用于改进跑道状态感知的系统和方法
【专利摘要】本发明涉及用于改进跑道状态感知的系统和方法。本发明提供了一种如果机组人员位于封闭的跑道上或正在进场封闭的跑道上用于向机组人员生成和通告的装置、方法和计算机程序产品。本发明采用适当的和非误导的信息警告飞行员在封闭跑道上的操作，从而允许飞行员作出更好的决策。
【专利说明】用于改进跑道状态感知的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于改进跑道状态感知的系统和方法。
【背景技术】
[0002]霍尼韦尔的SmartRunway?i致力于解决国家运输安全委员会(NTSB)所列的全球前十大安全问题之一-跑道侵入问题。随着全世界范围内每天发生一起事件，跑道侵入因乘客伤害、飞机修理和安全检测每年耗费行业约I亿美元。
[0003]作为跑道警报和咨询系统(RAAS)的下一代解决方案，SmartRunway?通过及时地在滑行、起飞、最后进场、着陆及滑跑期间向机组成员提供位置咨询和图形警报来改进态势感知，以降低跑道侵入的可能性。
[0004]当飞机为了着陆或起飞进场封闭跑道时，提供给飞行员的信息可能是误导的。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种用于如果机组人员位于封闭的跑道上或正在进场封闭的跑道时向机组人员生成和通告的装置，方法和计算机程序产品。本发明警告飞行员在封闭跑道上利用精确的且非误导的信息进行操作，从而允许飞行员作出更好的决策。
[0006]本发明提供了一种更加适当的“进场封闭的跑道三四左(three four left)”来代替仅“进场三四左”或“进场飞机滑行道”，从而给飞行员做出正确的响应所需要的数据。相似地对于起飞，之前的警报是“在飞机滑行道上”。根据本发明，警报变为“在封闭的跑道上”，消除了混淆并且允许飞行员提供更加及时的响应。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]本发明的优选的和可替代的实施例在下文中参考以下附图进行详细的描述:
[0008]图1是根据本发明实施例形成的示例系统的框图；
[0009]图2是图1所示的系统执行的示例过程的流程图；以及
[0010]包括图3-1和图3-2的图3和图4示出了其中提供了通过本发明提供的改进的情形。
【具体实施方式】
[0011]在一个实施例中，本发明提供了对于霍尼韦尔公司的SmartRunway?的改进,其通过在地面滑行、起飞、最后进场和着陆/滑跑操作期间向机组人员提供及时的听觉消息以便提供对于机组人员改进的态势感知，以便帮助降低跑道侵入事件和事故的可能性。
[0012]当与存储在跑道数据库(例如，霍尼韦尔的增强型近地警告系统(EGPWS)数据库)内的机场跑道信息比较时，基于飞机的当前位置生成警报。
[0013]参考在示出本发明优选实施例的附图，在下文中对本发明进行更全面描述。然而，本发明可以以许多不同的等效的形式体现并且将不被解释为限于在此描述的实施例；相反，提供的这些实施例使得这个公开将是全面和完整的，并且完全表达出对于本领域技术人员的发明范围。相同的附图标记遍及全文指代相同的元件。
[0014]本发明是一种用于向机组人员生成和通告关于飞机相对于飞机场跑道的位置的飞机咨询的装置、方法和计算机程序产品，其是通过在起飞和着陆期间的地面上选择跑道和判别飞机相对于跑道的位置和方向，以及提供具有机场跑道的态势感知给飞行员。
[0015]在一个实施例中，本发明提供了机组人员通过输出设备(诸如扬声器28或显示器30)在常规操作中可以听到或者看到的输出，其提供了在滑行和飞行操作期间相对于跑道增加的位置感知。本发明包括跑道数据库，该数据库包括用于允许在封闭的跑道进行检测操作以及警告飞行员跑道封闭状态的操作状态(即，封闭)跑道信息。封闭跑道信息可以将跑道标识为部分的或者完全的封闭。如果封闭跑道信息将跑道标识为部分封闭的，则跑道信息可以包括关于跑道被封闭的区域(或者开放部分)的信息。本发明与霍尼韦尔的SmartRunway?:共同操作以避免多重的，混淆的通告。
[0016]图1举例且非限制性地示出机场态势感知系统20，该系统用于相对于飞机滑行跑道和跑道定位飞机以及生成用于增强飞行员态势感知的咨询。
[0017]飞机态势感知系统20包括处理器22，该处理器被耦合到周期采样实时电子数据信号，该电子数据信号代表一个或多个感兴趣的飞机状态参数，诸如纬度和经度位置信息；无线电，GPS，或气压高度；地面速度；航迹角；齿轮的设定；水平和垂直品质因数；以及一个或多个其他可能感兴趣的飞机状态参数。这样的数据在不同的格式下可以使用，包括ARINC429、ARINC575、摸拟、离散，或高级的数字格式。
