空港面管制システム
【課題】
空港の地上誘導管制官に求められる状況判断、すなわちA-SMGCシステムが計算した経路とタイミングに従った移動体の移動を監視し、そのずれを予測したり把握したりして、対応を決定するのが容易な空港面管制システムを提供することにある。
【解決手段】
経路計算用地図データ格納部１０７には、空港における管制に必要な経路形状情報が格納される。センサＳ１，Ｓ２は、空港の滑走路および誘導路を走行する航空機および車両の位置を検出する。経路計算部１０９は、移動の始点から終点まで移動体が走行する経路を策定する。表示制御手段１１１は、経路計算部１０９による計算結果と、センサによる検出結果とを、移動体の走行経路を時間軸と、移動の始点から終点までの位置を表す軸の二次元空間で表示部１２０に表示する。
空港の地上誘導管制官に求められる状況判断、すなわちA-SMGCシステムが計算した経路とタイミングに従った移動体の移動を監視し、そのずれを予測したり把握したりして、対応を決定するのが容易な空港面管制システムを提供することにある。
【解決手段】
経路計算用地図データ格納部１０７には、空港における管制に必要な経路形状情報が格納される。センサＳ１，Ｓ２は、空港の滑走路および誘導路を走行する航空機および車両の位置を検出する。経路計算部１０９は、移動の始点から終点まで移動体が走行する経路を策定する。表示制御手段１１１は、経路計算部１０９による計算結果と、センサによる検出結果とを、移動体の走行経路を時間軸と、移動の始点から終点までの位置を表す軸の二次元空間で表示部１２０に表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空港面おける航空機や車両の地上走行を誘導する空港面管制システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一部の主要空港では、運行の過密化が進んでいる。このような過密化に対応するためには、空港の滑走路ならびに、それらとスポットを結ぶ誘導路やエプロンでの、航空機ならびに車両の高効率な運用が必要となる。
【０００３】
このような高効率運用を可能とするため、車輌ならびに航空機の地上運行を支援するA-SMGC(Advanced Surface Movement Guidance ＆ Control)システムの研究開発が各国で進められている。A-SMGCシステムは、航空機や車輌の瞬時瞬時の位置を検出するセンサや、航空機や車輌に進路を示す灯火設備や誘導用の表示盤、滑走路などへの進入を防止するストップバーなどの地上設備と、管制室に設けられる管制設備からなる。
【０００４】
空港は、晴天時ばかりではなく、夜間や濃霧、降雨、降雪など視界の条件が非常に悪い場合にも運用できる必要がある。このため、A-SMGCシステムの地上設備や管制設備は、航空機同士や管制塔から航空機を視認できないような視界が悪い条件でも運用できる必要がある。このような視界の悪い条件では、特に管制塔から誘導路や滑走路の航空機や車輌を視認することが難しい。
【０００５】
このため、地上誘導の管制のため、例えば、特開２００２−１９７６００号公報や、特開２００３−３１７２００号公報に記載のような管制支援システムが考案されている。これらのシステムでは、管制官の負担を減らしたり、低視界状態での意思決定を正確かつ迅速にしたりするため、移動体を検出して識別する手段や、その移動を予測する手段などを用いて、移動体の最適経路（特にエンジンをかけている時間の最短化などを目的としている）を求め、管制官に提示する。管制官が承認して確定した経路は地上誘導装置やパイロットやドライバーに伝えられ、それぞれの航空機や車輌の移動が実行されることになる。
【０００６】
一方、通常の地上管制においては、ヘリコプタなども含め３次元での目視把握に基づき、管制官の判断で、移動体の移動に対する許可や経路の設定が行われており、A-SMGCシステムの管制官とのマンマシンインタフェースも、例えば、特開２００３−３４６３００号公報に記載のように、管制塔から見えるのと同様な画面が必要と考えられている。これ以外に特開２００２−１９７６００号公報や、特開２００３−３１７２００号公報で経路策定機能を説明するために用いられているような空港面の地図を用いた管制なども考えられる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１９７６００号公報
【特許文献２】特開２００３−３１７２００号公報
【特許文献３】特開２００３−３４６３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
A-SMGCシステムの目的である低視界状況まで含めた高密度運行においては、複数の移動体を効率よく移動させるため、誘導路上の交差点などを、複数の移動体が、次々と効率良く使用する必要がある。特開２００２−１９７６００号公報に記載のような経路策定機能は、このような効率運用の運行計画（タイミングと経路）を決定するが、スケジュールに沿った運行を実現しなければ、事故になったり、それを回避するために、逆に大きな遅延が発生したり、経路の再計算などの煩雑な意思決定に追われたりすることになる。このため効率運用には移動体を、スケジュール通りに運行させることが重要となる。
【０００９】
高度な経路予測を行うA-SMGCシステムでは、その経路決定処理の中で、経路決定対象となる移動体（航空機および車輌）の位置と時間の関係を計算することになるが、前述のような３次元や２次元の画像の中で、位置に加えてタイミングまで把握するというのは、状況を認識する管制官にとっても、指示を受けて、それに追随して運転を行うドライバーやパイロットにとっても、大変難しい行為である。
【００１０】
このため、計算、あるいは予測した通りのタイミングで移動体の移動が実施されるとは限らず、予定の時間より早く進んだり、その逆に遅く進んだりするケースが発生する。電車の場合について考えてみると、同一の経路（電車の場合は、線路）を進行する移動体の内、先行する移動体が遅れれば後続の移動体も遅らさざるを得ない。また追い越しを行う駅の変更や、他の路線との乗り継ぎのために臨時停車する駅を設定したりと言った制御なども必要となる。列車運行管制では、基本的には一本の線（線路）の上を複数の車輌が移動するのを監視・制御するのに対し、空港における地上誘導管制では、複数の経路が一部分を共有したり、交差したりする複雑な形態となるため、列車運行制御のような状況判断、意思決定、指示はさらに難しいものとなる。
【００１１】
本発明の目的は、このようなタイミングも含めた状況把握や予測の困難さを解決して、空港の地上誘導管制官に求められる状況判断、すなわちA-SMGCシステムが計算した経路とタイミングに従った移動体の移動を監視し、そのずれを予測したり把握したりして、対応を決定するのが容易な空港面管制システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、空港における管制に必要な経路形状情報を格納する経路計算用地図データ格納手段と、空港の滑走路および誘導路を走行する航空機および車両の位置を検出する位置検出手段と、移動の始点から終点まで移動体が走行する経路を策定する経路計算手段とを有する空港面管制システムであって、前記経路計算手段による計算結果と、前記位置検出手段による検出結果とを、移動体の走行経路を時間軸と、移動の始点から終点までの位置を表す軸の二次元空間で表示する表示手段を備えるようにしたものである。
