航空機降着オーバーラン予測装置
【課題】 航空機のオーバーランの発生を未然に予測して地上要員に知らせる。
【解決手段】 機体２の機種毎に機体２の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報（滑走路距離情報）を記憶した機種データベース１１と、降着する機体２を撮像するカメラ６から送信される画像を解析して機体２の降着態様（降着位置，接地速度）を求める航空機降着画像認識手段７とを設け、降着状態にある機体２の機体識別信号に基づいて機種データベース１１を検索することで当該機体２に対応する滑走路距離情報を求め、機体２の降着態様と滑走路距離情報とに基づいて降着状態にある機体２におけるオーバーランの発生の有無を未然に予測し、オーバーランの発生が予測された場合に限り、警報発生手段９を作動させて地上要員に向けてオーバーランの発生予測警報を出力する。
【解決手段】 機体２の機種毎に機体２の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報（滑走路距離情報）を記憶した機種データベース１１と、降着する機体２を撮像するカメラ６から送信される画像を解析して機体２の降着態様（降着位置，接地速度）を求める航空機降着画像認識手段７とを設け、降着状態にある機体２の機体識別信号に基づいて機種データベース１１を検索することで当該機体２に対応する滑走路距離情報を求め、機体２の降着態様と滑走路距離情報とに基づいて降着状態にある機体２におけるオーバーランの発生の有無を未然に予測し、オーバーランの発生が予測された場合に限り、警報発生手段９を作動させて地上要員に向けてオーバーランの発生予測警報を出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機のオーバーランの発生を予測して地上要員に向けて警報を出力する航空機降着オーバーラン予測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機のオーバーランを未然に防止するための発明として、例えば、特許文献１に開示される「航空機駐機位置検出装置」や特許文献２に開示される「航空機の着陸段階における操縦を支援するための装置」が提案されている。
【０００３】
特許文献１に開示される「航空機駐機位置検出装置」は、駐機スポットに侵入する機体の位置を検出してパイロットに進路や停止位置に関連する情報を提供するものである。
【０００４】
また、特許文献２に開示される「航空機の着陸段階における操縦を支援するための装置」は、降着状態にある機体の対地速度を積分して移動距離を求め、適切な範囲内でランディング・ギァ等の降着装置が接地したか否かを判定し、接地が遅れた場合にパイロットに機体の引き起こしや進入復行（再進入）を促すことを目的としたものである。
【０００５】
いずれのものも基本的にオーバーランの発生を未然に防止することを目的とした技術であり、オーバーランが発生した場合のリカバリー処理、例えば、救出作業や消火作業の円滑化や二次災害の発生を抑制するといった発想および機能はない。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２７５１２号公報
【特許文献２】特開平８−１９８１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、航空機のオーバーランの発生を未然に予測して地上要員に向けて警報を出力することのできる航空機降着オーバーラン予測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の航空機降着オーバーラン予測装置は、トランスポンダー応答信号に含まれる機体識別信号と位置情報を受信し、各機体識別信号毎の位置情報の時系列的な変化に基づいて降着状態にある機体の機体識別信号を特定するトランスポンダー信号解析手段と、
機体の機種毎に、当該機種に属する機体の機体識別信号と、当該機種の機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報とを記憶した機種データベースと、
前記トランスポンダー信号解析手段から受信した機体識別信号に基づいて前記機種データベースを検索し、当該機体識別信号に対応する機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報を求める航空機情報照合手段と、
降着する機体を撮像するカメラから送信される画像を解析して機体の降着態様を求める航空機降着画像認識手段と、
前記航空機情報照合手段から滑走距離の演算に関連する情報を受信し、該滑走距離の演算に関連する情報と前記航空機降着画像認識手段から受信した降着態様とに基づいてオーバーランの発生の有無を予測する降着安全判定手段と、
前記降着安全判定手段によってオーバーランの発生が予測されると、オーバーランの発生予測警報を少なくとも地上要員に向けて出力する警報発生手段とを備えたことを特徴とする構成を有する。
【０００９】
以上の構成により、トランスポンダー信号解析手段がトランスポンダー応答信号に含まれる機体識別信号と位置情報を受信し、各機体識別信号毎の位置情報の時系列的な変化に基づいて降着状態にある機体の機体識別信号を特定し、この情報を航空機情報照合手段に引き渡す。
これを受けた航空機情報照合手段は、機体識別信号に基づいて機種データベースを検索し、当該機体識別信号に対応する機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報を求め、降着安全判定手段に引き渡す。機種データベースには機種と機体識別信号との対応関係および機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連した情報と機種との対応関係が記憶されているので、滑走距離の演算に関連する情報の検索に際しては、まず、トランスポンダー信号解析手段から受信した機体識別信号に基づいて当該機体の属する機種を特定し、その後、この機種に対応した機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関わる情報が機種データベースから読み出される。
また、これらのトランスポンダー信号解析手段や航空機情報照合手段と並行して航空機降着画像認識手段が常時作動しており、この航空機降着画像認識手段が、降着する機体を撮像するカメラから送信される画像を逐次解析して機体の降着態様を求め、その結果を降着安全判定手段に引き渡す。この航空機降着画像認識手段自体が機体の機種や機体識別信号を認識する必要はない。
降着安全判定手段は、その時点で航空機情報照合手段から受け取っている滑走距離の演算に関連した情報と航空機降着画像認識手段から受け取った降着態様を同一の機体すなわち現時点で降着状態にある機体のものであると認識し、航空機情報照合手段から受け取った滑走距離の演算に関連する情報と航空機降着画像認識手段から受け取った降着態様とに基づいて当該機体におけるオーバーランの発生の有無を予測する。
最終的に、降着安全判定手段によってオーバーランの発生が予測された場合に限り、警報発生手段が作動して、地上要員に向けてオーバーランの発生予測警報を出力する。
このように、航空機のオーバーランの発生を未然に予測して地上要員に向けて警報を出力することができるので、オーバーランが発生した場合のリカバリー処理、例えば、救出作業や消火作業が後手に回るといった問題が改善され、二次災害の発生を効果的に抑制することができる。
【００１０】
また、滑走距離の演算に関連する情報に加え、航空機情報照合手段が機種データベースを検索して求めた機種の情報を降着安全判定手段に引き渡すようにし、オーバーランの発生予測警報と共にオーバーランの対象となる機体の機種を地上要員に向けて知らせるようにしてもよい。
【００１１】
オーバーランの対象となる機種について地上要員が予め知ることができるので、救出作業や消火作業に必要とされる装備の選択や要員の配置を的確に行うことが可能となり、二次災害の発生を効果的に抑制することができる。
【００１２】
より具体的には、例えば、滑走距離の演算に関連する情報として所要滑走路長を機種データベースに記憶させ、
機体の降着態様としての降着位置を航空機降着画像認識手段によって求めさせるようにし、
降着安全判定手段が、降着位置から求まる有効滑走路長と前記所要滑走路長とを比較してオーバーランの発生の有無を予測するといった構成が適用できる。
【００１３】
滑走路長は既知の値であるから、降着態様としての降着位置が分れば有効滑走路長つまり降着状態にある機体が実際に使用可能な滑走路の長さが求められる。
従って、降着安全判定手段は、航空機降着画像認識手段によって求められた降着位置と既知の滑走路長に基づいて有効滑走路長を算出した上で、更に、有効滑走路長と所要滑走路長との大小関係を比較し、有効滑走路長が所要滑走路長と同等以上であればオーバーランは発生しないものと予測し、また、有効滑走路長が所要滑走路長よりも短ければオーバーランが発生するものと予測することができる。
【００１４】
あるいは、機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報として各種のパラメータを機種データベースに記憶させ、
機体の降着態様として其の降着位置と接地速度を航空機降着画像認識手段によって求めさせるようにし、
降着安全判定手段が、降着位置から求まる有効滑走路長と前記接地速度と前記パラメータとに基づいてオーバーランの発生の有無を予測するようにしてもよい。
【００１５】
前記と同様、滑走路長は既知の値であるから、降着態様としての降着位置が分れば有効滑走路長が求められる。
また、機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連するパラメータとしては、例えば、逆推力装置，油圧車輪ブレーキ，スポイラー等のブレーキ装置の性能に関わる関数が利用され得る。
この場合、降着する機体の位置に加えて接地速度が航空機降着画像認識手段によって求められるので、この機体が属する機種の逆推力装置，油圧車輪ブレーキ，スポイラー等のブレーキ装置の性能に関わるパラメータと機体の接地速度および有効滑走路長の関係に基づいて、オーバーランの発生の有無を高い確率で予測することができる。
【００１６】
更に、前記機種データベースに、機体の機種の分類の下で滑走路の環境に応じた滑走距離の演算に関連する情報を場合分けして記憶させ、
航空機情報照合手段により、機体の機種および滑走路の環境に応じて、機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報を求めるようにしてもよい。
【００１７】
滑走距離の演算に関連する情報が機種の相違と滑走路の環境に応じて選択されるので、オーバーランの発生の有無を更に高い確率で予測することができるようになる。
滑走路の環境としては、例えば、乾燥，降雨，積雪等の路面状況や、風向および風速といったものが考えられる。
【００１８】
また、トランスポンダー信号解析手段は、各機体識別信号毎の位置情報の時系列的な変化に基づいて各機体の移動方向が滑走路に接近する方向であるのか離間する方向であるのかを求め、移動方向が滑走路に接近する方向である機体のうち滑走路に直近する機体の機体識別信号を降着状態にある機体の機体識別信号として特定する構成とすることができる。
【００１９】
具体的には、同じ機体識別信号に対応して新たに受信された位置情報と其の直前に受信された位置情報との関係から機体の移動方向が滑走路に接近する方向であるのか離間する方向であるのかが分る。
