本公开涉及空中交通管理，并具体涉及基于轨迹预测的概率性质来管理有基于性能导航（pbn）能力的航空器和非pbn航空器的混合机队的轨迹（trajectory）。
在常规操作中，航空器的飞行一般可遵循由无线电导航信标所定义的路径。因此，此类飞行路径通常不是到目标的最直接路线，因为仅有限数量的无线电导航信标可被列出并由空域中的所有飞行所共享。区域导航（rnav）提供为使航空器在任何给定时刻知道其位置的方法，所以航空器可沿由不必要与无线电导航信标符合的导航座标（navigationfix）所定义的路径从其起点被导航到其目的地，引起更一致和更直接的路线。要求的导航性能（rnp）（由基于卫星的导航所使能的技术），允许航空器以高精度来飞行rnav路径（包括弯曲段）。此技术允许精密地规划并进一步优化飞行路径来增强安全性、变得更直接、并改进效率。rnp/rnav规程或pbn规程（与由在航空器上的飞行管理系统（fms）所提供的垂直导航（vnav）能力耦合）被视为飞行导航的未来。
然而，实现pbn的一个问题是在空域中可存在多个飞行要为相同的资源（一个或更多）进行竞争。在没有预先协调的情况下，空中交通控制员可能不得不通过将一个或更多航空器的特定策略（tactical）速度、高度、以及航向命令通知到航空器来引导该航空器，使得可在多个航空器之间始终维持安全分离。在终端区域中，这可意味着飞行路径延伸和水平飞行段，其准确出现和参数不能被预先预测。在一些实例中，给定航空器的到达时间和轨迹的不确定性，空中交通控制员指挥航空器的技能可能被严重依赖。还有，尽管rnp/rnav到达和进场（approach）规程可已经针对目的地终端区域来开发，但它们通常不针对能够飞行这些规程的飞行和/或可能被引导偏离规程飞行路径的飞行来清除以解决航空器之间的间隔。如此，可能存在低于已被部署的规程和空运（airborne）能力以及未来系统的期望利用的利用。
因此，提供一种能为具体飞行生成更高效的飞行路径轨迹的系统和方法将是合乎需要的。
技术实现要素：
根据一些实施例，提供了一种方法。该方法包括接收间隔咨询器模块处的空域数据、天气数据、和飞行数据，所述空域数据、天气数据和飞行数据涉及多个飞行；经由轨迹建模器来生成到目标区域的所述多个飞行中的飞行的每个飞行的预测轨迹；运算针对沿参考飞行路径的点中的至少一个点的期望间隔；基于期望间隔来操纵第一飞行和第二飞行中的至少一个飞行的轨迹；基于所接收的数据、所生成的预测轨迹、以及所述预测轨迹的操纵，经由所述间隔咨询器模块来生成与所述多个飞行中的第一飞行和第二飞行关联的目标间隔，其中所述目标间隔是当第一飞行经过第一计量点时第二飞行与第二计量点之间的距离；以及基于所生成的目标间隔来操作与第一飞行关联的第一航空器和与第二飞行关联的第二航空器中的至少一个。
根据一些实施例，提供了一种系统。该系统包括用以接收数据的配置管理器模块，所述配置管理器模块可操作以使用所接收的数据来：经由飞行列表模块来追踪飞行列表中的多个飞行；更新空域模型；更新天气模型；轨迹建模器，其可操作以从所述配置管理器接收数据并更新飞行列表中的一个或更多飞行的飞行轨迹；用于存储程序指令的存储器；间隔咨询工具处理器，其耦合于所述存储器并与所述配置管理器模块和所述轨迹建模器通信，并可操作以执行程序指令来：从所述配置管理器和所述轨迹建模器接收数据；运算针对沿参考飞行路径的点中的至少一个点的期望间隔；基于所述期望间隔来操纵第一飞行和第二飞行中的至少一个飞行的轨迹；以及生成与所述多个飞行中的第一飞行和第二飞行关联的目标间隔，其中所述目标间隔是当第一飞行经过第一计量点时第二飞行与第二计量点之间的距离；优化器，用以基于所生成的目标间隔来调整与第一飞行关联的第一航空器和与第二飞行关联的第二航空器中的至少一个的操作。
根据一些实施例，提供了一种存储指令的非暂态计算机可读介质。当所述指令由计算机处理器来执行时，所述指令促使计算机处理器执行一种方法，所述方法包括：接收间隔咨询器模块处的空域数据、天气数据、和飞行数据，所述空域数据、天气数据和飞行数据涉及多个飞行；经由轨迹建模器来生成到目标区域的所述多个飞行中的飞行的每个飞行的预测轨迹；运算针对沿参考飞行路径的点中的至少一个点的期望间隔；基于所述期望间隔来操纵第一飞行和第二飞行中的至少一个飞行的轨迹；基于所接收的数据和所生成的预测轨迹，经由所述间隔咨询器模块来生成与所述多个飞行中的第一飞行和第二飞行关联的目标间隔，其中所述目标间隔是当第一飞行经过第一计量点时第二飞行与第二计量点之间的距离；以及基于所生成的目标间隔来操作与第一飞行关联的第一航空器和与第二飞行关联的第二航空器中的至少一个。
本发明的一些实施例的技术效果是改进的和/或计算机化的技术和系统，其用于在到达计量点时实时动态地确定飞行对之间的概率目标间隔使得航班对的到达流（单行和合并两者）的排序和间隔可被优化计算机。实施例提供间隔的分布来作为对飞行机组人员、空中导航服务提供商（ansp）、和航空器操作控制中心的咨询，使得可采取动作来增加适当配备的航空器可在混合装备终端环境（在其内同时操作rnp/rnav进场和非rnav进场）中飞行rnp进场的概率。实施例提供了独特空域模型结构和分析框架来以统一方式来处置单行交通和合并交通。通过在下文中将变得显而易见的这些和其它优点及特征，可通过参考以下详细描述并参考随附于此的附图来获得对本发明的本质的更完整理解。
其它实施例被关联于存储指令以执行本文中所描述的任何方法的系统和/或计算机可读介质。
本公开/申请提供了如下的技术方案：
1.一种方法，包括：
接收在间隔咨询器模块的空域数据、天气数据、和飞行数据，所述空域数据、天气数据和飞行数据涉及多个飞行；
经由轨迹建模器来生成到目标区域的所述多个飞行中的飞行的每个飞行的预测轨迹；
运算针对沿参考飞行路径的点中的至少一个点的期望间隔；
基于所述期望间隔来操纵所述第一飞行和所述第二飞行中的至少一个飞行的轨迹；
基于所接收的数据、所生成的预测轨迹、以及所述预测轨迹的所述操纵，经由所述间隔咨询器模块来生成与所述多个飞行中的第一飞行和第二飞行关联的目标间隔，其中所述目标间隔是当所述第一飞行经过第一计量点时所述第二飞行与第二计量点之间的距离；以及
基于所生成的目标间隔来操作与所述第一飞行关联的第一航空器和与所述第二飞行关联的第二航空器中的至少一个。
2.根据技术方案1所述的方法，其中期望间隔的运算进一步包括：
接收分离最小值、尾流顶点要求、和流速率考虑、以及沿所述参考飞行路径的点中的至少一个点的多个分离缓冲区的运算。
3.根据技术方案2所述的方法，其中所述分离缓冲区的运算基于与所述预测轨迹关联的不确定性。
4.根据技术方案3所述的方法，其中所述不确定性基于执行所述飞行的航空器的一个或更多个性参数的概率、与所述天气数据关联的概率、以及与飞行员动作关联的概率。
5.根据技术方案1所述的方法，其中所述轨迹的操纵进一步包括：
沿时间轴来移位所述轨迹以实现所述期望间隔。
6.根据技术方案1所述的方法，其中所述第一飞行和所述第二飞行通过是对于不限于持续时间或何时发生的一段时间的在所述目标区域邻近对彼此的导航间隔关注而是相关的对。
7.根据技术方案1所述的方法，进一步包括：
确定相对于所述第二计量点的所述第二飞行的落差时间，其中所述落差时间是所述第二飞行将穿过所述第二计量点和所述第一飞行将穿过所述第一计量点的时间之间的时间差。
8.根据技术方案1所述的方法，进一步包括：
生成包括给定时间窗中的所有可能飞行对的目标间隔条目的间隔矩阵，其中飞行对是两个飞行的有序序列，并且其中所述飞行对将是导航间隔关注的概率超过阈值。
9.根据技术方案1所述的方法，其中针对当前活动飞行来实时确定所述目标间隔。
10.根据技术方案1所述的方法，其中从外部源、内部数据存储、和模型中的至少一个来接收所述空域数据、天气数据、和飞行数据中的每个。
11.一种系统，包括：
配置管理器模块，用于接收数据，所述配置管理器模块可操作以使用所接收的数据来：
经由飞行列表模块来追踪飞行列表中的多个飞行；
更新空域模型；
