平成２３年度

電子航法研究所講演会～羽田を変えるＥＮＲＩの技術～

開催日
時 間
会 場

平成23年11月21日（月）13:00～17:30
羽田空港第一旅客ターミナル
ギャラクシーホール

講演会事務局

独立行政法人電子航法研究所〒182-0012 東京都調布市深大寺東町７丁目42-23
TEL 0422-41-3168 FAX 0422-41-3186 E-mail info-k@enri.go.jp

電子航法研究所と研究員は共に、－ 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 －平成二十三年四月

【プログラム／目次】
１３：００

開式の辞

１３：１０

招待講演
『安全の新しいとらえ方～レジリエンスエンジニアリングの視点から』東北大学 名誉教授 北村 正晴 氏
P1

高い安全性を求める声は社会で広く聞かれており、対応してヒューマンンエラーや組織の安全文化に注目した安全技法が関心を集めている。一方で、これら既存の安全技法を補完するための新しい方法論として「レジリエンスエンジニアリング」が構築されつつある。「理想的安全状態」を目指す従来の考え方に対して、「常に変化する環境や目的相克の中で能動的にリスクに対処し安全を維持し続ける」というダイナミックな安全の考え方を提起するという見方がその根幹である。本講演ではこの新しい方法論について解説する。

１４：００『電子航法研究所の最近の活動』

電子航法研究所山本 憲夫 研究企画統括

P3

電子航法研究所における最近の研究長期ビジョンの見直し、アジア地区を中心とした国際連携の促進及び本講演に含まれる以外の主な研究成果などについて紹介する。

１４：２０『マルチラテレーション航空機監視システムの高度化』 電子航法研究所 通信・航法・監視領域 角張 泰之 研究員

P8

当研究所が研究・開発を進めている、マルチパス信号環境に耐性のある空港面用マルチラテレーション（OCTPASS）と、空港周辺空域を高精度・高頻度に監視できる広域マルチラテレーション（W AM）について、その開発状況を紹介する。

１５：００『羽田空港の空港面交通流の特徴について』

電子航法研究所 航空交通管理領域 山田 泉 主任研究員

P19

日本一の繁忙空港である羽田空港における空港面の効率的な運用は、より良い航空機運航を目指すために重要な課題である。この発表では、羽田空港の空港面監視データの分析を元に、離陸待ちの渋滞など空港面交通流の課題について分析した結果を報告し、空港面の効率的な運用のための対応策について考察を述べる。

１５：４０

休憩

１６：００

『航空気象情報の見える化について』

電子航法研究所 航空交通管理領域 新井 直樹 主幹研究員

P28

航空機の効率的な運航や航空機事故の防止のためには、気象情報の活用は欠かすことができない。しかし多くの気象情報は、含まれる情報が多様でかつ平面的な資料が多いため、それらの情報だけに基づいて、様々な分野の利用者が大気の立体的な構造を短時間で理解することは必ずしも容易ではない。そのような背景から、気象情報と航空機の情報を 3次元で可視化する航空気象情報可視化ツール AWvisの開発を開始した。
本稿では、開発中の AWvisの概要と可視化事例について紹介する。

１６：４０『携帯電話の電波が航空機に与える影響の評価』

電子航法研究所 機上等技術領域 米本 成人 主幹研究員

航空機には通信や航法等の多くの無線機器が搭載されているため、外来の電磁波による電磁干渉が懸念されている。他方で、携帯電話等の乗客が持ち込む電波を発する電子機器の航空機内で使用したいという需要も高まっている。本講演では安全性を担保しながら電子機器の使用を許容するための検証手法について解説する。また、携帯電話の電波が我が国で使用されている代表的な航空機に対して与える影響を、実機試験で評価した結果について紹介する。

１７：２０

閉式の辞

※すべて質疑応答を含んだ時間です。

P36

『安全の新しいとらえ方～レジリエンスエンジニアリングの視点から』
講演者：東北大学 名誉教授 北村 正晴
この方法論の詳細に関しては，参考文献 1,2)を参照されたい．上に示した教訓に重点を置いた問
題認識と対応策立案は，従来までの安全工学の枠組みでは明確にはなされていなかった．

はじめに

レジリエンスエンジニアリングでは，このような問題認識を基本として，実際にシステムと組織は以航空の世界で安全が大きな関心事であり，その向上のために多大な努力が注がれてきた．その下の機能または能力を具備すべきとしている．

努力の成果は先進諸国における高い運航安全実績に明らかに示されている．



対処（Response）：今直ちに何をすべきか優先順位を含めて知っていること

しかし安全の確保にはこれで十分ということはありえない．努力はさらに継続されねばならない．



監視（Monitoring)：事態の進行を何に注意を払って監視すべきか

その観点からは，在来手法を，よりリアリスティックな視点に立って進化させた安全追求技法の開

予見(Anticipation),：さらにこの先どのような脅威と好機が出現しうるか．

発とその現場導入を目指すことは意義が大きい．近年急速に発展を続けているレジリエンスエン



学習(Learning)：過去の成功と失敗双方からどんな教訓を引きだすのか．

ジニアリングはそのような方法論の最有力候補として国際的に注目されている．

これらのプロセスを常に活性化しておくことが必要である．ただし，予見や学習は同じシステムについても様々な時間スケールにおいてなされるべきで，その時間スケールは着目する事象ごと

