2021 Fiscal Year Research-status Report
大規模火山噴火による航空輸送への影響把握のための予測システムの開発
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21K18749
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
竹林 幹雄 神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (80236497)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大西 正光 京都大学, 防災研究所, 准教授 (10402968)
井口 正人 京都大学, 防災研究所, 教授 (60144391)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | 火山灰 / 航空輸送 / 密度準拠クラスタリング / 階層型クラスタリング / 空路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では3カ年の研究期間の中で以下の研究を遂行する．(i) 大規模噴火発生による航空機の被災状況把握のための動的シミュレーションシステムの構築，(ii) 最適（ないしは次善）フライトコントロール策定のための潜在的フライトコントロール方法の推定，(iii) 最適（ないしは次善）フライトコントロール実施時に発生する危険回避行動の動的把握，避行先空港施設で要求される整備水準の推定並びに望ましい空港整備水準の検討，の3点を行う．
令和3年度は研究初年度であり，(i)に示した噴火シミュレーションと実態レベルのフライトデータの融合による動的シミュレーションモデルの開発を中心に行う．具体的には，シミュレーションのベースとなる行動モデル同定のため，2020年1月フィリピン・ルソン島に位置するタール山の噴火を対象として，火山灰の影響範囲をヒマワリ8ならびにVAAC東京のデータを元に特定し，Flightradar24の航空データについて平時と噴火時の空路変更の特性分析を行った．ここではHDBSCANという密度ベースの新しいクラスタリング手法を経路間の距離をFrechet距離で計測した値を元に適用した．適用に関しては2020年1月の1ヶ月間のフライトデータのうち120便に関して1ヶ月間の行動について分析した．結果として噴火後24時間以内ではサンプリングされたフライトの70％に当たるフライトがキャンセルないしは経路変更を行っていることがわかった．しかし24時間経過時点でのキャンセル・回避経路への変更か通常空路かの意思決定が分かれるという結果を得た．
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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
行動モデル同定は計画通り進んでおり，また避難に関する基礎的な情報収集についてもほぼ計画通りであり，全体として概ね順調に進んでいるといえる．また，経路変更シミュレーションモデルについてはモデルがアルゴリズムも含めて現在開発を進めている段階であり，今年度中の稼働を目指すものである．
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度では，令和3年度に同定した行動モデルを元にした経路変更シミュレーションモデルを， 現在属人的技術となっているフライトコントロールの規則性を機械学習により推定し，この規則性を元に最適フライトコントロール方法についてその解法アルゴリズムも含め，検討を加える．ここでは令和3年度にも使用したFlightradar24を含めた国際的なデータベースの利用を想定している．
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| Causes of Carryover |
当該年度において執行可能となったのが10月であり，執行開始が遅れたことに加え，コロナ禍による海外渡航制限があり，予定していた調査ができなかった．これらを踏まえ，令和4年度においては計画にあるシミュレーションモデルの開発と同時に，行動モデルを裏付ける現地調査に次年度使用額ならびに令和4年度請求分を充てて研究を遂行する．
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