更新天气模型；
轨迹建模器，可操作以从所述配置管理器接收数据并更新所述飞行列表中的一个或更多飞行的飞行轨迹；
存储器，用于存储程序指令；
间隔咨询工具处理器，耦合于所述存储器，并与所述配置管理器模块和所述轨迹建模器进行通信并可操作以执行程序指令来：
从所述配置管理器和所述轨迹建模器接收数据；
运算针对沿参考飞行路径的点中的至少一个点的期望间隔；
基于所述期望间隔来操纵所述第一飞行和所述第二飞行中的至少一个飞行的轨迹；以及
生成与所述多个飞行中的第一飞行和第二飞行关联的目标间隔，其中所述目标间隔是当所述第一飞行经过第一计量点时所述第二飞行与第二计量点之间的距离；以及
优化器，用于基于所生成的目标间隔来调整与所述第一飞行关联的第一航空器和与所述第二飞行关联的第二航空器中的至少一个航空器的操作。
12.根据技术方案11所述的系统，其中期望间隔的运算进一步包括：
接收分离最小值、尾流顶点要求、和流速率考虑、以及经由所述轨迹建模器的沿所述参考飞行路径的点中的至少一个点的多个分离缓冲区的运算。
13.根据技术方案12所述的系统，其中所述分离缓冲区的运算基于与所述预测轨迹关联的不确定性。
14.根据技术方案11所述的系统，其中所述轨迹的操纵进一步包括：
沿时间轴来移位所述轨迹以实现所述期望间隔。
15.根据技术方案11所述的系统，其中所述第一飞行和所述第二飞行通过是对于不限于持续时间或何时发生的一段时间的在所述目标区域邻近对彼此的导航间隔关注而是相关的对。
16.根据技术方案11所述的系统，其中所述间隔咨询工具处理器进一步可操作以执行程序指令来：
确定相对于所述第二计量点的所述第二飞行的落差时间，其中所述落差时间是所述第二飞行将穿过所述第二计量点和所述第一飞行将穿过所述第一计量点的时间之间的时间差。
17.根据技术方案11所述的系统，其中所述间隔咨询工具处理器进一步可操作以执行程序指令来：
生成包括给定时间窗中的所有可能飞行对的目标间隔条目的间隔矩阵，其中飞行对是两个飞行的有序序列，并且其中所述飞行对将是导航间隔关注的概率超过阈值。
18.根据技术方案11所述的系统，其中针对当前活动飞行来实时确定所述目标间隔。
19.一种存储指令的非暂态计算机可读介质，所述指令当由计算机处理器来执行时促使所述计算机处理器执行包括以下操作的方法：
接收在间隔咨询器模块的空域数据、天气数据、和飞行数据，所述空域数据、天气数据和飞行数据涉及多个飞行；
经由轨迹建模器来生成到目标区域的所述多个飞行中的飞行的每个飞行的预测轨迹；
运算针对沿参考飞行路径的点中的至少一个点的期望间隔；
基于所述期望间隔来操纵所述第一飞行和所述第二飞行中的至少一个飞行的轨迹；
基于所接收的数据和所生成的预测轨迹，经由所述间隔咨询器模块来生成与所述多个飞行中的第一飞行和第二飞行关联的目标间隔，其中所述目标间隔是当所述第一飞行经过第一计量点时所述第二飞行与第二计量点之间的距离；以及
基于所生成的目标间隔来操作与所述第一飞行关联的第一航空器和与所述第二飞行关联的第二航空器中的至少一个。
20.根据技术方案19所述的介质，其中期望间隔的运算进一步包括：
接收雷达分离最小值、尾流顶点要求、和流速率考虑、以及沿所述参考飞行路径的多个分离缓冲区的运算。
21.根据技术方案19所述的介质，其中所述第一飞行和所述第二飞行通过是对于不限于持续时间或何时发生的一段时间的在所述目标区域邻近对彼此的导航间隔关注而是相关的对。
22.根据技术方案21所述的介质，进一步包括：
确定相对于所述第二计量点的所述第二飞行的落差时间，其中所述落差时间是所述第二飞行将穿过所述第二计量点和所述第一飞行将穿过所述第一计量点的时间之间的时间差。
附图说明
图1是依照一些实施例的突出目标间隔的一些方面的空域的说明性描绘。
图2是依照一些实施例的说明性描绘性系统。
图3是依照一些实施例的流程图。
图4是示出具有已知轨迹的连续飞行对的轨迹的曲线图。
图5a是示出具有潜在的轨迹不确定性的连续飞行对的轨迹的曲线图。
图5b是示出相同路径上的飞行对的现有技术[ren2007]目标间隔确定的曲线图。
图6是示出依照一些实施例的在相同路径和分离缓冲区上的飞行对的轨迹变化的曲线图。
图7是示出依照一些实施例的在相同路径或不同路径上到相同跑道或不同跑道的飞行对的目标间隔的一般情况的曲线图。
图8a是依照一些实施例的间隔咨询矩阵。
图8b是依照一些实施例的表格。
图9是依照一些实施例的系统的框图。
具体实施方式
在航空器要到达机场时，基于例如跑道配置、其它航空器和天气状况，它们可被分配到跑道的某个路径。在航空器进场跑道时，当从较高高度下降到较低高度（例如，从37000英尺的150海里到3000英尺的15海里）时，其速度可能减少，并且航空器可能更接近在一起，类似于当若干辆汽车在高速公路上进场收费时。这通常被称为压缩。为了安全性，航空器被要求维持分离（彼此之间有特定距离或空间）。常规地，空中交通控制员在许多实例中手动确定航空器是否需要加速/减速、改变航路以延伸飞行路径，或者甚至维持等待航线以维持所要求的距离。
一个或更多实施例提供使用间隔咨询器模块作为概率间隔咨询工具（psat）的一部分来运算在较高高度处航空器应彼此远离多远（例如，目标间隔），使得当航空器更接近机场时，空中交通控制员的手动干预可被最小化。一个或更多实施例提供要基于空域模型数据、天气模型数据、飞行数据、和概率轨迹数据来实时动态生成的在下游计量点的目标间隔。一个或更多实施例提供经由目标间隔来管理空中交通，以减少例如能够并被预期执行要求的导航性能（rnp）区域导航（rnav）到达和进场的基于性能的导航（pbn）航空器和被预期执行常规非rnav到达和进场的非pbn航空器的混合机队的飞行时间、延迟、沿追踪英里（alongtrackmile）、和燃料燃烧。
在一个或更多实施例中，目标间隔可针对由飞行的相应起点和目的地、当前状态、航空器类型、飞行时间、最近飞行计划、天气更新（例如，风和压力等）、和预期的进场跑道所指定的特定飞行对来确定。在一个或更多实施例中，可实时评估并可在目标间隔的确定中考虑可能影响四维（4d）中的航空器轨迹的不确定性因素。
一个或更多实施例可提供间隔咨询矩阵，藉此可包括针对相同飞行对（两个飞行的有序序列）的多个目标间隔条目。所述多个条目可说明可控制规程元素（例如，飞行可被分配给一个跑道或另一个跑道）。
一个或更多实施例可提供相关飞行对的目标间隔，而不管所述两个飞行是正来自相同还是不同方向，正去到相同或不同跑道，或甚至相同或不同机场。如本文中所使用的，“相关”意味着在一段时间（不限制其持续时间或发生的时间）期间，所述两个飞行可变成在目的地终端区域内或周围的间隔方面的关注。如果预期所述两个飞行在足够小的时间窗内（例如几秒到许多分钟）穿过相同计量点，则可认为它们是相关的，因为在那个计量点上它们的间隔可为了安全和高效操作而需要满足最小值。如本文中所使用的，“计量点”可指的是终端空域的边界附近的点（其中交通流可被调节到终端空域中）。如果在小的时间窗内两个飞行被预期穿越一小块空域（例如，由雷达分离最小值所定义的块，例如横向3海里和垂直1000英尺。其它适合空域体积（volume）结构和特性长度可被使用），则所述两个飞行也可以是“相关的”。如果在小的时间窗内两个飞行被预期着陆于相同跑道（紧密间隔的平行跑道）或穿过跑道，则所述两个飞行可能是“相关的”。在一个或更多实施例中，如果预期以上条件的任何组合，则所述两个飞行是“相关的”。
实施例提供要被用作对一个或更多优化过程（例如，跑道分配、到达排序和间隔、集成的到达和离开时间表）的输入的所生成的一个或更多目标间隔，所述一个或更多优化过程的输出然后可在航空器的操作中被使用以提供飞行时间、延迟、沿追踪英里、和燃料燃烧的前述减少。在一些实例中，目标间隔和/或优化信息可与航空器运营商的地面控制人员、和/或空中交通管理系统和/或人员共享，以用于情境认识、交通协调、性能监控和分析目的。
