| Project/Area Number |
20K04544
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21040:Control and system engineering-related
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
Hiraishi Kunihiko 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (40251970)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 交通流 / 予測モデル / ビッグデータ / 空域交通流 / 数理モデル / 航空管制 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では民間航空機位置の時系列データであるCARATSオープンデータを用いることにより，(1) 空域における交通流のダイナミクスを表現する数理モデルの構築を行う．空域は航空管制の単位であるセクターという領域に分割されており，セクター内の航空機数を容量以下に抑えることが航空管制において求められる．数理モデルを用いることで，(2) 近い将来（数分～数十分後）における空域交通量の予測方法を開発し，さらに，(3) 航空管制官による指示，具体的には離陸時刻の遅延や巡航速度の制限，を用いたセクター内航空機数の制御方式を開発する．
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| Outline of Final Research Achievements |
Using flight trajectory date provided by Japan Civil Aviation Bureau, MLIT, we developed the following two mathematical models for airspace traffic flow. (1) We model the inter-sector traffic flow by a linear state equation. Based on this mode, we can predict traffic volume of each sector in the near future. Accuracy of the model is evaluated by comparing the prediction with actual traffic volume. (2) We first extract important points in the flight trajectory, and then compose graphs having these points connected by links. Next flight time distribution is computed for each link. Finally, we compose a discrete-event simulation model in which each aircraft moves on links following the flight time distribution. Accuracy of the model is evaluated by comparing the prediction with actual flight time and traffic volume.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究の学術的意義は、交通流のモデル化に関し、待ち行列ナットワークなどのマクロモデルとマルチエージェントシミュレーションなどのミクロモデルの中間の粒度をもつメソモデルを開発し、その有用性を示したことにある。メソモデルでは、個々のエージェント（空域交通量では各機体）は区別できる一方、エージェントのダイナミクスに関しては交通流全体の動作を抽象化したものを用いる。これにより，ミクロモデルよりも少ない計算量で個々のエージェントのふるまいを近似できる。社会的意義については、広い空間における人流や野生動物の行動経路の解析など、特定の経由点を与えない交通流の解析おいて、新たな手法を提案したことが挙げられる。
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