かかる構成により、移動体の移動を監視しやすくなるものである。
【００１３】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記表示手段には、監視対象の移動体と移動経路の一部を共有する別の移動体の移動スケジュールと、移動実績とを、前記二次元空間と交わる別の平面に表示するようにしたものである。
【００１４】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記表示手段に表示される監視に用いる画面の座標系を回転できるものである。
【００１５】
（４）上記（１）において、好ましくは、前記表示手段には、監視に用いる画面の座標系に位置や時刻に関する補助線を表示するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、A-SMGCシステムが計算した経路とタイミングに従った移動体の移動を監視し、そのずれを予測したり把握したりして、対応を決定するのが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図１〜図７を用いて、本発明の一実施形態による空港面管制システムの構成及び動作について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態による空港面管制システムのシステム構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による空港面管制システムの構成を示すシステム構成図である。
【００１８】
図１において、上側の枠内は、管制塔１００の内部を示し、下側の枠内は、滑走路，誘導路，エプロンなどの空港面２００を示している。空港面には、航空機や車両などの移動体ＡＰを検出する各種センサＳ１，Ｓ２，…，Ｓ３が備えられている。センサＳ１，…，Ｓ３は、例えば、地上面用のレーダなどである。
【００１９】
A-SMCGCシステムでは、移動体識別・追跡部１０５は、センサＳ１，…，Ｓ３で移動体ＡＰを検出し、運行スケジュール提供部１０６から得た運行スケジュールデータを用いて、検出した移動体ＡＰのコールサインなどを識別すると共に、識別した移動体を追跡する。この識別追跡結果は管制塔１００の管制官用マンマシン提供部１１０に出力され、表示制御部１１３により表示部１２０に表示される。管制官は、表示部１２０の表示内容から、移動体ＡＰの移動状況を把握することができる。
【００２０】
また、A-SMGCシステムでは、経路計算部１０９は、マンマシン提供部１１０を通して入力される経路計算指令に従って、移動体の経路を計算する。経路計算には各種のアルゴリズムがあるが、一般には移動時間や移動距離を最小化する最適化アルゴリズムによって計算される。このようなアルゴリズムでは、経路を構成する滑走路の直線部や交差点での方向転換に要するコスト(時間や距離)を経路計算用地図データ１０７や経路計算用移動体仕様データ１０８といった形で予め定義しておき、それらのコストを経路に沿って積算することで、全体のコストを求め、全体のコストが最小となる経路を選択するような方法が使われる。このため、移動経路が決定された時点で、その経路上の各交差点進入までのコストや、交差点から出るまでのコストも得ることが可能である。
【００２１】
なお、経路計算用地図データ１０７は、空港面上に、ノードとエッジとして定義し、各エッジやノードに関して、移動体に依存しないデータを格納する。
【００２２】
ここで、図２を用いて、本実施形態による空港面管制システムで用いるノード及びエッジについて説明する。
図２は、本発明の一実施形態による空港面管制システムで用いるノード及びエッジの説明図である。
【００２３】
ターミナルビルＴＢの周囲には、滑走路，誘導路，エプロンなどが配置されている。図示の例で、黒丸で示されるのがノードＮであり、隣接するノードＮの間を接続する線部がエッジＥである。エッジＥは、単位空間であり、この単位空間内には、同時に２機以上の移動体が存在しないための空間である。ノードＮは、単位空間であるエッジＥの接点である。
【００２４】
また、図１において、経路計算用移動体仕様データ１０８は、各移動体の特性に依存するデータを格納するものとする。たとえば、交差点での方向転換に要する時間は大型機と小型機、車両では異なるため、このような機種依存のデータも各移動体の特性に依存するデータである。
【００２５】
管制官用マンマシン提供部１１０は、実績データを管理する実績データ管理部１１５と、経路データ管理部１１６と、操作入力部１１１と、監視対象選択部１１２と、干渉の可能性ある移動体の判定部１１４と、表示制御部１１３とを備えている。
【００２６】
操作入力部１１１は、管制官の画面上の操作を判別し、ヘアカーソルの表示や、座標の回転などの場合は、操作を表示制御部１１３へ出力して、表示の変更を行わせる。監視対象移動体の切替の場合には、監視対象選択部１１２に変更後の監視対象移動体の識別情報(コールサインなど)を通知する。監視対象選択部１１２は、この切替指示を受けて、新たな監視対象移動体と干渉の可能性のある移動体の判別処理を起動する。干渉の可能性のある移動体の判定部１１４は、経路データ管理部１１６から登録済みの移動体の経路データを読込み、同一ノードやエッジを使用する移動体を抽出する。なお、抽出にあたっては予め判定条件として、監視対象移動体が、そのノードやエッジを使用する時間に対して、前側何分、後ろ側何分と言った条件にマッチするものだけを抽出するようにしても良い。
【００２７】
表示制御部１１３は、選択された監視対象移動体と、前述のようにして得た干渉の可能性のある移動体について、経路データ管理部から経路データを取得し、ノードやエッジの２次元平面的な情報は捨象して一次元とすると共に、経路計算部１０９で計算した時刻或いはコストの情報をもう一つの次元として、表示部１２０の監視画面に表示する。また、同様に、監視対象移動体とそれと干渉の可能性ある移動体に関して、実績データ管理部１１５より実績データを取得して、表示部１２０の時空間画面に表示する。これらの表示例については、図３以降を用いて後述する。
【００２８】
本実施例では、監視対象選択のための画面構成に関しては示していないが、例えば、特開２００２−１９７６００号公報，特開２００３−３１７２００号公報や特開２００３−３４６３００号公報に記載のように、通常の二次元平面(空港面地図)上に、移動体のアイコンを示し、それをクリックするといった方式や、管制対象の全移動体のコールサインなどの識別情報のリストを画面に表示し、これを選択する方式などを用いることができる。
【００２９】
次に、図３を用いて、本実施形態による空港面管制システムの第１の表示について説明する。
図３は、本発明の一実施形態による空港面管制システムの第１の表示例の説明図である。
【００３０】
図３は、出発機に関する表示部１２０への表示例を示している。図３において、縦軸は位置を示し、横軸は時刻を示している。ここで、縦軸の位置とは、移動の始点から終点までの距離やコストである。このように、本実施形態では、移動体の走行経路を、時間軸と、移動の始点から終点までの位置を表す軸の二次元空間で表示するようにしている。
【００３１】
図示の例では、縦軸には、乗客を乗せるなど(貨物機では荷物の積み込み)のために使用している駐機スポットから交差点Ｃを経由して、滑走路Ａの進入点までの位置を示している。なお、本実施例の縦軸は原点側に出発点（この例では駐機スポット）を、原点から遠い方に目的地（滑走路進入点）を示しているが、進行方向に依存せずに、原点側をスポットとしたり、滑走路進入点／離脱点としても良いものである。
