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JP4355833B2 - Air traffic control business support system, aircraft position prediction method and computer program - Google Patents
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Air traffic control business support system, aircraft position prediction method and computer program Download PDF

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Description

本発明は、航空管制業務支援システム、航空機の位置を予測する方法及びコンピュータプログラムに関し、より詳細には、飛行中の航空機の運航を地上から監視・制御する航空管制業務支援システム、航空機の位置を予測する方法及びコンピュータプログラムに関する。   The present invention relates to an air traffic control business support system, a method for predicting the position of an aircraft, and a computer program. More specifically, the present invention relates to an air traffic control business support system for monitoring and controlling the operation of an aircraft during flight from the ground, and the position of the aircraft. The present invention relates to a prediction method and a computer program.

従来の航空交通管制では、レーダーから得られる航空機の位置情報を管制卓の表示画面に出力し、管制官はその情報及び飛行計画情報処理システム(FDP)から出力される飛行計画(フライトプラン)の情報を使用して、航空交通管制業務を行っている。この方法では、航空交通管制を運営するにあたって、航空機の運航に関する管制官の知識・経験と努力が必要である。   In conventional air traffic control, aircraft position information obtained from radar is output on the display screen of the control console, and the controller controls the flight plan (flight plan) output from the flight plan information processing system (FDP). The information is used for air traffic control. This method requires the knowledge, experience, and effort of the air traffic controller to operate the air traffic control.

そこで、円滑に航空交通管制を運営するため、航空機の位置を予測する技術として、カルマンフィルタを利用した航空機の経路予測技術が開発されている(例えば、特許文献1参照)。   Therefore, in order to smoothly manage air traffic control, an aircraft route prediction technology using a Kalman filter has been developed as a technology for predicting the position of an aircraft (see, for example, Patent Document 1).

特表平10−501059号公報Japanese National Patent Publication No. 10-501059 特開平9−189761号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-189761 上坂吉則、「ニューロコンピューティングの数学的基礎」、近代科学社、1993年11月Yoshinori Uesaka, “Mathematical Foundations of Neurocomputing”, Modern Science, November 1993

しかしながら、従来技術では、航空機の現在位置と、飛行計画という限られた情報のみから管制官が経験知に基づき飛行機の将来の位置を予測している。このため、交通量の多い場合などは、管制官の業務における負担が多大なものとなっているという問題があった。   However, in the prior art, the controller predicts the future position of the airplane based on empirical knowledge from only the current position of the aircraft and limited information such as the flight plan. For this reason, when there is a lot of traffic, there has been a problem that the burden on the operation of the controller is great.

また、これまで考えられている航空機の経路予測技術は、ルールベースすなわち言語的知識をベースとしたものであり、システムの有効性という観点からは効果が疑問視される。従来の経路予測技術では、空港周辺などで複雑な動きをとる航空機の予測が困難であるなど、予測可能な範囲は限定的なものとなっているという問題があった。   In addition, the aircraft route prediction technology considered so far is based on a rule base, that is, linguistic knowledge, and its effect is questioned from the viewpoint of the effectiveness of the system. In the conventional route prediction technology, there is a problem that the predictable range is limited, for example, it is difficult to predict an aircraft having a complicated movement around an airport.

また、力学モデルを使用して航空機を追尾する技術が知られているが(例えば、特許文献2参照)、学習機能がないために誤りを直ちに修正することができないという問題があった。   Moreover, although the technique which tracks an aircraft using a dynamic model is known (for example, refer patent document 2), since there was no learning function, there existed a problem that an error could not be corrected immediately.

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、航空交通管制において航空機の経路を効果的に予測し、異常な運航がみられる場合に警告することができる航空管制業務支援システム、航空機の位置を予測する方法及びコンピュータプログラムを提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to effectively predict the route of an aircraft in air traffic control and to warn when abnormal operation is observed. An object of the present invention is to provide an air traffic control business support system, a method for predicting the position of an aircraft, and a computer program.

航空交通管制業務を支援するシステムは、管制官が経験、すなわち非言語的に知識を獲得しているのと同様に、非言語的な学習を行うことのできる構造をもつことにより、真に有用なものを構築することができると考えられる。   A system that supports air traffic control work is truly useful because it has a structure that allows non-verbal learning as well as the controller gains experience, ie non-verbal knowledge. It is thought that it can build something.

本発明は、管制官の航空交通管制業務を支援するために、非言語的な知識を獲得することのできる構造をもつ予測モデルを構築する。そして、この予測モデルを使用することにより、管制空域内における航空機の位置を予測し、また航空機の運航が異常な状態である場合に、異常を通知する機能を有するシステムを提供する。   The present invention constructs a predictive model having a structure capable of acquiring non-verbal knowledge in order to support the air traffic control work of the controller. By using this prediction model, a system having a function of predicting the position of the aircraft in the controlled airspace and notifying the abnormality when the operation of the aircraft is abnormal is provided.

本発明では、管制空域において、レーダー情報の観測記録より構築した予測モデルによる経路予測を行う。経路予測により、運航中の航空機の将来の位置の予測を行う。予測値と観測値に閾値を越える乖離が発見された場合、航空機の軌道が通常とは異なっていると判断し、管制官に通報する。個々の経路予測で用いる閾値は、管制官の判断によって変更可能であり、また空域の航空機密度によっても変更可能である。   In the present invention, in the controlled airspace, route prediction is performed using a prediction model constructed from observation records of radar information. Predict the future position of the aircraft in service by route prediction. If a discrepancy exceeding the threshold is found between the predicted value and the observed value, it is determined that the aircraft's trajectory is different from the normal one, and the controller is notified. The threshold value used in the individual route prediction can be changed according to the judgment of the controller, and can also be changed depending on the aircraft density in the airspace.

本発明の第1の側面によれば、本発明に係る航空管制業務支援システムは、航空機の位置情報を蓄積した蓄積手段と、前記蓄積手段に蓄積された前記位置情報を学習データとして入力するニューラルネットワークを用いて前記航空機の将来の位置を予測するための学習機能を有する予測モデルを構築する構築手段と、前記航空機の新たな位置情報を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された新たな位置情報と前記構築手段により構築された予測モデルとに基づき前記航空機の将来の位置を予測する予測手段と、前記取得手段により取得された新たな位置情報と、前記予測手段により予測された前記新たな位置情報を取得した時点における前記航空機の位置との間の距離を計算する距離計算手段と、前記距離計算手段により計算された距離が所定の閾値を越える航空機の情報を通知する通知手段と、前記取得手段により取得された前記新たな位置情報に基づき管制対象の空域における航空機の密度を計算する航空機密度計算手段と、前記航空機密度計算手段により計算された航空機の密度に基づいて前記閾値を変化させる閾値制御手段とを備える。 According to the first aspect of the present invention, an air traffic control business support system according to the present invention includes a storage unit that stores aircraft position information, and a neural circuit that inputs the position information stored in the storage unit as learning data. Construction means for constructing a prediction model having a learning function for predicting the future position of the aircraft using a network, acquisition means for acquiring new position information of the aircraft, and new information acquired by the acquisition means Prediction means for predicting the future position of the aircraft based on the position information and the prediction model constructed by the construction means, the new position information obtained by the obtaining means, and the prediction by the prediction means A distance calculating means for calculating a distance between the position of the aircraft at the time of obtaining new position information, and a distance calculating means A notification means for notifying information of an aircraft whose distance exceeds a predetermined threshold; an aircraft density calculation means for calculating the density of the aircraft in the airspace to be controlled based on the new position information acquired by the acquisition means; and the aircraft Threshold control means for changing the threshold based on the density of the aircraft calculated by the density calculation means .

