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Modeling and Control of Airspace Traffic Flow Using Aviation Open Data

使用航空开放数据进行空域交通流量建模和控制

基本信息

批准号：
20K04544
负责人：
平石邦彦
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Japan Advanced Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、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（CARATSオープンデータ）を用いることにより、航空交通流の数理モデルを構築することである。R4年度は、R2-3年度に開発した線形状態方程式表現を用いたモデル化方法の実データによる網羅的な評価を行い、論文誌論文としてまとめた。また、別な研究として空域における航空機の交通流を適切な粒度でモデル化するための手法（メゾスコピックモデリング）の研究を実施し、成果を2編の国際会議論文としてまとめた。前者の研究の具体的手法は以下の通りである。(1) 研究代表者らによる既存結果であるポイントごとのセクター判定アルゴリズムを適用することにより、各航空機ごとにセクター間移動をイベントとして認識し、航空機の軌跡をイベントログとしてデジタル化する。(2)全航空機のイベントログから、セクター間の移動率を成分とする状態遷移行列を抽出する。状態遷移行列は様々な状況下で多数（数百～数千）取得する。(3) 代表的な行列を選択するために、クラスタ数指定のクラスタリングアルゴリズムであるk-Meansを適用し、代表行列を取得する。(4) 取得した代表行列を状況に応じて切り替える線形状態方程式モデルを構築する。(5) 過去の最適な行列の履歴から次ステップの行列を選択する確率的モデル選択手法を用い、実データにより評価を行う。後者の研究の具体的手法は以下の通りである。(1) 空域における代表的経路を軌道クラスタリングの手法を適用してグラフの形で抽出する。実経路とグラフ上の経路の誤差を実データを用いて定量的に評価する。(2) グラフ上の各辺を移動する時間の確率分布を求める。(3) グラフの辺上を与えられた確率分布で航空機が移動する交通流シミュレーションモデルを構築する。(4) 実データにより空域混雑度および各航空機の到着時刻について誤差を評価する。

The purpose of this study is to construct a mathematical model of air traffic flow for the use of CARATS in the open air of the Aviation Bureau of the Ministry of Land, Infrastructure and Transport. R4, R2-3 development of linear equation of state performance in the use of the network of evaluation, paper and paper The research on the appropriate granularity of aircraft traffic flow and its implementation and achievements were compiled into 2 international conference papers. The former research and specific methods are as follows. (1)The research representative's existing results show that the aircraft's trajectory is suitable for the determination of the aircraft's movement. (2)The mobility of the entire aircraft is a component of the state transition matrix. The majority (hundreds to thousands) of state transitions are achieved under different conditions. (3)The number of representative columns is specified in the selection table. (4)The linear equation of state is constructed by obtaining the state of the matrix. (5)In the past, the most suitable selection method for the selection of rows and columns was used and evaluated. The latter research and specific methods are as follows. (1)The spatial domain represents the path of the orbit, and the method of extraction is applied to the shape of the orbit. The error of the circuit is evaluated quantitatively. (2)The accuracy of the time distribution of the movement of each side of the line is calculated. (3)The traffic flow structure of the aircraft is constructed according to the accuracy distribution of the aircraft movement. (4)The air space mixing degree and the error of each aircraft's arrival time are evaluated.

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

An Efficient Mesoscopic Modeling Method for Large Volume Traffic Flow Using Process Mining Techniques

使用过程挖掘技术的大容量交通流的高效细观建模方法

DOI：
10.1109/csde53843.2021.9718441
发表时间：
2021
期刊：
Proc. IEEE CSDE & i-COSTE 2021
影响因子：
0
作者：
山本舜大，原尚之;小西啓治;大高盛司，山口一歩，木許雅則;伊藤博;三沢拓也，小口俊樹，漁野康紀;Kenji Uehara,Kunihiko Hiraishi
通讯作者：
Kenji Uehara,Kunihiko Hiraishi

プロセスマイニング技術を応用した空港面交通流のメゾスコピックモデル化手法

基于流程挖掘技术的机场交通流细观建模方法