このうち、降着の可能性があるのは滑走路に接近する方向に移動する機体だけであるから、滑走路に接近する方向に移動する機体うち滑走路に直近する機体の機体識別信号を降着状態にある機体の機体識別信号として特定することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の航空機降着オーバーラン予測装置は、機体の機種毎に降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報を記憶した機種データベースと、降着する機体を撮像するカメラから送信される画像を解析して機体の降着態様を求める航空機降着画像認識手段とを設け、降着状態にある機体の機体識別信号に基づいて機種データベースを検索することで当該機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報を求め、該求められた降着態様と滑走距離の演算に関連する情報とに基づいて降着状態にある機体におけるオーバーランの発生の有無を未然に予測し、オーバーランの発生が予測された場合に限り、警報発生手段を作動させて地上要員に向けてオーバーランの発生予測警報を出力するようにしているので、オーバーランが発生した場合のリカバリー処理、例えば、救出作業や消火作業等が後手に回るといった問題が改善され、機体のオーバーランによる二次災害の発生を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について具体的に説明する。
【００２２】
図１は本発明を適用した一実施形態の航空機降着オーバーラン予測装置１（以下、単に予測装置１という）の構成の概略について示した模式図、図２は同予測装置１における各種のデータの流れを含めて示した機能ブロック図である。
【００２３】
この実施形態における予測装置１の主要部は、滑走路１０の周辺に配備された二次監視レーダー（図示せず）からの質問に応答して機体２が送信するトランスポンダー応答信号を受信するトランスポンダー信号受信器３と、トランスポンダー信号受信器３から送られる機体識別信号と位置情報を受信して降着状態にある機体２の機体識別信号を特定するトランスポンダー信号解析手段４を備える。
また、トランスポンダー信号解析手段４から受信した機体識別信号に基づいて機種データベース１１を検索することによって当該機体識別信号に対応する機体２の機種（以下、機種情報という）を特定すると共に、この機種の機体２の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報（以下、滑走路距離情報という）を機種データベース１１から求める航空機情報照合手段５と、降着する機体２を撮像するカメラ６から送信される動画の画像を解析して機体２の降着態様である降着位置と接地速度を求める航空機降着画像認識手段７、ならびに、航空機情報照合手段５から機種情報と共に送られる滑走路距離情報と航空機降着画像認識手段７から送られる降着態様である降着位置および接地速度に基づいて機体２におけるオーバーランの発生の有無を予測する降着安全判定手段８と、降着安全判定手段８からの指令に従ってオーバーランの発生予測警報を地上要員に向けて出力する警報発生手段９を有する。
【００２４】
トランスポンダー信号解析手段４，航空機情報照合手段５，航空機降着画像認識手段７，降着安全判定手段８の各機能は、夫々、独立したコンピュータに実装してもよいし、コンピュータに十分な処理能力があれば、各機能の実現に必要とされる処理、例えば、図３〜図６に示されるような各処理をマルチタスク処理によって構成し、各手段の機能を単一のコンピュータに実装しても構わない。
【００２５】
また、機体２の機種に対応させて機体２の機体識別信号と各機種に共通する滑走路距離情報を記憶した機種データベース１１は、ハードディスクドライブ等を始めとする不揮発性の記憶装置に格納され、航空機情報照合手段５を構成するコンピュータの内部に納められるか、あるいは、航空機情報照合手段５を構成するコンピュータから少なくともデータの読み込みが可能な状態で航空機情報照合手段５に接続されている。
【００２６】
この実施形態では、図８および図９に示すように、機種を特定するための機種情報と各機種に属する機体２の機体識別信号とを対応させて記憶した識別信号記憶データベース１１ａ、および、機種情報と其の機種に共通する滑走路距離情報とを対応させて記憶した滑走路距離情報記憶データベース１１ｂによって機種データベース１１を構成しているが、これらのものは一体であってもよい。
【００２７】
滑走路距離情報記憶データベース１１ｂには、同一機種の機体２の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連した情報つまり滑走路距離情報が滑走路１０の環境に応じて幾つかに場合分けして記憶されている。
この実施形態においては、特に、滑走路１０が乾燥している場合、降雨によって濡れている場合、積雪による凍結の恐れがある場合の３種の環境を想定して各環境毎の滑走路距離情報を記憶させているが、場合分けの数に格別な制限はない。
【００２８】
滑走路距離情報として、例えば、機種と環境に応じた所要滑走路長のみを記憶させる場合や、機種と環境に応じた所要滑走路長および許容接地速度を記憶させる場合、更には、逆推力装置，油圧車輪ブレーキ，スポイラー等のブレーキ装置の性能に関わるパラメータ等を記憶させる場合がある。
【００２９】
図３はトランスポンダー信号解析手段４として機能するコンピュータが降着状態にある機体２の機体識別信号を特定するための処理の一例について概略を示したフローチャート、図４は航空機情報照合手段５として機能するコンピュータが降着状態にある機体２の機体識別信号に基づいて該機体２に対応する機種情報と滑走路距離情報を求めるための処理の一例について概略を示したフローチャート、図５は航空機降着画像認識手段７として機能するコンピュータが機体２の降着態様すなわち機体２の降着位置と接地速度を求める際の処理の概略について示したフローチャート、図６は降着安全判定手段８として機能するコンピュータが航空機情報照合手段５から送られる機種情報および滑走路距離情報と航空機降着画像認識手段７から送られる降着位置および接地速度に基づいて機体２におけるオーバーランの発生の有無を予測する際の処理の概略について示したフローチャートである。
【００３０】
次に、図３〜図６のフローチャートを参照してトランスポンダー信号解析手段４，航空機情報照合手段５，航空機降着画像認識手段７，降着安全判定手段８の処理動作について具体的に説明する。
【００３１】
トランスポンダー信号解析手段４として機能するコンピュータ（以下、単にトランスポンダー信号解析手段４という）は、トランスポンダー信号受信器３からのトランスポンダー応答信号の入力を常に待ち受けており（図３のステップａ１）、トランスポンダー応答信号の入力が検出されると、このトランスポンダー応答信号に含まれる機体２の機体識別信号と其の位置情報Ｐを読み込んで一時記憶する（ステップａ２）。
【００３２】
但し、トランスポンダー信号受信器３は滑走路１０の周辺を飛行する様々な機体２から送信されるトランスポンダー応答信号を逐次受信し、各機体２の機体識別信号と位置情報Ｐをトランスポンダー信号解析手段４に送りつけてくるので、この段階では、どの機体識別信号が降着状態にある機体２のものであるかは特定され得ない。
【００３３】
そこで、トランスポンダー信号解析手段４は、まず、図７に示されるような識別信号記憶テーブルを参照し（ステップａ３）、今回のステップａ１の処理で受信した機体識別信号が当該時点で既に識別信号記憶テーブルに記憶されているか否かを判定する（ステップａ４）。
【００３４】
図７に示す識別信号記憶テーブルは、機体２毎の機体識別信号に対応させて各機体２の現在位置Ｐｎと各機体２の過去位置Ｐｐおよび該機体２からのトランスポンダー信号の最終受信時刻Ｔと該機体２の移動方向を示すフラグＦ１の値を関連付けて記憶するためのテーブルであって、トランスポンダー信号解析手段４として機能するコンピュータの不揮発性メモリ内に設けられている。
【００３５】
ステップａ４の判定結果が偽となった場合、つまり、今回のステップａ１の処理で受信した機体識別信号が当該時点で識別信号記憶テーブルに記憶されていない場合には、この機体識別信号に関連するトランスポンダー応答信号が現時点で初めて検出されたものであることを意味するので、トランスポンダー信号解析手段４は、図７に示されるような識別信号記憶テーブルの未使用レコードにおける識別信号記憶フィールドに今回のステップａ１の処理で受信した機体識別信号を新たに登録し、このレコードの現在位置記憶フィールドＰｎに今回のステップａ１の処理で受信した位置情報Ｐを記憶させると共に、このレコードの最終受信時刻記憶フィールドＴに現在時刻を記憶させる（ステップａ５）。
【００３６】
この場合、当該レコードの過去位置記憶フィールドＰｐにはデータが記憶されておらず、機体２の経路から今回のステップａ１の処理で受信した機体識別信号を有する機体２の移動方向を特定することはできないので、トランスポンダー信号解析手段４は、取り敢えず、当該レコードにおけるフラグ記憶フィールドＦ１に、滑走路１０から離間する方向への移動を示す値０をセットする（ステップａ６）。
【００３７】
一方、ステップａ４の判定結果が真となった場合、つまり、今回のステップａ１の処理で受信した機体識別信号が既に図７の識別信号記憶テーブルに記憶されている場合には、この機体識別信号に関連するトランスポンダー応答信号が当該時点で既に確認済みのものであることを意味するので、トランスポンダー信号解析手段４は、図７に示されるような識別信号記憶テーブルにおいて、当該機体識別信号を記憶したレコードを特定し、このレコードにおける現在位置記憶フィールドＰｎの位置情報を当該レコードにおける過去位置記憶フィールドＰｐに上書きして記憶させた後、この現在位置記憶フィールドＰｎに今回のステップａ１の処理で受信した位置情報Ｐを上書きして記憶させると共に、このレコードの最終受信時刻記憶フィールドＴに現在時刻を更新して記憶させる（ステップａ７）。
【００３８】
この場合、当該レコードの過去位置記憶フィールドＰｐおよび現在位置記憶フィールドＰｎには共にデータが記憶されているので、トランスポンダー信号解析手段４は、今回のステップａ１の処理で受信した機体識別信号に対応した機体２の位置情報の時系列的な変化、つまり、機体２の過去位置Ｐｐ（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）と現在位置Ｐｎ（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）との関係に基づいて該機体２の移動方向を求め（ステップａ８）、この移動方向が滑走路１０から離間する方向であるのか滑走路１０へ接近する方向であるのかを判定し（ステップａ９）、接近する方向であれば当該レコードにおけるフラグ記憶フィールドＦ１に接近する方向への移動を示す値１をセットし（ステップａ１０）、また、離間する方向であれば、当該レコードにおけるフラグ記憶フィールドＦ１に離間する方向への移動を示す値０をセットする（ステップａ６）。
【００３９】
ステップａ２〜ステップａ１０の処理はトランスポンダー信号受信器３からのトランスポンダー応答信号の入力がトランスポンダー信号解析手段４によって検出される度に繰り返し実行されるので、トランスポンダー応答信号が２回以上受信された滑走路１０周辺の全ての機体２について、其の移動方向を各機体識別信号に対応するフラグＦ１の値として識別信号記憶テーブルに記憶することができる。
【００４０】
次いで、トランスポンダー信号解析手段４は、現時点で識別信号記憶テーブルに機体識別信号を記憶されている機体２のうち滑走路１０との離間距離が最小となる機体２と滑走路１０との間の離間距離を記憶する最小値記憶レジスタＲ１に設定可能最大値を初期値としてセットした後（ステップａ１１）、識別信号記憶テーブルの最初の１レコードを読み込み（ステップａ１２）、当該レコードにおけるフラグ記憶フィールドＦ１の値が１であるか否か、即ち、当該レコードの識別信号記憶フィールドに機体識別信号を記憶された機体２が滑走路１０に接近中であるか否かを判定する（ステップａ１３）。
【００４１】
ステップａ１３の判定結果が真となった場合、つまり、このレコードの識別信号記憶フィールドに機体識別信号を記憶された機体２が滑走路１０に接近中である場合には、トランスポンダー信号解析手段４は、当該レコードの現在位置記憶フィールドＰｎに記憶されている位置情報Ｐｎ（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）と滑走路１０の侵入位置Ｐ０（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）の関係に基づいて、当該レコードの識別信号記憶フィールドに機体識別信号を記憶された機体２と滑走路１０との間の離間距離を求め（ステップａ１４）、この離間距離が最小値記憶レジスタＲ１の現在値を下回っているか否か、つまり、当該レコードの識別信号記憶フィールドに機体識別信号を記憶された機体２と滑走路１０との間の離間距離が、これまでに求められた他の機体２と滑走路１０との離間距離のうち最小のものであるか否かを判定する（ステップａ１５）。
