JP4723896B2 - 走行誘導支援システム及び走行誘導支援方法 - Google Patents

Description

本発明は、空港面を走行する航空機又は車両を含む走行体の誘導支援を行う走行誘導支援システム及び、このシステムに適用され、誘導支援している走行体の状態を判定するための走行誘導支援方法に関する。

現在、民間航空機の飛行中の誘導は、航空路監視レーダーや二次監視レーダーなどを用いた航空路管制によってなされており、空港近くの進入経路においては空港監視レーダー、着陸進入においては精測進入レーダーや計器着陸用施設などの設置によって、かなりの低視程でも飛行や着陸が可能になってきている。

一方、地上移動の誘導は、管制官が、航空機や走行する車両を目視し、それらと無線を介した音声通信を行なうことにより、進行許可、経路指定、及び待機などの指示をすることにより行っている。さらに出発便のジェット機は、出発前に、飛行経路についての管制承認を得るほか、エンジン始動前に管制官の許可を得てからエンジン始動を行い、しかる後にプッシュバックと呼ばれる所定方向への押し戻しの許可を得てからプッシュバックを行い、移動開始許可を得てから移動を開始させるという複雑な手順を踏んでいる。

夜間や、日中でも霧などで見通しが悪い場合には、空港面における灯火を制御するいわゆる空港誘導支援方法を適用することによって、運用中の誘導路領域全体について誘導路中心線灯などの灯火類を一括して点灯し、誘導路の存在を示し、標示板などにより誘導路の識別を行っている。

この種の空港誘導支援方法及び空港誘導支援装置に関する先行技術としては、例えば特許文献１乃至５に示す技術がある。

なお、通常、管制官は、飛行あるいは移動の区画ごとに担当が分かれている。また、それぞれに割当てられた無線周波数は一つであり、一時に一機に対して指示を行い、地上移動の担当はエプロンと滑走路の間について車両を含めて扱っている。
特許第３０１７９５６号公報 特開平１１−７９０９９号公報 特開平１１−９６５００号公報 特開２００３−８５７００号公報 特許第２８５７３７９号公報

しかしながら、このような従来の航空機や車両の空港面における移動時の誘導方法には、以下のような問題がある。

すなわち、従来の航空機や車両の空港面における移動時誘導方法では、上述したように、管制官は目視確認をした後、航空機や車両との交信を行い、さらに安全性及び効率性を考慮して経路が策定されている。

しかし、このような方法では、各種の誘導機器類の操作を行なうなど負担が大きく、個々の航空機に対して移動可能範囲まで継続的に指示することは出来ず、空港の運用効率の向上を図るには限界があるという問題があった。

特に、混雑時には管制の対象となる航空機の数が多く、目視確認や交信の回数が増える一方で、速やかに指示する必要性が増し、効率的な運用に関して配慮する時間が限られるために一層この問題が顕著になる。一方、パイロットにとっては移動間隔が密になり、前方の障害物に対する注意を払う必要性が高くなり、経路を間違う可能性も増す。

さらに、夜間や霧など視程が悪いときには、目視にも時間がかかるほか、管制塔から遠方の場所に対しては監視すら困難な場合も生じうる。一方、パイロットにとっても、方向転換すべき交差部の見落としや、目標地点ではない区画に誤進入する可能性が高くなる。また、混雑時と同様、前方の障害物に注意を払う必要性が高くなり、移動速度を落とさねばならず、空港の効率が低下するだけでなく、操縦における疲労が増し、安全性も低下する。

このため、レーダーやＧＰＳ情報に基づいて、特定の航空機に対して与えられた経路上の灯火のみを点灯し、交差部のストップバーを併用するなどして、誘導路の移動を制御する灯火制御装置も考案されている。

ところが、レーダーやＧＰＳによる位置情報に基づいた方法では次のような別の問題がある。すなわち、レーダーやＧＰＳによる位置座標を用いると、レーダーの反射波の不確定性及びＧＰＳの測位誤差により、特に停止を含む低速度域での位置座標が揺らぎを生じて真の位置に対して前後左右にばらつき、後退を示す場合もある。このため、誘導制御に用いるために区間の状態を判定するとき、移動体が区間の境界付近に存在すれば、前方あるいは後方に当たる区間の判定が頻繁に変化し、誘導制御が安定しないという問題がある。

また、レーダーでは航空機の機影のみ把握している。このレーダーは、１次レーダー（又はＡＳＤＥ装置）と呼ばれている。このほか１次レーダーに併設される２次レーダーもあり、航空機上のトランスポンダとの質問・応答により航空機を識別している。

しかしながら現状、空港内で２次レーダーは使われていない。なぜなら、狭い範囲では、複数の航空機のトランスポンダから質問に一斉に応答がなされ、管制側では判別不可能になるからである。

