ASAS関連機器の研究動向と要件追加の提案
機上等技術領域
小瀬木 滋

あらましＡＳＡＳの概要
ＡＳＡＳと関連機器の構成
ＡＳＡＳ応用方式の例
ＡＳＡＳ要件の検討状況
性能要件とその課題
今後の課題
まとめ

ASASとはAirborne Separation Assistance System
航空機間隔維持支援装置
An aircraft system based on airborne
surveillance that provides assistance tothe flight crew supporting the separation of
their aircraft from other aircraft.
(by ICAO AＳAS circular)
航空機間隔維持のために飛行乗務員を支援する搭載監視装置

ＴＣＡＳのＴＡディスプレイの例

こ分
十でれ？
かASASの検討経緯
ACAS/TCAS開発とその目的外使用– Airborne Collision Avoidance System– 衝突防止警報以外への監視情報応用– トライアルにて問題：監視性能不十分、識別機能欠如

ICAO ASAS circularの作成と概念検討開始– SICASパネル会議とSCRSパネル会議で討議– 運用関連パネル会議では異なる概念

将来のATMを支援する航空機搭載監視として– AS (Aeronautical Surveillance) パネル会議で討議– 監視の将来像の提案とロードマップ作成中– ATM実現のための航空機搭載監視

ASASの位置づけ
機上監視装置ASAS

機上監視応用：ASA
Airborne Surveillance Application
航空機間隔の相互確認 判断支援

間隔設定
Separation Provision

地上監視装置レーダ等

地上監視応用：GSA
Ground Surveillance Application
航空管制：航空機間隔の設定

異常接近防止手段の階層構造

目視回避 （操縦者）
See & Avoid
衝突防止支援（ＡＣＡＳ）
Collision Avoidance

間隔設定（ＡＴＭ：ASAS応用可）
Separation Provision

交通流量事前調整（ATM）

ASASとACASの独立性
ASASとACASは独立した安全手段– ASAS：飛行間隔を維持する主たる手段の一部– ACAS：衝突防止のためのバックアップ

独立性維持のための技術的手段
ASASACAS

監視方式 放送型監視ＤＬ
二次レーダ
判断方式 ASSAP処理方式 ACASアルゴリズム
ATM

構成要素の一つ

要素外：バックアップ

Subsystems for ASA Transmit Participant
Navigation Barometric Pilot
Sensors Alt. / Alt Rate Inputs

Surveillance
Transmit
Processing

Other Inputs
FMS, etc.

ADS-B
Transmit
Subsystem* ASSAP : Airborne Surveillance & Separation Assurance Processing
The word ‘assurance’ is used by RTCA in this context, and is retained
here for consistency with RTCA.
** This arrow includes automated provision of flight i/d or read-back,probably using CPDLC*** ASA : Airborne Surveillance Application

SurveillanceFunction
for ASA***ADS-B
Datalink

ASA***
SystemASAS
ASSAP*

Broadcasting
to support
groundsurveillance

ADS-B / TIS-B
Receive
Subsystem

Airborne
Separation
Assurance*
Processing

CDTI &CNTL

TIS-B
Datalink
TIS-B
Surveillance
Processing &Distribution

Surveillance
Data
Processing

Navigation
Sensors**

Ground Surveillance &Application Processing

Other Inputs
FMS, etc.

BarometricAlt. / Alt Rate

Voice &CPDLC

FlightCrew
Subsystems
for Ground
Participant

TIS-B
Transmit
Subsystem

Ground Surveillance Sources

Subsystems for
ASA Receive Participant

Voice &CPDLC

ATCController

ASASの応用
ASAS Applications
A set of operational procedures for controllers andflight crews that makes use of an ASAS to meet adefined operational goal.
– by ICAO ASAS circular

運用目標実現のためのASAS運用方式– 管制官とパイロットの両方が関与

PO-ASAS– Principles of Operations for the use of ASAS
– FAA/EUROCONTROL co-operative R&D, Action Plan 1,June, 2001

