2017 Fiscal Year Research-status Report
ホモトピー法を用いた最適離発着順序を与える航空交通管理アルゴリズムの開発
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16K14501
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
上野 誠也 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (60203460)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 航空交通管理 / 誘導航法制御 / 最適制御 / ホモトピー法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、空港周辺の航空交通管理の大幅な改革の一部となる飛行順序と経路の同時最適化に寄与することを目的として実施している。飛行順序の最適化には干渉する複数機を空間的回避か時間的回避を用いることが必要であるが、空間座標と時間を同時に扱う時空間座標系を用いて表現することで両回避方法を同一条件とみなすことで対応している。さらに順序の最適化に関しては、設定した境界条件を連続的に変化させるホモトピー法を用いることで、人間の判断を必要としない順序の最適化を試みている。平成29年度の研究計画は、１）２機の航空機を用いてアルゴリズムの安定性・適用範囲の検証、２）複数の航空機を対象としたアルゴリズムの検証、３）学会発表を研究開始時に想定していた。平成28年度の研究成果を考慮して、以下の研究内容を設定した。
１）２機の航空機を用いてアルゴリズムの安定性・適用範囲の検証：２機の干渉が生じる点は境界条件に限らず、飛行経路の途中でも発生する。干渉点がどこに発生するかは計算を行い、離散点の組合せで判断する必要がある。単純に全点探索を行えば、膨大な計算量が必要となるが、ホモトピー法を用いることで、干渉を考慮すべき点を連続的に増やし、考慮すべき点を限定することができる。この課題に取り組んだ。２）複数の航空機を対象としたアルゴリズムの検証：空港への降下機を２機、空港からの上昇機を２機と想定した例でアルゴリズムの検証を行えば、ほぼ任意の機数に対してアルゴリズムの適応が可能である。２機以上の複数の航空機に対するアルゴリズムの適応を試み、できれば実飛行データを用いた検証を行う。３）国内学会１件と国際学会１件の学会発表を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
１）２機の航空機を用いてアルゴリズムの安定性・適用範囲の検証：研究開始時には想定してなかった飛行経路途中での干渉問題に取り組み、この問題に対して数値解を求めることが達成できた。特に、干渉点近傍での関数近似を用いた干渉判定などのアルゴリズム提案を行い、有効性の判断ができた。十分な研究達成が確認され、この項目に関して進捗は十分であった。２）複数の航空機を対象としたアルゴリズムの検証：この項目にたいする進捗は不十分であった。しかし、数値解を示していないという点だけが遅れていると判断する点であり、技術的な課題があったための遅れではない。平成30年度の早期に取り組み、達成の見通しはあると判断できる。３）学会発表：国内学会で平成28年度の研究成果を発表した。国際学会では、複数の航空機による軌道と順序の最適化を発表した。一部の研究内容で遅れがあり、総合してやや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究概要で示した「２）複数の航空機を対象としたアルゴリズムの検証」を平成30年度の早期に行い、実データを用いた実証へ研究を進める。本課題に協力する学生が2名いることから、十分な進捗が期待できる。従って、研究計画の大幅な変更は必要ないと判断できる。また、研究成果が得られていることから、国内学会ならびに国際学会での発表を行い、投稿論文を執筆することを計画する。
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| Causes of Carryover |
平成28年度の未使用額があり、平成29年度は増額となった。学会発表に充当する計画であったが、当初の計画の範囲であった。
平成30年度は研究を進める学生数が増えることもあり、研究成果は早期に得られる見込みである。従って、研究成果の発表に平成29年度の未使用額を充てる計画である。
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