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小型無人航空機ドローンの安全な活用に向けて平成28年度 NEDO 『TSC FORESIGHT』セミナー(第3回)
2017・2・10 鈴木真二東京大学大学院 工学系研究科航空宇宙工学専攻 教授一般社団法人 日本UAS産業振興協議会JUIDA理事長一般財団法人 総合研究奨励会日本無人機運行管理コンソーシアム JUTM 代表
1Copyright©2017 Shinji SUZUKI
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無人航空機の歴史
1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
ターゲット・ドローン 偵察機
農薬散布ヘリ マルチコプター
携帯電話
GPS衛星通信
リポ
WiFi遠隔操作技術
スマホデジカメ
小型無人航空機利用のロードマップ
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フェーズ1
・安全基本飛行
>目視内、日中
>人口非集中地域
フェーズ2
・安全拡張飛行
>目視内、夜間含む
>人口集中地域
>建造物近く
フェーズ3
・拡張飛行
>目視外
>電波範囲内
>航空機空域とは分離
フェーズ4
・超拡張飛行
>目視外、直接電波範囲外
>航空機と同一空域飛行
空撮、測量、農業
点検、警備
輸送、防災
中継、輸送、監視
小型無人航空機利用のロードマップ
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フェーズ1
・安全基本飛行
>目視内、日中
>人口非集中地域
フェーズ2
・安全拡張飛行
>目視内、夜間含む
>人口集中地域
>建造物近く
フェーズ3
・拡張飛行
>目視外
>電波範囲内
>航空機空域とは分離
フェーズ4
・超拡張飛行
>目視外、直接電波範囲外
>航空機と同一空域飛行
空撮、測量、農業
点検、警備
輸送
中継、大型機による輸送
リスクの上昇に対して安全性を向上させる必要がある・新たな技術開発:非GPS航法、通信ネットワーク、無人機航空管制・制度の充実;操縦ライセンス、機体認証、保険、有人機+無人機の空域統合
無人航空機の安全性に関して
• 事故の実態は軍用機では把握されている• http://wired.jp/2012/02/22/drone-report/
• 2005年は軍用機の無人機は5%、2012年には31%に
• 有人機は10,767機、無人機は7,494機(米軍は2001年以降に260億ドルを無人航空機に投じている)
• プレデターの事故率はF-16と同等
• 旅客機とドローンのニアミス• フロリダで空港近くで旅客機とドローンがニアミス(2014.5)
• ロンドンの空港へ着陸中の旅客機A320がドローンと衝突(2016.4)
• ドローン落下による危害• オーストラリアでトライアスロン選手がドローンと接触し怪我(2014.4)
• 湘南国際マラソン会場でドローン落下によりスタッフが怪我(2014.11)
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わが国でのドローンの事故報告• 2015.12以降、申請されたドローンの飛行では事故があった場合に報告が求められている。• 施行後の6か月間で、4962件の申請、3632件の許可・承認
• 17件の事故報告
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• リスク(事故の発生確率×事故の被害)に応じた規制であるべき(墜落無しを条件にすると飛行機は飛べない)• Risk Based Approach
• 性能に対する規制であるべき(寸法や重量だけでは安全性を規定できない)• Performance Based か Prescriptive か
• 技術発展を阻害しないためにも、民間の自主的取り組みを取り入れるべき• 民間のライセンス制度、安全基準は審査をスピードアップできる• ある種の市場原理、競争原理を利用する
• 国際的なルール作りに積極的に参加する• JARUS (Joint Authorities for Rulemaking on Unmanned Systems)• ISO
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安全ルールはどうあるべきか
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リスクの考え方の一例
• 米国での、登録義務対象となる最低重量の根拠として示された計算(2015)
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衝撃(単位︓ジュール)= 1/2 x 質量(kg)x 速さ2(m/s)・・・(1)
UAVの落下リスクの考え方(2)
• 衝撃と致死率について• 前ページのレポート (UAS, RTF, ARC)が引用する資料より
衝撃(単位︓ジュール)= x 質量(kg)x 速さ2(m/s)・・・(1)12
運動量(ジュール)
致死率
100 1000
対数グラフ
• 79ジュールで31%の致死率(http://www.dtic.mil/get-tr-doc/pdf?AD=ADA532158)
参考(但し落下ではなくある速度で当たった場合の衝撃)(https://www.mitre.org/sites/default/files/pdf/12_2840.pdf)
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UAVの落下リスク許容範囲とは?• 米国での、登録義務対象となる最低重量の根拠として示された計算
1⾶⾏時間あたりの致死率=⾶⾏時間あたりの故障率×落下エリアの⼈⼝×投影⾯積×曝露確率×致死率 ・・・(3)
0.0039⼈/m2
本レポートでは垂直落下としUAVの代表⾯積0.02m2を利⽤*条件によって異なる。
80ジュールの場合0.3
本レポートでは100時間に⼀回の故障率として計算*製品によって異なる。
DraganFlyer X4 相当のUAVで上記の条件のもと計算される1⾶⾏時間当たりの致死率は 4.7×10-8 ⼈