图1是通过一般位于102处的平行跑道对的在图中所示出的机场附近的空域100的说明性描绘。图1说明两个不同飞行路径上的两个不同航空器。此处，在飞行路径106上示出的飞行1（104）被示出在第一计量点（“计量点1”）108。在飞行路径112上示出的飞行2（110）被示出进场第二计量点（“计量点2”）114。在本示例中，飞行1（104）是前导飞行（leadingflight），并且飞行2是尾随飞行(trailingflight)（110）。飞行1（104）和飞行2（110）被说成是相关飞行，因为它们可对于一段时间（不限于持续时间或何时发生）在目标区域（例如跑道）邻近对彼此的其它导航间隔关注或相同计量点上飞行。计量点1（108）和计量点2（114）的位置以及对于空域100内的两个航空器所要求的最小间隔是已知的。
在一个或更多实施例中，从飞行路径106、112的近似，可标识一个或更多冲突地带116。在一个或更多实施例中，冲突地带116可以是其中飞行对之间的相对时机或相对位置将满足最小安全性要求的区域。针对飞行对的至少一个冲突地带关注的概率是所述飞行对可以是相关的指示。在一个或更多实施例中，可将分离缓冲区添加到在沿参考飞行路径的点处的所要求的最小距离，以实现这些最小要求可被满足而不要求在到达期间的空中交通控制员的策略干预的期望的概率。发明人注意到，在冲突地带116之外，由于飞行1（104）和飞行2（110）之间大的距离，可自动满足最小安全性要求。
一个或更多实施例可提供用于确定在感兴趣的下游位置（即，计量点、在终端机场等）处的所要求的间隔的机制。在本示例中，可进行关于在对在102所示出的机场跑道的进场上在冲突地带116中所需要的间隔的确定。在一个或更多实施例中，将两个飞行路径106、112向后传播到第一和第二计量点108、114，期望的（例如，目标）间隔可由间隔咨询器模块（232-图2）来确定。在一个非穷尽的示例中，目标间隔是当飞行1（104）穿过计量点1（108）时要由相对于计量点2（114）的飞行2（110）来满足的间隔。在一个或更多实施例中，进行用于将飞行1（104）的位置投影到飞行路径112上的确定，如在118所示出的。飞行1的飞行路径112上的等效点在本文中一些实施例中被运算，并在118被示出。当飞行1（104）穿过计量点1（108）时，等效点118与飞行2（110）的运算的位置之间的距离或时间间隔（称为落差间距（headroom））给出了内部所运算的间隔120。当飞行1（104）穿过计量点1（108）时，在计量点2（114）和飞行2（110）的运算的位置之间的距离或时间间隔（称为落差间）给出飞行2（110）尾随飞行1（104）的目标间隔1-2。间隔咨询器模块232可确定飞行1和飞行2之间的目标间隔，使得基于以下关系来维持最小分离直到并通过冲突地带116和终端机场区域：
rta2≥rta1+目标间隔1-2，
其中rta1（要求的到达时间）指的是飞行1到达计量点1的时间，rta2指的是飞行2到达计量点2的时间。在一个或更多实施例中，间隔可就距离或时间（用于穿越所述距离）而言。假定计量点2（114）的位置是已知的并且运算了飞行路径112上的、飞行1在计量点1的等效点，间隔咨询器232（图2）可运算目标间隔1-2。在一个或更多实施例中，系统200（图2）可确定并向航空器和飞行机组人员提供rta来操作飞行。在一个或更多实施例中，目标间隔可部分基于详细、精确、但概率的轨迹预测来确定。一个或更多实施例的益处可以是在计量点处所生成的目标间隔可确保在进场期间具有期望的概率的飞行对之间的分离。注意到，使用概率可运算间隔，因为rta在到感兴趣的下游区域（例如，计量点和终端机场）的飞行的实际完成之前被运算。
在一个或更多实施例中，飞行对之间的目标间隔（如果遵照的话）可提供期望的概率，在所述概率，预期飞行2（110）（尾随飞行）执行rnp/rnav进场而不用必须在冲突地带116中或进入冲突地带116前针对间隔关注而被中断。在一个或更多实施例中，如果尾随飞行是非pbn航空器，则遵照目标间隔可允许航空器遵循标称飞行路径，而不是被引导来流到扩展的路径以适应间隔关注。
转向图2和3，根据一些实施例提供了系统200和系统的操作的示例的流程图。具体地，图3提供了根据一些实施例的过程300的流程图。使用硬件（例如，一个或更多电路）、软件或手动部件的任何适合组合，过程300以及本文中所描述的任何其它过程可被执行。例如，计算机可读存储介质可在其上存储指令，所述指令当由机器来执行时引起根据本文中所描述的任何实施例的性能。在一个或更多实施例中，系统200被调节以执行过程300，使得系统是配置成执行由通用计算机或装置不可执行的操作的专用元素。实施这些过程的软件可由包括固定盘、软盘、cd、dvd、闪速驱动、或磁带的任何非暂态有形介质来存储。下面将相对于系统的实施例来描述这些过程的示例，但实施例不限于此。本文中所描述的一个或更多流程图不暗示对步骤的固定顺序，并且本发明的实施例可以可实践的任何顺序来实践。
系统200可将有pbn能力的航空器以及没有pbn能力的航空器及其组合的对之间的目标间隔优化到终端区域中的一个或更多机场中。使用由系统200所提供的优化，可增加用于有pbn能力的航空器的rnp/rnav到达和/或进场的成功（不中断或没有过度引导）执行的概率，并且还（同时）改进用于有pbn能力的航空器和非pbn航空器两者的进场的效率。在一些方面，可期望rnp/rnav到达和/或进场的执行中的增加和/或到达和/或进场中改进的效率，以例如减少飞行时间、延迟、沿追踪英里、燃料燃烧、对社区的噪音影响和排放。还可由系统200来提供或来促进其它益处和优点，诸如但不限于增强的情境认识和安全性。
初始地，在s310，接收数据。在一个或更多实施例中，系统200包括生成相关航空器的概率间隔的系统、装置、平台、服务、或应用。一般在图2中的202示出此类系统、装置、平台、服务、或应用的示例。在一个或更多实施例中，系统、装置、平台、服务、或应用202将被称为概率间隔咨询工具（psat）。在一个或更多实施例中，psat202可被存储在计算机硬件中，并且可被执行以生成可被传送到其它工具/系统的输出数据。
在一个或更多实施例中，系统200可包括从psat202接收数据以及将数据发送到psat202的一个或更多模块或服务。例如，优化器204可从psat202接收数据以执行至少一个优化对策。优化器204可以是例如到达跑道分配优化器、独立到达序列和间隔优化器、或集成的到达和离开时间表优化器。可使用其它适合的优化器。作为另一个示例，系统200可包括轨迹发动机206。在一个或更多实施例中，psat202可从轨迹发动机206接收轨迹预测数据。
在一个或更多实施例中，psat202可从航空信息服务（ais）模块210、飞行数据系列（fds）模块212、和天气服务（wxs）模块214中的至少一个来接收输入数据208。在一个或更多实施例中，ais模块210可向psat202提供关于空域设施的最新数据。在一个或更多实施例中，fds模块212可向psat202提供关于在空域中操作的飞行的数据。在一个或更多实施例中，wxs模块214可向psat202提供用于轨迹预测的天气数据。
在一个或更多实施例中，输入数据208可包括航空器装备和能力（例如，包括针对飞行pbn规程的飞行机组人员资格的pbn能力）；清除的飞行计划或最佳可用飞行计划信息，包括速度调度和优选的跑道（如果已知的话）；航空器配置信息，包括航空器模型类型、发动机类型、航空器重量等；在高空和在目的地机场的风和温度；以及机场配置，包括跑道方向和仪器着陆系统状态。在一个或更多实施例中，输入数据208可部分由航空器或由外部源（例如，ansp或第三方服务提供商）来提供。在一个或更多实施例中，输入数据208可由psat202按原样来使用，或者可由一个或更多模型和/或模块来进一步处理。在一个或更多实施例中，当具体数据项不可用时，可使用psat202的模型和内部数据库来提供最佳估计。例如，可通过系统内的函数来本地地估计航空器重量。在一个或更多实施例中，输入数据可被分配概率性质，使得导出的解决方案可本质上是随机的。
