智能飞机地面支持单元的制作方法

本发明涉及一种地面支持单元，用于根据特定且预先建立的服务程序来服务地面上的飞机。由这种地面支持单元提供的服务包括：向飞机供应电动力、气压动力、液压动力或热动力；供应燃料或除冰液；牵引并滑行飞机；以及向货物、行李、餐饮服务、装备或乘客提供进入飞机内部的入口。这些服务中的每种服务都必须根据特定的服务程序来提供，所述特定服务程序取决于飞机的类型、磨损它的公司等。本发明允许地面支持单元识别准备服务并位于其地面附近的飞机，并自动检索被适配用于所述飞机的特定服务程序。
背景技术：
：大多数航空公司的飞机都按照法律配备有应答器，所述应答器实时地向主管的空中交通管制当局识别飞机的类型、磨损飞机的公司、其注册号、其航行时刻表及其瞬时位置(由于gps)。这当然允许比单独的雷达更高效地控制空中交通。空中交通也可以在线且实时跟踪，例如在：http://www.flightradar24.com/中，给出了应答器接通的所有飞机在地图上的位置。点击特定的飞机将会弹出具有所述飞机的图片和各种识别细节的窗口。传统上，飞行员通常在着陆后不久就会关闭其应答器。最近的立法倾向于强制飞行员使其应答器保持开启，直到飞机到达其停放位置。当停驻在其着陆与起飞之间的停放位置时，飞机需要多种服务。例如，飞机需要补给燃料并且必须供应有电动力以及气压或液压动力，从而使得当其停放在地面上时其所有动力功能可以在其发动机关闭时保持运行。驾驶舱需要根据当地天气情况进行加热或冷却。飞机可能需要从停机坪的一个点牵引或滑行到另一个点。移动楼梯或换乘套筒可能必须耦合至飞机舱门以供乘客换乘。这些和其他服务由相应的飞机地面支持单元来执行。这些地面支持单元中的一些是移动的，诸如加油车、除冰车、滑行牵引器，而其他的地面支持单元至少固定一个点处，诸如用于乘客换乘的换乘套筒、用于将热空气或冷空气吹入飞机驾驶舱的管道等。所有这些飞机地面服务的共同点是这种服务必须根据特定的服务程序来执行。服务程序可以根据飞机的类型和磨损飞机的公司而变化。例如，针对空中客车a320的上述服务之一的服务程序可能与波音747的服务程序不同。同样，针对由英国航空公司磨损的空中客车a320的服务程序不一定与由汉莎航空公司磨损的空中客车a320的服务程序相同。例如，只有少数几种飞机类型允许通过深冷空气(a380为-18℃)进行客舱冷却，其他飞机则限制于+1℃。例如，一些飞机要求在发动机启动期间将供应功率限制在特定值，每个值从一架飞机到另一架飞机有所不同。因此，在向飞机发起服务之前，相应的地面支持单元的操作员必须首先识别飞机类型和公司，在列表中检查对应于所述飞机的特定服务程序，并且相应地操作所述地面支持单元。随着低成本航班的出现，飞机在着陆与起飞之间保持停驻在地面上的时间已经显著减少。结果是，在飞机停驻期间所需的所有服务可以用较少的时间来完成，这对人为错误有不利的影响。任何错误都可能对飞机安全产生重大影响。例如，如果电动力源单元以高于给定飞机所容许的强度来供应电流，则飞机的电气系统可能受到损坏。如果补给燃料不完全或者只有部分除冰，则后果可能是可怕的。在不设计成允许零度以下温度的飞机内允许零度以下的冷空气将导致飞机损坏和航班延误。此外，地面支持单元的操作参数可能需要根据飞机内部的实际条件(例如，温度)来修正。由于功耗降低的明显原因，必须避免来自地面支持单元和来自飞机的辅助动力单元(apu)的双重冷却。本领域中仍然需要优化对地面上的飞机进行的服务，并且特别是确保适当的服务程序应用于每架特定的飞机。