管制支援機能が管制業務作業量に及ぼす影響
航空交通管理領域
平林 博子、井無田 貴、瀬之口 敦、
ビクラマシンハ ナヴィンダ、虎谷 大地、村田 暁紀

航空路管制業務における容量管理
航空路管制業務における容量管理• 空域をセクターに区分し、セクター毎に管制業務を実施• 容量管理はセクター単位で実施• 航空機の滞在時間を基にした管制官の作業量（時間）管制官の作業量に依存
管制官の作業量に影響を与える要素• 空域・経路構成• 取り扱い交通• 個人の技量・メンタル• 管制運用時に使用する管制システムの各機能• 支援機能・自動化機能

適正な容量管理のために管制支援機能が管制業務作業量に及ぼす影響を検討（～令和5年度）
2

航空路管制業務作業量
飛行フェーズによりタスクが異なる → 必要な管制措置（作業量）が異なる
ENRI01330
45 RJZZ

ENRI01330
45 RJZZ

一機あたりに必要な作業の一例
HAND ACCEPTHAND INITIATE

通過

到着

ENRI03330
45 RJXX
ENRI02310
45 RJXX

ポイントAで高度FL250で10NM間隔

AENRI02250
45 RJXX

ENRI03250
45 RJXXA

HAND ACCEPTHEADING CHANGE
ALTITUDE CHANGE
SPEED CHANGE
・・
HAND INITIATE

作業時間• パイロットとの交信• システム操作3

本日の発表リアルタイムシミュレーション実験• 管制業務作業量に影響を及ぼす管制システムの支援・自動化機能
実装時の業務量を測定• 主観的評価（主観的作業負担－経験・技術・戦略等）
対象とする支援・自動化機能• CPDLC: Controller Pilot Data Link Communications• 管制官-パイロット間のデータリンク通信
実験実施期間• 2023年2月、11月～12月
試行回数• 49試行（１試行約30分）(30分以上は42試行）
4

航空路管制処理システム – TEPSと航空路管制業務
TEPS: Trajectorized En-route Traffic Data Processing System
サブディスプレイ• 各種参考情報

TDU (Total information Display Unit)• 気象情報、NOTAM情報

航空路管制業務
セクター毎に二人一組で実施
R席：航空機（パイロット）との対空通信業務• 計器飛行方式（IFR）によって飛行する航空機に対する管制許可、管制指示、etc.
C席：周辺管制機関との調整業務•

IFRによって飛行する航空機に関する国内・外国の管制機関との連絡調整、etc.

システム情報領域

シチュエーション領域• レーダー画⾯

⽀援領域• 管制⽀援情報

通信操作パネル

キーボード＆マウス

フットスイッチ

TEPSイメージ図

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評価実験
システム開発 リアルタイムシミュレーションで使用•

TEPSによる管制運用を模擬
・インタフェース
・操作性

•

複数の役割
・管制官席
・パイロット席
・その他席（他機関等）

実験の様子

所内ネットワークで共有
航空機ターゲット表示イメージ

画面イメージ6

管制官パイロット間データ通信 - CPDLC
国内CPDLCの導入（令和4年(2022年)3月～）• FL335以上の空域で導入開始
将来拡大予定 高度変更指示 通信移管指示 経路変更指示 速度変更指示 DBC指定 FIX通過時刻指定
 CDO/STAR発出 等 マイクロフォンチェック• 全セクターを対象（令和5年(2023年)5月～）
FL335以上

FL335未満

国内CPDLC導入セクター
参照：AIS JAPAN (effective date: 18 Apr 2024)7

音声による管制とCPDLCによる管制
ENRI01330
45 “H-SEC”

例）ハンドオフ（管制移管 通信移管指示を含む）
音声

隣接セクター

CPDLC
管制官操作（隣接セクター）

管制官操作
表示

表示

HAND OFF操作

HAND OFF操作

“SEC”

CTR操作

“FRQ”

HAND ACCEPT操作“COM”

システムへの入力操作

→

時間の流れ

“SEC”

Contact…

管制官操作（隣接セクター）

管制官操作

“FRQ”

HAND ACCEPT操作

CTR操作

同時に“Contact…” “COM”
アップリンクアップリンクメッセージ
自動化が図られている

8リアルタイムシミュレーション実験
対象とする管制指示• 将来の国内CPDLC運用を想定• 高頻度で使用• 操作と同時にアップリンク（自動化）対象とするセクター• F16（高高度セクター）課題＊

 通信移管 通信継承 針路変更 高度変更 速度変更実験対象セクター＊実際の運用とは異なります 那覇空港到着機をONCまでに高度を降下させ（FL340）一定間隔（10NM）で低高度セクターに管制移管
 那覇空港出発機を最終承認高度まで上昇

那覇空港到着機

那覇空港出発機

悪天エリア

悪天要素の追加も試行
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主観評価
負担感の目安航空管制業務でのワークロード••