ここで、前記予測手段により予測された前記航空機の将来の位置を表示する表示制御手段を更に備えたものとすることができる。   Here, display control means for displaying the future position of the aircraft predicted by the prediction means may be further provided.

ここで、前記通知手段により通知した比較結果の評価に関する情報の入力を受ける入力手段を更に備え、前記通知手段は、以前の通知に応答して前記入力手段から入力を受けた評価に関する情報に基づいて前記航空機の情報を通知するものとすることができる。 Here, the information processing apparatus further includes an input unit that receives an input of information related to the evaluation of the comparison result notified by the notification unit, and the notification unit is based on the information related to the evaluation received from the input unit in response to a previous notification. The aircraft information may be notified.

また、前記閾値制御手段は、前記入力手段により入力された評価に関する情報に応じて前記閾値を更に変化させるものとすることができる。 Further, the threshold value control means may further change the threshold value in accordance with information relating to evaluation input by the input means.

本発明の第2の側面によれば、本発明に係る航空機の位置を予測する方法は、航空機の位置を予測する方法であって、航空機の位置情報を蓄積したコンピュータの処理装置が、蓄積された前記位置情報を学習データとして入力するニューラルネットワークを用いて前記航空機の将来の位置を予測するための学習機能を有する予測モデルを構築するステップと、前記航空機の新たな位置情報を取得するステップと、取得された前記新たな位置情報と構築された前記予測モデルとに基づき前記航空機の将来の位置を予測するステップと、取得された前記新たな位置情報と、予測された前記新たな位置情報を取得した時点における前記航空機の位置との間の距離を計算するステップと、計算された前記距離が所定の閾値を越える航空機の情報を通知するステップと、取得された前記新たな位置情報に基づき管制対象の空域における航空機の密度を計算するステップと、計算された前記航空機の密度に基づいて前記閾値を変化させるステップとを備える。 According to a second aspect of the present invention, a method for predicting an aircraft position according to the present invention is a method for predicting an aircraft position, wherein a computer processing device that stores aircraft position information is stored. Constructing a prediction model having a learning function for predicting the future position of the aircraft using a neural network that inputs the position information as learning data; and acquiring new position information of the aircraft; Predicting the future position of the aircraft based on the acquired new position information and the constructed prediction model , the acquired new position information, and the predicted new position information. A step of calculating a distance between the aircraft position at the time of acquisition and information of the aircraft in which the calculated distance exceeds a predetermined threshold Comprising that a step, calculating the density of the aircraft in the airspace control target based on the acquired new position information, and a step of changing the threshold value based on the density of the calculated the aircraft.

本発明の第3の側面によれば、本発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータを、航空機の位置情報を蓄積した蓄積手段、前記蓄積手段に蓄積された前記位置情報を学習データとして入力するニューラルネットワークを用いて前記航空機の将来の位置を予測するための学習機能を有する予測モデルを構築する構築手段、前記航空機の新たな位置情報を取得する取得手段前記取得手段により取得された新たな位置情報と前記構築手段により構築された予測モデルとに基づき前記航空機の将来の位置を予測する予測手段、前記取得手段により取得された新たな位置情報と、前記予測手段により予測された前記新たな位置情報を取得した時点における前記航空機の位置との間の距離を計算する距離計算手段、前記距離計算手段により計算された距離が所定の閾値を越える航空機の情報を通知する通知手段、前記取得手段により取得された前記新たな位置情報に基づき管制対象の空域における航空機の密度を計算する航空機密度計算手段、及び前記航空機密度計算手段により計算された航空機の密度に基づいて前記閾値を変化させる閾値制御手段として機能させる。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a computer program according to the present invention, comprising: a computer storing storage means for storing aircraft position information; and a neural network for inputting the position information stored in the storage means as learning data. Construction means for constructing a prediction model having a learning function for predicting the future position of the aircraft using the acquisition means , acquisition means for acquiring new position information of the aircraft, new position information acquired by the acquisition means Prediction means for predicting the future position of the aircraft based on the prediction model constructed by the construction means , the new position information acquired by the acquisition means, and the new position information predicted by the prediction means Distance calculating means for calculating the distance to the aircraft position at the time of obtaining the position, calculated by the distance calculating means Notification means for notifying aircraft information whose distance exceeds a predetermined threshold, aircraft density calculation means for calculating the density of the aircraft in the airspace to be controlled based on the new position information acquired by the acquisition means, and It functions as threshold control means for changing the threshold based on the density of the aircraft calculated by the aircraft density calculation means .

本発明によれば、航空管制空域の時間変化を視覚的に把握することができ、空域監視にかかる管制官の負担を軽減することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to visually grasp the time change of the air traffic control airspace, and it is possible to reduce the burden on the air traffic controller for airspace monitoring.

従って、適切で有効な管制指示により、航空機の安全間隔の確保を可能にすることができ、航空機の安全かつ円滑な運航を支援することができる。   Therefore, it is possible to ensure the safety interval of the aircraft by appropriate and effective control instructions, and support safe and smooth operation of the aircraft.

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明に係る航空管制業務支援システムを適用した全体システムの構成を示すブロック図である。この全体システム100は、従来から知られているレーダー情報処理システム106、飛行計画情報処理システム114及び管制卓108に、航空管制業務支援システム116を付加して構成される。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an entire system to which an air traffic control business support system according to the present invention is applied. The overall system 100 is configured by adding an air traffic control business support system 116 to a conventionally known radar information processing system 106, flight plan information processing system 114, and control console 108.

レーダー情報処理システム106は、航空機の便名や位置情報を含むレーダー情報を処理するコンピュータシステムである。ここで、位置情報は、航空機の高度、緯度、経度、速度ベクトル等を含む。   The radar information processing system 106 is a computer system that processes radar information including flight number and position information of an aircraft. Here, the position information includes the altitude, latitude, longitude, speed vector, and the like of the aircraft.

レーダー情報処理システム106は、レーダー情報RDP(Rader Data Processing System:航空路レーダー情報処理システム)、ARTS(Automated Radar Terminal System:ターミナルレーダー情報処理システム)、TRAD(Terminal Radar Alphanumeric Display System:ターミナルレーダーアルファニューメリック表示システム)、及びODP(Oceanic Air Traffic Data Processing System:洋上管制表示システム)から構成される。   The radar information processing system 106 includes radar information RDP (Radar Data Processing System), ARTS (Automated Radar Terminal System), TRAD (Terminal Radar Alphanumeric Display System). Display system), and ODP (Oceanic Air Traffic Data Processing System).

RDPは、レーダー情報及びFDP(Flight Data Processing System:飛行計画情報処理システム)からの飛行計画情報を照合することにより、航空機の追尾を行って管制卓108のレーダー表示画面上に航空機の便名、飛行高度等管制に必要な飛行情報を英数字で表示するシステムである。   RDP tracks the aircraft by collating radar information and flight plan information from FDP (Flight Data Processing System), and the flight number of the aircraft is displayed on the radar display screen of the control console 108. This is a system that displays the flight information required for flight altitude control in alphanumeric characters.