課題の分析に大きく異なっている．上記プロセスを機能させることで，教訓１～４を確実に反映できることは今

本年３月１１日に起こった東日本大震災とそれに続く原子力発電所事故は，技術システムの安全

般の原子力事故に関しては確認できている．教訓１～４が大組織には通弊として生じがちであるを担うすべての人々が真剣に受け止めるべき課題の存在を示した．最終的な原因究明と再発防ことを考えれば，航空安全の問題に関しても上記レジリエンスエンジニアリングの仕組みは適用止策に関しては事故調査委員会の結論を待ちたいが，原子力に限らず，大規模な技術システムできると推測される．

の設計・運用を担う組織が共有すべき教訓は現時点でもある程度明らかと考える．
教訓１は，システムは動的に変化しつつあることが本質であるという基本認識の必要性である．安

方法論の具体化・適合化

全を追求する組織は，自分のシステムとその環境を時間的に定常な（静的な）ものと考えてはなら

本講演では，講演者独自の視点に立って，このような先進技法が我が国に適切に定着するためず動的に変化し続けるものと考えねばならない．

の要件を指摘する．大組織において生じがち組織内コミュニケーションの劣化，視野狭窄の現場

教訓１‘は，教訓１から必然的に導出される．それは安全確保努力の形式化を未然防止すること

責任論，集団的思考停止，組織外との断絶などの弊害を回避することがその骨子である．また，の必要性である．たとえば現行の規制への対応や社内規則の遵守だけで安全確保に十分で改問題の解決に際しては，実務の細部までルールや支援策を立案し提供する方式では，抜け落ち

良は必要ないなどと考えてはならない．

が生じる可能性を否定できない．それゆえ事前の手順化に加えて，能動的な「気づき」を重視し活

教訓２は安全確保・向上活動の着目範囲である．実務の現場（Sharp-end と呼ばれる）だけに安用するという方策が，我が国では効果的と考え提唱する．

全上の責任を担わせて，上位の組織や社会など(Blunt-end と呼ばれる)からの影響に目を塞ぐことはあってはならない．

おわりに

教訓３は，事前情報への感受性と評価能力向上である．多くの事故において，後になってから考

本講演で説明上の引用した具体例は，原子力，医療などの問題が主体である．航空安全問題にえれば事前の警告や兆候があったことが知られている．これらの事前情報に積極的に着目・評価

関しては少数の事例を参照したに過ぎない．しかしながらレジリエンスエンジニアリングの導入と，して必要に応じた対応措置を講じるような姿勢が安全担当組織には不可欠である．

上記の教訓の反映とが，高い安全性を実現するうえで必要であることは，複雑・大規模な技術シ

教訓４は，重要な資源（リソース）の用意と，その配備・運用の柔軟化である．危機の未然防止やステムを担う航空分野についても同様であろうと考える．積極的な活用を期待する次第である．

効果的な対応は適切な資源の配備なしでは困難である．事前の想定と配備，訓練が望まれる．
参考文献

レジリエンスエンジニアリングの方法論

1) E. Hollnagel, D.D. Woods, N. Leveson (Eds.): Resilience Engineering, Concepts and Precepts,

上記の教訓に対してレジリエンスエンジニアリングは的確に対処できる枠組みを有している．

Ashgate Publishing Co., 2006
2) E. Hollnagel, et al. (Eds.): Resilience Engineering in Practice, Ashgate Publishing Co. 2011

1

【付録】
簡潔版レジリエンスエンジニアリング説明
１．レジリエンスエンジニアリングでは，安全性向上を図る対象の属性（特性）を以下のように認識する．ここで対象とは，機械システムとその操作担当者（運転操作者，保守作業者など），管理組織などを総合したものである．原子力の場合，原子力発電所の装置と運転員，保守員，発電所の管理職，電力会社本社機構などを含んだ概念である．
必要な場合には，さらにそれらを大きく包む環境までを考慮の対象としている．環境としては自然
環境，経営環境，社会環境などがある．
1-1 対象は月日の経過とともに変化を続けている．同じ装置，同じ作業チーム，経営陣に見えても変化は必ず存在する．対象やシステムを定常的，固定的なものと考えてはならない．
1-2 その変化はしばしば予測困難な要素を含む．
1-3 変化の結果生じる危機は，突発的に生じることも，緩慢なドリフトとして生じることもある．
２．安全性を向上させる方策は以下のような視点で検討される．
2-1 成果，達成度のような結果依存型の指標よりもプロセスに重点を置く．
2-2 失敗や過誤の回避だけでなく成功からの教訓抽出も重視する．
2-3 経営管理方針として以下の機能を重視する．