【００３２】
図中、破線Ｖ１ｓは、図１の経路データ管理部１１６において管理されている，駐機スポットから滑走進入点までの位置と、時刻の関係のスケジュールを示している。一方、実線Ｖ１ａは、実績データ管理部１１５によって管理されている，時刻ｔ１までの実際の走行状況を示している。表示対象の移動体は、監視対象選択部１１２によって選択されたものである。なお、図示の例では、スケジュールを破線で示し、実際の走行状況を実線で示しているが、色や濃淡で区別しても良いものである。
【００３３】
図示の例で、時刻ｔ２付近では、破線Ｖ１ｓに対して実線Ｖ１ａの縦軸方向の位置がずれているが、このように直感的に移動体のスケジュールに対する進行状況のずれを把握することができる。時刻ｔ３付近では、交差点Ｃにおいて、スケジュールＶ１ｓも実際の走行状況Ｖ１ａも、横軸に平行な線で示されているが、これは、他の移動体がその場所（交差点あるいは誘導路の交差点以外の部分など）を使用しているため、待ち合わせが発生する状況を表している。また、スケジュールＶ１ｓや実際の走行状況Ｖ１ａにおいて、表示される線の傾きは移動体の移動速度を示しており、例えば、傾きの緩い部分は、交差点での進路変更などによる減速や他の移動体との接近を避けるための減速などを表している。基本的な表記方法は列車のダイヤと同じであるが、移動体が移動できる場所は、列車と異なり２次元的なため、空間的な経路の情報を捨象する必要がある。また、縦軸の一次元で表現されている経路以外の経路も多くあり、他の移動体の状態やスケジュールを表現することはできない（まったく同一経路、あるいは逆の経路の場合を除く）。
【００３４】
なお、縦軸のスケールに関しては、滑走路上の移動距離に比例するように表現する方法や、スポットなど特に経路が交差する可能性の高い部分を拡大するようなスケールにしてもよいものである。なお、後者のように実際の距離と比例しないような表現とする場合は、縦軸に滑走路上の位置を適宜、表示したり、時間軸方向へ補助線を引いたり、色分けすると状況把握が容易になる。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態によれば、２次元（ヘリコプタなども含めると３次元）の空港面を、管制対象の移動体ごとに１次元で模式的に表現し、もう一つの軸に時間を用いるため、列車運行管制における運転整理でダイヤによる表示が有効なのと同様に、管制対象の移動体が現在、どの程度まで進んでいるか、それが予定とどの程度ずれているか、どの程度ずれそうかといった傾向の把握などが容易になり、ドライバーやパイロットへタイムリーに指示を出することが可能なる。したがって、各移動体のスケジュールに対する進行状況を把握したり、そのずれを予測したりし易くなる。
【００３６】
次に、図４を用いて、本実施形態による空港面管制システムの第２の表示について説明する。
図４は、本発明の一実施形態による空港面管制システムの第２の表示例の説明図である。なお、図３と同一符号は、同一部分を示している。
【００３７】
ある移動体を監視する場合、管制官の状況把握やそれに基づく判断、判断結果である対応の通知などが必要となるのは、監視対象以外の移動体と衝突したり接近する可能性がある場合である。
【００３８】
ある移動体(移動体Ｖ)の監視において、他の移動体（移動体Ｗ）の移動に注意を払う必要が生じるのは、その移動体(移動体Ｗ)が、監視対象移動体(移動体Ｖ)の進路の一部を共有する場合である。進路の共有の仕方には、交差点での交差と、進路を構成する誘導路やエプロンなどの一部の区間を同一方向、または逆方向に進行する場合がある。これ以外に並行する誘導路上の進行も、翼端間隔が接近することから、進路の共有と考えることもできる。
【００３９】
このような他の移動体との干渉の可能性を把握するために、本例では、他の移動体の移動スケジュールと実際の走行状況をもあわせて監視するために、３次元的に表示するようにしている。
【００４０】
表示部１２０Ａの監視画面上には、監視対象移動体Ｖのスケジュールを、Ｘ軸とＹ軸の時空間面上に、予定Ｖ１ｓと実績（実際の走行状況）Ｖ１ａとして表示する。この表示例は、図３に示したものと基本的に同じである。但し、実際の走行状況については、時刻ｔ４まで図示している。
【００４１】
一方、監視対象移動体Ｖと交差点Cで干渉する可能性のある移動体(移動体Ｗ) のスケジュールは、Ｘ１軸とＹ１軸の時空間面上に、破線で示す予定Ｗ１ｓと、実線で示す実績（実際の走行状況）Ｗ１ａとして表示する。Ｙ１軸は、移動体Ｗの移動経路における位置を示し、Ｘ１軸は時刻を示している。干渉する可能性のある移動体(移動体Ｗ)は、図１の干渉の可能性のある移動体の判定部１１４によって判定される。判定された移動体Ｗのスケジュールは、経路データ管理部１１６から取得され、実際の走行状況は、実績データ管理部１１５から取得される。
【００４２】
また、図４の例において、補助線Ｔ１，Ｔ２は、それぞれの時空間面上に示した時刻を表す補助線である。この補助線Ｔ１，Ｔ２の示す時刻は、図示の例では、監視対象移動体Ｖが交差点Ｃに差し掛かる予定の時刻を示している。補助線Ｔ１，Ｔ２は、管制官の操作に応じて、計測器のヘアカーソル同様に表示できるものであり、状況の把握がより容易になる。
【００４３】
また、補助線Ｐ１は場所を表す補助線で、この例では交差点Cを示している。なお、監視対象移動体Ｖと干渉する可能性のある移動体(移動体Ｗ)の進行スケジュール全体に関して把握する必要は必ずしも無いので、本例では、近傍の所定の時空間範囲に付いてのみ表示している。
【００４４】
図示の例では、交差点Ｃにおいて、移動体Ｖが時刻ｔ４に通過し、その後、移動体Ｗは、移動体Ｖに対して時間差Δｔ４を経て通過する予定である。しかしながら、移動体Ｖは、スケジュールＶ１ｓに対して実際の走行状況Ｖ１ａが遅れており、一方、移動体Ｗは、スケジュールＷ１ｓに対して実際の走行状況Ｗ１ａが進んでおり、交差点Ｃにおいて両者はスケジュールよりも接近している状況を把握することができる。
【００４５】
以上のように、本実施形態では、監視対象移動体Ｖの経路(時間と位置の関係)に対して、他の移動体Ｗの経路(時間と位置の関係)を３次元的にあわせて表示することにより、進路の共有時にも、他の移動体との干渉の可能性を把握することができる。
【００４６】
次に、図５を用いて、本実施形態による空港面管制システムの第３の表示について説明する。
図５は、本発明の一実施形態による空港面管制システムの第３の表示例の説明図である。なお、図３及び図４と同一符号は、同一部分を示している。
【００４７】
図５に示す例は、表示部１２０Ｂの監視画面上には、監視対象移動体Ｖと干渉する可能性のある移動体Ｗが交差点Cに進入する時刻を、補助線Ｔ３で示し、さらに、監視対象移動体Ｖが交差点Cに進入する時刻との時間的余裕を、矢印付きの線ＹＴで示している。
【００４８】
次に、図６を用いて、本実施形態による空港面管制システムの第４の表示について説明する。
図６は、本発明の一実施形態による空港面管制システムの第４の表示例の説明図である。なお、図３〜図５と同一符号は、同一部分を示している。
【００４９】
図６に示す例では、表示部１２０Ｃの監視画面上には、移動体Ｖの実際の走行状況Ｖ１ａに基づいて、想定される走行状況Ｖ１ａ’を算出して表示し、また、移動体Ｗの実際の走行状況Ｗ１ａに基づいて、想定される走行状況Ｗ１ａ’を算出して表示する。そして、移動体Ｖの交差点Ｃの想定される進入時刻を、補助線Ｔ４で示し、移動体Ｗの交差点Ｃの想定される進入時刻を、補助線Ｔ５で示し、さらに、想定される余裕時間を、矢印付きの線ＡＴで示している。
