長期ビジョンについて
中間報告
2007.6.11
研究企画統括白川昌之

話の構成• 長期ビジョン検討委員会の構成• 背景• ICAOにおけるビジョン• Global Navigation Plan
• 要素となるオペレーションと技術• ビジョンの実現に必要なこと• 電子航法研究所の研究の方向• まとめ1.1 組織運営

（２）研究企画・総合調整機能の発揮

欧米の研究動向調査による研究分析
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設立の目的
長期的展望を持ちたい
研究の内容がその時の情勢に左右されることが多い
電波関係の研究者と管制関係の研究者の意思疎通が十分にできない
研究資源の長期的重点化、人材育成、採用方針調査の実施・研究交流

ICAOパネルのホットな情報や調査
国際会議出席報告

欧米における研究動向

長期ビジョン検討委員会•••

研究の互いの関係を総合的にみる視点が必要。グランドデザインをしたい
新しい研究テーマをそこから見つけたい
分野間の総合的な連携を図りたい

国際的なビジョンの共有（ICAOビジョン）③需要／容量バランス

長期ビジョンの策定
長期ビジョンの提案

フローの管理、容量値の算出④交通同期（入出域同期、４D航法）②空域管理
空域設計、動的管理••

欧州：シングルヨーロピア
ンスカイ航空交通管理研
究（SESAR; Single
European Sky ATMResearch）
米国：将来航空交通システム（Next Generation of
Air Transportation System）

飛行経路

9新しいテーマの創出
9研究テーマの長期的位置づけ、方向付け ①空港管理（A-SMGC、Runway
9分野間の相互連携の促進 Incursionなど）
9共通認識の所有⑤コンフリクト管理
戦略的、戦術的、ACAS⑦サービス配送管理
IT技術、ATN、VDL,トータルアーキテクチャ

空港

ICAOビジョンのもととなる文書の構成
長期的／抽象的

ATM/OCD Do9854(ATM 概念）

学会での提案ICAOのコンセプト会議
経済性／効率性

世界航法計画 Do9750（Global Navigation Plan)
SARPｓの制定
ICAO会議Do9750Operational Initiatives
国などの政策計画
短期的／具体的地域プラン／各国のプラン
ICAO文書研究活動など世界的にビジョンを必要とする背景• 世界的な航空交通量の増加（特にアジア地域）• 発展をするために航空コミュニティの間での認識の共有が必要• スループットの増加策の発想転換（空港の増設やセクタの細分化の限界）

ATMコンセプトにおけるVisionとは？
以下のようなATMを構築する

経済的な運用の提供

環境に適切安全水準を維持

保安要件を満たす

すべての飛行段階、すべての利用者、すべての地域

ATMのあるべき姿とATMシステムの発展
ATMとは航空交通と空域を以下のとおり管理すること

容量増加・安全改善
利用者の柔軟性・運航効率

２０２５年を目標
安全・経済的・効率的
共同的で継ぎ目がない

動的かつ集約的ATMシステム
通信・航法・監視システム

人間・情報・施設・サービス

ATMコンセプト
コミュニティの期待
コミュニティの期待
安全・容量・アクセス・効率性・柔軟性・全世
安全・容量・アクセス・効率性・柔軟性・全世
界性・費用対効果・環境・参加
界性・費用対効果・環境・参加

導入原則
安全・人間・技術・情報・共同作業・連続性

実行要素
空港管理、空域管理、需要／容量バランス、交通同期、コンフリクト管理、空域ユー
ザ、サービス配送ICAOの提唱する航空交通管理の概念図
７つの実行要素③需要／容量バランス
フローの管理、容量値の算出 ④交通同期（入出域同期、４D航法）②空域管理
空域設計、動的管理①空港管理（A-SMGC、RunwayIncursionなど）⑥ユーザオペレーション（ASAS、管制官、FMS)⑤コンフリクト管理
戦略的、戦術的、ACAS⑦サービス配送管理
IT技術、ATN、VDL,トータルアーキテクチャ

補足説明：オペレーションシナリオの例
4次元管制／航法 航法の視点から
離陸

曲線SID

W/P

悪天回避

決められた時刻にプッシュバック
タキシング
ルートを時間で管理・位置と時間の計画を立てる
・途中の位置と時間の監視、通信、・時間と位置の航法と修正・結果としての安全性、効率性の向上
・管制負荷の低減
タキシング

決められた時刻に着陸回避の承認要求

W/P

速度調整 W/P
ゲートポイント
曲線STAR

予定時刻

補足説明：オペレーションのシナリオ
管制から見るとコンフリクトの可能点
事前の解消による管制負荷軽減

フローの最適化
過負荷にならない作業量（需用／容量バランス）

・時間と位置(W/P)で記述された多数のTrajectory
・衝突が起きないように、たくさんの航空機を円滑に流す

航空機側の共同作業（ASAS)
時間管理によるコンフリクトの解消

長期ビジョンと現在の課題との関係づけシステムで規定

パフォーマンスベーストで規定

NEAR TERM

MEDIUM TERM

進化の第一段階
進化の第二段階・現在我々が持っているものをベースにする
・利用可能な手順、プロセス、能力を取り込む
・短期的計画の活動に焦点を当てた、将来起りうるギャップの要件を識別する。

