電子航法研究所の３年間の活動報告と今後の展望

知で繋がる

航空交通を⽀える知と国際標準化の先端拠点（国研）海上・港湾・航空技術研究所
電子航法研究所所長
小瀬木 滋• 電子航法分野の状況• 方針や計画と活動例• 統合による変化• 今後に向けて安全で効率的な飛行を⽀援する集団知と電子航法

電子航法の技術支援チーム

航空交通管理通信、航法、監視

AOC

気象情報
管制技術
管制情報

ATM
ATC

適時的確な情報提供

航空機搭載資源の制約＝ 飛行の安全・安心のための情報と判断時間の制約

航空機運用のための集団知*の形成手段
空港運用*: Collective Intelligence― 101 ―

1

海上・港湾・航空技術研究所

成果報告会

電子航法分野の情勢と主な課題

航空需要増は年率４％超• 空域容量と航空管制能力の限界の克服• サービス均一化の要請• 環境負荷の軽減• 安全性は劣化させない
出展：ICAO World Civil Aviation Report 20172

継続対応中の課題：交通容量限界の克服・効率化• ICAOによる世界共通の将来計画GANPとASBUに方針明記• Global Air Navigation Plan および Aviation System Block Upgrade• 各国将来計画に反映 NextGEN (FAA), SESAR (EU), CARATS (日本)
• Collaborative Actions for Renovation of Air Traffic Systems• セクタ毎の航空管制から軌道ベース運用へ• 安全で効率的な飛行経路の事前調整と飛行中微調整• 飛行計画立案から離陸着陸まで適切な情報共有が必要• Digitalization：情報共有基盤SWIMとTrust Framework等• System Wide Information Management

現状：空域セクタ毎の管制
柔軟な運用 ／ 容量に限界

軌道ベース運用＆ 広域かつシームレス
飛行機毎の経路と時刻を管理
安全と効率を作り込んだ軌道を全機調整

時間管理
軌道調整
3― 102 ―最近の課題：新しい航空機運用の要請
HALE による監視・通信プラットフォーム

MALE による監視活動・ボーダーパトロール

高高度：無人滞留機、超音速飛行

低高度：小型無人機、UTM, UAM

小型 UAS による捜索救難活動
小型 UAS（ドローン）による物資輸送
送電線・パイブライン・鉄道軌道監 小型 UAS による地上交通監視・

UTM: UAS Traffic Management
UAM: Urban Air Mobility

都市移動交通手段
ドローンによる撮影、農業利用

https://www.faa.gov/nextgen/media/futureofthenas

従来の航空機と運用の共用性が必要

4

電子航法分野の研究長期ビジョンを改訂
運航の安全性・信頼性向上

・次世代GNSS
・高高度&低高度監視
・衝突回避方式
・代替航法システム

電子航法研究所
研究長期ビジョン
2019年改訂版

空域運用の効率化
・高度な気象情報活用
・空地通信システム
・軌道ベース運用と軌
道や空域の最適化
・フローコリドー・UTM概念と安全性

Digitalization

航空交通システムの高度化（基礎） 空港運用の効率化

・空港面管理、出発管理の高度化
・空港面の通信システム
・後方乱気流基準の高度化

・シームレスな航空通信、空地高速DL
・情報共有基盤技術（SWIM)― 103 ―

5

海上・港湾・航空技術研究所

成果報告会

電子航法研究所の理念と将来像• 電子航法研究所の理念• 航空躍進の礎を担う• 航空交通の安全性・効率性向上、地球環境保全に貢献する• 世界に通じる中核的研究機関を目指す• 電子航法研究所の将来像• 研究開発を通じて航空交通の安全性・効率性向上等を実現し、国民生活をより豊かにする• さらに安全・安心な航空交通システムの構築に寄与• 産学官の連携を重視し、将来の日本の航空産業の育成に貢献

