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(1) T. Otsuyama, H. Miyazaki, J. Honda and S. Ozeki, “Report on Preliminary Analysis of 1030/1090 RF Measurement in Japan,” ICAO SP-ASWG/1, Apr. 2015.
(2) T. Otsuyama, J. Kitaori and S. Ozeki, “Evaluation of New Radio Equipment using SDR,” LINK16-MNWG, May 2015.
(3) T. Otsuyama, H. Miyazaki and J. Naganawa, “Updates on Preliminary Analysis of 1030/1090 RF Measurement in Japan report in SP1-ASWG1-WP/31,” ICAO SP-TSG, July 2015.
(4) T. Otsuyama, H. Miyazaki and J. Naganawa, ”Updates on Preliminary Analysis of 1030/1090 RF Measurement in Japan reported in SP1-ASWG1-WP/31,” ICAO SP-ASWG/2, Oct. 2015.
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SWIMによる航空交通情報システム基本技術の研究【指定研究】
担当領域 監視通信領域
担 当 者 ○呂 暁東，古賀 禎，住谷 泰人，塩見 格一 研究期間 平成26年度～平成27年度
１．はじめに
今日，航空機の運航の安全性と効率性を向上するため，
飛行情報，航空情報，気象情報などの情報について，効 率的な情報管理と関連システム間の協調運用が求められ ている。これを実現するため，ICAO（International Civil Aviation Organization） で は ，SWIM（System Wide Information Management）という次世代の航空交通システ ムの情報基盤の構築を目指している。
現在，欧米を中心として，SWIM実証システムの研究 開 発 が 進 め ら れ て お り ， 我 が 国 に お い て もCARATS
（Collaborative Actions for Renovation of Air Traffic Systems）のロードマップにおいて，SWIMが必要不可欠 な通信インフラとして挙げられている。しかし，日本の 航空交通システムを取り巻く環境は欧米の状況と異なり，
欧米の仕組みは必ずしも我が国に適用可能とは言えない。
このような背景から，我が国に対するSWIMの構築に向け て，要素技術等の研究開発が求められている。
２．研究概要
本研究では，SWIMに関して必要最小限の機能を有す るテストシステムの構築を行い，国際実証実験に参画し，
SWIM実現に必要な解決すべき技術課題を抽出する。これ により，我が国に適した次世代航空交通情報システムの 構築に必要な運用，技術面等の課題を整理し，今後の SWIM実験システムの構築に必要な要素技術を開発する。
本年度は2カ年計画の2年目であり，主に以下の研究開発 を行った。
・ SWIMに関する国際実証実験であるMini Global
Demonstration II（MGD-II）の実施
・ SWIMによる航空交通情報共有基盤に関する性能
要件の分析と構築技術の評価
３．研究成果
3.1 国際実証実験
Mini Global Demonstration（MGD）は，ICAOに協力す る形で，米国連邦航空局（FAA）が主導するプロジェク
トであり，航空交通の状況を常に共有し，様々な状況に 柔軟に対応できるようになることを視覚的に示す実証実 験を行った。平成26年9月にMGD-Iが成功裏に終わり，平 成27年 か ら は ， 複 数 の サ ー ビ ス 提 供 者 に よ るGlobal Enterprise Messaging Service (GEMS)というグローバルな 接続環境と情報交換プラットホームを構築するための国 際実証実験として，MGDの第2フェーズ（MGD-II）を開 始した。
当研究所は，航空局の要請により，引き続き，MGD-II テストシステムを開発し，実証実験に参画している。
MGD-IIでは，地域の要件を満たす地域ごとに開発した SWIMテストシステムを相互に連携し，全世界的なサービ スが提供できることを実証することを目指している。こ のため，様々なニーズを満たすシステムアーキテクチャ を構築するなど，当研究所と国内企業が連携して国内向 けと国外向けの多層構造（マルチレイヤー）を有する日 本側の実験システムを作り上げた。
図１ MGD-IIテストシステムの構成
図1は，開発したMGD-IIのテストシステムアーキテク チャを示している。四つのGEMSサービス提供者（Harris，
NEC，Indra，Mosaic）があって，当研究所側のLocal EMS
とNEC側のGlobal EMSにより，日本側の実験環境が構成
されている。データの性質や利用者の要請に応じて様々 な通信方式を適切に選択できるようになっている。例え
表１ 性能要件の分析結果 Technologies
Requirements
Network Infrastructure Messaging Infrastructure
WS + Internet
EMS + VPN
Publish / Subscribe Request / Reply
AMQP JMS DDS SOAP REST WFS
Performance 1 2 2 2 3 2 2 2
Interoperability 3 2 3 1 3 3 3 3
Fault Tolerance 3 2 2 2 3 2 3 2
Maintainability 2 3 3 3 2 3 3 2
Security 2 3 3 2 1 2 1 2
ば，多数の利用者に同報できるPublish / Subscribeの通信方 式にはAMQP（Advanced Messaging Queuing Protocol）を 使っている。また，利用者が適宜情報を求め，それに対 し て 応 答 の あ るRequest / Replyの 通 信 方 式 に はWeb Service（WS）のSOAP（Simple Object Access Protocol）を 使用している。
