講演番号1

成田空港における出発便の走行機数調整のシミュレーション検証
航空交通管理領域
山田 泉、
青山 久枝、マーク

平成28年6月9日

ブラウン、住谷美登里

電子航法研究所研究発表会
1電子航法研究所
2
研究発表会(H28.6.9)

目的

http://www.enri.go.jp

 空港面交通円滑化の方策のシミュレーション検証
 スポット待機による地上走行の滞留の軽減
 同時平行出発方式による効率向上

 対象空港：成田空港
B滑走路(16L / 34R) : 2,500 m

交通量：
出発、到着ともに約320便／日（日本で2番目に多い）
曜日によっては各350便／日

A滑走路(16R / 34L) : 4,000 m

電子航法研究所
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成田空港の特徴
交通量と混雑緩和策

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混雑の特徴

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 交通量のピーク
 出発便：午前（10時台～11時台）、夕方（17時台～19時台）

 A滑走路に偏った出発便の滑走路使用
 出発ピーク時間帯：A滑走路付近に長い待ち行列

10～11時台の出発ピーク

夕方の出発ピーク

■ 到着便
■ 出発便
便数

時間帯

A滑走路(16R / 34L) : 4,000 m

スポット待機による走行機数の抑制

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 スポット待機 出発便の混雑時間帯に実施
 出発便の走行機数を一定以下に抑える意図

問題意識
スポット待機を仮にしなかった場合に比べ、どれだけ混雑が減ったか？
⇒スポット待機しなかった場合の混雑をシミュレーションで模擬して現状と比較
出発準備完了誘導路が混雑している
待機電子航法研究所
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シミュレーションの設定と評価項目

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離陸までの所要時間の構成

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 出発準備完了から離陸までの所要時間の内訳
出発準備完了

スポット出発スポット待機時間

出発走行時間基準走行時間スポットと滑走路の組み合わせによって定まる固定値

滑走路端の待ち時間
出発走行時間のうち、基準走行時間を超過する分 評価したいもの：混雑等により増減する時間
 スポット待機時間
 滑走路端の待ち時間

 増減の要因：混雑の大小と抑制手段の有無
 出発準備完了となる出発便数の多さ
 スポット待機の実施の有無
 単位時間あたりの離陸数：一定

離陸

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用いたデータhttp://www.enri.go.jp

空港面交通データ
••
•
•

航跡データ
• 毎秒の航空機位置⇒離陸時刻
飛行計画データ• 便名、型式、登録記号、etc.
運航票データ• 離陸時刻制限等• 出発準備完了時刻
成田国際空港（株）運航データ（NAAデータ）• 使用スポット• スポット出発時刻／到着時刻

成田空港事務所
飛行計画

運航票
CAB1062 0517 PHNLOPPAR2D PQE OTR16
CAB1062 0517 PHNLOPPAR2D PQE OTR16
CAB1062 0517 PHNLOPPAR2D PQE OTR16
B772/H
3900517 PHNLCAB1062
OPPAR2D PQE OTR16
B772/H390
B772/H390
1653/S
1530390
JAA 111208-0850
B772/H
1653/S
1530
JAA 111208-0850
1653/S 1530
JAA 111208-0850
1653/S 1530
JAA 111208-0850

航跡データの描画例
混雑分析• 基準走行時間• 滑走路端の待ち時間

成田国際空港（株）
ランプコントロール
NAA運航データ

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シミュレーションの設定

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 現状模擬シナリオ：スポット待機あり
 航空機モデルの発生地点、発生時刻、行き先について、実際の運航どおりの値を用いる

 比較シナリオ：スポット待機しなかった仮定
 スポット出発時刻を変更：スポット待機が適用された出発便について、スポット出発時刻を出発準備完了時刻（運航票データ）で置き換える 平成27年1月、3月の計8日間
 当所の空港面交通シミュレータを使用
2通りのシナリオ

シナリオ
設定項目

設定項目

出発便

到着便

発生時刻

スポット出発時刻 着陸時刻

発生地点

出発スポット

着陸滑走路

行き先

離陸滑走路

到着スポット電子航法研究所
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シミュレーション結果の比較

比較シナリオ：
スポット待機なし

Day 2の交通状況の比較
18:20から19:33の間、行列の長さに違いが見られる

現状模擬シナリオ：
スポット待機あり

18:18から19:20まで、スポット待機を実施

出発便
到着便

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シミュレーション結果の比較

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 シナリオ間の差異：スポット待機を行った18時台に現れた 以下、18時台の出発便について比較
30

走
行
機 20数
（
出 10発便0）

走行機数の変化

比較シナリオ
現状模擬シナリオ

6789

10

Day 2の例

走行機数の抑制111213141516171819202122時刻（JST）

[ ]

平
均時
間分

45
4035302520151050■ 出発走行時間：比較シナリオ■ 出発走行時間：現状模擬シナリオ■ スポット待機時間

67891011

12

離陸までの所要時間

13141516

17

出発準備完了時刻（JST）

18時台の出発便に注目

1819202122

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滑走路端の待ち時間の比較：平均

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 平均的に、ほぼ等価な交換関係となった
 スポット待機時間
 滑走路端の待ち時間の一部

 スポット待機の結果、平均20分以内に抑えられた

40

スポット待機時間

待

滑走路端待ち時間：現状模擬[ [] ]