【００５０】
なお、図４〜図６では、線や面の説明のために数値を付ける必要があるので、それぞれ別々の絵で示しているが、色や補助線の線種、太さなどで区別できるようにすれば、一つの画面でも十分にこうした時間余裕を把握することが可能である。
【００５１】
また、このような３次元の線図の表示では、市販の統計ソフトなどにある図表の回転機能を用いて、図４の表示を回転できるようにしても良いものである。
【００５２】
以上のようにして、図４〜図６のような表示により、特に監視対象移動体に接近する他の移動体の進路(時刻と場所の対応関係)の要注意となる部分のスケジュールと実績を合わせて把握することができるため、管制対象の移動体の移動に関する適正さ／危険性の判断が容易になる。
【００５３】
次に、図７を用いて、本実施形態による空港面管制システムの第５の表示について説明する。
図７は、本発明の一実施形態による空港面管制システムの第５の表示例の説明図である。なお、図３〜図５と同一符号は、同一部分を示している。
【００５４】
図７に示す例では、一部区間を共有する移動体がある場合の表示例を示している。表示部１２０Ｄの監視画面上において、縦軸には、駐機スポットから交差点Ｃ，Ｄ，Ｅを経由して、滑走路Ａの進入点までの位置を示している。
【００５５】
監視対象移動体Ｖのスケジュールは破線Ｖ１ｓで示し、実績（実際の走行状況）は実線Ｖ１ａで示している。移動体Ｖは、駐機スポットから交差点Ｃ，Ｄ，Ｅを経由して、滑走路Ａの進入点まで移動する。一方、交差点Ｄ〜交差点Ｅにおいては、他の移動体Ｒが一部誘導路を共有する。移動体Ｒのスケジュールは、破線Ｒ１ｓで示している。なお、図のように他の経路から進入する部分については、Ｘ２−Ｙ２軸による他の次元の表示とし、また、他の経路に出て行く部分については、Ｘ３−Ｙ３軸による他の次元の表示として、３次元表示を合わせて使用している。
【００５６】
以上のようにして、一部区間を共有する移動体がある場合でも、監視対象移動体に接近する他の移動体の進路(時刻と場所の対応関係)の要注意となる部分のスケジュールと実績を合わせて把握することができるため、管制対象の移動体の移動に関する適正さ／危険性の判断が容易になる。
【００５７】
なお、図３〜図７に示したような監視画面は、マルチウインドウで表示することができるので、一つの物理的な監視画面をマルチ画面に分割し、それぞれに本実施形態による表示を行うことにより、複数の移動体を監視することができる。
【００５８】
また、経路計算には様々なアルゴリズムが考えられるが、衝突を回避する必要があることから、他の移動体の位置に応じてコストを変更するようなアルゴリズムが理想系としては必要となる。このような他の移動体の経路使用状況を勘案した経路を決定する方法としては、例えば、特開２００３−３０８００号公報や特開２００３−８５７００号公報に示された方法をとることができる。
【００５９】
しかしながら、特開２００３−３０８００号公報や特開２００３−８５７００号公報には、予めシステムに与えるコストの情報や、計算時間などの面で運用上の制約もある。
【００６０】
一方、技術的に最も普及している経路計算アルゴリズムは、インターネットのルーティングに用いられるダイクストラのアルゴリズムなどであるが、このアルゴリズムには、他の移動体の移動により、経路のコストが大幅に変るような条件は想定されておらず、空港面での経路計算でも、他の移動体が無い状況での最適経路の計算には利用できるが、他の移動体を考慮した計算に利用することは困難である。瞬時瞬時の状況に応じて、経路のコストを再評価し、それに基づいて経路計算を行うといった方法もあるが、ダイクストラのアルゴリズムでは、待ち合わせを考慮することができない。すなわち、空港面の移動では、交差点などで必ず針路を決めて次の進路に向かうだけでなく、先行機が離れるのを停止して待つといった運用が行われるが、ダイクストラのアルゴリズムではこうした待ち合わせも含めた最適経路の探索はできない。
【００６１】
そこで、本実施形態表示方法を経路計算〜決定までの経路策定機能のマンマシンインタフェースとして使用すると、例えば、ダイクストラのような単純なアルゴリズムで求めた経路計算結果を、図３〜図７のように表示するため、その経路による他の経路との干渉の可能性などが容易に把握できるようになるので、経路の修整や承認が容易になる。
【００６２】
以上説明したように、本発明の各実施形態によれば、２次元（ヘリコプタなども含めると３次元）の空港面を、管制対象の移動体ごとに１次元で模式的に表現し、もう一つの軸に時間を用いるため、列車運行管制における運転整理でダイヤによる表示が有効なのと同様に、管制対象の移動体が現在、どの程度まで進んでいるか、それが予定とどの程度ずれているか、どの程度ずれそうかといった傾向の把握などが容易になり、ドライバーやパイロットへタイムリーに指示を出することが可能なる。また、交差点などで干渉する可能性のある他の移動体についても、スケジュールと実績を、時間と空間の２次元で把握することができるので、他の移動体の運行状況に応じた判断も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態による空港面管制システムの構成を示すシステム構成図である。
【図２】本発明の一実施形態による空港面管制システムで用いるノード及びエッジの説明図である。
【図３】本発明の一実施形態による空港面管制システムの第１の表示例の説明図である。
【図４】本発明の一実施形態による空港面管制システムの第２の表示例の説明図である。
【図５】本発明の一実施形態による空港面管制システムの第３の表示例の説明図である。
【図６】本発明の一実施形態による空港面管制システムの第４の表示例の説明図である。
【図７】本発明の一実施形態による空港面管制システムの第４の表示例の説明図である。
【符号の説明】
【００６４】
１００…管制塔
１０５…移動体識別・追跡部
１０６…運行スケジュール提供部
１０７…経路計算用地図データ
１０８…経路計算用移動体使用データ
１０９…経路計算部
１１０…マンマシン提供部
１１１…操作入力部
１１２…監視対象選択部
１１３…表示制御部
１１４…干渉の可能性ある移動体の判定部
１１５…実績データ管理部
１１６…経路データ管理部
１２０…表示部
２００…空港面
Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓ３…センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空港面おける航空機や車両の地上走行を誘導する空港面管制システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一部の主要空港では、運行の過密化が進んでいる。このような過密化に対応するためには、空港の滑走路ならびに、それらとスポットを結ぶ誘導路やエプロンでの、航空機ならびに車両の高効率な運用が必要となる。
【０００３】
このような高効率運用を可能とするため、車輌ならびに航空機の地上運行を支援するA-SMGC(Advanced Surface Movement Guidance ＆ Control)システムの研究開発が各国で進められている。A-SMGCシステムは、航空機や車輌の瞬時瞬時の位置を検出するセンサや、航空機や車輌に進路を示す灯火設備や誘導用の表示盤、滑走路などへの進入を防止するストップバーなどの地上設備と、管制室に設けられる管制設備からなる。
