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ドローンの有人地帯目視外飛行に向けて
鈴木真二（s.suzuki@uas-japan.org）
東京大学 未来ビション研究センター 特任教授
日本無人機運行管理コンソーシアムJUTM 代表（一社）日本UAS産業振興協議会JUIDA 理事長
福島ロボットテストフィールドRTF 所長
２０１９．１２．１１ 第134回運輸政策コロキウム

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ドローンの世界動向年
２０１０年

・Parrot ARドローン発売

２０１２年

・DJI Phantom 発売

２０１３年

・Amazon ドローン配送発表

２０１４年

・ドローンがトライアスロン選手に落下（オーストラリア）
・空撮用の無線操縦ヘリ落下 湘南国際マラソン会場、ス
タッフ１人けが・名古屋 テレビ塔の空中撮影ドローン墜落

２０１５年

・首相官邸でドローン発見

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ドローンの世界動向年
２０１６年

・Amazonドローン宅配サービステスト

２０１８年

・スイス郵便 Matternetのドローンを使った、医療用サンプルなどの輸送開始

２０１８年

・中国 ドローンの宅配を政府が許可

２０１９年

・FAA Google Wing, UPSにドローン配送許可

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国内の制度
年
2015年４月
９月
１１月
１２月

・首相官邸屋上で不審なドローンが見つかる
・航空法改正・安倍総理官民対話「３年以内にドローン物流を」・官民協議会設置・改正航空法施行2016年４月
６月
７月
８月

・小型無人機等飛行禁止法施行
・官民協議会ロードマップ作成
・ドローンにおける携帯電話回線の試験的利用
・無人移動体画像伝送システム運用調整

2017年４月

・講習団体、管理団体の航空局HPへの掲載

２０１８年

・ドローン飛行申請のオンライン化（DIPS）
・無人地帯目視外飛行の申請要領変更

２０１９年

・小型無人機等飛行禁止法改定
・有人機（ドクヘリ）との情報共有（FISS）
・航空法改正（飛行前点検、飲酒飛行/乱暴飛行禁止）
・ロードマップ改定（２０２２年までに有人地帯目視外飛行）
・レベル４を目指したワーキングCopyright©2019 Shinji SUZUKI

現状の航空法上のドローンの規則

航空局HP

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ドローン活用のためのロードマップ

経済産業省HP

6空の産業革命に向けたロードマップ
小型無人機の安全な利活用のための技術開発と環境2019
整備2019年度 離島や山間部への荷物配送、被災状況調査
等～
利レベル３ 無人地帯※での目視外飛行（補助者なし）※ 山、海水域、河川、森林等
活
レベル１～２ 目視内飛行（1 操縦 2 自動・自律）
更なる利活用の拡大
用2019年６月21日
小型無人機に係る環境整備に向けた官民協
議会
都市の物流、警備 等
2022年度～

有人地帯での目視外飛行（第三者上空）
レベル４より高いレベルへ

2019（年度）

2020
～
2021
セキュリティの観点を含めて総合的な検討・制度整備等を推
空の産業革命に向けた総合的な検討
進
目視外・第三者上空飛行に関する制度の検討
制度設計⚫ 機体の安全性確保（認証制度等）基本方針に基づいた必要な制度整備等の推の⚫ 操縦者・運航管理者の技能確保
進⚫ 運航管理に関するルール 等
基本方針の策定
所有者情報把握(機体の登録・識別)、被害者救済等の検討
目視外飛行等の運用実績や事故情報の収集・分析

環境
整
備

航空機、小型無人機相互間の空域のあり方の検討
機体の安全性・信頼性の評価手法の検討⚫ 飛行試験等 試験データ等
RTFの活用
福島ロボットテストフィールド(RTF)

国際標準化、国内規格化(ISO,JIS等)⚫ 全面開所

電波利用の環境整備 電波利用の在り方に関する調査検討等
携帯電話等の上空利用

国内制度等の整備より高いレベルを支える
更に必要な環境整備等⚫ より高いレベルを支える制度設計の基本方針の策
定
レ
ベ
環ル
境４
整を
備実
現す
る

技術
開発実証・検証⚫ より人口密度の高い地域⚫ 多くの機体の同時飛行

次期システムの要件検討

次期システム整備⚫ 航空機、空飛ぶクルマと小型無人機の共存

DIPSとUTMSの連携を検討

レ
Ⅰ 目視を代替する機能の実現機体状態や周辺環境の把握と対応、電波の利用技術、 その他の技術開発 等 ベ
技ル
術４
運航管理システム(UTMS)の開発・統合 飛行 API確立 UTMSの実装技術の確立・国際標準化のを実証
衝突回避技術の開発・統合
衝突回避技術の小型化・省電力化
確実立現
機体の自律化・知能化
福島RTFを活用して飛行試験等を行う
する
運航管理や衝突回避にも活用
遠隔からの機体識別と飛行位置把握
無線システムの比較・評価検討