系统200可包括用于支持psat202和任何输入数据模块的一个或更多库216。
在一个或更多实施例中，系统200可包括驱动器218。在一个或更多实施例中，驱动器218可以是系统200中的所有过程的顶级控制器、或到与psat202交互的模块的中间接口。
在一个或更多实施例中，支持psat202的一个或更多模块/服务可驻留在与psat202相同的计算机硬件上，或可驻留在被电子连接到psat202的分离计算机硬件上。
在一个或更多实施例中，psat202可包括多个模块和模型，包括配置管理器模块220、空域模型222、飞行列表模块224、天气模型226、接口模块228、轨迹建模器模块230和间隔咨询器模块232。
在一个或更多实施例中，数据可被存储在数据存储203中，所述数据存储203然后可被访问以用于处理。在一个或更多实施例中，数据存储203可包括硬盘驱动、ram（随机访问存储器）、rom（只读存储器）、闪速存储器等中的一个或更多数据存储的任何组合。数据存储203可存储软件，其编程处理器205和psat202及其组件来执行如本文中所描述的功能性。
处理器205例如可以是常规微处理器，并可操作以控制psat202的总体功能。在一个或更多实施例中，处理器205可通过工业过程的连续或逻辑模型来编程。在一个或更多实施例中，处理器205可接收用于动态更新模型并生成目标间隔的数据。
在一个或更多实施例中，配置管理器模块220可编排（orchestrate）psat202的过程以生成目标间隔。如在下面将被进一步描述的，配置管理器模块220可：对空域模型222、天气模型226、由飞行列表224所管理的飞行的飞行数据、相关轨迹、间隔咨询器模块232的间隔矩阵来实现更新（例如，生成目标间隔，并将目标间隔数据汇编在矩阵（“间隔咨询矩阵”）中）；维持飞行列表（例如，验证飞行状态和一致性，并移除不再在范围中的飞行）；公布飞行计划预测（例如，公布轨迹更新使得它们可传播到其它系统）；公布间隔咨询矩阵（例如，公布所更新的间隔矩阵以用于由优化器204使用）；执行内部簿记并将psat202的进展和状态用信号通知外部系统。
在一个或更多实施例中，配置管理器模块220可通过要求存储空间203（例如，在计算机硬件系统中）、从外部存储装置（在本地硬件系统中或在被电子连接到本地硬件系统的远程硬件系统中）读、以及将数据传递到存储在所要求的空间中的每个过程来开始并发起psat202中执行的过程。
在一个或更多实施例中，配置管理器模块220可通过从已经存储在所要求的空间中的每个过程中检索适当的信息、将此信息写到外部存储装置（在本地硬件系统中的或在被电子连接到本地硬件系统的远程硬件系统中），以及释放先前所声明的存储空间来结束并停止由psat202执行的过程。
在一个或更多实施例中，配置管理器模块220可维持与挂钟同步的内部时钟。配置管理器模块220可经由内部时钟来追踪时间中的移位和时间中的缩放，其两者都可以是灵活性可配置的，并且可包括内部时钟将不与挂钟同步的选项。在一个或更多实施例中，配置管理器模块220可使用内部时钟来向psat过程提供时间服务，以此类方式使得psat202可被用于实时、快时或慢时地模拟过去、未来、和当前日期。
返回到过程300，在s312中，生成到目标区域的多个飞行中的飞行的每个飞行的预测轨迹。在一个或更多实施例中，配置管理器模块220可执行飞行列表模块224来向轨迹建模器模块230提供输入以用于生成预测轨迹。在一个或更多实施例中，飞行列表模块224可包括飞行列表。飞行列表可以是预定到达终端空域内的机场的活动飞行的数据库。如本文中所使用的，活动飞行是已经从起点机场起飞但在到达时间窗之外仍尚未着陆的飞行。在一个或更多实施例中，飞行列表模块224可执行以下至少一个：将新飞行添加到飞行列表、更新飞行列表中的单独飞行、从飞行列表中移除现有飞行、以及查询给定飞行的任何参数。对于每个活动飞行，飞行列表模块224可维持多个参数。例如，内部独特对象标识（iuid）、时间戳（例如，在psat时钟时间而不必要是世界挂钟时间中的针对给定飞行的最后更新的日期和时间）；状态（例如，指示飞行是新的、更新的还是未更改的）；飞行计划（例如，遵循工业标准（例如国际民用航空组织（icao）飞行计划标准）的当前飞行计划）；长航空器类型（例如，可选长航空器类型指明器。这可在icao航空器类型指明器或本地ansp航空器类型指明器不足以指定航空器类型时（诸如在给出“zzzz”时或在需要全长度指明器来标识特定航空器类型时）被使用）；航空器状态（例如，当前航空器状态、位置、高度、和其它参数）；性能参数（例如，用于确定航空器速度的那些参数、以及可由航空器运营商来提供的航空器毛重信息）；天气简档（profile）（例如，如从天气模型226所返回的与飞行计划对应的当前天气简档）；轨迹预测（例如，如从轨迹建模器模块230所返回的详细4d轨迹预测）；计划预测（例如，飞行计划预测可反映在飞行计划上的点的预测的参数，使得所述飞行计划可在需要时被共享于外部系统）；对轨迹建模器模块230的参考（例如，用于追踪可保持航空器的个性参数以用于精确的轨迹预测轨迹模型）。
在一个或更多实施例中，执行飞行列表模块224可执行飞行列表维护过程，所述飞行列表维护过程留意飞行列表中的所有活动飞行（即，在到达时间窗内已起飞）。在一个或更多实施例中，配置管理器模块220可使用飞行列表模块224通过比较来自不同源的信息来验证飞行状态和一致性。在一个或更多实施例中，如果存在冲突，则配置管理器模块220可决定将哪个源用于飞行状态信息。在一个或更多实施例中，如果存在冲突，则飞行列表模块224可决定将哪个源用于飞行状态信息。例如，如果飞行已在到达时间窗外的时间着陆，或者如果飞行已被转移到冲突地带116外的不同终端区域，则可将飞行从内部飞行列表中移除。在一个或更多实施例中，从内部列表中移除飞行可引起关于飞行的信息从内部存储器中被移除，或者可引起关于飞行的信息对于内部存储器中的移除被标记，使得其它过程不可访问信息。
在一个或更多实施例中，配置管理器模块220可执行轨迹更新过程，以确定是否经由轨迹建模器模块230来生成针对飞行列表中的每个飞行的更新的轨迹预测。如本文中所使用的，当参数中的改变已超过确定性地或概率地定义的范围时可生成所述更新。在一个或更多实施例中，在进行确定时，配置管理器模块220可考虑一个或更多参数。参数可包括例如飞行是新的指示、飞行数据中的更新、影响给定飞行的空域中的更新、影响给定飞行的天气中的更新、以及飞行必须在由在空域中的一个或更多参考点处的估计的穿过时间的范围所定义的时间窗中。可使用其它适合的参数。
在一个或更多实施例中，轨迹更新过程可验证轨迹建模器模块230是否能够执行轨迹预测。在一个或更多实施例中，如果轨迹建模器模块230能够执行轨迹预测，则轨迹更新过程的执行可促使轨迹建模器模块230生成针对每个飞行的预测轨迹。如果轨迹建模器模块230不能够执行轨迹预测，则轨迹建模器模块230可被重新初始化。在一个或更多实施例中，轨迹更新过程还可验证航空器是否有pbn能力，使得可执行rnp/rnav预测或常规预测。
在一个或更多实施例中，作为轨迹更新过程的一部分，配置建模器模块220可从空域模型222请求数据作为到轨迹建模器模块230的输入。具体地，空域模型222可提供指示多个飞行路径或单个飞行路径之一的数据。在一个或更多实施例中，反映航空器意图飞行什么的飞行计划可被发送到空域模型222作为空域模型的输入以确定要返回哪个（哪些）飞行路径。在一些实例中，可能寻找匹配飞行计划中的内容的准确飞行路径；而在其它实例中，可能找不到准确飞行路径（例如，由于机场配置改变），在所述情况中，可返回“最佳匹配”路径，如在下面进一步描述的。在一个或更多实施例中，一个或更多飞行路径可通过一个或更多参考飞行路径来表示。在一个或更多实施例中，响应于所述请求，空域模型222可针对每个飞行路径返回在沿飞行路径的各种点处所给出的间隔值的序列。间隔值的序列可提供针对间隔咨询器模块232的基本参考以确定目标间隔，如在下面进一步描述的。