【００４２】
そして、ステップａ１５の判定結果が真となり、当該レコードの識別信号記憶フィールドに機体識別信号を記憶されている機体２と滑走路１０との間の離間距離が、これまでに求められた他の機体２と滑走路１０の離間距離のうち最小のものであることが明らかとなった場合には、トランスポンダー信号解析手段４は、当該レコードの識別信号記憶フィールドに機体識別信号を記憶された機体２と滑走路１０との間の離間距離つまりステップａ１４の演算結果を最小値記憶レジスタＲ１に最小値として更新記憶させ（ステップａ１６）、滑走路１０に接近する機体２のうち滑走路１０との離間距離が最小となる機体２の機体識別信号を記憶する機体識別信号記憶レジスタＲ２に、直前のステップａ１２の処理で読み込まれたレコードの識別信号記憶フィールドに記憶されている機体識別信号を記憶させる（ステップａ１７）。
【００４３】
一方、ステップａ１５の判定結果が偽となった場合には、トランスポンダー信号解析手段４は、ステップａ１６，ステップａ１７の処理を非実行とし、最小値記憶レジスタＲ１および機体識別信号記憶レジスタＲ２の値を其のまま保持する。
【００４４】
なお、最小値記憶レジスタＲ１には初期値として設定可能最大値がセットされるので、最初に実行されるステップａ１５の判定結果は必然的に真となり、まず、滑走路１０に接近中の機体２のうち識別信号記憶テーブルの中の最も先頭に近いレコードに機体識別信号を記憶された機体２と滑走路１０との離間距離が無条件に最小値記憶レジスタＲ１に記憶される。
【００４５】
また、ステップａ１３の判定結果が偽となった場合には、当該レコードの識別信号記憶フィールドに機体識別信号を記憶された機体２が滑走路１０から離間する方向に移動しているか、若しくは、其の移動方向が現時点で特定されていないことを意味し、何れにしても、当該レコードの識別信号記憶フィールドに機体識別信号を記憶された機体２は降着対象となるものではないので、トランスポンダー信号解析手段４は、ステップａ１４〜ステップａ１７の処理を非実行として、次の処理に移行する。
【００４６】
ステップａ１３あるいはステップａ１５の判定結果が偽となった場合もしくはステップａ１７の処理が完了した場合、トランスポンダー信号解析手段４は、今回のステップａ１２の処理で読み込まれた１レコードが識別信号記憶テーブルにおける最後のレコードであるか否かを判定し（ステップａ１８）、このレコードが最後のレコードでなければ、再びステップａ１２の処理に移行して識別信号記憶テーブルから次の１レコードを読み込み、前記と同様の処理を繰り返し実行することにより、滑走路１０に接近する機体２のうち滑走路１０との離間距離が最小となる機体２の機体識別信号を求める。
【００４７】
つまり、ステップａ１８の判定結果が真となった時点で機体識別信号記憶レジスタＲ２に記憶されている機体識別信号を有する機体２が、滑走路１０に接近する機体２のうち滑走路１０との離間距離が最小となる機体２、つまり、現時点で滑走路１０に降着しようとしている機体２である。
【００４８】
従って、トランスポンダー信号解析手段４は、ステップａ１８の判定結果が真となった時点で機体識別信号記憶レジスタＲ２に記憶されている機体識別信号が滑走路１０に接近する機体２のうち滑走路１０に直近した機体２の機体識別信号であると判断し、この機体識別信号Ｒ２を航空機情報照合手段５に出力する（ステップａ１９）。
【００４９】
そして、トランスポンダー信号解析手段４は、識別信号記憶テーブルの全てのレコードについて、トランスポンダー応答信号の最終送信時刻Ｔを確認し、現在時刻Ｔｎとトランスポンダー応答信号の最終送信時刻Ｔとの差が判定値以上となっているレコード、つまり、滑走路１０への降着や滑走路１０からの離脱が完了した機体２に関連したレコードを識別信号記憶テーブルから削除し（ステップａ２０）、トランスポンダー信号受信器３からのトランスポンダー応答信号の入力を待つ初期の待機状態に復帰する。
【００５０】
つまり、このトランスポンダー信号解析手段４は、全体として、各機体２の機体識別信号毎の位置情報の時系列的な変化、つまり、図７に示されるような識別信号記憶テーブルの各レコード毎の現在位置Ｐｎ（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）と過去位置Ｐｐ（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）に基づいて各機体２の移動方向が滑走路１０に接近する方向であるのか離間する方向であるのかを求め（ステップａ８〜ステップａ１０，ステップａ６）、移動方向が滑走路１０に接近する方向である機体２のうち（ステップａ１３）、滑走路１０に直近する機体２の機体識別信号を降着状態にある機体２の機体識別信号として特定するものである（ステップａ１４〜ステップａ１７）。
【００５１】
このようにしてステップａ１９の処理で出力された機体識別信号Ｒ２は、図４に示されるステップｂ１の処理で航空機情報照合手段５によって検出される。
【００５２】
航空機情報照合手段５として機能するコンピュータ（以下、単に航空機情報照合手段５という）は、まず、図８に示されるような識別信号記憶データベース１１ａの識別信号記憶フィールドを検索し、ステップｂ１で受信した機体識別信号を記憶した識別信号記憶フィールドに対応する機種情報を求める（ステップｂ２）。
例えば、図８の例で機体識別信号がａあるいはｄ等であれば此れに対応する機種情報は共にＡであり、また、機体識別信号がｂ等であれば此れに対応する機種情報はＢとなる。
一般に、識別信号記憶データベース１１ａでは１つの機種情報に対応して複数の機体識別信号が記憶されている。
【００５３】
次いで、航空機情報照合手段５は滑走路１０の環境を記憶する環境設定フラグＦ２の値を参照する（ステップｂ３）。
【００５４】
この環境設定フラグＦ２は、航空機情報照合手段５として機能するコンピュータの不揮発性メモリに対してオペレータがキーボード等のマニュアルデータインプッタを使用して手動で設定するフラグであり、この実施形態では、Ｆ２＝１で滑走路１０が乾燥している状態を示し、Ｆ２＝２で降雨によって濡れている場合を示し、またＦ２＝３で積雪による凍結の恐れがある場合を示すように規定されている。
無論、滑走路１０に各種のセンサを設置して環境を検知し、これに応じて環境設定フラグＦ２の値を自動的に設定する構成であっても構わない。
【００５５】
航空機情報照合手段５は、ステップｂ２の処理で求められた機種情報とステップｂ３で確認された環境設定フラグＦ２の値に基づいて図９に示されるような滑走路距離情報記憶データベース１１ｂを検索し、降着状態にある機体２の機種情報と滑走路１０の現在の環境に応じた滑走路距離情報を読み出し（ステップｂ４）、ステップｂ２で求められた機種情報と共に降着安全判定手段８に出力して（ステップｂ５）、トランスポンダー信号解析手段４からの機体識別信号の入力を待つ初期の待機状態に復帰する。
例えば、図９の例で機種情報がＡ、かつ、環境設定フラグＦ２の値が１であったとすれば、乾燥状態にある滑走路１０に降着する機種Ａの機体２に適した滑走路距離情報Ａ１が滑走路距離情報記憶データベース１１ｂから読み出され、機種情報Ａと共に降着安全判定手段８に送られることになる。
【００５６】
ステップｂ５の処理で出力された機種情報と滑走路距離情報は、図６に示されるステップｄ１の処理で降着安全判定手段８によって検出され、降着安全判定手段８として機能するコンピュータ（以下、単に降着安全判定手段８という）の不揮発性メモリに逐次上書きして記憶される（ステップｄ３）。
【００５７】
一方、航空機降着画像認識手段７として機能するコンピュータ（以下、単に航空機降着画像認識手段７という）は、前述のトランスポンダー信号解析手段４や航空機情報照合手段５とは独立的に常時作動しており、図５に示されるように、降着する機体２を検知したカメラ６から該機体２の降着状況を録画した動画が送られてくる度に（ステップｃ１）、この画像を解析し、該機体２の降着位置と接地速度を求め（ステップｃ２）、これらのデータを機体２の降着態様を表すデータとして降着安全判定手段８に逐次出力する（ステップｃ３）。
カメラ６におけるレンズの焦点距離や画角および動画上に記録された対象物（機体２）の位置や移動量および駒送りのレート等に基づいて対象物の位置（降着位置）や移動速度（接地速度）を求める技術に関しては既に公知である。航空機降着画像認識手段７自体が機体２の機種や其の機体識別信号を認識する必要はない。
【００５８】
ステップｃ５の処理で出力された降着位置と接地速度は、図６に示されるステップｄ２の処理で降着安全判定手段８によって検出され、降着安全判定手段８の不揮発性メモリに一時記憶される（ステップｄ４）。
【００５９】
つまり、降着安全判定手段８は、常に、航空機情報照合手段５からの機種情報および滑走路距離情報の入力と航空機降着画像認識手段７からの降着位置および接地速度の入力を待つ待機状態にあり（ステップｄ１，ステップｄ２）、滑走路１０に接近する機体２のうち滑走路２に直近する機体２に関わる機種情報および滑走路距離情報が航空機情報照合手段５から入力される度に此れらの情報を降着対象となる可能性の高い機体２に関連した情報として不揮発性メモリに逐次上書きして更新記憶しておき（ステップｄ３）、最終的に、カメラ６によって何らかの機体２の降着が確認され、航空機降着画像認識手段７からの降着位置および接地速度の入力が検出されることによってステップｄ２の判定結果が真となった時点で、降着対象となる可能性の高い機体２、つまり、最も最近に行われたステップｄ３の処理で機種情報および滑走路距離情報を記憶された機体２が実際に降着したものと見做し、ステップｄ３で記憶された滑走路距離情報とステップｄ４で記憶された降着位置および接地速度に基づいて、この機体２が滑走路１０をオーバーランするか否かを予測する（ステップｄ５）。
【００６０】
機体２におけるオーバーランの発生の有無の予測に関わるステップｄ５の処理について幾つかの例を挙げて具体的に説明する。
【００６１】
先ず、滑走路距離情報記憶データベース１１ｂに機種情報および滑走路１０の環境に応じた所要滑走路長のみを記憶させた場合では、ステップｄ５の処理により、降着安全判定手段８は、まず、航空機降着画像認識手段７から降着態様として送られてきた降着位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と既知の情報である滑走路１０の侵入位置Ｐ０（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）の関係ならびに既知の情報である滑走路１０の全長に基づいて、滑走路１０の有効滑走路長（降着位置から滑走路終端までの距離）を求める。
当然、降着位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が滑走路１０の侵入位置Ｐ０（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）を超えて滑走路１０に深く侵入していれば滑走路１０の有効滑走路長は短くなり、また、降着位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が滑走路１０の侵入位置Ｐ０（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）と略一致していれば、滑走路１０の有効滑走路長は滑走路１０の全長に等しくなる。
この実施形態では、前述した通り、航空機情報照合手段５側の処理により、機体２の機種情報に応じて、滑走路１０が乾燥している場合、降雨によって濡れている場合、積雪による凍結の恐れがある場合で相異なる所要滑走路長の値が滑走路距離情報として送られてくるので、降着安全判定手段８は、航空機情報照合手段５から滑走路距離情報として送られてきた所要滑走路長と前述の有効滑走路長の大小関係を比較し、有効滑走路長が所要滑走路長と同等以上であればオーバーランは発生しないものと予測し、また、有効滑走路長が所要滑走路長よりも短ければオーバーランが発生するものと予測し、この予測結果を一時記憶する。
