航空管制

航空交通管制（ATC）は、地上の航空管制官が提供するサービスであり、地上および管制空域の特定のセクションを通過する航空機を誘導し、管制されていない空域の航空機に助言サービスを提供することができます。ATCの主な目的は、衝突を防ぎ、空中の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]

航空管制官は、割り当てられた空域内の航空機の位置をレーダーで監視し、パイロットと無線で交信する。 [ 2 ]^衝突を防ぐため、航空管制官は各航空機が常に周囲に最小限の「空きスペース」を維持することを保証する分離帯規則を施行している。また、航空管制官が民間航空機だけでなく、その空域内を運航するすべての民間、軍用、商業用航空機にサービスを提供するのも一般的である。^[要出典]飛行の種類と空域のクラスに応じて、航空管制官はパイロットが従う必要がある指示、またはパイロットが裁量で無視できる勧告（一部の国ではフライト情報と呼ばれる）を発行する場合があります。航空機の機長は常にその安全な運航に関する最終的な権限を保持し、緊急時には航空機の安全な運航を維持するために必要な範囲で航空管制官の指示から逸脱することができます。^[3]

国際民間航空機関（ICAO）の要件に従い、航空管制業務は英語または地上局が使用する現地語で行われます。^[4] 実際には、地域の母国語が使用されますが、要求に応じて英語を使用する必要があります。^[4]

1920年、イギリスのロンドン近郊のクロイドン空港は、世界で初めて航空管制を導入した空港となった。 ^[5] 「飛行場管制塔」は高さ15フィート（5メートル）の木造の小屋で、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、天気情報、位置情報を提供した。^{[6] [7]}

米国では、航空交通管制は 3 つの部門に分かれていました。最初の航空郵便無線局 (AMRS) は、第一次世界大戦後の 1922 年に米国郵政局が米国陸軍が開発した技術を使用して偵察機の動きを誘導および追跡し始めたときに設立されました。時が経つにつれて、AMRS はフライト サービス ステーションへと変化しました。今日のフライト サービス ステーションは管制指示を発行しませんが、パイロットに他の多くの飛行関連情報サービスを提供します。フライト サービスが無線または電話のカバー範囲にある唯一の施設である地域では、ATC からの管制指示を中継します。米国で特定の空港への航空機の到着、出発、および地上移動を規制する最初の空港管制塔は、1930 年にクリーブランドに開設されました。進入/出発管制施設は、1950 年代にレーダーが導入された後、より大きな空港周辺の混雑した空域を監視および制御するために作成されました。出発地と目的地の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続き開設されました。^[8]現在、米国では連邦航空局（FAA）が22の航空路管制センターを運営しています。

1956年のグランドキャニオン空中衝突事故で乗客乗員128名全員が死亡した後、1958年に米国ではFAAが航空交通管制の責任を負い、他の国々もこれに続いた。1960年には英国、フランス、ドイツ、ベネルクス諸国がユーロコントロールを設立し、空域の統合を目指した。各国間で管制官をプールする最初で唯一の試みは、ユーロコントロールによって1972年に設立され、ベルギー、ルクセンブルク、オランダ、ドイツ北西部をカバーするマーストリヒト高地管制センター（MUAC）である。2001年、欧州連合（EU）は効率性の向上と規模の経済の獲得を期待して「単一の欧州空域」の創設を目指した。^[9]

空港周辺の環境を制御する主な方法は、空港管制塔からの目視観測です。管制塔は一般的に、空港敷地内にある背の高い窓付きの構造物です。航空管制官は、通常「管制官」と略され、空港の誘導路や滑走路を飛行する航空機や車両、および空港の手順に応じて通常 5 ～ 10海里(9 ～ 19キロメートル、6 ～ 12マイル) の空港付近の空中を飛行する航空機の分離と効率的な移動を担当します。管制官は、規則と手順を正確かつ効果的に適用して職務を遂行する必要がありますが、多くの場合、時間的な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。^[10] 一般人口とこの種のシステムにおける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。この変動は、少なくとも部分的には、職務の特性によって説明できます。^[11]

監視ディスプレイは、大規模な空港の管制官が航空交通の管制を支援するためにも利用できます。管制官は、離陸や接近する航空機の監視に二次監視レーダーと呼ばれるレーダー システムを使用する場合があります。これらのディスプレイには、エリアの地図、さまざまな航空機の位置、航空機の識別、速度、高度、および現地の手順で説明されているその他の情報を含むデータ タグが含まれます。悪天候の場合、管制塔の管制官は、地上移動レーダー(SMR)、地上移動誘導制御システム (SMGCS)、または高度地上移動誘導制御システム(ASMGCS) を使用して、操縦エリア (誘導路と滑走路) の交通を制御することもあります。

管制塔の管制官の責任範囲は、ローカル管制または航空管制、地上管制、および飛行データ/許可の伝達という 3 つの一般的な運用分野に分けられます。非常に混雑する空港では、空港エプロン管制や地上移動計画者などの他のカテゴリも存在する場合があります。各管制塔には、複数の滑走路がある大規模または複雑な空港での複数の管制官チーム (クルー)など、空港固有の独自の手順がある場合がありますが、以下は、航空交通管制塔環境内での責任の委任に関する一般的な概念を示しています。

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の管制塔以外の場所に配置され、航空管制サービスを提供できるシステムです。^{[12] [13] [14]} 航空管制官用のディスプレイは、ライブビデオ、監視センサーデータに基づく合成画像、またはその両方になります。

地上管制（地上移動管制、GMCとも呼ばれる）は、空港の移動エリア^[15]と、航空会社や他のユーザーに解放されていないエリアの管理を担当しています。これには通常、すべての誘導路、使用されていない滑走路、待機エリア、および滑走路または出発ゲートを離れた航空機が到着する一部の移行用エプロンまたは交差点が含まれます。正確なエリアと管制責任は、各空港の現地文書と協定で明確に定義されています。これらのエリアを歩行または作業する航空機、車両、または人は、地上管制からの許可を得る必要があります。これは通常、VHF / UHF無線を介して行われますが、他の手順が使用される特別な場合もあります。無線のない航空機または車両は、航空灯火信号を介してATCの指示に応答するか、無線を備えた公式の空港車両に先導されなければなりません。空港の面で作業する人は通常、ハンドヘルド無線または携帯電話のいずれかを介して地上管制と通信できる通信リンクを持っています。地上管制は、出発航空機の順序に影響を与え、空港運営の安全性と効率性に影響を与えるため、空港の円滑な運営に不可欠です。