PO-ASASによる分類
Airborne Traffic Situational Awareness: ATSA
– 交通状況認識拡張強化による判断過程改善

Airborne Spacing: ASPA
– 交通状況認識共通化による管制通信の改善

Airborne Separation– 一時的な間隔付け責任の委譲による効率化

Airborne Self-Separation– 操縦者による飛行間隔の自立的維持

Airborne Traffic Situational Awareness
パイロットへの監視装置提供
ASAS監視航空管制

従来の運用方式＋ASAS監視

現状と同じ運用方式の円滑化と安全性向上

Airborne Spacing
監視情報の共有と管制通信の効率化
JA8801

ASAS監視航空管制

状況確認支援管制通信方式改良

JA8804- JA8801, keep 5 NM after JA8804- Tokyo ACC, 5NM after JA8804
kept by JA8801（用語は検討中）
情報共有による管制通信方式の円滑化と安全性向上

ASAS-RFG検討中の応用
応用名称

ASAS応用の概要

ATSA-VSA

着陸経路目視間隔付け支援

ATSA-AIRB

飛行中の交通状況認識向上

ATSA-ITP

洋上航空路高度変更支援

ATSA-SURF

空港面相互監視支援

ASPA-S&M

合流間隔付け支援と通信改善

ADS-Bの航空管制への応用も検討中：ADS-B-NRA等
他の応用やAirborne Separation以降は今後の課題

トライアル：UPS社のCDA支援
Continuous Descend Arrivalによる航空機運用効率改善
騒音６ｄＢ低減

ＮＯｘ放出量 3000ftにて３４％減少
燃料消費

飛行あたり２５０～４６５ポンド節約：
２２０００飛行の８０％にCDA運用成功を想定すると８８０，０００ガロンの節約

CDA成功のためには交通流の円滑化が必要
ASAS応用を試行： 合流、間隔付け、状況認識向上

今後の開発課題：応用毎ASAS応用の定義：改善目標設定
ASAS運用要件の定義
ASAS機能・性能要件の定義
有効性や安全性の評価：導入判定
ASAS運用方式や機能性能の標準化訓練方式や導入移行方式の策定
現場の要望 ＞システム開発 ＞標準化 ＞導入ASAS要件の検討状況
基本方針：運用者の要件を満たす機器開発
ICAO ＡＳパネル会議（Technical）– ＡＴＭ実現のための監視方式のICAO方針案– ASAS-RFGの成果導入を期待

ASAS-RFG： Requirement Focus Group– 米国FAAとEUROCONTROL共同プロジェクト– 日、豪、露を追加– RTCA や EUROCAEなど規格団体

ASAS Thematic Networkによる情報交換性能要件とその課題
ASAS/ACAS共通構成要素の信頼性– 気圧高度情報源、トランスポンダ、信号環境

機上監視と地上監視の監視情報品質差– 情報更新頻度

監視情報のインテグリティ検証– 誤情報発見と対応例外処理起動の判定基準

監視性能要件から航法や通信への要請– 情報や通信の途絶は監視に大きな影響

不連続性の制限
同等のAvailabilityとContinuityでも異なる監視障害
監視継続時間＞Tc

監視継続時間＞Tc

監視開始

監視途絶時間＞Td
監視応用に障害
監視途絶時間＜Td
監視応用に無害時間

不連続性要件： 監視途絶時間＜制限途絶時間Ｔｄ

ASAS性能要件の要素
情報源 情報源

ＳＴＰ等

信号干渉発生監視ＤＬ

TQL: Transmit Quality Level
送信情報の品質を規定
多様な応用への対応が必要
ＡＳＡＳ性能は相手機に依存

ＡＳＡＳ

応用

ＡＳＡＳ

応用

ASAS性能＝監視性能＋α
応用から要件設定

今後の課題ＡＳＡＳの標準化活動：ASAS-RFG他– 運用方式開発、システム要件抽出など– 国際的共用性のための要件

ICAO方針の設定：ASP他関連パネル会議– ＩＣＡＯの描く将来像における位置づけ– ASAS-RFG他の成果導入を期待

将来のＡＳＡＳ運用環境の予測：各国– 交通環境：航空需要、空域環境、ATM運用– 信号環境：監視ＤＬ、航法ＤＬ等– 導入可能性の確認

電子航法研究所における研究
要件調査

開発目標設定– ASAS運用要件と性能要件– 委員会活動、ICAO/SCRSP、ASAS-RFG

機器要素の性能予測

実現可能性調査– 運用環境の予測：性能要件定義の条件設定
特に将来の信号環境に着目– 監視用データリンクの試験：ASAS入力の品質
関連機器の実環境における性能測定