航空機情報照合手段５から送られてくる所要滑走路長のみに基づく予測処理は、機体２が降着する際に、定められた接地速度を守ることを前提としたものであるから、航空機降着画像認識手段７は機体２の降着位置のみを求めればよく、機体２の接地速度の算出は必須の要件とはならない（予測に使用しない接地速度を求めること自体に意味がないため）。
【００６２】
また、滑走路距離情報記憶データベース１１ｂに機種情報および滑走路１０の環境に応じた所要滑走路長と機種情報および滑走路１０の環境に応じた許容接地速度を記憶させるようにしてもよい。
この場合、ステップｄ５の処理において、降着安全判定手段８は、まず、航空機降着画像認識手段７から降着態様として送られてきた降着位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と既知の情報である滑走路１０の侵入位置Ｐ０（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）の関係ならびに既知の情報である滑走路１０の全長に基づいて、前記と同様にして滑走路１０の有効滑走路長を求める。
この実施形態では、前述した通り、航空機情報照合手段５側の処理により、機体２の機種情報に応じて、滑走路１０が乾燥している場合、降雨によって濡れている場合、積雪による凍結の恐れがある場合で相異なる所要滑走路長の値と許容接地速度の値が滑走路距離情報として送られてくるので、降着安全判定手段８は、航空機情報照合手段５から滑走路距離情報として送られてきた所要滑走路長と前述の有効滑走路長の大小関係を比較し、更に、航空機情報照合手段５から滑走路距離情報として送られてきた許容接地速度と航空機降着画像認識手段７から降着態様として送られてきた接地速度との大小関係を比較し、有効滑走路長が所要滑走路長と同等以上であって、且つ、接地速度が許容接地速度以下の場合に限ってオーバーランが発生しないものと予測し、それ以外の場合はオーバーランが発生するものと予測し、この予測結果を一時記憶する。
【００６３】
また、滑走路距離情報記憶データベース１１ｂに機種情報および滑走路１０の環境に応じた逆推力装置，油圧車輪ブレーキ，スポイラー等のブレーキ装置の性能に関わるパラメータを記憶させるようにしてもよい。
但し、このうち環境である滑走路１０の路面状況と直接的に関わるのは油圧車輪ブレーキの性能に関するパラメータであり、逆推力装置やスポイラー等の性能に関するパラメータは、専ら、路面状況と関わりのない制動力を求めるために必要とされるパラメータである（滑走路１０上の風向きや風速あるいは温度差による気圧変化等を含めて環境を検出し、この環境に厳密に対処する場合には、逆推力装置やスポイラー等の性能も環境に応じて変更する必要のあるパラメータとなり得る）。
この場合、ステップｄ５の処理において、降着安全判定手段８は、まず、航空機降着画像認識手段７から降着態様として送られてきた降着位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と既知の情報である滑走路１０の侵入位置Ｐ０（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）の関係ならびに既知の情報である滑走路１０の全長に基づいて、前記と同様にして滑走路１０の有効滑走路長を求める。
この実施形態では、前述した通り、航空機情報照合手段５側の処理により、機体２の機種情報に応じて、滑走路１０が乾燥している場合、降雨によって濡れている場合、積雪による凍結の恐れがある場合で相異なるパラメータが滑走路距離情報として送られてくるので、降着安全判定手段８は、航空機情報照合手段５から滑走路距離情報として送られてきた逆推力装置，油圧車輪ブレーキ，スポイラー等のブレーキ装置の性能に関わるパラメータと航空機降着画像認識手段７から降着態様として送られてきた接地速度および前述の有効滑走路長に基づいて、有効滑走路長の範囲内で機体２に十分な制動が掛けられるか否かを判定し、有効滑走路長の範囲内で十分な制動が掛けられる場合にはオーバーランは発生しないものと予測し、有効滑走路長の範囲内で十分な制動が掛けられない場合にはオーバーランが発生するものと予測し、この予測結果を一時記憶する。
【００６４】
次いで、降着安全判定手段８は、ステップｄ５の予測結果がオーバーランの発生に関わるものであるか否かを判定し（ステップｄ６）、オーバーランの発生が予測されている場合に限って、警報発生手段９に警報出力指令を出力して警報発生手段９を作動させ、現時点で降着安全判定手段８の不揮発性メモリに記憶されている機種情報、つまり、前述のステップｄ３の処理で不揮発性メモリに記憶された機種情報と共に、オーバーランの発生予測警報を出力させる（ステップｄ７）。
【００６５】
警報発生手段９は、オーバーランの発生予測警報とオーバーランの対象となる機体２の機種を明確に地上要員に知らせる必要上、音声合成装置等を利用した音声警報器とディスプレイ装置を併用したものが望ましい。
また、この警報発生手段９は、管制室の他にもレスキュー隊の詰め所や消防要員の詰め所等に設置するとよい。
【００６６】
更に、航空機情報照合手段５におけるステップｂ５の処理により、前述した滑走路距離情報および機種情報と共に、ステップｂ１で受信した機体識別信号を降着安全判定手段８に送信するようにし、降着安全判定手段８におけるステップｄ７の処理において、この機体識別信号を有する機体２に対してオーバーランの発生予測警報を送信するといったことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明を適用した一実施形態の航空機降着オーバーラン予測装置の構成の概略について示した模式図である。
【図２】同実施形態の航空機降着オーバーラン予測装置について各種のデータの流れを含めて示した機能ブロック図である。
【図３】トランスポンダー信号解析手段として機能するコンピュータが降着状態にある機体の機体識別信号を特定するための処理の一例について概略を示したフローチャートである。
【図４】航空機情報照合手段として機能するコンピュータが降着状態にある機体の機体識別信号に基づいて当該機体に対応する機種情報と滑走路距離情報を求めるための処理の一例について概略を示したフローチャートである。
【図５】航空機降着画像認識手段として機能するコンピュータが機体の降着態様である降着位置と接地速度を求める際の処理の概略について示したフローチャートである。
【図６】降着安全判定手段として機能するコンピュータが航空機情報照合手段から送られる機種情報および滑走路距離情報と航空機降着画像認識手段から送られる降着位置および接地速度に基づいて当該機体におけるオーバーランの発生の有無を予測する際の処理の概略について示したフローチャートである。
【図７】機体毎の機体識別信号に対応させて各機体の現在位置Ｐｎと各機体の過去位置Ｐｐおよびトランスポンダー信号の最終受信時刻Ｔと該機体の移動方向を示すフラグＦ１の値を関連付けて記憶する識別信号記憶テーブルの構成を簡略化して示した概念図である。
【図８】機種データベースの一部を構成する識別信号記憶データベースの構成を簡略化して示した概念図である。
【図９】機種データベースの一部を構成する滑走路距離情報記憶データベースの構成を簡略化して示した概念図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 航空機降着オーバーラン予測装置（予測装置）
２ 機体
３ トランスポンダー信号受信器
４ トランスポンダー信号解析手段
５ 航空機情報照合手段
６ カメラ
７ 航空機降着画像認識手段
８ 降着安全判定手段
９ 警報発生手段
１０ 滑走路
１１ 機種データベース
１１ａ 識別信号記憶データベース（機種データベースの一部）
１１ｂ 滑走路距離情報記憶データベース（機種データベースの一部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機のオーバーランの発生を予測して地上要員に向けて警報を出力する航空機降着オーバーラン予測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機のオーバーランを未然に防止するための発明として、例えば、特許文献１に開示される「航空機駐機位置検出装置」や特許文献２に開示される「航空機の着陸段階における操縦を支援するための装置」が提案されている。
【０００３】
特許文献１に開示される「航空機駐機位置検出装置」は、駐機スポットに侵入する機体の位置を検出してパイロットに進路や停止位置に関連する情報を提供するものである。
【０００４】
また、特許文献２に開示される「航空機の着陸段階における操縦を支援するための装置」は、降着状態にある機体の対地速度を積分して移動距離を求め、適切な範囲内でランディング・ギァ等の降着装置が接地したか否かを判定し、接地が遅れた場合にパイロットに機体の引き起こしや進入復行（再進入）を促すことを目的としたものである。
【０００５】
いずれのものも基本的にオーバーランの発生を未然に防止することを目的とした技術であり、オーバーランが発生した場合のリカバリー処理、例えば、救出作業や消火作業の円滑化や二次災害の発生を抑制するといった発想および機能はない。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２７５１２号公報
【特許文献２】特開平８−１９８１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、航空機のオーバーランの発生を未然に予測して地上要員に向けて警報を出力することのできる航空機降着オーバーラン予測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の航空機降着オーバーラン予測装置は、トランスポンダー応答信号に含まれる機体識別信号と位置情報を受信し、各機体識別信号毎の位置情報の時系列的な変化に基づいて降着状態にある機体の機体識別信号を特定するトランスポンダー信号解析手段と、
機体の機種毎に、当該機種に属する機体の機体識別信号と、当該機種の機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報とを記憶した機種データベースと、
前記トランスポンダー信号解析手段から受信した機体識別信号に基づいて前記機種データベースを検索し、当該機体識別信号に対応する機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報を求める航空機情報照合手段と、
降着する機体を撮像するカメラから送信される画像を解析して機体の降着態様を求める航空機降着画像認識手段と、
前記航空機情報照合手段から滑走距離の演算に関連する情報を受信し、該滑走距離の演算に関連する情報と前記航空機降着画像認識手段から受信した降着態様とに基づいてオーバーランの発生の有無を予測する降着安全判定手段と、
前記降着安全判定手段によってオーバーランの発生が予測されると、オーバーランの発生予測警報を少なくとも地上要員に向けて出力する警報発生手段とを備えたことを特徴とする構成を有する。
【０００９】
以上の構成により、トランスポンダー信号解析手段がトランスポンダー応答信号に含まれる機体識別信号と位置情報を受信し、各機体識別信号毎の位置情報の時系列的な変化に基づいて降着状態にある機体の機体識別信号を特定し、この情報を航空機情報照合手段に引き渡す。
これを受けた航空機情報照合手段は、機体識別信号に基づいて機種データベースを検索し、当該機体識別信号に対応する機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報を求め、降着安全判定手段に引き渡す。機種データベースには機種と機体識別信号との対応関係および機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連した情報と機種との対応関係が記憶されているので、滑走距離の演算に関連する情報の検索に際しては、まず、トランスポンダー信号解析手段から受信した機体識別信号に基づいて当該機体の属する機種を特定し、その後、この機種に対応した機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関わる情報が機種データベースから読み出される。