うみそら研理念と運営方針に整合
6

うみそら研の基本理念と運営方針の実現に向けて交通の発展と、海、空、国土づくりに貢献します• うみそら研運営方針• アカデミズムとインダストリーの交流点• 基礎学術の充実と産業知識の体系化• イノベーションと新技術、未来創造の拠点• 電子航法分野の事情• 社会実装には国際標準化（多国間連携）が前提• 長期間の標準化作業• 航空機運用に関連するイ
ノベーションには広範囲な知の連携が必要

運営方針に基づく分野業務の構築：連携重視― 104 ―

7

将来像の実現にむけてイノベーション
知の新しい連結

大学

基礎学術

知識体系

橋渡し機能
知財管理機能 産学官連携機能

MPAT

NMRI

PARI

基盤共通技術研究機能AI等を含むICT 極限ロボティクス

ENRI
社会経済

技術成果
航空関係機関企業

応用技術開発国土交通政策など国の政策運営方針に基づく分野業務の構築：連携重視

8

中長期計画の実施状況
第１期中長期計画の課題

取り組み状況

1.1 分野横断的な研究の推進等(1)② 首都圏空港の機能強化

空港面交通データを活用した路面損傷予測（港湾空港技術研究所と連携）

4.

電子航法に関する研究開発等 運航者の希望に基づく飛行経路、適切な管

4.(2)

空港運用の高度化

継続降下方式、曲線精密進入、地上走行時間管理、空港周辺のシームレス監視など

4.(3)

機上情報の活用による航空交通の最適化

放送型自動位置情報伝送、空地連携による最適な飛行間隔維持など

4.(4)

関係者間の情報共有及び通信の高度化

航空情報共有基盤、空地データリンクなど

5.

研究開発成果の社会への還元 CARATS等行政⽀援、航空局の導入⽀援

6.

戦略的な国際活動の推進(1) 軌道ベース運用による航空交通管 制処理容量、軌道ベース運用などリスクに強い通信・航法・監視理の高度化

国際標準化、海外機関等との連携
9― 105 ―海上・港湾・航空技術研究所

成果報告会

中長期計画：４．電子航法に関する研究開発等

連携研究による衛星航法のリスク軽減
低緯度地域では低緯度地域では電離層擾乱多発
電離層擾乱が多＝発航法の信頼性や精度が劣化• 電離層サイエンスでアジア共通の課題を解決• アジアの連携研究を主導• 成果はICAO標準化に寄与• イノベーションを駆動• 準天頂衛星を活用する世界初の情報提供実験• ICAO標準化提案中• 衛星航法の国際標準化案を現場データで実証• 航空局による導入を⽀援• GBAS, SBAS(MSAS) など

10

うみそら研ビジョン等の課題への取り組み等• 技術革新の進展（ICT等）

情報共有基盤SWIM （Digitalization）• System Wide Information Management• 異種システム接続に関する国際的なデモ実験に産学官連携参加 中長期計画以上の波及効果期待• ICAO APANPIRGのTFにてタスクリーダーとして標準化を主導• Asia/Pacific Air Navigation Planning and Implementation Regional Group• 空域・空港運用や航空交通管理の効率化を⽀えるインフラ• 技術革新の進展（新しい航空）＋運用支援ICT化UAMやUTMに情報提供• ヘリなど低高度有人機の飛行位置を監視測定し提供• NEDO DRESSプロジェクトに参画し企業と連携
社会の要請に機動的対応• DRESS: Drones and Robots for Ecologically Sustainable Societies• Urban Air Mobilityや UAS Traffic Managementと運用共用性向上• 少子高齢化と人口の偏在