まとめASASとASAS応用の概要紹介と現状報告– 空域運用者の情報共有支援によりATMに寄与– 最初は実現容易なATSAとASPAから– 運用方式定義やシステム要件を検討中– ENRIによるシステム構成図

性能要件に残る課題の例– 不連続性の制限など監視応用独特の課題

今後の課題：ASAS運用環境予測– 信号環境の測定手法と予測手法を開発中

Backups

ASAS機能の概要
搭載情報源
FlightData/ManagementSystem

SurveillanceData Tx/Rx(ADS-B, TIS-B)

監視用DL

Communication
Tx/Rx

他機
ＡＴＣ
ATC &other aircraft

通信

ASSAP :
Surveillance data processing
Separation support processing
Interfacing

ASAS
Control PanelASAS
CDTI &AlertingACAS各国の関連将来計画
オーストラリア– ADS-B-NRAによる管制監視：高々度から義務化

米国：NAS改訂版– ADS-Bによる管制監視補強：２０１２～– 空対空監視による運用改善：２０１9～欧州：CASCADE計画など– ADS-Bを活用する管制監視：2010～2010-2015：ADS-Bの管制応用開始
2015-2022：空対空監視応用の本格化

ASASの範囲
航空交通に関する状況認識を増強
他の航空機との間隔維持を支援「完全な状況認識」ではない– 除外：航空気象、対地接近警報、空域構造

バックアップとしての衝突防止警報とは別– ACAS/TCASとはある程度の独立性を持つ

ACASとの相互作用：課題
ASASとACASの警報の整合性– ACASの不要警報低減に課題

一部のACAS不要警報をASASが抑圧– 独立性の維持と抑圧判定方法

ＣＤＴＩの共用– 両者の位置情報に品質の差

ＡＣＡＳ複合監視方式と独立性維持– 接近機への二次レーダ監視方式適用

ASASの情報源
監視：Surveillance：位置、速度、識別、意図– ADS-B : Automatic Dependent Surveillance –Broadcast 航空機が相互に放送– TIS-B : Traffic Information Service – Broadcast 地
上レーダからの情報を放送– ACAS監視情報による検証– 自機の位置、速度、意図が必要

必要な精度と信頼性は応用ごとに決定
多様な情報源の時刻同期や伝送遅延が課題

Airborne Separation
管制官の指示による判断の限定的委譲
JA8801

航空管制ASAS
状況認識支援回避判断支援JA8804- JA8801 and JA8804, ASAS turn
-Tokyo ACC, JA8801-Tokyo ACC, JA8804
パイロット／管制官の作業分担最適化による円滑化と安全性向上

Airborne Self-Separation
適用空域内で自律的な間隔維持
ASAS
状況認識支援回避判断支援航空機による自律的な間隔維持
航空管制は交通流制御に専念
パイロット／管制官の作業分担最適化による円滑化と安全性向上

飛行間隔維持の責任
PO-ASAS

責任分担 管制官の変化 操縦者の変化

Traffic Situ. 変化なし
Awareness

情報管理改善 空域情報取得

変化なし

高レベル管制用語を具体化
管制指示により戦術的判断
操縦者による総合的な判断

Airborne
Spacing
Airborne
Separation
Airborne
Self-Sep.

管制通信負荷の軽減
戦術的委 戦略的空域運
譲用に重点
戦略的委 戦略的判断に
譲
専念

ICAO内でもSCRSPとATMCPの間で整理方法が異なる

信号環境予測の課題

想定外の動作による信号環境予測誤差の発生