空地統合SWIMに関する研究開発○呂 暁東，森岡 和行，住谷 泰人，長縄 潤一，米本 成人
電子航法研究所 監視通信領域
2019年6月6日

H31電子研発表会

Agenda
１．背景
２．空地統合SWIMの概念
３．空地統合SWIMシステム
４．地上走行実証実験
５．分析と課題
６．まとめ

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背景：技術動向 高度な情報化
Air Traffic Control

多種多量の情報をシームレスに共有

Flight Operations Center

Flight Mgmt. System

目的：・ データの電子化
・ 通信の高度化
・ 空地情報共有
・ 運用の自動化
・ 協調意思決定

Airport Operations

Maintenance Operations

Electronic Flight Bag

Aeronautical Information

Weather Information

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背景：技術動向
 空地通信技術
ATC→ ATM Service

低速，低容量 → 高速，大容量
空地通信技術の進展

機内Wi-Fiの普及状況（http://www.ipass.com/wifi-growth-map/）

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背景：運用方式
 Flight and Flow-Information for Collaborative Environment（FF-ICE）•FF-ICE Release 1は，離陸前に地上関係者の間で標準情報交換モデルを用いた様々な情報共有により運航効率の向上•FF-ICE Release 2は，離陸後に空地間の情報共有により協調意思決定やTrajectory Based Operation (TBO)の実現

地上情報共有

空地情報共有H31電子研発表会

Agenda
１．背景
２．空地統合SWIMの概念
３．空地統合SWIMシステム
４．地上走行実証実験
５．分析と課題
６．まとめ

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空地統合SWIMの概念
 System Wide Information Management（SWIM）

既存情報交換既存情報交換SWIM情報交換

ICAO SWIM Framework
・ FIXM (Flight Information eXchange Model)
運航情報交換モデル
・ AIXM (Aeronautical Information eXchange Model)航空情報交換モデル
・ IWXXM (ICAO Weather Information eXchange Model)
気象情報交換モデル

SWIMに基づいた空地情報交換例

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空地統合SWIMの概念
 アプリケーションフェーズ

・ Critical data
→ 高リスク・ Essential data
→ 中リスク・ Routine data
→ 低リスク・ Phase I: non-safety-critical情報の共有による事前調整や状況感知の強化
・ Phase II: safety-critical情報の共有による協調意思決定やTBOの実現

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空地統合SWIMの概念
 Technical Framework
機上システムとの接続：
・ 機上システムとの接続無・ 機上システムから端末への単方向・ 機上システムと端末間の双方向

地上SWIMとの接続：
・ 地上SWIMとの接続無・ 地上SWIMから機上情報端末への単方向
・ 地上SWIMと機上情報端末間の双方向

機上情報端末（Electronic Flight Bag）

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Agenda
１．背景
２．空地統合SWIMの概念
３．空地統合SWIMシステム
４．地上走行実証実験
５．分析と課題
６．まとめ

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空地統合SWIMシステム
 システムアーキテクチャ

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空地統合SWIMシステム
 システムアーキテクチャ
A/G SWIM Integration via EFB

On-board Flight Management
System (FMS)

課題Electronic Flight Bag (EFB)

Data Management Service (DMS)

解決技術

情報の同一化と過剰化

情報差別化技術（フィルタリング技術，メッセージ交換技術）

無線通信の不安定性

情報保証技術（Data Link as a Service，空地同期技術）

通信や情報のセキュリティ

データ保護技術（Data-in-Motion, Data-at-Rest）

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Agenda
１．背景
２．空地統合SWIMの概念
３．空地統合SWIMシステム
４．地上走行実証実験
５．分析と課題
６．まとめ

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地上走行実証実験
 実験システムの構成
AeroMACS実験システム@仙台空港

・ Network Layer: VPN over Internet
・ Application Layer: SSL/TLS

SWIM実験システム@調布

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地上走行実証実験
 地上走行実験の結果

通信状況監視４次元軌道情報

非同期Pub/Sub通信による飛行計画の取得

ユーザ認証管理16

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地上走行実証実験
 地上走行実験の結果

空港面地図の取得

空港面監視システムとの連携によりPub/Subでリアルタイム監視データの取得

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地上走行実証実験
 地上走行実験の結果

空港面気象情報の取得

制限空域情報（NOTAM）の取得

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Agenda
１．背景
２．空地統合SWIMの概念
３．空地統合SWIMシステム
４．地上走行実証実験
５．分析と課題
６．まとめ

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分析と課題 サービス品質（QoS：Quality of Service）の分析
QoS

Current Approach

A/G SWIM

可用性

限られたデータ交換

豊富な情報共有

容量限られたアクセス方法多様な情報交換方法

スループット

低通信容量

高通信容量

応答性

データ通信の保証が困難

通信品質管理が可能

回復性

専用設備による困難

汎用技術による容易

セキュリティー

困難かつ高コスト

容易かつ低コスト

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H31電子研発表会

分析と課題 研究課題システムニーズ

実際の問題

研究課題

利便性 →

・ 異なるデータ要求

・ 機上情報融合

機上システム・ 異なるインターフェース- 機上システム間の連携

信頼性 →・ 異なる通信方式

・ 空地情報交換

空地データリンク・ 異なる設備性能- データリンク間の連携

Interoperability →・ 異なるネットワーク接続・ 地上情報共有

地上SWIM通信基盤

・ 異なる通信性能- ネットワーク間の連携

Harmonization →・ 異なるサービス品質

・ 空地SWIMサービスの管理

空地SWIMサービス

・ 異なる管理レベル- アプリケーション間の連携

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Agenda
１．背景
２．空地統合SWIMの概念
３．空地統合SWIMシステム
４．地上走行実証実験
５．分析と課題
６．まとめ

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まとめ アジア太平洋地域共有VPNの導入2223

H31電子研発表会

まとめBackground
技術面

運用面

情報通信技術の進化

グローバルな運用方式の導入

Requirements
Interoperability
シームレスな空地情報共有

Harmonization
空地協調意思決定

Approaches
新しいデータリンク技術による空地統合SWIMの構築

空地統合SWIMによる新しい運用方式の検討

H31電子研発表会

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ご清聴
ありがとうございました

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Appendix: Acronyms and Terminology
TermDefinition

4DT

4 Dimension Trajectory

AAtS

Aircraft Access to SWIM

AeroMACS

Aeronautical Mobile Airport Communications System

AIXM

Aeronautical Information Exchange Model

DMS

Data Management Service

EFB

Electronic Flight Bag

EMSEnterprise Messaging Service

FF-ICE

Flight and Flow Information for a Collaborative Environment

FIXM

Flight Information Exchange ModelGUFIGlobally Unique Flight Identifier

IWXXM

ICAO Weather Information Exchange Model

METAR

Meteorological Aerodrome Report

NOTAM

Notification to Airman

QoS

Quality of Service

SSL/TLS

Secure Sockets Layer/Transport Layer Security

TAF

Terminal Aerodrome Forecast

VPN

Virtual Private Network