Air Traffic Factors
Mediating Factors

負担感

交通量など
経験、技術、戦略など

シミュレーション実験中に負担感等を測定••

試行中5分毎に口頭で答えてもらう• 業務中の負担感
試行後にアンケートを実施• NASA TLX (NASA Task Load Index)• TWLQ（Team Workload Questionnaire）• IOS（Inclusion of other in the self）• 総合的負担感

負担感増

目安0%-20%

・少ない交通量・時間を持て余す

30%-40%・少なめの交通量
・十分な考慮時間（戦略立て）
・余裕をもって業務を実施

50%

・適当な交通量・適当な考慮時間（戦略立て）
・テンポよく業務を実施

60%-80%90%-100%
100%を超える・多めの交通量・考慮時間が少なく後手後手に回りつつある・限界に近づきつつある・頭真っ白状態

NASA TLXアンケート

IOS

10結果 - CPDLC機能による作業量
管制業務に要する作業時間

作業時間（秒）

CPDLC
音声CPDLC作業時間は従来（音声）による作業時間と比較
すると全体で約3割減
・CPDLC（N = 2013）
平均値20秒、中央値13秒
・音声 （N = 1819）
平均値29秒、中央値19秒
自動化を重視作業時間削減課題
パイロットからのリクエストへの対応

管制継承

管制移管

針路変更

高度変更

速度変更

各イベント一回の作業時間分布

・CPDLC（N = 466）・音声 （N = 185）

約2倍
約3割増
平均値33秒、中央値20秒
平均値17秒、中央値15秒

パイロットは任意のタイミングで管制官にリクエスト管制官は同時に対応することはできない
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結果 –負担感と交通量（シナリオ指標）の相関関係

TWLQ AWWL(R)
総合的負担感(R)
IOS(R)TLX AWWL(C)TWLQ AWWL(C)
総合的負担感(C)IOS(C)CPDLC混在
MMBB
30分管制下機数

悪天要素

30分管制下機数MMBB

CPDLC混在

IOS(C)

総合的負担感(C)TWLQ AWWL(C)TLX AWWL(C)

交通量が増加するほど負担感も増加
CPDLC対応機割合が増加するほど負担感は減少

IOS(R)CPDLC混在と負担感 負相関

総合的負担感(R)R席の負担感と交通指標 正相関

悪天要素
TWLQ AWWL(R)

シナリオ指標・CPDLC混在指標（%）
交通指標
・MMBBワークロード値（30分値）
・30分間の管制下機数
悪天指標
・悪天あり1、悪天なし0

TLX AWWL(R)TLX AWWL(R)

負担感指標
・TLX AWWL値（重みづけ平均）・TWLQ AWWL値（重みづけ平均）
・総合的負担感・IOS指標（親密度の低い方から1…7で数値化）

12結果 –因子分析
因子分析ー指標間の関係性を説明
総合的負担感

負担感
交通協調性
CPDLC
気象

因子10.91
0.59
0.77
-0.59
0.59

因子2-0.25
-0.40
0.43
0.07
0.29

42試行におけるCPDLC対応機割合と総合的負担感平均因子得点

因子3-0.17
0.30
-0.10
0.28
0.36

CPDLC対応機割合が増加するほどR席の総合的負担感は減少傾向
13結果 –悪天と好天
セクター滞在時間と管制指示回数
機数

平均滞在時間（分／機）平均指示頻度
（回／機）

好天

悪天

好天

悪天

好天

到着

1122

22.9

23.3

4.8

上空通過

1225

16.3

15.8

2.2

2.3

出発212122.7

25.1

3.0

4.7

全体

4468

21.0

21.1

3.2

＋2.4分

悪天

1.2倍

5.9

1.6倍

4.2

悪天時の管制指示頻度（一機あたりの管制指示回数）
種別の重みづけ平均をとると、好天時の1.27倍
悪天時は好天時と比較し取り扱い可能機数は1/1.27（約0.79倍）
空域容量が21%減少
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おわりに
CPDLC機能に関するリアルタイムシミュレーション実験結果• 管制官からパイロットへのアップリンクメッセージ作成の自動化→管制指示に必要とされる作業時間は平均すると3割減• CPDLC対応機割合が増加するほどR席負担感は減少傾向

空域容量値（一定時間に管制官が取り扱い可能な交通量）へ与える影響• 作業時間の減少はそのまま容量値増が可能か？
• パイロットからのリクエストへの対応時間増加傾向（悪天時の対応）• 主観評価での個人差があり、交通状況把握の限界を測るための負担感の目安のさらなる工夫が必要• CPDLC対応機・非対応機の混在運用時の対応• 混在することでエラーが誘発される可能性• エラー操作に関するさらなる分析が必要

気象情報、交通流を考慮した軌道調整技術に関する研究内で検討を継続
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実験にご協力いただきました
一般財団法人航空管制協会関係者の皆さまに感謝いたします。

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