レベル４のより高いレベルへ⚫ より重量のある機体
新制度の運用

地域限定型「規制のサンドボックス」制度の創設、運用
ドローン情報基盤システム（DIPS）⚫ 飛行情報共有機能サービス開始⚫ 電子申請サービスの利便性向上⚫ 上記基本方針に基づいた必要な制度整備
等制度の方向性の検討

国際標準化、国内規格化

Ⅱ 第三者に対する安全性の確保 ⅰ信頼性の確保（機体や通信の信頼性、耐環境性等）ⅱ危害の抑制（衝突安全性等）

高い安全性と利便性の空の運航管理⚫ UTMSの本格的な社会実
装⚫ 航空機、小型無人機相互間の安全確保と調和⚫ 国際標準との整合高い安全性と信頼性の機体⚫ 落ちない・落ちても安全

7空の産業革命に向けたロードマップ
小型無人機の安全な利活用のための技術開発と環境2019
整備2019年度 離島や山間部への荷物配送、被災状況調査
等～
利レベル３ 無人地帯※での目視外飛行（補助者なし）※ 山、海水域、河川、森林等
活
レベル１～２ 目視内飛行（1 操縦 2 自動・自律）
更なる利活用の拡大
用2019年６月21日
小型無人機に係る環境整備に向けた官民協
議会
都市の物流、警備 等
2022年度～

有人地帯での目視外飛行（第三者上空）
レベル４より高いレベルへ

2019（年度）

2020
～
2021
セキュリティの観点を含めて総合的な検討・制度整備等を推
空の産業革命に向けた総合的な検討
進
目視外・第三者上空飛行に関する制度の検討
制度設計⚫ 機体の安全性確保（認証制度等）
基本方針に基づいた必要な制度整備等の推の⚫ 操縦者・運航管理者の技能確保
進⚫ 運航管理に関するルール 等
基本方針の策定
所有者情報把握(機体の登録・識別)、被害者救済等の検討

環境
整
備更に必要な環境整備等⚫ より高いレベルを支える制度設計の基本方針の策定

レベル４実現を目指したWG
レ⚫ 上記基本方針に基づいた
目視外飛行等の運用実績や事故情報の収集・分析
ベ・WG1
機体・所有者登録必要な制度整備
航空機、小型無人機相互間の空域のあり方の検討
環ル
等
境４
・WG2
機体の安全性確保
機体の安全性・信頼性の評価手法の検討
を
整
国際標準化、国内規格化⚫ 飛行試験等 試験データ等
レベル４のより高いレベルへ
備実
現・WG3
操縦者・運航管理
福島ロボットテストフィールド(RTF) ⚫ 全面開所
す
⚫ より人口密度の高い地域
る
電波利用の環境整備 電波利用の在り方に関する調査検討等
・WG４ 運航管理⚫ より重量のある機体
携帯電話等の上空利用
国内制度等の整備
新制度の運用⚫ 多くの機体の同時飛行
横断的な検討のためのステアリン
地域限定型「規制のサンドボックス」制度の創設、運用⚫ 航空機、空飛ぶクルマと小ドローン情報基盤システム（DIPS）
型無人機の共存次期システム
次期システムのグコミティー⚫ 飛行情報共有機能サービス開始
整備要件検討(ISO,JIS等)

RTFの活用⚫ 電子申請サービスの利便性向上

技術
開発

より高いレベルを支える

DIPSとUTMSの連携を検討

レ
Ⅰ 目視を代替する機能の実現機体状態や周辺環境の把握と対応、電波の利用技術、 その他の技術開発 等 ベ
技ル
術４
運航管理システム(UTMS)の開発・統合 飛行 API確立 UTMSの実装技術の確立・国際標準化のを実証
衝突回避技術の開発・統合
衝突回避技術の小型化・省電力化
確実
立現
機体の自律化・知能化
福島RTFを活用して飛行試験等を行う
する
運航管理や衝突回避にも活用
遠隔からの機体識別と飛行位置把握無線システムの比較・評価検討