また，性能要件の分析を行うため，準リアルタイムの 飛行情報の送受信をはじめ，FIXM（Flight Information Exchange Model） に よ る 飛 行 情 報 の 検 証 機 能 やGUFI
（Global Unique Flight Identifier）による航空機オブジェク トの管理機能など複数のアプリケーションを開発した。
海外との飛行情報（FIXM），航空情報（AIXM: Aeronautical Information Exchange Model），気象情報（iWXXM: ICAO Weather Information Exchange Model）の交換テストにより，
多層構造の有効性を示した。一方，実証実験を通じて，
ローカル，リージョナルとグローバルの情報管理に関し て幾つかの課題が明らかになったため，今後検討を進め て行く予定である。
3.2 性能要件の分析と構築技術の評価
実証実験により，SWIMの構成要素であるネットワー クインフラとメッセージングインフラの性能要件を分析 し，いくつかの構築技術を評価した。表1には，性能要件 で あ る 通 信 性 能 （Performance） ， 相 互 運 用 性
（Interoperability），耐障害性（Fault Tolerance），保全性
（Maintainability），安全性（Security）の分析結果を示し ている。ネットワークインフラに関しては，Web Service over Internet（欧州）とEMS over VPN（Virtual Private
Network）（米国）を比較した。メッセージングインフラ
に関して，Publish / Subscribeの通信方式について，AMQP とJMS（Java Messaging Service）とDDS（Data Distribution Service）を分析した。また，Request / Replyの通信方式に ついて，SOAPとREST（Representational State Transfer）と WFS（Web Feature Service）を分析した。
表1の評価指標の数値について，3は十分な性能を持つ 機能を提供している；2は使用目的によっては制限があ る；1は性能の保証が考慮されていないことを表している。
４．まとめ
引き続き，欧米を始め，アジアの国々と連携した新し い国際実証実験が計画されている。本研究及び後継研究 においても，航空局と連携しつつ，研究成果をICAO等に 報告・提案し，世界的なSWIMの構築に貢献していく予定 である。
掲載文献
(1) X.D. Lu and K. Shiomi, “Report of JCAB / Mini Global Demonstration,” FATS / 16 WG, San Jose, USA, May 2014.
(2) H. Shirasaki and X.D. Lu, “Research and Development of SWIM,” Information Paper, Air Traffic Management Requirements and Performance Panel (ATMRPP) 26th Working Group Meeting, Tokyo, Japan, July 2014.
(3) 呂 暁東，“ミニグローバルデモンストレーションの 報告（電子航法研究所），”CARATS第15回情報管 理検討WG，2014年10月。
(4) X.D. Lu and T. Koga, “Real-time Oriented System Wide Information Management for Service Assurance,” IEEE Proc. of International Symposium on Autonomous Decentralized Systems, Taichung, Taiwan, Mar. 2015.
(5) X.D. Lu, “Development Plan for Mini Global II,” FATS / 18 WG, San Diego, USA, May 2015.
(6) X.D. Lu, “Report of JCAB/ENRI,” Mini Global II – Asia/Pacific TIM, Bangkok, Thailand, June, 2015.
(7) 呂 暁東，“MINI GLOBAL IIの進捗状況（電子航法 研究所），”CARATS第19回情報管理検討WG，2015 年8月。
(8) X.D. Lu, “The Research and Development of Global SWIM,” ATMRI-ENRI Joint Seminar, Singapore, Sep.
2015.
(9) X.D. Lu and T. Koga, “Service Oriented Architecture for Global System Wide Information Management,” IEEE Proc. of GCCE2015, Osaka, Japan, Oct. 2015.
(10) X.D. Lu, “Progress of MG-II and Data Validation in SWIM,” FATS / 19 WG, Tokyo, Japan, Nov. 2015.
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(2) J. Honda, Y. Kakubari and T. Koga: “DOP Simulation Con-sidering LOS/NLOS for Aircraft Positioning on Airport Surface,” Proc. the 2015 IEEE 5th Asia-Pacific Conference on Synthetic Aperture Radar (APSAR), pp.773-776, Sin-gapore, September 2015
(3) ゅᙇ: "ගࣇࣂ᥋⥆ᆺཷື┘どࢩࢫࢸ࣒ࡘ࠸࡚",
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