【０００４】
空港は、晴天時ばかりではなく、夜間や濃霧、降雨、降雪など視界の条件が非常に悪い場合にも運用できる必要がある。このため、A-SMGCシステムの地上設備や管制設備は、航空機同士や管制塔から航空機を視認できないような視界が悪い条件でも運用できる必要がある。このような視界の悪い条件では、特に管制塔から誘導路や滑走路の航空機や車輌を視認することが難しい。
【０００５】
このため、地上誘導の管制のため、例えば、特開２００２−１９７６００号公報や、特開２００３−３１７２００号公報に記載のような管制支援システムが考案されている。これらのシステムでは、管制官の負担を減らしたり、低視界状態での意思決定を正確かつ迅速にしたりするため、移動体を検出して識別する手段や、その移動を予測する手段などを用いて、移動体の最適経路（特にエンジンをかけている時間の最短化などを目的としている）を求め、管制官に提示する。管制官が承認して確定した経路は地上誘導装置やパイロットやドライバーに伝えられ、それぞれの航空機や車輌の移動が実行されることになる。
【０００６】
一方、通常の地上管制においては、ヘリコプタなども含め３次元での目視把握に基づき、管制官の判断で、移動体の移動に対する許可や経路の設定が行われており、A-SMGCシステムの管制官とのマンマシンインタフェースも、例えば、特開２００３−３４６３００号公報に記載のように、管制塔から見えるのと同様な画面が必要と考えられている。これ以外に特開２００２−１９７６００号公報や、特開２００３−３１７２００号公報で経路策定機能を説明するために用いられているような空港面の地図を用いた管制なども考えられる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１９７６００号公報
【特許文献２】特開２００３−３１７２００号公報
【特許文献３】特開２００３−３４６３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
A-SMGCシステムの目的である低視界状況まで含めた高密度運行においては、複数の移動体を効率よく移動させるため、誘導路上の交差点などを、複数の移動体が、次々と効率良く使用する必要がある。特開２００２−１９７６００号公報に記載のような経路策定機能は、このような効率運用の運行計画（タイミングと経路）を決定するが、スケジュールに沿った運行を実現しなければ、事故になったり、それを回避するために、逆に大きな遅延が発生したり、経路の再計算などの煩雑な意思決定に追われたりすることになる。このため効率運用には移動体を、スケジュール通りに運行させることが重要となる。
【０００９】
高度な経路予測を行うA-SMGCシステムでは、その経路決定処理の中で、経路決定対象となる移動体（航空機および車輌）の位置と時間の関係を計算することになるが、前述のような３次元や２次元の画像の中で、位置に加えてタイミングまで把握するというのは、状況を認識する管制官にとっても、指示を受けて、それに追随して運転を行うドライバーやパイロットにとっても、大変難しい行為である。
【００１０】
このため、計算、あるいは予測した通りのタイミングで移動体の移動が実施されるとは限らず、予定の時間より早く進んだり、その逆に遅く進んだりするケースが発生する。電車の場合について考えてみると、同一の経路（電車の場合は、線路）を進行する移動体の内、先行する移動体が遅れれば後続の移動体も遅らさざるを得ない。また追い越しを行う駅の変更や、他の路線との乗り継ぎのために臨時停車する駅を設定したりと言った制御なども必要となる。列車運行管制では、基本的には一本の線（線路）の上を複数の車輌が移動するのを監視・制御するのに対し、空港における地上誘導管制では、複数の経路が一部分を共有したり、交差したりする複雑な形態となるため、列車運行制御のような状況判断、意思決定、指示はさらに難しいものとなる。
【００１１】
本発明の目的は、このようなタイミングも含めた状況把握や予測の困難さを解決して、空港の地上誘導管制官に求められる状況判断、すなわちA-SMGCシステムが計算した経路とタイミングに従った移動体の移動を監視し、そのずれを予測したり把握したりして、対応を決定するのが容易な空港面管制システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、空港における管制に必要な経路形状情報を格納する経路計算用地図データ格納手段と、空港の滑走路および誘導路を走行する航空機および車両の位置を検出する位置検出手段と、移動の始点から終点まで移動体が走行する経路を策定する経路計算手段とを有する空港面管制システムであって、前記経路計算手段による計算結果と、前記位置検出手段による検出結果とを、移動体の走行経路を時間軸と、移動の始点から終点までの位置を表す軸の二次元空間で表示する表示手段を備えるようにしたものである。
かかる構成により、移動体の移動を監視しやすくなるものである。
【００１３】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記表示手段には、監視対象の移動体と移動経路の一部を共有する別の移動体の移動スケジュールと、移動実績とを、前記二次元空間と交わる別の平面に表示するようにしたものである。
【００１４】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記表示手段に表示される監視に用いる画面の座標系を回転できるものである。
【００１５】
（４）上記（１）において、好ましくは、前記表示手段には、監視に用いる画面の座標系に位置や時刻に関する補助線を表示するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、A-SMGCシステムが計算した経路とタイミングに従った移動体の移動を監視し、そのずれを予測したり把握したりして、対応を決定するのが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図１〜図７を用いて、本発明の一実施形態による空港面管制システムの構成及び動作について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態による空港面管制システムのシステム構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による空港面管制システムの構成を示すシステム構成図である。
【００１８】
図１において、上側の枠内は、管制塔１００の内部を示し、下側の枠内は、滑走路，誘導路，エプロンなどの空港面２００を示している。空港面には、航空機や車両などの移動体ＡＰを検出する各種センサＳ１，Ｓ２，…，Ｓ３が備えられている。センサＳ１，…，Ｓ３は、例えば、地上面用のレーダなどである。
【００１９】
A-SMCGCシステムでは、移動体識別・追跡部１０５は、センサＳ１，…，Ｓ３で移動体ＡＰを検出し、運行スケジュール提供部１０６から得た運行スケジュールデータを用いて、検出した移動体ＡＰのコールサインなどを識別すると共に、識別した移動体を追跡する。この識別追跡結果は管制塔１００の管制官用マンマシン提供部１１０に出力され、表示制御部１１３により表示部１２０に表示される。管制官は、表示部１２０の表示内容から、移動体ＡＰの移動状況を把握することができる。