対処（Response）：今直ちに何をすべきか優先順位を含めて知っていること

監視（Monitoring)：事態の進行を何に注意を払って監視すべきか

予見(Anticipation),：さらにこの先どのような脅威と好機が出現しうるか．



学習(Learning)：過去の成功と失敗双方からどんな教訓を引きだすのか．

またこれらのそれぞれの機能を活性化させるための重要な視点として，東北大学グループは積極的な「気づき」の重要性を指摘し，その支援策を提言しつつある．さらに組織のトップうや上位者が注意すべき留意点も整備しつつある．
2-4 これらの機能を実現可能にするリソース（人員，予算，設備など）の適正配備を重視する．
2-5 対象や環境の動的変化に対応する，組織の複数目的（業績，装置安全，労働安全，社会的高感度・・・）間の優先順位づけを動的に修正する能力が欠かせない．
３．品質保証，安全マネジメントシステム，安全文化など既知の安全規範や指針を否定するものではない．それらを含めてより高い安全性を目指すために，対象の変化と復元力を重視した新しい方法論がレジリエンスエンジニアリングである．
以上

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November 21, 2011
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43

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電子航法研究所講演会(21NOV2011)

発表の構成

羽田空港の空港面交通流の特徴について独立行政法人電子航法研究所
航空交通管理領域
山田 泉
i-yamada

背景と目的
空港面地上運航に関する分析– 交通流の概要– 主要な滞留箇所– 滞留のメカニズム

滞留

どこで？
なぜ？
どれだけ？

空港面交通管理に関する考察– 分析結果から得られる交通管理の方向性– 海外の導入事例
滞留 どう減らす？

まとめ

enri.go.jp

2

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

背景

研究の目的

研究対象：羽田空港– 日本最大の繁忙空港– 世界有数の繁忙路線の起点：主に国内線
世界有数の繁忙路線の起点：主に国内線

空港面の混雑による滞留のメカニズムの定量的把握のための分析

短時間の飛行:短時間の飛行: 1～
1～2時間– 滞留の生じる場所– 滞留の原因、発生メカニズム– 滞留時間– 地上運航時間の占める割合が大きい

同じ航空機が、一日に何度も羽田―
同じ航空機が、一日に何度も羽田―地方間を行き来する– 空港面の滞留による遅延が各航空機に蓄積されるおそれ– 地上運航の円滑化が大きな課題

2010年3月

どこで？
なぜ？
どれだけ？

滞留時間の予測・管理手法の検討

年間離着陸数（出発便＋到着便）
303,000便/年(830便/日)電子航法研究所講演会(21NOV2011)

371,000便/年(1,016便/日)

390,000便/年(1,068便/日)

2010年10月

2011年4月

グラフの出典：国土交通省資料

447,000便/年(1,225便/日)

最終形
3(最短で2013年)
3– 効率性、定時性、柔軟性

419

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

電子航法研究所講演会(21NOV2011)発表の構成

地上運航の交通流の特徴（概要）
2種類の交通流

背景と目的
空港面地上運航に関する分析– 交通流の概要– 主要な滞留箇所– 滞留のメカニズム

滞留– 出発便：滑走路に向かって合流– 到着便：滑走路から分岐

空港面にあるボトルネック

どこで？
なぜ？
どれだけ？

– 滑走路処理容量の制約
出発便：離陸滑走路の手前に待ち行列を形成し、滞留を形成し、滞留
出発便：離陸滑走路の手前に待ち行列⇒ 運航データによる定量的把握
運航データによる定量的把握

空港面交通管理に関する考察– 分析結果から得られる交通管理の方向性– 海外の導入事例

空港面

まとめ

進入空域

スポット

滑走路
着陸

5

到着便

スポット
スポット
スポット
スポット

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

離陸

出発便

6

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

航空機の地上走行ダイナミクス

運航データ

0

各便の監視データから得られる情報ARTSジャーナルデータに含まれる
空港面監視データを使用

10 15 20 25 30 35 40 km/h

出発便の例

– 走行経路– 走行位置の時間履歴– 走行速度の時間履歴– 走行距離– MLATによる毎秒の航空機位置情報– ARTSによる便情報（便名、型式等）
便ごとの航跡が抽出可能

北
プッシュバック 停止サンプルデータ
速度［km/h］– 平成22年12月以降のデータ
D滑走路供用開始後– 北風運用の分析について紹介
7

20

滑走路

離陸滑走

滑走路への走行
1250m

時刻8

8

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

地上走行の主要な動線

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

地上走行の主要な動線

330便
WY

165便

122便

WY

D -R

C -RWY

北風運用 到着便（492便／日）

D -R

北風運用 出発便（495便／日）

C -RWY

B-

B-

Y
RW

Y
RW

A -RWY

N

370便

滑走路へ向けて合流する流れA -RWYN

滑走路から分岐する流れ
910

9

電子航法研究所講演会(21NOV2011)10

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

混雑状況の例

滞留箇所と滞留時間の可視化
場所ごとの滞留時間の総和をマッピング

WY

C -RWY

D -R

N– 滞留：時速10km未満の低速走行と定義
混雑に関係なく生じる低速走行を除く
除外例： プッシュバック中、タキシング開始直後

B-– 分割エリア：50m×50mセル– 航空機ごとに、滞留が生じたセルの通過時間を算出⇒ 1日の全航跡の総和を空港チャート上に棒グラフで表示Y
RW

出発便の流れが集中する場所A -RWY

45sec<10km/h50m
時刻（JST)