ARTSは、ASR(Airport Surveillance Radar:空港監視レーダー)/SSR(Secondary Surveillance Radar:二次監視レーダー)のレーダー情報に含まれる航空機の運航に関する情報を電子計算機で処理し、航空機の追尾を行うとともに、FDPからの飛行計画情報とレーダー情報とを照合することにより、レーダー表示画面上に航空機の便名、飛行高度、対地速度等管制に必要な飛行情報を英数字で表示するシステムである。   ARTS uses an electronic computer to process aircraft operation information included in radar information of ASR (Airport Surveillance Radar: Airport Surveillance Radar) / SSR (Secondary Surveillance Radar: Secondary Surveillance Radar). This system displays flight information necessary for control such as flight number, flight altitude, and ground speed of aircraft on the radar display screen by collating flight plan information from the FDP with radar information.

TRADは、空港監視レーダーから入力されるレーダー情報をコンピュータで処理し、従来のレーダー表示の上に、飛行計画情報を基に各航空機の便名、現在高度及び管制席シンボル等の情報を英数字により重畳表示するシステムである。   TRAD uses a computer to process radar information input from airport surveillance radar, and displays information such as flight number, current altitude and control seat symbol of each aircraft based on flight plan information on the conventional radar display. This is a system for superimposing and displaying.

ODPは、洋上空域を飛行する航空機、または飛行予定の航空機について、飛行計画と航空機とのデータリンク通信及びHF通信で得た情報から航空機の位置を算出し、現在の位置や高度、航空機相互の間隔、運航情報などをディスプレイ上に表示するシステムであり、洋上の航空交通管制に用いる。また、精度を向上させるため人工衛星を経由して入手したADS(Airport Dependent Surveillance)データ及びCPDLC(Controller Pilot Datalink Communications)情報に基づいた航空機の運航状況を表示し、管制指示や判断の支援を行う。   The ODP calculates the position of the aircraft from the information obtained by data link communication and HF communication between the flight plan and the aircraft, and the current position, altitude, It is a system that displays interval, operation information, etc. on a display, and is used for air traffic control at sea. In addition, it displays the operational status of the aircraft based on ADS (Airport Dependent Surveillance) data and CPDLC (Controller Pilot Datalink Communications) information obtained via artificial satellites to improve accuracy, and supports control instructions and judgments. .

飛行計画情報処理システム114は、事前に提出される計器飛行を行う航空機(IFR機)の飛行計画情報を処理するコンピュータシステムである。ここで、飛行計画情報は、便名、出発空港及び到着空港(以下、「発着空港」という)、コールサイン及び巡航高度等を含む。   The flight plan information processing system 114 is a computer system that processes flight plan information of an aircraft (IFR aircraft) performing instrument flight submitted in advance. Here, the flight plan information includes the flight number, departure airport and arrival airport (hereinafter referred to as “departure / arrival airport”), call sign, cruise altitude, and the like.

飛行計画情報処理システム114は、CADIN(Common Aeronautical Data Interchange Network:航空交通情報システム)、FDP及び飛行計画情報データベースを含む。   The flight plan information processing system 114 includes CADIN (Common Aeronautical Data Interchange Network), FDP, and flight plan information database.

CADINは、DTAX(Domestic Telecommunication Automatic Exchange and Aeronautical Data Processing System)、AFTAX(Aeronautical Fixed Telecommunication Automatic Exchange and Aeronautical Data Processing System)、各空港等に設置されたデータ端末等及びこれらで形成された情報通信ネットワークの総称であり、AFTN(Aeronautical Fixed Telecommunications Network)、管制情報処理システム、気象庁、防衛庁及び航空会社等のシステムとも連接し航空機の運航に必要な各種情報の処理中継を行っている。   CADIN consists of DTAX (Domestic Telecommunication Automatic Exchange and Aeronautical Data Processing System), AFTAX (Aeronautical Fixed Telecommunication Automatic Exchange and Aeronautical Data Processing System), data terminals installed at each airport, etc. It is a collective term, and is connected to systems such as AFTN (Aeronautical Fixed Telecommunications Network), control information processing system, Japan Meteorological Agency, Defense Agency, and airline company, etc., and relays various information necessary for aircraft operation.

FDPは、管制官への配布用に飛行計画情報等を自動的に印刷するほか、RDP、ARTS等の他システムに対し飛行計画情報を提供する。   FDP automatically prints flight plan information for distribution to controllers, and provides flight plan information to other systems such as RDP and ARTS.

飛行計画情報データベースは飛行計画情報を格納する。   The flight plan information database stores flight plan information.

従来のシステムでは、航空機102に関し運航前に提出された運航票(飛行計画)に基づいて作成された飛行計画情報が飛行計画情報処理システム114に入力される。飛行計画情報処理システム114は入力された飛行計画情報をレーダー情報処理システム106に渡す。レーダー情報処理システム106は、入力されたレーダー情報と、飛行計画情報処理システム114から受け取った飛行計画情報とを処理して、上述した種々の情報を管制卓108に表示し、これにより管制官に情報が提供される。   In the conventional system, the flight plan information created based on the flight slip (flight plan) submitted before the flight with respect to the aircraft 102 is input to the flight plan information processing system 114. The flight plan information processing system 114 passes the input flight plan information to the radar information processing system 106. The radar information processing system 106 processes the input radar information and the flight plan information received from the flight plan information processing system 114, and displays the above-described various information on the control console 108, thereby allowing the controller to Information is provided.

航空管制業務支援システム116は、レーダー情報処理システム106及び飛行計画情報処理システム114からの出力を受け取って、この情報に基づき以下の処理を行い、その結果を管制卓108に出力するものである。   The air traffic control business support system 116 receives outputs from the radar information processing system 106 and the flight plan information processing system 114, performs the following processing based on this information, and outputs the result to the control console 108.

図2は、航空管制業務支援システム116の機能構成の一例を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the air traffic control business support system 116.

航空管制業務支援システム116は、入力装置202、学習用データ蓄積部204、位置情報抽出部206、予測モデル構築部210、予測モデル蓄積部212、経路予測部213、比較部214、通知部218、表示制御部222及びレーダー情報取得部224を含む。   The air traffic control business support system 116 includes an input device 202, a learning data storage unit 204, a position information extraction unit 206, a prediction model construction unit 210, a prediction model storage unit 212, a route prediction unit 213, a comparison unit 214, a notification unit 218, A display control unit 222 and a radar information acquisition unit 224 are included.

入力装置202はキーボードやマウスなどのポインティングデバイスにより構成され、ユーザからの入力を受けるものである。   The input device 202 includes a pointing device such as a keyboard and a mouse, and receives input from the user.

学習用データ蓄積部204には運航記録が格納されている。運航記録は、レーダー情報に含まれる航空機の位置情報を時系列で記録したものである。   The learning data storage unit 204 stores operation records. The flight record is a time-series record of aircraft position information included in radar information.

位置情報抽出部206では学習用データ蓄積部204に格納された位置情報の抽出が行われる。   The position information extraction unit 206 extracts the position information stored in the learning data storage unit 204.

予測モデル構築部210では位置情報抽出部206により抽出された位置情報に基づき航空機の将来の位置の予測モデルが構築される。   The prediction model construction unit 210 constructs a prediction model of the future position of the aircraft based on the position information extracted by the position information extraction unit 206.