【００２０】
また、A-SMGCシステムでは、経路計算部１０９は、マンマシン提供部１１０を通して入力される経路計算指令に従って、移動体の経路を計算する。経路計算には各種のアルゴリズムがあるが、一般には移動時間や移動距離を最小化する最適化アルゴリズムによって計算される。このようなアルゴリズムでは、経路を構成する滑走路の直線部や交差点での方向転換に要するコスト(時間や距離)を経路計算用地図データ１０７や経路計算用移動体仕様データ１０８といった形で予め定義しておき、それらのコストを経路に沿って積算することで、全体のコストを求め、全体のコストが最小となる経路を選択するような方法が使われる。このため、移動経路が決定された時点で、その経路上の各交差点進入までのコストや、交差点から出るまでのコストも得ることが可能である。
【００２１】
なお、経路計算用地図データ１０７は、空港面上に、ノードとエッジとして定義し、各エッジやノードに関して、移動体に依存しないデータを格納する。
【００２２】
ここで、図２を用いて、本実施形態による空港面管制システムで用いるノード及びエッジについて説明する。
図２は、本発明の一実施形態による空港面管制システムで用いるノード及びエッジの説明図である。
【００２３】
ターミナルビルＴＢの周囲には、滑走路，誘導路，エプロンなどが配置されている。図示の例で、黒丸で示されるのがノードＮであり、隣接するノードＮの間を接続する線部がエッジＥである。エッジＥは、単位空間であり、この単位空間内には、同時に２機以上の移動体が存在しないための空間である。ノードＮは、単位空間であるエッジＥの接点である。
【００２４】
また、図１において、経路計算用移動体仕様データ１０８は、各移動体の特性に依存するデータを格納するものとする。たとえば、交差点での方向転換に要する時間は大型機と小型機、車両では異なるため、このような機種依存のデータも各移動体の特性に依存するデータである。
【００２５】
管制官用マンマシン提供部１１０は、実績データを管理する実績データ管理部１１５と、経路データ管理部１１６と、操作入力部１１１と、監視対象選択部１１２と、干渉の可能性ある移動体の判定部１１４と、表示制御部１１３とを備えている。
【００２６】
操作入力部１１１は、管制官の画面上の操作を判別し、ヘアカーソルの表示や、座標の回転などの場合は、操作を表示制御部１１３へ出力して、表示の変更を行わせる。監視対象移動体の切替の場合には、監視対象選択部１１２に変更後の監視対象移動体の識別情報(コールサインなど)を通知する。監視対象選択部１１２は、この切替指示を受けて、新たな監視対象移動体と干渉の可能性のある移動体の判別処理を起動する。干渉の可能性のある移動体の判定部１１４は、経路データ管理部１１６から登録済みの移動体の経路データを読込み、同一ノードやエッジを使用する移動体を抽出する。なお、抽出にあたっては予め判定条件として、監視対象移動体が、そのノードやエッジを使用する時間に対して、前側何分、後ろ側何分と言った条件にマッチするものだけを抽出するようにしても良い。
【００２７】
表示制御部１１３は、選択された監視対象移動体と、前述のようにして得た干渉の可能性のある移動体について、経路データ管理部から経路データを取得し、ノードやエッジの２次元平面的な情報は捨象して一次元とすると共に、経路計算部１０９で計算した時刻或いはコストの情報をもう一つの次元として、表示部１２０の監視画面に表示する。また、同様に、監視対象移動体とそれと干渉の可能性ある移動体に関して、実績データ管理部１１５より実績データを取得して、表示部１２０の時空間画面に表示する。これらの表示例については、図３以降を用いて後述する。
【００２８】
本実施例では、監視対象選択のための画面構成に関しては示していないが、例えば、特開２００２−１９７６００号公報，特開２００３−３１７２００号公報や特開２００３−３４６３００号公報に記載のように、通常の二次元平面(空港面地図)上に、移動体のアイコンを示し、それをクリックするといった方式や、管制対象の全移動体のコールサインなどの識別情報のリストを画面に表示し、これを選択する方式などを用いることができる。
【００２９】
次に、図３を用いて、本実施形態による空港面管制システムの第１の表示について説明する。
図３は、本発明の一実施形態による空港面管制システムの第１の表示例の説明図である。
【００３０】
図３は、出発機に関する表示部１２０への表示例を示している。図３において、縦軸は位置を示し、横軸は時刻を示している。ここで、縦軸の位置とは、移動の始点から終点までの距離やコストである。このように、本実施形態では、移動体の走行経路を、時間軸と、移動の始点から終点までの位置を表す軸の二次元空間で表示するようにしている。
【００３１】
図示の例では、縦軸には、乗客を乗せるなど(貨物機では荷物の積み込み)のために使用している駐機スポットから交差点Ｃを経由して、滑走路Ａの進入点までの位置を示している。なお、本実施例の縦軸は原点側に出発点（この例では駐機スポット）を、原点から遠い方に目的地（滑走路進入点）を示しているが、進行方向に依存せずに、原点側をスポットとしたり、滑走路進入点／離脱点としても良いものである。
【００３２】
図中、破線Ｖ１ｓは、図１の経路データ管理部１１６において管理されている，駐機スポットから滑走進入点までの位置と、時刻の関係のスケジュールを示している。一方、実線Ｖ１ａは、実績データ管理部１１５によって管理されている，時刻ｔ１までの実際の走行状況を示している。表示対象の移動体は、監視対象選択部１１２によって選択されたものである。なお、図示の例では、スケジュールを破線で示し、実際の走行状況を実線で示しているが、色や濃淡で区別しても良いものである。
【００３３】
図示の例で、時刻ｔ２付近では、破線Ｖ１ｓに対して実線Ｖ１ａの縦軸方向の位置がずれているが、このように直感的に移動体のスケジュールに対する進行状況のずれを把握することができる。時刻ｔ３付近では、交差点Ｃにおいて、スケジュールＶ１ｓも実際の走行状況Ｖ１ａも、横軸に平行な線で示されているが、これは、他の移動体がその場所（交差点あるいは誘導路の交差点以外の部分など）を使用しているため、待ち合わせが発生する状況を表している。また、スケジュールＶ１ｓや実際の走行状況Ｖ１ａにおいて、表示される線の傾きは移動体の移動速度を示しており、例えば、傾きの緩い部分は、交差点での進路変更などによる減速や他の移動体との接近を避けるための減速などを表している。基本的な表記方法は列車のダイヤと同じであるが、移動体が移動できる場所は、列車と異なり２次元的なため、空間的な経路の情報を捨象する必要がある。また、縦軸の一次元で表現されている経路以外の経路も多くあり、他の移動体の状態やスケジュールを表現することはできない（まったく同一経路、あるいは逆の経路の場合を除く）。
【００３４】
なお、縦軸のスケールに関しては、滑走路上の移動距離に比例するように表現する方法や、スポットなど特に経路が交差する可能性の高い部分を拡大するようなスケールにしてもよいものである。なお、後者のように実際の距離と比例しないような表現とする場合は、縦軸に滑走路上の位置を適宜、表示したり、時間軸方向へ補助線を引いたり、色分けすると状況把握が容易になる。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態によれば、２次元（ヘリコプタなども含めると３次元）の空港面を、管制対象の移動体ごとに１次元で模式的に表現し、もう一つの軸に時間を用いるため、列車運行管制における運転整理でダイヤによる表示が有効なのと同様に、管制対象の移動体が現在、どの程度まで進んでいるか、それが予定とどの程度ずれているか、どの程度ずれそうかといった傾向の把握などが容易になり、ドライバーやパイロットへタイムリーに指示を出することが可能なる。したがって、各移動体のスケジュールに対する進行状況を把握したり、そのずれを予測したりし易くなる。