また、これらのトランスポンダー信号解析手段や航空機情報照合手段と並行して航空機降着画像認識手段が常時作動しており、この航空機降着画像認識手段が、降着する機体を撮像するカメラから送信される画像を逐次解析して機体の降着態様を求め、その結果を降着安全判定手段に引き渡す。この航空機降着画像認識手段自体が機体の機種や機体識別信号を認識する必要はない。
降着安全判定手段は、その時点で航空機情報照合手段から受け取っている滑走距離の演算に関連した情報と航空機降着画像認識手段から受け取った降着態様を同一の機体すなわち現時点で降着状態にある機体のものであると認識し、航空機情報照合手段から受け取った滑走距離の演算に関連する情報と航空機降着画像認識手段から受け取った降着態様とに基づいて当該機体におけるオーバーランの発生の有無を予測する。
最終的に、降着安全判定手段によってオーバーランの発生が予測された場合に限り、警報発生手段が作動して、地上要員に向けてオーバーランの発生予測警報を出力する。
このように、航空機のオーバーランの発生を未然に予測して地上要員に向けて警報を出力することができるので、オーバーランが発生した場合のリカバリー処理、例えば、救出作業や消火作業が後手に回るといった問題が改善され、二次災害の発生を効果的に抑制することができる。
【００１０】
また、滑走距離の演算に関連する情報に加え、航空機情報照合手段が機種データベースを検索して求めた機種の情報を降着安全判定手段に引き渡すようにし、オーバーランの発生予測警報と共にオーバーランの対象となる機体の機種を地上要員に向けて知らせるようにしてもよい。
【００１１】
オーバーランの対象となる機種について地上要員が予め知ることができるので、救出作業や消火作業に必要とされる装備の選択や要員の配置を的確に行うことが可能となり、二次災害の発生を効果的に抑制することができる。
【００１２】
より具体的には、例えば、滑走距離の演算に関連する情報として所要滑走路長を機種データベースに記憶させ、
機体の降着態様としての降着位置を航空機降着画像認識手段によって求めさせるようにし、
降着安全判定手段が、降着位置から求まる有効滑走路長と前記所要滑走路長とを比較してオーバーランの発生の有無を予測するといった構成が適用できる。
【００１３】
滑走路長は既知の値であるから、降着態様としての降着位置が分れば有効滑走路長つまり降着状態にある機体が実際に使用可能な滑走路の長さが求められる。
従って、降着安全判定手段は、航空機降着画像認識手段によって求められた降着位置と既知の滑走路長に基づいて有効滑走路長を算出した上で、更に、有効滑走路長と所要滑走路長との大小関係を比較し、有効滑走路長が所要滑走路長と同等以上であればオーバーランは発生しないものと予測し、また、有効滑走路長が所要滑走路長よりも短ければオーバーランが発生するものと予測することができる。
【００１４】
あるいは、機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報として各種のパラメータを機種データベースに記憶させ、
機体の降着態様として其の降着位置と接地速度を航空機降着画像認識手段によって求めさせるようにし、
降着安全判定手段が、降着位置から求まる有効滑走路長と前記接地速度と前記パラメータとに基づいてオーバーランの発生の有無を予測するようにしてもよい。
【００１５】
前記と同様、滑走路長は既知の値であるから、降着態様としての降着位置が分れば有効滑走路長が求められる。
また、機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連するパラメータとしては、例えば、逆推力装置，油圧車輪ブレーキ，スポイラー等のブレーキ装置の性能に関わる関数が利用され得る。
この場合、降着する機体の位置に加えて接地速度が航空機降着画像認識手段によって求められるので、この機体が属する機種の逆推力装置，油圧車輪ブレーキ，スポイラー等のブレーキ装置の性能に関わるパラメータと機体の接地速度および有効滑走路長の関係に基づいて、オーバーランの発生の有無を高い確率で予測することができる。
【００１６】
更に、前記機種データベースに、機体の機種の分類の下で滑走路の環境に応じた滑走距離の演算に関連する情報を場合分けして記憶させ、
航空機情報照合手段により、機体の機種および滑走路の環境に応じて、機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報を求めるようにしてもよい。
【００１７】
滑走距離の演算に関連する情報が機種の相違と滑走路の環境に応じて選択されるので、オーバーランの発生の有無を更に高い確率で予測することができるようになる。
滑走路の環境としては、例えば、乾燥，降雨，積雪等の路面状況や、風向および風速といったものが考えられる。
【００１８】
また、トランスポンダー信号解析手段は、各機体識別信号毎の位置情報の時系列的な変化に基づいて各機体の移動方向が滑走路に接近する方向であるのか離間する方向であるのかを求め、移動方向が滑走路に接近する方向である機体のうち滑走路に直近する機体の機体識別信号を降着状態にある機体の機体識別信号として特定する構成とすることができる。
【００１９】
具体的には、同じ機体識別信号に対応して新たに受信された位置情報と其の直前に受信された位置情報との関係から機体の移動方向が滑走路に接近する方向であるのか離間する方向であるのかが分る。
このうち、降着の可能性があるのは滑走路に接近する方向に移動する機体だけであるから、滑走路に接近する方向に移動する機体うち滑走路に直近する機体の機体識別信号を降着状態にある機体の機体識別信号として特定することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の航空機降着オーバーラン予測装置は、機体の機種毎に降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報を記憶した機種データベースと、降着する機体を撮像するカメラから送信される画像を解析して機体の降着態様を求める航空機降着画像認識手段とを設け、降着状態にある機体の機体識別信号に基づいて機種データベースを検索することで当該機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報を求め、該求められた降着態様と滑走距離の演算に関連する情報とに基づいて降着状態にある機体におけるオーバーランの発生の有無を未然に予測し、オーバーランの発生が予測された場合に限り、警報発生手段を作動させて地上要員に向けてオーバーランの発生予測警報を出力するようにしているので、オーバーランが発生した場合のリカバリー処理、例えば、救出作業や消火作業等が後手に回るといった問題が改善され、機体のオーバーランによる二次災害の発生を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について具体的に説明する。
【００２２】
図１は本発明を適用した一実施形態の航空機降着オーバーラン予測装置１（以下、単に予測装置１という）の構成の概略について示した模式図、図２は同予測装置１における各種のデータの流れを含めて示した機能ブロック図である。
【００２３】
この実施形態における予測装置１の主要部は、滑走路１０の周辺に配備された二次監視レーダー（図示せず）からの質問に応答して機体２が送信するトランスポンダー応答信号を受信するトランスポンダー信号受信器３と、トランスポンダー信号受信器３から送られる機体識別信号と位置情報を受信して降着状態にある機体２の機体識別信号を特定するトランスポンダー信号解析手段４を備える。
また、トランスポンダー信号解析手段４から受信した機体識別信号に基づいて機種データベース１１を検索することによって当該機体識別信号に対応する機体２の機種（以下、機種情報という）を特定すると共に、この機種の機体２の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報（以下、滑走路距離情報という）を機種データベース１１から求める航空機情報照合手段５と、降着する機体２を撮像するカメラ６から送信される動画の画像を解析して機体２の降着態様である降着位置と接地速度を求める航空機降着画像認識手段７、ならびに、航空機情報照合手段５から機種情報と共に送られる滑走路距離情報と航空機降着画像認識手段７から送られる降着態様である降着位置および接地速度に基づいて機体２におけるオーバーランの発生の有無を予測する降着安全判定手段８と、降着安全判定手段８からの指令に従ってオーバーランの発生予測警報を地上要員に向けて出力する警報発生手段９を有する。
【００２４】
トランスポンダー信号解析手段４，航空機情報照合手段５，航空機降着画像認識手段７，降着安全判定手段８の各機能は、夫々、独立したコンピュータに実装してもよいし、コンピュータに十分な処理能力があれば、各機能の実現に必要とされる処理、例えば、図３〜図６に示されるような各処理をマルチタスク処理によって構成し、各手段の機能を単一のコンピュータに実装しても構わない。
【００２５】
また、機体２の機種に対応させて機体２の機体識別信号と各機種に共通する滑走路距離情報を記憶した機種データベース１１は、ハードディスクドライブ等を始めとする不揮発性の記憶装置に格納され、航空機情報照合手段５を構成するコンピュータの内部に納められるか、あるいは、航空機情報照合手段５を構成するコンピュータから少なくともデータの読み込みが可能な状態で航空機情報照合手段５に接続されている。
【００２６】
この実施形態では、図８および図９に示すように、機種を特定するための機種情報と各機種に属する機体２の機体識別信号とを対応させて記憶した識別信号記憶データベース１１ａ、および、機種情報と其の機種に共通する滑走路距離情報とを対応させて記憶した滑走路距離情報記憶データベース１１ｂによって機種データベース１１を構成しているが、これらのものは一体であってもよい。
【００２７】
滑走路距離情報記憶データベース１１ｂには、同一機種の機体２の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連した情報つまり滑走路距離情報が滑走路１０の環境に応じて幾つかに場合分けして記憶されている。
この実施形態においては、特に、滑走路１０が乾燥している場合、降雨によって濡れている場合、積雪による凍結の恐れがある場合の３種の環境を想定して各環境毎の滑走路距離情報を記憶させているが、場合分けの数に格別な制限はない。
【００２８】
滑走路距離情報として、例えば、機種と環境に応じた所要滑走路長のみを記憶させる場合や、機種と環境に応じた所要滑走路長および許容接地速度を記憶させる場合、更には、逆推力装置，油圧車輪ブレーキ，スポイラー等のブレーキ装置の性能に関わるパラメータ等を記憶させる場合がある。
【００２９】
図３はトランスポンダー信号解析手段４として機能するコンピュータが降着状態にある機体２の機体識別信号を特定するための処理の一例について概略を示したフローチャート、図４は航空機情報照合手段５として機能するコンピュータが降着状態にある機体２の機体識別信号に基づいて該機体２に対応する機種情報と滑走路距離情報を求めるための処理の一例について概略を示したフローチャート、図５は航空機降着画像認識手段７として機能するコンピュータが機体２の降着態様すなわち機体２の降着位置と接地速度を求める際の処理の概略について示したフローチャート、図６は降着安全判定手段８として機能するコンピュータが航空機情報照合手段５から送られる機種情報および滑走路距離情報と航空機降着画像認識手段７から送られる降着位置および接地速度に基づいて機体２におけるオーバーランの発生の有無を予測する際の処理の概略について示したフローチャートである。
【００３０】
次に、図３〜図６のフローチャートを参照してトランスポンダー信号解析手段４，航空機情報照合手段５，航空機降着画像認識手段７，降着安全判定手段８の処理動作について具体的に説明する。
【００３１】
トランスポンダー信号解析手段４として機能するコンピュータ（以下、単にトランスポンダー信号解析手段４という）は、トランスポンダー信号受信器３からのトランスポンダー応答信号の入力を常に待ち受けており（図３のステップａ１）、トランスポンダー応答信号の入力が検出されると、このトランスポンダー応答信号に含まれる機体２の機体識別信号と其の位置情報Ｐを読み込んで一時記憶する（ステップａ２）。