出発便
50m
到着便

11

11

30sec
①

②

③
45sec
30sec

④

①

②

③

12

④

12

21

滞留時間の可視化：出発便

滞留時間の可視化：到着便
全般的に、出発便より少ない
局所的、一時的な滞留– 離陸滑走路の手前

滞留時間合計値 [秒]滞留時間合計値 [秒]

主要な滞留箇所
主にD
主にD滑走路側
C滑走路側にはほとんどない– 滑走路横断

330便

滑走

方向

便
165

方向

0
向 37

便

方
滑走

滑走路
横断

13

14

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

滞留発生状況の時系列的可視化
D -R

合流後の地上走行時間に注目した
複数航空機の運航状況表示

WY

N
C -RWY– 交通工学（道路）の「交通量累積図」を応用– 合流から離陸までの所要時間の増加／減少を
時系列で可視化
便ごとの長さの時系列的

合流箇所
B-

Y
RW

合流箇所

変化に注目
4便目

滞留の
始まり

3便目

区間の入口：合流箇所

2便目

滑走路末端の停止線から
経路上の距離で1,250m手前の地点

区間の出口：滑走路

22

便

滑走

方向

滑走

122

N

滞留状況の時系列的可視化―注目する滞留区間の定義―

出発便滞留時間のマッピング

主に出発便との経路競合、スポット競合による

D滑走路の
待ち行列

C滑走路の
待ち行列
N

– エプロン入口

1便目
スポット出発
15

15

合流

離陸
時刻
16

16

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

滞留発生状況の時系列的可視化

待ち行列モデルの適用

複数出発便の地上運航状況の時系列表示（D滑走路）

合流から離陸までの所要時間の中身– 出発便だけの時間帯– 直前の出発便の所要時間
合流

スポット出発離陸

前方の航空機を追い越せないために要する時間– 離陸間隔と合流間隔の差
合流が頻繁になるほど、所要時間が伸びていく

離陸順

隔

後

合流が離陸よりも まばらな間は待ち時間が減り続ける

傾
き：
合

流
間

5分間

傾

：離
き

陸

間

隔

離陸間隔がほぼ一定になる：
滑走路の処理容量を使い切った結果

先合流が離陸よりも頻繁な間は待ち時間が伸び続ける合流

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

新運用の複雑さ

複雑なケース
出発便の運航状況の時系列表示（D滑走路）
スポット出発18

離陸

電子航法研究所講演会(21NOV2011)– 到着便のある時間帯

： 2分
離陸間隔

所要時間：
5 +(2 – 1)= 6分
17

時刻 （JST）

所要時間：5分

合流間隔：1分

合流

離陸滑走路2本、着陸滑走路2本の井桁運用
離陸

後– 滑走路ごと独立の運用ではない
北風運用

飛行経路
の交差

WY

離陸順

B-

5分間

出発／到着
混在の運用 C -RWY

D -R

合流間隔は離陸間隔とほぼ同じ：
頻繁な合流に起因する滞留ではない

Y
RW

先

離陸滑走路が混んでいるのに離陸間隔が大きく変動：
到着便の影響の可能性

A -RWYN

時刻 （JST）

19

20

23

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

到着便の影響を考慮した可視化

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

合流までの地上運航時間
プッシュバック＋停止＋合流までのタキシング

出発便の運航状況の時系列表示（D滑走路）– タキシング距離に注目すれば、ほぼ一定と仮定できる– C滑走路の到着便の運航状況を追記
後

着陸

プッシュバック時間：
平均値±1分の範囲に約90%

5分間
離着陸順

離陸と合流が同程度の頻度のため、
待ち時間が減らない（待ち行列の性質）
プッシュバック後の停止時間：
平均値±1分の範囲に約90%

先到着便の着陸のため、一時的に待ち時間が増加

時刻 （JST）

合流までのタキシング時間：
近似直線±1分30秒の範囲に約90%

21

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

発表の構成

空港面の混雑による滞留の特徴

背景と目的
空港面地上運航に関する分析

出発便の地上運航時間の特徴– 交通流の合流から離陸までの時間が、混雑により大きく変動する– 滑走路処理容量を超える合流により滞留が生じる
待ち行列モデルが適用できる– 合流までの地上運航時間は、タキシング距離によるほぼ一定の値となる
混雑の影響を あまり受けない24

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

分析結果まとめ– 主要な滞留は、出発便で生じる– 到着便の滞留は、出発便に比べて少ない23

22– 交通流の概要– 主要な滞留箇所– 滞留のメカニズム

空港面交通管理に関する考察– 分析結果から得られる交通管理の方向性– 海外の導入事例
滞留 どう減らす？

まとめ24

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

スポット出発時刻調整の例

分析から得られる交通管理の方向性

飛行計画等の出発予定時刻

待ち行列の予測性： 行列が途切れなければ、前に並んだ便数と離陸間隔から離陸時刻が決まる

予測される
合流時刻

– 少数の出発便が待っている状態を維持しつつ合流頻度を調整すれば、滞留の低減と離陸時刻の予測が調整すれば、滞留の低減と離陸時刻の予測が両立可能（混雑時に有効）⇒ 空港面交通管理の基本コンセプト（待ち行列管理）
頻繁な
合流 伸びていく待ち時間