【００３６】
次に、図４を用いて、本実施形態による空港面管制システムの第２の表示について説明する。
図４は、本発明の一実施形態による空港面管制システムの第２の表示例の説明図である。なお、図３と同一符号は、同一部分を示している。
【００３７】
ある移動体を監視する場合、管制官の状況把握やそれに基づく判断、判断結果である対応の通知などが必要となるのは、監視対象以外の移動体と衝突したり接近する可能性がある場合である。
【００３８】
ある移動体(移動体Ｖ)の監視において、他の移動体（移動体Ｗ）の移動に注意を払う必要が生じるのは、その移動体(移動体Ｗ)が、監視対象移動体(移動体Ｖ)の進路の一部を共有する場合である。進路の共有の仕方には、交差点での交差と、進路を構成する誘導路やエプロンなどの一部の区間を同一方向、または逆方向に進行する場合がある。これ以外に並行する誘導路上の進行も、翼端間隔が接近することから、進路の共有と考えることもできる。
【００３９】
このような他の移動体との干渉の可能性を把握するために、本例では、他の移動体の移動スケジュールと実際の走行状況をもあわせて監視するために、３次元的に表示するようにしている。
【００４０】
表示部１２０Ａの監視画面上には、監視対象移動体Ｖのスケジュールを、Ｘ軸とＹ軸の時空間面上に、予定Ｖ１ｓと実績（実際の走行状況）Ｖ１ａとして表示する。この表示例は、図３に示したものと基本的に同じである。但し、実際の走行状況については、時刻ｔ４まで図示している。
【００４１】
一方、監視対象移動体Ｖと交差点Cで干渉する可能性のある移動体(移動体Ｗ) のスケジュールは、Ｘ１軸とＹ１軸の時空間面上に、破線で示す予定Ｗ１ｓと、実線で示す実績（実際の走行状況）Ｗ１ａとして表示する。Ｙ１軸は、移動体Ｗの移動経路における位置を示し、Ｘ１軸は時刻を示している。干渉する可能性のある移動体(移動体Ｗ)は、図１の干渉の可能性のある移動体の判定部１１４によって判定される。判定された移動体Ｗのスケジュールは、経路データ管理部１１６から取得され、実際の走行状況は、実績データ管理部１１５から取得される。
【００４２】
また、図４の例において、補助線Ｔ１，Ｔ２は、それぞれの時空間面上に示した時刻を表す補助線である。この補助線Ｔ１，Ｔ２の示す時刻は、図示の例では、監視対象移動体Ｖが交差点Ｃに差し掛かる予定の時刻を示している。補助線Ｔ１，Ｔ２は、管制官の操作に応じて、計測器のヘアカーソル同様に表示できるものであり、状況の把握がより容易になる。
【００４３】
また、補助線Ｐ１は場所を表す補助線で、この例では交差点Cを示している。なお、監視対象移動体Ｖと干渉する可能性のある移動体(移動体Ｗ)の進行スケジュール全体に関して把握する必要は必ずしも無いので、本例では、近傍の所定の時空間範囲に付いてのみ表示している。
【００４４】
図示の例では、交差点Ｃにおいて、移動体Ｖが時刻ｔ４に通過し、その後、移動体Ｗは、移動体Ｖに対して時間差Δｔ４を経て通過する予定である。しかしながら、移動体Ｖは、スケジュールＶ１ｓに対して実際の走行状況Ｖ１ａが遅れており、一方、移動体Ｗは、スケジュールＷ１ｓに対して実際の走行状況Ｗ１ａが進んでおり、交差点Ｃにおいて両者はスケジュールよりも接近している状況を把握することができる。
【００４５】
以上のように、本実施形態では、監視対象移動体Ｖの経路(時間と位置の関係)に対して、他の移動体Ｗの経路(時間と位置の関係)を３次元的にあわせて表示することにより、進路の共有時にも、他の移動体との干渉の可能性を把握することができる。
【００４６】
次に、図５を用いて、本実施形態による空港面管制システムの第３の表示について説明する。
図５は、本発明の一実施形態による空港面管制システムの第３の表示例の説明図である。なお、図３及び図４と同一符号は、同一部分を示している。
【００４７】
図５に示す例は、表示部１２０Ｂの監視画面上には、監視対象移動体Ｖと干渉する可能性のある移動体Ｗが交差点Cに進入する時刻を、補助線Ｔ３で示し、さらに、監視対象移動体Ｖが交差点Cに進入する時刻との時間的余裕を、矢印付きの線ＹＴで示している。
【００４８】
次に、図６を用いて、本実施形態による空港面管制システムの第４の表示について説明する。
図６は、本発明の一実施形態による空港面管制システムの第４の表示例の説明図である。なお、図３〜図５と同一符号は、同一部分を示している。
【００４９】
図６に示す例では、表示部１２０Ｃの監視画面上には、移動体Ｖの実際の走行状況Ｖ１ａに基づいて、想定される走行状況Ｖ１ａ’を算出して表示し、また、移動体Ｗの実際の走行状況Ｗ１ａに基づいて、想定される走行状況Ｗ１ａ’を算出して表示する。そして、移動体Ｖの交差点Ｃの想定される進入時刻を、補助線Ｔ４で示し、移動体Ｗの交差点Ｃの想定される進入時刻を、補助線Ｔ５で示し、さらに、想定される余裕時間を、矢印付きの線ＡＴで示している。
【００５０】
なお、図４〜図６では、線や面の説明のために数値を付ける必要があるので、それぞれ別々の絵で示しているが、色や補助線の線種、太さなどで区別できるようにすれば、一つの画面でも十分にこうした時間余裕を把握することが可能である。
【００５１】
また、このような３次元の線図の表示では、市販の統計ソフトなどにある図表の回転機能を用いて、図４の表示を回転できるようにしても良いものである。
【００５２】
以上のようにして、図４〜図６のような表示により、特に監視対象移動体に接近する他の移動体の進路(時刻と場所の対応関係)の要注意となる部分のスケジュールと実績を合わせて把握することができるため、管制対象の移動体の移動に関する適正さ／危険性の判断が容易になる。
【００５３】
次に、図７を用いて、本実施形態による空港面管制システムの第５の表示について説明する。
図７は、本発明の一実施形態による空港面管制システムの第５の表示例の説明図である。なお、図３〜図５と同一符号は、同一部分を示している。
【００５４】
図７に示す例では、一部区間を共有する移動体がある場合の表示例を示している。表示部１２０Ｄの監視画面上において、縦軸には、駐機スポットから交差点Ｃ，Ｄ，Ｅを経由して、滑走路Ａの進入点までの位置を示している。
【００５５】
監視対象移動体Ｖのスケジュールは破線Ｖ１ｓで示し、実績（実際の走行状況）は実線Ｖ１ａで示している。移動体Ｖは、駐機スポットから交差点Ｃ，Ｄ，Ｅを経由して、滑走路Ａの進入点まで移動する。一方、交差点Ｄ〜交差点Ｅにおいては、他の移動体Ｒが一部誘導路を共有する。移動体Ｒのスケジュールは、破線Ｒ１ｓで示している。なお、図のように他の経路から進入する部分については、Ｘ２−Ｙ２軸による他の次元の表示とし、また、他の経路に出て行く部分については、Ｘ３−Ｙ３軸による他の次元の表示として、３次元表示を合わせて使用している。
【００５６】
以上のようにして、一部区間を共有する移動体がある場合でも、監視対象移動体に接近する他の移動体の進路(時刻と場所の対応関係)の要注意となる部分のスケジュールと実績を合わせて把握することができるため、管制対象の移動体の移動に関する適正さ／危険性の判断が容易になる。
【００５７】