実証・検証

制度の方向性の検討

国際標準化、国内規格化

Ⅱ 第三者に対する安全性の確保 ⅰ信頼性の確保（機体や通信の信頼性、耐環境性等）ⅱ危害の抑制（衝突安全性等）

高い安全性と利便性の空の運航管理⚫ UTMSの本格的な社会実装⚫ 航空機、小型無人機相互間の安全確保と調和⚫ 国際標準との整合高い安全性と信頼性の機体⚫ 落ちない・落ちても安全8Copyright©2019 Shinji SUZUKI

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有人地帯目視外飛行のための課題• リスクベースの規則• 同じ機体でもグランドリスクが高まれば規則を厳しく• パフォーマンスベースの規則• 「人の監視が必要」とすると必ず人を配置しなくてはならない。「監視機能が必要」とすれば人に代わる代替手段が可能で、技術の発展も促す• オブジェクトベースの規則• 利用目的に応じた規則も必要。物流利用か、監視利用か、農業利用か？
• リスク評価手法の標準化• 定性的な分析、定量的な分析• 機体の品質評価・品質管理、オペレーター（個人、組織）の技

能や管理能力• 登録制度、ＵＴＭ、リモートＩＤなどのインフラ整備Copyright©2019 Shinji SUZUKI10EASAのRisk Based Approach• EASA(欧州安全航空局）は産業の発展と安全の確保の調和のためにRisk Based Approachを発表（２０１５．３）• 運航をOpen（公開）、Specified（特例）、Certified（認証）の３レベルに分類• http://www.easa.europa.eu/system/files/dfu/205933-01EASA_Summary%20of%20the%20ANPA.pdf

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11EASAの規則（２０１９．６）• OPEN• ２５ｋｇ未満、目視内飛行を原則、高度１２０ｍ以下、第三者から安全な距離を保つ。危険物の輸送、落下はしない• EU各国に機体登録とリモートIDを要求• Specific• 運用者は各国航空局へ申請する際に、リスクアセスメントも実施• Certificate• EU規則に基づき、機体認証、オペレータ免許、遠隔操縦者免許が必要

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フランスの商用利用の規則(2017)
シナリオM<2kg

全シナリオ共通

機体に管理者の氏名、住所貼付2kg<M<8kg

8<M<25kg

25kg<M<150kg

操縦者の能力証明書
活動内容毎年報告
シナリオ１
非人口密集地
飛行距離200m以内
高度150m以下

設計証明不要設計証明必要理論的技能証明

実技証明

シナリオ２
非人口密集地
飛行距離1km,高度50m以下（2kg以下は150m）

設計証明

シナリオ３
第三者上空を除く人口密集地
距離100m,高度150m以下なし

MAP（運用マニュアル）の承認

理論的技能証明

実技証明

MAP
設計証明

特別申請

理論的技能証明
MAP

シナリオ４
非人口密集地
高度150m、第三者上空

設計証明
操縦免許
MAP＋チェックリスト

特別申請

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リスク分析（蝶ネクタイ法）• ハザード解析• ハザード：危害の潜在的な源（JIS Z 8051:2004)• 脅威（Threat）：一定の管理下に置かない場合はハザードを発生させる恐れ• 損傷（Harm）
脅威

脅威

予
防策
予防策

ハザードハザード

予防策
予防策

損傷

損傷

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ドローンの安全の分析（蝶ネクタイ法）• 操縦不能

通信遅
延・遮断
乱気流

墜落
冗長化
気象計測

損傷

故障

冗長設計
点検

操縦ミス

訓練
計器設計法

他の機体衝突防止
装置
交通管制

ハザード
操縦不能

火災
衝突

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ドローンの安全の分析（蝶ネクタイ法）• 操縦不能

通信遅
延・遮断

墜落
冗長化
操縦訓練

乱気流
故障

安全機能

気象計測

損傷

冗長設計
点検

ハザード
操縦不能

操縦ミス

訓練
計器設計法

他の機体衝突防止
装置
交通管制

衝撃吸収
構造 人を排除
消火器
防火バッ
テリー

火災

衝撃吸収構造衝突

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UAVの落下リスクの考え方（１）
衝撃（単位：ジュール）＝