スポット出発を少し遅らせる

予測される
離陸時刻

調整された
合流 短い待ち時間

渋滞しない
合流時刻
渋滞しない
出発時刻

25

早く動き始めても、遅く動き始めても、離陸できる時刻は同じ

25

19:00 19:01 19:02

出発予定時刻の・・・
正確な情報が重要！

予測（距離ベース） 19:10 19:11 19:12
予測（待ち行列）

19:15

19:13
離陸間隔

逆算
（距離ベース）

欧州：空港CDM（協調的意思決定）

時刻

離陸間隔

逆算
19:10
（距離ベース）

19:12

19:14
・・・

19:00

19:02

19:04

計画確定

26

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

スポット出発予定時刻（TOBT）を収集
TOBT情報を元に各便の地上運航時間を計算（VTT）– “Milestone Approach”
航空機運航の行程表を用いた時間管理
行程の節目（Milestone）になるイベントの時刻情報
行程の節目（Milestone）になるイベントの時刻情報（予測値・実績値）を共有し、随時更新⇒ 実行が近づくにつれ、スケジュールの精度を向上– スポット出発前に離陸順を確定– 離陸予定時刻（TTOT）を算出
離陸予定時刻（TTOT）を算出

混雑せずに各便がTTOTで離陸できるよう、
スポット出発時刻（TSAT）を割り当てる

到着フェーズ

計画の実行
出発フェーズ搭乗 エンジン
開始 始動
スポット
計画情報を随時更新 出発
参考： 欧州空港CDMホームページ http://www.euro-cdm.org/

出発の行程表の素案を作成

・・・

Milestone Approachによる時間管理

海外の導入事例：概要

飛行計画
飛行状況 最終 着陸
離陸
提出（当便） （前便） 更新
進入
スポット

19:17

・・・

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

ターンアラウンド

・・・

到着

離陸
27

TOBT: Target Off-Block Time
VTT: Variable Taxi Time
TTOT: Target Take-Off Time
TSAT: Target Start-up Approval Time2825

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

空港CDMと従来運用の違い

海外の導入状況
欧州：33空港による検討会

あらかじめ設定した離陸予定時刻に応じてプッシュバック開始時刻を設定する– 「空港CDM
実装マニュアル」等による仕様定義「空港CDM実装マニュアル」等による仕様定義– 正式な方式化– プッシュバック要求順の運航(first come, firstserved)ではない
TOBTの設定方法等により、便ごとの優先順位設定は
TOBTの設定方法等により、便ごとの優先順位設定は可能

Milestoneの時刻情報の共有が重要

ミュンヘン（2007年）、パリ(CDG(CDG、、2010年年）、ミュンヘン（2007年）、パリ
2010年)、ブリュッセル（2010、ブリュッセル（2010年）、
フランクフルト（2011年）
フランクフルト（2011年）
航空交通流管理システム(CFMU)との連接
航空交通流管理システム(CFMU)との連接・・・Gate・・・Gate--toto-Gateの時間管理の実現を目指す
Gateの時間管理の実現を目指す

米国– FAA:空港
CDM運用コンセプトを策定（
運用コンセプトを策定（20102010年）年）
FAA:空港CDM
欧州の方式との整合性を重視– 特にスポット出発予定時刻（TOBT）– MLAT応用機能として導入開始
MLAT応用機能として導入開始

運航状況の見通しが向上

アトランタ、ニューアーク、JFK等
アトランタ、ニューアーク、JFK等
29

参考：ICAO GANIS資料 http://www2.icao.int/en/GANIS/Documents/06-Metron.ppt

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

発表の構成

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

まとめ

背景と目的
空港面地上運航に関する分析

空港面監視データの分析から、空港面交通流について豊富な情報が得られる– 交通流の概要– 主要な滞留箇所– 滞留のメカニズム

地上運航における主要な滞留は…

– 空港面交通流の現状把握– 滞留解決策の方向性– 出発便の離陸滑走路の手前で生じる– 滑走路容量を超える頻繁な合流により生じる– 待ち行列モデルが適用できる

空港面交通管理に関する考察– 分析結果から得られる交通管理の方向性– 海外の導入事例

空港面交通管理の基本的な考え方– 待ち行列に対応したスポット出発時刻調整

まとめ
31

26

30

32

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

今後の予定（現在進行中の研究）スポット出発時刻調整のシミュレーション検証

開発中のシミュレータ
自由度の高いマップ／走行経路編集GUI
自由度の高いマップ／走行経路編集GUI– 羽田空港の複雑なエプロン運用を模擬

簡易なシナリオ定義
実データ／シミュレーション重畳リプレイ機能– 滞留低減効果– 時刻調整の許容幅– 交通管理実施効果を直感的に把握可能

到着便とのスポット競合を生じない範囲について

井桁運用に対応した待ち行列モデル– 到着便の影響を含んだ離陸間隔のモデル化
実データの分析を反映

33

電子航法研究所講演会(21NOV2011)– 使用滑走路等に応じた
プッシュバック経路選択– 主要なタキシング経路– 標準的なタキシング時間– ターンアラウンド時間