予測モデル蓄積部212には、予測モデル構築部210により構築された航空機の将来の位置の予測モデルが蓄積される。   The prediction model storage unit 212 stores a prediction model of the future position of the aircraft constructed by the prediction model construction unit 210.

経路予測部213では、予測モデル及び予測対象となる航空機の最新の位置情報に基づいて、将来の位置が予測される。   The route prediction unit 213 predicts a future position based on the prediction model and the latest position information of the aircraft to be predicted.

比較部214では、航空機の将来の予測位置と、実際の航空機の航跡とが比較され、予測モデルが示す航空機の位置と実際の航空機の位置との間に所定の閾値を越える乖離があるかどうかが判断される。比較部214には、飛行計画情報支援システム116の通知結果の評価に関する情報が保持される。   The comparison unit 214 compares the future predicted position of the aircraft with the actual aircraft track, and whether there is a divergence exceeding a predetermined threshold between the aircraft position indicated by the prediction model and the actual aircraft position. Is judged. The comparison unit 214 holds information related to the evaluation of the notification result of the flight plan information support system 116.

表示制御部222は予測モデル構築部210により構築された予測モデルが示す航空機の位置を管制卓108の画面に表示するものである。   The display control unit 222 displays the position of the aircraft indicated by the prediction model constructed by the prediction model construction unit 210 on the screen of the control console 108.

通知部218は、比較部214による比較結果を表示制御部222を介して管制官に通知するものある。例えば、通知部218は、比較の結果上記予測モデルが示す位置と飛行計画情報が示す位置との間に所定の閾値を越える乖離がある航空機を異常航空機として表示制御部220を介して管制官に通知する。   The notification unit 218 notifies the controller of the comparison result by the comparison unit 214 via the display control unit 222. For example, as a result of the comparison, the notifying unit 218 determines that an aircraft having a deviation exceeding a predetermined threshold between the position indicated by the prediction model and the position indicated by the flight plan information as an abnormal aircraft is sent to the controller via the display control unit 220. Notice.

本発明は、上述した機能ブロックの各機能を実現するコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体から、コンピュータシステムに当該コンピュータプログラムを提供することにより実現することができる。コンピュータシステムのCPU等の処理装置は、当該記録媒体に格納されたコンピュータプログラムを読み出して実行する。この場合、記憶媒体から読み出されたコンピュータプログラムのコード自体によっても本発明の機能が実現される。また、コンピュータシステムが読み出したプログラムコードの指示に基づき、コンピュータシステム上で稼動するオペレーティングシステムなどが実際の処理の一部または全部を行うことによって上記機能を実現することとしても良い。   The present invention can be realized by providing the computer program to a computer system from a storage medium storing a computer program that realizes each function of the above-described functional blocks. A processing device such as a CPU of a computer system reads and executes a computer program stored in the recording medium. In this case, the function of the present invention is also realized by the computer program code itself read from the storage medium. Further, the above functions may be realized by an operating system or the like running on the computer system performing part or all of the actual processing based on the instruction of the program code read by the computer system.

上記の記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、CD−R/W、DVD、不揮発性のメモリカード、ROMなどを用いることができる。   Examples of the recording medium include a flexible disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a CD-R, a CD-R / W, a DVD, a nonvolatile memory card, and a ROM.

次に、図3の流れ図を参照し、本実施形態に係る航空管制業務支援システムにより実施される処理の手順について説明する。   Next, with reference to the flowchart of FIG. 3, the procedure of the process performed by the air traffic control business support system according to the present embodiment will be described.

レーダー情報処理システム106には運航中の航空機のレーダー情報が10秒間隔で入力される(S302)。レーダー情報は、航空機の位置情報を含んでいる。   Radar information of the aircraft in operation is input to the radar information processing system 106 at 10-second intervals (S302). Radar information includes aircraft position information.

航空管制業務支援システム116は、レーダー情報処理システム106に蓄積されたレーダー情報を1分おきに抽出する。次いでレーダー情報の便名を基にして飛行計画データベースを参照し、対応する飛行計画情報を取り出す。   The air traffic control business support system 116 extracts radar information accumulated in the radar information processing system 106 every minute. Next, the flight plan database is referred to based on the flight name of the radar information, and the corresponding flight plan information is extracted.

次いで、取り出した飛行計画情報に含まれた発着空港別にレーダー情報を振り分けて学習用データ蓄積部204に記憶する(S304)。   Next, the radar information is sorted for each departure and arrival airport included in the extracted flight plan information and stored in the learning data storage unit 204 (S304).

位置情報抽出部206は所定のタイミングで学習用データ蓄積部204に蓄積された位置情報を抽出する(S306)。ここで、構築しようとする予測モデル毎に、発着空港ペアの対象時間帯における学習用データが抽出される。予測モデル構築部210はこの情報を使用して予測モデルを構築し(S308)、予測モデル蓄積部212に蓄積する(S310)。このようにして、学習用データを使用することにより学習機能を有する予測モデルが構築される。   The position information extraction unit 206 extracts the position information stored in the learning data storage unit 204 at a predetermined timing (S306). Here, for each prediction model to be constructed, learning data in the target time zone of the departure / arrival airport pair is extracted. The prediction model construction unit 210 constructs a prediction model using this information (S308), and stores it in the prediction model storage unit 212 (S310). In this way, a prediction model having a learning function is constructed by using the learning data.

予測モデルの構築は、発着空港別、座標成分別に行う。発着空港別に記憶と予測モデルの構築を行うのは、航空機のルートがおおむね発着空港ペア(たとえば羽田−福岡間)毎に決まっているためである。   The prediction model is constructed for each airport and each coordinate component. The reason why the memory and prediction model is constructed for each airport is because the route of the aircraft is generally determined for each airport pair (for example, between Haneda and Fukuoka).

経路予測部213は、レーダー情報から位置情報を抽出するタイミングで、将来の運航経路を予測したい航空機の位置情報を取得する(S312)。また、運航経路を予測したい航空機と同じ発着空港の予測モデルを予測モデル蓄積部212より入手する(S314)。予測モデル蓄積部212から読み出す予測モデルは後述するように複数個とする。そして、取得した最新の位置情報及び予測モデルを用いて運航中の航空機の将来の位置を予測する(S316)。ステップS316では、複数の予測モデルにより経路予測を行うため、予測位置は複数の点として与えられる。この予測結果を含む球体を予測範囲とする。予測範囲は、実際の航跡と比較するために一定期間保持される。   The route prediction unit 213 acquires position information of an aircraft whose future operation route is to be predicted at the timing of extracting position information from the radar information (S312). Further, a prediction model of the same departure and arrival airport as the aircraft whose flight route is to be predicted is obtained from the prediction model storage unit 212 (S314). As will be described later, a plurality of prediction models are read out from the prediction model storage unit 212. And the future position of the aircraft in operation is predicted using the acquired latest position information and prediction model (S316). In step S316, since the route prediction is performed using a plurality of prediction models, the predicted position is given as a plurality of points. A sphere including the prediction result is set as a prediction range. The predicted range is maintained for a certain period of time for comparison with the actual track.

ステップS318で、予測モデルによる予測結果から導き出される予測範囲を表示制御部222から管制卓108に出力する。   In step S318, the prediction range derived from the prediction result of the prediction model is output from the display control unit 222 to the control console 108.

