バードストライクは世界中で民間航空の安全上の重大なリスクとなっています。 ICAO (*空港サービスマニュアル、Doc 9137、パート 3 – 野生動物の危険管理*) によれば、鳥の衝突事件の約 90% は空港内およびその周辺で発生しており、野生動物の危険管理では移動エリアが優先されています。従来の鳥よけツールは一時的には機能しますが、固定された警告信号に鳥が慣れてしまうという問題があります。指向性音響システムは、動的な指向性音響による慣れリスクを軽減し、定量化可能な音圧設定と「検出-識別-抑止-評価」鳥害防止ワークフローの追跡可能な記録をサポートします。それでも、空港の評価者と購入者は、音響鳥よけは空港にとって実際に効果があるのか​​という 1 つの重要な質問に答える必要があります。

1. 音響鳥よけとは何ですか?またその効果を判断するにはどうすればよいですか?

空港音響鳥類抑止は、制御された高強度の音響信号を適用することによって機能し、鳥の逃避反応を引き起こし、空港の移動エリアから鳥を追い出します。このフィールドテストでは、RIBRI デュアルモジュール指向性音響モジュールを使用し、 Rotunbot RT-G.800 球形ロボット。この装置は、音響エネルギーを制御可能な音響ビームに集中させて指向性伝達を実現し、周囲の地域社会への騒音の波及を低減し、リアルタイムの鳥の活動に応じて音響動作モードを切り替えます。

しかし、音を発する能力は実質的な抑止力と同等ではありません。実際のパフォーマンスは、次の 2 つの重要な基準によって決まります。

1 つ目は、鳥に到達する残留音圧レベルです。近距離で測定される公称ピーク デシベル値は、限定された参考値です。空港の移動エリアには固有の暗騒音があるため、決定的な要因は鳥の位置に到達する実際の音圧です。

第二に、音響刺激に対する鳥の行動反応。鳥が永久に飛び去るのか、それとも再び着陸する前に単に上を見上げるだけなのか。

このフィールド テストでは、音響デバイス (Rotunbot RT-G.800 球形ロボットに統合された、前述の RIBRI AHD デュアル モジュール指向性音響モジュール) の鳥よけ性能を評価します。後の章で報告されるすべての音響パフォーマンス データは、このモジュールによって生成されます。これを以降、モジュールと呼びます。 AHDユニット.

2. 効果的な抑止力を構成するデシベルレベルは何ですか?

2.1 音圧ゾーン: 有効な抑止範囲の定義

フィールド測定に基づいて、3 つの音圧ゾーンが定義されました。

• ≥ 80 dB: 効果的な鳥の逃走行動を確実に引き起こすことができるコア抑止ゾーン。

• 70 ～ 80 dB: 警戒ゾーン。そのエリアからの退去を保証せずに警戒と回避を引き起こします。

• < 70 dB: 明らかな抑止効果や警戒効果がない無効ゾーン。

注: これらはテスト固有の経験的閾値であり、強制的な国家基準ではありません。それらは背景の騒音、鳥の種類、地形によって異なります。

2.2 鳥の反応の分類: 真の抑止力とは何ですか?

鳥が頭を上げているかどうかだけで効果を判断することはできません。現場で観察された鳥の行動は次の 3 つのグレードに分類されました。

• グレード 1: 警戒心のない通常の止まり木または採餌。

• グレード 2: 一時停止、周囲を見回す、または落ち着きのなさなどのストレス反応。

• グレード 3: 自主離陸および監視区域からの完全な離脱。

周囲を見回すことはグレード 2 のストレスを表しているだけであることを強調しておく必要があります。グレード 3 の自主避難のみが真の抑止力として認められます。

2.3 なぜ 60 dB や 100 dB ではなく 80 dB なのか?

このテスト中に測定されたバックグラウンド ノイズは 58.6 dB でした。野生動物の騒音暴露に関する連邦高速道路局 (FHWA、米国) の研究によると、信号が野生動物に確実に知覚されるためには、動物の最適な可聴帯域 (FHWA、野生動物への騒音影響) 内で背景騒音を約 18 ～ 20 dB 上回る必要があることが示されています。

58.6 + 20 ≈ 78.6 dB、実用的な工学値の 80 dB に四捨五入。

したがって、80 dB は任意に選択された数値ではなく、フィールド測定によって確認されたように、局所的な背景ノイズに十分な S/N 比マージンを加えたものから導出される物理的な結果です。