１
２x 質量（kg）x 速さ２（m/s）・・・（１）• 米国での、登録義務対象となる最低重量の根拠として示された

計算• Unmanned Aircraft Systems (UAS) Registration Task Force (RTF)

Aviation Rulemaking Committee (ARC), Task ForceRecommendations Final Report, November 21, 2015
空気抵抗を考慮した落下の衝撃
以下の式（２）から求める終端速度（重力と空気抵抗が釣り合う速度）を形によって式（１）に当てはめる。
1.225 (kg/m3)
異なる
１
質量×重力加速度＝ ２ ×空気密度×速さ２×投影面積×抵抗係数 ・・（２）
重力空気抵抗DraganFlyer X4 相当
質量250g、表面面積0.02m2、抵抗係数0.3

速さ約25m/s

衝撃約80ジュールCopyright©2019 Shinji SUZUKI

UAVの落下リスクの考え方（２）
衝撃（単位：ジュール）＝

１
２x 質量（kg）x 速さ２（m/s）・・・（１）• 衝撃と致死率について• 前ページのレポート (UAS, RTF, ARC)が引用する資料より• 79ジュールで31％の致死率（http://www.dtic.mil/get-tr-doc/pdf?AD=ADA532158）
参考（但し落下ではなくある速度で当たった場合の衝撃）

致死率

対数グラフ

100
運動量（ジュール）（https://www.mitre.org/sites/default/files/pdf/12_2840.pdf）

1000
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UAVの落下リスク許容範囲とは？
• 米国での、登録義務対象となる最低重量の根拠として示された計算• 前ページのレポート (UAS, RTF, ARC)が引用する資料より
１飛行時間あたりの致死率＝飛行時間あたりの故障率×落下エリアの人口×投影面積×曝露確率×致死率 ・・・（３）

本レポートでは100時間に一回の故障率として計算＊製品によって異なる。

0.0039人/m2

人が外にいる率
ここでは0.3としている

本レポートでは垂直落下としUAVの代表面積0.02m2を利用＊条件によって異なる。

80ジュールの場合0.3

DraganFlyer X4 相当のUAVで上記の条件のもと計算される１飛行時間当たりの致死率は 4.7×10-8 人
本レポートでは、4.7×10-8 人という数字はジェネラルアビエーショ
ンの実際の致死率が5×10-5であり、民間航空の一般的な考え方は1×10-9であることから許容範囲として考えたよう。
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福島ロボットテストフィールド

https://www.fipo.or.jp/robot/overview/

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20

Volocopter、シンガポールで「空飛ぶタクシー」の有人飛行に成功• https://jidounten-lab.com/x_volocopter-singapore-flyingtaxi• Volocopterが大型貨物輸送用ドローンのVoloDroneを発表• https://jp.techcrunch.com/2019/10/31/2019-10-31volocopter-unveils-a-new-evtol-drone-for-heavy-lift-cargoflights/

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Uberの計画• eVTOLは時速150～200マイル（240～320キロ）。高度300～600メートルを想定している。1回の充電で96キロ飛べるという。
http://www.itmedia.co.jp/news/articles/1809/18/news048.html

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https://www.meti.go.jp/shingikai/mono_info_service/air_mobility/index.html

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利用の段階的な拡大

物の移動

地方での人の移動

都市での人の移動

https://www.meti.go.jp/shingikai/mono_info_service/air_mobility/index.html

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米国における認証制定方式
連邦航空局FAA
・航空規則制定諮問委員会（ARAC:Aviation Rulemaking AdvisoryCommittee ）常設の諮問委員会
・航空規則制定委員会（ARC:Aviation Rulemaking Committee ）特定の課題に対する臨時委員会（製造業、エアライン、大学、研究機関）

非営利民間団体
・RTCA（Radio Technical Commission for Aeronautics）
・SAE（Society of Automotive Engineers）など
製造業、エアライン、大学、研究機関などにより構成され技術検討を行う

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ISO TS20 SC16
無人航空機の国際標準化• SO/TC 20/SC 16/WG 1General• ISO/TC 20/SC 16/WG 2 Product manufacturing andmaintenance• ISO/TC 20/SC 16/WG 3 Operations and procedures• ISO/TC 20/SC 16/WG 4 UAS Traffic Management• ISO/TC 20/SC 16/WG 5 Testing and evaluation

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ご清聴ありがとうございました