【００３２】
但し、トランスポンダー信号受信器３は滑走路１０の周辺を飛行する様々な機体２から送信されるトランスポンダー応答信号を逐次受信し、各機体２の機体識別信号と位置情報Ｐをトランスポンダー信号解析手段４に送りつけてくるので、この段階では、どの機体識別信号が降着状態にある機体２のものであるかは特定され得ない。
【００３３】
そこで、トランスポンダー信号解析手段４は、まず、図７に示されるような識別信号記憶テーブルを参照し（ステップａ３）、今回のステップａ１の処理で受信した機体識別信号が当該時点で既に識別信号記憶テーブルに記憶されているか否かを判定する（ステップａ４）。
【００３４】
図７に示す識別信号記憶テーブルは、機体２毎の機体識別信号に対応させて各機体２の現在位置Ｐｎと各機体２の過去位置Ｐｐおよび該機体２からのトランスポンダー信号の最終受信時刻Ｔと該機体２の移動方向を示すフラグＦ１の値を関連付けて記憶するためのテーブルであって、トランスポンダー信号解析手段４として機能するコンピュータの不揮発性メモリ内に設けられている。
【００３５】
ステップａ４の判定結果が偽となった場合、つまり、今回のステップａ１の処理で受信した機体識別信号が当該時点で識別信号記憶テーブルに記憶されていない場合には、この機体識別信号に関連するトランスポンダー応答信号が現時点で初めて検出されたものであることを意味するので、トランスポンダー信号解析手段４は、図７に示されるような識別信号記憶テーブルの未使用レコードにおける識別信号記憶フィールドに今回のステップａ１の処理で受信した機体識別信号を新たに登録し、このレコードの現在位置記憶フィールドＰｎに今回のステップａ１の処理で受信した位置情報Ｐを記憶させると共に、このレコードの最終受信時刻記憶フィールドＴに現在時刻を記憶させる（ステップａ５）。
【００３６】
この場合、当該レコードの過去位置記憶フィールドＰｐにはデータが記憶されておらず、機体２の経路から今回のステップａ１の処理で受信した機体識別信号を有する機体２の移動方向を特定することはできないので、トランスポンダー信号解析手段４は、取り敢えず、当該レコードにおけるフラグ記憶フィールドＦ１に、滑走路１０から離間する方向への移動を示す値０をセットする（ステップａ６）。
【００３７】
一方、ステップａ４の判定結果が真となった場合、つまり、今回のステップａ１の処理で受信した機体識別信号が既に図７の識別信号記憶テーブルに記憶されている場合には、この機体識別信号に関連するトランスポンダー応答信号が当該時点で既に確認済みのものであることを意味するので、トランスポンダー信号解析手段４は、図７に示されるような識別信号記憶テーブルにおいて、当該機体識別信号を記憶したレコードを特定し、このレコードにおける現在位置記憶フィールドＰｎの位置情報を当該レコードにおける過去位置記憶フィールドＰｐに上書きして記憶させた後、この現在位置記憶フィールドＰｎに今回のステップａ１の処理で受信した位置情報Ｐを上書きして記憶させると共に、このレコードの最終受信時刻記憶フィールドＴに現在時刻を更新して記憶させる（ステップａ７）。
【００３８】
この場合、当該レコードの過去位置記憶フィールドＰｐおよび現在位置記憶フィールドＰｎには共にデータが記憶されているので、トランスポンダー信号解析手段４は、今回のステップａ１の処理で受信した機体識別信号に対応した機体２の位置情報の時系列的な変化、つまり、機体２の過去位置Ｐｐ（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）と現在位置Ｐｎ（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）との関係に基づいて該機体２の移動方向を求め（ステップａ８）、この移動方向が滑走路１０から離間する方向であるのか滑走路１０へ接近する方向であるのかを判定し（ステップａ９）、接近する方向であれば当該レコードにおけるフラグ記憶フィールドＦ１に接近する方向への移動を示す値１をセットし（ステップａ１０）、また、離間する方向であれば、当該レコードにおけるフラグ記憶フィールドＦ１に離間する方向への移動を示す値０をセットする（ステップａ６）。
【００３９】
ステップａ２〜ステップａ１０の処理はトランスポンダー信号受信器３からのトランスポンダー応答信号の入力がトランスポンダー信号解析手段４によって検出される度に繰り返し実行されるので、トランスポンダー応答信号が２回以上受信された滑走路１０周辺の全ての機体２について、其の移動方向を各機体識別信号に対応するフラグＦ１の値として識別信号記憶テーブルに記憶することができる。
【００４０】
次いで、トランスポンダー信号解析手段４は、現時点で識別信号記憶テーブルに機体識別信号を記憶されている機体２のうち滑走路１０との離間距離が最小となる機体２と滑走路１０との間の離間距離を記憶する最小値記憶レジスタＲ１に設定可能最大値を初期値としてセットした後（ステップａ１１）、識別信号記憶テーブルの最初の１レコードを読み込み（ステップａ１２）、当該レコードにおけるフラグ記憶フィールドＦ１の値が１であるか否か、即ち、当該レコードの識別信号記憶フィールドに機体識別信号を記憶された機体２が滑走路１０に接近中であるか否かを判定する（ステップａ１３）。
【００４１】
ステップａ１３の判定結果が真となった場合、つまり、このレコードの識別信号記憶フィールドに機体識別信号を記憶された機体２が滑走路１０に接近中である場合には、トランスポンダー信号解析手段４は、当該レコードの現在位置記憶フィールドＰｎに記憶されている位置情報Ｐｎ（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）と滑走路１０の侵入位置Ｐ０（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）の関係に基づいて、当該レコードの識別信号記憶フィールドに機体識別信号を記憶された機体２と滑走路１０との間の離間距離を求め（ステップａ１４）、この離間距離が最小値記憶レジスタＲ１の現在値を下回っているか否か、つまり、当該レコードの識別信号記憶フィールドに機体識別信号を記憶された機体２と滑走路１０との間の離間距離が、これまでに求められた他の機体２と滑走路１０との離間距離のうち最小のものであるか否かを判定する（ステップａ１５）。
【００４２】
そして、ステップａ１５の判定結果が真となり、当該レコードの識別信号記憶フィールドに機体識別信号を記憶されている機体２と滑走路１０との間の離間距離が、これまでに求められた他の機体２と滑走路１０の離間距離のうち最小のものであることが明らかとなった場合には、トランスポンダー信号解析手段４は、当該レコードの識別信号記憶フィールドに機体識別信号を記憶された機体２と滑走路１０との間の離間距離つまりステップａ１４の演算結果を最小値記憶レジスタＲ１に最小値として更新記憶させ（ステップａ１６）、滑走路１０に接近する機体２のうち滑走路１０との離間距離が最小となる機体２の機体識別信号を記憶する機体識別信号記憶レジスタＲ２に、直前のステップａ１２の処理で読み込まれたレコードの識別信号記憶フィールドに記憶されている機体識別信号を記憶させる（ステップａ１７）。
【００４３】
一方、ステップａ１５の判定結果が偽となった場合には、トランスポンダー信号解析手段４は、ステップａ１６，ステップａ１７の処理を非実行とし、最小値記憶レジスタＲ１および機体識別信号記憶レジスタＲ２の値を其のまま保持する。
【００４４】
なお、最小値記憶レジスタＲ１には初期値として設定可能最大値がセットされるので、最初に実行されるステップａ１５の判定結果は必然的に真となり、まず、滑走路１０に接近中の機体２のうち識別信号記憶テーブルの中の最も先頭に近いレコードに機体識別信号を記憶された機体２と滑走路１０との離間距離が無条件に最小値記憶レジスタＲ１に記憶される。
【００４５】
また、ステップａ１３の判定結果が偽となった場合には、当該レコードの識別信号記憶フィールドに機体識別信号を記憶された機体２が滑走路１０から離間する方向に移動しているか、若しくは、其の移動方向が現時点で特定されていないことを意味し、何れにしても、当該レコードの識別信号記憶フィールドに機体識別信号を記憶された機体２は降着対象となるものではないので、トランスポンダー信号解析手段４は、ステップａ１４〜ステップａ１７の処理を非実行として、次の処理に移行する。
【００４６】
ステップａ１３あるいはステップａ１５の判定結果が偽となった場合もしくはステップａ１７の処理が完了した場合、トランスポンダー信号解析手段４は、今回のステップａ１２の処理で読み込まれた１レコードが識別信号記憶テーブルにおける最後のレコードであるか否かを判定し（ステップａ１８）、このレコードが最後のレコードでなければ、再びステップａ１２の処理に移行して識別信号記憶テーブルから次の１レコードを読み込み、前記と同様の処理を繰り返し実行することにより、滑走路１０に接近する機体２のうち滑走路１０との離間距離が最小となる機体２の機体識別信号を求める。
【００４７】
つまり、ステップａ１８の判定結果が真となった時点で機体識別信号記憶レジスタＲ２に記憶されている機体識別信号を有する機体２が、滑走路１０に接近する機体２のうち滑走路１０との離間距離が最小となる機体２、つまり、現時点で滑走路１０に降着しようとしている機体２である。
【００４８】
従って、トランスポンダー信号解析手段４は、ステップａ１８の判定結果が真となった時点で機体識別信号記憶レジスタＲ２に記憶されている機体識別信号が滑走路１０に接近する機体２のうち滑走路１０に直近した機体２の機体識別信号であると判断し、この機体識別信号Ｒ２を航空機情報照合手段５に出力する（ステップａ１９）。
【００４９】
そして、トランスポンダー信号解析手段４は、識別信号記憶テーブルの全てのレコードについて、トランスポンダー応答信号の最終送信時刻Ｔを確認し、現在時刻Ｔｎとトランスポンダー応答信号の最終送信時刻Ｔとの差が判定値以上となっているレコード、つまり、滑走路１０への降着や滑走路１０からの離脱が完了した機体２に関連したレコードを識別信号記憶テーブルから削除し（ステップａ２０）、トランスポンダー信号受信器３からのトランスポンダー応答信号の入力を待つ初期の待機状態に復帰する。
【００５０】
つまり、このトランスポンダー信号解析手段４は、全体として、各機体２の機体識別信号毎の位置情報の時系列的な変化、つまり、図７に示されるような識別信号記憶テーブルの各レコード毎の現在位置Ｐｎ（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）と過去位置Ｐｐ（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）に基づいて各機体２の移動方向が滑走路１０に接近する方向であるのか離間する方向であるのかを求め（ステップａ８〜ステップａ１０，ステップａ６）、移動方向が滑走路１０に接近する方向である機体２のうち（ステップａ１３）、滑走路１０に直近する機体２の機体識別信号を降着状態にある機体２の機体識別信号として特定するものである（ステップａ１４〜ステップａ１７）。
【００５１】
このようにしてステップａ１９の処理で出力された機体識別信号Ｒ２は、図４に示されるステップｂ１の処理で航空機情報照合手段５によって検出される。
【００５２】
航空機情報照合手段５として機能するコンピュータ（以下、単に航空機情報照合手段５という）は、まず、図８に示されるような識別信号記憶データベース１１ａの識別信号記憶フィールドを検索し、ステップｂ１で受信した機体識別信号を記憶した識別信号記憶フィールドに対応する機種情報を求める（ステップｂ２）。
例えば、図８の例で機体識別信号がａあるいはｄ等であれば此れに対応する機種情報は共にＡであり、また、機体識別信号がｂ等であれば此れに対応する機種情報はＢとなる。
一般に、識別信号記憶データベース１１ａでは１つの機種情報に対応して複数の機体識別信号が記憶されている。
【００５３】
次いで、航空機情報照合手段５は滑走路１０の環境を記憶する環境設定フラグＦ２の値を参照する（ステップｂ３）。
【００５４】
この環境設定フラグＦ２は、航空機情報照合手段５として機能するコンピュータの不揮発性メモリに対してオペレータがキーボード等のマニュアルデータインプッタを使用して手動で設定するフラグであり、この実施形態では、Ｆ２＝１で滑走路１０が乾燥している状態を示し、Ｆ２＝２で降雨によって濡れている場合を示し、またＦ２＝３で積雪による凍結の恐れがある場合を示すように規定されている。
