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航空交通管制（ATC）は、地上管制官が地上および管制空域を通過する航空機を誘導するサービスです。ATCの主な目的は、衝突を防止し、航空交通の流れを整理して迅速化し、パイロットに情報やその他のサポートを提供することです。[ 1 ]一部の国では、ATCは管制空域外の航空機にも助言サービスを提供することがあります。管制官は、レーダーを使用して割り当てられた空域内の航空機の位置を監視し、無線でパイロットと通信します。[ 2 ]衝突を防止するために、ATCは交通分離規則を施行し、各航空機が周囲に最低限の空きスペースを維持するようにします。ATCサービスは、自家用機、軍用機、商用機など、あらゆる種類の航空機に提供されます。[ 3 ] 飛行の種類と空域のクラスに応じて、ATCは強制的な指示または拘束力のない助言（一部の国では飛行情報として知られています）を発行することがあります。パイロットはすべてのATC指示に従う必要がありますが、航空機の安全な運航に関する最終的な権限は常に機長にあります。緊急事態においては、パイロットは航空機の安全を維持するために必要な範囲で、航空管制の指示から逸脱することがある。[ 4 ]雷雨、強風、視界不良などの気象条件は、航空交通管制業務に大きな影響を与え、遅延、迂回、代替ルートの必要性につながる可能性がある。[ 5 ]
国際民間航空機関（ICAO）の規定によれば、航空交通管制（ATC）業務は英語または地上局で使用されている現地語で行われる。[ 6 ]実際には、その地域の現地語が使用されるが、要請があれば英語を使用しなければならない。[ 6 ]
1920年、イギリスのロンドン近郊のクロイドン空港は、世界で初めて航空交通管制を導入した空港となった。 [ 7 ] 「飛行場管制塔」は、高さ15フィート（5メートル）の木造小屋で、四方に窓があった。1920年2月25日に運用が開始され、パイロットに基本的な交通情報、気象情報、位置情報を提供した。[ 8 ] [ 9 ]
米国では、航空交通管制は3つの部門に分かれました。最初の航空郵便無線局（AMRS）は、第一次世界大戦後の1922年に設立されました。当時、米国郵政公社は、偵察機の動きを指示および追跡するために、米陸軍が開発した技術を使用し始めました。時を経て、AMRSは飛行サービス局へと発展しました。今日の飛行サービス局は管制指示を発行しませんが、パイロットに飛行関連のさまざまな情報サービスを提供しています。飛行サービス局は、無線または電話の通信が可能な唯一の施設である地域で、ATCからの管制指示を中継します。米国で最初の空港管制塔は、特定の空港における航空機の到着、出発、および地上移動を規制するために、1930年にクリーブランドに開設されました。1950年代にレーダーが導入された後、大規模空港周辺の混雑した空域を監視および制御するために、進入管制および出発管制施設が作られました。出発地と目的地間の航空機の移動を指示する最初の航空路管制センター（ARTCC）は、1935年にニューアークに開設され、1936年にはシカゴとクリーブランドに開設された。[ 10 ]
1956年のグランドキャニオンでの空中衝突事故で乗員乗客128人全員が死亡した後、1958年にFAAが米国における航空交通管制の責任を負い、その後他の国々もこれに続いた。1960年には、英国、フランス、ドイツ、ベネルクス諸国が、自国の空域を統合する目的でユーロコントロールを設立した。各国間で管制官をプールする最初で唯一の試みは、1972年にユーロコントロールによって設立され、ベルギー、ルクセンブルク、オランダ、ドイツ北西部を管轄するマーストリヒト上空管制センター（MUAC）である。 2001年には、欧州連合（EU）が効率性を高め、規模の経済性を得ることを期待して「単一欧州空域」の創設を目指した。[ 11 ]
ソ連では、最初の航空交通管制サービスは1929年にモスクワ-イルクーツク間の航空路で組織され、1930年には既存のすべての航空路に沿って管制区域が定義された。[ 12 ]