一方、比較部214は、レーダー情報から位置情報を抽出するタイミングで、将来の運航経路を予測したい航空機の位置情報を取得する。また、経路予測部213が過去に予測した航空機の予測範囲の情報のうちから、最新の位置情報を取得した時点における航空機の予測範囲の情報を取得する。そして、取得した予測範囲と、実際の航空機の位置情報とを比較する(S322)。比較の結果、実際の航空機の位置と予測範囲との乖離が所定値(以下、「乖離許容範囲」という)以上である場合は、異常運航を行う航空機と判断し、表示制御部222から管制卓108にその旨を出力することにより管制官に警告を行う(S324)。   On the other hand, the comparison unit 214 acquires position information of an aircraft for which a future operation route is to be predicted at the timing of extracting position information from radar information. Moreover, the information of the prediction range of the aircraft at the time of acquiring the latest position information is acquired from the prediction range information of the aircraft predicted by the route prediction unit 213 in the past. Then, the acquired prediction range is compared with the actual aircraft position information (S322). If the difference between the actual aircraft position and the predicted range is equal to or greater than a predetermined value (hereinafter referred to as “deviation allowable range”) as a result of the comparison, it is determined that the aircraft is operating abnormally, and the display controller 222 controls the control console. The controller is warned by outputting the fact to 108 (S324).

次に、予測モデルの構築方法について具体的に説明する。   Next, a method for constructing a prediction model will be specifically described.

航空管制業務支援システム116は、レーダー情報中の位置情報を学習データとして、将来の航空機の位置予測を行うために、ニューラルネットワーク理論を使用した予測モデルを作成する。予測モデルは、発着空港別に作成する。   The air traffic control business support system 116 creates a prediction model using neural network theory in order to predict the position of a future aircraft using the position information in the radar information as learning data. A prediction model is created for each airport.

図4は、予測モデルを作成するタイミング及び時間間隔の一例を示す。航空管制業務支援システムは、12時間おきに12時間モデルを作成し、また24時間おきに72時間モデルを作成し、予測モデル蓄積部212に蓄積する。   FIG. 4 shows an example of the timing and time interval for creating the prediction model. The air traffic control business support system creates a 12-hour model every 12 hours, creates a 72-hour model every 24 hours, and stores the model in the prediction model storage unit 212.

12時間モデルは、毎日0時及び12時に、直近12時間分のデータを学習データとする。72時間モデルは、毎日0時に、直近3日間(72時間分)のデータを学習データとする。   In the 12-hour model, the latest 12 hours of data are used as learning data at 0:00 and 12:00 every day. In the 72-hour model, the data for the latest three days (72 hours) is set as learning data at 0:00 every day.

ニューラルネットワークを用いた予測モデルの構造の例を図5に示す。位置情報を予測するためには、3次元座標(x,y,z)の3つの成分について、それぞれ1つずつのモデルを用意する。予測モデルにより将来の3次元座標が予測されるが、座標のx、y、zの各成分に対してそれぞれ個別にモデルを用意する。   An example of the structure of a prediction model using a neural network is shown in FIG. In order to predict position information, one model is prepared for each of the three components of three-dimensional coordinates (x, y, z). Future three-dimensional coordinates are predicted by the prediction model, but a model is prepared for each of the x, y, and z components of the coordinates.

次に、図5を参照し、ニューラルネットワークを用いてt=1分後の航空機の位置を予測する方法について説明する。図5に示す例では、データセットは3次元座標(x,y,z)の成分を含む。学習用データとして、現時点のデータセットt-1(x,y,z)、現時点から1分前のデータセットt‐2(x,y,z)、現時点から2分前のデータセットt−3(x,y,z)、現時点から3分前のデータセットt−4(x,y,z)という4組のデータセットが抽出される。このデータセットは、各成分のデータ(d(t−1,x)、d(t−1,y)、d(t−1,z)、・・・、d(t−4,z))に分解される。ここでd(t−n,i)は現時点からn−1分前のi成分のデータを示す。このようにして、現時点の過去の4時点分の同一航空機の位置情報(すなわち、現時点0分前から3分前のデータ)をニューラルネットワークモデルの入力層に入力する。次いで、隠れ層(1)では入力層のデータを用いてデータh1(1)、h1(2)、・・・、h1(k)を作成する。次いで、隠れ層(2)では入力層のデータを用いてデータh2(1)、h2(2)、・・・、h2(l)を作成する。このようにして、1分後の位置データd(t,x)、d(t,y)、d(t,z)を予測対象として出力層に出力する。このようなニューラルネットワークモデルにおける演算処理については、例えば非特許文献1に記載されている。例えば図6に示すように入力層(d層)と隠れ層(1)のh1に着目した場合、h1(1)は、パラメータw(1)、w(2)、w(3)、・・・w(n)で重み付けした入力層のデータの線形結合により表現される。従って、h1(i)は、式(1)で示すことができる。 Next, a method for predicting the position of the aircraft after t = 1 minute using a neural network will be described with reference to FIG. In the example shown in FIG. 5, the data set includes components of three-dimensional coordinates (x, y, z). As the learning data, the current data set t-1 (x, y, z), the data set t-2 (x, y, z) one minute before the current time, and the data set t-3 two minutes before the current time (x, y, z), four data sets of data set t-4 (x, y, z) three minutes before the current time are extracted. This data set consists of data for each component (d (t−1, x), d (t−1, y), d (t−1, z),..., D (t−4, z)) Is broken down into Here, d (t−n, i) indicates the data of the i component n−1 minutes before the present time. In this way, the position information of the same aircraft for the past four time points at the present time (that is, data from three minutes before the current zero minutes) is input to the input layer of the neural network model. Next, in the hidden layer (1), data h 1 (1), h 1 (2),..., H 1 (k) are created using the data of the input layer. Next, in the hidden layer (2), data h 2 (1), h 2 (2),..., H 2 (l) are created using the data of the input layer. In this way, the position data d (t, x), d (t, y), and d (t, z) after one minute are output to the output layer as prediction targets. The arithmetic processing in such a neural network model is described in Non-Patent Document 1, for example. For example, as shown in FIG. 6, when focusing on h 1 of the input layer (d layer) and the hidden layer (1), h 1 (1) is the parameter w (1), w (2), w (3), ... expressed by linear combination of input layer data weighted by w (n). Therefore, h 1 (i) can be expressed by equation (1).

Figure 0004355833
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h1(1)がある値を超えると、h1(1)は第2の隠れ層h2へと信号を送る。h1とh2の間もパラメータで連結されている。 When h 1 (1) exceeds a certain value, h 1 (1) sends a signal to the second hidden layer h 2 . h 1 and h 2 are also linked by parameters.

モデルの初期段階では、各パラメータと、h1、h2の各セルのしきい値はランダムに設定されている。この状態で入力しても、出力層には出鱈目な数字しか出力されない。そこで、学習用データセット(予め出力結果がわかっている過去のデータセット)を使用して、全ての学習用データセットで出力層からの出力と、実際の結果との誤差が小さくなるように、各セル間のパラメータとしきい値を調整する。 In the initial stage of the model, the parameters and the threshold values of the cells h 1 and h 2 are set at random. Even if it is input in this state, only a good number is output to the output layer. Therefore, using the learning data set (the past data set whose output results are known in advance), the error between the output from the output layer and the actual results is reduced in all learning data sets. Adjust parameters and thresholds between cells.

