2023 Fiscal Year Final Research Report

Evaluating Future Air Traffic Management Targeting Tokyo International Airport via Human-in-the-loop Simulation

Research Project

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Project/Area Number	20H04237
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 61020:Human interface and interaction-related
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	Itoh Eri 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (70462893)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	立川智章東京理科大学, 工学部情報工学科, 准教授 (90633959) 土屋武司東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50358462)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords	航空交通管理 / 航空管制 / 管制支援システム / ヒューマンインザループシミュレーション / 数理モデル / 機械学習 / 航空輸送 / 空港運用
Outline of Final Research Achievements	This study developed machine learning-based fuel consumption and flight time prediction models, and a traffic congestion prediction models using queueing theory as element technologies of an air traffic control support system to avoid air traffic congestion around Haneda Airport. In collaboration with the Eurocontrol Innovation Hub, we developed a research simulator that simulates radar control. Furthermore, we simulated the implementation of the developed air traffic control support system and conducted a human-in-the-loop simulation evaluation experiment at the Tokyo Air Traffic Control Center in collaboration with ENRI. As a result of the experiments, it was confirmed that the number of radar guidance instructions by air traffic controllers was reduced by approximately 20%, reducing the workload of controllers and shortening arrival delays, thereby demonstrating the high operational feasibility of the air traffic control support system.
Free Research Field	航空交通管理、航空管制、航空輸送、ヒューマンマシンインターフェイス・インタラクション
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本研究では、近い将来に実装が見込まれる航空機の到着・出発（AMAN/DMAN: Arrival Manager/Departure Manager）統合運用システムを開発し、現役の管制官によるヒューマンインザループシミュレーション実験により、その高い運用実現性を明らかにした。導入効果が十分に見込まれることから、日本において2025年以降の社会実装が決定した。航空路管制と空港管制における混雑度の情報を共有する管制支援システムは日本初であり、アジア諸国を先導する新技術となる。ヒューマンエラー防止の観点からも、航空安全の確保・向上への貢献が期待できる。