本发明提出了一种地面支持单元，所述地面支持单元设置有允许自动识别特定飞机并且选择与所识别的飞机相对应的特定服务程序的系统。所述系统还允许根据飞机的实际状态来优化服务参数，所述实际状态包括但不限于客舱或混合室温度、apu开关状态。在下面的部分中呈现了本发明的这些和其他优点。技术实现要素：本发明在所附独立权利要求中被限定。优选实施例在从属权利要求中被限定。具体而言，本发明涉及一种飞机地面支持单元，用于根据特定服务程序向地面上的飞机供应服务，所述地面支持单元包括：(a)接收装置，适用于通过接收由正在运动中或停放在地面上的飞机的应答器发射的信息来识别所述飞机，所述信息包括飞机位置的瞬时gps坐标、飞机的标识、飞机的类型、以及磨损飞机的公司、其他状态数据(如飞机温度、apu状态)；以及(b)微处理器，适用于·基于由所述接收装置识别的所述飞机的标识、类型和/或公司来选择预定义并存储在数据库中的特定服务程序，并且·控制所述飞机地面支持单元实现如此选择的所述特定服务程序以向所述飞机供应服务存在用于服务地面上的飞机所需的许多地面支持单元。特别地，它们包括：(a)地面电动力源单元，(b)地面气压或液压动力单元，(c)用于加热或冷却飞机的地面热加热单元，(d)飞机后推和滑行牵引器，(e)飞机除冰单元，(f)地面燃料供应单元，(g)用于装载货物、行李、餐饮服务或装备的装载单元，(h)移动飞机客梯，(i)耦合至所述飞机的舱门以供乘客换乘的换乘套筒。由上述类型的地面支持单元提供的服务必须根据特定服务程序来执行，所述特定服务程序包括需要遵守的各种参数。例如，可以引用以下参数：(a)在地面电动力源中：供应时间、供应功率、供应能量、电流上限、供应电压、供应频率；(b)在地面气压或液压动力源单元中：供应时间、供应功率、供应能量、气压或液压压力上限、供应流量(c)在用于加热或冷却飞机的地面热加热单元中：供应时间、目标温度、最大允许吹风压力、最大允许吹风流速、最小吹风温度、飞机混合室除霜周期、供应功率、供应能量，(d)在飞机牵引和滑行牵引器中：最大飞机重量、目的地、最大推力/牵引力、最大推动速度/牵引速度(e)在飞机除冰单元中：最大飞机高度、机翼跨距、推荐的液体量，喷射流速和压力、允许的液体类型；(f)在地面燃料供应单元中：最大燃料量、燃料类型、燃料箱入口的高度、燃料箱入口的尺寸(g)在用于装载货物、行李、餐饮服务、或装备的装载单元中：进入口的高度、进入口的尺寸(h)在移动飞机客梯中：出入舱门高度；(i)在换乘套筒中：出入舱门高度。特别是对于可以停驻成与待服务飞机相距一定距离的移动地面支持单元，优选的是接收装置能够从至少高达30m(优选地，至少高达50m)的距离处接收由飞机的应答器发射的信息。对于静止地面支持装置，如换乘套筒，飞机总之必须非常靠近门而停放，以允许换乘套筒耦合至飞机舱门，使得接收装置能够足以从短得多的距离处接收由飞机的应答器发射的信息。对于移动地面支持单元，如果这种移动单元包括gps，这是有利的，其中，所述微处理器可以计算所识别飞机与所述地面支持单元的距离d。在优选实施例中，所述微处理器与远离地面支撑单元而定位的中央处理器进行通信。所述中央处理器可以通过跟踪每个单元的位置并且将此数据与最近的飞机的位置以及单元是在操作模式下还是在休息模式下的位置进行关联来主动管理移动地面支持单元的编队，将其发送到特定的飞机，或者被动地管理所述编队。在又优选实施例中，所述微处理器适用于记录信息，所述信息包括实际服务时间、能耗以及包括在服务所识别飞机期间出现的技术问题的意外事件。在此实施例中，所述微处理器适用于将如此记录的所述信息发送到中央处理器以进行进一步处理，包括对所述地面支持单元的问题和/或开具发票进行处理。