このため、現状では、１次レーダーしか設けられていない。最近では、２次レーダーの情報を引き継いで、１次レーダーで識別情報を持ちながら追尾する機能が追加されたタイプが開発されているものの、追尾精度が十分では無く、航空機が入れ替わって認識されてしまう可能性があり、誤誘導により安全が損なわれる恐れがあるという場合がある。 本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、空港面の混雑時や低視程時においても空港の運用効率を高めるような地上移動経路と、同経路上における安全移動可能範囲とを迅速にパイロットに伝達し、もって、空港全体の運用効率や安全性の向上を図ることが可能な走行誘導支援システム及びそれに適用される走行誘導支援方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。

すなわち、本発明は、航空機又は車両を含む移動体が空港内の走行領域を走行するときに、移動体の走行誘導支援を行なう空港内の走行誘導支援システム及び走行誘導支援方法に適用される技術である。この発明は、誘導支援対象とする対象移動体の空港内における現在の位置を示す位置情報が、対象移動体の過去の位置を示す位置情報、対象移動体の特性を示す移動体特性情報、および対象移動体の走行可能範囲情報に基づいて得られる走行可能範囲内にあるか否かを判定する。次に、対象移動体の現在の位置が、走行可能範囲内にない場合、対象移動体が、誘導支援対象ではない対象外移動体と入れ替わった可能性があると判定して、対象移動体を入れ替わり候補として設定する。さらに、入れ替わり候補として設定された対象移動体が複数あり、かつ、互いに他方の走行可能範囲内に存在する対象移動体の組み合わせがある場合、これら組み合わせに属する各対象移動体の位置情報を相互に交換する。そして、対象移動体の現在の位置が、走行可能範囲内である場合、対象移動体は、対象外移動体と入れ替わっていないと判定する。

これにより、本発明では、誘導支援対象とする移動体を確実に認識することが可能となり、更に、近接した移動体間で移動体（の識別情報）が入れ替わることをチェックすることが可能となる。

以上により、空港全体の運用効率や安全性の向上を図ることが可能となる。

本発明の走行誘導支援システム及び走行誘導支援方法によれば、誘導支援している移動体を確実に認識し、かつ、その移動状態についても確実に把握できるようになる。

その結果、空港面の混雑時や低視程時においても、経路上における安全移動可能範囲と、空港の運用効率を高めるような効率的な地上移動経路とを明確かつ確実にパイロットに伝達することができるようになり、もって、空港全体の運用効率や安全性の向上を図ることが可能となる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る走行誘導支援方法を適用した走行誘導支援システムの構成例を示す機能ブロック図である。

すなわち、本発明の実施の形態に係る走行誘導支援方法を適用した走行誘導支援システムは、区画形状情報格納部１と、地上設置経路表示機器類２ａと、誘導設備稼働状態把握部２ｂと、移動体特性情報格納部３と、監視装置４ａと、監視情報入力部４ｂと、制動距離算出部５と、ジェット噴流域算出部６と、滞在領域判定部７と、代表形状生成部８と、占有領域形状生成部９と、経路情報格納部１０と、区画状態判定部１１と、走行可能範囲判定部１２と、点消灯制御部１３と、経路策定部１４と、対管制官入出力部１５と、位置情報判定部１６を備えている。

区画形状情報格納部１は、空港面における航空機や車両等の移動体の管制に必要な区域である滑走路、誘導路、車両用走行動路、及び航空機の駐機場所であるエプロンやスポットに関する位置情報、形状情報、寸法情報、及びそれらを複数に分割した区画についての区画形状情報を予め格納している。そして、これら格納している情報が区画状態判定部１１及び位置情報判定部１６へ提供されるようにしている。

区画形状情報は、図２（ａ）の空港簡易レイアウト図に示す様に、滑走路２１、エプロン２２、及びそれらを結ぶ誘導路といった移動区域を、図中点線で区切られるように多数の区画Ｋに区切り、区画形状情報としている。また図２（ｂ）に示すように走行領域を、図中一点鎖線で囲まれた複数の小領域２５に分割し、この小領域２５に特定の区画Ｋを対応付ける。この対応付けは、移動体の位置情報の誤差、ジェット噴流域の長さ、制動範囲などを考慮し、例えば図２（ｂ）における小領域２５に対しては図中のハッチングを施した各区画Ｋのように対応させる。なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）中に示す実線で囲まれた部位Ｇは、緑地帯など、航空機や車両が走行しない領域を示している。

地上設置経路表示機器類２ａは、空港面において航空機が誘導される誘導区域に設けられた誘導路中心線灯、停止線灯、誘導案内灯といった灯火の稼動状態や、誘導路の誘導路状態を把握し、把握した稼働状態及び誘導路状態に関する情報を、誘導設備稼働状態把握部２ｂへと出力する。この誘導路状態に関する情報とは、具体的には、図２（ａ）の空港簡易レイアウト図に示す様に、滑走路２１とエプロン２２とを結ぶ誘導路上の灯火２３の断芯情報や、誘導路上でなされている工事２４に関する工事情報などがある。