3. フィールドテスト方法の概要

3.1 テスト場所と時間枠

試験は、ある空港の北側滑走路の南側と第2西側滑走路の西側の誘導路で実施された。地形は平坦で、高い障害物はありませんでした。測定は、航空機の動きが密な時間帯を避けて、鳥の活動が毎日ピークとなる 06:00 ～ 10:00 と 17:00 ～ 21:00 の 2 回に実施されました。

試験プラットフォームは Rotunbot RT-G.800 球形ロボットで、その統合 AHD ユニットがテスト対象の音響ユニットとして機能します。試験は特定の空港で行われた。北側滑走路の南側と西側第2滑走路の西側の誘導路で、高い障害物のない平らな地形で、鳥類の活動がピークとなる時間帯（06:00～10:00と17:00～21:00）に実施された。測定点は、この記事全体で使用されている標準グリッド (0°、90°、180°、270° の方位角と交差する 1 m、10 m、30 m、50 m、および 100 m) を繰り返し、1 点あたり 3 つの平均サンプルと 58.6 dB の周囲バックグラウンドの測定値を使用しました。

3.2 音圧測定のレイアウト

測定点は、基準線源から 1 m、10 m、30 m、50 m、100 m の 5 つの距離に設定され、4 つの水平方位角 (0°、90°、180°、270°) と組み合わせられました。これにより、「4方位×5距離」のマトリクス状に配置された計20点の監視点が得られました。各点は連続して 3 回サンプリングされ、平均値が記録されました。すべての測定ポイントは、AHD ユニットから出力される音響信号を記録します。球形ロボットは AHD ユニットの姿勢を固定するだけであり、プラットフォーム レベルのサポートを提供します。

3.3 鳥の活動の監視と記録

標準化された観察ワークフローに従いました: 10 分間のサイレントベースライン観察 → デバイスを起動した状態での 30 分間のモニタリング。高解像度ビデオ録画は、行動状況、避難期間、鳥の帰還イベントを記録するために、現場で人間によるレビューとともにプロセス全体を通して実行されました。鳥の自然離脱による干渉を排除するために、同じエリアに空の対照グループを設定しました。

4. 音響信号はどのくらいの距離まで伝わりますか?

4.1 複数方位角および複数距離の測定結果

以下の表は、ポイントごとに 3 つの連続サンプルの平均をとった平均測定音圧レベル (dB) を示しています。

注: この表の音圧データは、Rotunbot RT-G.800 球形ロボットに統合されたカスタム調整された RIBRI AHD ユニットから測定されます。

正面方向のデータは特に具体例です。音圧は 1 m で 129.37 dB を示し、100 m で 80.60 dB に減衰し、実験上の抑止閾値 80 dB に達します。

測定値に関する補足: 1 m での単一測定値の最大値は 129.6 dB、3 サンプル平均は 129.37 dB でした。以降のピーク値の参照では、「最大音圧レベル 129.6 dB at 1 m」を採用しています。

4.2 有効範囲、掃引範囲、影響高さの導出

ロボット プラットフォームに統合されたカスタム構築の AHD ユニットは、強力な前軸/後軸で 1 m の位置で 129.6 dB SPL を測定しました (単一の最大読み取り値。前軸の 3 サンプルの平均は 129.37 dB)。測定された周囲背景が 58.6 dB である場合、2.1 で採用された 80 dB の実効抑止閾値は、およそ 21 dB の信号対雑音マージンを残します。これは、その閾値を固定するために使用されたのと同じ工学的基礎です。

次の音響減衰式を AHD ユニットの測定データに当てはめると、おおよそのデシベルと距離の関係が得られます。

L(r, θ) = 129 − 20・log₁₀ r − 0.042(θ)・(r − 1)、r > 0

2 つの抑止閾値でこの関係を解くと、推定有効範囲が得られます。

• 80 dB (炉心抑止ゾーン) の場合: r ≈ 142.04  m

• 70 dB (警報/警告ゾーン) の場合: r ≈ 257.22  m

音場は均一ではなく著しく指向性があり、前方 (0°) と後方 (180°) の軸が強い音場の方向を形成します。

ロボットが巡回するため、カバー範囲は静的な円ではありません。 1.5 km の往復パトロール パスで、幅 2・R80 = 2 × 142 m = 284 m の廊下を掃除するため、動的除外エリアは次のようになります。

A ≈ L × 2R80 = 1500 m × 284 m ≈ 4.3 × 10⁵ m² (フィールドテストで引用された数値と一致します)

