関西国際空港へのRNP AR進入方式
導入の可能性
航空交通管理領域 天井 治・松岡 猛

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内容
1. 背景
2. 混合運用
3. 研究の概要
4. 仙台空港ベースの実験で得られた知見
5. 関西国際空港と仙台空港ベースの空域の差異
6. 関西国際空港を対象とした航空管制リアルタイム
シミュレーション実験
実験方法と結果
7. まとめ2

研究の背景
ハンドオフ

位置
識別符号
高度

飛行フェーズ3

研究の背景RNP AR (Required Navigation Performance –Authorization Required：特別許可を要する航法性能要件)

・効果が見込まれる小規模空港から順次導入中（20空港以上）
・航空機の航法性能を十分に活用した飛行方式

・高精度
横方向の航法精度として総飛行時間の95％が±0.3 NM（海里）（0.3 NM= 556 m）以下となる性能要件
・曲線進入同様の精度での曲線進入（RF(Radius to Fix) Leg）も可能
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研究の背景RNP AR進入方式の導入の恩恵
・狭隘な空域内への経路設定
・騒音低減
・燃料削減
RNP AR方式の実施には・機体の制約
・必要な機材の搭載・乗員訓練等→全ての航空機が直ちにRNP AR方式を実施できない。
運航者側に便益がなければRNP AR方式に移行され難い。

→従来方式とRNP AR方式が混在する状況。
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研究の背景・RF（Radius to Fix） Leg
中心と半径を指定された円弧を中心としたRNP X（0.3など）で飛行。

±0.3 NMなど

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研究の背景ILS進入方式とRNP AR進入方式※ILS（Instrument Landing System：計器着陸装置）
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混合運用
今後の、より取り扱い機数の多い空港への展開→同一滑走路にてRNP ARを含む複数の進入方式を同時に行う混合運用の実現可能性の評価必要
・現在航空管制官→航空機の縦間隔を保っての安全の確保→通常、航空機を一列に整列・航空機が異なる方向から進入してくる場合→新たな考え方、方式の変更や制限の付加必要

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研究の概要・CARATS研究課題（RNP展開における機材の適合、非適合混在に係る受容可能性検証方法等の検討）を推進するための研究・平成25年度～平成29年度の5カ年計画。（延長）・平成26～27年度 仙台空港ベースの空域での検討・実験・平成28年度
関西国際空港の空域における検討・実験
大きな柱は次の通り。
・航空管制リアルタイムシミュレーション実験
・混合運用モデル作成
・開発済みのハザード解析手法を用いた準備的ハザード解析

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航空管制リアルタイムシミュレーション実験（仙台空港ベース）
どの様な方式でどのくらいの交通流なら混合運用可能か？
↓
航空管制リアルタイムシミュレーション実験にて調査

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航空管制リアルタイムシミュレーション実験（仙台空港ベース）

実験イメージ11

航空管制リアルタイムシミュレーション実験（仙台空港ベース）
仙台空港ベースの実験で得られた知見
1. AR運航の利点を生かすためにはAR機最優先（AR運航の要求は必ず許可，レーダ誘導不可，速度調整は可）の条件が必要。
2. AR機の割合を30％と50％とに違えた場合，管制の難しさは管制官の考え方の違いにより異なり，どちらが難しいとは一概に言えない。
3. 1時間当たりのIFR到着機数が25機以上の場合等は，待機経路の設定なしでは管制処理は困難。
4. レーダ画面上でILS機とAR機との表示色を違えることは大変効果的。（実験ではILS機を黄色，AR機を橙色で表示）
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航空管制リアルタイムシミュレーション実験（仙台空港ベース）
仙台空港ベースの実験で得られた知見（続き）
上述の知見を踏まえて、
IFR到着機密度20機／時
AR機の混合率30%
AR機最優先（AR運航の要求は必ず許可，レーダ誘導不可，速度調整は可）の条件にて総計80回程の試行
定量的／定性的評価量とをそれぞれ調べて得られた知見は、
1. 定量的評価量は従来運用より混合運用が困難度増を示唆しない。←仙台空港ベースでは
2. 最大同時取扱機数の平均値は従来運用の方が大きい。
3. 定性的評価量は被験者による差異が大きいが，従来運用の方が困難と感じた被験者もいた。
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仮想仙台と関西国際空港の差異