誘導設備稼働状態把握部２ｂは、地上設置経路表示機器類２ａから出力された稼働状態及び誘導路状態に関する情報を区画状態判定部１１へと出力する。

移動体特性情報格納部３は、空港面上の滑走路及び誘導路を走行する全ての航空機及び車両からなる移動体の移動体特性情報を予め格納している。移動体特性とは、具体的には、空港の滑走路、誘導路、車両の移動路を走行するすべての航空機及び車両の加減速性能、最高速度、旋回半径などの移動に関する特性や、機体寸法、ジェット噴流域の長さを計算するための基礎データが相当する。そして、この格納している移動体特性情報を制動距離算出部５、ジェット噴流域算出部６、代表形状生成部８、走行可能範囲判定部１２、経路策定部１４、及び位置情報判定部１６へ提供する。

監視装置４ａは、空港面上の滑走路及び誘導路などの走行領域を移動している全ての移動体の位置及び速度を測定し位置情報及び速度情報を取得するとともに、位置情報及び速度情報が取得された移動体について、各移動体のおのおのに予め付与されている識別情報を取得し、取得した位置情報、速度情報、及び識別情報を監視情報入力部４ｂへ出力する。監視装置４ａにおける移動体の測定には、例えば、空港面探査装置と呼ばれるレーダーを用いて、あるいは移動体からのＧＰＳ情報の通信によって行なう。そして、この空港面探査装置によって、空港の滑走路及び誘導路を走行するすべての航空機及び車両の位置を測定する。なお、この空港面探査装置を用いた場合、建物の影などでは検出が不可能になるため、この部分の検出には通過センサのような一点のみで検出するセンサを用いるほか、局所的なレーダーによる電波の反射や、レーザーの反射、音波や磁気を利用したセンサなどを用いるようにしている。

監視情報入力部４ｂは、ハードディスク等の記憶媒体からなる監視情報格納部４ｃを備えており、監視装置４ａから出力された移動体の位置情報、速度情報、及び識別情報をそれぞれタイムスタンプを付して監視情報格納部４ｃに記憶する。このように、それぞれタイムスタンプを付して記憶された位置情報、速度情報、及び識別情報は、位置情報判定部１６からの要求に応じて、位置情報判定部１６に出力されるようにしている。

なお、上述したような監視装置４ａと、監視情報入力部４ｂとを、それぞれの機能を統合した一つの装置で実現するようにしても良い。

位置情報判定部１６は、移動体特性情報格納部３に格納された移動体特性情報と、走行可能範囲判定部１２から出力された走行可能範囲情報（後述する）と、監視情報入力部４ｂから出力された過去の位置情報とから、図３のフローチャートに示すように動作し、移動体の位置情報の妥当性と、この移動体が停止しているのか、あるいは走行しているのか（移動状態）とを判定する。そして、移動体の位置情報が妥当な場合には、位置情報、識別情報及び移動状態情報を制動距離算出部５、ジェット噴流域算出部６、滞在領域判定部７、代表形状生成部８、走行可能範囲判定部１２、及び経路策定部１４へと出力する。

また、位置情報判定部１６は、ハードディスク等の記憶媒体からなる移動情報格納部１６ａを備えており、制動距離算出部５、ジェット噴流域算出部６、滞在領域判定部７、代表形状生成部８、走行可能範囲判定部１２、及び経路策定部１４に出力した位置情報、識別情報、及び移動状態情報をこの移動情報格納部１６ａに記憶する。

この位置情報の判定は図４に示すように、過去の位置情報９７に続く新たな位置情報における位置９８が、当該移動体の移動経路を構成する区画９１ないし９５における走行可能範囲の区画９２、９３の内に位置するかを判断し、図４（ａ）のように、走行可能範囲の区画９２、９３内にあれば当該移動体の位置情報であると判定し、図４（ｂ）のように走行可能範囲の区画９２、９３の外なら移動体の入れ替りが生じた可能性があるとして入れ替り候補に加える。走行可能範囲の区画内にある場合には、さらに、過去の位置情報における位置９７についての誤差範囲９９内にあるかどうかを判定する。図４（ｃ）に示すように誤差範囲外にある場合は移動中として次の移動体の処理に移り、誤差範囲内の場合、図４（ｄ）に示すように過去の位置情報における位置９７との差が一定の範囲１００内ならば停止中と判定する。

全ての移動体について処理した後に、入れ替り候補がある場合、相互に相手の走行可能範囲の区画内に位置する組み合わせについて、入れ替りが生じたものとして情報を交換して、注意情報を対管制官入出力部１５に出力する。入れ替りが無いと判定した場合には、目標を見失ったか、走行経路を逸脱したものと判定して、警報を対管制官入出力部１５に出力する。

制動距離算出部５は、位置情報判定部１６から位置情報が出力された移動体について、位置情報を位置情報判定部１６から、移動体特性情報を移動体特性情報格納部３からそれぞれ取得する。そして、この位置情報と、移動体特性情報とに基づいて、図５（ａ）に示す様な制動距離３１を算出し、速度が速い移動体については図５（ｂ）に示す様に制動距離３１は長く、速度が遅い移動体については図５（ｃ）に示す様に制動距離３１は短く算出する。そしてその算出結果を占有領域形状生成部９及び点消灯制御部１３に出力する。この制動距離には安全余裕３３を含めても良い。