本レポートでは、4.7×10-8 ⼈という数字はジェネラルアビエーションの実際の致死率が5×10-5であり、⺠間航空の⼀般的な考え⽅は1×10-9であることから許容範囲としている
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⼈が外にいる率ここでは0.3としている
航空安全のための国際基準• 国連の専門機関ICAO(国際民間航空機関)• ANNEX
• Annex 1 : Personnel Licensing(免許)• Annex 2 : Rules of the Air(航空規則)• Annex 3 : Meteorological Service for International Air
Navigation(国際航空のための気象業務)• Annex 4 : Aeronautical Charts(航空図)• Annex 5 : Units of Measurement to be Used in Air and
Ground Operations(単位)• Annex 6 : Operation of Aircraft(運航)• Annex 7 : Aircraft Nationality and Registration Marks(国籍、
登録)• Annex 8 : Airworthiness of Aircraft(航空機の耐空性)• Annex 9 : Facilitation(出入国簡易化)
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航空安全のための国際基準
• 国連の専門機関ICAO(国際民間航空機関)
• ANNEX• Annex 10 : Aeronautical Telecommunications(通信)
• Annex 11 : Air Traffic Services(航空交通業務)
• Annex 12 : Search and Rescue(捜索および救難)
• Annex 13 : Aircraft Accident and Incident Investigation(事故調査)
• Annex 14 : Aerodromes(空港)
• Annex 15 : Aeronautical Information Services(航空情報業務)
• Annex 16 : Environmental Protection(環境保護)
• Annex 17 : Security: Safeguarding International Civil Aviation Against Acts of Unlawful Interference(保安)
• Annex 18 : The Safe Transport of Dangerous Goods by Air(危険物輸送)
• Annex 19 : Safety Management(安全管理)
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現状の航空法上のドローンの規則
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ドローンの安全な利用のために緊急に求められること• ドローンの基本的な操縦技能、航空に関する知識、安全管理の知識を普及させる• JUIDA認定スクール制度
• JUIDA無人航空機操縦士、JUIDA安全運航管理者
• 安全な無線の管理• 新たな高出力2.4GHz、5.7GHzの利用が総務省で認められた(2016.
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• JUTMによる利生者間の調整制度
• 有人機と無人機の衝突防止• 航空機、無人航空機相互間の安全確保と調和に向けた検討会(航空
局)
• JUTMでの検討WG
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⽇本UAS産業振興協議会• 2014年7月発足 約1200会員(2016.12)
• 安全ガイドラインの策定
• 2015・8月に、会員+オブザーバー(国土交通省、経済産業省、総務省など)で制定
• 無人機専用飛行試験場の開設
• 2015・5月(つくば市)、10月(京都)
• 日本初の本格的民間無人航空機国際展示会開催
• Japan Drone 2016(2016・3 幕張メッセ)
• 日本の技術発進、ビジネスマッチング
• 規則や利用法の国際的議論
• セミナー、シンポジウム、研究会等の開催、解説本出版
• 各種公的活動支援
• 操縦教習所、学校との連携(JUIDA認定スクール)
• 各種サービス(地図情報提供など)
• 国際標準化活動
SORAPASS
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認定スクール一覧
計38校
JUIDA操縦技能証明証
JUIDA安全運航管理者証明証
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• 全国に広がるJUIDA認定スクールのライセンス取得者
• 自治体との災害時運用協定締結を進め非常時にドローンを活用する
• (例)一般社団法人ドローン撮影クリエイターズ協会→京都府、高知県土佐清水市と災害時運用協定締
結
• 課題は、スキルの標準化、機材の標準化、大型機
• 特殊トレーニングによる資格
• 機体の準備(認証、必要機材)
17認定スクール、ライセンス取得者の組織化
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• 米国:2001年同時多発テロの後、2006年に緊急対応者(警察、消防隊員の他、ボランティア)が組織化
• 欧州:European Emergency Number Association – EENA 112• 非常時におけるドローンの使用手順
• 非常時向けのトレーニング
• 機材の開発
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海外の事例:First Responders
http://www.uavexpertnews.com/are-drones-the-first-responders-of-the-future/