仮想仙台と関西国際空港の空域の差異
項目

仮想仙台

関西国際空港2本（1本ずつ到着専用、1本滑走路出発専用）広い（滑走路の南東 狭い（実質的にAWAJI以空域
でレーダ誘導）降レーダ誘導不可能）
大阪国際（伊丹）、周辺空港
特に考慮せず神戸、八尾考慮ILS進入
旋回後の会合（RWY24）
屈曲のみ
5 (北1、西1、南西1、到着経路
2 (南西1、北1)
南1、南東1)
数14

仮想仙台と関西国際空港の差異

仮想仙台と関西国際空港の空域の模擬の差異
項目
管制官役
パイロット役

仮想仙台
1名
1名

関西国際空港2名
2名
模擬して表示。
出発機
模擬せず
管制指示にも対応
進入復行機
非表示
表示
7 NM
3 NM
タワー移管間隔
周辺空港対応なし
伊丹、神戸、八尾

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仮想仙台と関西国際空港の差異

タワー移管間隔

タワー移管：ターミナルレーダ管制官から管制塔の管制官への航空機の受け渡し
7 NM：２機の到着機の間に出発機が出せる間隔
3 NM：レーダ間隔

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航空管制リアルタイムシミュレーション実験（関西国際空港）

管制官役1：関空到着機⇔パイロット役1（パイロット役2は支援）
管制官役2：調整官役、神戸空港到着機のハンドオフ受取
出発機：シナリオ通りに出発（手動での発出も可能）
171819

航空管制リアルタイムシミュレーション実験（関西国際空港）

AR経路案1

AR経路案320

航空管制リアルタイムシミュレーション実験（関西国際空港）
項目
IFR到
着便数

実験シナリオの種類
種類値／備考21機／時現行（18時頃のピーク時）
3年後の予測値

混合率

28機／時（関空1.3倍、伊丹空港1.06倍、神戸空港1倍）
ILS機のみ実質的に17％
実質的に25％
実質的に40～50％
7試行（ILS機のみ4試行）で使用

0％
10％
15％
30％
MAYAH-ARARA
AR経路（経路案1）
AWAJI-ARARA 14試行（ILS機のみ0試行）で使用
LILAC-ARARA 24試行（ILS機のみ2試行）で使用（経路案3）
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航空管制リアルタイムシミュレーション実験（関西国際空港）
実験の条件
・RNP AR進入は必ず許可。
・RNP AR機への経路短縮となる針路指示のみ許可。
・RNP AR機の速度調整は可。
・ILS機へは従来通りのレーダ誘導、速度調整等可。
・FAF（Final Approach FIX）までにタワーに移管。
RNP AR機最優先
欧米でもBest-Equipped, Best-Served（BEBS、良い機材（装備）には良いサービスを）という考え方あり。
RNP AR運航にはトレーニングなどコストが大変掛かるため、運航メリットの有無が重要。メリットがあればRNP AR運航の増加を促進できると考える。
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航空管制リアルタイムシミュレーション実験（関西国際空港）

評価指標
定量的評価量・最大同時取扱機数
・レーダ誘導の平均迂回／短縮距離
・平均追加飛行時間（ARのメリット確認）
・平均速度調整回数
・タワー移管間隔（実行値≠3 NM）
定性的評価量・NASA TLXを基にしたアンケート（管制官自身の主観的評価）
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航空管制リアルタイムシミュレーション実験（関西国際空港）

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航空管制リアルタイムシミュレーション実験（関西国際空港）
実験スケジュール
1回のシナリオの試行時間 40分～50分
１日の試行回数 4回程

順番
1
2
3
4
5
6

実験開始前後のスケジュールの変化
実験開始前
実験開始後
現行 混合率0％
現行 混合率0％
現行 混合率30％
現行混合率30％
予測値 混合率0％
現行 混合率10％
予測値 混合率10％
現行 混合率15％
予測値 混合率15％
現行 混合率30％
予測値 混合率30％
予測値 混合率0％※現行はIFR到着機21機／時，
予測値は3年後の交通量でIFR到着機28機／時