ジェット噴流域算出部６は、図６のフローチャートに示すように動作し、位置情報判定部１６からその位置情報が出力された航空機について、この位置情報と、移動体特性情報格納部３に格納された移動体特性情報とに基づいて、図５（ａ）に示す様なジェット噴流域３２を算出し、加速中の移動体については図５（ｂ）に示す様にジェット噴流域３２は長く、減速中の移動体については図５（ｃ）に示す様にジェット噴流域３２は短く、ジェット噴流の影響域であるジェット噴流域を算出する。そしてその算出結果を占有領域形状生成部９に出力する。このジェット噴流域には、安全余裕３４を含んでも良い。

これら制動距離３１、ジェット噴流域３２、安全余裕３３及び安全余裕３４といった範囲は図５（ａ）から図５（ｃ）に示すように、移動体の移動速度に応じて変化するものであって、安全余裕３３及び安全余裕３４は、空港の状況により、混雑時に全体が低速である場合には、図５（ｃ）に示すように少なく見積もることも可能である。

滞在領域判定部７は、位置情報判定部１６からの位置情報から把握される移動体の位置から、当該移動体が滞在する小領域を判定し、たとえば図２（ｂ）における小領域２５などと判定し、判定結果である滞在領域情報を、区画形状情報格納部１に出力する。

代表形状生成部８は、位置情報判定部１６からその位置情報や識別情報が出力された移動体について、この位置情報と、移動体特性情報格納部３に格納された移動体特性情報とに基づいて、移動体代表形状の情報である移動体代表形状情報を生成し、区画状態判定部１１に出力する。たとえば図５（ｄ）の例では、移動体である航空機３５の代表形状３６を、システム構築時に、位置情報の誤差を考慮して実際の機体よりも大きな矩形として生成している。

占有領域形状生成部９は、制動距離算出部５によって算出された制動距離から移動体前方の占有と判定すべき部分の形状を生成し、また、ジェット噴流域算出部６によって算出されたジェット噴流域から移動体の後方の占有と判定すべき部分の形状を生成する。そしてこれら生成結果である占有領域形状情報を区画状態判定部１１に出力する。図５（ｄ）の例では、航空機３５の前方の占有範囲形状３７と後方の占有範囲形状３８を、移動体の代表形状と同じ幅の矩形として生成している。この占有範囲には前述のように安全余裕を含めても良い。

経路情報格納部１０は、空港面上において移動体が走行する経路に関する情報である経路指示情報の入力を対管制官入出力部１５から受け付け、受け付けた経路指示情報を格納する。そして、これら格納している経路指示情報を区画形状情報格納部１、区画状態判定部１１、及び走行可能範囲判定部１２へ提供する。

区画状態判定部１１は、移動体が滞在する小領域に関連付けられた各区画の、区画形状情報格納部１に格納されている区画形状情報と、誘導設備稼働状態把握部２ｂから出力された稼働状態及び誘導路状態に関する情報と、移動体の位置における代表形状生成部８からの移動体代表形状情報、及び占有領域形状生成部９からの占有領域形状情報とを比較し、各区画の状態を判定する。そして、この判定結果である区画状態情報を、走行可能範囲判定部１２に出力する。

この区画状態の判定は、具体的には以下のようにして行なう。すなわち、区画状態判定部１１は、まず、誘導設備稼働状態把握部２ｂから出力された稼動状態の情報に基づいて、移動体全般に対して供用可能な区画を判定する。各稼動状態の情報には、それぞれ適用可否フラグが含まれており、この適用可否フラグを参照することによって、たとえば、図７（ａ）に示すような、断芯した灯火の交換のための閉鎖区画２６や、工事による閉鎖区画２７の状態を移動不可とする。次に、対象となる移動体６０（＃１〜＃３）に対して、代表形状生成部８による移動体代表形状情報、及び占有領域形状生成部９による占有領域形状情報と、区画形状情報格納部１からの各移動体が滞在する小領域に対応付けられた区画形状とを比較する。例えば、図１０（ａ）に示すように、対象となる移動体である航空機３５に対して、移動体代表形状情報から得られる代表形状３６、及び占有領域形状生成部９による占有領域形状情報と、航空機３５が滞在する小領域に対応付けられた区画形状とを比較する。この場合、航空機３５が滞在するのは小領域１０３である。そして、小領域１０３に対応付けられた区画形状を例えば図１０（ｂ）のように区画１１１〜１１７とした場合、この航空機３５の代表形状３６及び占有領域形状情報と、各区画１１１〜１１７との重なりの有無をそれぞれ判定する。そして、当該移動体が滞在する前記小領域に対応付けられた区画の区画形状と移動体代表形状あるいは占有領域形状が重なり合えば、その区画の状態を占有と判定する。図１０（ｃ）は、航空機３５が滞在する小領域１０３に対応付けられた区画１１３，１１４の区画形状と航空機３５の代表形状３６とが重なりあったために、区画１１３，１１４の状態が占有と判定される例を示している。 移動体６０（＃１〜＃３）の代表形状６１ａ、６１ｂ、６１ｃや、前方の占有領域６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、後方の占有領域６３ａ、６３ｂ、６３ｃなどがかかる図７（ｂ）に示す網掛けの区画を排他的な占有状態として判定し、それ以外を移動可能と判定する。このようにして、図７（ｂ）に示すように移動体６０（＃１〜＃３）による排他的な占有区画を判定している。