在一个或更多实施例中，空域模型222可以是目的地终端区域的模型。空域模型222可对航空站、到达计量点、到达、雷达站点、参考到达路径、和到达间隔向量（arrivalflightvector）进行建模。
在一个或更多实施例中，航空站可包括终端区域中的机场和在机场的跑道，包括跑道之间的位置、定向、和距离。
在一个或更多实施例中，到达计量点可以是终端空域的边界附近的点，其中到达交通流可被调节到终端空域中。在一个或更多实施例中，到达计量点可以是任何选择的点。在一个或更多实施例中，可变化到达计量点以实现不同控制对策的目的来平衡在跑道的流控制的稳健性以及流控制的预期的益处，使得这可以是控制机制。
在一个或更多实施例中，到达可以是针对终端区域中的机场的到达规程，包括如果到达是rnp/rnav或非rnav。
在一个或更多实施例中，雷达站点可以是空中交通控制雷达站点位置。所述位置可被用于确定在空域中任何点的雷达分离最小值。
一个或更多参考到达路径可以是标识从到达计量点到跑道的最有代表性的路径的标称路径。在一个或更多实施例中，完整参考到达路径可连接飞行的航路（en-route）段、潜在候选到达计量点、到达规程、初始进场连接序列、初始进场规程、仪器进场连接序列、仪器进场规程、和进场跑道。在一个或更多实施例中，参考到达路径可被用作经由相同到达计量点到达并到相同跑道的飞行的公共参考。在一个或更多实施例中，通过使用参考到达路径，即使不同飞行的实际飞行路径相互偏离，也可在不同飞行的进展、不同飞行的相对位置和关注的间隔方面来比较不同飞行。
在一个或更多实施例中，到达间隔向量可以是沿参考到达飞行路径的间隔值的序列。在到达间隔向量中可存储默认值，并且在它们的内部形式中，这些默认值可以是沿参考飞行路径的雷达分离最小值（给定多个点）。可选择点的数量和此类点的位置以及它们之间的距离，使得不同参考飞行路径之间的所有可能交互可通过到达间隔序列向量来捕获。
在一个或更多实施例中，空域模型222可包括用于返回参考到达路径的方法。空域模型222可接收当前时间、飞行计划、飞行计划的所有可用信息、以及航空器pbn能力作为输入。空域模型222可使用输入来寻找最佳匹配到达计量点、到达规程、初始进场连接序列、初始进场规程、仪器进场连接序列、仪器进场规程、和进场跑道。如本文中所使用的，“最佳匹配”意味着项的准确寻找，或与飞行计划中的对应项接近的项。例如，如果项不可用（例如，针对具体机场的初始进场规程），则可将其从被发送到轨迹建模器模块230的数据中省略，但是路径将仍通过用于下游的下一个项的连接序列（例如，仪器进场连接）来连接。如本文中所使用的，“最佳匹配”还可意味着多个可能候选。例如，如果飞行可使用任意三条平行跑道，则最佳匹配可以是所有三条候选跑道。空域模型222可返回针对请求的所有候选参考飞行路径。发明人注意到，例如跑道的可用性可能受气象状况所影响。
在一个或更多实施例中，空域模型222可包括用于返回飞行对的到达间隔向量的方法。空域模型222可接收当前时间、飞行对的参考飞行路径、以及飞行对的航空器模型类型作为输入。初始到达间隔向量可以是前导飞行的参考飞行路径的默认到达间隔向量。可首先基于所述两个参考飞行路径的空间关系来调整默认到达间隔向量。然后，可移除冲突地带116外的任何点（例如，所移除的点不能被用在确定目标间隔中）。在一个或更多实施例中，可通过将间隔值设置为负无穷大、或者通过从向量中去除该点（好像其从未存在）来移除点。在一个或更多实施例中，基于航空器模型类型、飞行对的跑道的位置、定向、和距离，可然后通过尾流湍流（waketurbulence）分离来修改到达间隔向量。在一个或更多实施例中，此修改可包括在点的分离的增大（例如，重型航空器继之以直接在其后的小型航空器）或者在点的分离的减小（例如在通过大的距离来分离的平行跑道之间）。在一个或更多实施例中，基于当时在机场有效的规定，这些修改可被实现。在一个或更多实施例中，还将考虑在预期着陆时特定于空域设施的任何其它类型的调整。例如，可考虑跑道视觉状况、其它气象状况、和跑道占用时间。在气象状况的示例中，可考虑给定跑道或平行跑道对的缩减的到达率。在一个或更多实施例中，空域模型222然后可返回到达间隔向量。
在一个或更多实施例中，作为轨迹建模器模块230的执行和轨迹更新过程的部分，配置管理器模块220可从天气模型226请求数据作为到轨迹建模器模块230的输入。具体地，天气模块226可提供指示每个飞行路径的对应天气简档（例如，高空风和温度）、到达规程、进场规程可用性、和到达率参数的数据。在一个或更多实施例中，从空域模型222返回的飞行路径可被发送到天气模型226以请求天气（例如，风、温度）数据。在4d空域中，天气数据对于给定飞行路径是特定的。
在一个或更多实施例中，天气模型226可以是目的地终端区域（例如，机场或机场的群组周围约40海里的空域）内的气象状况的模型。在一个或更多实施例中，天气模型226可对高度计设置（例如，要被上传到航空器以调整气压高度计的信息）；表面风和温度（例如，可能影响跑道使用）；天空覆盖和云幕高度（ceiling）（例如，可能影响进场最小值，以及对到达率的限制）；可见度（例如，可能影响到达率）；跑道表面状况（例如，可能影响跑道使用）；高空风和温度（例如，可能影响航空器轨迹）；以及对流天气（例如，可能影响到达规程、进场规程和跑道可用性）进行建模。
在一个或更多实施例中，天气模型226可返回跑道、到达规程、和进场规程可用性。所述可用性可提供有关可用于在预期到达和着陆时间时的使用的进场规程、到达规程、和可能跑道的信息。
在一个或更多实施例中，天气模型226可返回匹配空域准则的参数以用于预测到达率。返回的参数的一些示例可包括飞行规则的条件（例如，视觉、仪器或边际条件）。可使用其它适合的返回的参数。
在一个或更多实施例中，天气模型226可返回预期飞行参考到达路径的飞行的天气简档。在一个或更多实施例中，天气简档可包括针对给定飞行路径（具有关联的高度和位置）的高空风和温度的简档。所述天气简档还可包括表面天气状况（例如，表面风和温度），其可影响航空器的襟翼配置设置，并且因此影响轨迹的最终进场段。
在一个或更多实施例中，轨迹建模器模块230可保持正执行活动飞行的给定航空器的个性参数的概率。在一个或更多实施例中，个性参数可包括航空器重量、机上燃料、可包括航空器性能和轨迹的飞行参数和特定配置，但是例如可不完全被包括在飞行列表中的航空器模型类型信息可标识。
在一个或更多实施例中，为了生成详细的、精确的轨迹，轨迹建模器模块230可执行以下至少一个：调用分离的确定性轨迹预测工具（诸如快时模拟器（fts）/通用轨迹预测器（utp）206）、可包括内部方法、并且可预测概率的轨迹。当预测概率的轨迹时，轨迹建模器模块230可不同于非rnav轨迹地来处置rnp/rnav轨迹。
在一个或更多实施例中，不中断的rnp/rnav轨迹可遵循建议的路径，所述路径可以是参考到达路径的基础。环境中的不确定性和性能参数的缺乏可能部分对rnp/rnav轨迹的变化负责。相对于间隔的所述变化可由在飞行路径上任何点的预测的到达时间的不确定性来表示。发明人注意到一个或更多实施例的新颖特征是将此不确定性转换成沿到达路径的概率分离缓冲区。
概率分离缓冲区可不是恒定的，而是替代地可沿到达路径而变化。例如，分离缓冲区越接近跑道入口，缓冲区可越大。在一个或更多实施例中，由于到达计量点是运算目标间隔之处，所以分离缓冲区可在前导飞行穿过其自己的到达计量点的点处被设置为零。在一个或更多实施例中，分离缓冲区可能受输入数据的可用性和可靠性所影响。例如，如果航空器重量不可用，则可估计它。然而，估计和估计的内在不确定性可促使分离缓冲区增大。另一个示例可以是风和温度预报的可靠性。然而，另一个示例可以是与在经由空中速度制动器、襟翼、或其它部件来管理航空器速度中的飞行员动作关联的概率。在一个或更多实施例中，分离缓冲区的值可涉及在没有空中交通控制员介入的情况下可执行到达和进场的期望的概率。例如，如果期望的概率是50％，则对于无偏预测，分离缓冲区应为零。在一个或更多实施例中，分离缓冲区的生长可不是线性的。例如，100％期望的概率可引起过度的分离缓冲区。过度的分离缓冲区可以是不合乎需要的，因为较大的缓冲区意味着增大的目标间隔，这可意味着更少航空器可在给定时间段内着陆，这可能因此引起过度的飞行延迟。在一个或更多实施例中，可经由模拟或现实世界数据实验性地寻找对过度分离缓冲区的折衷。例如，可发现的是，可接受的分离缓冲区被发现具有75％期望的概率。
