飞行目标通信系统的制作方法_3

文档序号:9709329阅读:来源:国知局
目标服务120还考虑了飞机型号、飞机状态数据和飞机的当前地点。例如,标识符可以识别不同位置的多个航点,并且飞行目标服务功能120基于飞机的现在为孩子和飞行意图轨迹信息确定这些航点中的哪个是预期的。
[0092]最优化和效率处理器和咨询服务127优化飞行计划和轨迹,和针对成本、时间、燃料、乘客舒适度、空域效率(容量)和安全性(即,天气、地形)的燃料载荷。最优化和效率处理器和咨询服务127的最优化算法优先考虑一个或多个种类(即,成本、时间、燃料、乘客舒适度、空域效率、安全性)的最优化偏好用于集成解决方案。可以基于当前的、历史的、可能的和预测的飞行信息的实时评估动态地确定优化的解决方案。最优化报告被提供用于出发、到达、和进近横向和垂直航线、业务限制条件(即,空勤人员费用、空勤人员休息、飞行时刻表、连接乘客)、燃料载荷和时间表。
[0093]飞行目标服务120的空中/地面消息传送服务122对飞行目标中的转变的航点域进行编码。编码器解析飞行目标中的转变的航点列表并且编码解析的数据以构造包含在将要上行传输的飞行计划/航线消息中的有效载荷。编码使解析的航点列表处于由用户指定的飞行计划/航线消息格式需要的顺序并对消息进行加密。消息构造器132识别飞机将调动(操纵,maneuver)的过渡类型(例如,直接或经由)或者方式。过渡类型识别如何在航点、空中航线和程序的不同组合(诸如:航点与空中航线、空中航线与程序、或者航点与程序)之间进行调动。如果用户配置请求或者如果最初的下行传输的消息被解密,那么通过空中/地面消息传送服务122执行的编码功能可以对构造的有效载荷进行加密。
[0094]效率和操作飞行目标系统可以包括许多如下所述的特定效率提高功能。
[0095]移动自动程序选择系统
[0096]在18,000ft.MSL以上并且在仪表气象条件(頂0中操作的飞机通常在仪表飞行计划下操作。仪表飞行计划基于特定的仪表途中航线、出发、过渡和到达程序。每个机场具有许多不同的进近程序(approach procedure)和出发程序(departure procedure)和各个的多种变化,当构造仪表飞行计划时,机场引进多个可行的进近程序和出发程序。在美国的机场操作中存在数以千计的仪表程序,多种选择可用于相同的跑道。例如,跑道可以具有NDB、VOR、ILS、ILSDME、ILSCATK CATI1、或者CATIII选项可用。具有如此多可用的选项,当考虑到诸如飞机成套设备、地面路径轨道英里、时间、速度、当前的和预测的天气、燃料燃烧、空域延迟、当前的和预测的飞机场环境以及飞机调度的因素时,选择最有效的程序可能是一个挑战。
[0097]在典型操作期间,飞行员选择出发机场,并且飞行员被呈现有一列可适用的跑道和用于该出发机场的仪表到达、出发和进近程序。飞行员然后选择跑道并接收适用于选择的跑道的出发程序的新列表。该处理继续用于飞行员做出的各个选择。对做出的各个选择,通常去除先前的选项。当空中交通管制员基于飞机场的状况改变飞行计划中的一个或者多个程序时,先前的选项的去除可能是尤其不利的。
[0098]在至少一个实施方式中,效率和操作飞行目标系统包括允许核准的用户(例如,飞行员、调度员、空中交通管制员)查看并选择一个或多个由适用于飞行的程序(例如,航线、SID、过渡、跑道、和STAR)组成的航线的功能。手动或者通过自动化实现有效航线的选择。基于目前可用的包括整个当前飞机场环境的飞行信息自动地确定最有效航线(例如,进近、到达和出发航线)。用于确定最有效航线的自动化算法考虑至目的地的航道、时间、燃料、航空公司成本、距离、天气、空中交通管制员、天气、环境、地形、和调控限制、直接航线和反向航道。算法还考虑飞行信息的时间方面以确定其在确定最有效航线中的相关性或者价值。最有效航线根据实时的、历史的、可能性和预报的飞行信息的流通变化。有效航线的确定还考虑了飞行的时间段以确定基于最有利时间的航线(“4D”航线)。
[0099]参考图1,用户可以使用执行移动应用150的移动设备来查看并选择适用于飞行的航线的一个或多个程序。移动应用150被配置为生成用户界面,诸如在图2中示出的用户界面(UI)200。UI200可以在效率和操作飞行目标系统设备上执行的网络浏览器或者其他客户端应用的窗口中呈现。提供示出的字段以示出向用户提供的可能的用户界面选项的示例。如在此进一步描述的,可以提供额外的字段,并且一些字段可以是任选的。
