと航空機Ｂの待機時間がそれぞれ１５分と２５分であり、規定された最大待機時間が２０分であるとした場合に、航空機Ｃが入域しようとしたときには、超過識別されている航空機Ｂの存在によって航空機Ｃは入域不可との判定がなされることになる。図３に示す例では、ターミナル空域内の航空機数もしくは待機時間が規定値を超過している場合を飽和状態とする場合であって、航空機Ｃが飽和状態と識別されている空域ａａａに入域しようとしたときには、入域不可との判定がなされることになる。
【００２０】
図４〜図６は、図１の滑走路競合判定ステップ（Ｓ２）の判定内容を説明するための図表であり、ターミナル空域の空港において、滑走路使用時間に競合があると判定する場合の一例を説明するための図である。滑走路使用時間に競合があるという判定は、例えば、図４に示すターミナル空域の空港において出発機と到着機の滑走路使用時間に競合がある場合、図５に示す２機の着陸機同士で滑走路使用時間に競合がある場合、または、図６に示すターミナル空域の空港においてスポット（乗客が乗降する場所等の飛行機が駐機するために設定されている地点）に空きが無い場合の各場合または組み合わせが生じたときに競合ありと判定されるようになっている。図４に示す例では、Ａ機の離陸タイミングにＣ機が着陸と予測されるので競合有りと判定され、例えばＣ機に制御がかけられる。図５に示す例では、１つのターミナル空域の異なる２つの入域ゲートから同時刻に２機の航空機が入域したときに双方に対して競合有りの判定がなされ、双方の機に制御がかけられる。図６に示す例では、スポット１Ａの使用時間が競合しているので、スポット１Ａに対して着陸予定のＣ機に制御がかけられる。
【００２１】
なお、図４〜図６に示す例のように滑走路使用に競合があると判定された場合は、図７〜図９に示すようにして滑走路使用計画がそれぞれ作成し直される。図７に示す例では、航空機Ｃに対して１０分の待機時間（調整時間）を割り当てることで、１５時４５分〜１５時５０分に航空機Ｃが滑走路を使用できるようになる。図８に示す例ではＣ機を定刻通り、Ｄ機を１０分の待機とすることで競合を無くすことができる。図９に示す例では１５分の遅延でスポット１Ａが使用できるようになる。
【００２２】
次に、図１０を参照して、図１のターミナル空域入域制限ステップ（Ｓ５）における処理の具体例について説明する。図１０は、ターミナル空域１００の入域ゲートにおいて航空機１に対して最大待機時間を超えた分として入域調整時間の１０分を割り当てた場合の設定例を示すものである。この場合、ターミナル空域１００の入域ゲート（フィックスＦ１５）を起点としてそれぞれの通過フィックス（Ｆ１４、Ｆ１３、Ｆ１２、Ｆ１１、…）に対して分散して調整時間が割り当てられている。航空機１に対しては速度制御や、空中待機制御を行うことで飛行中遅延を行うことができる。この例では、フィックスＦ１３において更新前の通過時刻１２時０４分を更新後に１２時０６分とし、２分間の待機時間が設定されている。フィックスＦ１４においては、更新前の通過時刻１２時０８分が更新後に１２時１４分となり、累積で６分間の待機時間が設定されている。そして、フィックスＦ１５においては、更新前の通過時刻１２時１２分が更新後に１２時２２分となり、累積で１０分間の待機時間が設定されている。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、離陸機・着陸機に対する滑走路使用時間の割り当ての最適化をはかり、従来の装置に比べ、より効率的な着陸進入管制を行うことを容易に実現することができる。また、待機時間の超過判定を行い、ターミナル空域入域前の飛行中航空機に対して待機時間の制御を行うことで、ターミナル空域内の交通量をより適切に調整することができ、また出発制御の遅延を低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による航空交通管制制御装置の一実施の形態における処理過程を示すフローチャート
【図２】図１の処理を説明するための説明図（当該ターミナル空域を入域対象とした航空機の中で、待機時間が当該ターミナル空域の規定時間を超えている航空機が１機でもある場合に入域不可と判定するときの着陸航空機リスト）
【図３】図１の処理を説明するための説明図（当該ターミナル空域内の一定時間における航空機数が飽和状態である場合に入域不可と判定するときのターミナル空域飽和状況を示す図表）
【図４】図１の処理を説明するための説明図（当該ターミナル空域の空港において、出発機と到着機の滑走路使用時間に競合がある場合の滑走路使用計画）
【図５】図１の処理を説明するための説明図（当該ターミナル空域の空港において、着陸機同士で滑走路使用時間に競合がある場合の滑走路使用計画）
【図６】図１の処理を説明するための説明図（当該ターミナル空域の空港において、スポットに空きが無い場合のスポット使用予定）
【図７】図１の処理を説明するための説明図（滑走路使用計画）
【図８】図１の処理を説明するための説明図（滑走路使用計画）
【図９】図１の処理を説明するための説明図（スポット使用予定）
【図１０】図１のステップＳ５のターミナル空域入域制限処理内容の一例を説明するための説明図（通過時刻調整による入域調整の場合）
【符号の説明】
１００：ターミナル空域
Ｆ１１、Ｆ１２、Ｆ１３、Ｆ１４、Ｆ１５、Ｆ１６：フィックス
【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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【図１０】
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