2021 Fiscal Year Research-status Report
Investigation of the mathematical structure of resilience in aircraft operation using stochastic dynamical systems theory
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21K14350
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
山田 健翔 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 研究開発員 (10866627)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | レジリエンス / パイロット訓練 / Competency-based / 主成分分析 / カーネル密度推定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和三年度は本研究において扱う訓練データの環境整備と基本的な性質の分析を行った。
訓練データはある航空会社によって行われたCompetency-Based Training（CBT）の結果を対象とした。CBTではパイロットが業務を遂行するために必要なスキル（＝コンピテンシー）を獲得しているかという点について、コンピテンシーが適切に発揮された場合の行動指針に対する実際の行動から判断する。これにより、従来のQuantity-Based Training (QBT)における科目毎にこなした訓練量から判断する方式に比べて、パイロットが実際に発揮したコンピテンシーを基に判断できるというメリットがある。以上から、レジリエンスの成長過程を定量的に記述するという本研究の目的に対して、適切な訓練データがセッティングされた。また、本研究で用いるデータは各パイロットからインフォームドコンセントが獲得されたケースに限られている。本研究に携わる者から個人情報へのアクセスは出来ないようになっており、訓練データの分析は倫理審査を受けた上で行っている。以上から、本研究で扱う訓練データ及び分析の環境が整った。
続いて、訓練データの基本的な性質を調べるために、二つの観点から分析を行った。①主成分分析によって、各飛行フェーズで記録された被訓練者の行動に大きく関わるコンピテンシーを明らかにした。また、訓練を重ねるにつれて、第一、第二主成分の張る平面におけるコンピテンシーのばらつきがどのフェーズにおいても小さくなっていく傾向も示された。②カーネル密度推定によって、訓練終了までの日数に対する記録された行動数の推移をばらつきも含めて可視化した。結果として、訓練の経過と共に記録される行動の数自体が漸減していく様子が確率分布として観測された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和三年度は研究初年度としておおむね当初の計画通りに遂行できた。研究実施の前提となる訓練データ及び分析の環境が整ったことに加え、研究の第一段階として「不確実性・変動性を有する環境下で安全な業務の遂行を実現する能力」で定義されるレジリエンスの影響が運航中に計測可能な指標からなる訓練データにどのように表れるかという点について取り組み、以下の内容が明らかになった。
訓練中に記録される行動は、各飛行フェーズで「安全な業務の遂行を実現する」ために求められる主要なコンピテンシーと紐づいている。また、実運航が「変動性・不確実性を有する環境下」であるが故に、運航中に遭遇する確率的な事象への対処としての行動数の推移にはばらつきがあり、その中で収束に向かう過程が存在すると示唆された。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和四年度は研究の第二段階として、運航中に計測可能な指標からレジリエンスの成長過程を説明可能な確率変数の検討に取り組む。更に次の段階として成長過程のモデル化に取り組む予定であることから、確率変数として有用な指標の確率過程にフォーカスする予定である。訓練教官である機長の方々と綿密に摺合せを行い、一致した解釈が得られるよう慎重に進めていく予定である。
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| Causes of Carryover |
雑誌論文が出版されておらず、出版費用が使われていないためである。翌年度においても論文出版費用として使用する予定である。
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