待ちち 30時時間間のの 20平平
均均 10分

滑走路端待ち時間：比較分

0Day 1

Day 2

Day 3

Day 4

Day 5Day 6Day 7Day 8滑走路端の待ち時間の比較：標準偏差

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 滑走路端の待ち時間のバラツキ

私は何番目？
何分待ち？

 滑走路端の行列に並ぶ際の順番および待ち時間の不確かさの結果

 標準偏差による評価
 スポット待機の結果、行列が短くなったこと
により低減
25間 滑
標
滑
20の走
準
走

行列が長くなるとわからない

現状模擬シナリオ

比較シナリオ[ ]偏標路路 15
差端
準の分 端 10
偏待待ち
差 ち 5時分間時の 0[]Day 1 Day 2 Day 3 Day 4 Day 5 Day 6 Day 7 Day 8

電子航法研究所
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到着便の走行時間の比較

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比較シナリオの交通状況の例

 到着便の走行時間も低減

行列に巻き込まれた
到着便

 出発便の待ち行列に到着便が巻き込まれるケースが減るため

 出発便のスポット待機に起因すると考えられる到着便とのスポット競合
 Day4で1件のみ
20

現状模擬シナリオ[ [ ]]走 到到
間 着 15行着の便
時
便間の平10の の均 走平
5
均分 行分時比較シナリオ

0

Day 1

Day 2

Day 3

Day 4

Day 5

Day 6

Day 7

Day 8

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考察
SPIDの効果
出発走行スケジュールによる不確かさの低減

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SPIDの特徴

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 同時平行出発方式SPID (Simultaneous Parallel Independent Departure) 滑走路ごとに独立で離陸許可を出せる⇒ AB両滑走路の処理容量を低下させずに、B滑走路を離陸にも使える

 空港面交通にもたらす効果
 A滑走路に集中する出発便の一部をB滑走路に振り分けられる

B滑走路

従来方式
従属な間隔ABとも離陸に使うと容量低下

A滑走路に集中する出発便の一部をB滑走路に振り分ける

SPID

独立な間隔
滑走路ごと独立な運用

A滑走路

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SPIDの効果

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 SPID運用の有無によって結果を整理
 SPID運用のない日は、スポット待機時間が長い

 SPID運用は、空港面の混雑を防ぐ効果がある
 SPID運用のある日は、待ち時間が平均的に短い⇒B滑走路への振り分けにより、A滑走路が混雑しにくくなっている
SPID無し40

SPID無し待

スポット待機時間
滑走路端待ち時間：現状模擬[[ ] ]

待ち
ち時 30時間間 20のの平平均均 10分分

滑走路端待ち時間：比較

0
Day 1

Day 2

Day 3

Day 4

Day 5

Day 6

Day 7

Day 8

離陸までの所要時間の不確かさ(1/2)

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スポット待機を行わない場合出発準備完了

滑走路の待ち行列

エプロン／
誘導路

滑走路

基準走行時間出発
サイズが定まらない
待ち時間の不確かさ: 大

スポット待機を行う場合
スポット待機時間の不確かさ：新たに発生走行機数に応じた
スポット出発時刻調整

仮想的な待ち行列

エプロン／
誘導路

待ち時間の不確かさ: 小
サイズの上限滑走路

基準走行時間
出発準備
完了

スポット
待機

滑走路の待ち行列離陸までの所要時間の不確かさ(2/2)

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 待ち時間全体の標準偏差の比較
 滑走路端の待ち時間 スポット待機時間

合わせた待ち時間の標準偏差を比較

 待ち時間全体の不確かさは、減らないこともある スポット待機時間の不確かさが新たに発生するため
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現状模擬シナリオ

待待
ちち 20時偏 時
間 15差の間
標 10分準の偏標 5差準分 0

比較シナリオ

滑走路端の待ち時間＋スポット待機時間

[][ ]

Day 1

Day 2

Day 3

Day 4

Day 5

Day 6

Day 7

Day 8

電子航法研究所
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不確かさを低減するために

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 スポット出発時刻を予め決めて走行機数調整できれば…
 滑走路端の待ち時間の不確かさ：小さいまま
 スポット待機時間の不確かさ：解消

 出発時刻の事前情報をもとにした出発走行スケジューリングに期待される効果
走行機数を予め調整する
出発走行スケジューリング
スケジューリングを経た
スポット出発時刻

出発時刻の事前情報

待ち時間の不確かさ: 小エプロン／
誘導路

サイズの上限基準走行時間
滑走路の待ち行列

滑走路

まとめ

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 成田空港のスポット待機に関するシミュレーション検証
 2種類のシナリオの比較
 現状模擬シナリオ：現状どおりのスポット待機を模擬
 比較シナリオ：スポット待機が無かった仮定

 スポット待機の効果
 滑走路端の待ち時間の一部を、スポット待機時間と等価交換 滑走路端の待ち時間の不確かさが減る
 副次的な効果：到着便の走行時間も低減

 同時平行出発方式SPIDの効果
 出発便の交通流の一部をB滑走路に振り分けられるようになる⇒A滑走路が混雑しにくくなる

 出発走行のスケジューリングに見込まれる効果 スポット出発時刻を予め決めておくことにより…
 滑走路端の待ち時間は短く、不確かさが小さいまま
 スポット待機時間の不確かさを解消

今後の課題電子航法研究所
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 走行機数調整の緒元の検討
 走行機数の上限をどのぐらいに設定するか
 トレードオフ：上限を絞ると…
 出発便の行列が短くなり、滑走路端の待ち時間が減少する
 スポット待機が長くなり、到着便とのスポット競合が生じやすくなる 出発便の行列が短くなりすぎると、滑走路に不用な空き時間が生じる
 SPID運用ができない場合を想定したシミュレーション
 平成27年度以降、ほぼ定常的にSPID運用できるようになったため出発ピーク時間帯の交通量増に対処できているが、SPID運用ができない場合もあるので、悪条件を想定するためのシミュレーション

 出発走行スケジューリングの効果のシミュレーション検証