図3のステップS304で蓄積される学習用データとは、この「あるデータセットが入力されたときの出力の正解」、つまり問題と回答とがセットになっているものである。例えば10時00分、10時01分、10時02分、10時03分の4つのデータを使って10時04分の位置を予測する場合、問題は10時00分から10時03分のデータ、回答は10時04分のデータとなる。   The learning data stored in step S304 in FIG. 3 is a set of “correct answer when an input data is input”, that is, a question and an answer. For example, when predicting the position of 10:04 using four data of 10:00, 10: 1, 10:02, 10:03, the problem is the data from 10:00 to 10:03 The answer will be 10:04.

この学習用データの問題と回答は、時間や天候によっても変わることが考えられるため、図4で示すように、異なる学習用データを使って異なるモデルを作成し、誤差が小さくなるものを選択する。   Since the problem and answer of this learning data may vary depending on time and weather, create different models using different learning data and select the one with the smallest error as shown in FIG. .

なお、図5に示す例ではループをもたないニューラルネットワーク構造による例を示したが、学習効率を向上させるために、ループをもつニューラルネットワークモデルを用いてもよい。   In the example shown in FIG. 5, an example of a neural network structure having no loop is shown, but a neural network model having a loop may be used in order to improve learning efficiency.

次に、航空機の将来の予測範囲を決定する方法についてより詳細に説明する。経路予測部213は、管制卓に表示される航空機(予測対象航空機)の出発空港、到着空港の情報より、対応する以下の4つの予測モデルを選定する。
(1) 一番最後に作成された12時間モデル。例えば、予測時の時間が15時であれば、同日の0時から12時の位置情報を学習データとして作成されたモデル。
(2) 前日の同時間を含む時間帯の位置情報を学習データとして作成された12時間モデル。
(3) 7日前の同時間を含む時間帯の位置情報を学習データとして作成された12時間モデル。
(4) 前年の同日及び前後2日間の位置情報を学習データとして作成された72時間モデル。
Next, a method for determining the future prediction range of the aircraft will be described in more detail. The route prediction unit 213 selects the following four prediction models corresponding to the departure airport and arrival airport information of the aircraft (prediction target aircraft) displayed on the control console.
(1) The last 12 hour model created. For example, if the prediction time is 15:00, the model is created using the position information from 00:00 to 12:00 on the same day as learning data.
(2) A 12-hour model created using the location information of the time zone including the same time of the previous day as learning data.
(3) A 12-hour model created using the location information of the time zone including the same time 7 days ago as learning data.
(4) A 72-hour model created using the location information of the same day in the previous year and two days before and after as learning data.

そして、各予測モデルの4点を外包する最小の球体を予測範囲とする。   Then, the smallest sphere that encloses four points of each prediction model is set as the prediction range.

例えば、(1)のモデルのみを使用すると、予測が同日のデータのみに依ることとなり、曜日によって異なる経路をもつ路線が合った場合や、昼間、夜間による経路の違い等を考慮することができなくなる。そこで、予測を行う時間帯に対して、前日の同時間帯や、同一曜日のデータを活用し、それらから最大公約数的に結果を求める。このように複数の予測モデルを使用することで、天候、時間変動、曜日変動、季節変動を考慮した予測範囲の確定を行うことができる。   For example, if only the model (1) is used, the prediction depends only on the data of the same day, and it is possible to consider the case where a route with a different route depending on the day of the week matches, the difference in route between daytime and nighttime, etc. Disappear. Therefore, using the same time zone of the previous day and data of the same day of the week for the prediction time zone, the result is obtained from the greatest common divisor. As described above, by using a plurality of prediction models, it is possible to determine the prediction range in consideration of weather, time fluctuation, day of the week fluctuation, and seasonal fluctuation.

図7は、このようにして求められた予測範囲を表示した画面の例を示す。図中黒い□印は便名XXX021の航空機の実際の位置を示し、この□印から左上に伸びる短い線分により進行方向が示されている。また、太線で描かれた円の内径は予測範囲を、外径は乖離許容範囲を示す。   FIG. 7 shows an example of a screen displaying the prediction range obtained in this way. The black square in the figure indicates the actual position of the aircraft with flight number XXX021, and the direction of travel is indicated by a short line extending from the square to the upper left. Further, the inner diameter of the circle drawn with a bold line indicates the predicted range, and the outer diameter indicates the allowable deviation range.

次に、図8を参照し、異常な運航を判断する処理について説明する。   Next, with reference to FIG. 8, a process for determining an abnormal operation will be described.

予測から1分後には、異常な運航の判断を行うことができる。通常の運航形態とは異なる運航を行う異常運航機を判断するために、予測範囲と実際の位置とのずれを許容する範囲(乖離許容範囲)が設定される。これにより、実際の航空機の位置が予測範囲から外れても乖離許容範囲内にあれば通常の運航と判断し、あるいは実際の航空機の位置が予測範囲内にあっても乖離許容範囲から外れていれば異常な運航と判断する。   One minute after the prediction, an abnormal operation can be determined. In order to determine an abnormal operating aircraft that operates differently from the normal operating mode, a range (deviation allowable range) that allows a deviation between the predicted range and the actual position is set. As a result, even if the actual aircraft position falls outside the predicted range, it is judged as normal operation if it is within the deviation allowance range, or it is not within the deviation allowance range even if the actual aircraft position is within the forecast range. Judged as abnormal operation.

この球と実際の位置との距離をlとし、乖離許容範囲δを比較する。初期値として、乖離許容範囲δは予測範囲の球の半径とする。   The distance between the sphere and the actual position is set as l, and the allowable deviation range δ is compared. As an initial value, the allowable deviation range δ is a radius of a sphere of the prediction range.

図8(a)に示すようにl≦δの場合は、通常の運航と判定する。一方、図8(b)に示すようにl>δの場合は異常な運航と判断する。   As shown in FIG. 8A, when l ≦ δ, it is determined that the operation is normal. On the other hand, if l> δ as shown in FIG.

図9は、警告を表示した画面の例を示す。図中白い□印は便名XXX021の航空機の実際の位置を示し、この□印から上方に伸びる短い線分により進行方向が示されている。また、太線で描かれた円の内径は予測範囲を、外形は乖離許容範囲を示す。□印が黒から白に変わり、また□印を細線の円で囲むことにより、異常運航を示している。   FIG. 9 shows an example of a screen displaying a warning. In the figure, the white square indicates the actual position of the aircraft with flight number XXX021, and the direction of travel is indicated by a short line extending upward from the square. Further, the inner diameter of the circle drawn with a bold line indicates the predicted range, and the outer shape indicates the allowable deviation range. The □ mark changes from black to white, and the □ mark is surrounded by a thin line circle to indicate abnormal operation.

なお、異常運航を表す警告は管制卓に備えられた音声出力装置(不図示)から警告音を出力することにより行うとしても良い。   In addition, you may perform the warning showing abnormal operation by outputting a warning sound from the audio | voice output apparatus (not shown) with which the control console was equipped.

また、予測範囲と実際の位置の比較結果を表示する処理において予測範囲と実際の位置との誤差を示す情報を表示することとしても良い。   Further, in the process of displaying the comparison result between the prediction range and the actual position, information indicating an error between the prediction range and the actual position may be displayed.