リモートレディオ（タワー）• 遠隔地空港をセンターから集中リモート運用• 航空局とともに社会実装を目指す• 船舶や港湾へも応用の可能性

将来の国土構造の変化に伴う課題への対応例 11― 106 ―

中長期計画：５．研究開発成果の社会への還元• 橋渡し機能としての技術⽀援

5.(1)および5.(3)• 知の交流、所内外の人材育成

5.(5)• 航空局の新技術導入⽀援（CARATS他産学官連携、受託）• 既存技術の活用や改良⽀援（羽田RW16用ILS、受託評価）• 国際標準化支援（ICAO, RTCA, EUROCAEなど）• 国内法制化支援（無線設備規則など）や技術移転• 学会活動（IEICE, JSASS, ION, URSI, IEEE等）：発表と学会運営• 講師派遣（大学、企業、団体等にて講義や研修）• インターン等受け入れ（国内外大学、海外機関等）• 在外研究（ENAC, TUBS, ESAなど）• 国際ワークショップEIWAC、講演会、研究発表会を開催
12

中長期計画：５．(4) 知的財産権の普及活用

件

維持経費や競争力等を考慮した整理を開始

ソフトウェア使用許諾
ソフトウェア使用許諾
千円

160

18000

140

16000

120

14000
12000

100

国際特許保有数 1000080

国内特許保有数

60

特許収入

6000

40

4000

20

2000

0

著作権収入

8000

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 20190

国内・国際特許保有数

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019

特許・著作権収入
許諾件数：特許・著作権とも年２件程度― 107 ―

13

海上・港湾・航空技術研究所

成果報告会

中長期計画：５．(5) 研究成果の発表状況
教授退職者による教授退職者による論文指導を開始・追加
論文指導を開始

実験用航空機被災
飛行実験再開

9080

80

7070

電離層TF報告
SWIM-TF開始

60

60

5050

和文

40

英文

他標準化機関

40

国際機関

30

30

20

20

10

100

電波無響室改良工事

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 20190

和文・英文査読付学会論文

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019

国際他標準提案文書

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中長期計画：６．戦略的な国際活動の推進
国際標準化活動

研究企画から社会実装まで戦略的活動• 国際標準化会議に貢献• 企画から社会実装まで産学官の国際連携の場

DLRと連携協定• 研究機関と連携協定• 在外研究等人材交流• 共同研究• 国際ワークショップEIWAC• 著名人の基調講演＝将来像• 内外参加者の技術講演• 優秀な論文を出版• 連携を促進する交流の場

EIWAC基調講演者と共に― 108 ―

15

振り返り：統合のメリットと課題－ENRI職員よりメリット

課題• 研究の視野拡大• 一時的デメリット克服• 社会貢献の範囲拡大• 研究目標設定への反映• 連携範囲拡大• イノベーションの機会• 業務方法の変化など• 三研連携研究の資金源• 連携コストとメリット• 連携戦略を常に見直し• 事務統合と効率化• 知財管理の強化• 会計システム共通化• ガバナンスのスケール• 視点や視野の幅広さ• 将来像によるまとまり

PARI 空港内路面損傷と交通量の関係＋ENRI 航空交通量測定や解析の手法＝ 路面損傷時期の予測手法など「思わぬ成果活用分野を発見」
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振り返り：強みは連携できる人材と現場データ• 人材：専門性で連携し集団知の構築に寄与• サイエンスから試作評価まで幅広い得意技• 航空機運用に必要な集団知＝多様性と連携が必須• 内外研究者と連携 ＋ 実物に接する経験• 学会や標準化会議、共同研究などの国際交流経験• 実験施設等：空域や空港の現場データを入手
電波無響室
データリンク機能付
実験用レーダ

実験用航空機「よつば」
17― 109 ―海上・港湾・航空技術研究所

成果報告会

今後に向けて：電子航法分野の研究戦略を再考

強みと弱み• 少ない研究員約40人• サイエンスから試作評価まで多様な能力• 航空局と連携した研究計
画立案と社会実装• 空港や空域で現場実験• 国際的研究連携の実績• 標準化動向から未来予測
し世界とビジョン共有