所述微处理器可以进一步适用于从所述应答器接收关于所述飞机的即时状态的数据，所述数据包括混合室的即时温度、客舱的即时温度、辅助动力单元(apu)的激活与否、箱中的剩余燃料水平、客舱中的相对湿度中的一项或多项的值。在此实施例中，所述微处理器可以被编程用于在预定义范围内对根据所接收到的关于所述飞机的所述即时状态的所述数据所选择的所述服务程序进行优化。例如，在所述数据表明apu在地面支持单元耦合至飞机时被激活的情况下，所述微处理器可以向飞行员发送消息以通知：地面支持单元耦合至飞机且可操作并且apu可能是冗余的。飞行员然后可以决定是否关闭apu。因为ads-b型应答器似乎使其自身成为最安全类型的应答器，因此如果接收装置适用于从ads-b(＝自动相关监视-广播)型应答器接收信息，则是有利的。如果接收装置适用于接收扩展的1090mhz类型的信号，则也是有利的。本发明还涉及接收装置用于从数据库中选择将由地面上的特定飞机上的地面支持单元使用的特定服务程序的用途。所述选择基于由所述特定飞机的应答器发射的、从所述接收装置接收到的信息，其中，所述飞机地面支持单元适用于根据所述特定服务程序向地面上的所述飞机供应服务。所述信息包括例如飞机位置的瞬时gps坐标、飞机的标识、飞机的类型、以及磨损飞机的公司。在优选实施例中，所述信息进一步包括关于飞机的即时状态的数据，所述数据包括混合室的即时温度、客舱的即时温度、辅助动力单元(apu)的激活与否、箱中的剩余燃料水平、客舱中的相对湿度中的一项或多项的值。基于所述数据，接收装置可以进一步用于在由所述服务程序允许的预定义范围内对所述服务程序进行优化。所述微处理器适用于在预定义范围内对根据所接收到的关于所述飞机的所述即时状态的所述数据所选择的所述服务程序进行优化在一个实施例中，所述接收装置安装在所述地面支持单元上。在替代性实施例中，所述接收装置安装在所述地面支持单元的停放站处，其中，所述地面支持单元在其两种用途之间进行配置。所述接收装置可以用于为以下类型的服务选择以下服务程序：(a)根据包括供应时间、供应功率、供应能量、电流上限、供应电压、供应频率的特定服务程序向地面上的飞机供应电力；(b)根据包括供应时间、供应功率、供应能量、压力上限、供应流量的特定服务程序向地面上的飞机供应气压动力或液压动力；(c)根据包括供应时间、目标温度、最大允许吹风压力、最大允许吹风流速、最小吹风温度、飞机混合室除霜周期、供应功率、供应能量的特定服务程序来供应或排出用于对地面上的飞机进行加热或冷却的热能。(d)根据包括最大飞机重量、目的地、最大推力/牵引力、最大推动速度/牵引速度的特定服务程序来移动并滑行地面上的飞机；(e)根据包括最大飞机高度、机翼跨距、推荐的液体量、允许的液体类型的特定服务程序对飞机的可移动外部元件进行除冰；(f)根据包括最大燃料量、燃料类型、燃料箱入口的高度、燃料箱入口的尺寸的特定服务程序向地面上的飞机供应燃料；(g)根据包括进入口的高度、进入口的尺寸的特定服务程序来装载货物、餐饮服务或装备；(h)根据包括出入舱门高度的特定服务程序来耦合移动飞机客梯，(i)所述接收装置可以用于基于由飞机应答器提供的状态数据(混合室温度、客舱温度、apu状态开关)来调整地面支持单元的性能附图说明为了更充分理解本发明的性质，结合附图参考以下详细说明，在附图中：图1：示出了地面上的由与飞机的应答器进行通信的多个地面支持单元围绕的飞机的侧视图。图2：示出了并排位于地面上的两架飞机的顶视图，其中两个地面支持单元与每架飞机的应答器进行通信。