混雑する空港の中には、地上の航空機や車両を表示するように設計されたASDE-3、AMASS、 ASDE-Xなどの表面移動レーダー（SMR） ^[15]を備えているところもあります。これらは、特に夜間や視界が悪いときに、地上管制が地上交通を制御するための追加ツールとして使用されます。これらのシステムは近代化されており、さまざまな機能が追加されています。古いシステムでは、空港とターゲットの地図が表示されます。新しいシステムには、高品質のマッピング、レーダーターゲット、データブロック、安全警報を表示する機能や、デジタルフライトストリップなどの他のシステムとインターフェイスする機能が含まれています。

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ます）は、アクティブな滑走路面を担当しています。^[15] 航空管制は、規定の滑走路間隔が常に確保されるようにしながら、航空機の離着陸の許可を与えます。航空管制官が危険な状態を検出した場合、着陸する航空機は「ゴーアラウンド」を指示され、着陸パターンに再シーケンスされます。この再シーケンスはフライトの種類によって異なり、航空管制官、進入管制官、またはターミナルエリア管制官によって処理されます。

管制塔内では、航空管制と地上管制の間で非常に規律のある通信プロセスが絶対に必要です。航空管制は、誘導路に影響を与えるすべての操作を地上管制が認識していることを確認し、進入レーダー管制官と協力して到着交通に隙間を作り、誘導交通が滑走路を横断できるようにし、出発する航空機が離陸できるようにする必要があります。地上管制は、効果的な進入間隔によって滑走路の利用率を最大化するために、航空管制官が滑走路に向かう交通の流れを把握できるようにする必要があります。 この通信プロセスが効率的で明確であることを保証するため、クルー リソース管理(CRM) 手順がよく使用されます。ATC 内では、これは通常「チーム リソース管理」(TRM) と呼ばれ、TRM への重点レベルは ATC 組織によって異なります。

クリアランス デリバリーは、航空機が通常タキシングを開始する前に、航空機に経路クリアランスを発行する役職です。これらのクリアランスには、航空機が出発後に飛行すると予想される経路の詳細が含まれています。^[15] クリアランス デリバリー、または混雑した空港では、地上移動計画者(GMP) または交通管理コーディネーター(TMC) が、必要に応じて、関連するレーダー センターまたはフロー コントロール ユニットと調整して、航空機のリリースを取得します。混雑した空港では、これらのリリースは自動的に行われることが多く、フリー フローの出発を許可する現地の合意によって制御されます。天候や特定の空港または空域の需要が非常に高いことが要因になると、地上での「停止」(または「スロット遅延」) が発生したり、システムが過負荷にならないように経路を変更したりする必要がある場合があります。クリアランス デリバリーの主な責任は、天候や空港の状況、出発後の正しい経路、そのフライトに関連する時間制限など、航空機が正しい飛行場情報を確実に得られるようにすることです。この情報は、関連するレーダー センターまたはフロー コントロール ユニットおよび地上管制とも調整され、航空機が関連ユニットによって指定された時間制限に間に合うように滑走路に到着するようにします。一部の空港では、クリアランス デリバリーで航空機のプッシュバックとエンジン始動も計画します。この場合、地上移動プランナー(GMP) と呼ばれます。このポジションは、混雑した空港で誘導路と航空機駐機エリアの渋滞を防ぐために特に重要です。

フライト データ (通常は許可の伝達と組み合わされます) は、管制官とパイロットの両方が最新の情報 (関連する天候の変化、停電、空港の地上遅延/地上停止、滑走路の閉鎖など) を確実に把握できるようにする役割です。フライト データは、自動ターミナル情報サービス(ATIS) と呼ばれる特定の周波数で記録された連続ループを使用してパイロットに通知される場合があります。

多くの空港には、その空港専用のレーダー管制施設があります。ほとんどの国では、これはターミナル コントロールと呼ばれ、TMC と略されます。米国では、「ターミナル レーダー アプローチ コントロール」または TRACON と呼ばれます。空港によって異なりますが、ターミナル コントローラーは通常、空港から半径 30 ～ 50 海里 (56 ～ 93 km、35 ～ 58 マイル) の交通を処理します。混雑する空港が近くにたくさんある場合は、1 つの統合ターミナル コントロール センターですべての空港にサービスを提供することができます。ターミナル コントロール センターに割り当てられる空域の境界と高度は、空港ごとに大きく異なり、交通量、近隣の空港、地形などの要因に基づいています。大規模で複雑な例としては、ロンドンターミナルコントロールセンター（LTCC）が挙げられます。このセンターは、高度20,000フィート（6,096メートル）まで、100海里（185キロメートル、115マイル）の距離まで、ロンドンの5つの主要空港の交通を制御していました。

ターミナル管制官は、担当空域内のすべての航空管制サービスを提供する責任があります。交通の流れは、出発、到着、および上空飛行に大別されます。航空機がターミナル空域に出入りする際、次の適切な管制施設 (管制塔、経路管制施設、または隣接するターミナルまたは進入管制) に「引き継ぎ」されます。ターミナル管制官は、引き継ぎ時に航空機が適切な高度にあること、および航空機が着陸に適した速度で到着することを保証する責任があります。

すべての空港でレーダー進入やターミナル管制が利用できるわけではありません。この場合、エンルート センターまたは近隣のターミナルまたは進入管制が空港の管制塔と直接調整し、到着する航空機を目視で着陸できる位置に誘導します。これらの空港の一部では、管制塔がレーダー ユニットから引き継いだ到着航空機に対して、着陸が目視可能になる前に非レーダー手順進入サービスを提供することがあります。ユニットによっては専用の進入ユニットがあり、常時または何らかの理由でレーダーが停止している期間に手順進入サービスを提供できます。

