次世代運航システムのためのデータ同化によるリアルタイム乱気流予測の研究開発

下一代导航系统数据同化实时湍流预测研究与开发

基本信息

批准号：
14J07391
负责人：
菊地亮太
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

安全かつ効率的な旅客運航を実現することを目的として，パイロットにリアルタイムな支援情報を提供する技術の開発に取り組んだ．航空旅客輸送量は，今後20年間で2009年比2.7倍に拡大すると予想されており，運航の効率化および安全化は世界的に対応すべき課題となっている．効率化および安全化の両面に影響が大きいとされている要素として，気象現象である乱気流が挙げられる．現在の気象予測では，上空で発生する乱気流を高精度に予測することは出来ないため，やむを得ず航空機は乱気流に遭遇し，その結果が事故に繋がることも報告されている．そこで，気象予測モデルの出力である大量のデータから，乱気流を予測するための予測モデルを新たに構築し，さらに現実の情報である航空機自体の観測値をリアルタイムに融合することで，高精度かつ高速な予測手法を提案している．本年度は，気象予測情報の不確実性を表現するためにマルチセンターグランドアンサンブルデータと上空を飛行する航空機のフライトデータを組み合わせたリアルタイム風況予測システムの開発を実施した．本手法を実際の複数の航空機のフライト事例に対して，適用し手法の有用性の検証を行った．その結果，提案手法によって上空のジェット気流の位置や強さが，既存手法に比べて優れた予測が行えることを確認した．また，本手法により，航空機がフライトする際にリアルタイムに気象情報が更新され改善することを確認した．さらに現在は，本提案手法の情報を用いて航空機の飛行経路の最適化を同時に実施し，パイロットや管制官の意思決定を支援するアルゴリズムの構築を行っている．

为了实现安全有效的乘客运营，该公司致力于开发为飞行员提供实时支持信息的技术。与2009年相比，在未来20年中，航空客运运输量预计将增加2.7倍，这使全球问题必须解决运营效率和安全性。据说对效率和安全性产生重大影响的因素是湍流，即气象现象。当前的天气预报无法准确预测天空中发生的湍流，因此据报道，飞机会遇到湍流，导致事故。因此，构建了一个新的预测模型，以预测大量数据的湍流，即天气预测模型的输出，并通过实时融合飞机本身的实际信息，我们提出了一种高度准确，快速的预测方法。今年，我们开发了一个实时风条件预测系统，该系统将多中心大合奏数据与飞机飞行的飞行数据相结合，以表达天气预报信息的不确定性。该方法应用于多个飞机的实际飞行案例，并验证了该方法的实用性。结果，我们确认所提出的方法可以更好地预测与现有方法相比，上面的喷射气流的位置和强度。此外，这种方法证实，当飞机通过制造飞机并进行改进时，实时更新了天气信息。此外，我们目前正在使用此提出的方法中的信息同时优化飞机的飞行路径，并构建支持飞行员和控制者决策的算法。