談到飛航管制到底是在研究什麼,讓我將舞台移至東京的天空來說明。

東京國際機場(通稱羽田機場)是日本最繁忙的機場,尖峰時刻每兩分鐘就有一班航機起降。只要站在羽田機場的瞭望台,就能看見一架架排列整齊的飛機,不間斷地起飛降落。

比較世界各國機場截至二○一四年九月的單年度旅客量,排名第一的是美國亞特蘭大國際機場,其次是中國北京首都國際機場,第三名是英國倫敦希斯洛機場,接續在後的正是榮登全球第四的羽田機場(資料來源:ACI Annual World Airport Traffic Report)。羽田機場二○一四年的起降架次共計四十四萬七千次,總旅客量約七千兩百萬人。一窺反映出東京上空航空交通狀況的雷達螢幕,就可發現螢幕被密密麻麻的飛機覆蓋。

二○一四年十二月,羽田機場的C跑道向南側延長為三千三百六十公尺(原為三千公尺)。日本政府為了因應二○二○年的東京奧運,目標新增三萬六千至三萬九千次起降架次,且為了滿足未來需求,甚而考慮是否增設第五條跑道。

天空中就算有許多飛機一同飛行,卻不會發生碰撞等意外事故,都歸功於我們稱為「航空管制員」(正式名稱為飛航管制員)的人致力於管理空中交通。航空管制員負責讓航機安全順利飛行,緊盯對應空中交通狀況的雷達螢幕,從地面向機師下達準確的指令。

一般汽車駕駛可觀察窗外,透過鏡子與其他車輛保持安全距離,掌握周邊交通狀況。他們打開導航就能指引路徑,也可使用智慧型手機程式來了解交通事故和壅塞路段的資訊。另一方面,操作航空器的機師現實中處於不太自由的狀態。他們無法透過駕駛艙的窗戶,正確掌握附近的飛機正在飛往哪裡或要飛向何地。正因如此,才需要管制員常駐地面管制中心,在盡量不延誤抵達時間、減少油耗量或噪音的考量下,出聲指示機師調整高度和速度等。駕駛艙中的機師根據耳機裡傳來的管制員指示操作飛機。我們稱這種種作業為飛航管制,正式名稱是航空交通管制。

以日本為例,民航機的飛航管制大致分為四類:負責太平洋上空的越洋管制(oceanic control)、負責距機場較遠處天空的航路管制(en route control)、負責機場周邊上空的終端雷達管制(terminal radar control),以及設於機場負責引導在機場滑行的航機並發出進離場指示的機場管制(aerodrome control)。

羽田機場周邊的終端雷達管制設於機場之內,越洋管制則隸屬福岡航空交通管理中心管轄範圍,因此日本的管轄空域稱為「FUKUOKA」(福岡)。航路管制由札幌、東京、福岡、那霸四地的航空交通管制部負責。其中東京管制部管轄的空域最廣,平均每日需處理約三千七百架班機,航空管制員的作業責任隨之益發沉重。肩負眾多生命的航空管制員,被認為是現今世界上壓力最大的職業。

在背後支撐空中旅行的,包括各種硬體、電腦軟體等地面基礎設施及飛機備品,居中則有航空管制員、航空公司的機師和飛航管理人員等,共同維持空中交通安全,有效率地實行管理,這些都屬於飛航管制研究課題之一的「飛航管制系統」。我在研究所主修的航空工程學是以航空器本身為研究對象,飛航管制的研究範圍則涉及所有關於航機交通的部分,研究主題更廣泛。

作用於人類社會中的軟硬體等技術的集合體,或是在技術的集合體中包含人類社會的系統都稱為「社會技術系統」(sociotechnical system),而飛航管制系統正是其中的代表。為了讓飛航管制這樣集大成的技術,透過與人類社會的複雜相互作用來推動莫大的系統,背後需要的是結合資訊科學、機械工程、數學、物理學、航空工程學、心理學、社會學等各式專門領域而成的學門。

今後全球航空交通需求預估仍會持續增加,僅憑藉航空管制員或因循經驗法則處理,似乎已無法應對未來的航空交通量,在這種危機感之下,催生出嘗試以科學觀點切入飛航管理的研究――「飛航管制科學」。

 

 





 《飛航管制的祕密生活》從地面到天空,從管制台到駕駛艙,飛航第一線直擊全紀錄
臉譜7月_飛航管制的祕密世界_立體書封(300dpi)  
      
                  

出版時間︰2017.06.29
作者︰
伊藤惠理(Eri Itoh)
定 價︰360元

從日本、歐洲到NASA,前瞻航管的未來全貌――――
航管科學的奧祕 × 空中旅行的世界 × 飛航管制科學家的日常
航空工程+計算機科學+人工智慧+氣象學+地理學+生理學+心理學+政治學

深度揭露飛航管制的奧妙,第一手精采記述機師與航管員空地聯手的神祕世界
精細圖解「空域的組成」、「航機到場管制作業」,航管原理一目瞭然
★NASA
實驗室大揭密,深入荷蘭國家航太實驗室、歐盟飛航管制組織實驗中心
日本微軟前總經理、書評網站HONZ創辦人「成毛真」絕贊推薦!

人類飛上天進入航空時代已逾百年。飛機上天下地,帶著人們橫渡大洋跨越大陸,我們的天空無比擁擠繁忙。
「飛航管制」也就是「空中交通管理」的世界,正一點一滴劇烈地轉變。

管理空中交通的機制是如何運作的?飛航管制員如何指揮電腦螢幕上四處閃爍的光點?
在看來毫無秩序的航空交通流中,如何理出頭緒,阻止機率兩億分之一的危機發生?
有效率地排定航機順序的原則是什麼?為了維持安全飛行間隔,又該如何決定高度、速度、轉彎等管制指示?

