| 研究課題/領域番号 |
16K14501
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| 研究種目 |
挑戦的萌芽研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
航空宇宙工学
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | 航空交通管理 / 最適制御 / 誘導航法制御 / ホモトピー法 |
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| 研究成果の概要 |
本研究の最終目標は、空港に接近する航空機に対して最適な軌道を求めるアルゴリズムの開発である。安全間隔を時間的にも空間的にも扱うことができる時空間座標系を用いて最適解を求めた。二つの課題を本研究では扱った。最初の課題は、時空間座標系を用いた時に同時刻の機体間距離の算出が計算途中では困難なことである。これに対して、最適化計算の外側に拘束条件を生成する外ループを加えた。次の課題は、到着順序の最適化である。過去の研究でホモトピー法を用いて順序の自動最適化を可能としたが、数値計算で不安定が生じた。この課題に対して2つのパラメータを導入し、解の発散を防ぎながら、精度の高い解を得ることを可能とした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
航空交通量の増大に伴い、空港周辺を航空機に到着順を指示する航空管制官の負担が増加している。負担を軽減する目的で、安全間隔を保ちながら最適な順序と軌道を提供するアルゴリズムの開発を行った。安全間隔は時間的な間隔と空間的な間隔のいずれかが成立することが必要であるが、その選択はアルゴリズムが最適化した。到着順序も人間の判断が介在しないアルゴリズムである。軌道の最適化では、環境影響の低減、パイロット負荷の軽減、消費燃料の最小化、乗客の快適性を扱った。計算量が少なく、確実に解を得られるアルゴリズムが得られた。このアルゴリズムは航空交通管理以外の交通流管理の分野にも応用が可能である。
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