SWIM構築技術の分析と実証実験○呂 暁東，古賀 禎，塩見 格一，住谷 泰人
電子航法研究所
2015年6月4日

H27電子研発表会

Agenda
１．背景
２．SWIMの概念
３．欧米の比較
４．Mini Global Demonstration
５．評価と課題
６．まとめ

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H27電子研発表会

背景：航空交通情報システム
大量の情報、複数の関係者

Data-centric
Information Environment&Network-centric Operation
Infrastructure

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H27電子研発表会

背景：技術動向
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

System N

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

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、困難特定少数低接続された同士の間異なる形式

個別管理

低コスト、高効率、高安全性
SWIM

Uni-interface

Globalシステムに接続する全員標準化、容易
同一形式

特定多数、または不特定多数
統一管理高5H27電子研発表会

背景：国際動向Ø ICAO: SWIMは将来ATMの情報共有基盤として採用された（2005）
Ø 欧米を中心としてSWIMに関する研究開発が進められている
Aviation System Block Upgrades (2014)

Infrastructure ⇒ Ground-to-Ground ⇒ Air-to-GroundØ IMP（Information Management Panel）の設立によりSWIMの普及と実用化がさらに加速されている（2015）

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H27電子研発表会

SWIM Concept• SWIM Framework
ATM and correlated
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 forinformation exchange

Governance

Information Definition

SWIM-enabled Applications

H27電子研発表会

SWIM Concept• Functional Architecture7H27電子研発表会

欧米の比較• 欧州： SESARATM Services andApplications

Standards and Services
for Information Exchange:
AIRM, ISRM

Messaging Infrastructure:
NM B2B Web Services

Network Infrastructure:
Pan European Network
System (PENS)

8H27電子研発表会

9

欧米の比較
• 欧州： SESAR

RouteManagementNode10H27電子研発表会

欧米の比較• 米国： NextGen
ATM Services andApplications

Standards and Services
for Information Exchange

Governance

Messaging Infrastructure:
NAS Enterprise Messaging
Service (NEMS)
Network Infrastructure:
FAA Telecommunication
Infrastructure (FTI)H27電子研発表会

欧米の比較• 米国： NextGen

DMS: Data Management Service

SWIM SOA Messaging
Infrastructure

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12

H27電子研発表会

欧米の比較
• 比較
NextGen

SESAR

NetworkInfrastructure

FAA Telecommunication
Infrastructure (FTI)Pan European Network
System (PENS)

Messaging
Infrastructure

NAS Enterprise
Messaging Service(NEMS)

NM B2B Web Services(SOAP, REST)

Standards for Dataand Information

AIXM, WXXM, FIXM

AIRM, ISRM

ApproachTop-down Centralized

Bottom-up Decentralized

Governance andSupervision

FAA

EUROCONTROL

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H27電子研発表会

Mini Global Demonstration• 概要Participation
Style of Japan

Participation Level

Overview

14H27電子研発表会

Mini Global Demonstration• System Architecture
JCAB

Data Processor

・ Semi-live data

Real-time Flight Planand Position Data

Data Filter- Flight_Information- Flight_Clearance

ATFM

FO: Flight Object
FIXM Adapter
Generate
simulated data
for scenarios- Arrival

Local
GUFI

FO Register

5 minutes delayed data

- Flight_Route- Departure

XMLDBSystemand Data
Monitor

ScenarioServerCommunication ServerJMS
Publisher

JMS
Publisher- Track・ Simulated data
- SIGMET data for volcanic ash

FO Manager
JMS
Subscriber

XMLDB
Multiple consumers
RegionalViewer

VPN Router

Mini GlobalViewer

FIXMv2.0
Internet + VPN

Mini Global
SWIM EMS- NOTAM data for airspace restriction- Boundary coordination by AIDC

Trajectory
Evaluator- Flight Plan, Departure and Track messages

FTB SWIM Services

Global GUFI
ServiceFAA

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H27電子研発表会

Mini Global Demonstration• 準リアルタイムの飛行情報

日本のデータ

日米豪のデータ

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H27電子研発表会

Mini Global Demonstration• 具体的な情報
Globally Unique Flight Identifier

FLIGHT_ROUTE
MessageH27電子研発表会

Mini Global Demonstration• Demonstration System Architecture17H27電子研発表会

Mini Global Demonstration• 実施したシナリオ
Ø アジア太平洋のシナリオ• Scenario 7a: Bangkok to Singapore• Scenario 4a: Singapore to Tokyo (CAAS and JCAB)• Scenario 8b: LAX to Sydney• Scenario 10a: Seoul to LAX (ROK, JCAB and FAA)
• Scenario 1a: Tokyo to LAX (JCAB and FAA)
• Scenario 10b: LAX to Seoul (FAA, JCAB and ROK)
Ø 大西洋のシナリオ• Scenario 2: Ottawa to JFK• Aircraft Access to SWIM (AAtS)• EMS to EMSØ FAAのシナリオ• Airborne Execution of Flow Strategies (AEFS)• Collaborative Information Management (CIM)

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19

H27電子研発表会

Mini Global Demonstration• 具体的な例： Tokyo to Los Angeles
6.

1. Publish SIGMET
for Volcanic ash

Periodic FO updates (FlightAmendments, Track Information,Flight State) from FAA

B
SIGMET

2.

3.
4.

TGF provides position
updates along flight pathA

Trajectory Evaluator
used to assess originalflight plan (A)Publish revised flightplan (B)Publish departure
message

5.

Boundary coordination
using AIDC protocol in
FIXM (ABI, CPL andACP messages)

7.

Handover fromOceanic to En-route
airspace

8.

Arrivalinto LAX

H27電子研発表会

Mini Global Demonstration• 火山灰情報の入力（SIGMET）

20

H27電子研発表会

Mini Global Demonstration• 従来の飛行計画と気象情報の評価21H27電子研発表会

Mini Global Demonstration• 飛行計画の変更と評価

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H27電子研発表会

Mini Global Demonstration• Boundary coordination

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H27電子研発表会

Mini Global Demonstration• Handover from Oceanic to Enroute24H27電子研発表会

Mini Global Demonstration• Arrival

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26

H27電子研発表会

評価と課題（１） 評価・ ネットワーク技術
ネットワーク技術
性能要件

専用ネットワーク

汎用ネットワーク

VPN onInternet

Cloud(仮想化技術)

Performance

52

34Adaptability

2544

FaultTolerance

3445Maintainability

5235Security

2345n 評価基準
1: 弱い（not support）
2:
3: 普通（support）
4:5: 強い（special functions）

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H27電子研発表会

評価と課題（１） 評価・ メッセージング技術
Request / Reply

Publish / Subscribe

CORBA

ESB

Web
Service(J2EE)

MOM
(JMS)

Web Service
Notification

ESB

DDSPerformance

4433

345

Adaptability

4554454

Fault Tolerance

4555555

Maintainability

4554544Security4553553性能要件

H27電子研発表会

評価と課題（２） 課題Ø 情報共有• 新旧データの変換• 異なる情報品質の共存• 異種サービスの連携
Ø 通信基盤• 異種データリアルタイム性の保証• 異種システム間でシームレスな通信Ø 評価• SWIMにおいて既存技術の評価• 新たな環境に対する評価技術

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H27電子研発表会

まとめ
１．背景
- 航空交通システムのグローバル化- 飛行情報、航空情報、気象情報などの標準化
２．ニーズ- データ中心情報環境- ネットワーク中心運用基盤
３．解決方法- グローバルSWIMシステムの構築技術- 実証実験システムの構築と評価技術

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