電子航法研究所講演会(21NOV2011)

謝辞
空港面監視データの使用についてご協力を賜りました国土交通省航空局の関係各位に、厚く御礼申し上げます。

ご清聴ありがとうございました

35

36

27

航空気象の見える化について

航空気象情報可視化ツール－航空気象情報可視化ツールAWvisの開発－



数値予報(気象庁提供)を、3Dで直感的に分りやすく表示する マウス操作で、自由に視点・大きさを変えられる アニメーション(流線)表示ができる
 気象と航空の情報を、同一の画面に表示できる
 ライセンスを保有し、公開・販売できる
航空気象情報可視化ツール

AWvis
独立行政法人電子航法研究所

新井 直樹

気象概況 2011年9月2日 12:00UTC

可視化事例


事例1. 台風

2011年9月30日

事例3. 乱気流：山岳波

2011年9月：台風12号

事例2. 前線(面)

2010年12月：鈴鹿山脈

事例4. 乱気流：対流

2011年1月
数値予報データ：気象庁提供

28

Aviation Weather Data Visualization Tool

気象庁提供ジェット気流

相当温位


空気塊に含まれる水蒸気が、すべて凝結
した時の温位。
空気中に含まれる水蒸気の量が多いほど、気温が高いほど、相当温位の値は大きくなる。
 静的エネルギーの保存則から、空気塊は等相
当温位面上を運動する。


相当温位：353K
相当温位：353K

可視化事例


事例1. 台風


事例2. 前線(面)

上昇流と下降流

2011年9月30日

事例3. 乱気流：山岳波

2011年9月：台風12号

2010年12月：鈴鹿山脈

事例4. 乱気流：対流

2011年1月
数値予報データ：気象庁提供

29

気象概況 2011年9月30日 00:00UTC

寒冷前線(
寒冷前線(面)温暖前線(
温暖前線(面)

気象庁提供

事例3. 乱気流：山岳波
SSRSSR-S(調布S(調布))

