航空交通システムの将来と夢

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1 航空交通システムの将来 中辻吉郎 航空運航システム研究会 (TFOS) シンポジューム

2 なぜ改革が必要か < 日米欧の航空交通システムの改革プラン 研究課題 ; 将来システムの開発

3 1. なぜ改革が必要か?

4 VHHH 航空交通量 ( 一日 ) CH 2010 年 5 月 8 日調べ GUPAD KAPLI TYN 山手線東京駅平日外回り 320 平日内回り 316 内外 計 636 香港 795 ELA TO DADO N MKG CD BTC VYK CD Y ZBAA TONIL OKTON EPGAM UDINO PSN PIMOL VMB NHW DONSHA N SULE OLIV M VIOE EPO BYW BER PIAN LA XY BA RCPT AY ARO O DAR MAR583 HLGAP KUDO KE U S HCN RKCH ZSNJ 上海 927 MEVI N 北京 1405 ZSPD ZBTJ 台北 IGUR U 456 BEDOG PAMDA ANRAT ZSQD A591 LATUX BULAN SANKO DONVO AGAVO GONAV AKARA SADLI NIRAT LAMEN ONIKU SALMI R583 BORDO MYC ZYYL MUDA L ATOTI BOLO RUSAR D BISIS ROAH G581 仁川 596 CJU ONC PYONYANG ZKKP FIR RKSI SEL OSN FU E KPO MD RJFF HKC KAE SUP RA SABAN 成田 540 SUC JEC 関西 250 DOVAG 資料 :Nakata Kazuo

5 533/day :00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 0:00 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 Narita RJAA (NRT) Airport Traffic Departures Arrivals

6 596/day :00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 0:00 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 Incheong RKSI (ICN) Airport Traffic Departures Arrivals

7 927/day :00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 0:00 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 Shanghai Pudong ZSPD (PVG) Airport Traffic Departures Arrivals

8 1405/day :00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 0:00 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 Beijing Capital ZBAA (PEK) Airport Traffic Departures Arrivals

9 なぜ改革が必要か? 今後 需要はさらに増える傾向 すでにあらゆる手を尽くしている 日本はアジアの成長を支えきれるか? 改革が必要! 新しいテクノロジーが開発されている! テクノロジーで改革が可能か? 改革は 従来型手法の延長で進めるか? 新しい発想も必要ではないか?

10 2. 日米欧の航空交通システム改革プラン 理念と方針 = 何を考えているのか? 個々のプラン = 何をやろうとしているか?

11 日米欧のプラン CARATS ( 日本 )~2025 年 ~ 航空局主導で産官学によるプランの作成 NextGen ( 米国 )~2018 年 ~ FAA: パートナシップによる次世代創出 SESAR Joint Undertaking( ヨーロッパ ) ~2025 年 ~ Eurocontrol European Commission Industriesの3 者による出資と調整 立案

12 日本 : 産官学参加によるプラン CARATS Collaborative Actions for Renovation of Air Traffic Systems 経済成長 国際的地位の保持 空港 空域容量の増加 運航効率向上 安全向上 環境保全 技術目標 : 4D トラジェクトリ運用 PBO GNSS 航法 予測精度向上 情報共有による CDM 自動情報処理 空港 ATM SWIM 繁忙空港 空域の運用 気象 将来システムのキーワード 将来運航システエムのキー

13 米国のプラン NextGen (Next Generation Air Transportation System) NAS (National Airspace System) の将来計画 その戦略は ;( 本当は世界戦略ではないか?) 国家プロジェクトー GDPの5.6% 1200 万人の雇用確保経済効果 130 兆円 ($1.3 兆 ) 2011 年度予算要求額 1,100 億円 航空全般対策ー新技術の導入による新しい運用方式 環境保全 安全 保安

14 ヨーロッパ (European Union Council) に よるプラン SESAR (SESAR Joint undertaking) European Commission と Eurocontrol の共同出資により 2005 年発足 その後 企業連合 が参加 8 年間で参加者それぞれ 7 億ユーロ 計 21 億ユーロ ( 約 2300 億円 ) を出資 ヨーロッパ空域全体の統合 標準化 (Single Sky) 空域 空港容量の増加と経費節減 安全向上 環境

15 グローバル航空交通システムの開発戦略 3Ps Model PHILOSOPHY グローバル展開と世界標準化 POLICIES トラジェクトリ ベース運用 パフォーマンス ベース運用 (PBO) デジタル通信ネットワーク 情報共有とユーザ参加 シームレス運用 PROCEDURES RNP/RNAV 展開, GNSS 航法への移行, デジタルデータ通信 (ATN) と空地システム連携 レーダからADS-B/MLATへの転換 空港管制システムの強化 時間管理トラジェクトリ運航 GATE TO GATE 航空交通管理とその情報処理のシステム化 15

16 NextGen Equipage: Critical to Success NextGen: 航空機アビオニクス要件 Unconstrained Acceleration Proposal 性能ベース航法 RNP/RNAV ADS-B SSR モード S スキッタ データ通信機能 FANS+/ATN FAA & operator investment required to realize NextGen benefits

17 PBO(N): Performance Based Operation RNP/RNAV を使えば 自由な飛行経路を設定ができるので ; 航空機航法性能要件によりセパレーションを短縮できるので ; ( とくに空港周辺において ) 環境に適合する飛行経路が可能 効率的な飛行ルート構成が可能 よって運航効率が向上する 航空管制が容易になる ( レーダ ベクター無用という意見 ) よって年間 XX 百億円の利益を生むことができる LGA ニューヨークでは RNP アプローチ経路により ( 管制官のレーダ ベクターがなくても ) こんなにうまくいきます というシミュレーション表示 JFK