图3：示出了地面上由多个地面支持单元围绕的飞机的顶视图，所述多个地面支持单元与飞机的应答器进行直接通信或者与中央服务器进行直接通信，所述中央服务器与所述应答器进行直接通信。图4：示出了地面上的飞机的侧视图，所述飞机的应答器与地面支持单元的停放站进行直接通信。具体实施方式如图3所展示的，飞机在着陆与起飞之间停留在地面上期间，必须由用于提供飞机功能性、舒适性和安全性所需的各种服务的许多地面支持单元来进行服务。例如，图3示出了向飞机供应电动力、气压动力或液压动力的动力源单元(1p)；所述飞机利用补给燃料车(1f)来补给燃料；移动楼梯(1s)或换乘套筒(未示出)必须耦合至飞机的舱门，以允许乘客换乘；空调管道(1ac)耦合至飞机的舱门，以将热空气或冷空气吹入驾驶舱以控制飞机内的温度；滑行或牵引车(1t)可以将飞机移动到期望位置。可能需要其他服务，这些服务在图3中未示出。例如在冻结温度的情况下，飞机的一些可移动部分需要在起飞之前喷上除冰溶液；货物、行李、餐饮服务或其他装备可能必须经由传送带或升降台来装载。上述服务中的每一项服务都必须根据由每个航空公司建立的准确服务程序来进行，取决于飞机型号、或者甚至取决于根据其来源机场、下一目的地、自最后服务的英里数的特定飞机等。如
背景技术：
中所讨论的，在开始服务之前，操作员必须首先识别飞机，将所述识别输入到计算机中以便检索与所识别飞机相对应的特定服务程序，并将所述服务程序实施到进行所述服务所需的地面支持单元中。这个过程是缓慢的且对许多转录错误是开放的。地面支持单元操作可能需要飞机状态数据来优化操作(飞机温度、混合室温度、apu状态……)。为了解决这些问题，本发明提出了一种地面支持单元(1)，用于根据特定服务程序向地面上的飞机(3)供应服务，其中所述地面支持单元包括：(a)接收装置(5)，适用于通过接收由正在运动中的或停放在地面上的飞机(3)的应答器(7)发射的信息来识别所述飞机，所述信息包括飞机位置的瞬时gps坐标、飞机的标识、飞机的类型、以及飞机的公司，(b)微处理器，适用于根据由所述接收装置接收到的所述信息来选择并实施在与所述如此识别的飞机(3)的类型和公司相对应的数据库中存储的预定义服务程序。接收装置(5)允许对特定飞机的注册号码、型号和公司进行瞬时且无差错识别。这种手动进行的操作在选择对应于所述飞机的特定服务程序中是错误的重要原因。因此，特定飞机的识别数据被输入到系统中，并且在没有任何人为干预的情况下被供应到微处理器。基于如此接收到的识别数据，微处理器检索与如此识别的飞机相对应的特定服务程序，并且控制地面支持单元向所识别的飞机实现所选择的特定服务程序。在优选实施例中，地面支持单元是可移动的并且配备有gps以识别其瞬时位置，并且微处理器能够计算所述移动地面支持单元与所述飞机之间的距离d。地面支持单元的微处理器可以是自主的，因为它可以仅与接收装置和所述地面支持装置的操作功能进行通信。然而，在优选实施例中，地面支持单元的微处理器与远离地面支持单元而定位的中央处理器(9)进行通信。所述中央处理器与其他地面支持单元进行通信，并且可以优化不同地面支持单元之间的交互或者决定哪个单元最适用于服务给定的飞机，取决于所需的服务程序、取决于到飞机的距离、或者取决于由定位在附近的另一架飞机对类似服务的需求。这在图2中示意性地被展示，其中，第一地面支持单元(1a)位于距第一飞机(3a)一定距离(da-a)处并且位于距第二飞机(3b)一定距离(da-b)处。第二地面支持单元(1b)位于到第二飞机一定距离(db-b)处，所述距离等于距第一单元(1a)的一定距离(da-b)。