・我々が今日知っているものをベースにする・世に出ている手順やプロセス、能力を取り込む
・gapの要件を明らかにし、将来の研究開発を駆動する。

LONG TERM

進化の第三段階・CONCEPTの期待に基づくこと
・新しい手順、処理、能力を取り込むこと
・gap要件を満たし、継続的な改良のR&Dを支持する

図３ 長期計画策定の考え方[2]Global Navigation Plan
OCDを具体化するもの：現状で何をすべきか
２３のOperational Initiative– 柔軟な空域– RVSM– 飛行レベルの調和– 高空の空域の分類– RNAV/RNP（PBN)– 航空交通流管理– 柔軟なATSルート設計– 協調的空域設計と管理– 状況認知– ターミナルエリアの設計と管理– RNP/RNAVのSID/STAR– 機上システムと地上システ
ムの機能的統合– 空港設計と管理– 滑走路運用– IMCとVMCの運用の一致– 決定支援システムと警報システム– テータ通信応用– 航空情報– 気象システム– WGS-84– 航法jシステム– 通信インフラストラクチャ– 航空無線スペクトラム

空港での運用(AO)
空港容量の増加・OCDの記述は抽象的でわかる人が分かる記述。側面からしか述べていない
・話を分かりやすくするため、具体的なイメー
ジで述べる
・OCDの記述枠をはみ出して述べる
・若干の誤記述ご容赦！

関連するOI–RNAV/RNP（PBN)–航空交通流管理–状況認知–ターミナルエリアの設計と管理–RNP/RNAVのSID/STAR–機上システムと地上システムの機能的統合–空港設計と管理–滑走路運用–IMCとVMCの運用の一致–テータ通信応用–航空情報–気象システム–WGS-84–航法jシステム–通信インフラストラクチャ–航空無線スペクトラム

空港の離発着量の増加
滑走路占有時間の低減
全天候離着陸どこでも移動体の位置の把握
後方乱流間隔の短縮空域の構成と管理(AOM)
安全にスループットの向上
ダイナミック（空域、経路）な運用
4次元経路への適応
互いに矛盾する(例：燃料効率を容量)制約の最適化–柔軟な空域
関連するOI–RVSM–飛行レベルの調和–高空の空域の分類–RNAV/RNP（PBN)–航空交通流管理–柔軟なATSルート設計–協調的空域設計と管理–ターミナルエリアの設計と管理–RNP/RNAVのSID/STAR–機上システムと地上システムの機能的統合–航空情報–気象システム需要／容量バランス(DCB)
関連するOI

需要に応え容量以内の管理–航空交通流管理–決定支援システムと警報システム–テータ通信応用–航空情報–気象システム

管制官作業量を超えない航空機数の制御
戦略的：季節変化や需要の変化への対応
前・戦術的、戦術的ゲートからゲートまでを予測
スループットの最大化
空域経路と容量バランスの動的調整

交通同期(TS)Gate to Gateで時間管理
悪天回避

悪天区域

望ましい到着時刻からのずれ
到着時刻の調整
順序間隔付けによるスムー
ズで効率的な入域

Pilot Action

進入路での整列
ゲートに到着する時刻の時間管理

戦略的段階での交通同期
フライトプランと承認

WayPontへの到着時刻のずれの発生と修正

戦術的・戦略的順位修正能力
スループットを最大化するためのTrajectory管理
間隔設定の機上への移譲
関連するOI–RNAV/RNP（PBN)–航空交通流管理–状況認知–ターミナルエリアの設計と管理–RNP/RNAVのSID/STAR–機上と地上の機能的統合–滑走路運用–決定支援システムと警報システム–テータ通信応用–航空情報–航法システム–通信インフラストラクチャ–航空無線スペクトラム

コンフリクト管理(CM)Gate to Gateでコンフリクトを検出し早めに解消する
計画段階

関連するOI–RVSM–飛行レベルの調和–高空の空域の分類–RNAV/RNP（PBN)–航空交通流管理–状況認知–ターミナルエリアの設計管理–RNP/RNAVのSID/STAR–機上と地上の機能的統合–空港設計と管理–滑走路運用–IMCとVMCの運用の一致–決定支援システムと警報–テータ通信応用–航空情報–WGS-84–航法jシステム–通信インフラストラクチャ–航空無線スペクトラム

戦略的コンフリクト予測
空域構成、交通同期
需要／容量バランス

プランの修正飛行中

コンフリクト（ハザード）検知

衝突危険の検知解決法（4次元経路等）の提案

ACASによる回避

パイロットサイドプランの確定実施と監視戦略的レベルのコンフリクト管理

主として管制官
間隔設定
Separation provision

衝突回避支援ツール

空域利用者の運用(AUO)
自律的な飛行、装備
関連するOI–柔軟な空域–飛行レベルの調和–高空の空域の分類–RNAV/RNP（PBN)–航空交通流管理–柔軟なATSルート設計–協調的空域設計と管理–状況認知–ターミナルエリアの設計と管理–RNP/RNAVのSID/STAR–機上との機能的統合–空港設計と管理–滑走路運用–IMCとVMCの運用の一致–決定支援システムと警報システム–テータ通信応用–航空情報–気象システム–WGS-84–航法jシステム–通信インフラストラクチャ–航空無線スペクトラム