垂直方向では、放射されたビームの半角は β ≈ 33° (一般的な垂直ビーム角度とロボットの動作高度から) です。特定の範囲での影響の高さは h ≈ R・tan β ≈ 0.65・R であり、次のようになります。

• 半径 80 dB (R = 142 m) の場合: h ≈ 92 m

• 半径 70 dB (R = 257 m) の場合: h ≈ 165 m

どちらの高さも、飛行場の鳥が実際に飛行する低高度空域内に十分収まるため、ロボットは鳥の衝突リスクにとって最も重要な垂直帯をカバーします。

注: この表の音圧データは、Rotunbot RT-G.800 球形ロボットに統合されたカスタム調整された RIBRI AHD ユニットから測定されます。

4.3 カバレッジ結果が意味するもの

4.2 で導出された範囲に基づいて、RT-G.800 プラットフォームに統合されたカスタム構築の AHD ユニットは、静的な円ではなく、真の 3 次元の分散フィールドを生成します。強力な 0°/180° 軸では、80 dB で 142 m の炉心抑止半径、70 dB で 257 m の可聴警報半径を保持します。 Rotunbot RT-G.800 球形ロボットは、広範囲の動的カバレッジを実現するモバイル パトロール機能を提供します。 1.5kmの帰路をパトロールし、幅約284mの通路を掃除し、約4.3×10⁵m⊃2の面積を確保します。動的排除エリアの広さ - 滑走路路肩または誘導路全体を、1 つの固定点ではなく継続的な音圧下に保つのに十分です。垂直方向のエンベロープは、80 dB で 92 m、70 dB で 165 m に達し、ほとんどの飛行場の鳥が実際に飛行する 90 ～ 160 m の帯域をカバーします。実際には、単一の統合システムが、警報として 257 メートルまで伸びる 142 メートルのハードグラウンドバブルを確保し、垂直到達距離は最大 165 メートルです。そのため、巡回間隔は、実際の鳥の衝突リスクを軽減するための管理距離として中心半径 142 メートルから直接計画できます。

5. 鳥は本当に離れるのでしょうか、それとも驚いただけなのでしょうか?

このセクションの 72 件の行動記録はすべて、統合システム、つまり特注の AHD ユニットを備えた球形ロボット Rotunbot RT-G.800 から収集され、現実世界の鳥の反応を捕捉しました。

5.1 72 の有効なサンプルの出典

4 日間の継続的な固定現場モニタリングにより、ビデオ映像と人間による検証によって裏付けられた 72 件の有効な鳥の活動記録が得られました。サンプル構成: 69 羽の小鳥グループ (95.8%) と 3 羽の中型鳥グループ (4.2%)。

5.2 観察された鳥の反応の分布

統計: 55 グループ (76.4%) が有効なストレス反応を示しました。 49 グループ (68.1%) が明確な抑止力を達成した。 17 グループ (23.6%) は弱い、または無視できるほどの反応を示しました。

5.3 阻止された鳥の飛行方向

• 空港外周フェンス外への飛行：40グループ（55.6％）。

• 境界外に飛行しなかった: 19 グループ (26.4%)。 （ほとんどが現場での横方向の回避と操作でした。このうち、12 グループは依然として有効なストレス反応を示しました。）

• 飛行方向が不明瞭：13グループ（18.1％）。

5.4 統計的パーセンテージの解釈

76.4% は測定可能なストレス反応を表します。明確な抑止に相当するのは 68.1% だけです。加速的な逃走、自発的撤退、陽動回避は明らかな抑止行動とみなされます。高度の変化は有効なストレスを構成しますが、離脱が保証されるわけではないため、これら 2 つのカテゴリを区別する必要があります。

23.6% の弱い応答サンプルは、客観的な結果の意味のある証拠です。弱い反応または鈍い反応は、側帯の位置、鳥の個体差、または事前の部分的な適応に起因する可能性があります。これらのケースを含めることで、現実世界のパフォーマンスの現実的なイメージが得られます。

空港運営の安全性を考えると、この 55.6% という数字は特別な注目に値します。空港の敷地内で横方向に回避しても、鳥との衝突の危険は排除されません。運用上の観点から脅威を除去できるのは、境界フェンスを越えて飛行する場合のみです。