機会と危機• 社会実装の前提は国際標準化• ICAO標準化では航空局を技術⽀援し国際的な産学官連携に参加中• 関係分野の研究は国内でまだ小規模• 人件費等予算規模縮小
国内連携の拡充を模索しつつ･･･

国際連携こそが電子航法研究所の生き残る道
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当面の実施事項：国内連携の充実に向けて• 三研究所の連携環境の整備や外部資金獲得• 公募型研究による連携相手の開拓継続• 研究所に不足する知見が重要になる研究課題を提示• 大学や研究機関等を対象に研究の提案を募集し選定• 資金提供とともに連携して課題解決に当たる• CARATS Open Dataなど国内のATM関連研究促進• CARATS事務局より受託し Open Data 活動を⽀援• 促進効果が着実に見られ今後を期待できる活動

19― 110 ―当面の実施事項：国内の研究促進CARATS Open Data

CARATS研究開発推進分科会

大学・企業等

航空交通
データ等

航空局

CARATS事業受注者

研究成果活用

九州大学
高知工科大学
早稲田大学

連携研究

茨城大学

研究用に予備処理

CARATS
Open
Data

ENRI
連携の中核

東京工業大学NTT Data

研究用
航空交通データ

参加機関増加中

首都大学

JAXA
NICT
20

当面の実施事項：国際標準化センターの設立運営• 研究計画立案から社会実装まで国際的な産学官連携の軸• 研究成果の社会実装の前提は国際標準化
社会実装戦略• 国内産業の海外展開を⽀援する方法 産業の成長⽀援• 萌芽的研究や基礎的研究の充実が前提• 研究員の連携作業負荷を軽減• 電子航法分野に多くのメリット

研究力向上• 標準化会議にて世界と将来像を共有 R&D計画のリスク軽減• 国内作業班が国内の集団知を形成
標準採択率向上、育成• 成果を活用するユーザーとともに活動 円滑な社会実装、育成

様々な人と情報が集積する場 ／ 新たな橋渡し機能
連携で成長する職員 ／ 学術～イノベーション駆動 21― 111 ―

海上・港湾・航空技術研究所

成果報告会

国際標準化センター設置し標準化活動を⽀援センター運営会議：標準化会員
業界の標準化団体
ENRI分
会員登録
パブコメ処理
情報
所外顧客
代金

センター長

作業班座長

作業班座長

センター員
会議担当

JANS&TMC

JANS&TMC

作業班を支援

航空等業界
関係者

航空等業界
関係者

製造業者

製造業者

大学等

大学等

ENRI担当者

ENRI担当者

作業班

作業班

資料等

資金
情報

センター員
情報担当
支援
収集・整理・提供
標準化センター（ENRIに設置）

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電子航法分野のこれから知で繋がる 電子航法研究所• 目標：航空交通を支える知と国際標準化の先端拠点• 実施内容 ＝連携方針を重視し理念を実現• 専門性を生かす国際連携• サイエンスから評価試験まで深い専門性で国際的な産学官連携• 現場データを活用した知の構築• 貴重な現場データを提供する研究施設を維持活用• 航空関連産業を⽀える集団知の構築や更新の一翼を担う• 国際標準化推進の先端拠点• 集団知の構築や産業の成長、研究成果の社会実装を促進• 課題：多様な事業の具体化には経営戦略的視点が必要
23― 112 ―

まとめ

知で繋がる 電子航法研究所• 我が国で唯一の電子航法分野の研究所• 電子航法分野の事情

標準化が社会実装の前提、集団知• 電子航法分野の研究• 国立研究開発法人

航空交通管理効率化、新しい航空橋渡し機能強化、イノベーション• 社会の要請を把握し長期ビジョン化• 統合効果 「思わぬ成果活用分野を発見」• 連携を軸として社会の要請に効率的かつ機動的に対応• 学術から社会実装まで連携の核として活動• 国際標準化センター
2019年12月1日設置

24― 113 ―