在一个或更多实施例中，如果所要求的到达时间能力在下降和进场期间被输入到psat202，则轨迹可在进场期间变得可控制。在一个或更多实施例中，可进一步减少分离缓冲区（例如，对于良好配备的航空器，给定五秒等效缓冲区）。在一个或更多实施例中，作为预测轨迹的性质，轨迹建模器模块230可通过提供分布的参数（例如，正态分布或贝塔分布）基于期望的概率来提供可被解译为分离缓冲区的因素的性质。参数可基于相对于到达计量点的距离而变化。在另一个实施例中，可将期望的概率作为输入参数来提供给轨迹建模器模块230，以便模块230直接返回分离缓冲区。
在其中期望的概率是到轨迹建模器模块230的输入参数的实施例中，非rnav轨迹可遵循常规规程，但不遵循综合建议的路径。在这些实例中，空中交通控制员可在航空器进场期间向航空器提供引导指令。轨迹建模器模块230可调用轨迹预测器组件206以基于参考到达路径（例如，由正常飞行操作所遵循的建议的路径）来生成标称轨迹。轨迹建模器模块230可生成“缓慢者（slow-man）”和“较快者（faster-man）”轨迹以反映非rnav轨迹的可能范围。在此情况中，所述范围可涉及期望的概率。例如，低的期望的概率可允许非rnav飞行被更少约束，从而更少引导并能够更紧密遵循参考到达路径（其相似于rnav路径）。相反，高期望的概率可意味着rnp/rnav飞行将被更严格保护，因此可使用更多的引导的非rnav轨迹。用户可在优化器204中引入附加的折衷目的，以考虑在给定范围内多少非rnav飞行可被调整以实现系统级性能。在一个或更多实施例中，可通过相对于参考到达路径而定量分析非rnav轨迹的轨迹来获得实际范围。
转回到过程300，在s313中运算针对沿参考飞行路径的点中的至少一个点的期望间隔703。在一个或更多实施例中，可包括针对沿参考飞行路径的点中的至少一个点的多个分离缓冲区的运算、分离最小值、尾流顶点（wakevertex）要求、和流速率考虑作为期望间隔的运算中的输入。如图6中所示出的，期望间隔703可以是以下所描述的分离缓冲区704的左边界。在一个或更多实施例中，期望间隔703可作为期望间隔向量来提供，所述期望间隔向量可提供在沿参考飞行路径的多个点（例如，在到跑道入口的1、5、10、15、20海里）处期望间隔值。在一个或更多实施例中，如以下所描述的，可实现期望间隔703以在间隔和流效率之间具有良好折衷（例如，较少延迟）。
然后在s314中，基于期望间隔来操纵第一飞行的预测轨迹和第二飞行的预测轨迹中的至少一个。例如，至少一个预测轨迹可沿时间轴被移位以实现运算的期望间隔。然后在s316中，生成目标间隔。在一个或更多实施例中，可基于所接收的数据、所生成的预测轨迹、以及预测轨迹的操纵来生成目标间隔。在一个或更多实施例中，目标间隔可以是计量点处的单个数字。当管理交通流时，计量点处的目标间隔被计量。如果每件事如所计划那样进行，则空中交通控制员可在没有干预的情况下仅观看，而且航空器将如所计划那样航进。如果出于某种原因，间隔在某个点变成难题，则空中交通控制员可通过发出引导命令（例如，向左转几英里，并然后返回到参考路径）来干预。引导命令可延伸实际路径，并从而延迟尾随飞行，使得可维持间隔。
在一个或更多实施例中，间隔咨询模块232可接收来自轨迹建模器模块230的概率轨迹预测、当前时间、不间断rnp/rnav操作的期望的概率、来自空域模型222的到达间隔向量、飞行对的参考到达路径以及到达计量点，经由配置管理器模块220来生成所述飞行对的目标间隔。
在一个或更多实施例中，对于沿给定路径的飞行，航空器的移动可由作为时间t的函数的航空器在飞行路径d上的位置表达，并反之亦然。轨迹的一维函数表达式可被表达如下：
转到图4，根据实施例提供了沿给定飞行路径400的轨迹的时间-距离图形表示。如本文中所示出的，水平轴表示沿飞行路径的距离，具有在指向朝向r的飞行的方向中的正向。垂直轴表示时间，具有指向朝向d的正向，这与常规时间-空间图（其中水平轴表示时间，并且垂直轴表示距离）不同。发明人注意到本文中所提供的图形表示可更易理解。具体地，图4示出了连续飞行对（即，前导飞行402和尾随飞行404）的轨迹。沿距离轴，可标识多个空域特征，诸如跑道入口406和计量点408。在任何时刻t，两个飞行的沿路径的距离之间的差可以是间隔s（409）。分离最小值407指示要在航空器之间被维持的法定要求的距离。在更一般的情况中，分离最小值407可由更早讨论的间隔向量来给出。在分离最小值407中示出的步骤401示出当到雷达站点的线距离变得大于阈值（例如，40海里。可使用另一适合距离）时分离最小值从3海里改变到5海里。在沿路径的任何点d，两个飞行的穿过时间之间的差是落差时间（headtime）h（411）。如本文中所示出的，在跑道入口410a、b和测量点412a、b的间隔和落差时距在本文中被示出。如果经由间隔咨询模块232将一致的约束应用于轨迹，则在沿路径的不同点的间隔和落差时距可以是相关的，这可以是间隔分析的基础。如本文中非穷举示例中所示出的，在计量点的间隔smp确保间隔向量中的间隔值或分离最小值对于从计量点到跑道入口的飞行的持续时间是满足的（所有都不添加任何缓冲区）。这是因为存在至少一个点，在其处尾随飞行的轨迹已触及分离最小值，但未违反到前导飞行的分离最小值。此类间隔smp可消除终端区域中空中交通控制员干预的需要。
转到图5a，由于各种不确定性因素，前导飞行的轨迹和尾随飞行的轨迹将不是确定性的，如图4中所示出的。相反，将观察轨迹变化，如由前导飞行的轨迹和尾随飞行的轨迹周围的阴影区域所指示的。这意味着，在尾随飞行穿过计量点之时，不能知道准确轨迹。因此，在计量点的间隔smp中可包括分离缓冲区，以确保分离最小值对于从计量点到跑道入口的飞行的持续时间是满足的。更早讨论的期望的概率概念在先前研究中被引入了（ren，liling，“modelingandmanagingseparationfornoiseabatementarrivalprocedures”，sc.d.论文，mit，剑桥，ma，2007年2月）（下文中称为“ren研究”）以提供少于100％的保证，这将不会完全消除空中交通控制员干预-这样做将添加过度大的分离缓冲区。相反，期望的概率概念设法提供折衷，以将不要求空中交通控制员干预的概率维持于期望的水平（即，在期望的概率）。发明人注意到，实施例的益处之一是管理到不同的跑道的合并交通流的能力，而ren研究仅描述了管理到相同跑道的相同路径上的交通。被发明人所注意到的实施例的另一个益处是针对沿参考飞行路径的点的概率将轨迹不确定性转换成分离缓冲区，并且使用得到的期望间隔来高效地确定目标间隔，而ren研究仅讨论在跑道的分离缓冲区。发明人进一步注意到，实施例的另一个益处是使用分离缓冲区来管理流，而ren研究仅在确定了交通流之后运算分离缓冲区。
图5b（插图）示出如在先前ren研究中所描述的在最终进场座标或跑道入口处的分离缓冲区的定义。采用用于运算前导飞行和尾随飞行两者的轨迹的大集合并然后运算分离缓冲区的过程，从其中能导出公共计量点的目标间隔。ren研究中所提供的此过程是计算上密集的，并且其不曾打算被实时使用。
