超過密状態における進化計算に基づく航空機経路・到着順最適化

拥挤条件下基于进化计算的飞机航线和到达顺序优化

• 批准号: 18J14341
• 负责人: 村田 暁紀
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J14341/
• 关键词: 航空管制; 進化計算; 大規模環境; 航空機着陸順最適化

本研究では空港周辺の航空機が連続的に着陸する過密状況における，安全で効率的な航空管制システムの構築を目指し，(1)混雑度合いに応じたスケーラビリティ最適化(適応性の向上),(2)悪天候状況下におけるロバスト性の向上，(3)航空管制官の認知的負荷低減に向けたシステムと人との協調型最適化という3つのテーマに取り組む．令和元年度においては，(2)悪天候状況下におけるロバスト性の向上,(3)航空管制官の認知的負荷低減に受けたシステムと人との協調型最適化を実現すべく，(2)-I：様々な環境に適応するための並列化手法，(2)-II：複数の評価指標における航空機のスケジュール提示に取り組んだ．具体的は(1)-Iでは異なる交通流の密度においても，予めパラメータセッティングを行わず，航空機同士の衝突危険性のない実行可能な有効なスケジュールを獲得した．(2)-IIでは航空管制官意思決定支援に向けたスケジュール候補の複数解提示のため，燃料消費量，入域時刻という二つの指標で評価した場合に，異なるスケジュールを獲得することを明らかにした．これにより多目的最適化法に展開した場合の複数の選択肢の提示が期待される．これらの成果は第19回電子航法研究所発表会において本研究を発表した．また，昨年度のインテリジェント・システム・シンポジウムにおいて発表した最適化手法が評価され，今年度，電気学会の技術委員会奨励賞を受賞しおり，対外発表を積極的に行い，成果の評価を受けている．

This research aims to build a safe and efficient air traffic control system in overcrowded situations where aircraft around airports are landing continuously, and addresses three themes: (1) optimization of scalability according to the degree of congestion (improvement of adaptability), (2) improving robustness in bad weather conditions, and (3) coordinated optimization of systems and people to reduce cognitive loads of air traffic controllers.在2019年，为了（2）改善恶劣天气条件下的鲁棒性，（3）系统和人员之间的协调优化，这受到空中交通管制员的认知负荷减少，（2）-I：适应各种环境的并行化方法，以及（2）-II：用于多次评估指标的飞机时间表的表示。具体而言，在（1）-I中，即使对于不同的交通流量密度，也没有提前设置参数，并且获得了有效的时间表，可以执行，而无需飞机之间碰撞的风险。 （2）-II透露，为了提出多个时间表的候选空中交通管制员决策支持，使用两个指标评估时获得了不同的时间表：燃料消耗和进入时间。当以多目标优化方法部署时，预计将提供多个选项。这些结果在第19届电子导航研究所演讲中介绍了这项研究。此外，去年在智能系统研讨会上提出的优化方法得到了认可，今年，它获得了电气工程师协会的技术委员会鼓励奖，并积极向国外进行了演讲，并因其结果而得到认可。

项目成果

航空機着陸問題におけるクラスタリングを用いた分割反復最適化手法

飞机着陆问题的聚类分割迭代优化方法

• 发表时间: 2018
• 作者: 鈴木 魁;岩﨑 亮祐;高木 亮;吉澤 晋;梅村 晋一郎;村田 暁紀，佐藤 寛之，高玉 圭樹，Daniel Delahaye
• 通讯作者: 村田 暁紀，佐藤 寛之，高玉 圭樹，Daniel Delahaye

Akinori Murata, Daniel Delahaye, Keiki Takadama. Merging Flows and Optimizing Aircraft Scheduling in Terminal Maneuvering Area Based on GA

村田秋纪、丹尼尔·德拉哈耶、高玉惠树。

• 发表时间: 2018
• 作者: Murata;A.;Sato;H.;and Takadama;K.;村田 暁紀;Akinori Murata
• 通讯作者: Akinori Murata

北米便に対する上空通過機と日本出発機のモデリング

北美航班的飞越飞机和日本出发飞机建模

• 发表时间: 2019
• 作者: Murata;A.;Sato;H.;and Takadama;K.;村田 暁紀
• 通讯作者: 村田 暁紀

Exploring Tradeoff between Distance-Minimality and Diversity of Landing Routes for Aircraft Landing Optimization

探索飞机着陆优化的距离最小化和着陆路线多样性之间的权衡

• DOI: 10.9746/jcmsi.11.409
• 发表时间: 2018
• 期刊: SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration
• 作者: Murata;A.;Sato;H.;and Takadama;K.
• 通讯作者: K.

実行不可能解における遺伝子内の最大制約違反量と平均制約違反量を活用した解修復法

利用不可行解中基因的最大约束违反量和平均约束违反量的解决方案修复方法

• 发表时间: 2018
• 作者: 由良 俊哉;マキシム ラフォン;吉澤 晋;梅村 晋一郎;村田 暁紀，Daniel Delahaye，高玉 圭樹
• 通讯作者: 村田 暁紀，Daniel Delahaye，高玉 圭樹