なお、図３〜図７に示したような監視画面は、マルチウインドウで表示することができるので、一つの物理的な監視画面をマルチ画面に分割し、それぞれに本実施形態による表示を行うことにより、複数の移動体を監視することができる。
【００５８】
また、経路計算には様々なアルゴリズムが考えられるが、衝突を回避する必要があることから、他の移動体の位置に応じてコストを変更するようなアルゴリズムが理想系としては必要となる。このような他の移動体の経路使用状況を勘案した経路を決定する方法としては、例えば、特開２００３−３０８００号公報や特開２００３−８５７００号公報に示された方法をとることができる。
【００５９】
しかしながら、特開２００３−３０８００号公報や特開２００３−８５７００号公報には、予めシステムに与えるコストの情報や、計算時間などの面で運用上の制約もある。
【００６０】
一方、技術的に最も普及している経路計算アルゴリズムは、インターネットのルーティングに用いられるダイクストラのアルゴリズムなどであるが、このアルゴリズムには、他の移動体の移動により、経路のコストが大幅に変るような条件は想定されておらず、空港面での経路計算でも、他の移動体が無い状況での最適経路の計算には利用できるが、他の移動体を考慮した計算に利用することは困難である。瞬時瞬時の状況に応じて、経路のコストを再評価し、それに基づいて経路計算を行うといった方法もあるが、ダイクストラのアルゴリズムでは、待ち合わせを考慮することができない。すなわち、空港面の移動では、交差点などで必ず針路を決めて次の進路に向かうだけでなく、先行機が離れるのを停止して待つといった運用が行われるが、ダイクストラのアルゴリズムではこうした待ち合わせも含めた最適経路の探索はできない。
【００６１】
そこで、本実施形態表示方法を経路計算〜決定までの経路策定機能のマンマシンインタフェースとして使用すると、例えば、ダイクストラのような単純なアルゴリズムで求めた経路計算結果を、図３〜図７のように表示するため、その経路による他の経路との干渉の可能性などが容易に把握できるようになるので、経路の修整や承認が容易になる。
【００６２】
以上説明したように、本発明の各実施形態によれば、２次元（ヘリコプタなども含めると３次元）の空港面を、管制対象の移動体ごとに１次元で模式的に表現し、もう一つの軸に時間を用いるため、列車運行管制における運転整理でダイヤによる表示が有効なのと同様に、管制対象の移動体が現在、どの程度まで進んでいるか、それが予定とどの程度ずれているか、どの程度ずれそうかといった傾向の把握などが容易になり、ドライバーやパイロットへタイムリーに指示を出することが可能なる。また、交差点などで干渉する可能性のある他の移動体についても、スケジュールと実績を、時間と空間の２次元で把握することができるので、他の移動体の運行状況に応じた判断も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態による空港面管制システムの構成を示すシステム構成図である。
【図２】本発明の一実施形態による空港面管制システムで用いるノード及びエッジの説明図である。
【図３】本発明の一実施形態による空港面管制システムの第１の表示例の説明図である。
【図４】本発明の一実施形態による空港面管制システムの第２の表示例の説明図である。
【図５】本発明の一実施形態による空港面管制システムの第３の表示例の説明図である。
【図６】本発明の一実施形態による空港面管制システムの第４の表示例の説明図である。
【図７】本発明の一実施形態による空港面管制システムの第４の表示例の説明図である。
【符号の説明】
【００６４】
１００…管制塔
１０５…移動体識別・追跡部
１０６…運行スケジュール提供部
１０７…経路計算用地図データ
１０８…経路計算用移動体使用データ
１０９…経路計算部
１１０…マンマシン提供部
１１１…操作入力部
１１２…監視対象選択部
１１３…表示制御部
１１４…干渉の可能性ある移動体の判定部
１１５…実績データ管理部
１１６…経路データ管理部
１２０…表示部
２００…空港面
Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓ３…センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空港における管制に必要な経路形状情報を格納する経路計算用地図データ格納手段と、空港の滑走路および誘導路を走行する航空機および車両の位置を検出する位置検出手段と、移動の始点から終点まで移動体が走行する経路を策定する経路計算手段とを有する空港面管制システムであって、
前記経路計算手段による計算結果と、前記位置検出手段による検出結果とを、移動体の走行経路を時間軸と、移動の始点から終点までの位置を表す軸の二次元空間で表示する表示手段を備えたことを特徴とする空港面管制システム。
【請求項２】
請求項１記載の空港面管制システムにおいて、
前記表示手段には、監視対象の移動体と移動経路の一部を共有する別の移動体の移動スケジュールと、移動実績とを、前記二次元空間と交わる別の平面に表示することを特徴とする空港面管制システム。
【請求項３】
請求項１記載の空港面管制システムにおいて、
前記表示手段に表示される監視に用いる画面の座標系を回転できることを特徴とする空港面管制システム。
【請求項４】
請求項１記載の空港面管制システムにおいて、
前記表示手段には、監視に用いる画面の座標系に位置や時刻に関する補助線を表示することを特徴とする空港面管制システム。
【請求項１】
空港における管制に必要な経路形状情報を格納する経路計算用地図データ格納手段と、空港の滑走路および誘導路を走行する航空機および車両の位置を検出する位置検出手段と、移動の始点から終点まで移動体が走行する経路を策定する経路計算手段とを有する空港面管制システムであって、
前記経路計算手段による計算結果と、前記位置検出手段による検出結果とを、移動体の走行経路を時間軸と、移動の始点から終点までの位置を表す軸の二次元空間で表示する表示手段を備えたことを特徴とする空港面管制システム。
【請求項２】
請求項１記載の空港面管制システムにおいて、
前記表示手段には、監視対象の移動体と移動経路の一部を共有する別の移動体の移動スケジュールと、移動実績とを、前記二次元空間と交わる別の平面に表示することを特徴とする空港面管制システム。
【請求項３】
請求項１記載の空港面管制システムにおいて、
前記表示手段に表示される監視に用いる画面の座標系を回転できることを特徴とする空港面管制システム。
【請求項４】
請求項１記載の空港面管制システムにおいて、
前記表示手段には、監視に用いる画面の座標系に位置や時刻に関する補助線を表示することを特徴とする空港面管制システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−３５０４４５（Ｐ２００６−３５０４４５Ａ）
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１７２４７１（Ｐ２００５−１７２４７１）
【出願日】平成１７年６月１３日（２００５．６．１３）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月１３日（２００５．６．１３）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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