[0100]图2示出出发信息210和到达信息220。用户选择当前的飞行计划录入并选择用户控制240。作为响应,移动应用150将所选择的信息经由API128发送至地面服务器105中的飞行目标服务组件120。飞行目标服务组件120搜索所有的程序(例如,RWY、SID、SID过渡、STAR、星形转变、进近、进近转变、RWY)以确定是否有可应用于始点机场和目的地机场(例如,SEA/AMS)的。如果程序中没有一个可应用于始点和目的地的,那么飞行目标服务组件120被配置为识别多个建议,诸如DIRECTT0并向移动应用150发送建议。用户可以查看并接受报告或者基于考虑的较高优先级种类(即,时间对比燃料)请求另一报告。例如,用户可以与ATC通信以确定报告是否是可能的。如果报告是不可能的,然后,用户可以在用户窗口 200和移动应用150上更改输入类别,飞行目标服务120的更改的输入生成并返回另——?艮胃。
[0101]移动应用150被配置为基于可用的飞行信息自动识别最有效航线。通过自动地提供有效航线报告,飞行员不需要分析具有很少的建议或者没有建议的多个航线选项(即,到达、出发、航线等)关于哪个选项可能是更有利的。在图3中描述的一个示例中,示出的是根据本公开内容的移动自动程序选择系统300。自动程序选择系统300可以通过图1的飞行目标服务120中的最优化和有效处理和咨询服务127实施。移动自动程序选择系统300包括自动程序选择功能301和数据服务302。
[0102]移动自动程序选择系统301开始于确定可以包括航空公司配置338和来自导航数据库344的已被输入以当选择流程时加速并减少数据录入错误的程序的已知的信息310。移动自动程序选择系统301可以确定第一个和最后途中航点312并确定未知的信息314。确定的已知信息被用于计算已知信息的参数316,诸如距离、时间、成本、燃料和排放。第一个和最后途中航点和未知的被用于过滤未知事件318。移动自动流程选择系统301计算飞行信息的参数330,诸如距离、时间、成本、燃料和排放。在操作322中确定现行的和计划的现行程序,在操作324中确定反向航道的航道和条件。当确定自动流程选择系统301时使用航空公司配置数据390和飞行员偏好信息391。
[0103]在操作326中,选择有效程序,并在操作328中,确定直接路径。在操作330中,在设备上显示所选择的有效程序。根据需要且当飞行信息变得可用并且更新时,访问各种飞行信息。例如,数据服务302包括飞机场数据332、飞机状态数据334、航空公司偏好数据336、航空公司配置数据338、飞行计划数据340以及当前的和预报的天气数据342。数据服务302被用于确定时间预测346,在操作348中,在用户设备上显示现行程序和跑道。自动程序选择功能系统301也访问导航数据库344。
[0104]图4示出可以在图1的地面服务器105、网络应用140或者移动应用150的一个或多个组件上执行的用于实时生成飞行信息的示例性操作流程。在一个实施方式中,流程可以在图1中示出的一个或多个组件中实施。参考图4,操作400开始操作流程。操作400后面是操作402。操作402是接收表示一个或多个飞行目标的飞行信息的步骤。操作404是提取飞行信息的步骤。操作406是接收与飞行信息相关联的飞行计划录入的步骤。操作408是确定优化的和有效飞行计划航线、燃料载荷、出发、到达和进近程序飞行信息的步骤。操作410是生成优化的和有效飞行计划航线、燃料载荷、出发、到达、和进近程序飞行信息报告的步骤。操作412是呈现优化的和有效飞行计划航线、燃料载荷、出发、到达、和进近程序飞行信息报告以用于查看的步骤。
[0105]移动飞行目标调节通信
[0106]通常通过航空公司运行中心生成用于飞行的简报(briefing package)。航空公司调度员可以生成飞行简报,该简报可以包括这些项,如飞行通告(NOTAM)、天气、飞行路径、飞机重量、沿着航线的天气以及大体的天气信息。调度员还可以利用适当的空中导航服务供应商(ANSP)当局申请飞行计划以及向飞行员提供飞行计划。ANSP或者飞行员的任一个可以请求变更,并且调度员可以对请求做出反应。