米国では、TRACONは3桁の英数字コードでさらに指定されます。たとえば、シカゴTRACONはC90と指定されています。^[16]

航空交通管制は、空港間を飛行する航空機にもサービスを提供します。パイロットは、分離のための 2 種類の規則、つまり有視界飛行規則(VFR) または計器飛行規則(IFR) のいずれかに従って飛行します。航空交通管制官は、異なる規則に従って運航する航空機に対して異なる責任を負います。IFR 飛行はポジティブ コントロール下にあります。一方、米国とカナダでは、VFR パイロットは「フライト フォローイング」(レーダー アドバイザリ) をリクエストできます。これは、時間の許す限り、交通アドバイス サービスを提供します。また、気象や飛行制限のあるエリアを回避するための支援や、特定の空域への進入許可が必要になる前にパイロットが航空交通管制システムに入ることを許可することもできます。ヨーロッパ全域で、パイロットは「フライト インフォメーション サービス」をリクエストできます。これはフライト フォローイングに似ています。英国では、「基本サービス」と呼ばれています。

航路管制官は飛行中の航空機に許可と指示を出し、パイロットはこれらの指示に従う必要があります。航路管制官は、地上からの許可や空港への進入許可など、全国の多くの小規模空港に航空管制サービスも提供しています。管制官は、航空機間の最小距離を定義する一連の分離基準を遵守しています。これらの距離は、航空管制サービスを提供する際に使用される機器と手順によって異なります。

航路管制官は航空管制センターと呼ばれる施設で勤務し、各センターは一般に「センター」と呼ばれています。米国では、航空路管制センターという同等の用語が使用されています。各センターは、特定の飛行情報地域(FIR) を担当しています。各飛行情報地域は通常、数千平方マイルの空域とその空域内の空港をカバーしています。センターは、IFR 航空機が空港またはターミナル エリアの空域から出発してから、別の空港またはターミナル エリアの空域に到着するまで、IFR 航空機を管制します。センターは、すでに飛行中の VFR 航空機を「ピックアップ」して、システムに統合することもあります。これらの航空機は、センターが許可を出すまで、VFR 飛行規則に従って飛行を続ける必要があります。

センターの管制官は、パイロットに航空機を指定された高度まで上昇させる指示を出すと同時に、航空機が周辺地域の他の航空機から適切に分離されていることを確認する責任があります。さらに、航空機は、航空機の飛行経路と一致する流れの中に配置する必要があります。この作業は、交差する交通、悪天候、広い空域の割り当てを必要とする特別な任務、交通密度によって複雑になります。航空機が目的地に近づくと、センターは、特定のポイントで高度制限を満たすようにパイロットに指示を出すとともに、多くの目的地空港に交通の流れを提供して、到着便がすべて「密集」するのを防ぐ責任があります。これらの「流れの制限」は、多くの場合、経路の途中から始まります。管制官は、航空機が同じ目的地に着陸するように配置して、航空機が目的地に近づくと順序が整うようにするためです。

航空機がセンターの管制区域の境界に到達すると、次の区域管制センターに「引き渡される」または「引き渡される」。場合によっては、この「引き渡し」プロセスには、管制官間での識別情報と詳細の転送が含まれ、航空交通管制サービスが途切れることなく提供される。また、現地の合意により「サイレント ハンドオーバー」が許可される場合もある。その場合、合意された方法で交通が提示されれば、受信センターは調整を必要としない。引き渡し後、航空機の周波数が変更され、パイロットは次の管制官との会話を開始する。このプロセスは、航空機がターミナル管制官に引き渡される (「アプローチ」) まで続く。

センターは広大な空域を管理するため、通常は長距離レーダーを使用します。長距離レーダーは、高高度でレーダー アンテナから 200 海里 (370 キロメートル、230 マイル) 以内の航空機を視認できます。また、レーダー データを使用して、交通のより正確な「画像」を提供するタイミングや、長距離レーダーでカバーされていないエリアの一部を補うタイミングを制御することもあります。

米国のシステムでは、高高度では、米国空域の 90% 以上がレーダーでカバーされており、複数のレーダー システムでカバーされていることも少なくありません。ただし、航空機が使用する低高度では、地形が高いことやレーダー施設からの距離により、カバー範囲が一定でない場合があります。センターでは、割り当てられた空域をカバーするために多数のレーダー システムが必要になる場合があり、レーダー カバレッジの下限を下回る航空機からのパイロット位置報告に依存することもあります。このため、管制官は大量のデータを利用できるようになります。これに対処するため、管制官のためにレーダー データを統合する自動化システムが設計されています。この統合には、重複するレーダー エコーの排除、各地理的エリアに最適なレーダーがデータを提供していることの保証、および効果的な形式でのデータの表示が含まれます。

センターは、世界の海域を移動する交通の管制も行っています。これらの海域は、飛行情報地域(FIR) でもあります。海洋管制に使用できるレーダー システムはないため、海洋管制官は手順制御を使用して ATC サービスを提供します。これらの手順では、航空機の位置報告、時間、高度、距離、速度を使用して分離を確保します。管制官は、航空機が位置を報告すると、フライト プログレス ストリップと特別に開発された海洋コンピュータ システムに情報を記録します。このプロセスでは、航空機をより長い距離で分離する必要があり、特定のルートの全体的な容量が減少します。北大西洋トラックシステムは、この方法の顕著な例です。

一部の航空航法サービス提供者（例：Airservices Australia、米国連邦航空局、Nav Canadaなど）は、監視機能の一部として自動従属監視ブロードキャスト（ADS-B）を実装しています。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ーに問い合わせてターゲットを「発見」する代わりに、ADS-B を搭載した航空機は、航空機に搭載された航法装置によって決定された位置レポートを「ブロードキャスト」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、航空機は所定の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。また、管制官が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、より頻繁な報告を要求することもできます。ただし、各報告の費用は ADS サービス提供者から航空機を運航する会社に請求されるため、^{[異議あり–議論]}緊急の場合を除いて、より頻繁な報告は一般的に要求されません。 ADS-Cは、レーダーシステムのインフラが設置できない場所（例えば、水上）でも使用できるため重要です。現在、コンピュータ化されたレーダーディスプレイは、ディスプレイの一部としてADS-C入力を受け入れるように設計されています。^[17] この技術は現在、北大西洋と太平洋の一部で、この空域の管制の責任を共有するさまざまな国によって使用されています。