空港周辺環境を制御する主な方法は、空港管制塔からの目視監視です。管制塔は通常、空港敷地内にある、窓のある高い構造物です。航空管制官（通常は「管制官」と略される）は、空港自体の誘導路や滑走路で運用されている航空機や車両、および空港付近（一般的には空港の手順に応じて5～10海里（9～19キロメートル、6～12マイル））を飛行している航空機の分離と効率的な移動を担当しています。管制官は、規則と手順を正確かつ効果的に適用して業務を遂行する必要がありますが、多くの場合、時間的プレッシャーの下で、さまざまな状況に応じて柔軟に調整する必要があります。[ 13 ]一般の人々とこの種のシステムで働くスタッフのストレスを比較した研究では、管制官のストレスレベルが著しく高いことが示されました。この違いは、少なくとも部分的には、仕事の特性によって説明できます。[ 14 ]
リモートおよび仮想タワー（RVT）は、航空管制官が地元の空港管制塔以外の場所にいても航空管制サービスを提供できるシステムです。[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]
地上管制（地上移動管制、GMCとも呼ばれる）は空港の移動区域を担当している。[ 18 ]
混雑する空港の中には、地上移動レーダー（SMR）を備えているところもある。[ 18 ]
航空管制（パイロットにはタワーまたはタワーコントロールとして知られている）は、滑走路のアクティブな表面を担当している。[ 18 ]
クリアランスデリバリーとは、航空機が通常タキシングを開始する前に、航空機にルートクリアランスを発行するポジションのことです。これらのクリアランスには、航空機が離陸後に飛行する予定のルートの詳細が含まれています。[ 18 ]
サプライチェーン管理の分野では、「サプライチェーンコントロールタワー」という概念は、航空管制塔が提供する「エンドツーエンドの可視性」を反映しています。[ 19 ]ガートナーに寄稿したアシュトチ・グプタは、サプライチェーンコントロールタワーは「人、プロセス、データ、組織、テクノロジーを組み合わせて可視性、制御、意思決定を改善する」ことによって構築できると述べています。[ 20 ]
強制周波数（MF）[ 21 ]、強制交通情報周波数（MTAF）、強制放送区域（MBZ）[ 22 ]、または航空地上通信サービス（AGCS）[ 23 ]を有する空港は、管制塔を持たない空港であるが、到着および出発する航空機が公開された周波数で他の航空機または無線通信士と通信する必要がある。
強制周波数空港は米国ではまれで、ケチカン国際空港（14 CFR 93.151）がその一例ですが、カナダ、オーストラリア[ 22 ] 、英国、ノルウェーなどの他の国では一般的です。多くの場合、MFまたはMTAF空港は定期旅客便があるものの、管制塔を維持するのに十分な交通量がない空港です。
周波数を監視している飛行サービス専門家がいる場合、専門家はパイロットに交通、天候、および地上状況に関する助言を提供し、航路管制官からの計器飛行方式（IFR）の許可を中継するが、許可は与えない。[ 24 ]英国では、気象および交通情報は、航空地上通信サービス（AGCS）と呼ばれる無線局によって提供される。これらも同様にパイロットに情報を提供し、パイロットはそれに基づいて決定を下す責任を負う。[ 23 ]
カナダのMF空港の例としては、キングストン/ノーマン・ロジャース空港やクージュアク空港などが挙げられる。
米国では、TRACONにはさらに3桁の英数字コードが付けられます。たとえば、シカゴTRACONはC90と指定されます。[ 25 ]
エリア管制センターは、ターミナル管制センターとは異なり、主に計器飛行方式（IFR）の航空機、つまり高高度を計器で飛行する航空機を管制する特定の種類の航空交通管制センターであり、離着陸する航空機を管制するわけではありません。[ 26 ] 各エリア管制センターには飛行情報区域が割り当てられており、沿岸付近の特定のエリア管制センターは、海洋上を飛行する航空機の監視も担当しています。[ 26 ] エリア管制センターは、他の種類の航空交通管制と同様の任務を遂行しており、例えば、悪天候に対処するために航空機の経路を変更したり、航空機の間隔を確保するために航空機の進路を指示したりしています。
航空機の位置は主に以下の種類のレーダーによって特定されます。