無論、滑走路１０に各種のセンサを設置して環境を検知し、これに応じて環境設定フラグＦ２の値を自動的に設定する構成であっても構わない。
【００５５】
航空機情報照合手段５は、ステップｂ２の処理で求められた機種情報とステップｂ３で確認された環境設定フラグＦ２の値に基づいて図９に示されるような滑走路距離情報記憶データベース１１ｂを検索し、降着状態にある機体２の機種情報と滑走路１０の現在の環境に応じた滑走路距離情報を読み出し（ステップｂ４）、ステップｂ２で求められた機種情報と共に降着安全判定手段８に出力して（ステップｂ５）、トランスポンダー信号解析手段４からの機体識別信号の入力を待つ初期の待機状態に復帰する。
例えば、図９の例で機種情報がＡ、かつ、環境設定フラグＦ２の値が１であったとすれば、乾燥状態にある滑走路１０に降着する機種Ａの機体２に適した滑走路距離情報Ａ１が滑走路距離情報記憶データベース１１ｂから読み出され、機種情報Ａと共に降着安全判定手段８に送られることになる。
【００５６】
ステップｂ５の処理で出力された機種情報と滑走路距離情報は、図６に示されるステップｄ１の処理で降着安全判定手段８によって検出され、降着安全判定手段８として機能するコンピュータ（以下、単に降着安全判定手段８という）の不揮発性メモリに逐次上書きして記憶される（ステップｄ３）。
【００５７】
一方、航空機降着画像認識手段７として機能するコンピュータ（以下、単に航空機降着画像認識手段７という）は、前述のトランスポンダー信号解析手段４や航空機情報照合手段５とは独立的に常時作動しており、図５に示されるように、降着する機体２を検知したカメラ６から該機体２の降着状況を録画した動画が送られてくる度に（ステップｃ１）、この画像を解析し、該機体２の降着位置と接地速度を求め（ステップｃ２）、これらのデータを機体２の降着態様を表すデータとして降着安全判定手段８に逐次出力する（ステップｃ３）。
カメラ６におけるレンズの焦点距離や画角および動画上に記録された対象物（機体２）の位置や移動量および駒送りのレート等に基づいて対象物の位置（降着位置）や移動速度（接地速度）を求める技術に関しては既に公知である。航空機降着画像認識手段７自体が機体２の機種や其の機体識別信号を認識する必要はない。
【００５８】
ステップｃ５の処理で出力された降着位置と接地速度は、図６に示されるステップｄ２の処理で降着安全判定手段８によって検出され、降着安全判定手段８の不揮発性メモリに一時記憶される（ステップｄ４）。
【００５９】
つまり、降着安全判定手段８は、常に、航空機情報照合手段５からの機種情報および滑走路距離情報の入力と航空機降着画像認識手段７からの降着位置および接地速度の入力を待つ待機状態にあり（ステップｄ１，ステップｄ２）、滑走路１０に接近する機体２のうち滑走路２に直近する機体２に関わる機種情報および滑走路距離情報が航空機情報照合手段５から入力される度に此れらの情報を降着対象となる可能性の高い機体２に関連した情報として不揮発性メモリに逐次上書きして更新記憶しておき（ステップｄ３）、最終的に、カメラ６によって何らかの機体２の降着が確認され、航空機降着画像認識手段７からの降着位置および接地速度の入力が検出されることによってステップｄ２の判定結果が真となった時点で、降着対象となる可能性の高い機体２、つまり、最も最近に行われたステップｄ３の処理で機種情報および滑走路距離情報を記憶された機体２が実際に降着したものと見做し、ステップｄ３で記憶された滑走路距離情報とステップｄ４で記憶された降着位置および接地速度に基づいて、この機体２が滑走路１０をオーバーランするか否かを予測する（ステップｄ５）。
【００６０】
機体２におけるオーバーランの発生の有無の予測に関わるステップｄ５の処理について幾つかの例を挙げて具体的に説明する。
【００６１】
先ず、滑走路距離情報記憶データベース１１ｂに機種情報および滑走路１０の環境に応じた所要滑走路長のみを記憶させた場合では、ステップｄ５の処理により、降着安全判定手段８は、まず、航空機降着画像認識手段７から降着態様として送られてきた降着位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と既知の情報である滑走路１０の侵入位置Ｐ０（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）の関係ならびに既知の情報である滑走路１０の全長に基づいて、滑走路１０の有効滑走路長（降着位置から滑走路終端までの距離）を求める。
当然、降着位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が滑走路１０の侵入位置Ｐ０（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）を超えて滑走路１０に深く侵入していれば滑走路１０の有効滑走路長は短くなり、また、降着位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が滑走路１０の侵入位置Ｐ０（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）と略一致していれば、滑走路１０の有効滑走路長は滑走路１０の全長に等しくなる。
この実施形態では、前述した通り、航空機情報照合手段５側の処理により、機体２の機種情報に応じて、滑走路１０が乾燥している場合、降雨によって濡れている場合、積雪による凍結の恐れがある場合で相異なる所要滑走路長の値が滑走路距離情報として送られてくるので、降着安全判定手段８は、航空機情報照合手段５から滑走路距離情報として送られてきた所要滑走路長と前述の有効滑走路長の大小関係を比較し、有効滑走路長が所要滑走路長と同等以上であればオーバーランは発生しないものと予測し、また、有効滑走路長が所要滑走路長よりも短ければオーバーランが発生するものと予測し、この予測結果を一時記憶する。
航空機情報照合手段５から送られてくる所要滑走路長のみに基づく予測処理は、機体２が降着する際に、定められた接地速度を守ることを前提としたものであるから、航空機降着画像認識手段７は機体２の降着位置のみを求めればよく、機体２の接地速度の算出は必須の要件とはならない（予測に使用しない接地速度を求めること自体に意味がないため）。
【００６２】
また、滑走路距離情報記憶データベース１１ｂに機種情報および滑走路１０の環境に応じた所要滑走路長と機種情報および滑走路１０の環境に応じた許容接地速度を記憶させるようにしてもよい。
この場合、ステップｄ５の処理において、降着安全判定手段８は、まず、航空機降着画像認識手段７から降着態様として送られてきた降着位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と既知の情報である滑走路１０の侵入位置Ｐ０（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）の関係ならびに既知の情報である滑走路１０の全長に基づいて、前記と同様にして滑走路１０の有効滑走路長を求める。
この実施形態では、前述した通り、航空機情報照合手段５側の処理により、機体２の機種情報に応じて、滑走路１０が乾燥している場合、降雨によって濡れている場合、積雪による凍結の恐れがある場合で相異なる所要滑走路長の値と許容接地速度の値が滑走路距離情報として送られてくるので、降着安全判定手段８は、航空機情報照合手段５から滑走路距離情報として送られてきた所要滑走路長と前述の有効滑走路長の大小関係を比較し、更に、航空機情報照合手段５から滑走路距離情報として送られてきた許容接地速度と航空機降着画像認識手段７から降着態様として送られてきた接地速度との大小関係を比較し、有効滑走路長が所要滑走路長と同等以上であって、且つ、接地速度が許容接地速度以下の場合に限ってオーバーランが発生しないものと予測し、それ以外の場合はオーバーランが発生するものと予測し、この予測結果を一時記憶する。
【００６３】
また、滑走路距離情報記憶データベース１１ｂに機種情報および滑走路１０の環境に応じた逆推力装置，油圧車輪ブレーキ，スポイラー等のブレーキ装置の性能に関わるパラメータを記憶させるようにしてもよい。
但し、このうち環境である滑走路１０の路面状況と直接的に関わるのは油圧車輪ブレーキの性能に関するパラメータであり、逆推力装置やスポイラー等の性能に関するパラメータは、専ら、路面状況と関わりのない制動力を求めるために必要とされるパラメータである（滑走路１０上の風向きや風速あるいは温度差による気圧変化等を含めて環境を検出し、この環境に厳密に対処する場合には、逆推力装置やスポイラー等の性能も環境に応じて変更する必要のあるパラメータとなり得る）。
この場合、ステップｄ５の処理において、降着安全判定手段８は、まず、航空機降着画像認識手段７から降着態様として送られてきた降着位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と既知の情報である滑走路１０の侵入位置Ｐ０（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）の関係ならびに既知の情報である滑走路１０の全長に基づいて、前記と同様にして滑走路１０の有効滑走路長を求める。
この実施形態では、前述した通り、航空機情報照合手段５側の処理により、機体２の機種情報に応じて、滑走路１０が乾燥している場合、降雨によって濡れている場合、積雪による凍結の恐れがある場合で相異なるパラメータが滑走路距離情報として送られてくるので、降着安全判定手段８は、航空機情報照合手段５から滑走路距離情報として送られてきた逆推力装置，油圧車輪ブレーキ，スポイラー等のブレーキ装置の性能に関わるパラメータと航空機降着画像認識手段７から降着態様として送られてきた接地速度および前述の有効滑走路長に基づいて、有効滑走路長の範囲内で機体２に十分な制動が掛けられるか否かを判定し、有効滑走路長の範囲内で十分な制動が掛けられる場合にはオーバーランは発生しないものと予測し、有効滑走路長の範囲内で十分な制動が掛けられない場合にはオーバーランが発生するものと予測し、この予測結果を一時記憶する。
【００６４】
次いで、降着安全判定手段８は、ステップｄ５の予測結果がオーバーランの発生に関わるものであるか否かを判定し（ステップｄ６）、オーバーランの発生が予測されている場合に限って、警報発生手段９に警報出力指令を出力して警報発生手段９を作動させ、現時点で降着安全判定手段８の不揮発性メモリに記憶されている機種情報、つまり、前述のステップｄ３の処理で不揮発性メモリに記憶された機種情報と共に、オーバーランの発生予測警報を出力させる（ステップｄ７）。
【００６５】
警報発生手段９は、オーバーランの発生予測警報とオーバーランの対象となる機体２の機種を明確に地上要員に知らせる必要上、音声合成装置等を利用した音声警報器とディスプレイ装置を併用したものが望ましい。
また、この警報発生手段９は、管制室の他にもレスキュー隊の詰め所や消防要員の詰め所等に設置するとよい。
【００６６】
更に、航空機情報照合手段５におけるステップｂ５の処理により、前述した滑走路距離情報および機種情報と共に、ステップｂ１で受信した機体識別信号を降着安全判定手段８に送信するようにし、降着安全判定手段８におけるステップｄ７の処理において、この機体識別信号を有する機体２に対してオーバーランの発生予測警報を送信するといったことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明を適用した一実施形態の航空機降着オーバーラン予測装置の構成の概略について示した模式図である。
【図２】同実施形態の航空機降着オーバーラン予測装置について各種のデータの流れを含めて示した機能ブロック図である。
【図３】トランスポンダー信号解析手段として機能するコンピュータが降着状態にある機体の機体識別信号を特定するための処理の一例について概略を示したフローチャートである。
【図４】航空機情報照合手段として機能するコンピュータが降着状態にある機体の機体識別信号に基づいて当該機体に対応する機種情報と滑走路距離情報を求めるための処理の一例について概略を示したフローチャートである。