「精密進入レーダー」（PAR）は、いくつかの国の空軍の軍事管制官によって、視程限界またはほぼゼロの状態でパイロットを支援する計器着陸装置やその他の高度な航空機搭載装置が利用できない場所での着陸の最終段階でパイロットを支援するために一般的に使用されています。この手順は「トークダウン」とも呼ばれます。

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、その位置を推定できます。例として、次の引用の墜落事故報告書を参照してください。^[18] RASは、レーダーシステムを保守する技術者にとっても役立ちます。

リアルタイムのフライト マッピングは、航空交通管制システムとボランティアのADS-B受信機に基づいています。1991 年、航空機の位置に関するデータが連邦航空局によって航空業界に提供されました。全米ビジネス航空協会(NBAA)、一般航空機製造者協会、航空機所有者およびパイロット協会、国際ヘリコプター協会、および全米航空輸送協会は、FAA にASDI情報を「必要な人のみ」利用できるように請願しました。その後、NBAA は航空交通データの広範な配布を提唱しました。現在、業界向け航空機状況表示 ( ASDI ) システムは、最新のフライト情報を航空業界と一般の人々に伝えています。ASDI 情報を配布している企業には、Flightradar24、FlightExplorer、FlightView、および FlyteComm などがあります。各社は、フライト状況に関する更新情報を無料で一般に提供する Web サイトを運営しています。 FAA 航空交通システム内のどこでも、計器飛行方式(IFR) による航空交通の地理的位置を表示するためのスタンドアロン プログラムも利用できます。位置は、商用航空交通と一般航空交通の両方について報告されます。プログラムでは、地政学的境界、航空交通管制センター境界、高高度ジェット機のルート、衛星雲、レーダー画像など、さまざまな地図を航空交通に重ねることができます。

航空交通管制システムが直面する日々の問題は、主にシステムにかかる航空交通需要の量と天候に関係しています。一定の時間内に空港に着陸できる交通量は、いくつかの要因によって決まります。着陸する各航空機は、次の航空機が滑走路の進入端を通過する前に、着陸し、減速して滑走路を離れる必要があります。このプロセスには、航空機 1 機につき少なくとも 1 分、最大 4 分かかります。到着間の出発を考慮すると、各滑走路は 1 時間あたり約 30 機の到着を処理できます。到着滑走路が 2 本ある大規模な空港は、天候が良ければ 1 時間あたり約 60 機の到着を処理できます。航空会社が空港への到着を物理的に処理できる数よりも多くスケジュールした場合、または他の場所での遅延により、本来は時間的に離れているはずの航空機のグループが同時に到着した場合に、問題が発生します。その場合、航空機は、安全に滑走路に並べられるまで、特定の場所で待機することによって空中で遅延する必要があります。1990 年代まで、環境とコストに重大な影響を与える待機は、多くの空港で日常的に行われていました。コンピューターの進歩により、現在では航空機の順序を何時間も前に決めることができるようになりました。そのため、航空機は離陸前に（「スロット」を与えられることによって）遅れる可能性があり、または飛行中に速度を落としてよりゆっくりと進むことで待機時間を大幅に短縮できます。

航空管制エラーは、飛行中の航空機間の間隔（垂直または水平）が、米国連邦航空局によって設定された（米国国内向け）最小規定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エリア（TCA）の最小間隔は、飛行中の基準よりも低くなっています。エラーは通常、管制官が気を緩め、最小間隔の喪失につながる交通や状況の存在を見落としがちな、活動が活発な時間帯の後の期間に発生します。^{[19] [テキスト–ソースの整合性? ]}

滑走路容量の問題以外にも、天候は交通容量の大きな要因です。滑走路に 雨、氷、雪、または雹が降ると、着陸機の減速と離陸に時間がかかり、安全到着率が低下し、着陸機間のスペースが広く必要になります。霧の場合も着陸率が低下します。これにより、待機中の航空機の空中遅延が増加します。安全かつ効率的に空中に待機できる数よりも多くの航空機が予定されている場合、到着空港の状況により出発前に地上で航空機を遅延させる地上遅延プログラムが確立されることがあります。

エリア コントロール センターでは、雷雨が大きな気象問題であり、航空機にさまざまな危険をもたらします。航空機は嵐の周りを迂回し、航空機 1 機あたりのスペースを増やすことで経路システムの容量を減らしたり、多数の航空機が雷雨の列の 1 つの穴を通ろうとするため混雑を引き起こしたりします。時には、雷雨によって経路が閉鎖されるため、出発前に気象上の問題で航空機に遅延が発生することがあります。

このプロセスを効率化するためのソフトウェアの開発に多額の資金が費やされてきました。しかし、一部の ACC では、航空管制官が今でも各フライトのデータを紙片に記録し、自ら経路を調整しています。新しい施設では、これらのフライト プログレス ストリップは、コンピューター画面に表示される電子データに置き換えられています。新しい機器が導入されるにつれて、ますます多くの施設が紙のフライト ストリップからアップグレードしています。

制御能力の制約と交通量の増加により、フライトのキャンセルや遅延が発生します。

• アメリカでは、2012年から2017年の間にATCによる遅延が69%増加しました。^[9] ATCの人員配置の問題が渋滞の大きな要因でした。^[20]
• 中国では、国内線のフライト1便あたりの平均遅延が2017年に50%増加し、1便あたり15分になった。
• 欧州では、輸送能力や人員の不足（60%）、天候（25%）、ストライキ（14%）などの理由で、2018年に輸送途中の遅延が105%増加し、欧州経済に2017年比28%増の176億ユーロ（208億ドル）の損害を与えた。

当時、航空交通サービスの市場規模は140億ドルに達していた。より効率的な航空管制は、待機パターンや迂回航空路を回避することで航空燃料を5～10%節約できる可能性がある。^[9]