[0107]飞行计划的横向部分(lateral port1n)通常是ANSP与调度员之间协商的主焦点,而调度员和飞行员常常协商横向路径(lateral path),和包括燃料的飞机重量。一旦最后确定,调度员可以输出简报用于飞行员开始飞行。飞行员通常打印出最终的简报并走出至飞机。增长的趋势是还以诸如PDF的电子形式输出简报。然后可以在飞行员的移动设备上查看PDF。
[0108]随着飞行员在飞机上和出发时间接近,现实世界的动态可以具有显著的影响,需要最后一刻改变飞行计划或者简报。例如,飞行计划和简报可以基于可以对飞机上的燃料载荷的量有影响的总空域环境中的变化而改变。这种动态现实世界变化需要所有当事人之间连续地通信,酌情重新授权,并且最终加载到将要飞的自动飞行系统(例如,FMC)中。目前,由于多种格式和缺乏飞行计划可以采用的每个系统的操作知识,所以没有跨多个空中交通、航空公司系统和飞机执行同步的系统。当用户试图做出动态变化以反映实时事件时,这固有地引起问题。通常,用户可以在他们自己的环境中做出变化,但是变化将不会跨包括飞机的整个系统被复制。而且,当用户在他们的本地系统中做出变化时,变化的理论基础未跨整个系统被捕获并分布。
[0109]效率和操作飞行目标系统包括允许授权的用户动态地对飞行计划做出变化并将变化跨多个系统或者本地系统和订户进行通信的功能。变化跨多个系统或者本地系统被同步(即,最新的变化或者相关的变化在它们变得可用时被通信至适当的系统和订户使得所有当事人具有最新的变化)。为了实现该同步,必须追踪各个系统的变化并自动生成用于各个系统和订户的通信协议的消息。系统和订户包括机上飞行管理系统、移动设备、地方机构和ATC。可以实时查看变化、它们的状态和相关信息(例如,变化的理论基础)。通过提供更新来不同系统的飞行计划的方式,可以有效方式适应对来自多个源的飞行计划的动态更新。
[0110]在图5中描述的一个示例中,示出的是飞机系统500和地面服务系统(groundservice system) 530,示出动态跟踪并对飞行计划做出变化并将变化跨用于多个订户的多个系统或者本地系统同步并通信的示例。飞机500上的系统包括本地网510,其中,诸如飞行计划/处理设备516、517和效率和操作飞行目标系统设备515的设备使用诸如BLUETOOTH和802.11的标准协议通信地耦接。在至少一个实施方式中,本地网510被配置为经由防火墙520和/或经由路由器或者接入点525访问其他机上系统。利用适当的证书和认证,飞行计划/处理设备516、517被提供至FMC530、COMM无线电/管理器550及其他机上系统的访问。COMM无线电/管理器550使用多个通信链路,诸如利用互联网访问和地面服务防火墙557经由收发器556通信的互联网540和ADS-B、ADS-C和A0C555通信耦接至地面服务530。
[0111]飞行计划/处理设备516、517还被配置为执行来自图1的移动应用150。用户可以使用以该方式配置的飞行计划/处理设备516和517来查看飞行计划。用户基于关于空域环境的最新信息和其对当前的飞行计划的影响(例如,飞机上的燃料载荷的量)确定对飞行计划的变化并将变化输入至飞行计划。一旦输入,通过经由至防火墙520的可用连接向各个订户发送由所有变化或者仅特定变化组成的飞行信息消息使飞行计划的变化同步。通信的飞行信息(即,变化)可能不是飞行计划的全部变化但是可以仅是各个订户自从最后的同步或者基于他们的偏好请求的特定的变化。改变的飞行信息被发送至路由器/接入点525至COMM管理器/无线电550用于经由互联网540传输至地面服务530。地面服务530可以包括经由网络537通信耦接的服务器534、535和538,计算机533和移动设备539。地面服务530可以实施在图1中描述用于地面服务器105的一个或多个功能。地面服务530被配置为使用飞行信息服务组件130的消息构造器132基于多个订户各自的通信协议生成用于多个订户的校正消息。飞行信息服务组件130的消息构造器132以指定用于目标系统的适当的消息格式构造飞行计划/航线消息。消息构造器132构造用于目标系统的输出消息。从而使用空中/地面消息传送服务122将新飞行计划或者更新的飞行计划传输至多个订户、机上飞行管理系统或者移动设备。