変更理由：現行機数で混合運用難25

実験結果（関西国際空港）
混合率
一番機は管制対象外となったことから除外
交通流の集中する時間帯を重点的に実験↓
混合率10％ → 実質的に17％
混合率15％ → 実質的に25％
混合率30％ → 平均値36％，最大値50％
平均速度調整回数（最終日のみの平均値）
ILS機 1.9回
AR機 1.4回
頻度が現実的か？速度調整値が妥当か？
→ パイロット等に位置に応じて要確認
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実験結果（関西国際空港）
同時取扱機数現行・混合運用
最大同時取扱機数の平均値は9.7機（殆どの試行で10機）
同時取扱機数が7機以上の時間の割合→平均値49％，最大値は68％
予測値・ILS機のみ
最大同時取扱機数 11機
同時取扱機数が7機以上の時間の割合 88％
同時取扱機数が7機以上では管制が困難と言われている。
仮想仙台→IFR到着機20機／時で最大同時取扱機数
混合運用で7機未満取扱対象となる距離
仮想仙台60 NM程，関空100 NM程←最大要因？
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実験結果（関西国際空港）
迂回距離と追加飛行時間
AR機優先方式 → ILS機が割を食うAR機への経路短縮以外の針路指示は不許可→速度調整回数の増、昨年度までの実験にて確認済
混合運用での平均追加飛行時間 ILS機はAR機の1.8倍ILS機のみの平均追加時間
それらの平均値付近
ILS機とAR機の迂回距離と追加飛行時間
進入方式
ILSのみ混合運用ILS
RNP AR

平均迂回距離 平 均 追 加 飛 行 時 間［NM／機］
［分／機］
1.5
1.9
1.2
-0.6

2.3
1.3
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実験結果（関西国際空港）
評価量同士の相関関係
相関係数の絶対値|r|が0.4以上…「相関あり」
評価量の相関関係評価量1
評価量2r
ILS平均追加飛行時間
混合率-0.66
ILS平均追加飛行時間 AR平均追加飛行時間 0.53
ILS+AR平均追加飛行
ILS+AR平均迂回距離 0.47
時間
ILS平均速度調整回数 ILS平均迂回距離-0.4
非達成感
混合率-0.49

タワー移管間隔
タワー移管間隔の平均値…9.9 NM
滑走路近傍での間隔の平均値…6.9 NM
滑走路近傍でのILS機とAR機との間隔確保…実験中課題
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実験結果（関西国際空港）
被験者のコメント・ 入域経路が5つのため，早期順序付けが必要
・ AWAJIから40～50 NMを飛行するため，早い段階からの頻繁な速度調整必要

・ LILAC辺りまでに前後の航空機を含めた次の3機相互間の間隔設定が必要

・ 調整官役の効果大30

今後の実験計画（関西国際空港）

今後の実験計画・ 比較的交通流の尐ない時間帯を対象とする。
時間帯毎の交通流の分析必要
・ 混合率も10％など尐なめに設定する。
・ 風の影響を加えて、速度のバラツキも再検討・ LILAC付近での速度指定FIXを検討

・ 引き続き調整官役を配置
・ 入域時刻にもバラツキを付加
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まとめRNP AR進入方式→取り扱い便数の多い空港へ展開するためには同一滑走路にて、RNP ARと従来進入方式とを同時に行う混合運用の実現可能性の検討が重要

CARATS研究課題推進のために行っている研究のうち、関西国際空港での航空管制リアルタイムシミュレーション実験の方法と結果について述べた。
現在のピーク時の交通量（IFR到着機21機／時）での実験→仙台空港ベースよりも難しいと被験者に感じさせる結果
3年後の予測交通量に対する混合運用の実験→未実施

今後は関西国際空港にて比較的交通量の尐ない時間帯を限定し、バラツキ等の条件はより厳しくした実験を計画
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ご清聴ありがとうございました。

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