また、図面の表から裏へ向かう軸方向のずれを示す場合は、その旨を示す情報を□印に近接して表示させることとしても良い。例えば、実際の位置が許容乖離範囲よりも高い場合には文字「H」、実際の位置が許容乖離範囲よりも低い場合には文字「L」と表示させることができる。   In addition, in the case of indicating an axial shift from the front to the back of the drawing, information indicating that may be displayed in proximity to the □ mark. For example, the letter “H” can be displayed when the actual position is higher than the allowable deviation range, and the letter “L” can be displayed when the actual position is lower than the allowable deviation range.

(第2実施形態)
次に、図2及び図3を参照し、管制官の判定に基づき閾値を変更する実施形態について説明する。
(Second Embodiment)
Next, with reference to FIGS. 2 and 3, an embodiment in which the threshold value is changed based on the determination of the controller will be described.

管制官は、ステップS324の処理により警告が与えられた場合、その警告の正しさを判断する。管制空域が異常であると告知された管制官は、その判定結果が誤りであると判断する場合、航空管制業務支援システム116にその判断が誤りであることを示す情報を入力装置202から入力することができる。この情報の入力により比較部214は乖離許容範囲δを上げて、予測範囲球の中心から現在位置までの距離の値に設定する。   When a warning is given by the process of step S324, the controller determines whether the warning is correct. If the controller who is notified that the control airspace is abnormal determines that the determination result is incorrect, he / she inputs information indicating that the determination is incorrect from the input device 202 to the air traffic control support system 116. be able to. By inputting this information, the comparison unit 214 increases the allowable deviation range δ and sets it to the value of the distance from the center of the prediction range sphere to the current position.

また、管制官はシステムから異常運航が通報されていない場合であっても、管制空域内が異常であると判断する場合には、航空管制業務支援システムに、管制空域が異常運航であることを示す情報を入力装置202から入力することができる。この情報の入力により比較部214は乖離許容範囲δの値を元の値より下げ、予測範囲球の中心から現在位置までの距離より小さい値に設定する。このようにして、予測モデルに更なる学習機能が付加される。   In addition, even if the controller has not been notified of abnormal operation from the system, if the controller determines that the controlled airspace is abnormal, the air traffic control business support system will confirm that the controlled airspace is abnormally operated. Information to be shown can be input from the input device 202. By inputting this information, the comparison unit 214 lowers the value of the allowable deviation range δ from the original value and sets it to a value smaller than the distance from the center of the prediction range sphere to the current position. In this way, a further learning function is added to the prediction model.

(第3実施形態)
次に、管制官の判定をフィードバックする別の実施形態について説明する。
(Third embodiment)
Next, another embodiment for feeding back the controller's determination will be described.

管制官により不要な警告であるとの入力を受けた場合、比較部214はδ=lに設定する。また、当該警告時におけるレーダー情報から、管制するセクタ内の航空機密度ωを取得し、乖離許容範囲δの値と関連付けて記憶する。航空機密度は、レーダー情報により検知された航空機の数を、管制する空域の面積で除算することにより求めることができる。この処理を繰り返し、管制官の判断情報が2つ以上得られた場合、δをωの関数として求める。   When receiving an input from the controller as an unnecessary warning, the comparison unit 214 sets δ = 1. Further, the aircraft density ω in the controlled sector is acquired from the radar information at the time of the warning, and stored in association with the value of the allowable deviation range δ. The aircraft density can be obtained by dividing the number of aircraft detected by radar information by the area of the airspace to be controlled. This process is repeated, and when two or more pieces of controller judgment information are obtained, δ is obtained as a function of ω.

図10は、乖離許容範囲δの設定方法の一例を示す図である。初期状態では、閾値δは図10(a)に示すように一定である。複数の航空機密度に亘って記憶される乖離許容範囲δにより、ωの関数が図10(b)のような関数として求められた場合、以後この関数を用いて異常運航の判定を行う。   FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a method for setting the allowable deviation range δ. In the initial state, the threshold δ is constant as shown in FIG. When the function of ω is obtained as a function as shown in FIG. 10B by the deviation allowable range δ stored over a plurality of aircraft densities, the abnormal operation is subsequently determined using this function.

即ち、図3のステップS322において、比較部214はレーダー情報から航空機密度ωを取得し、このωに対応する乖離許容範囲δを上記関数から求める。そして、実際の航空機の位置と乖離許容範囲δとを比較する。図10(b)に示すような関数が得られたとすると、管制対象空域の航空機の密度が低い場合には、航空機の実際の位置と予測位置との大きな乖離を許容し、航空機の密度が高い場合には、航空機の実際の位置と予測位置との乖離を厳しく判定することが可能となる。このようにして、予測モデルに更なる学習機能が付加される。   That is, in step S322 in FIG. 3, the comparison unit 214 obtains the aircraft density ω from the radar information, and obtains a deviation allowable range δ corresponding to this ω from the above function. Then, the actual position of the aircraft and the allowable deviation range δ are compared. If the function shown in FIG. 10B is obtained, if the density of the aircraft in the controlled airspace is low, a large divergence between the actual position of the aircraft and the predicted position is allowed, and the density of the aircraft is high. In this case, it is possible to strictly determine the deviation between the actual position of the aircraft and the predicted position. In this way, a further learning function is added to the prediction model.

以上説明した実施形態によれば、航空交通管制において、管制空域での航空機の位置情報及び管制官の判断を学習データとして構築した予測モデルを用いて将来の位置を予測し、航空機の運航に異常が発見された場合に管制官に通知することにより、より安全で効率的な航空機の運航に対する信頼性を向上させるシステムを提供することができる。   According to the embodiment described above, in the air traffic control, the future position is predicted using the prediction model constructed as the learning data based on the position information of the aircraft in the controlled airspace and the judgment of the controller, and there is an abnormality in the operation of the aircraft. By notifying the controller when a problem is detected, a system that improves the reliability of safer and more efficient aircraft operation can be provided.

以上述べた形態以外にも種々の変形が可能である。しかしながら、特許請求の範囲に記載された技術思想に基づくものである限り、その変形は本発明の技術範囲内となる。   Various modifications other than those described above are possible. However, as long as it is based on the technical idea described in the claims, the modifications are within the technical scope of the present invention.