監視能力を拡張するために、一部の航空航法サービスプロバイダー（例：Airservices Australia、米国連邦航空局、Nav Canadaなど）は、自動従属監視放送（ADS-B）を導入しました。この新しい技術は、レーダーの概念を逆転させます。レーダーがトランスポンダに問い合わせてターゲットを「見つける」代わりに、ADS-B搭載航空機は、機内の航法機器によって決定された位置レポートを「放送」します。ADS-Cは自動従属監視の別のモードですが、ADS-Cは「契約」モードで動作し、航空機は、あらかじめ定められた時間間隔に基づいて、自動的に、またはパイロットによって開始されて位置を報告します。管制官は、特定の理由で航空機の位置をより迅速に確立するために、より頻繁なレポートを要求することもできます。[ 27 ] ただし、各レポートのコストは、ADSサービスプロバイダーが航空機を運航する会社に請求するため、緊急事態を除いて、より頻繁なレポートが要求されることは一般的ではありません。 ADS-Cは、レーダーシステムのインフラを設置できない場所（例えば、水上）でも使用できるため重要です。運用表示システムは現在配備されており、表示の一部としてADS-C入力を受け入れます。[ 28 ]
レーダーアーカイブシステム（RAS）は、すべてのレーダー情報を電子的に記録し、数週間保存します。この情報は、捜索救助に役立ちます。航空機がレーダー画面から「消えた」場合、管制官は航空機からの最後のレーダー反射を確認して、その推定位置を特定できます。例については、次の引用文献の墜落事故報告書を参照してください。[ 29 ]
航空交通管制エラーは、飛行中の航空機間の間隔（垂直方向または水平方向）が、米国連邦航空局が定める（米国内向けの）最小間隔を下回った場合に発生します。空港周辺のターミナル管制区域（TCA）の最小間隔は、航路の基準よりも低くなっています。エラーは一般的に、管制官が気を緩めて、最小間隔の喪失につながる交通や状況を見落としがちな、活動が活発な時期の後に発生します。[ 30 ]
民間航空航法サービス機構（CANSO）によると、天候は世界の航空に大きな影響を与えており、航空交通の遅延の70%以上が悪天候によるものです。これらの混乱は、大陸全体で広範囲にわたる遅延、ATCによる経路変更、および欠航を引き起こします。2024年には、ヨーロッパでは2023年と比較して天候関連の飛行中の遅延が40%増加しました。ますます悪天候がこれらの事象の頻度と深刻度を強めているため、CANSOは、天候が飛行運航に及ぼす影響を軽減するために、世界の航空関係者間の協力とリアルタイムの解決策を強く求めています。[ 31 ]
世界の航空交通管制（ATC）インフラは、地域によって大きく異なる複雑なネットワークであり、多くの国が、旧式の技術、人員不足、交通需要の増加に関連する課題に直面しています。ヨーロッパや米国の一部のように、SESARやNextGenなどの近代化プログラムを実施している地域もありますが[ 32 ]、特に発展途上国では、依然として旧式のレーダーシステムや音声ベースの通信に依存しており、効率と安全性が制限されています。これらの格差は、遅延の原因となり、世界の航空交通管理全体の回復力を低下させています。ICAOによると、将来の航空需要を満たすためには、ATCシステムの調整とデジタル化の加速が不可欠です。[ 33 ] 同様に、国際航空運送協会（IATA）の2024年の報告書では、パンデミック後の成長に対応し、ネットワーク全体の持続可能性を確保するために、拡張可能でデータ駆動型のインフラに投資することの緊急性が強調されています。[ 34 ]
管制能力の制約と交通量の増加により、フライトの欠航や遅延が発生している。[ 35 ] [ 36 ]アメリカでは、2012年から2017年の間に、ATCによる遅延が69%増加した。[ 11 ] ATCの人員不足が混雑の主な要因であった。[ 37 ]推定では、より効率的なATCにより、待機パターンや間接的な航空路を避けることで、航空燃料を5～10%節約できる可能性がある。[ 11 ]
そのため、航空管制の制限による遅延という説明は、航空会社が補償請求を拒否する一般的な正当化理由となっている。[ 38 ]しかし、いくつかのヨーロッパの裁判所は、航空会社が遅延や欠航を回避するためにあらゆる措置を講じていないにもかかわらず、航空管制に遅延の原因を帰しているというこの論理が、時として誤って適用されていると判断している。[ 39 ] [ 40 ]