軍は中国の空域の80％を占拠しており、航空機が通行できる狭い通路を混雑させている。英国は軍事演習の時のみ軍用空域を閉鎖している。^[9]

安全な航空交通分離の前提条件は、固有のコールサインの割り当てと使用です。これらは、通常、定期便に対しては要請に応じてICAOにより恒久的に割り当てられ、軍用飛行に対しては一部の空軍とその他の軍隊により割り当てられます。AAL872 や VLG1011 のように、2 文字または 3 文字の組み合わせの後にフライト番号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との無線通信に使用される音声または無線電話によるコールサインもあります。これらは、書面によるものと常に同一であるとは限りません。音声によるコールサインの例としては、書面による「BAW832」ではなく「Speedbird 832」が挙げられます。これは、ATC と航空機との混同を減らすために使用されます。デフォルトでは、他のフライトのコールサインは、航空機の登録番号(米国用語ではテール ナンバー) で、たとえば「N12345」、「C-GABC」、「EC-IZD」などです。これらの機体番号の短縮無線電話コールサインは、 NATOフォネティックアルファベットを使用した最後の3文字（例：ABC、 C-GABCの場合はアルファ・ブラボー・チャーリーと発音）、または最後の3つの数字（例： N12345の場合は3・4・5）です。米国では、プレフィックスは最初の登録文字の代わりに航空機の種類、モデル、または製造元になる場合があります。たとえば、「N11842」は「セスナ842」になります。^[21] この略語は、各セクターで通信が確立された後にのみ許可されます。

1980 年頃までは、国際航空運送協会(IATA) とICAO は同じ 2 文字のコールサインを使用していました。規制緩和後に新規航空会社の数が増えたため、ICAO は上記のように 3 文字のコールサインを確立しました。IATA コールサインは現在、飛行場のアナウンス テーブルで使用されていますが、航空管制では使用されなくなりました。たとえば、AA はアメリカン航空の IATA コールサインですが、ATC では AAL です。通常の商業便のフライト番号は航空機の運航者によって指定され、週の曜日によって出発時間が多少異なる場合でも、運航される毎日、同じスケジュールの旅程に同一のコールサインが使用される場合があります。復路便のコールサインは、往路便と最後の桁のみが異なることがよくあります。一般に、航空会社のフライト番号は、東行きの場合は偶数、西行きの場合は奇数です。 1 つの周波数で 2 つのコールサインが類似して聞こえる可能性を減らすために、特にヨーロッパの多くの航空会社は、フライト番号に基づかない英数字のコールサインの使用を開始しました (例: DLH23LG は、同じ周波数で着信 DLH23 と発信 DLH24 が混同されるのを防ぐため、 Lufthansa -two-three-lima-golfと発音されます)。さらに、混乱の恐れがある場合、航空管制官には、フライトが自分のセクター内にある期間の「音声」コールサインを変更する権利があり、通常は航空機の登録識別子を選択します。

航空管制システムでは、多くの技術が使用されています。 一次レーダーと二次レーダーは、割り当てられた空域内での管制官の状況認識を強化するために使用されます。すべての種類の航空機は、レーダーエネルギーが機体から跳ね返ると、さまざまなサイズの一次エコーを管制官の画面に送り返し、トランスポンダーを装備した航空機は、二次レーダーの質問に ID (モード A )、高度 (モード C )、および/または固有のコールサイン (モード S ) で応答します。特定の種類の気象もレーダー画面に記録されることがあります。これらの入力は、他のレーダーからのデータに追加され、相関して空中の状況を構築します。対地速度や磁気方位の計算など、いくつかの基本的な処理はレーダートラックで行われます。

通常、飛行データ処理システムは、飛行計画に関連するすべてのデータを管理し、飛行計画と航路の相関関係が確立されると、航路の情報を低レベルまたは高レベルで組み込みます。このすべての情報は、最新の運用表示システムに配信され、管制官が利用できるようになります。

連邦航空局（FAA）はソフトウェアに30億ドル以上を費やしたが、完全に自動化されたシステムはまだ実現されていない。2002年、英国はハンプシャー州スワンウィックのロンドン管制センター（LACC）に新しい管制センターを開設し、ロンドン・ヒースロー空港の北、ミドルセックス州ウェスト・ドレイトンの郊外センターの混雑を軽減した。ロンドン管制センターではロッキード・マーティンのソフトウェアが主流である。しかし、センターは当初、ソフトウェアと通信の問題に悩まされ、遅延や時折のシャットダウンを引き起こした。^[22]