【図５】航空機降着画像認識手段として機能するコンピュータが機体の降着態様である降着位置と接地速度を求める際の処理の概略について示したフローチャートである。
【図６】降着安全判定手段として機能するコンピュータが航空機情報照合手段から送られる機種情報および滑走路距離情報と航空機降着画像認識手段から送られる降着位置および接地速度に基づいて当該機体におけるオーバーランの発生の有無を予測する際の処理の概略について示したフローチャートである。
【図７】機体毎の機体識別信号に対応させて各機体の現在位置Ｐｎと各機体の過去位置Ｐｐおよびトランスポンダー信号の最終受信時刻Ｔと該機体の移動方向を示すフラグＦ１の値を関連付けて記憶する識別信号記憶テーブルの構成を簡略化して示した概念図である。
【図８】機種データベースの一部を構成する識別信号記憶データベースの構成を簡略化して示した概念図である。
【図９】機種データベースの一部を構成する滑走路距離情報記憶データベースの構成を簡略化して示した概念図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 航空機降着オーバーラン予測装置（予測装置）
２ 機体
３ トランスポンダー信号受信器
４ トランスポンダー信号解析手段
５ 航空機情報照合手段
６ カメラ
７ 航空機降着画像認識手段
８ 降着安全判定手段
９ 警報発生手段
１０ 滑走路
１１ 機種データベース
１１ａ 識別信号記憶データベース（機種データベースの一部）
１１ｂ 滑走路距離情報記憶データベース（機種データベースの一部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスポンダー応答信号に含まれる機体識別信号と位置情報を受信し、各機体識別信号毎の位置情報の時系列的な変化に基づいて降着状態にある機体の機体識別信号を特定するトランスポンダー信号解析手段と、
機体の機種毎に、当該機種に属する機体の機体識別信号と、当該機種の機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報とを記憶した機種データベースと、
前記トランスポンダー信号解析手段から受信した機体識別信号に基づいて前記機種データベースを検索し、当該機体識別信号に対応する機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報を求める航空機情報照合手段と、
降着する機体を撮像するカメラから送信される画像を解析して機体の降着態様を求める航空機降着画像認識手段と、
前記航空機情報照合手段から滑走距離の演算に関連する情報を受信し、該滑走距離の演算に関連する情報と前記航空機降着画像認識手段から受信した降着態様とに基づいてオーバーランの発生の有無を予測する降着安全判定手段と、
前記降着安全判定手段によってオーバーランの発生が予測されると、オーバーランの発生予測警報を少なくとも地上要員に向けて出力する警報発生手段とを備えたことを特徴とする航空機降着オーバーラン予測装置。
【請求項２】
トランスポンダー応答信号に含まれる機体識別信号と位置情報を受信し、各機体識別信号毎の位置情報の時系列的な変化に基づいて降着状態にある機体の機体識別信号を特定するトランスポンダー信号解析手段と、
機体の機種毎に、当該機種に属する機体の機体識別信号と、当該機種の機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報とを記憶した機種データベースと、
前記トランスポンダー信号解析手段から受信した機体識別信号に基づいて前記機種データベースを検索し、当該機体識別信号に対応する機体の機種と、該機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報を求める航空機情報照合手段と、
降着する機体を撮像するカメラから送信される画像を解析して機体の降着態様を求める航空機降着画像認識手段と、
前記航空機情報照合手段から機体の機種と滑走距離の演算に関連する情報とを受信し、該滑走距離の演算に関連する情報と前記航空機降着画像認識手段から受信した降着態様とに基づいてオーバーランの発生の有無を予測する降着安全判定手段と、
前記降着安全判定手段によってオーバーランの発生が予測されると、オーバーランの発生予測警報を前記降着安全判定手段から受信した機体の機種と共に少なくとも地上要員に向けて出力する警報発生手段とを備えたことを特徴とする航空機降着オーバーラン予測装置。
【請求項３】
前記機種データベースには、機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報として所要滑走路長が記憶され、
前記航空機降着画像認識手段は、降着態様として機体の降着位置を求め、
前記降着安全判定手段は、前記降着位置から求まる有効滑走路長と前記所要滑走路長とを比較してオーバーランの発生の有無を予測することを特徴とした請求項１または請求項２記載の航空機降着オーバーラン予測装置。
【請求項４】
前記機種データベースには、機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報として各種のパラメータが記憶され、
前記航空機降着画像認識手段は、降着態様として機体の降着位置と接地速度を求め、
前記降着安全判定手段は、前記降着位置から求まる有効滑走路長と前記接地速度と前記パラメータとに基づいてオーバーランの発生の有無を予測することを特徴とした請求項１または請求項２記載の航空機降着オーバーラン予測装置。
【請求項５】
前記機種データベースには、機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報が、機体の機種の分類の下で滑走路の環境に応じて場合分けして記憶され、
前記航空機情報照合手段は、機体の機種および該航空機情報照合手段に対して予め教示された滑走路の環境に応じて、機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報を求めることを特徴とした請求項１，請求項２，請求項３または請求項４記載の航空機降着オーバーラン予測装置。
【請求項６】
前記トランスポンダー信号解析手段は、各機体識別信号毎の位置情報の時系列的な変化に基づいて各機体の移動方向が滑走路に接近する方向であるのか離間する方向であるのかを求め、移動方向が滑走路に接近する方向である機体のうち滑走路に直近する機体の機体識別信号を降着状態にある機体の機体識別信号として特定することを特徴とした請求項１，請求項２，請求項３，請求項４または請求項５記載の航空機降着オーバーラン予測装置。
【請求項１】
トランスポンダー応答信号に含まれる機体識別信号と位置情報を受信し、各機体識別信号毎の位置情報の時系列的な変化に基づいて降着状態にある機体の機体識別信号を特定するトランスポンダー信号解析手段と、
機体の機種毎に、当該機種に属する機体の機体識別信号と、当該機種の機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報とを記憶した機種データベースと、
前記トランスポンダー信号解析手段から受信した機体識別信号に基づいて前記機種データベースを検索し、当該機体識別信号に対応する機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報を求める航空機情報照合手段と、
降着する機体を撮像するカメラから送信される画像を解析して機体の降着態様を求める航空機降着画像認識手段と、
前記航空機情報照合手段から滑走距離の演算に関連する情報を受信し、該滑走距離の演算に関連する情報と前記航空機降着画像認識手段から受信した降着態様とに基づいてオーバーランの発生の有無を予測する降着安全判定手段と、
前記降着安全判定手段によってオーバーランの発生が予測されると、オーバーランの発生予測警報を少なくとも地上要員に向けて出力する警報発生手段とを備えたことを特徴とする航空機降着オーバーラン予測装置。
【請求項２】
トランスポンダー応答信号に含まれる機体識別信号と位置情報を受信し、各機体識別信号毎の位置情報の時系列的な変化に基づいて降着状態にある機体の機体識別信号を特定するトランスポンダー信号解析手段と、
機体の機種毎に、当該機種に属する機体の機体識別信号と、当該機種の機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報とを記憶した機種データベースと、
前記トランスポンダー信号解析手段から受信した機体識別信号に基づいて前記機種データベースを検索し、当該機体識別信号に対応する機体の機種と、該機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報を求める航空機情報照合手段と、
降着する機体を撮像するカメラから送信される画像を解析して機体の降着態様を求める航空機降着画像認識手段と、
前記航空機情報照合手段から機体の機種と滑走距離の演算に関連する情報とを受信し、該滑走距離の演算に関連する情報と前記航空機降着画像認識手段から受信した降着態様とに基づいてオーバーランの発生の有無を予測する降着安全判定手段と、
前記降着安全判定手段によってオーバーランの発生が予測されると、オーバーランの発生予測警報を前記降着安全判定手段から受信した機体の機種と共に少なくとも地上要員に向けて出力する警報発生手段とを備えたことを特徴とする航空機降着オーバーラン予測装置。
【請求項３】
前記機種データベースには、機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報として所要滑走路長が記憶され、
前記航空機降着画像認識手段は、降着態様として機体の降着位置を求め、
前記降着安全判定手段は、前記降着位置から求まる有効滑走路長と前記所要滑走路長とを比較してオーバーランの発生の有無を予測することを特徴とした請求項１または請求項２記載の航空機降着オーバーラン予測装置。
【請求項４】
前記機種データベースには、機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報として各種のパラメータが記憶され、
前記航空機降着画像認識手段は、降着態様として機体の降着位置と接地速度を求め、
前記降着安全判定手段は、前記降着位置から求まる有効滑走路長と前記接地速度と前記パラメータとに基づいてオーバーランの発生の有無を予測することを特徴とした請求項１または請求項２記載の航空機降着オーバーラン予測装置。
【請求項５】
前記機種データベースには、機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報が、機体の機種の分類の下で滑走路の環境に応じて場合分けして記憶され、
前記航空機情報照合手段は、機体の機種および該航空機情報照合手段に対して予め教示された滑走路の環境に応じて、機体の降着に必要とされる滑走距離の演算に関連する情報を求めることを特徴とした請求項１，請求項２，請求項３または請求項４記載の航空機降着オーバーラン予測装置。
【請求項６】
前記トランスポンダー信号解析手段は、各機体識別信号毎の位置情報の時系列的な変化に基づいて各機体の移動方向が滑走路に接近する方向であるのか離間する方向であるのかを求め、移動方向が滑走路に接近する方向である機体のうち滑走路に直近する機体の機体識別信号を降着状態にある機体の機体識別信号として特定することを特徴とした請求項１，請求項２，請求項３，請求項４または請求項５記載の航空機降着オーバーラン予測装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１２９５（Ｐ２００８−１２９５Ａ）
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７４５５２（Ｐ２００６−１７４５５２）
【出願日】平成１８年６月２３日（２００６．６．２３）
【出願人】（０００２３２１７３）日本電気ロボットエンジニアリング株式会社 (23)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２３日（２００６．６．２３）
【出願人】（０００２３２１７３）日本電気ロボットエンジニアリング株式会社 (23)
【Ｆターム（参考）】
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