本発明に係る航空管制業務支援システムを適用した全体システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the whole system to which the air traffic control work support system which concerns on this invention is applied. 航空管制業務支援システムの機能構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a function structure of an air traffic control work support system. 本実施形態に係る航空管制業務支援システムにより実施される処理の手順を示す流れ図である。It is a flowchart which shows the procedure of the process implemented by the air traffic control work support system which concerns on this embodiment. 予測モデルを作成するタイミング及び時間間隔の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the timing and time interval which create a prediction model. 本発明の一実施形態に係るニューラルネットワークを用いた予測モデルの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the prediction model using the neural network which concerns on one Embodiment of this invention. ニューラルネットワークモデルにおける演算処理の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the arithmetic processing in a neural network model. 本発明の一実施形態に係る予測範囲を表示する例を示す図である。It is a figure which shows the example which displays the prediction range which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る異常な運航を判定する処理を示す図である。It is a figure which shows the process which determines the abnormal operation which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る警告を表示する例を示す図である。It is a figure which shows the example which displays the warning which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る閾値δと航空機密度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between threshold value (delta) and aircraft density which concern on one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

100 全体システム
102 航空機
106 レーダー情報処理システム
114 飛行計画情報処理システム
108 管制卓
202 入力装置
204 学習用データ蓄積部
206 位置情報抽出部
210 予測モデル構築部
212 予測モデル蓄積部
213 経路予測部
214 比較部
218 通知部
222 表示制御部
224 レーダー情報取得部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Overall system 102 Aircraft 106 Radar information processing system 114 Flight plan information processing system 108 Control table 202 Input device 204 Learning data storage unit 206 Location information extraction unit 210 Prediction model construction unit 212 Prediction model storage unit 213 Route prediction unit 214 Comparison unit 218 Notification unit 222 Display control unit 224 Radar information acquisition unit

Claims (6)

航空機の位置情報を蓄積した蓄積手段と、
前記蓄積手段に蓄積された前記位置情報を学習データとして入力するニューラルネットワークを用いて前記航空機の将来の位置を予測するための学習機能を有する予測モデルを構築する構築手段と、
前記航空機の新たな位置情報を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された新たな位置情報と前記構築手段により構築された予測モデルとに基づき前記航空機の将来の位置を予測する予測手段と
前記取得手段により取得された新たな位置情報と、前記予測手段により予測された前記新たな位置情報を取得した時点における前記航空機の位置との間の距離を計算する距離計算手段と、
前記距離計算手段により計算された距離が所定の閾値を越える航空機の情報を通知する通知手段と、
前記取得手段により取得された前記新たな位置情報に基づき管制対象の空域における航空機の密度を計算する航空機密度計算手段と、
前記航空機密度計算手段により計算された航空機の密度に基づいて前記閾値を変化させる閾値制御手段と
を備えたことを特徴とする航空管制業務支援システム。
Storage means for storing aircraft position information;
Construction means for constructing a prediction model having a learning function for predicting the future position of the aircraft using a neural network that inputs the position information accumulated in the accumulation means as learning data;
Obtaining means for obtaining new position information of the aircraft;
Prediction means for predicting the future position of the aircraft based on the new position information acquired by the acquisition means and the prediction model built by the construction means ;
Distance calculation means for calculating a distance between the new position information acquired by the acquisition means and the position of the aircraft at the time of acquiring the new position information predicted by the prediction means;
A notifying means for notifying information of an aircraft whose distance calculated by the distance calculating means exceeds a predetermined threshold;
Aircraft density calculation means for calculating the density of the aircraft in the airspace to be controlled based on the new position information acquired by the acquisition means;
An air traffic control business support system, comprising: threshold control means for changing the threshold based on the aircraft density calculated by the aircraft density calculation means .
前記予測手段により予測された前記航空機の将来の位置を表示する表示制御手段を更に備えたことを特徴とする請求項1に記載の航空管制業務支援システム。   The air traffic control business support system according to claim 1, further comprising display control means for displaying a future position of the aircraft predicted by the prediction means. 前記通知手段により通知した比較結果の評価に関する情報の入力を受ける入力手段を更に備え、前記通知手段は、以前の通知に応答して前記入力手段から入力を受けた評価に関する情報に基づいて前記航空機の情報を通知することを特徴とする請求項1または2に記載の航空管制業務支援システム。 The information processing apparatus further includes input means for receiving information related to the evaluation of the comparison result notified by the notification means, and the notification means is configured to receive the aircraft based on the information related to the evaluation received from the input means in response to a previous notification. The air traffic control business support system according to claim 1 or 2 , characterized in that: 前記閾値制御手段は、前記入力手段により入力された評価に関する情報に応じて前記閾値を更に変化させることを特徴とする請求項に記載の航空管制業務支援システム。 It said threshold control means, air traffic control service support system according to claim 3, characterized by further changing the threshold value in accordance with the information on the evaluation inputted by the input means. 航空機の位置を予測する方法であって、航空機の位置情報を蓄積したコンピュータの処理装置が、
蓄積された前記位置情報を学習データとして入力するニューラルネットワークを用いて前記航空機の将来の位置を予測するための学習機能を有する予測モデルを構築するステップと、
前記航空機の新たな位置情報を取得するステップと、
取得された前記新たな位置情報と構築された前記予測モデルとに基づき前記航空機の将来の位置を予測するステップと
取得された前記新たな位置情報と、予測された前記新たな位置情報を取得した時点における前記航空機の位置との間の距離を計算するステップと、
計算された前記距離が所定の閾値を越える航空機の情報を通知するステップと、
取得された前記新たな位置情報に基づき管制対象の空域における航空機の密度を計算するステップと、
計算された前記航空機の密度に基づいて前記閾値を変化させるステップと
を備えたことを特徴とする方法。
A method for predicting the position of an aircraft, wherein a computer processing device that stores aircraft position information includes:
Constructing a prediction model having a learning function for predicting the future position of the aircraft using a neural network that inputs the accumulated position information as learning data;
Obtaining new position information of the aircraft;
Predicting the future position of the aircraft based on the acquired new position information and the constructed prediction model ;
Calculating a distance between the acquired new position information and the position of the aircraft at the time of acquiring the predicted new position information;
Notifying aircraft information where the calculated distance exceeds a predetermined threshold;
Calculating the density of the aircraft in the controlled airspace based on the acquired new location information;
Changing the threshold based on the calculated density of the aircraft .
コンピュータを、
航空機の位置情報を蓄積した蓄積手段、
前記蓄積手段に蓄積された前記位置情報を学習データとして入力するニューラルネットワークを用いて前記航空機の将来の位置を予測するための学習機能を有する予測モデルを構築する構築手段、
前記航空機の新たな位置情報を取得する取得手段
前記取得手段により取得された新たな位置情報と前記構築手段により構築された予測モデルとに基づき前記航空機の将来の位置を予測する予測手段
前記取得手段により取得された新たな位置情報と、前記予測手段により予測された前記新たな位置情報を取得した時点における前記航空機の位置との間の距離を計算する距離計算手段、
前記距離計算手段により計算された距離が所定の閾値を越える航空機の情報を通知する通知手段、
前記取得手段により取得された前記新たな位置情報に基づき管制対象の空域における航空機の密度を計算する航空機密度計算手段、及び
前記航空機密度計算手段により計算された航空機の密度に基づいて前記閾値を変化させる閾値制御手段として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
Computer
Accumulation means for accumulating aircraft position information,
Construction means for constructing a prediction model having a learning function for predicting the future position of the aircraft using a neural network that inputs the position information accumulated in the accumulation means as learning data;
Acquisition means for acquiring new position information of the aircraft ;
Prediction means for predicting the future position of the aircraft based on the new position information acquired by the acquisition means and the prediction model established by the construction means ;
Distance calculation means for calculating a distance between the new position information acquired by the acquisition means and the position of the aircraft at the time of acquiring the new position information predicted by the prediction means;
A notification means for notifying information of an aircraft whose distance calculated by the distance calculation means exceeds a predetermined threshold;
Aircraft density calculation means for calculating the density of the aircraft in the airspace to be controlled based on the new position information acquired by the acquisition means; and
A computer program that functions as threshold control means for changing the threshold based on the density of the aircraft calculated by the aircraft density calculation means .
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