然而，第二单元(1b)到第一飞机(3a)的距离(db-a)远大于距第一单元(1a)的距离。在本发明的实施例中，中央处理器将总距离(da-a+db-b)与第一和第二单元(1a，1b)取决于它们是否被发送到第一或第二飞机(3a，3b)而必须运行的总距离(da-b+db-a)进行比较，并选择产生最短总距离的选项。在图2所展示的示例中，(da-a+db-b)<(da-b+db-a)，从而使得中央处理器将发送第一单元(1a)以服务第一飞机(3a)并且发送第二单元(1b)以服务第二飞机(3b)。在替代性实施例中，给定地面支持单元的微处理器也可以与附近的其他地面支持单元的微处理器进行通信并交换信息。除了与中央处理器或与其他地面支持单元进行可能通信之外，并且除了选择和实施针对特定飞机的特定服务程序的速度和可靠性之外，本发明还提供了其他优点。例如，微处理器可以记录包括任何意外事件的信息，例如在服务所识别飞机期间出现的技术问题。此信息可以自动传送到技术团队，以快速处理所识别的问题。此外，地面支持单元所遇到的所有意外事件和日期都被存储，并可以检索以评价所述单元的可靠性。通过根据其位置来建立对一种类型的地面支持单元的使用频率的统计，可以优化所述单元的停放站的地理分布。对机场的给定地理区域中的服务程序进行限定的参数值的最常用范围的分析可以有助于安装专门设计用于在所述范围内(例如，功率、高度、燃料箱容量等)工作的地面支持单元。通过记录地面支持单元的实际服务时间和能耗，可以基于所进行的实际工作向客户即时开具发票。如果采用统一费率，则可以对其进行适配以更好地匹配单元的实际消耗。应答器可以包括涉及飞机的许多信息，包括涉及飞机即时状态的数据。例如，应答器可以包括在飞机的混合室或客舱中的即时温度和/或相对湿度的值；其可以包括箱中剩余燃料量的实际值；它可以指示辅助动力单元(apu)是否被激活；等。借助于此信息，地面支持单元可以在由所述服务程序允许的预定义范围内优化对应于飞机的特定服务程序。例如，如果客舱或混合室的即时温度被包括在一定范围内，则可以通过改变和优化由预调节空气地面单元(pca)吹入客舱中的冷空气的温度来适配对应于飞机的服务程序。在另一个示例中，需要大型燃料车来补给燃料的大燃料容量的飞机在油箱不空的情况下可以由小型卡车来服务。apu(辅助动力单元)是安装在飞机上的小型涡轮发动机，主要在飞机地面操作期间使用以提供电力、压缩空气、空调或轴功率。apu功耗高，并且如果由飞行员用来冷却客舱，而预调节空气的地面单元(pca)同时吹出销售舱内的冷空气，则功耗将无用地翻倍。这同样适用于向飞机提供400hz功率的地面动力单元(gpu)，而无需来自apu的介入。在优选实施例中，根据本发明的地面支持单元，特别是pca或地面动力单元(gpu)，可以由应答器告知：apu是打开还是关闭。在apu打开的情况下，可以向飞行员发送消息或信号，通知在apu打开时pca或gpu耦合至飞机，从而使得飞行员可以决定是否关闭apu。接收装置(5)优选地能够接收由相距至少高达30m，优选地至少高达50m距离的飞机的应答器发射的信息。较长的接收距离不是特别需要的，因为由地面支持单元在更远距离处识别的飞机或者仍然处于运动中并且可能正滑行远离所述单元，或者如果它已停放，则可能会找到被定位成与所述飞机更接近的第二地面支持单元。对于移动地面支持单元，接收装置的高达50m的接收距离是期望的，停靠位置可随时间变化。对于静止地面支持单元，例如用于乘客换乘的换乘套筒或者加热或冷却空气供应管道(1ac)(通常耦合至换乘套筒)，只需要较短的接收范围，因为飞机必须停放在靠近停放。