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先進的な航空交通管理に資する運航効率の統計分析法と評価ツールの開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K14342
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分22050:土木計画学および交通工学関連
研究機関九州大学 (2024)
高知工科大学 (2022-2023)

研究代表者

原田 明徳  九州大学, 工学研究院, 准教授 (70785112)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード航空交通管理 / 運航効率向上 / 大規模実運航データ / 統計分析 / 運航効率の分析・評価ツール / 運航効率分析・評価ツール
研究開始時の研究の概要

本研究は、我が国のより高効率な航空交通管理システム実現のために必要不可欠な運航効率の客観分析について、蓄積されつつある大規模な実運航データを用いて効果的な統計分析方法を明らかにし、実運航の現場において扱い易い分析ツールを開発することを目的とする。
「大規模データの統計分析」と「飛行性能をベースとした軌道最適化」およびそれらを融合した視点から運航効率の統計分析方法にアプローチする点に独自性がある。また、飛行性能や気象、交通流等の多数の因子が運航効率に影響を及ぼすメカニズムは詳しく解明されておらず、種々の統計的手法を用いることでこれらの因子の影響度を定量化する点において新規性がある。

研究実績の概要

令和6年度は、本研究において開発した運航効率の評価ツールを用いて将来の軌道ベース運用に適した飛行計画の提案を行った。国内主要路線の一つである福岡発羽田着の複数の便について、軌道最適化分析を用い管制の調整可能時間余裕を考慮した飛行軌道を求め、新たな飛行計画としての利用可能性を示した。具体的には、COVID-19によるパンデミック収束後の2022年6月において、羽田空港の34Lまたは34Rへの着陸が予定されていた約200便の実際の飛行計画データに対し飛行軌道最適化を適用し、燃料最小となるコストインデックスゼロのケースにおいて、最適軌道の飛行計画からの飛行時間差として平均+300秒、標準偏差80秒を得た。一方、実飛行と飛行計画との比較結果から現行で必要な調整可能時間の余裕は最大で350秒程度であり、燃料最小軌道が現在の管制の調整可能時間余裕を包含できることを示すことが示唆された。提案した管制の方法は現行の方法と異なり、鉛直面内における高度と速度の調整のみによるものであるため、飛行時間の延長に燃料消費量の増加が発生しないという利点があり、将来の軌道ベース運用に適した飛行計画として有用であることを国際会議にて報告した。

現在までの達成度
現在までの達成度

3: やや遅れている

理由

運航効率に影響を与える因子の定量的評価に用いる統計的分析手法の確立に時間を要している。令和6年度は研究代表者の所属変更後の初年度であり研究室の立ち上げをはじめとする諸業務、および旧所属における研究指導や講義等の業務により本研究以外の業務エフォートの割合が増加したことが理由である。

今後の研究の推進方策

本研究に関して協力関係にある航空会社の運航管理者から実運航の知識に基づく意見を取り入れ、運航効率に影響を与える因子を効果的に特定、評価する方法を早急に確立する。

報告書

(3件)
  • 2024 実施状況報告書
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] 軌道ベース運用に適した飛行計画の軌道生成2024

    • 著者名/発表者名
      原田明徳,武市昇,東野伸一郎,猪端沙希,長田信泰,中畑洋明,松本大和,安田晃久
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第62回飛行機シンポジウム
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] Feasibility study on operational flight plans adapted for trajectory based operation2024

    • 著者名/発表者名
      Akinori HARADA, Noboru TAKEICHI, Takumi MASUKI, Hiroaki NAKAHATA, Saki INOHATA, Nobuyasu NAGATA, Akihisa YASUDA
    • 学会等名
      34th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences, ICAS 2024
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 飛行計画および航跡データを用いた直接運航経費の傾向分析2023

    • 著者名/発表者名
      原田明徳,武市昇,増木拓海,中畑洋明,猪端沙希,杉山太一,河村麻莉乃,大野暉宙
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第54期年会講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantitative Analysis of Fuel Reduction Potential of Japanese Domestic Flights via Trajectory Optimization2023

    • 著者名/発表者名
      Akinori Harada, Noboru Takeichi
    • 学会等名
      26th Air Transport Research Society (ATRS) World Conference
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチエージェントシステムの考え方を用いた東京国際空港到着機の協調制御2023

    • 著者名/発表者名
      池内飛翔,原田明徳
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第61回飛行機シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 燃料消費の少ない新たな飛行計画経路の提案2023

    • 著者名/発表者名
      原田明徳,武市昇,増木拓海,中畑洋明,猪端沙希,寒風澤啓太,長田信泰,安田晃久
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第61回飛行機シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 軌道最適化と気象条件からみた航空機からのCO2排出削減手法に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      平田輝満,原田明徳,武市昇,安ケ平玲央
    • 学会等名
      第68回土木計画学研究発表会・秋大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 国内定期便の飛行時間予測のための巡航飛行状態量の統計分析2022

    • 著者名/発表者名
      原田明徳,仲村兼斉,猪端沙希,大野暉宙,河村麻莉乃,杉山太一,中畑洋明,増木拓海
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第60回飛行機シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 軌道最適化と機材・便数選択からみた国内航空路線における飛行中の CO2 削減ポテンシャルに関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      平田輝満,安ケ平玲央,原田明徳
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第60回飛行機シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] レーダデータを用いた上昇フェーズにおける航空機の質量推定2022

    • 著者名/発表者名
      入江康平,原田明徳
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第60回飛行機シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 軌道最適化と機材・便数変化による航空機からのCO2削減効果に関する分析2022

    • 著者名/発表者名
      安ケ平玲央,平田輝満,原田明徳
    • 学会等名
      第66回土木計画学研究発表会・秋大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 国内定期便の運航効率向上に向けた飛行計画データの活用2022

    • 著者名/発表者名
      原田明徳,増木拓海,松並孝次,中畑洋明,猪端沙希,杉山太一,河村麻莉乃,大野暉宙
    • 学会等名
      国土交通省航空局主催CARATSオープンデータ活用促進フォーラム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-12-26  

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