[0112]效率和操作飞行目标系统设备515还被配置为接收并存储注释及其他信息,诸如用于飞行信息变化的理论基础。用户笔记可以基于现状动态地生成或者来自用于笔记的共用分类的预定义的种类。效率和操作飞行目标系统设备515被配置为将更新的飞行计划和相关的注释传输至机上飞行管理系统或者机上网络上的其他设备。机上网络通信耦接至诸如互联网的网络。更新的飞行信息可以从而经由互联网通信至地面服务530。效率和操作飞行目标系统设备515被配置为经由机上路由器/接入点525与互联网通信。
[0113]地面服务530包括执行效率和操作飞行目标系统的一些或者所有的地面服务器535。地面服务530通信耦接至也可以包括互联网的附加的地面网络537。多个系统和订户533、534、538、539通信耦接至包括移动计算设备、地方机构和ATC的地面网络537。执行效率和操作飞行目标系统的基于地面的服务器被配置为为各个系统和订户的通信协议自动生成、转变、并格式化从效率和操作飞行目标系统设备515接收的更新的飞行信息。以这种方式,多个系统和订户被更新并且与更新的飞行信息、状态和相关联的信息(例如,变化的理论基础)同步,当飞行信息变得可用时可以实时查看更新的飞行信息、状态和相关联的?目息O
[0114]在一个操作示例中,诸如飞行员的授权的用户可以使用效率和操作飞行目标系统设备515来查看当前的飞行计划信息。效率和操作飞行目标系统设备515执行效率和操作飞行目标系统来查看预先下载的飞行计划。用户可以选择在效率和操作飞行目标系统设备515上使用可用的用户界面,诸如出发/到达/航线格式屏幕、横向的、垂直的、或者速度迹线屏幕、和/或地图视图来查看飞行计划信息。用户与用户界面交互以对飞行信息做出变化。用户可以使用效率和操作飞行目标系统设备515上的输入装置,诸如触摸屏。
[0115]效率和操作飞行目标系统设备515接收并存储该变化。效率和操作飞行目标系统设备515使用机上无线终端或者其他通信装置将该变化经由机上通信信道通信。然后,变化经由互联网被传输至地面服务530。更新的飞行计划信息被地面服务530接收并且处理并经由为各个单独系统和订户的通信协议生成的消息转发至多个本地系统和订户。
[0116]效率和操作飞行目标系统设备515也可以在更新飞行信息的基于地面的服务器上执行。例如,飞行信息服务供应商可以基于最新的天气信息更新飞行信息并将经由互联网更新的飞行信息经由为系统和订户的通信协议生成的消息发送至本地系统和订户。更新还被经由互联网和地至空通信信道(ground-to-air communicat1n channel)发送至机上系统。一旦在机上,更新的飞行信息经由机上网络被发送至效率和操作飞行目标系统设备515和飞行管理计算机530。
[0117]图6示出用于在可以在图1的地面服务器105、网络应用140或者移动应用150的一个或多个组件上执行的多个系统之间动态地改变、通信并同步飞行信息的示例性操作流程。操作600开始操作流程。操作602是在计算设备上接收表示一个或多个飞行目标的飞行信息的步骤。操作604是从一个或多个飞行目标提取飞行信息的步骤。操作606是接收对飞行信息的变更并生成对一个或多个飞行目标的更新的步骤。操作608是跟踪适用于一个或多个订户系统的飞行信息变化的步骤。操作610是存储与飞行信息变化相关联的用户笔记的步骤。操作612是生成与一个或多个订户系统兼容的表示更新的飞行信息的飞行信息消息的步骤。操作610是跨一个或多个网络将生成的飞行信息消息通信至一个或多个订户系统的步骤。
[0118]类似的飞行和计划系统
[0119]在飞行开始时,可以在周期增量中以及在具体的飞行事件期间记录实际飞行数据。实际飞行信息的示例可以包括由航空公司调度发布的飞行计划、飞行管理计算机中的飞行计划、ATC系统中的飞行计划、加速、减速、飞机位置、高度、速度、载油量、重量、航向、航道、襟翼位置、航道、音频通信等。飞行计划和实际飞行信息的记录(均使多条飞行历史分离),可以被相互关联向飞行计划给出实际飞行信息的性能的叙述。该比较对识别有效和最优化机会很重要。
