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航行パラドックスとは、航行精度の向上が衝突リスクの増加につながる可能性があるというものです。船舶や航空機の場合、全地球測位システム(GPS) 航行の出現により、船舶はより高い精度 (多くの場合、プラスマイナス 2 m 程度)で航行経路をたどることができるようになったため、ルートの配分、近隣船舶間の調整、衝突回避手順が改善されなければ、2 つの航行地点間の最短距離線上で 2 隻の船舶が同じ空間を占有する可能性が高まっています。
研究
FAAで働いていたアメリカ人エンジニアのロバート・E・マコール[1]は、「ナビゲーション・パラドックス」という用語を、1964年、[2]と1966年[3]の著書で「ナビゲーションの精度が上がると衝突の危険性が増す場合がある」と認識したピーター・G・ライヒに由来すると考えています。さらに、「垂直位置保持がずさんで、縦方向と横方向の間隔が失われると、飛行機はおそらく互いの上や下を通過することになる。これが前述の「ナビゲーション・パラドックス」である」と述べています。
ラス・パイエリは、コロラド州デンバーを中心とした500平方マイル（1,300 km 2 ）の空中衝突をシミュレートするコンピュータモデルを作成しました。[4]パイエリ[4]は、ランダム高度で巡航する航空機は、国際的に義務付けられている半球巡航高度規則などの個別の巡航高度規則に従う航空機よりも衝突が5倍少ないと指摘しています。同じ垂直誤差で、テストされたプロトタイプの線形巡航高度規則では、半球巡航高度規則よりも空中衝突が33.8回少なくなりました。
高度計とコンパスの巡航高度規則は、1928 年にパトロヴァニーが「無名のオーストラリアの航空安全の先駆者」に帰属させたもので、北を上にした (つまり固定されたローズ) コンパスと高度計を並べて配置することを提案しています。高度計の大きい (100 フィート) 針とコンパスの針が平行を指す高度を選択することで、コース オフセットの 36 度ごとに 100 フィートの垂直分離が確保されます。航空機がまったく同じ高度を共有するのは、まったく同じ方向を向いて飛行している場合のみです。この場合でも、360 フィート間隔で複数の高度から選択できます。シミュレーションでは明らかな安全上の利点があるにもかかわらず、[5] ACCAR は広く採用されていません。現代の方位指示器(コンパス ローズが 12 時の位置に固定された指示器の下で回転する) を備えた航空機では、視覚的な相関が直感的でないため、この規則を適用するのはそれほど簡単ではありません。
2000年に作成されたパイエリのモデルは、1997年にパトロヴァニが発表したモデル[5]を裏付けるもので、半球巡航高度規則に従うパイロットの高度誤差がゼロの場合、ランダム巡航高度よりも空中衝突が6倍も多くなることを示しています。同様に、パイロット高度誤差がゼロの場合の高度計-コンパス巡航高度規則 (ACCAR) (パイエリが推奨したものと同様の線形巡航高度規則) のパトロヴァニのコンピューターモデルテストでは、空中衝突の約60%がランダム高度の不遵守によるもので、これは国際的に受け入れられている半球巡航高度規則よりも衝突が10倍少ないことを示しています。言い換えれば、パトロヴァニのACCAR代替案とパイエリの線形巡航高度規則は、現在認められ、国際的に義務付けられている半球形の巡航高度規則と比較して、巡航中の空中衝突を10倍から33倍削減することになる。この規則は、航行パラドックスを世界規模で制度化するものである。
半球形巡航高度規則に代わるACCAR代替案が1997年に採用されていれば、すべての高度でナビゲーション・パラドックスを排除し、30件を超える空中衝突（2006年11月まで）で342人の命を救えたかもしれない。なぜなら、パトロヴァニのリスク分析により、現在の規制ではパイロットの順守に正比例して空中衝突のリスクが増大することが証明されているからである。[6] 1997年のナミビアでの衝突、2001年の日本のニアミス、2002年のドイツのユーバーリンゲンでの衝突、 2006年のアマゾンでの衝突、 [7]はすべて、人為的またはハードウェアのエラーにより、高度に正確なパイロットが、現在の巡航高度規則に組み込まれたナビゲーション・パラドックスによって死亡した例である。パイエリが述べたように、他の安全上重要なシステムの例として、原子力発電所とエレベーターは、受動的に安全でフォールトトレラントになるように設計されている。ナビゲーション パラドックスとは、設計上、人間のパフォーマンスや電子ハードウェアの単一の障害を許容できない空中衝突安全システムを指します。