转到图6，对于在相同飞行路径上的尾随中（in-trail）飞行，根据实施例提供了经由间隔咨询器模块232的目标间隔的确定。在一个或更多实施例中，在分离最小值（或否则称为间隔向量）702的左侧，阴影区域可指代分离缓冲区704的应用。在一个或更多实施例中，间隔咨询器模块232可将前导飞行708和尾随飞行710（沿它们的相应飞行路径）的轨迹不确定性转化成沿参考飞行路径712的分离缓冲区704。具有所应用的分离缓冲区的间隔向量（示出为阴影区域的左边界）可提供沿飞行路径的期望间隔。尽管参考飞行路径在空域中是3d路径，但在此图中，参考飞行路径被压缩成1d线。在一个或更多实施例中，在沿参考飞行路径712的点给出分离最小值。发明人注意到，此转化使目标间隔的运算极其高效。一个或更多实施例首先提供分离缓冲区和期望间隔的获得，并然后使用单个分析运行来确定目标间隔，因此它更高效、更动态、且更精确，因为它考虑了特定于航空器对的动态信息。在ren研究中，例如，您需要数百次或数千次地模拟飞行中的每个飞行的轨迹，然后通过分离分析方法论来获得目标间隔。在另一方面，在一个或更多实施例中，轨迹不确定性被转化成分离缓冲区，所述分离缓冲区被应用于间隔向量以运算期望间隔向量，其可不需要每次需要预测（或更新）轨迹时被运算。在一个或更多实施例中，轨迹可仅需要被预测一次，因此使得该过程适合于实时应用。先前，需要数百或数千次地预测并在预定飞行路线上离线使用轨迹。然后，在常规情形中，创建并实时使用查找表，从而在标称风简档改变时或在通过空域模型来返回新的飞行路径时使得其更不精确并更不可靠。
转到图7，为了将来自去往相同跑道的两个不同方向的到达流合并，或者为了来自两个不同方向的到达流合并并然后去往两个不同的跑道，其中在两条分离飞行路线上的飞行合并之前（例如，在它们进入到冲突地带116中之前），它们之间不存在瞬时冲突。在此实例中，不管相对间隔，分离最小值可在飞行对进入冲突地带116之前被自动满足。因此，在两个分离合并路径上的飞行可像它们在相同飞行路径上那样被处置，但在它们进入冲突地带116之前不需要强制实行分离最小值。在此图中，假设可定义公共参考帧，使得沿两个参考飞行路径的两个轨迹可被布置在相同的时间距离图中。对于本文中所提供的示例，所有参数在此公共参考帧中被给出。在本文中所提供的示例中，假设所述两个飞行路径正去往两个不同跑道（例如，两个平行跑道）。跑道入口偏移参数δrt（701）可被用于指代所述两个跑道入口的位置之间的纵向差。如本文中所示出的，每个飞行路径702、704具有其自己的计量点，如由前导飞行702的
继续图7，期望间隔向量中的间隔符号i在位置di处提供期望间隔si，其可在不向si添加任何附加缓冲区的情况下被满足。相对于以上所描述的操纵，在s314中，例如，在一个或更多实施例中，间隔咨询模块232可通过沿时间轴将尾随轨迹移位δti而不添加任何附加缓冲区来满足期望间隔si，使得
gt（di-si）+δti=ti，其中ti=gl（di）
ti可表示满足期望间隔si的移位的尾随轨迹。这可与在两个飞行遵循相同飞行路径的情况中的要求相同，除了所述两个轨迹可在公共参考帧中被表示，并且冲突地带较小。
通过gt，i（）和ft，i（）来表示移位的尾随轨迹，在一个或更多实施例中可导出
通过由紧接前述的等式所给出的满意的尾随轨迹（相对于前导轨迹的计量点来给出），与期望间隔si对应的目标间隔
相对于尾随轨迹的计量点，与期望间隔si对应的目标间隔
在一个或更多实施例中，计量点处的目标间隔
应注意到，如果没有保持模式作为参数被应用于轨迹，则相同的最约束的期望间隔（即产生所有
对于以上所公开的目标间隔和目标落差时距的问题的解决方案在前导和尾随飞行的公共参考帧中被导出。发明人注意到，在公共参考帧中导出解决方案不是无关紧要的。原因是简单的。轨迹常常在针对其对应飞行路径所定义的参考帧中被给出。尽管相同时间参考（时钟）可由所有轨迹来使用，但正常不是针对沿不同飞行路径的距离的情况。为了高效且一致的运算，所述解决方案可被转化成由单独飞行路径（即，前导飞行路径和尾随飞行路径）所使用的参考帧。使用上标来指代对应飞行路径的参考帧，即l针对前导飞行路径，并且t针对尾随飞行路径，它们自己的飞行路径帧中的轨迹可被表达为：
在更一般的情况中，飞行路径帧和公共帧之间的转化可由以下来表达：
然后，期望间隔si对应的目标间隔和目标落差时距可被运算（使用在其自己的飞行路径帧中所给出的轨迹）为：
在一个或更多实施例中，可独立于用于合并交通的公共参考帧来运算目标间隔和目标落差时距。
然后在s318中，目标间隔可被分布到其它系统201，例如，飞行机组人员、ansp和航空器操作控制中心以鉴于所生成的目标间隔来操作航空器。
在一个或更多实施例中，在选择最终目标间隔和目标落差时距以及预测轨迹的后续操纵之前，配置管理器模块220可经由执行间隔咨询器模块232来执行间隔咨询矩阵生成过程。在一个或更多实施例中，间隔咨询矩阵可通过针对给定时间窗而排列所有可能飞行对来生成。例如，对于飞行1和飞行2，可生成两个飞行对—1.飞行1作为前导飞行且飞行2作为尾随飞行；以及2.飞行2作为前导飞行且飞行1作为尾随飞行。这种排列可使得飞行序列的改变被优化器204所考虑。在一个或更多实施例中，飞行对可被过滤以包括相关的飞行对（或者基于对之间的冲突地带关注的概率）。在一个或更多实施例中，冲突地带关注的概率可指的是在空域中的参考点（例如，到达计量点、跑道入口、两个交叉跑道的交点、或涉及机场表面操作关注的机场着陆时间）穿过的估计的时间或穿越一小块空域（例如，由分离最小值所定义的块，例如横向3海里及垂直1000英尺、紧密间隔的平行跑道。可使用其它空域体积结构和特性长度）的估计的时间是否足够接近，使得在它们之间没有其它飞行着陆的概率大于阈值。例如，如果在飞行a和飞行b之间肯定存在另一个飞行c将要着陆，则在飞行a和飞行b之间可能不存在冲突地带，因为飞行a将由飞行c而不是飞行b直接跟随。潜在的冲突将在飞行a和飞行c而不是飞行b之间。然而，一个或更多实施例提供了如果飞行a、b和c彼此接近，则飞行a和b、飞行b和c、以及飞行c和a可都是冲突关注。因此，psat202可运算它们之中的所有可能组合或对的目标间隔，使得可考虑所有概率以经由优化来寻找最合理的解决方案。在一个或更多实施例中，如果两个飞行在规程上被分离（例如，它们在相同点上飞行，但在满足垂直分离最小值的不同高度），则它们可不被认为是对彼此的关注。在一个或更多实施例中，过滤飞行对可减少飞行对的数量（可针对其来确定目标间隔），并且可从而减少间隔咨询矩阵的大小。发明人注意到，较小的间隔咨询矩阵可使用较少的存储装置，并且可节省通信时间、减少优化的复杂度，使得系统更高效。
在一个或更多实施例中，间隔咨询器模块232可确定每个过滤的飞行对的概率目标间隔。然后可将飞行对的目标间隔汇编成间隔矩阵800（图8a）。
在一个或更多实施例中，间隔矩阵800可包括标头(header)记录802。标头记录802可包含目标间隔矩阵id804。在一个或更多实施例中，间隔矩阵id可以是长度上可达到15个字符的文本串。可使用其它适合格式和字符长度。一个或更多其它项806可包括在标头记录802中以进一步注释或阐明间隔矩阵800。例如，用于追踪目的的独特数值id、参考日期、曾被用于生成矩阵的最后时间信息的时间戳、列表中所有飞行的目的地空域设施、参考的计量座标的列表、以及到期时间。可包括其它适合项。如本文中所使用的，术语“计量点”和“计量座标”可被互换使用。
在一个或更多实施例中，间隔矩阵800可包括多个间隔记录808（图8a和图8b）。间隔记录808可包含前导飞行id810、尾随飞行id812、和目标间隔814。在一个或更多实施例中，目标间隔814可采用秒或任何其它适合单位。间隔记录808可包括一个或更多其它适合参数。例如，人类可读航空器类型、航空器名称、目的地机场、飞行计量座标、着陆跑道、操作规程、和操作规程类型。可包括其它适合参数。