また、各移動体に関しての区画の状態判定は、図８に示すようなフローに従って動作し、空港における走行領域を分割した前記の小領域のいずれに移動体が存在するかを判定し、滞在すると判定された少領域に対応付けられた区画について状態を判定する。さらに、滞在すると判定された小領域外にも当該移動体の移動経路が続く場合、領域外のその経路上の区画についても状態を判定する。そして、その判定結果である区画状態情報を、走行可能範囲判定部１２に出力する。

走行可能範囲判定部１２は、各移動体の経路の前方で、滞在する区画から連続する移動可能な区画について、図９に示すようなフローに基づいて動作し、前方の経路にある区画が空いていれば移動可能と判定し、判定結果である走行可能範囲情報を位置情報判定部１６及び点消灯制御部１３に出力する。

点消灯制御部１３は、走行可能範囲判定部１２から出力された走行可能範囲情報に基づいて、点消灯指令を生成する。そして、この点消灯指令を地上設置経路表示機器類２ａに出力し、各移動体の経路における点灯範囲、及び消灯範囲の誘導灯火の点消灯を、図７（ｃ）に例示するように移動可能範囲の区画は点灯し、後方の排他的な占有区画は消灯させて制御する。また、走行可能範囲判定部１２によって判定された走行可能範囲が、制動距離算出部５によって算出された制動距離に対して、所定距離以内であり、灯火点灯範囲の終端が、移動体の停止する地点である場合には、灯火点灯範囲における灯火照度又は点滅パターンを変更することによって、パイロットに対して警告するようにしても良い。

経路策定部１４では、図１では省略しているが、乗客が航空機に乗降するために航空機が停止する場所であるスポットにおける各航空機の割当管理を行うスポット割当管理システムから得られるスポット情報、あるいは飛行計画を立案する飛行計画システムから得られる出発時刻情報、対管制官入出力部１５から入力される格納庫やメンテナンスエリアといった移動の目的地点、経路策定タイミングなどの経路策定条件に従い経路探索理論などを用いて移動経路案を求め、対管制官入出力部１５に出力する。さらに探索された移動経路案に対し、通行計画における経路案上の各区画の通行時間帯を基にして当該経路による目的地点までの予測所用時間を計算すると共に、経路の移動距離、方向転換回数などの情報と併せて経路案の評価を行なう。

対管制官入出力部１５は、管制官からの経路指示情報の入力を受け付け、入力された経路指示情報を経路情報格納部１０に出力し、ここに格納させる。また、経路策定部１４に対して、経路策定のために必要な情報、例えば目的地点、移動開始時刻などを与える。

次に、以上のように構成した本発明の実施の形態に係る走行誘導支援方法を適用した走行誘導支援システムの作用について説明する。

区画形状情報格納部１には、空港面における航空機の管制に必要な経路である滑走路、誘導路、車両用移動路、及び航空機の駐機場所であるスポットに関する位置情報、形状情報、及び寸法情報からなる区画形状情報が予め格納されている。また、経路情報格納部１０から経路指示情報が送られ、この送られた経路指示情報も格納されている。そして、格納している区画形状情報は、区画状態判定部１１及び位置情報判定部１６へ提供される。

また、地上設置経路表示機器類２ａでは、空港面において航空機が誘導される誘導区画に設けられた誘導路中心線灯、停止線灯、誘導案内灯といった灯火の稼動状態や、誘導路の誘導路状態が把握される。そして、把握された稼働状態及び誘導路状態に関する情報は、誘導設備稼働状態把握部２ｂへと出力される。そして、誘導設備稼働状態把握部２ｂによって、地上設置経路表示機器類２ａから出力された稼働状態及び誘導路状態に関する情報が、区画状態判定部１１へと出力される。

一方、移動体特性情報格納部３には、空港面上の滑走路及び誘導路を走行する全ての航空機及び車両からなる移動体の移動体特性情報が予め格納されている。そして、この格納している移動体特性情報は、制動距離算出部５、ジェット噴流域算出部６、代表形状生成部８、走行可能範囲判定部１２、経路策定部１４及び位置情報判定部１６へ提供される。

監視装置４ａでは、空港面上の滑走路及び誘導路を移動している全ての移動体の位置及び速度が測定され、位置情報及び速度情報が取得されるとともに、位置情報及び速度情報が取得された移動体について、各移動体のおのおのに予め付与されている識別情報が取得される。そして、取得された位置情報、速度情報、及び識別情報は、監視情報入力部４ｂへと出力され、それぞれタイムスタンプが付されて記憶される。

