| 研究課題/領域番号 |
20K04544
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21040:制御およびシステム工学関連
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| 研究機関 | 北陸先端科学技術大学院大学 |
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研究代表者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 交通流 / 予測モデル / ビッグデータ / 空域交通流 / 数理モデル / 航空管制 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では民間航空機位置の時系列データであるCARATSオープンデータを用いることにより，(1) 空域における交通流のダイナミクスを表現する数理モデルの構築を行う．空域は航空管制の単位であるセクターという領域に分割されており，セクター内の航空機数を容量以下に抑えることが航空管制において求められる．数理モデルを用いることで，(2) 近い将来（数分～数十分後）における空域交通量の予測方法を開発し，さらに，(3) 航空管制官による指示，具体的には離陸時刻の遅延や巡航速度の制限，を用いたセクター内航空機数の制御方式を開発する．
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| 研究成果の概要 |
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を用いることにより、以下の２つの航空交通流の数理モデルを構築し精度を評価した。(1) 航空機のセクター間移動を線形状態方程式でモデル化する。それを用いて近い将来の各セクター内の混雑度の予測を行うことができる。実データの航空容量と比較して精度を評価する。(2)航跡データから重要点を抽出し、それらの点をリンクで結んだグラフを抽出する。つぎに、グラフの各リンク上の移動時間の確率分布を求め、得られた確率分布に従って各航空機がグラフ上を移動する離散事象シミュレーションモデルを構築する。実データの航空容量と飛行時間と比較することでモデルの精度を評価する。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の学術的意義は、交通流のモデル化に関し、待ち行列ナットワークなどのマクロモデルとマルチエージェントシミュレーションなどのミクロモデルの中間の粒度をもつメソモデルを開発し、その有用性を示したことにある。メソモデルでは、個々のエージェント（空域交通量では各機体）は区別できる一方、エージェントのダイナミクスに関しては交通流全体の動作を抽象化したものを用いる。これにより，ミクロモデルよりも少ない計算量で個々のエージェントのふるまいを近似できる。社会的意義については、広い空間における人流や野生動物の行動経路の解析など、特定の経由点を与えない交通流の解析おいて、新たな手法を提案したことが挙げられる。
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