18 ADS-B: Automatic Dependent Surveillance Broadcast(Out or In) ADS-B は 航空機が GNSS 位置 位置情報やナビゲーション データを自律的に継続的に一方送信する機能 送信媒体は SSR モード S スキッタ 米国 FAA 計画の経緯 (2007 年 ) ~2010 年システム ~2013 年地上施設の展開 2007 年 ITT 社と契約初期契約 : 2 億円追加オプション :150 億円提携企業 : SAIC ( 技術支援 ), WSI( 気象 ), Thales (Wilcox) Aerospace Engineering, Sunhillo, Comsearch, 等 10 社 初期のころの ADS-B 運用

19 ADS-B + MLAT/WAM ADS-B: Automatic Dependent Surveillance Broadcast ADS-B Out: 航空機が有するデータを SSR モ - ド S スキッタにのせ て発信する 内容 : 航空機識別 (24ヒ ット), GNSS 位置情報 NAVデータレーダーに代わって使用が期待される しかし航空機がADS-B 機器を搭載する必要がある WAM: Wide Area Multilateration マルチラテレーション (MLAT, WAM 等 ) 4 か所以上複数のサイトで受信した 航空機からの一つの SSR トランスポンダの受信タイムの微妙な 時間差 を 距離 におきかえて航空機位置を特定する 精度基準は 95%RMS で 3m

20 FAAのADS-B 実施計画 2010年5月27日発表 適用空域 繁忙空港周辺および 10,000フィートを超える管制空域 航空機装備期限 2020年1月1日までに装備義務 搭載要件 Accuracy, Power, integrity, Response time基準 について製造会社との合意を得た 便益 5%燃料節減 2 4分タ クシー時間をカットできる

21 AOC/ACARS ADS-C CPDLC SATCOM Inmarsat Iridium MTSAT POR 1 Federal Aviation Administration 地 空データ通信 HF データリンク AVICOM Japan VDL モード 2 DVL モード 2 ARINC GES Santapola SITA GES Perth Mid Term Architecture Briefing and NextGen Implementation Federal Aviation Administration 21

22 データ通信ネットワークの概念 グローバル航空交通システムの主役 ACARS TCP/IP IPS AOC 通信 アビオニクス 航法システム 航空機 通信システム Federal Aviation Administration ACARS ATN FANS 1/A+ ATS 通信 FANS 2/B 航空会社 航空管制 運航システム Mid Term Architecture Briefing and NextGen Implementation インターネット 管制システム Federal Aviation Administration AFTN AMHS 22

23 TRAJECTORY BASED OPERATION Federal Aviation Administration 飛行軌道ベース運用への改革チャレンジ 空 地テクノロジと関係者の知恵を総結集して実現される将来運用方式 Mid Term Architecture Briefing and NextGen Implementation Federal Aviation Administration 23

24 Trajectory Based Operation 現在の飛行方式 (IFR) * 経路 高度を指定され 秩序正しく飛行する Trajectory Based Navigation ができるように航空交通システムを改革する 新しいチャレンジ! 運用方式 システムなどの研究開発が必要 = たとえば 現在やり始めているのは ; Tailored Arrival UPR (User Preferred Route) ターミナル RNAV/RNP 経路

25 Trajectory Based Operation Trajectory Based Navigation が可能な航空交通システムへの改革チャレンジ! 基礎研究 ( 日本は世界をリードしている ) 航行性能要件の研究 電子航法研究所の課題 RNAV/RNP エラー検証 評価作業 ( 実データ検証中 ) 性能要件基準化 ( 将来の課題として ICAO へ提案 <) 4D 運航におけるパフォーマンスの研究等々 トラジェクトリ運用 システムの研究 電子航法研究所これから 各分野参加の共同研究が必要

26 3. 研究課題 ; 将来システムの構築 パートナシップによる研究開発

27 将来の航空交通システムの要件 ( 課題 ) 航空機側 ( アビオニクス ) 航法精度 予測精度 計算能力の向上 (FMS) データ通信システム機能の向上 (MU) ネットワーク容量の増加による高速化 (SATCOM) ビットオリエンエッド通信 (ATN TCP/IP) 地上システムトラジェクトリ運航対応のソフト開発航空交通管理の精度 ( 予測性 ) の向上空港面交通管理システムの開発

28 将来航空交通システムの全体イメージ ACARS TCP/IP IPS AOC メッセ - ジ アビオニクス 航法システム 航空機 通信システム データの共有 ACARS ATN FANS 1/A+ FANS 2/B ATS メッセ - ジ 航空会社 運航システム インターネット 航空管制 ATM システム

29 全システムが一体となって働きます ACARS TCP/IP (IPS) 航空会社 運航システム アビオニクス 航法システム 航空機 通信システム データ インターネット ACARS ATN FANS 1/A+ FANS 2/B 航空管制 管制システム

30 航空交通システムのパートナーシップ 日本はこの分野で 世界 (ICAOなど) をリードする実力 ( 能力 ) があります 航空局はENRIの支援を得てICAO 基準策定に参画できます 企業は EUROCAE や RTCA という国際企業活動に参加し 企業基準 (Industry Standard) に貢献できます 航空会社はプロジェクトに参画し また IATA などの場で日本を発信してください 防衛省は役割に参画してください 航空運航システム研究会 (TFOS) は 広い分野の皆様にご参加をお願いして 研究活動 ( 勉強会など ) を展開したいと思います 日本をサポートします ぜひ世界を相手に No.1 の地位を獲得しましょう この世界では No.2 は負けです

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