自己分離

航空機の自己分離とは、航空交通管制などのこの目的のための審判機関からの指示やガイダンスに従わなくても、航空機が他の航空機から許容できる安全な距離を維持する能力である。最も単純な形では、人間が操縦する航空機の場合は「見て回避」^{[1] 、人間が操縦しない航空機（} UAVなど）の場合は「感知して回避」^{[2]の概念で説明できる。しかし、天候、}計器飛行規則、航空交通の複雑さなどのいくつかの要因により、自己分離能力には、航空法規^[3] 、[4]、[5]、[6]、[7]、[8]、[9]、[10] 、および11などの他の要素や側面が関係する。

現代の航空機のパイロットは、他の航空機との安全な間隔を維持するために視力と操縦技術だけに頼ることはできないため、現代の飛行のかなりの割合は計器飛行規則に従って行われ、間隔の責任は航空交通管制（ATC）にあります。しかし、20世紀末から21世紀初頭にかけての航空交通量の増加^{[4] [5] [6] [7]により}ATCの能力が圧迫され、パイロット不足が継続的な問題となっているため、航空および航空輸送の研究者は、この負担に対処するために運用上および技術上の改善を提案しようとしており、その1つが自己間隔分離です。^[8]

自己分離は、フリーフライト構想の中で実現可能な運用コンセプトとして検討され始めました。^[9]その主要な技術的実現要因は、自動従属監視ブロードキャスト（ADS-B）であり、航空機が絶対水平位置情報を含む位置と状態のレポートを定期的に自発的に送信するもので、これは既存の交通衝突回避システム（TCAS）の情報源としては使用されません。衝突回避のみを目的としているTCASの現在の実装^[10]と比較すると、自己分離には処理ロジック、時間予測、手順の変更の飛躍が必要です。その実現可能性は、自動化への信頼とコックピットでの人間の役割との共存に依存しています。この関係を評価するためにいくつかの研究が行われており、^{[11] [12]}、その結果、このコンセプトはパイロットの観点から見て不当な作業負荷を課すことなく十分に受け入れられることがわかりました。

その後、より柔軟で実行可能な、調和のとれたアプローチが提案され、分散型空地交通管理（DAG-TM）と名付けられました。^[13] ATCは依然として重要な役割を維持しながら、経路上の空域でより多くの自由を許可しました。^[14]さらに、より広い文脈でのその他の関連する側面が地中海自由飛行プロジェクト^{[15] [16] （MFF）で研究されており、その主な結論の1つとして、自己分離は全体的に有益であるが、低密度または中密度の}空域に限定する必要があるとされていました。^[17]

自己分離とADS-Bとの関連が始まった当初から、それは空中分離支援システム^[18] （ASAS）と呼ばれる別の技術的概念とも関連付けられてきました。簡単に言えば、これは自己分離と他の関連アプリケーションの中核ロジックを実行します。この関連付けにより、完全な技術的および運用上の文脈における航空機の自己分離の概念は、すでに引用された基本概念の参照と回避および感知と回避からより明確に区別されます。ASASは、MFFプロジェクトと、人的要因の側面をさらに深く掘り下げ、自己分離における戦略的および戦術的衝突管理プロセスを分離するための基礎を築いたConsiglioらによる一連の研究^{[19] [20] [21] [22]}などのその後の研究でも仮定されていました。

他のプロジェクトも補完的な貢献を果たしており、例えば、高度安全分離技術およびアルゴリズム（ASSTAR） ^[23]では、限定的な自己分離バージョンを含むASASアプリケーションの性能、安全性、費用対効果の分析を実施し、肯定的な結果が得られました。上記およびその他の研究に基づいて、ASASベースの自己分離は、特定の条件と空域に限定されているとしても、Single European Sky ATM Research & Development（SESAR）^{[24] [25]}や米国の次世代航空輸送システム^[26]（NextGen）などの航空交通管理における主要な開発プログラムによって追求されるべき目標の1つとして選択されました。

最近では、iFlyプロジェクト^[27]が、上記の研究に基づいて、高密度空域での自己分離の新しい運用概念を定義し、高度な確率シミュレーション法を使用して定量的に評価しました。^{[28]これらの研究から得られた結果は、ADS-Bの信頼性レベルが5倍向上するか、} TCASの信頼性が同じ倍向上すれば、2005年時点でヨーロッパの経路空域の3倍の密度の空域で自己分離を安全に使用できることを示しています。

自己分離に関して解決すべき最も重要な問題は次のとおりです。

• 管制空域から自己分離空域へ安全に移行するにはどうすればよいでしょうか?
• 実用的な効率性と許容できる安全性を実現するために、軌道の予測可能性と柔軟性の間の適切なバランスとはどのようなものでしょうか?

これらのテーマは研究されており、いくつかの解決策も提案されていますが、問題の複雑さにより、明確な回答を得ることができていません。