2021 Fiscal Year Research-status Report
Modeling and Control of Airspace Traffic Flow Using Aviation Open Data
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20K04544
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
平石 邦彦 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 – 2023-03-31
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| Keywords | 交通流 / 予測モデル / ビッグデータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、国土交通省航空局が公開している民間航空機の航跡データ（CARATSオープンデータ）を用いることにより、航空交通流の数理モデルを構築することである。R3年度は、R2年度に開発した線形状態方程式表現を用いたモデル化方法の改良および評価を行った。また、別の研究課題として、空港面における航空機のふるまいを適切な粒度でモデル化するための手法（メゾスコピックモデリング）を開発した。
前者の研究の具体的な手法は以下の通りである。(1) 研究代表者らによる既存結果であるポイントごとのセクター判定アルゴリズムを適用することにより、各航空機ごとにセクター間移動をイベントとして認識し、航空機の軌跡をイベントログとして抽象化する。(2)全航空機のイベントログから、セクター間の移動率を成分とする状態遷移行列を抽出する。状態遷移行列は様々な状況下で多数（数百～数千）取得する。(3) 代表的な行列を選択するために、クラスタ数指定のクラスタリングアルゴリズムであるk-Meansを適用し、代表行列を取得する。(4) 取得した代表行列を状況に応じて切り替える線形状態方程式モデルを新たに提案し、実データで誤差評価を行う。誤差評価は２つのパラメータである離散時間のサンプリング間隔、代表行列数の様々な値に対して実施し、最適なパラメータ値を求めた。
後者の研究では、空港面における誘導路、滑走路、エプロンをグラフ化し、リンク間の移動速度分布をCARATSオープンデータから取得した、入力として離着陸機のスケジュールを与えると、任意の時点の空港面各場所における航空機の滞留数をシミュレーションにより推定できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
空域のモデル化については、成果を電子情報通信学会論文誌（オープンアクセス）に投稿し、採択された。後者の空港面のモデル化の研究は、国際会議で1件、国内会議２件（いずれもオンライン実施）発表した。これら２つの研究については、これで一区切りとする。
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| Strategy for Future Research Activity |
空域交通流のモデル化手法として、空港面のモデル化で用いたものと同様な手法の導入を検討する。ただし、空港面と異なり、航路が一定ではない空域の軌跡をどう扱うかが課題である。成果は国際会議等で発表する予定であるが、コロナ禍の影響を見て、研究期間を１年間延長することも考える。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響により国内外の会議がすべてオンライン化されたため，旅費は全く使用せず予算の残額が生じた．コロナ禍はR4年度も続くことが予想されるため，今後は，オープンアクセスジャーナルや，オンライン化された国際会議に積極的に論文を投稿する予定である．
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Research Products
(5 results)