安全な航空交通分離の前提条件は、特徴的なコールサインの割り当てと使用です。これらは、通常、定期便、および一部の空軍やその他の軍事サービスに対して、ICAOによって申請に基づいて恒久的に割り当てられます。AAL872やVLG1011のように、2文字または3文字の組み合わせに便名が続く書面によるコールサインがあります。そのため、これらはフライトプランやATCレーダーラベルに表示されます。パイロットと航空交通管制官間の無線交信で使用される音声または無線電話コールサインもあります。これらは必ずしも書面によるコールサインと同一ではありません。音声コールサインの例としては、書面による「BAW832」ではなく「Speedbird 832」があります。これは、ATCと航空機間の混乱の可能性を減らすために使用されます。デフォルトでは、その他のフライトのコールサインは、航空機の登録番号（米国ではテールナンバー）であり、「N12345」、「C-GABC」、「EC-IZD」などです。これらの機体番号の短い無線電話呼出符号は、 NATOフォネティックアルファベットの最後の3文字（例：C-GABCの場合はABC、発音はアルファ・ブラボー・チャーリー）または最後の3桁の数字（例：N12345の場合はスリー・フォー・ファイブ）です。米国では、接頭辞は最初の登録文字の代わりに航空機のタイプ、モデル、または製造元になる場合があり、たとえば「N11842」は「セスナ842」になることがあります。[ 41 ]
The Federal Aviation Administration (FAA) has spent over US $3 billion on software, but a fully automated system is still yet to be achieved. In 2002, the United Kingdom commissioned a new area control center into service at the London Area Control Centre (LACC) at Swanwick in Hampshire, relieving a busy suburban centre at West Drayton in Middlesex, north of London Heathrow Airport. Software from Lockheed-Martin predominates at the London Area Control Centre. However, the centre was initially troubled by software and communications problems causing delays and occasional shutdowns.[42]
Some tools are available in different domains to help the controller further:
米国では、フリーフライトは中央管制（例えば航空管制官）を使用しない発展途上の航空交通管制方法です。代わりに、航空機間の必要な間隔を確保するために、コンピュータ通信を使用して分散的に空域の一部が動的かつ自動的に予約されます。[ 50 ]
ヨーロッパでは、単一欧州空域航空交通管理研究（SESAR）[ 46 ]プログラムが、将来（2020年以降）の航空交通需要に対応するため、新しい方法、技術、手順、システムを開発する計画である。2018年10月、欧州の管制官組合は、新しい技術は利用者のコストを削減できる可能性があるが、自分たちの仕事を脅かす可能性があるため、航空交通管制の改善目標を設定することは「時間と労力の無駄」だと一蹴した。 2019年4月、EUは「デジタル欧州空域」を提唱し、共通のデジタル化標準を含めることでコスト削減に重点を置き、すべての問題を解決するわけではないため、各国の航空交通管制を統合するのではなく、管制官が必要な場所に移動できるようにした。 大陸規模のアメリカと中国における単一の航空交通管制サービスは、混雑を緩和しない。 ユーロコントロールは、混雑の少ないルートにフライトを迂回させることで遅延を減らそうとしている。4月に開港したイスタンブールの新空港に対応するため、ヨーロッパ全土の飛行経路が再設計されたが、追加容量は航空旅行の需要増加によって吸収されるだろう。[ 11 ]