[0018]导航数据可以直接从导航系统获得，该导航系统可以包括惯性导航系统(INS)，卫星导航接收器诸如全球定位系统(GPS)接收器、VLF / OMEGA、罗兰C、或V0R/DME，或来自飞行管理系统(FMS)。
[0019]机场数据库26可以包括机场信息，诸如在固定障碍物(塔，建筑，和飞机库)上的数据、感兴趣的跑道，包括:用于标识机场的机场指示器；宽度和长度值；跑道测量数据，包括跑道中心点，跑道中心线和两个跑道端点；以海里为单位提供跑道位置不确定性总体估计的跑道位置质量信息以及例如以英尺为单位提供跑道位置不确定性精细估计的品质因数信息；跑道海拔；用在跑道端部的以度数为单位的跑道真实航向，以及基于分配指定的跑道指示器角度；用以进场任一航向，即跑道的任一端部的以度数为单位的下滑角；在跑道位置处以英尺为单位的过渡高度；跑道关闭信息；在跑道周围所选区域内的地形质量数据，诸如约15英里的区域，包括最高和最低海拔；以及测量精度因数。通过处理器22执行供跑道选择逻辑使用的所存储信息中的许多。
[0020]通过处理器22执行的跑道选择在美国专利号6，304，800的专利中进行了描述，该专利名称为自动跑道选择,在2001年10月16日由Yasuo Ishihara等公布的,该专利由本申请的受让人拥有，并且全部通过引用的方式合并于此。
[0021]然而，关于在下面详细提供的本发明的各个实施例的描述，应当理解的是，本发明的各个方面可以被任何使用存储的关于跑道的信息用于跑道选择的系统所使用。因为这个公开仅仅用于说明目的，所以本发明的范围不应该限于在下面所描述的系统，因为下面描述的概念和设计可以在任意类型的使用跑道信息用于跑道选择的系统上实施。
[0022]只要保持向后的兼容性所述数据库就能并入现有数据库中。在一个实施例中，在数据库中为每个跑道入口增加位元。当激活时，该位元将跑道标记为关闭的。在这个实施例中，当增加位元时，对应的跑道被标记为非RAAS (跑道感知和咨询系统)(即在RAAS中对于选择不可用)。在另一个实施例中，处理器22包括编码，该编码将包括作为潜在跑道的封闭非RAAS跑道，但是将使封闭信息附连到任何已选择的跑道输出信息。
[0023]该信息输出旨在降低封闭的跑道侵入的风险。通过采用适当的和非误导信息警告飞行员在封闭的跑道上的操作，飞行员可以做出更好的决策。因此，取代仅“进场三四左”或“进场飞机滑行道”警告，更适当的警告“进场封闭的跑道三四左”将给飞行员做出正确的响应所需要的数据。相似地对于起飞，可能地误导性的“在飞机滑行道上”的警报将变为“在封闭的跑道上”，消除了混淆并且允许飞行员更加迅速地响应。
[0024]图2示出了由系统20执行的示例过程80。首先，在块84，跑道操作信息(包括封闭的跑道信息)的路线更新被应用到跑道数据库。大多数航线需要定期更新给跑道数据库。这个更新频率为机组人员提供足够的封闭跑道信息。其次，在决策块88，处理器22判别飞机是否在飞行中。如果飞机不是在飞行中，那么，在决策块90，处理器22判别飞机是否正在进场部分或完全封闭的跑道。如果飞行中的飞机没有正在进场部分或完全封闭的跑道，那么过程80返回到决策块88。如果飞行中的飞机正在进场部分或完全封闭的跑道，那么，在决策块92，处理器22判别飞机是否正在进场部分封闭跑道的封闭部分或正在进场封闭的跑道。如果飞机正在进场部分封闭跑道的封闭部分或正在进场封闭的跑道，那么，在决策块96，处理器22将封闭的跑道指示(即音频或视觉的)输出到(一个或多个)输出设备。如果飞机没有正在进场部分封闭跑道的封闭部分，那么，在块98，处理器22将包含具有跑道ID信息的封闭跑道信息(例如可用跑道的数量)输出到(一个或多个)输出设备。
[0025]如果在决策块88，处理器22判别飞机不是在飞行中，那么，在决策块100，处理器22判别飞机是否在部分地或完全地封闭的跑道上。如果飞机不在部分地或完全地封闭的跑道上，那么过程80返回到块84或决策块88。如果飞机在部分地或完全地封闭的跑道上，那么，在决策块102，处理器22判别飞机是否在部分封闭的跑道的封闭部分或封闭的跑道上。如果飞机在部分封闭的跑道的封闭的部分或封闭的跑道上，那么，在块96，处理器22将封闭的跑道指示(即音频或视觉的)输出到(一个或多个)输出设备。如果飞机没有在部分封闭的跑道的封闭的部分，那么，在块98，处理器22将包含具有跑道ID信息的封闭的跑道信息(例如可用跑道的数量)输出到(一个或多个)输出设备。
[0026]根据飞行中的状态，封闭的跑道指示是，例如，“在封闭跑道上”或“进场封闭跑道”。