そして、このように監視情報入力部４ｂにタイムスタンプとともに記憶された位置情報、速度情報、及び識別情報は、位置情報判定部１６に出力される。

位置情報判定部１６では、図３のフローチャートに示すようにして、監視情報入力部４ｂから位置情報が出力された航空機が対象とされ（Ｓ４１）、この対象航空機についての位置情報が取得され（Ｓ４２）、更にこの対象航空機に関して移動体特性情報格納部３に格納された移動体特性情報が取得される（Ｓ４３）。また、経路情報格納部１０から経路指示情報と、走行可能範囲判定部１２から走行可能範囲情報とがそれぞれ取得される（Ｓ４４）。

そして、ステップＳ４２で取得された位置情報と、ステップＳ４３で取得された移動体特性情報、及びステップＳ４４で取得された走行可能範囲情報とに基づいて、追尾情報の入れ替りの可能性が判定される。そして、走行経路上に位置しないと判定された場合（Ｓ４５：ＮＯ）には、追尾において入れ替り発生の可能性があるものとして入れ替わり候補とされる（Ｓ４６）。一方、走行経路上に位置すると判定された場合（Ｓ４５：ＹＥＳ）には、さらに、過去の位置と比較され（Ｓ４７）、その結果を基に現在位置が誤差範囲内であるのか否かが判定され（Ｓ４８）、誤差範囲内の場合（Ｓ４８：ＹＥＳ）はさらに停止判定範囲内か否かにより、この移動体が停止中であるか否かの判定を行なう（Ｓ４９）。停止中の場合（Ｓ４９：ＹＥＳ）は、当該移動体の走行状態が停止中と設定される（Ｓ５０）。

ステップＳ４１で対象とされた全ての移動体についてステップＳ４１〜Ｓ５０までの処理を行った後（Ｓ５１：Ｙｅｓ）に、入れ替り候補がある場合（Ｓ５２：Ｙｅｓ）には、互いに相手の走行可能範囲の区画内に位置する組み合わせがあるかどうかが調べられ（Ｓ５３）、あった場合（Ｓ５４：ＹＥＳ）にはその組み合わせの位置情報を交換するとともに対管制官入出力部１５に入替りの注意情報が出力される（Ｓ５５）。組み合わせがなかった場合（Ｓ５４：ＮＯ）は、逸脱・見失い警報として対管制官入出力部１５に出力する（Ｓ５６）。そのうえで、移動情報が制動距離算出部５、ジェット噴流域算出部６、滞在領域判定部７、代表形状生成部８、走行可能範囲判定部１２、及び経路策定部１４へと出力される。

制動距離算出部５では、位置情報判定部１６から位置情報が出力された移動体について、この位置情報と、移動体特性情報格納部３に格納された移動体特性情報とに基づいて、図３（ａ）に示す様な制動距離３１が算出される。そして、算出された制動距離が占有領域形状生成部９へと出力される。

ジェット噴流域算出部６では、図６のフローチャートに示すようにして、位置情報判定部１６から位置情報が出力された航空機が対象とされ（Ｓ１）、この対象航空機についての位置情報が取得され（Ｓ２）、更にこの対象航空機に関して移動体特性情報格納部３に格納された移動体特性情報が取得される（Ｓ３）。そして、ステップＳ２で取得された位置情報、及びステップＳ３で取得された移動体特性情報に基づいてジェット噴流域が算出される（Ｓ４）。そして、ステップＳ１で対象とされた全ての航空機についてジェット噴流域が算出された場合（Ｓ５：Ｙｅｓ）には、その算出結果が占有領域形状生成部９へと出力される（Ｓ６）。一方、ステップＳ１で対象とされた航空機のうち、ジェット噴流域が算出されていない航空機がある場合（Ｓ５：Ｎｏ）には、ステップＳ２に移行し、次の航空機についてのジェット噴流域の算出処理が行われる。

経路情報格納部１０には、空港面上において移動体が走行する経路に関する情報である経路指示情報が、対管制官入出力部１５から入力される。この入力された経路指示情報は、経路情報格納部１０に格納されるとともに、区画状態判定部１１、走行可能範囲判定部１２、及び位置情報判定部１６へも提供される。

区画状態判定部１１では、図８のフローチャートに示すようにして、各移動体についての占有範囲が判定される。そして、判定された占有範囲は走行可能範囲判定部１２へと出力される。

すなわち、区画状態判定部１１が、各移動体の占有範囲を判定する場合には、まず、誘導設備稼働状態把握部２ｂから出力された稼働状態及び誘導路状態に関する情報が取得され（Ｓ１１）、次に、区画形状情報格納部１に格納されている区画形状情報が取得され、この取得された区画形状情報と、ステップＳ１１で取得された情報とに基づいて、供用可能な区画が判定される（Ｓ１２）。次に、対象となる移動体の設定がなされる（Ｓ１３）。