この問題を軽減するために、多くの人は、非常に限られた認可空域で法的に認められているように、飛行機が航空路の中心から 1 マイルまたは 2 マイルオフセットして飛行することを推奨しています。こうすることで、正面衝突のシナリオでのみ問題が解消されます。国際民間航空機関 (ICAO) の「航空航行手順 - 航空交通管理マニュアル」では、世界中で海洋および遠隔空域でのみ横方向のオフセットが認められています。 [8]しかし、共通に割り当てられた航空路での正面衝突の脅威という特定のケースに対するこの回避策は、一般的な航行パラドックスに対処するものではなく、国際航空交通安全規則に意図せず組み込まれた固有のシステム安全障害不許容性に具体的に対処するものでもありません。[4] 具体的には、交差飛行経路の場合、どちらかの航空機が航空路上にいない場合（たとえば、「直接」許可または気象脅威のための一時的な迂回許可の下で飛行している場合）、または交差する航空機の飛行が意図的に交差する航空路上にある場合、これらのより一般的な脅威は、航空路の中心から1マイルまたは2マイル右に飛行することで保護されません。交差飛行経路はどこかで交差する必要があります。ドイツ上空の空中衝突と同様に、航空路の右側へのオフセットは、衝突地点を実際に交差が発生した場所から1マイルまたは2マイル離れた場所に変更するだけです。1997年以来、直線巡航高度ルール（ACCARなど）の欠如が原因でこれまでに発生した342人の死亡者のうち、どちらかのパイロットが航空路の中心線から右側にオフセットして飛行していれば防ぐことができたのは、アマゾン上空の正面衝突のみでした。対照的に、ACCARは、大洋の真ん中であろうと、高密度の多国籍航空路が張り巡らされた大陸空域であろうと、あらゆる高度、あらゆる方向で、あらゆる空域で衝突する交通を体系的に分離します。縮小垂直分離最小距離（RVSM）システム設計には、ナミビア、ドイツ、アマゾン、日本の事故で経験したような、ハードウェアや人間のパフォーマンスの予想される障害に対する航空交通システムの固有の脆弱性に対処するものは何もありません。[5]
参照
参考文献
- ^ Machol, Robert E., Interfaces 25:5, 1995年9月-10月 (151-172)、154ページ。
- ^ ライヒ、ピーター G.、「航空交通管制のための安全な分離基準の理論」、RAE 技術レポートNos. 64041、64042、64043、ロイヤル エアクラフト エスタブリッシュメント、ファーンバラ、イギリス。
- ^ Reich, Peter G.、「長距離航空交通システムの分析: 分離基準 - I、II、III」、Journal of Navigation、第19巻、第1号、pp. 88-96; 第2号、pp. 169-176; 第3号、pp. 331-338。
- ^ ab Paielli, Russ A.、「より安全で効率的な航空路交通のための線形高度ルール」、Air Traffic Control Quarterly、第8巻、第3号、2000年秋。
- ^ ab Patlovany, Robert W.、「米国の航空規制により空中衝突の確率が増加」『リスク分析：国際ジャーナル』 1997年4月、第17巻第2号、237-248ページ。
- ^ Patlovany, Robert, W.、「1997 年 6 月 26 日以降の予防可能な空中衝突、規則制定案の通知 (NPRM) 28996 高度計コンパス巡航高度規則 (ACCAR) の要求が拒否されました」、1997 年 6 月 26 日以降の予防可能な空中衝突、規則制定案の通知 (NPRM) 28996 高度計コンパス巡航高度規則 (ACCAR) の要求が拒否されました
- ^ ラングヴィーシェ、ウィリアム、「37,000フィートの悪魔」、ヴァニティフェア、2009年1月 [1] 2008年12月17日にWayback Machineでアーカイブ
- ^ ワーフェルマン、リンダ、「Sidestepping the Airway」、AeroSafety World 2007年3月、40-45ページ、Flight Safety Foundation [2]。