コントローラーをさらに支援するために、さまざまなドメインでいくつかのツールが利用可能です。

• フライトデータ処理システム：これは、通常、ゲートからゲート（空港の出発/到着ゲート）までの時間範囲で、フライトに関連するすべての情報（フライトプラン）を処理するシステムです（通常、センターごとに1つ）。処理された情報を使用して、他のフライトプラン関連ツール（中期衝突検出（MTCD）など）を呼び出し、^[23]処理された情報をすべての関係者（航空管制官、関連センター、空港など）に配布します。
• 短期衝突警報（STCA）は、約2～3分（またはアプローチコンテキストではさらに短い時間、フランスのロワシー＆オルリーアプローチセンター^[24]では35秒）のタイムホライズンで衝突する可能性のある軌道をチェックし、間隔が失われる前に管制官に警告します。使用されるアルゴリズムは、いくつかのシステムで可能なベクトルソリューション、つまり、最小安全距離または高度クリアランスに違反しないようにするために航空機を旋回、降下、速度の増減、または上昇させる方法も提供します。
• 最低安全高度警告(MSAW): 現在の高度と方位に基づいて、航空機が地面に対して低すぎる高度で飛行している、または地形に衝突する可能性がある場合に管制官に警告するツール。
• 管制官が、あるセクターから別のセクターへのフライトのリリースを交渉できるようにするシステム調整 (SYSCO)。
• 飛行が制限区域に侵入することを管制官に通知する区域侵入警告 (APW)。
• 航空機の離着陸の順序付けを支援する到着出発マネージャー。
  • 出発マネージャー( DMAN): 空港の ATC を支援するシステムで、滑走路での最適なスループットを維持し、待機ポイントでの待ち行列を減らし、空港のさまざまな関係者 (航空会社、地上業務、航空管制 (ATC)) に情報を配布することを目的として、計画された出発フローを計算します。
  • 到着マネージャー (AMAN): 滑走路での最適なスループットを維持し、到着待ち行列を減らし、さまざまな関係者に情報を配布することを目的として、計画された到着フローを計算する、空港の​​航空管制官を支援するシステムです。
  • パッシブ最終進入間隔ツール (pFAST): CTAS ツールの 1 つで、混雑した空港の到着率を向上させるために、ターミナル コントローラーに滑走路の割り当てとシーケンス番号に関するアドバイスを提供します。pFAST は、キャンセルされる前に 5 つの米国 TRACON で導入され、運用されていました。NASA の研究には、滑走路とシーケンスに関するアドバイスを実行するためのベクトルと速度に関するアドバイスも提供するアクティブ FAST 機能が含まれていました。
• 収束滑走路表示補助装置 (CRDA): 進入管制官が交差する 2 つの最終進入を実行し、ゴーアラウンドが最小限に抑えられるようにします。
• センターTRACON自動化システム（CTAS）：NASAエイムズ研究センターが開発した人間中心の意思決定支援ツール群。CTASツールのいくつかはフィールドテスト済みで、運用評価と使用のためにFAAに移行された。CTASツールには、トラフィックマネジメントアドバイザー（TMA）、パッシブファイナルアプローチスペーシングツール（pFAST）、コラボレーティブ到着計画（CAP）、ダイレクトトゥ（D2）、エンルートディセントアドバイザー（EDA）、マルチセンターTMAなどがある。ソフトウェアはLinux上で動作している。^[25]
• トラフィック マネジメント アドバイザー (TMA): CTAS ツールの 1 つで、時間ベースの計測ソリューションを自動化して、一定期間内にセンターから TRACON に航空機の上限数を提供する経路決定支援ツールです。スケジュールは指定された到着率を超えないように決定され、管制官は経路ドメインにいる間、スケジュールされた時間を使用して到着に適切な遅延を提供します。これにより、経路遅延が全体的に削減され、TRACON 境界付近で待機する場合よりも効率的な空域 (より高い高度) に遅延が移動されます。これは、TRACON 管制官の過負荷を防ぐために必要です。TMA は、ほとんどの経路航空路管制センター (ARTCC) で運用されており、より複雑な交通状況 (隣接センター計測 (ACM) や経路出発機能 (EDC) など) に対応するために引き続き強化されています。
• MTCD と URET
  • 米国では、ユーザー要求評価ツール (URET) により、セクター内にある、または現在セクターにルーティングされているすべての航空機を表示するディスプレイが提供され、ARTCC の経路管制官が紙のストリップを使用する必要がなくなりました。
  • 欧州では、iFACTS（国立航空交通管制局）、VAFORIT（ドイツ航空管制局）、新しいFDPS（マーストリヒト高地管制）など、いくつかのMTCDツールが利用可能です。Single European Sky ATM Research（SESAR）^[26]プログラムは、まもなく新しいMTCDコンセプトを開始する予定です。

URET と MTCD は、最大 30 分前に衝突に関するアドバイスを提供し、解決オプションとパイロット要求の評価を支援する一連の支援ツールを備えています。

• モード S : 二次監視レーダーを介して飛行パラメータのデータ ダウンリンクを提供し、レーダー処理システム、ひいては管制官が、機体の固有 ID (24 ビットでエンコード)、指示された対気速度、フライト ディレクターの選択レベルなど、飛行に関するさまざまなデータを確認できるようにします。
• 管制官とパイロット間のデータリンク通信(CPDLC): 管制官とパイロットの間でデジタルメッセージを送信できるため、無線電話を使用する必要がなくなります。これは、以前は航空機との通信に使いにくいHF無線電話が使用されていた地域 (たとえば海洋) で特に役立ちます。これは現在、大西洋や太平洋を含む世界のさまざまな地域で使用されています。
• ADS-B : 自動従属監視放送。トランスポンダー (1090 MHz) を介して航空管制システムにさまざまな飛行パラメータのデータ ダウンリンクを提供し、そのデータを付近の他の航空機が受信します。最も重要なのは、航空機の緯度、経度、高度です。これらのデータを使用して、管制官が航空機をレーダーのように表示できるため、交通量が少ないためにレーダーの設置が禁止されている地域や、技術的に不可能な地域 (海洋など) で、疑似レーダー管制を行うことができます。現在、オーストラリア、カナダ、太平洋の一部、アラスカで使用されています。

• 電子フライトストリップシステム（e-strip）：既存の紙のストリップに代わる電子フライトストリップのシステムは、Nav Canada、MASUAC、DFS、DECEAなどのいくつかのサービスプロバイダーによって使用されています。e-stripsを使用すると、管制官は紙のストリップなしで電子フライトデータをオンラインで管理できるため、手動機能の必要性が減り、新しいツールが作成され、ATCOの作業負荷が軽減されます。最初の電子フライトストリップシステムは、1999年にNav CanadaとSaipher ATCによって独立して同時に発明され、実装されました。Nav CanadaシステムはEXCDS ^[27]として知られ、2011年にNAVCANstripsにブランド名が変更されました。Saipherの第1世代システムはSGTCとして知られ、現在は第2世代システムであるTATIC TWRに更新されています。ブラジルの DECEA は、非常に小さな空港から最も混雑する空港まで、世界最大のタワー電子ストリップ システムのユーザーであり、150 を超える各サイトからリアルタイムの情報とデータ収集を活用して、航空交通流管理(ATFM)、課金、統計に使用しています。
• 画面内容の記録：ハードウェアまたはソフトウェアベースの記録機能は、ほとんどの最新自動化システムの一部であり、ATCOに表示される画面内容をキャプチャします。このような記録は、調査や事後分析のために、音声録音とともに後で再生するために使用されます。^[28]
• 通信航法監視/航空交通管理（CNS / ATM）システムは、衛星システムを含むデジタル技術とさまざまなレベルの自動化を採用した通信、航法、監視システムであり、シームレスなグローバル航空交通管理システムをサポートするために適用されています。^[29]