そして、ステップＳ１３で対象とされた移動体に関して滞在位置における移動体代表形状情報が代表形状生成部８から、先方及び後方の占有領域形状情報が占有領域形状生成部９からからそれぞれ取得される（Ｓ１４）。

次に、図７（ａ）に示すように、制動距離算出部５によって求められた他の移動体６０（＃２）が停止するまでの制動距離６２や、ジェット噴流域算出部６によって求められた他航空機６０（＃３）のジェット噴流域６３などの占有領域形状情報が占有領域形状生成部９から取得され、代表形状生成部８による移動体代表形状情報と合わせて、各移動体が滞在する小領域の区画との重なりが調べられ、排他的な占有区画が判定される（Ｓ１７）。

そして、ステップＳ１３で対象とされた全ての移動体について占有区画が判定された場合（Ｓ１６：Ｙｅｓ）には、処理を終了する。一方、ステップＳ１３で対象とされた移動体のうち、占有区画が判定されていない移動体がある場合（Ｓ１６：Ｎｏ）には、ステップＳ１４に移行し、次の移動体についての処理が行われる。

更に、走行可能範囲判定部１２では、移動体の移動経路上で区画状態判定部１１において判定された通行可能な状態と判定された区画のうち、移動体から前方一定距離あるいは速度や移動状況に応じた距離だけ前方の地点を含む区画までの当該移動体が最優先となる区画について、その移動体の走行可能範囲として判定され、割当てられる。

このようにして走行可能範囲判定部１２によって判定された結果は、点消灯制御部１３に出力され、点消灯制御部１３では、走行可能範囲判定部１２から出力された結果に基づいて点消灯指令が地上設置経路表示機器類２ａに出力される。これによって、各移動体の経路における点灯範囲、及び消灯範囲の誘導灯火の点消灯制御がなされる。

走行可能範囲判定部１２では、図９のフローチャートに示すようにして、前方の経路にある区画が空いていれば移動可能と判定され、判定結果である走行可能範囲情報が位置情報判定部１６及び点消灯制御部１３へと出力される。

すなわち、まず、前方の経路における移動可能範囲の判定を行なう航空機が対象として設定される（Ｓ２１）。次に当該対象の走行経路に関して、判定対象に設定した航空機に関する位置情報が位置情報判定部１６から、経路指示情報が経路情報格納部１０から、区画状態情報が区画状態判定部１１からそれぞれ取得され（Ｓ２２）、これら情報に基づいて前方にある区画が設定される（Ｓ２３）。この設定においては、移動可否の判定順序が移動体のすぐ前方の区間を判定対象区画として行われる。

次いで、当該移動体が走行可能か否かが判定される（Ｓ２４）。走行可能か否かは、当該区画の誘導設備の稼動状態情報や区画状態情報、他の移動体の走行による影響すなわちジェット噴流や、工事予定などから判定される。

そして、走行可能と判定された場合（Ｓ２４：Ｙｅｓ）には、その区画が当該移動体に割当てられ（Ｓ２５）、経路前方の全区画について処理が終了したかが調べられる（Ｓ２６）。そして、終了していない場合（Ｓ２６：Ｎｏ）には、次に判定する区画を対象として、ステップＳ２３以降の処理が繰り返される。一方、終了した場合（Ｓ２６：Ｙｅｓ）には、前方の経路における移動可能範囲の判定を行なう全ての対象について処理が行なわれたかが調べられる（Ｓ２７）。そして、未処理の対象がある場合（Ｓ２７：Ｎｏ）には、ステップＳ２１に戻って、対象が再設定される（Ｓ２１）。一方、未処理の対象がない場合、すなわち、全ての対象に対する処理が行われた場合（Ｓ２７：Ｙｅｓ）には、処理が終了する。

一方、ステップＳ２４において、走行可能ではない区間があると判定された場合（Ｓ２４：Ｎｏ）には、ステップＳ２７に移行して当該移動体の移動可能範囲に関する判定が中止され、ステップＳ２７において、前方の経路における移動可能範囲の判定を行なう全ての対象について処理が行なわれたかが調べられる（Ｓ２７）。

なお、ここでは、移動体として航空機を対象として説明したが、既に述べているように移動体は、航空機のみならず、空港内を走行する車両も含まれるので、図９のフローチャートで示したような走行可能範囲判定部１２による判定処理は、空港内を走行する車両を対象に行うことも可能である。

上述したように、本発明の実施の形態に係る走行誘導支援方法を適用した走行誘導支援システムにおいては、上記のような作用により、夜間や視程不良時にも移動すべき経路と移動可能な範囲とをパイロットに提示することができ、高密度な交通流による空港の効率的運用を行なうことができる。