限定特定服务程序的参数取决于由给定地面支持单元(1)供应的服务的类型。表1列出了根据由地面支持单元提供的服务的类型来限定特定服务程序的参数的许多非穷尽性示例。表1：根据地面支持单元的类型来限定服务程序的参数的示例。根据本发明的地面支持单元的接收装置(5)在本领域中是公知的并且容易在市场上获得。空中交通管制服务通常使用这样的接收装置来接收来自飞机应答器的信号，并且因此识别飞机位置的瞬时gps坐标。飞机位置可以在http://www.flightradar24中在任何计算机上实时可视化。飞机上安装有不同类型的应答器。迄今为止，ads-b(＝自动相关监视-广播)型应答器似乎将为飞行员和空中交通管制两者提供最大的益处，并且目前被认为改进了飞行的安全性和效率二者。这种类型的应答器将来可能被强制作为一种规范。因此，根据本发明的地面支持单元的接收装置(5)应当优选地适用于接收来自ads-b型应答器的信息。明显的是，随着技术的发展，新的系统将会出现，并且然后接收装置将必须适用于与这样的新系统进行通信。2002年，联邦航空管理局(faa)宣布决定将航空母舰和高性能飞机运营商的1090mhz扩展电文(1090es)链路用作中继ads-b位置报告的物理层(参见http：//en.wikipedia.org/wiki/automatic_dependent_surveillance_％e2％80％93_broadcast#1090_mhz_extended_squitter)。此外，根据本发明的地面支持单元的接收装置应当优选地适用于接收扩展的1090mhz类型的信号。随着立法的发展和新链路的强加，接收装置将必须适应新的系统。通用接入收发器链路是针对典型的通用航空用户强加的。因此适用于本发明的接收装置也应当优选地与通用接入收发器链路兼容。接收装置(5)用于基于从由地面上的特定飞机(3)的应答器发射的、由所述接收装置接收到的信息来对将由所述特定飞机上的地面支持单元(1)所使用的服务程序进行自动限定的用途，相对于较慢且容易出现人为错误的现有系统来说是新型的且较为有利。所述接收装置可以安装在所述地面支持单元本身上(参见图1)或者所述地面支持单元的停放站(11)处，其中，所述地面支持单元在其两种用途之间进行配置(参见图4)。也可以将接收装置安装在与地面支持单元编队进行通信的中央处理器(9)上。所述中央处理器判定哪些地面支持单元用于服务给定的飞机，并且识别待由所述地面支持单元实现的特定服务程序。在替代性实施例中，中央处理器(9)跟踪地面上的飞机以及地面支持单元的gps位置坐标，并跟踪后者是处于操作模式下还是处于休息模式下。即使没有来自地面支持单元的、指示它们正在服务特定飞机的任何特定信号，如果将其间隔开的距离d小于预定义值(例如，d<10m)，并且如果所述特定地面支持单元处于操作模式下，则中央处理器也可以确定特定地面支持单元正在服务特定飞机。这允许对各种地面支持单元的位置和活动进行即时描述，这对于所述地面支持单元编队的管理是有用的。参考描述1飞机地面支持单元1a第一飞机地面支持单元1ac加热或冷却空气供应管道1b第二飞机地面支持单元1f加油车1p电或气压动力源单元1s乘客移动客梯1t滑行或牵引车3飞机3a第一飞机3b第二飞机5接收装置7应答器9中央处理器11地面支持单元的停放站d地面支持单元与飞机之间的距离da-a第一地面支持单元与第一飞机之间的距离da-b第一地面支持单元与第二飞机之间的距离db-a第二地面支持单元与第一飞机之间的距离db-b第二地面支持单元与第二飞机之间的距离当前第1页12