30

2010年12月
 鈴鹿山脈上空付近
 17,000ft
 MOD. Turb.
 数値予報はMSMを利用


上昇流

気象概況

鉛直p
鉛直p速度

TB4

下降流

可視化の範囲

気象庁提供

AWvis-T

SAT: 2秒間に±秒間に±1～2℃の変化
TB4

dTemp.:dTemp.: 格子点あたり
1℃の変化

31

9時間前 予報値：FT0
9
予報値：FT09

6時間前 予報値：FT0
6
予報値：FT06

3時間前 予報値：FT0
3
予報値：FT03

初期値：FT00
初期値：FT00

dTemp.:dTemp.: 格子点あたり1℃の変化

事例4. 乱気流：対流

気象概況 2011.1

2011年1月
 N40.7, W174.8
 34,000ft
 SEV. Turb.
 数値予報はGSMを利用


気象庁提供

32

TB6: N40.7, W174.8

TB6: N40.7, W174.8

N40.696922 W174.8163 34032ft

TB6: N40.7, W174.8

N40.696922 W174.8163 34032ft

TB6: N40.7, W174.8

TB6: N40.7, W174.8

33

18時間前
9
18時間前 予報値：FT0
予報値：FT09

12時間前
6
12時間前 予報値：FT0
予報値：FT06

6時間前 予報値：FT0
3
予報値：FT03

初期値：FT00
初期値：FT00

TB6: N40.7, W174.8

上昇流

鉛直p
鉛直p速度

ジェット気流TB6: N40.7, W174.8

34

AWvis と Wvis

まとめ

航空気象情報可視化ツールAWvisにより大気の立体構造の直感的な理解が可能
 気象現象と航空機との空間的な関係の把握に有効

気象情報：数値予報
 航空機の情報：フライトデータ、レーダデータ




今後の予定
効果的な可視化環境を構築する
 乱気流等の特徴的な気象状況と航空機の情報を可視化し、両者の関係を評価AWvis：航空気象情報可視化ツール


航空気象関係者向けに開発

Wvis：気象情報可視化ツール

AWvis

気象情報の表示に特化 インターネットで公開 利用者からのフィードバックを
AWvisの開発に活用

http://www.enri.go.jp/~naoki→ 気象の見える化

Wvis

謝辞
日本航空機操縦士協会 航空気象委員会
 データ提供 航空会社
35

講演の概要携帯電話の電波が航空機に与える影響の評価• 背景，調査の目的，内容• 航空機航法装置に与える影響の評価手法• 携帯電話電波の影響評価• 結論

機上等技術領域
米本 成人

平成23年11月21日

航空機における電磁両立性研究

電子航法研究所講演会

2

航空機内の電磁干渉事例報告
障害報告件数35

平成23年11月21日

36

電子航法研究所講演会

3

33

30

23

22
18

16
10

12

10

11

平成23年11月21日

2009

2008

2007

2006

2005

2003

2002

2001

2000

2004

電子航法研究所講演会

2010

6

6
1993-97

真に危険なものは何かを明らかにする。

• 飛行時間
約数万時
間に１回
発生

48

1999

航空機搭載機器に対する電磁干渉の懸念

50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0

1998

航空機は様々な無線設備の電波を使用

4

調査の目的

航空機搭載機器における電磁干渉対策• 航空機搭載機器への電磁干渉が懸念• 改正航空法：平成16年施行• 携帯電話等を正当な理由なく動作させる行為→規制• 国際的には電波を発する電子機器（T-PED）を使用• 航空無線技術協会（RTCA）では航空機搭載機器に関する様々な技術基準を作成• RTCAの文書160（DO‐160, JISW0812）に記載の環境試験に適合することが必要• DO‐160では電波以外にも，温度，湿度，衝撃などあらゆる環境試験を記載（携帯電話，無線LAN等）→許容するための技術指針を策定
地上停止中の航空機で携帯電話を使用した場合の影響は？
平成23年11月21日

電子航法研究所講演会

型式認証段階で問題を回避
5

平成23年11月21日

電子航法研究所講演会

6

放射電界測定法

RTCA DO‐160の電波関連規定• 電磁波感受性試験（第20節, Sec.20）• RTCA DO‐160 Sec. 21

搭載機器が耐えうる電波の強さを規定
・誘導試験 （ケーブルを介した干渉）
・放射電界試験 （放射電界による干渉：Cat.T）

電波無響室

電波無響室

1m

• 電磁放射試験（第21節, Sec.21）

被測定物
受信
アンテナ

搭載機器が出してもよい電波の強さを規定
・誘導試験・放射電界試験（Cat.M）

導体机

導体板
PC

プリアンプ
スペクトル
アナライザ

平成23年11月21日

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7

平成23年11月21日

測定周波数範囲：100MHz～6GHz
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837

乗客が持ち込む電子機器の電磁干渉対策

DO‐160Fに記載の電磁放射基準
140

電界強度 (dBV/m)

120• 1990年代後半には専用の技術指針が無かった。

100• よって，航空機搭載機器と同じ基準を準用した。
（RTCA DO‐160 Sec.21 Cat.M）• 民生用の電磁放射基準ではCat.Mより高いところがある。→別途安全性を証明する必要性

80
60
40

Cat.M
Cat.T
電気用品基準

20
0

100M

VCCI
微弱電波
特定小電力
携帯電話

1G
周波数 (Hz)

参考：一部の医療機器メーカ等ではCat.Mを満たすよう製作されているものもある。

10G• Cat.TとCat.Mでは60dB以上の余裕
平成23年11月21日

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9

電波を発する機器の使用を許容する基準

平成23年11月21日

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10

電磁干渉発生のメカニズム• 米国航空無線技術協会（RTCA）で策定– 航空機1機種とT-PED1機種 DO-294– あらゆるT-PEDを許容する場合 DO-307

試験をクリアした航空機1機種に対して認証→DO-307に適合した航空機はまだ無い

平成23年11月21日

38

電子航法研究所講演会

意図的に放射された電波と不要放射が発生11平成23年11月21日

電子航法研究所講演会

12電磁干渉の影響を検討すべき事項

地上停止中の航空機への影響調査

電波の形態
結合経路
過去の研究の結論
意図的に放射され 無線用アンテナを介した結合(IRA) 干渉の可能性なし
た電波（有用な信号）
機器筐体への直接結合(IRU)
検討する必要あり• 専用の判断基準がない→先ほどの基準を準用

機 器 入 力 と 配 線 に 対 す る 結 合 検討する必要あり(IRC)
意図せず放射され 無 線 用 ア ン テ ナ を 介 し た 結 合 検討する必要あり
た電波(NIRA)（不要放射）
機器筐体への直接結合(NIRU)
干渉の可能性なし• 電磁干渉の起こりうる可能性を携帯電話の仕様から

機 器 入 力 と 配 線 に 対 す る 結 合 干渉の可能性なし（NIRC）
伝 導 不 要 放 射 （ 接 機器入力との結合(CEI)
続線上の不要放射）
混信（CCT）

平成23年11月21日

搭載機器の認証の過程で検討済み
搭載機器の認証の過程で検討済み

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13– 理論計算– 代表的な航空機に対する実測定によって可能性を見積もる
平成23年11月21日

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14

意図的な放射の影響評価
強い

携帯電話の電波放射規格の上限• 意図的な放射
第2世代800mW（29dBm），
第3世代250mW（24dBm）• 不要放射第2世代 -36dBm，第3世代 -30dBm

意図的な 電波放射 1

弱い

電波の強さ

意図的な電波放射 2

航空機搭載機器が耐える 電波の強さ

低い

周波数

高い

• 通信用電波の強さが搭載機器が耐える電波の強さを超える可能性を評価
平成23年11月21日

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15

平成23年11月21日

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1639

携帯電話と必要離隔距離

複数機器の影響

搭載電子機器が耐える電波の強さ（134dBV/m）を超えないように必要となる離隔距離
第2世代 0.98m、第3世代 0.55m• 複数の機器から電波が放射される→1個の機器よりも電波が強くなる可能性→強くなる度合いを複数装置係数で評価