また、経路の誤認も無く、管制官やパイロットは注意を安全確保業務に集中させることができ、安全性も向上する。

さらに、経路のうち、その時点での移動に必要な部分だけを点灯するために、滑走路離脱機などによる遠方における経路変更時や、緊急車両など他の移動体への優先割当変更時においても、経路上の点灯状態の著しい変化が生じない。その結果、パイロットに与える混乱を回避しながら、柔軟な経路変更や優先割当変更ができるために、空港の運用効率の向上を図るとともに、異常事態にも速やかに対応することが可能となる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明の実施の形態に係る走行誘導支援方法を適用した走行誘導支援システムの構成例を示す機能ブロック図。 区画形状情報を示す空港簡易レイアウト図。 位置情報判定部の動作を示すフローチャート。 位置情報判定部によってなされる位置情報の判定方法を説明するための概念図。 制動距離、ジェット噴流域、安全の余裕、及び灯火の点消灯範囲を説明するための概念図 ジェット噴流域算出部の動作を示すフローチャート。 供用可能区画及び占有区画の判定方法を説明するための概念図。 区画状態判定部の動作を示すフローチャート。 走行可能範囲判定部の動作を示すフローチャート。 区画状態判定部が行う区画の占有の有無の判定を説明するための図。

符号の説明

１…区画形状情報格納部、２ａ…地上設置経路表示機器類、２ｂ…誘導設備稼働状態把握部、３…移動体特性情報格納部、４ａ…監視装置、４ｂ…監視情報入力部、４ｃ…監視情報格納部、５…制動距離算出部、６…ジェット噴流域算出部、７…滞在領域判定部、８…代表形状生成部、９…占有領域形状生成部、１０…経路情報格納部、１１…区画状態判定部、１２…走行可能範囲判定部、１３…点消灯制御部、１４…経路策定部、１５…対管制官入出力部、１６…位置情報判定部、１６ａ…移動情報格納部、２１…滑走路、２２…エプロン、２３…灯火、２４…工事、２５…小領域、２６，２７…閉鎖区画、３１…制動距離、３２…ジェット噴流域、３３，３４…安全余裕、３５…航空機、３６…代表形状、３７，３８…占有範囲形状、６０…移動体、６１ａ，６１ｂ…代表形状、６２…制動距離、６３…ジェット噴流域、６３ａ…占有領域、９１，９２，９３…区画、９７，９８…位置、９９…誤差範囲、１００…範囲、１０１〜１０４…小領域、１１１〜１１７…区画

Claims (2)

1. 航空機又は車両を含む移動体が空港内の走行領域を走行するときに、前記移動体の走行誘導支援を行なう空港内の走行誘導支援システムであって、
   誘導支援対象とする対象移動体の特性を示す移動体特性情報を格納する移動体特性情報格納部と、
   前記対象移動体の走行可能範囲情報を格納する走行可能範囲判定部と、
   前記対象移動体の位置情報を時間に関連付けて格納する監視情報格納部と、
   判定部を備え、
   前記判定部は、
   前記対象移動体の空港内における現在の位置を示す位置情報を取得し、
   前記取得した位置情報が、前記監視情報格納部に格納された前記対象移動体の過去の位置情報、前記移動体特性情報格納部に格納された前記対象移動体の移動体特性情報、および前記走行可能範囲判定部に格納された走行可能範囲情報に基づいて得られる走行可能範囲内にあるか否かを判定し、
   前記対象移動体の現在の位置が、前記走行可能範囲内にない場合、前記対象移動体が、誘導支援対象ではない対象外移動体と入れ替わった可能性があると判定して、前記対象移動体を入れ替わり候補として設定し、
   前記入れ替わり候補として設定された対象移動体が複数あり、かつ、互いに他方の走行可能範囲内に存在する対象移動体の組み合わせがある場合、これら組み合わせに属する各対象移動体の位置情報を相互に交換し、
   前記対象移動体の現在の位置が、前記走行可能範囲内である場合、前記対象移動体は、前記対象外移動体と入れ替わっていないと判定する
   走行誘導支援システム。
2. 航空機又は車両を含む移動体が空港内の走行領域を走行するときに、前記移動体の走行誘導支援を行なう空港内の走行誘導支援システムに適用される走行誘導支援方法であって、
   誘導支援対象とする対象移動体の空港内における現在の位置を示す位置情報が、前記対象移動体の過去の位置を示す位置情報、前記対象移動体の特性を示す移動体特性情報、および前記対象移動体の走行可能範囲情報に基づいて得られる走行可能範囲内にあるか否かを判定し、
   前記対象移動体の現在の位置が、前記走行可能範囲内にない場合、前記対象移動体が、誘導支援対象ではない対象外移動体と入れ替わった可能性があると判定して、前記対象移動体を入れ替わり候補として設定し、
   前記入れ替わり候補として設定された対象移動体が複数あり、かつ、互いに他方の走行可能範囲内に存在する対象移動体の組み合わせがある場合、これら組み合わせに属する各対象移動体の位置情報を相互に交換し、
   前記対象移動体の現在の位置が、前記走行可能範囲内である場合、前記対象移動体は、前記対象外移動体と入れ替わっていないと判定する
   ようにした走行誘導支援方法。

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