[0027]图3-1示出了飞机正在进场部分封闭的跑道的开放端部(部分)的情形，该跑道被看作更短。一旦飞机在跑道阈值包络内，则基于存储的跑道数据库信息将警报“进场二五右-7000英尺可用”输出给机组人员。
[0028]在另一实施例中，处理器22可以指示，如果飞机正在进场封闭段那么有多少跑道是封闭的。例如，如果跑道的前1000英尺封闭，则提供“进场25R，前1000英尺封闭”。
[0029]图3-2示出了飞机在部分封闭的跑道的封闭端部(部分)上或在完全封闭跑道上的情形。当飞机被判别在跑道上时，基于存储的跑道数据库信息将警报“在封闭的跑道上”输出给机组人员。
[0030]如果飞机在部分封闭的跑道的开放段，则会提供示例警报“在跑道二四，7000英尺可用”或“在跑道二四，最后1000英尺关闭”。
[0031]当起飞或着陆在部分封闭的跑道的开放段时，则只有分析较短跑道可用的跑道长度。应该不会发生从封闭段起飞。[0032]图4示出了当飞机在封闭的跑道上的情形。如果飞机在部分封闭的跑道的封闭的端部(部分)上或在完全封闭的跑道上，那么，“在封闭的跑道上”的警报基于存储的跑道数据库信息输出给机组人员。如果飞机在部分封闭的跑道的开放的端部(部分)上，那么基于存储的跑道数据库信息将警报“在二四右__英尺可用”输出给机组人员。
[0033]如上所述，虽然本发明的优选的实施例已经做了说明和描述，但在不背离本发明的精神和范围内可以做出许多变化。因此，本发明的范围不限定于优选实施例公开的内容。相反，本发明应当通过随后的权利要求整体地确定。
[0034]本发明的实施例中要求保护的独占权或基本权利由如下的权利要求来加以限定。
【权利要求】
1.一种方法，包括: 在处理器处， 基于存储在数据库中的事先上传的跑道操作信息，判别自动选择的跑道是否被标识为至少部分封闭的跑道； 如果飞机从空中正在进场已选择的跑道并且飞机正在进场的跑道的部分被标识为跑道的封闭部分，那么基于存储的跑道操作信息，生成封闭的跑道指示； 如果飞机在已选择的跑道上并且飞机所在的跑道部分被标识为跑道的封闭部分，那么基于存储的跑道操作信息生成封闭的跑道指示；并且在输出设备处， 呈现所生成的封闭的跑道指示或所生成的具有增加了封闭的跑道指示的跑道通知信息。
2.根据权利要求1的方法，进一步包括: 在处理器处， 周期地采用当前跑道操作信息来更新数据库。
3.根据权利要求1的方法，进一步包括: 在处理器处， 如果飞机从空中正在进场已选择的跑道并且飞机正在进场的跑道的部分未被标识为跑道的封闭部分，那么基于存储的跑道操作信息，生成跑道信息和可用的跑道信息；以及如果飞机在已选择的跑道上并且飞机所在的跑道部分未被标识为跑道的封闭部分，那么基于存储的跑道操作信息生成跑道信息和可用的跑道信息；以及在输出设备处，呈现所生成的跑道信息和可用跑道信息。
4.根据权利要求1的方法，其中所述跑道操作信息包括封闭信息。
5.根据权利要求4的方法,其中封闭信息包括部分的或完全的封闭信息中的至少一个。
6.—种位于飞机上的系统,该系统包括: 数据库，其被配置为存储事先上传的跑道操作信息； 处理器，其被配置为， 基于存储的跑道操作信息，判别自动选择的跑道是否被标识为至少部分封闭的跑道；如果飞机从空中正在进场已选择的跑道并且飞机正在进场的跑道的部分被标识为跑道的封闭部分，那么基于存储的跑道操作信息，生成封闭的跑道指示；以及 如果飞机在已选择的跑道上并且飞机所在的跑道部分被标识为跑道的封闭部分，那么基于存储的跑道操作信息生成封闭的跑道指示；以及 输出设备，其被配置为呈现所生成的封闭的跑道指示。
7.根据权利要求6的系统，进一步包括通信设备，其被配置为从远程源接收更新的跑道操作信息，其中所述处理器被配置为采用已接收的跑道操作信息来更新数据库。
8.根据权利要求6的系统，其中所述处理器被进一步配置为， 如果飞机从空中正在进场已选择的跑道并且飞机正在进场的跑道的部分未被标识为跑道的封闭部分，那么基于存储的跑道操作信息生成跑道信息和可用的跑道信息； 如果飞机在已选择的跑道上并且飞机所在的跑道部分未被标识为跑道的封闭部分，那么基于存储的跑道操作信息生成跑道信息和可用的跑道信息； 其中输出设备被进一步配置为呈现所生成的跑道信息和可用跑道信息。
9.根据权利要求6的系统,其中跑道操作信息包括封闭信息。
10.根据权利要求9 的系统，其中所述封闭信息包括部分的或完全的封闭信息中的至少一个。
【文档编号】G08G5/02GK103680216SQ201310476751
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月4日 优先权日:2012年9月5日
【发明者】K·J·康纳, C·阿什福德, S·C·约翰逊 申请人:霍尼韦尔国际公司