航空史上的飛航事故是否已讓研究者得出結論,人類終將打造出終極安全的空中之旅?
二十一世紀的電腦已發展至擁有高度人工智慧,未來的航空交通又會是什麼樣子?

造訪飛航第一線,身歷其境周遊至今無人完整揭露的航管世界!
本書作者伊藤惠理是東京大學航空宇宙工學博士,她的研究生涯源自在京都鄉間度過的童年。
在那位於京都盆地周邊的山林間,闢開山腰打造的住宅區除了豐富的大自然之外,什麼都沒有。放學回家途中,她總會繞到附近的深山,在草原上打滾小憩或仰望天空。
今天的飛機雲也是三架呢
⋯⋯那架飛機要飛去哪呢?
想像著那個未知的宇宙,想像著搭上飛機後眼前將出現什麼樣的風景。飛機象徵著自由與冒險,促使她日後選擇與飛航相關的工作。

從京都鄉間,到大學主修航空工程學,她逐漸著迷於博大無垠的航空世界。十年間,從日本到巴黎、阿姆斯特丹、矽谷,翱翔於廣闊天空,遇見各國的飛航管制科學家和現場作業人員,從事支撐空中旅行的飛航管制研究。沒有他們,我們無法快速穿梭世界各地。

航管科學的誕生 × 飛航管制員的奮戰,了解世界航管核心的第一本書!
顯示出大型機場周邊航空交通的雷達幕,滿布密密麻麻的航機。
管制員邊盯著畫面,邊對機師下達速度和高度等指示,以避免航機碰撞等,維持安全、舒緩空中壅塞的交通。
眾多航機得以整齊排列在跑道之前,管制員指揮全場的樣子,無論何時都讓人覺得精采絕倫。

本書正是一幕幕由科學家、飛機宅領銜主演,推進空中旅行發展,不斷創新的熱血奮鬥劇。跟著本書,栽進飛航管制科學的世界冒險,一起窺探背後的奧妙吧!



  目錄  

序言 

第1章 從細雪紛飛的維也納機場出發:飛航管制科學的誕生 

斯洛伐克在哪兒? 

孕育年輕研究者的歐洲土壤 

自由奔放的歐洲研究者 

飛航管制在研究什麼? 

學習研究者的中心思想 

該相信人類還是電腦? 

前車之鑑 

嘗試運用腦科學如何? 

秋雨紛紛的漢堡到夢想中的巴黎 

 

第2章 巴黎的街道與科學家的混沌:飛航管制員的工作負荷 

歐盟飛航管制組織實驗中心 

新一代飛航管制系統構想是什麼? 

科學應該不受國境限制 

革新研究團隊 

在街角咖啡店鑽研科學的每一天 

潛意識控制 

全新系統ASAS粉墨登場 

再會了,巴黎

 

第3章 阿姆斯特丹奮鬥記:讓我們避免機率兩億分之一的風險 

可算是「奇蹟」嗎? 

稀少事件 

電子航法研究所 

設計未來的飛航管制系統TOPAZ 

派駐阿姆斯特丹 

荷蘭國家航太實驗室 

重現波音787的福克公司技術 

晴天霹靂 

創造出虛擬情境的未來航空交通 

禁止創造? 

在阿姆斯特丹學會的協商技巧 

與CEO雙人合照的威力 

與NASA的相遇 

新航行方式FIM 

接二連三的誤會引發的奇蹟 

 

第4章 踏上美洲大陸:目標航空業界大當家NASA 

三一一大地震後不久,我在聖地牙哥 

NASA主辦的技術交流會議

日荷結盟向美國示好 

NASA總部的目的 

FIM航行邁向正式運用 

朝向羽田機場的環保飛航 

集結世界菁英打造完成SPICA模擬器! 

來自美國親日派的救援 

在阿姆斯特丹的最後一個星期天  

第5章 在NASA探索空中之旅 

NASA艾姆斯研究中心 

飛航管制科學之父――艾茲伯格博士 

教主級博士的影響力 

航機到場管理系統 

空地協同計畫「ATD-1」 

人於迴路模擬 

實驗室的歡樂好夥伴 

航機能依給定的四維航跡飛行嗎? 

「博士,未來的飛航會變成這樣嗎?」 

新技術的盲點 

頂著強烈寒流前往蘭利研究中心 

價值一千萬日幣的演講?! 

太浩湖畔的研修旅行 

旅途終點,結束在現實扭曲力場 

結語 

附錄 航空名詞縮寫中英對照表



作者
伊藤惠理Eri Itoh 

1980年出生於京都,2007年東京大學研究所博士課程修畢(航空宇宙工學專攻)。現為日本國立研究開發法人海上•港灣•航空技術研究所「電子航法研究所」主幹研究員。 

曾任歐盟飛航管制組織實驗中心(Eurocontrol Experimental Centre,法國)、荷蘭國家航太實驗室(Netherlands Aerospace Centre)、東京大學、NASA艾姆斯研究中心(Ames Research Center)等機構研究員。獲頒國際航空科學理事會(ICAS)「麥卡錫獎」(McCarthy Award)、「約翰格林獎」(John J. Green Award)。 

座右銘是「天空只有一個」,希望徜徉於全世界的天空下,從事航空管制科學研究。2012年獲邀於TED×Kyoto演講。 

 

    譯者     
林書嫻

臺灣大學城鄉所、早稻田大學創造理工學研究科建築專攻碩士,專長為都市計畫與社區營造,現為邁入研究生涯的新手一年級生。

研究所時期因緣際會下開始翻譯工作,就此一隻腳踏入譯界,兼職口、筆譯,涉獵範圍以藝術、建築、都市計畫為主。




 

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