| 研究課題/領域番号 |
24K17362
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分22050:土木計画学および交通工学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
川越 吉晃 東北大学, 工学研究科, 助教 (00884199)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2026年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2025年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2024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 | 航空交通管理 / エージェントシミュレーション / 空港面 / マルチエージェントシミュレーション / データ科学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
世界の航空機需要は今後20年で2倍に増えると予想されており，ハード・ソフトの両面から航空交通管理手法のアップデートが求められている．特に，空港内の航空機運用は航空機間の干渉や旅客・運用上の不確定な遅延，各空港特有のレイアウトや運用ルールなど，さまざまな要素が絡み合った複雑なシステムとなっている．本研究では空港内の航空交通流（空港面交通流）を高精度に再現する数値シミュレータを構築し，得られた結果に対して動的モード分解を適用し，データ駆動型アプローチによる評価・解析を行うことで，空港面運用を定量的に評価し，効率化する方法を提案する．
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| 研究実績の概要 |
本研究では空港内の航空交通流（空港面交通流）を高精度に再現する数値シミュレータを構築し，得られた結果に対してデータ駆動型アプローチによる統一的な評価・解析手法を提案することを目的としている．
本年度は2030年へむけて滑走路の増設・新設が予定されている成田国際空港に対して，エージェントベースの高忠実シミュレータの構築を行なった．シミュレーションで得られた地上走行時間は実データをよく再現しており，妥当性が確認された．さらに，将来の需要増加を想定した増便スケジュール作成し，当該シミュレータを用いて交通流予測を行い，ボトルネックになる要因検討を行なった．増便スケジュールではA滑走路にてピーク時間帯に遅延・渋滞が急増し，その渋滞は数時間にわたり，滑走路運用に悪影響を与えた．上記増便に対応するために，増設が予定されている新滑走路をシミュレータに組み込み，遺伝的アルゴリズムを用いたスケジュールおよび滑走路割り当ての同時最適化を行なった．これにより，全体的なスケジュール調整と2％程度の滑走路再配置で20%増便スケジュールであっても現状と同程度遅延量で運用が可能であることが示唆された．
また，シミュレーションで得られた機体トラジェクトリーを基に空港面交通流を反映した状態遷移確率行列の構築を行った．時刻tのトラジェクトリーから各ノードの存在確率x，時刻t+1のトラジェクトリーから存在確率yを求め，y=Axとなる状態遷移確率行列Aを導出した．これは統一評価手法の基礎となる．
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
基礎となる高忠実シミュレータの構築および状態遷移確率行列の導出が完了し，概ね順調に進展していると考えている．
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| 今後の研究の推進方策 |
状態遷移確率行列から空港面運用状態をどのように定量化し評価するかを検討する．さらに状態遷移確率行列を用いた解析的な空港面交通流の時間発展解析も試みる．
高忠実シミュレータでは最適化手法をシンプルなGAからNSGA-IIなどの汎用かつ実績のあるモデルへと変更し，精緻化を図る．
さらに量子アニーリングとの連携も開始する．
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