• アゼルバイジャン – AzərAeroNaviqasiya
• アルバニア – Albcontrol
• アルジェリア – Etablissement National de la Navigation Aérienne (ENNA)
• アルゼンチン – Empresa Argentina de Navegación Aérea (EANA)
• アルメニア – アルメニア航空交通サービス (ARMATS)
• オーストラリア –エアサービス・オーストラリア（政府所有の法人）とオーストラリア空軍
• オーストリア – Austro Control
• バングラデシュ –バングラデシュ民間航空局
• ベラルーシ – Republican Unitary Enterprise Белаэронавигация (ベラルーシ航空航法)
• ベルギー –スキーズ- 航空局
• ボスニア・ヘルツェゴビナ – Agencija za pružanje usluga u zračnoj plovidbi (ボスニア・ヘルツェゴビナ航空航法サービス庁)
• ブラジル – Departamento de Controle do Espaço Aéreo (ATC/ATM 局) および ANAC – Agência Nacional de Aviação Civil (民間航空局)
• ブルガリア – 航空交通管制局
• カンボジア – カンボジア航空交通サービス (CATS)
• カナダ – Nav Canada （以前はカナダ運輸省とカナダ軍が提供）
• ケイマン諸島 – CIAA ケイマン諸島空港局
• 中央アメリカ – Centroamericana de Servicios de Navegación Aérea
  • グアテマラ – 航空総局 (DGAC)
  • エルサルバドル
  • ホンジュラス
  • ニカラグア – Empresa Administradora Aeropuertos Internacionales (EAAI)
  • コスタリカ – 航空一般航空局
  • ベリーズ
• チリ - 航空総局 (DGAC)
• コロンビア – コロンビア航空 (UAEAC)
• クロアチア – Hrvatska kontrola zračne plovidbe (Croatia Control Ltd.)
• キューバ – キューバ航空研究所 (IACC)
• チェコ共和国 – Řízení letového provozu ČR
• キプロス – 民間航空局
• デンマーク – Naviair (デンマーク ATC)
• ドミニカ共和国 – Instituto Dominicano de Aviación Civil (IDAC) 「ドミニカ民間航空研究所」
• 東カリブ海 –東カリブ民間航空局(ECCAA)
  • アンギラ
  • アンティグア・バーブーダ
  • イギリス領ヴァージン諸島
  • ドミニカ
  • グレナダ
  • セントクリストファー・ネイビス
  • セントルシア
  • セントビンセントおよびグレナディーン諸島
• エクアドル – 民間航空総局 (DGAC) 「民間航空総局」政府機関
• エストニア – エストニア航空航法サービス
• ヨーロッパ –ユーロコントロール（欧州航空安全機構）
• フィジー – フィジー空港（政府が全額出資する商業会社）
• フィンランド – Finavia
• フランス – Direction Générale de l'Aviation Civile ( DGAC ): Direction des Services de la Navigation Aérienne ( DSNA ) (政府機関)
• ジョージア – SAKAERONAVIGATSIA, Ltd. (ジョージア航空航法)
• ドイツ – Deutsche Flugsicherung (ドイツ ATC – 国有会社)
• ギリシャ –ギリシャ民間航空局(HCAA)
• 香港 –民間航空局(CAD)
• ハンガリー – HungaroControl マジャール語 Légiforgalmi Szolgálat Zrt. (HungaroControl Hungarian Air Navigation Services Pte. Ltd. Co.)
• アイスランド – ISAVIA
• インド –インド空港公社(AAI) (インド政府民間航空省およびインド空軍の管轄下)
• インドネシア – エアナビインドネシア
• イラン – イラン民間航空機関 (ICAO)
• アイルランド –アイルランド航空局(IAA)
• イラク – イラク航空航法 – ICAA
• イスラエル –イスラエル空港庁(IIA)
• イタリア – ENAV SpA とイタリア空軍
• ジャマイカ – ジャマイカ民間航空局 (JCAA)
• 日本 –日本航空局(JCAB)
• ケニア – ケニア民間航空局 (KCAA)
• ラトビア – LGS (ラトビア航空管制局)
• リトアニア – ANS (リトアニア航空管制局)
• ルクセンブルク – Administration de la Navigation Aérienne (ANA – 政府機関)
• マケドニア – DGCA (マケドニア航空管制局)
• マレーシア – マレーシア民間航空局 (CAAM)
• マルタ – マルタ航空交通サービス株式会社
• メキシコ – Servicios a la Navegación en el Espacio Aéreo Mexicano
• モロッコ – 国立航空港局 (ONDA)
• ネパール – ネパール民間航空局
• オランダ – Luchtverkeersleiding Nederland (LVNL) (オランダ ATC) ユーロコントロール (マーストリヒト上部エリア コントロール センター)
• ニュージーランド –ニュージーランド航空（国営企業）
• ナイジェリア – ナイジェリア民間航空局 (NCAA)
• ノルウェー – Avinor（国営民間企業）
• オマーン – 気象・航空航行総局（オマーン政府）
• パキスタン –民間航空局（パキスタン政府管轄）
• ペルー – Centro de Instrucción de Aviación Civil (CIAC)
• フィリピン –フィリピン民間航空局(CAAP) (フィリピン政府管轄)
• ポーランド –ポーランド航空航法サービス庁(PANSA)
• ポルトガル – NAV (ポルトガル航空管制局)
• プエルトリコ –連邦航空局
• ルーマニア – ルーマニア航空交通局 (ROMATSA)
• ロシア – 連邦国営単一企業（国営 ATM 公社）
• サウジアラビア – サウジ航空航法サービス (SANS)
• セイシェル – セイシェル民間航空局 (SCAA)
• シンガポール –シンガポール民間航空局(CAAS)
• セルビア –セルビア・モンテネグロ航空交通管制庁(SMATSA)
• スロバキア – Letové prevádzkové služby Slovenskej republiky
• スロベニア – スロベニアコントロール
• 南アフリカ – 航空交通管制サービス (ATNS)
• 韓国 – 韓国民間航空局
• スペイン – AENA（現在はAENA SA（スペイン空港）およびENAIRE（ATCおよびATSP））^[30]
• スリランカ – 空港・航空サービス（スリランカ）有限会社（政府所有企業）
• スウェーデン – LFV（政府機関）
• スイス –スカイガイド
• 台湾 – ANWS (民間航空局)
• タイ – AEROTHAI（タイ航空無線）
• トリニダード・トバゴ –トリニダード・トバゴ民間航空局(TTCAA)
• トルコ –国立空港庁総局(DHMI)
• アラブ首長国連邦 – 民間航空総局 (GCAA)
• 英国 –国立航空交通サービス(NATS) (49% 国有の官民パートナーシップ、民間および軍事)
• 米国 –連邦航空局(FAA) (政府機関)
• ウクライナ – ウクライナ国営航空交通管制公社 (UkSATSE)
• ベネズエラ – 国立航空民間航空研究所 (INAC)
• ベトナム - ベトナム航空交通管理公社 (VATM) ^[31]
• ザンビア – ザンビア民間航空局（ZCAA）^[32]
• ジンバブエ – ジンバブエ民間航空局^[33]