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■体 制 (会員約40 2016.12)
■運営会議メンバー区分 法⼈名等 ⽒名 役 職代 表 東京⼤学 鈴⽊ 真⼆ ⼤学院⼯学系研究科 航空宇宙⼯学専攻 教授
幹 事 ANAホールディングス株式会社 津⽥ 佳明 ANAデジタル・デザイン・ラボ チーフ・ディレクター
幹 事 株式会社NTTドコモ 那須 和徳 法⼈ビジネス本部 IoTビジネス部 ビジネス企画担当部⻑
幹 事 ⽇本郵便株式会社 ⼩川 真郷 経営企画部 企画役
幹 事 富⼠重⼯業株式会社 細⽥ 慶信 航空宇宙カンパニー システム設計部 部⻑
幹 事 ヤマトホールディングス株式会社 牧浦 真司 ヤマトホールディングス(株)経営戦略担当執⾏役員
幹 事 株式会社⽇⽴製作所 飯野 隆之 IoT推進本部インキュベーション推進本部 主管技師⻑
幹 事 東京⼤学 淺間 ⼀ ⼤学院⼯学系研究科 精密⼯学専攻 教授
幹 事 国⽴研究開発法⼈ 産業技術総合研究所 加藤 晋 知能システム研究部⾨ フィールドロボティクス研究グループ研究グループ⻑
幹 事 国⽴研究開発法⼈ 情報通信研究機構 三浦 ⿓ ワイヤレスネットワーク総合研究センター上席研究員
幹 事 国⽴研究開発法⼈ 宇宙航空研究開発機構 原⽥ 賢哉 航空技術部⾨ 航空技術実証研究開発ユニット 研究領域主幹
幹 事 国⽴研究開発法⼈ 海上・港湾・航空技術研究所 中島 徳顕 電⼦航法研究所航空交通管理領域 領域⻑
オブザーバ 福島県 北島 明⽂ 商⼯労働部 ロボット産業推進室 室⻑
事務局 株式会社⽇⽴製作所 秋本 修 IoT推進本部 インキュベーション推進本部 CPM
JUTM 2016年7⽉発⾜
代 表 ︓鈴⽊ 真⼆(東京⼤学⼤学院⼯学系研究科 航空宇宙⼯学専攻 教授)
事務局WG(必要に応じて)
運⽤調整WG(予定)運営会議・・
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• 東京大学、ANA総研、天草市による協定の一環
• 天草市牛深の天草広域連合消防本部のドローンと熊本県防災航空隊の防災ヘリの安全を確保した連携
• 防災ヘリ>GPS位置情報を衛星回線で発信
• ドローン>GPS位置情報を無線で地上PCへ
• インターネットWEBアプリで情報共有
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防災ヘリとドローンの情報共有
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牛深
飛行状況監視、管理システム
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航空機事故の変遷
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
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1954 コメットの空中分解
1956 グランドキャニオン空中衝突
1975 イースタン航空マイクロバースト
1972 マイアミ空港
1985 JAL123
2002 バシキール空中衝突
2013 787ベッテリ問題
1979 スリーマイル原発事故
1986 チェルノブイリ原発事故
2011 福島原発事故
技術の未熟
ヒューマンエラー
気象現象
組織課題の問題
航空機の安全対策:設計技術
• アポロ計画における99.9999%(シックスナイン)の信頼性• 1/0.000001=100,0000
• 百万時間に1回の故障
• ルッサーの法則• 「システム・トータルの信頼度(reliability)は、各素子夫々の信頼度の相
乗に支配される」
• 「ミクロ欠陥」の乗積がもたらす「効率破壊の実態」
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0.9 0.3 0.90.9
0.9
0.399.3%の信頼性
24.3%の信頼性
航空機安全対策:ヒューマンファクタ―• 人は間違いを犯す、錯覚するものという認識
• イベントの連鎖が事故を引き起こすという認識
• 事故を想定した訓練(CRM、LOFT)で連鎖を断ち切る
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航空機安全対策:SMS• ISOの総合マネージメントシステムの要素• リーダーシップ
• 要員の参加
• プロセスアプローチ
• システムアプローチ
• 組織的改善
• 顧客に焦点を当てた組織
• データに則したアプローチ
• 供給者との互恵関係
• 航空独自の要素• 独立した安全責任者
• 懲罰免責制度のある安全報告制度
• 日常的監視と飛行データの分析
• 不安全要因の特定とリスクマネージメント
• 緊急時対応計画
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新技術導入の失敗例と成功例
• 19世紀末の英国の赤旗法• 1865年、蒸気自動車の速度制限(市街地
では時速3.2km、郊外でも6.4km)
• 赤旗をもった人が前を歩くこと
• 第一次世界大戦後の米国の航空郵便
• 1918年、ニューヨークーワシントン間で軍と郵政省の共同経営の郵便事業が開設
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ドローンの安全な利用に向けて
体
技
心
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人材育成教育、ネットワーク
技術イノベーション安全技術開発
安全ルール利用インフラ
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参考図書
• 落ちない飛行機への挑戦: 航空機事故ゼロの未来へ (DOJIN選書) – 2014/3/28
• トコトンやさしいドローンの本 (今日からモノ知りシリーズ) –2016/10/28
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ご清聴ありがとうございました
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THANK YOU FOR YOUR ATTENTION