Design of Degital-Twin of Air Transport System for Environment-friendly Flights and Disaster Response

航空运输系统数字孪生环境友好型飞行与救灾设计

• 批准号: 22H01608
• 负责人: 平田 輝満
• 金额: $ 6.74万
• 依托单位: Ibaraki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01608/
• 关键词: 航空交通システム; デジタルツイン; 軌道予測; CO2削減; 耐災害性; 飛行経路; 軌道最適化; インシデント対応

本研究では航空交通システム（ATS)からのCO2排出削減を主とした環境性向上と災害等のインシデントに対する耐災害性向上を目的とし，今年度はまず，我が国の航空交通システムにおける新たなデジタル化方策の最新状況を把握および意見交換し，航空機運航に関わる管制システムや空港インフラなどのエアサイド，ターミナルビルなどのランドサイドにおける情報共有と運用への活用の面で課題抽出を行った．次にATSからのCO2排出量の実績と削減ポテンシャルの推計に関して，飛行軌跡データから国内航空ネットワークにおけるCO2排出削減ポテンシャルを飛行経路短縮の視点から簡易に推計をし，現実の空域・経路制約におけるポテンシャルと制約なしの最大ポテンシャルについて定量的に把握した．また，気象データと機体性能モデル等を統合利用し，実際の飛行軌跡から各便の燃料消費量とCO2排出量を推計し，軌道最適化等の面からその削減ポテンシャルの推計方法を検討し，代表的な路線において東西風などの風況の面からCO2削減と所要時間増加のトレードオフ関係について分析し，社会的な許容可能性について考察を行った．また，各路線での輸送旅客需要を前提にCO2最小化のための機材便数選択の最適化を行い，航空市場面からのCO2排出削減ポテンシャルについても推計を行った．また，戦略的な航空交通流管理としてのゆっくり到着管理の運用概念や基礎的なモデルフレームワークについて検討，開発を行い，モデル性能について初期的な検証を行った．災害インシデントに対しては大規模噴火時等における航空機避難問題の現状と課題を整理し，国内空港の駐機容量面についてシミュレーション分析を行い，駐機方法の柔軟化の効果，需給の過不足について把握，また被災地での情報提供・情報収集についても検討を行った．

This study aims to reduce CO2 emissions from air traffic systems (ATS), improve environmental performance, and improve disaster resistance. This year, we aim to update our country's air traffic systems on new development strategies, and exchange views on aircraft traffic control systems and airports. Information sharing and application of information sharing. The performance and reduction of CO2 emission of ATS is related to the estimation of CO2 emission reduction of ATS flight trajectory. The viewpoint of flight path shortening is simple estimation. The quantitative control of airspace and path restriction is realized. In this paper, we discuss the calculation method of the actual flight trajectory, fuel consumption and CO2 emission of each vehicle, and optimize the trajectory. We analyze the relationship between the wind conditions of the representative route and the CO2 reduction and the required time increase, and investigate the possibility of social tolerance. In order to minimize CO2 and optimize the number of aircraft used for transportation of passengers on various routes, the aviation market has to reduce CO2 emissions. Air traffic flow management is a strategic approach to the management of the concept of application of the basis for the development of air traffic flow management, the performance of air traffic flow management, and the initial evaluation of air traffic flow management. The status quo and problems of aircraft evacuation during large-scale fire are sorted out. The analysis of aircraft parking capacity in domestic airports is carried out. The effect of aircraft parking method is softened. It is necessary to give sufficient information to grasp the situation and provide information to the disaster area.

项目成果

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

通过航迹优化以及飞机和航班数量的变化分析飞机的二氧化碳减排效果

• 发表时间: 2022
• 作者: 佐藤友紀;渡利高大;幡本将史;山口隆司;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;平田輝満，安ケ平玲央，原田明徳;入江康平，原田明徳;安ケ平玲央，平田輝満，原田明徳
• 通讯作者: 安ケ平玲央，平田輝満，原田明徳