米国では、交通管制手順のいくつかの変更が検討されています。

• 次世代航空輸送システムでは、米国の国家空域システムをどのように見直すかを検討します。
• フリーフライトは、中央制御（航空管制官など）を使用しない開発中の航空交通管制方式である。代わりに、航空機間の必要な間隔を確保するために、コンピューター通信を使用して、空域の一部を動的かつ自動的に分散的に予約する。^[34]

ヨーロッパでは、Single European Sky ATM Research (SESAR) ^[26]プログラムが、将来 (2020 年以降) の航空交通のニーズに対応するために、新しい方法、テクノロジー、手順、システムを開発する計画です。2018 年 10 月、ヨーロッパの管制官組合は、新しいテクノロジーはユーザーのコストを削減する一方で、ユーザーの仕事を脅かす可能性があるため、ATC を改善するための目標設定を「時間と労力の無駄」として却下しました。2019 年 4 月、EU は「デジタル ヨーロッパ スカイ」を呼びかけました。これは、共通のデジタル化標準を含めることでコストを削減し、すべての問題を解決するわけではないため、各国の ATC 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することに重点を置いたものです。大陸サイズのアメリカと中国で単一の航空交通管制サービスでは、混雑は緩和されません。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すように努めています。ヨーロッパ全体の飛行経路は、4 月にオープンしたイスタンブールの新空港に対応するために再設計されましたが、余剰容量は航空旅行の需要の増加によって吸収されます。^[9]

西ヨーロッパの高給の仕事は、より安い労働力とともに東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20万ユーロ以上で、国の平均給与の7倍以上、パイロットよりも高く、2010年には少なくとも10人の管制官が年間81万ユーロ（110万ドル）以上の給与を受け取っていた。フランスの管制官は2004年から2016年まで合計9か月間ストライキを行った。^[9]

多くの国では、航空管制サービス提供者の民営化や株式会社化も行われている。^[35] ATCサービス提供者にはいくつかのモデルが考えられる。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にすること。このモデルの問題は、資金が不安定になり、サービスの開発と運用に支障をきたす可能性があることである。議員が時間内に予算を承認できない場合、資金がなくなることもある。民営化の推進派も反対派も、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主な要因の1つであることを認識している。資金の問題には、予算削減やプロジェクトの政治化などがある。^[36] 推進派は、ATCサービスを民間企業に移管すれば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、および人員のトレーニングが可能になると主張している。

もう一つのモデルは、政府系企業に航空管制サービスを提供させることである。このモデルはドイツで採用されており、資金は利用者の料金で賄われている。さらにもう一つのモデルは、営利企業に航空管制サービスを運営させることである。これは英国で採用されているモデルだが、2014年12月に大規模な障害が発生し、遅延や欠航を引き起こしたが、これはこの企業が実施したコスト削減策によるものとされているなど、同国のシステムにはいくつかの問題があった。実際、その年の初め、ドイツ政府が所有するこの企業は、英国のガトウィック空港に航空管制サービスを提供する入札を勝ち取った。最後のモデルは、米国が移行すべきモデルとしてしばしば提案されるもので、カナダで採用されているように、非営利組織に航空管制サービスを任せるというものである。^[37]

カナダのシステムは、民営化の支持者によってモデルとして最も頻繁に使用されるシステムです。カナダでは、航空管制の民営化が民間の非営利団体であるNav Canadaの設立によって成功しており、これによりコストが削減され、官僚的な煩雑な手続きの多くが排除されたため、新しい技術をより迅速に導入できるようになりました。これにより、飛行時間が短縮され、燃料消費量が削減されました。また、新しい技術により、飛行がより安全になりました。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料金で資金を賄っています。^[38]

航空管制は、いくつかの例外を除き、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である。民営化は価格の低下を保証するものではない。競争がないため、MUACの利益率は2017年には70%であったが、政府は固定期間の譲歩を提供することができる。オーストラリア、フィジー、ニュージーランドは、太平洋諸島政府のために上空を運営している。HungaroControlは、ブダペストから遠隔空港管制塔サービスを提供しており、2014年からはコソボの上空管理も行っている。

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進入管制）空域と呼ばれています。各TRACON空域内にはいくつかの空港があり、それぞれ半径5マイル（8.0キロメートル）の空域があります。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。 ^[39]

ウィキメディア・コモンズには、航空管制に関連するメディアがあります。

• 米国航空百周年委員会 – 航空管制
• 短編映画「A TRAVELER MEETS AIR TRAFFIC CONTROL (1963)」は、インターネット アーカイブで無料で視聴およびダウンロードできます。
• NASAの米国航空交通のビデオ
• 航空交通管理におけるレーダー アンテナ ( YouTubeビデオ、レーダーの基礎に関するビデオ シリーズの一部)