SWIM実証実験の報告と分析○呂 暁東，古賀 禎，塩見 格一，住谷 泰人
電子航法研究所2016年6月10日

H28電子研発表会

Agenda
１．背景
２．SWIMの概念
３．Mini Global Demonstration
４．実験システムとシナリオ
５．分析評価
６．まとめ

2

3

H28電子研発表会

背景：航空交通情報システム
将来：System of Systems

現在：Sum of Systems
飛行計画

政府

運航

飛行計画

運航

System M

政府
System N

System M

System Wide Information Management (SWIM)

研究機関

気象

現状

監視

研究機関

気象

監視

Point-to-Point通信、Local Format

Uni-interface通信、標準Format

高コスト、低効率

低コスト、高効率、高安全性

System N

通信

情報交換

サービス融合アクセス

Security

Point-to-Point

Local

個別運用、困難

特定少数低・次世代のシームレスな航空交通管理を実現するため、必要な者が必要としている情報をいつでも利用可能な環境
・世界規模による協調的な意思決定に耐え得る品質が確保できる情報管理の仕組み
SWIM

Uni-interface

Global標準化、容易特定多数、または不特定多数

高4H28電子研発表会

背景：技術ロードマップ
 ICAO: Aviation System Block Upgrades (2014)

 CARATS: 技術ロードマップ（2015）

国際実証実験の参加により必要となる技術の獲得及び他国との連携の強化

MG IIへの取組

調査

指定A

空港面の運用に関する情報共有環境の構築

重点SWIMインフラの整備、情報・サービスの整理，情報の共有及び活用，サービスの共有

5H28電子研発表会

背景：研究開発動向
米国

欧州

日本

アジア
太平洋

航空交通専用ネットワーク
インフラ

有
FAA Telecommunication
Infrastructure (FTI)

無Pan European Network
System (PENS)を利用△Cas.Net

構築予定

航空交通専用メッセージングインフラ

有NAS Enterprise Messaging
Service (NEMS)

無NM B2B Web Services
を使用

無無情報、サービスの構造FIXM, AIXM, WXXM
NCR (NAS Common Repository)

AIRM
ISRM

無無システムアーキテクチャNEMS based
集中型システムWeb based
分散型システム

統合型

連携型

評価用
テストベッド有Mini Global Demonstration

有SWIM Master Class

無実証実験参加

無Approach andGovernanceTop-down
FAA

Bottom-up
EUROCONTROL

産官学

SWIM-WG

H28電子研発表会

Agenda
１．背景
２．SWIMの概念
３．Mini Global Demonstration
４．実験システムとシナリオ
５．分析評価６．まとめ67

H28電子研発表会

SWIMの概念
SWIM Framework
ATM and correlated
applications

SWIM-enabled Applications

Governance

AIXM, FIXM, WXXM,
and other standards

Information Exchange Models
Interface management, Message communication
protocols and ESM

SWIM Infrastructure
Ground-to-Ground and Air-to-Groundcommunication networks

Network Connectivity

SWIM Scope

Information Exchange Services

Information ServiceSpecifications between services and applications for
information exchange

Governance

Information Definition•H28電子研発表会

SWIMの概念•

SWIM Concept Architecture8H28電子研発表会

Agenda
１．背景
２．SWIMの概念
３．Mini Global Demonstration
４．実験システムとシナリオ
５．分析評価
６．まとめ

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10

H28電子研発表会

Mini Global Demonstration•概要
Enhanced Efficiency
SWIM

SWIM

SWIM
SWIM

SWIM

SWIM

SWIM
SWIM

SWIM

SWIM
SWIM
SWIM

Mini Global SWIM

SWIM

SWIM

Point-to-Point SWIM

SWIMSWIM

SWIM
SWIM

SWIM

SWIM

Global Enterprise Messaging Services (GEMS)
SWIM

SWIM

SWIM

SWIM

SWIM
SWIM

SWIM
SWIM

Seamless Interoperability andHarmonization

11

H28電子研発表会

Mini Global Demonstration
Mini Global I

Mini Global II

Overview

Global Enterprise Messaging Service (GEMS)

Platform
Service
ProviderHarris and Indra

Harris, Mosaic, Indra and NEC

Message
Format

FIXM 2.0（飛行情報交換モデル）
AIXM 5.1（航空情報交換モデル）
WXXM 1.1（気象情報交換モデル）

FIXM 3.0.1 (4DT Package 1.0)
AIXM 5.1
iWXXM 1.0 (ICAO WXXM)

Messaging
ProtocolWithin Region: JMS (Java Massaging Service),
SOAP (Simple Object Access Protocol)
Between Regions: SOAP

Within Region: AMQP, JMS, SOAP
Between Regions: AMQP (Advanced Messaging
Queuing Protocol), SOAP

H28電子研発表会

Mini Global Demonstration•

GEMSの構造1213H28電子研発表会

Mini Global Demonstration•

GEMSの通信方式
Partners···

JCAB
ANAJAL

LegendTCP/IP
AMQP
SOAP/REST

NEC GEMS

Local Protocol

AP

Existing
PlannedHarris GEMSAP

Common Messaging··Partners·······

CanadaSESAR
Singapore
Thailand
UAE
United States
DECEA

AP

Publish/Subscribe
Request/Reply

Applications······

Mosaic GEMS

Partners

Data Governance
ModuleGUFI Service
AAtS
TBO/UAS
Trajectory Evaluator
Data Generator·AP

Indra GEMS

Trinidad / Tobago

Applications······Partners·Portugal

Applications·iCAATSCTOPEADTIDESNFO Tool
MAESTRO
TBO/UAS – Conflict
Detection
MG Applications