地上と機上の運航情報共有（ADS-Bが想定されている）
自律的状況認識、コンフリクト管理
4次元航法を可能にする装備

ADS-B
ADS-B
データリンクの利用
ATMデータ（当該機と周辺機）の融合

ATMサービス配送管理(ATMSDM)
Gate to Gateで全体を管理する情報・通信技術
関連するOI–テータ通信応用–航空情報–航空無線スペクトラム

データ通信

航空交通管理システム

モードS／SSR

ADS-B

運航情報／管制情報の共有によるCDM(協調的意思決定）
合意がシステムの基本であり、そのための時間遅れのない通信網が必要トータルシステムとして動作する情報のグローバル化とトータル的な最適化
コンフリクト管理や交通同期などの要素機能の統合

今見える技術要素の働き• ADS-B• ASAS• 監視技術（モードS）• トータルアーキテクチャ（SWIM）

ADS-Bの利用
ATMのenabler
中心的な役割を果たすことが期待されている
ADS-B①GNSSによる正確な位置情報、②速度、共通時刻の正確な把握、③スキッタによるデータ通信能力④機上データの交換⑤機上と地上の情報共有（周辺の情報取得が機上で可能）⑥地上に依存しない⑦モードS信号系で互換性がある

ASAS
地上から機上への権限移譲
空域利用者の運用で記述
４つの段階で実現していく（ATSA,ASPA、Airborne Separation、Airborne Self separation)
段階的に地上の権限を機上に移行していく考え方

原理的にはADS-Bのデータを取り込みCDTIで表示する
将来的には上記の機能を反映した処理が可能
管制官による順序間隔付け

パイロットによる順序間隔付け
衝突回避監視システムの考え方(ユーロの例）
地上でのレーダ監視から自動従属監視へ
航空機側に重点が移る

航空機のみ

協調的

地上中心

トータルアーキテクチャ（SWIM)
管制から管理への移行を可能にする全体システム• ４次元管制／航法のためには– 逐次の精密な時刻管理が必要– 荒天などに対する補償措置• これらのためには広域でデータ通信が必要• それらのデータを集めて時間管理を含めて処理し適切な指示に相当する配信が必要• 広域の通信／情報管理システムが必要

航空機の装備
自律性の向上• FMS– 機上でGate to GateのTrajectory管理された経路の飛行と各Waypointでの時間管理ができるFMSの装備• ADS-B、データリンク– 位置情報や機上パラメー夕の共有を可能とする装備• GNSSを利用した高精度な航法を可能にする装備:RNP**• 周辺機の状況認識や自律間隔を管理できる機
材:ASAS/CDTI現実の計画との同期
ビジョンは方向で現実問題を導く道標となる
RVSM・RNAV
現実の問題と 羽田空港再拡張
短期的プラン計画
横田返還
現在進行中の政策

電子研のスタンス

主なテーマ

活動の場

技術的協力

中期的プラン

Developmentを中心にする
Validationを中心とする

長期的長期的研究

マルチラテレーション
GBAS
利用者開放型アーキテクチャ
EMI
MSAS
モードS
MTSAT
ILS
VDL
高速データ通信
空港面シミュレーション
関東空域再編会議への参加による共同作業
受託研究
重点研究

ICAOパネルなど

学会活動からの長期的な方向（IEEE、ATCセミナーなど）
国際交流、ICAOパネル

ビジョンの実現イメージ
ビジョンを研究テーマとしてにまとめるとこんなイメージか？
統合ソフトウェア開発、実験環境
トラジェクトリ管理コアサーバー
コンフリクト管理
オブジェクト（戦略的管理、戦術的管理）

監視・修正
オブジェクト

空港面シ
ステム
オブジェ
クト

需要／容量バランス
オブジェクト

空域・経路管理オ
ブジェクト

順序間隔付
けオブジェクト（交通同期オ
ブジェクト）

統合データ処理システム（データ入出力、配信、操作）

高速ＬＡＮ
ＡＤＳ－Ｂデータ
ＤＡＰｓデータ
モードＳ局
海外ドメイン（ＦＡＡ、ユーロコントロールなど）
ＡＮＴ

ＡＮＴ

インフラセクション

国内ドメイン
現場官署などデータ通信局（ＶＤＬなど）データ通信局（ＶＤＬなど）ヒューマン
インターフェイス

操縦系
ＦＭＳ
操縦席セクション

航空交通管理官セクション

ＭＴＳＡＴ、ＭＳＡＳ

まとめ• 見えてきた課題– ソフトウェアの研究の強化が必要– 機上装置の研究の強化の必要• どのようにテーマを設定していくか– 現状の課題との配分• 共同作業をどう進めるか– 異分野の連携：コラボレーションの形• 組織体制をどうするか