また、4 日間の試験期間内に、明らかな慣れ、耐性、または鳥の集合の兆候は観察されなかったことにも注意してください。この発見は短期間のテストにのみ当てはまります。数カ月または数年にわたる慣れリスクは、サウンド ライブラリのローテーションと動的なパトロール戦略を通じて管理する必要があります。長期的なパフォーマンスには実際の空港運用の継続が必要であり、このテストだけから結論を下すことはできません。

6. 滑走路に鳥を群れさせる危険性

音響抑止に関する主な懸念は、音響の乱れによって鳥が滑走路運用空域に押し流されるのではないかということである。 3 つの安全性の寸法を以下で検討します。

注: 以下の結論は、このテスト キャンペーン中の観察を反映しています。すべての運用シナリオでリスクがゼロであることを保証するものではありません。標準的な運用管理は依然として不可欠です。

6.1 抑止方向の制御性

撹乱された鳥のほとんどは、境界線の外側の空き地に向かって分散しました。残りの鳥は滑走路運用空域から離れた安全な敷地内ゾーン内で横方向回避を行った。観察期間中、鳥が重要な飛行ゾーンに集まったり、滑走路を横切ったり、低高度で離着陸空域に侵入したりする事件は記録されなかった。

6.2 動作モードの制御性

この統合システムは、段階的な音響光学抑止モードを採用しました。集団水洗や制御されない鳥の散乱による二次的なリスクは観察されませんでした。運用ロジックは「鳥の活動の検出→対象を絞った抑止→外部への分散」に従い、「無謀な水洗ではなく抑止」という空港の鳥対策原則と一致しています。

6.3 航空機の運航への影響

安全性は、4 日間の行動キャンペーンを超えて、現場での空域観察と組み合わせた 30 日間の連続監視期間にわたって相互検証され、重要な飛行空域への鳥の摂取、滑走路侵入、航空機の運航への干渉は観察されませんでした。

4日間の実地試験と空域観測を組み合わせた相互検証では、音響抑止が重要な飛行空域への鳥の侵入を誘発したり、鳥を滑走路に押し込んだり、観測期間を通じて航空機の運航を妨害したりする証拠は示されなかった。

7. 音響鳥よけは空港で実際に機能しますか?

はい、そしてフィールドテストではほとんど疑問が残りません。統合システム (特注の AHD ユニットを備えた Rotunbot RT-G.800 プラットフォーム) が作動すると、鳥の活動の明らかに大部分が回避反応を引き起こし、分散した鳥のほとんどは滑走路に向かうのではなく、周囲に向かって外側に移動しました。結果は再現可能で測定可能であり、航空機の運航にとって安全でした。

それが機能するものは、空港にとって実用的なものでもあります。音響抑止力は非致死性で可逆的であるため、厳格化する野生動物保護規則に準拠し、保護種の周囲でも安全に保ちます。遠隔地で動作し、無人で走行できるため、パトカーよりもはるかに速く移動エリアをカバーし、スタッフを危険にさらすことはありません。ビームには指向性があるため、オペレーターは鳥を重要な空域からではなく遠ざけるように誘導し、回転信号ライブラリーがガス砲や花火の消耗による慣れに耐えます。

つまり、音響抑止力が空港で機能するのは、ただうるさいだけではなく、制御可能で継続的かつ安全であるためです。正直な注意点は、単一のホットスポットにボルトで取り付けられるのではなく、鳥害システムに計画された場合にのみその役割を獲得できるということです。

このフィールド試験で検証された AHD ユニットは、無人空港の野生動物の危険軽減装置専用に設計された RIBRI の AHD 製品ファミリー内の 1 つの実装を表しています。

8. 空港音響鳥分散ソリューションについては RIBRI にお問い合わせください。

RIBRI は、空港の鳥類危険管理および野生動物管理の専門ソリューションを提供します。フィールドテストで検証された AHD ユニットは、Rotunbot RT‑G.800 球形ロボット用にカスタマイズされています。より広範には、RIBRI は、次の目的に特化した AHD システムを開発しています。 無人デバイス、無人地上車両、四足歩行ロボット、UAV、無人水上船舶などの複数のプラットフォームと互換性があります。この AHD 製品ファミリーは、長距離の指向性音響放射、マルチモーダル センシング、エッジ AI を耐久性の高い設計と統合し、鳥の危険を検出できるものの分散できないシステムである従来のレーダーとビデオ監視の限界に対処します。これは、鳥害の危険性が高い環境内で滑走路、エプロン、誘導路、およびエアサイドの重要なインフラを保護するための中核ソリューションとして機能します。

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