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H28電子研発表会

Mini Global Demonstration•

GEMSのガバナンスとセキュリティー
JCAB

ENRI Local EMS

Local- Publish / Subscribe> Secure VPN connection

Simulation
SystemLocal Servicesand Apps

> EMS authenticates> Authorized message queue

AMQP

Regional
Message
AdapterWS> User based message filtering

NEC GEMS> Receive subscribed information

Web ServiceProxy- Request / Reply> Secure VPN connection
WSAMQP

Global
FIXM/AIXM/iWXXM
Applications

GEMS Network
MG Viewer/DGM
Web Services> EMS authenticates> Authorized web service endpoint> Receive authorized information

H28電子研発表会

Agenda
１．背景
２．SWIMの概念
３．Mini Global Demonstration
４．実験システムとシナリオ
５．分析評価
６．まとめ

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H28電子研発表会

実験システムとシナリオ•ENRI Local EMS
JCABThe semi-live flight data is provided by Air Traffic
Service Research Institute (ATSRI) in XML format.

ATSRI

FIXM Adapter

Flight Data
Validation

Flight Data
Processor

FIXM Schema

Publisher

Message Format

Web Service
GUFI Service

Flight Object
ManagerScenario
ServerFlight Object
ServiceFlight Object
Processor

Scenario
Processor

FIXM 3.0.1

FIXM/AIXM/iWXXM

ENRI Local EMS

AMQPService by Harris

WS

Service by NEC

Service by Indra

Global Enterprise Messaging Services (GEMS)

Service by Mosaic

H28電子研発表会

17

実験システムとシナリオ•Services and Applications- Fight Object Manager> EMS Headers> Main elements> System time

> FIXM message- Scenario Server> Message publish> Message subscribe> Flight viewer> Track generaterH28電子研発表会

実験システムとシナリオ•Services and Applications- Flight Data Validation> FIXM schema validation> Message format validation

18

H28電子研発表会

実験システムとシナリオ•Scenario: Trans-Pacific Operations

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20

H28電子研発表会

実験システムとシナリオ•Trans-Pacific Operations: Part I SIN-NRT
1. CAAS publishes FPL of ANA77A for Part 1
2. JCAB issues SIGMET of turbulence
3. CAAS publishes CHG of ANA77A
4-5. CAAS publishes DEP and TRACKs
6. JCAB publishes TRACKs

H28電子研発表会

実験システムとシナリオ•Trans-Pacific Operations: Part 2 NRT-LAX

7. JCAB publishes FPL of ANA77A for Part 2
8. JCAB publishes ARR of ANA77A for Part 1

9-10. JCAB publishes DEP and TRACK
11. JCAB issues updated SIGMET

12. JCAB publishes revised FPL

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H28電子研発表会

実験システムとシナリオ•

Trans-Pacific Operations: Boundary Coordination

Boundary Coordination:
13-1. JCAB publishes ABI and CPL
13-2. FAA issues CDN with a change tothe boundary crossing altitude
13-3. JCAB publishes ACP

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H28電子研発表会

実験システムとシナリオ•

Governance: Information Management23

H28電子研発表会

Agenda
１．背景
２．SWIMの概念
３．Mini Global Demonstration
４．実験システムとシナリオ
５．分析評価
６．まとめ

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H28電子研発表会

分析評価•Benefits and Lessons Learned
Benefits 様々な情報共有

Lessons Learned
 飛行情報（FIXM）- 予測能力の向上- 拡張スキーマ（必要？）- シームレス運航の実現- データ検証の多様性

 GUFIによる飛行情報の管理 メッセージ交換- Flight Object管理の実現- 異種システム間の同期- グローバル運航管理の向上- Flight Objectの統一定義

 EMS-to-EMS構造 GEMS提供者- 情報セキュリティーの向上- 情報セキュリティーの保証- 接続性の向上- ガバナンスの一貫性

26

H28電子研発表会

分析評価•構成要素の分析評価
構成要素

Networkインフラ

Messagingインフラ

Publish / Subscribe

Request / Reply

Web Service+
IP Network

EMS+
IP Network

AMQP

JMS

DDS

SOAP

REST

WFS

Performance

122

2

32

2

2

Interoperability

3232333

3

Fault Tolerance

3222323

2

Maintainability

23332332Security23321212

性能要件

評価基準： 3は十分な性能を持つ機能を提供している、2は使用目的によっては制限がある、
1は性能の保証が考慮されていない項目である。

H28電子研発表会

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１．背景
２．SWIMの概念
３．Mini Global Demonstration
４．実験システムとシナリオ
５．分析評価
６．まとめ

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H28電子研発表会

まとめ
Background
Glocalization

Standardization

航空輸送ビジネス

情報と通信技術

Requirements
Interoperability

Harmonization

データ中心情報環境

ネットワーク中心運用基盤

Approaches
ローカルSWIM研究開発の推進

地域、またはグローバル連携の強化

29

H28電子研発表会

ご清聴ありがとうございます30

H28電子研発表会

Appendix: Acronyms and Terminology
TermDefinition

AIXM

Aeronautical Information Exchange Model

AMQP

Advanced Messaging Queuing Protocol

DDS

Data Distribution ServiceEMSEnterprise Messaging Service

FIXM

Flight Information Exchange Model

GEMS

Global Enterprise Messaging Service

GUFI

Globally Unique Flight Identifier

ICAO

International Civil Aviation OrganizationiWXXM

ICAO Weather Information Exchange Model

JMSJava Messaging ServiceREST

Representational State Transfer

SOA

Service Oriented Architecture

SOAP

Simple Object Access Protocol

VPN

Virtual Private Network

WFS

Web Feature ServiceXML

Extensible Markup Language