西ヨーロッパの高給の仕事は、労働力が安い東ヨーロッパに移転する可能性がある。 スペインの管制官の平均年収は20万ユーロを超え、国内平均給与の7倍以上で、パイロットよりも高い。2010年には少なくとも10人の管制官が81万ユーロ（110万ドル）以上の年収を得ていた。 フランスの管制官は2004年から2016年の間に合計9か月間ストライキを行った。[ 11 ]
多くの国が航空航法サービス提供者を民営化または法人化している。[ 51 ] ATCサービス提供者にはいくつかのモデルが利用できる。1つ目は、現在米国で行われているように、ATCサービスを政府機関の一部とする方法である。このモデルの問題点は、資金が不安定で、サービスの開発と運用を阻害する可能性があることである。議員が予算を期限内に承認できない場合、資金がなくなることもある。民営化の賛成派と反対派の両方が、安定した資金がATCインフラのアップグレードを成功させるための主要な要因の1つであることを認識している。資金の問題には、歳出削減やプロジェクトの政治化などがある。[ 52 ] 賛成派は、ATCサービスを民間企業に移管することで、長期的に資金が安定し、より予測可能な計画と新技術の展開、および人員の訓練につながると主張している。2024年11月現在、米国には民間企業が運営し、FAAが1982年に設立したFAA契約管制塔プログラムを通じて管理する契約管制塔が265基あります。これらの契約管制塔は、米国の連邦航空交通管制塔全体の51%を占めています[ 53 ]。
別のモデルは、政府系企業にATCサービスを提供させるというものです。このモデルはドイツで採用されており、利用者料金によって資金が賄われています。また別のモデルは、営利企業がATCサービスを運営するというものです。これは英国で採用されているモデルですが、2014年12月に発生した大規模な障害など、システムにはいくつかの問題があり、遅延や欠航を引き起こしました。この障害は、この企業が実施したコスト削減策が原因とされています。実際、その年の初めに、ドイツ政府が所有する企業が英国のガトウィック空港のATCサービス提供の入札を落札しました。 最後のモデルは、カナダで採用されているように、非営利団体がATCサービスを処理するというものです。これは米国が移行すべきモデルとしてよく提案されています。[ 54 ]
カナダのシステムは、民営化の推進者によって最もよくモデルとして用いられている。カナダでは、民間の非営利団体であるNav Canadaの設立により航空交通管制の民営化が成功し、官僚的な煩雑な手続きの多くが排除されたことでコストが削減され、新しい技術の導入が迅速化された。その結果、飛行時間が短縮され、燃料消費量が削減された。また、新しい技術のおかげで飛行の安全性も向上した。Nav Canadaは、航空機の重量と飛行距離に基づいて航空会社から徴収される手数料によって資金提供されている。[ 55 ]
航空交通管制は、ごく一部の例外を除き、各国政府によって運営されている。欧州連合では、イタリアのみが民間株主を抱えている。[ 11 ] 民営化によって価格が下がるとは限らない。MUACの利益率は2017年には70%だったが、競争がないため、政府は固定期間の譲許契約を提供する可能性がある。[ 11 ]
米国の空域は 21 のゾーン (センター) に分割され、各ゾーンはセクターに分割されています。また、各ゾーン内には、直径約50 マイル (80 キロメートル)の空域があり、TRACON (ターミナル レーダー アプローチ コントロール) 空域と呼ばれています。各 TRACON 空域内には複数の空港があり、各空港は半径5 マイル (8.0 キロメートル)の独自の空域を持っています。FAA管制塔オペレーター(CTO) /航空交通管制官は、航空 交通に関するすべての手順の権限としてFAA 命令 7110.65 を使用します。 [ 56 ]