通常の運航中に重要な機器に近づく可能性→ほとんど０に近い• 複数装置係数の特徴

1個の携帯電話で電磁干渉が起こる可能性は無い
平成23年11月21日

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17– 使われる機器の台数 → 大きい– 強い電波が出る時間が短い → 小さい

平成23年11月21日

携帯電話の電波放射例→複数装置係数は小さい→電話機一個の影響と同等40

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18

意図的に出る電波の影響強い電波が出るのは50msec
以下

平成23年11月21日

電子航法研究所講演会

19• 機器単体では→搭載電子機器が耐える電波の強さを超えるくらいに近づく可能性はない• 複数機器では→複数機器係数は小さく、機器単体の影響と同等
結論：通常の運航時には携帯電話から意図的に出る電波の影響はない
平成23年11月21日

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20

不要放射の影響評価

不要放射の影響評価• 搭載無線機への侵入量＝ 携帯電話からの最悪の不要放射強度－干渉経路損失
これが、航空用無線機器の受信感度より高くなるか？

強い

航空用無線
周波数帯域

電波の強さ

航空用無線機器が耐え る 電波の強さ

意図し ない不要放射 2不要放射 1

干渉経路損失：航空機の客室内で放射された電波が搭載無線機へ侵入するまでに減衰する量→代表的な航空機で干渉経路損失を測定

弱い

意図し ない

低い

周波数

高い

• 不要放射が航空用帯域に侵入する可能性を評価
平成23年11月21日

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21

平成23年11月21日

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22

測定した航空機

干渉経路損失測定の方法

航空機A

航空機B

航空機C

航空機D

航空機E

航空機F

• 代表的な航空機6機種について実測
平成23年11月21日

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23

平成23年11月21日

電子航法研究所講演会

2441干渉経路損失の分布

各航空機の干渉経路損失

航空機A LOC

1

無線機

Door close
Door open

0.9
0.8

LOC
VOR
VHF
GS
DME
ATC
TCAS
GPS

累積密度分布

0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
30

40

50

60

70

80
90
100
干渉経路損失 (dB)

110

120

130

電子航法研究所講演会

無線機

kHz
LOC
VOR
VHF
GS
DME
ATC
TCAS
GPS

6
6
6
2
450
6000
10000
20000

25

平成23年11月21日

dBm
-26
-13
-33
-16
-40
-9
-9
-10

42

電子航法研究所講演会

26• 受信チャネル外では規格上の最悪のスプリアスであっても電磁干渉の可能性は無い

dBm
-92
-100
-99
-93
-89
-82
-80
-134

-105
-109
-114
-104
-99
-94
-93
-110

• 受信チャネル内では→VHF 5機種、VOR 1機種、ATC 1機種、GPS 2機種
で受信機に侵入する可能性がある。
→これらの事象は通常使用では起こり得ない条件
結論： 電波法に則った携帯電話を地上で使用する場合
電磁干渉の可能性はほとんど０と言ってよい。

• 最大のスプリアス-30dBmが受信機許容レベルを超えるか評価平成23年11月21日

電子航法研究所講演会

不要放射の影響

受信機感度から
チャネル外推定される有害 ノイズ干渉波電力
許容スプリアス
干渉波レベル
dBm

B
A
A
C
A
A
A
A

DO-307
目標干渉経路損失
dB
44
48
37
46
43
38
43
65

• おおむねDO‐307の目標干渉経路損失より大きな値

搭載無線機が耐える干渉波レベル
受信機帯域

dB
65.60
67.16
50.39
57.55
60.96
51.35
57.87
63.21（0.14％が不足）

航空機

140

• 中央（50%）値と最悪値を見れば傾向が分かる
平成23年11月21日

干渉経路損失最悪値

27

平成23年11月21日

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28

注意すべきリスク

結論• 地上停止中の航空機内で携帯電話を使用した場合の搭載電子機器に対する影響を評価• 携帯電話電波の影響を意図的な放射と不要
放射とに分けて分析• 通常の運航形態では意図的に放射する強い電波による電磁干渉の影響はない。
• 意図しない不要放射は最悪の条件が重なれば受信機に侵入する可能性は残されるが，その確率はほとんど０と言ってよい。
平成23年11月21日

電子航法研究所講演会

29• 意図的な電波放射の高調波－使用する周波数の整数倍が航空用無線帯域（トランシーバー、ラジコン、ワイヤレスマイク等）• 故障した無線機－使用する周波数が航空用無線帯域に隣接（業務用無線、アマチュア無線、RFID、特定小電力無線等）• 意図的な妨害
平成23年11月21日

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30

今後の予定

謝辞

• 今回得られたデータをさらに詳細に分析し、スプリアスの上限値が携帯電話よりも高い
新しい電子機器の影響を検討する。

• この調査は国土交通省航空局監理部航空安全推進課の依頼により実施されました。

• GPS等の受信機に電波が混入した場合の振る舞い、電磁障害の程度を分析• ご協力頂きました関係各位に深く御礼申し上げます。

• 航空機の測定は、定期航空協会、各航空会社の協力のもと実施されました。

ご清聴ありがとうございました。
平成23年11月21日

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