[0120]在至少一个实施方式中,效率和操作飞行目标系统包括允许核准的用户(例如,飞行员、调度员、空中交通管制员)结合多个飞行计划和飞行历史查看现行的飞行计划的图解描写的功能。在又一个示例中,与现行的飞行计划最相关的特定飞行历史数据、过去飞行计划、或者飞行历史被突出或者公布。用户可配置各种选项。例如,可以通过相似的航线、速度、高度、飞机型号、日期范围、始点、目的地、出发时间、到达时间、尾号、飞行员的姓名、或者一个或多个航空公司运营商的航班配置选项。在一个实施方式中,搜索存储在飞行目标数据库中的所有数据,并识别与现行的飞行计划最类似的飞行或者飞行信息。
[0121]效率和操作飞行目标系统包括用于生成飞行计划的计划的功能。例如,参考图1,用户可以使用通过在用户计算设备上执行的移动应用150生成的UI选择类似的飞行历史数据(例如,在先前时间期间的相同的飞行,或者具有相似航线的另一飞行)。使用UI,用户基于日期范围及其他参数选择一系列信息。用户然后可以选择将信息应用至现行的、次要的、和/或备份飞行计划的选项。用户选择的信息被发送至地面服务器105的飞行目标服务组件120。轨迹预测器处理器121也将生成计划的结果(所选择的数据在现行的、次要的、或者备份飞行计划上的计划)。轨迹预测器处理器121生成飞行信息预测和计划。基于飞行计划/航线计划的结果、由用户输入的飞行信息以及当前的、历史的和/或预报的飞行信息状况被发送至用户计算设备并通过移动应用150呈现在UI上。
[0122]另外,用户可以选择类似的飞行历史数据的部分或者手动调整飞行信息历史以生成假设的计划。用户然后基于调整的飞行信息或者假设的计划更改现行的、次要的或者备份飞行计划。已完成计划过程,图1中的效率和操作飞行目标系统100还被配置为在最优化和效率处理器和咨询服务127中生成报告,所述报告表示偏差区域(例如,飞行阶段,诸如爬升、巡航、降落)和当分析当前飞机或者参考飞行的历史的、实际的和计划的飞行信息时,哪里的具体的参数超过可配置的容许公差。
[0123]图7A、图7B和图7C是根据本公开内容的现行的飞行计划的图解描写。图7A示出飞行计划的横向迹线(lateral profile)的描写。图7B示出飞行计划的垂直迹线(vertical profile)的描写。图7C示出与飞行计划的横向部分相关联的速度迹线(speedprofile)的描写。图形示出结合多个飞行计划、飞行历史和实时飞行信息的现行的飞行计划和实际飞行信息的图解描写的示例。迹线通过在用户计算设备上执行的移动应用150或者网络应用140生成。用户还可以访问诸如在图8中示出的这个的UI。在效率和操作飞行目标系统中执行的模块在网络浏览器的窗口或者在效率和操作飞行目标系统设备上执行的其他客户端应用中向用户呈现用户界面(UI)800。UI 800图形地描述飞行航线及其他选择的飞行信息。如在此进一步描述的,可以描述额外的飞行信息,并且UI 800的一些元素可以是任选的。UI 800突出或者公布特定的飞行信息历史,诸如针对飞机或者飞行的过去的飞行计划,或者可以应用来自任何飞行的飞行信息用于比较。只要至少一个飞行信息参数可以与当前的飞行选择相互关联,任何飞行及其飞行信息可以用于比较。相互关联的参数可以是手动选择的或者自动的。自动化是检测飞行和最接近匹配的飞行信息的优选方法。例如,可以通过相似的飞行航线、飞行航线的部分、速度、高度、飞机型号、日期范围、始点、目的地、出发时间、到达时间、尾号、飞行员的姓名、或者航班(flight number)来配置选项。如果不受限制,移动应用150不向飞行目标服务120提供参数。飞行目标服务120自由搜索存储在飞行目标数据库110中的所有数据并公布与现行的飞行计划最类似的飞行或者飞行数据。
[0124]类似的飞行信息的实施方式被计划至现行的飞行计划。用户可以将类似的飞行历史数据应用至现行的飞行计划,从而允许用户观察计划的结果。而且,允许用户操纵或者调整飞行信息历史以观察假设的计划。因为类似的飞行信息历史通常不以可以用于粗略起草的飞行计划的有组织的方式可用,所以使用类似的飞行信息来提供“假设怎样”飞行计划情形操纵是有用的。
[0125]图9示出可以在图1的地面服务器105、网络应用140、或者移
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