本文中所描述的实施例可被实现以针对航路空域中的操作提供相关飞行对的目标间隔。如本文中所使用的，“相关”意味着在一段时间（不限制其持续时间或发生的时间）期间，所述两个飞行可变成航路空域内的间隔方面的关注。那就是说，在进入其相应目的地终端区域前，它们变成间隔方面的关注。示例可包括但不限于：合并到相同航路rnav路线上、穿过航路空域中的交通流阻塞点、或进入相同航路空域部分的飞行。在一个或更多实施例中，空域模型222（图2）可以是航路空域的体积的模型（其可或可不包括下面的终端区域）。空域模型222可对高空路线、航路计量点、离开、参考航路飞行路径、和航路间隔向量进行建模。在一个或更多实施例中，航路计量点可以是离开终端空域的边界附近的点，其中离开交通流可被调节到航路空域中。在一个或更多实施例中，航路计量点可以是任何选择的点。在一个或更多实施例中，航路计量点可被变化以实现不同控制对策的目的来平衡航路空域中的流控制的稳健性、和流控制的预期的益处，使得这可以是控制机制。
本文中所描述的实施例可被实现以提供从终端区域离开的相关飞行对的目标间隔。如本文中所使用的，“相关”意味着在一段时间（不限制其持续时间或发生的时间）期间，所述两个飞行可变成离开终端区域内和/或离开终端区域周围的航路空域内的间隔方面的关注。示例可包括但不限于：合并到与航路操作连接的相同离开rnav路线上、穿过离开终端区域的边界周围的另一空域的体积或点或离开区域、合并成开销航路流、或进入相同航路空域部分的飞行。在一个或更多实施例中，空域模型222（图2）可以是离开终端区域的模型（其可或可不被扩展到四周航路空域）。空域模型222可对扩展到航路空域中的离开间隔向量、航空站、离开计量点、离开区域、离开、高空路线、雷达站点、和参考离开路径进行建模。在一个或更多实施例中，离开计量点可以是离开跑道入口，其中起飞飞行可被调节到离开流中。在一个或更多实施例中，离开计量点可以是离开终端空域内或四周的任何选择的点。在一个或更多实施例中，离开计量点可被变化以实现不同控制对策的目的来平衡离开流的流控制的稳健性、和流控制的预期的益处，使得这可以是控制机制。
本文中所描述的实施例可被实现以提供为了起飞而滑行出到跑道的相关飞行对的目标间隔。如本文中所使用的，“相关”意味着在一段时间（不限制其持续时间或发生的时间）期间，所述两个飞行可变成机场表面上的间隔方面的关注。示例可包括但不限于：合并到滑行道的相同段上、穿过滑行道交点、、在跑道入口进入起飞队列或起飞时间的飞行。在一个或更多实施例中，空域模型222（图2）可以是航空站的模型。空域模型222可对终端门和停机坡道、滑行计量点、滑行道、跑道、滑行道交点、跑道交叉点、参考滑行路径、和滑行间隔向量进行建模。在一个或更多实施例中，滑行计量点可以是滑行道的入口、滑行道交点、和/或跑道交叉点，其中飞行可为了起飞而被调节到跑道中。在一个或更多实施例中，滑行计量点可以是机场表面上的任何选择的点。在一个或更多实施例中，滑行计量点可被变化以实现不同控制对策的目的来平衡针对起飞的流控制的稳健性、和流控制的预期的益处，使得这可以是控制机制。在一个或更多实施例中，轨迹建模器模块230可执行概率滑行轨迹预测。在一个或更多实施例中，轨迹建模器模块230可验证航空器是否有自动滑行能力，使得可执行自动滑行预测或常规手动控制的滑行预测。
本文中所描述的实施例可被实现为独立系统以提供到达的目标间隔、航路操作、离开或机场滑行操作。如本文中所使用的，“独立”意味着系统正在解决其操作域内的问题，而不是限制独立系统之中的信息交换。本文中所描述的实施例可被实现为集成系统以提供从滑行出到离开，到航路、和到到达的飞行的目标间隔。在集成系统中，离开操作考虑了在航路操作和到达操作中的可能操作，航路操作也考虑了可能的到达操作，从而使得飞行的门对门操作更加文件。
注意到，本文中所描述的实施例可使用任何数量的不同硬件配置来实现。例如，图9示出了可例如与图2的系统200关联的间隔咨询器平台900。间隔咨询平台900包括耦合于通信装置920的处理器910（“处理器”），诸如采用单芯片微处理器的形式的一个或更多商业上可用的中央处理单元（cpu），所述通信装置920配置成经由通信网络（未在图9中示出）来通信。通信装置920可被用于例如与一个或更多用户进行通信。间隔咨询器平台900进一步包括输入装置940（例如，用于键入信息的鼠标和/或键盘）和输出装置950（例如，用于输出并显示评估和推荐）。
处理器910还与存储器/存储装置930进行通信。存储装置930可包括任何适当信息存储装置，包括磁存储装置（例如，硬盘驱动）、光存储装置、移动电话、和/或半导体存储装置的组合。存储装置930可存储用于控制处理器910的程序912和/或处理逻辑914。处理器910执行程序912、914的指令，并从而依照本文中所描述的任何实施例来操作。例如，处理器910可接收数据，并然后可应用程序912、914的指令来确定用于改进间隔的方法。
程序912、914可以压缩的、未编译的和/或加密的格式来存储。此外程序912、914可包括其它程序元素，诸如由处理器910所使用来与外围装置进行接口的装置驱动器、操作系统、和/或数据库管理系统。
如本文中所使用的，信息可例如由以下项来“接收”或被“传送”到以下项：（i）来自另一个装置的平台900；或（ii）来自另一个软件应用、模块、或任何其它源的，平台900内的软件应用或模块。
如将由本领域中技术人员所领会的，本发明的方面可被实施为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的方面可采取完全硬件实施例、完全软件实施例（包括固件、驻留软件、微代码等）、或组合软件和硬件方面的实施例（本文中可都一般被称为“电路”、“模块”或“系统”）的形式。此外，本发明的方面可采取实施在一个或更多计算机可读介质（在其上被实施了计算机可读程序代码）中的计算机程序产品的形式。
附图中的流程图和框图示出根据本发明的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的架构、功能性、和操作。在此方面中，流程图或框图中的每个框可表示包括用于实现一个或更多指定的逻辑功能的一个或更多可执行指令的代码的部分、段、或模块。还应注意到，在一些备选实现中，框中所注的功能可不按照附图中所注的顺序而发生。例如，取决于所涉及的功能性，接连示出的两个框实际上可被实质并发执行，或者框有时可以相反的顺序来执行。还将注意到，框图和/或流程图说明中的每个框、以及框图和/或流程图说明中的框的组合可由执行指定的功能或动作的基于专用硬件的系统或专用硬件和计算机指令的组合来实现。
应注意到，本文中所描述的任何方法能包括提供包括实施在计算机可读存储介质上的相异软件模块的系统的附加步骤；所述模块能包括例如在框图中所描绘和/或在本文中所描述的任何或所有元素。然后可使用如以上所描述的、在一个或更多硬件处理器910（图9）上执行的系统的子模块和/或相异软件模块来实行所述方法步骤。此外，计算机程序产品能包括计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质具有适配于被实现以实行本文中所描述的一个或更多方法步骤的代码，包括提供具有相异软件模块的系统。
本书面描述使用示例来公开本发明，包括优选的实施例，并且还使得本领域中技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可申请专利的范畴由权利要求来定义，并且可包括本领域中技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有不与权利要求的字面语言不同的结构元素，或如果它们包括与权利要求的字面语言无实质不同的等效结构要素，则此类其它示例意图在权利要求的范畴内。依照本申请的原理，来自所描述的各种实施例的方面以及每个此类方面的其它已知等效物能由本领域中普通技术人员之一来混合和匹配以构建附加实施例和技术。
本领域中那些技术人员将领会，在不脱离权利要求的范畴和精神的情况下，能配置对以上所描述的实施例的各种适配和修改。因此，要理解，权利要求可不同于本文中所具体描述的那样来实践。
参考符号列表
100空域
102机场跑道
104飞行1
106飞行路径
108第一计量点
110飞行2
111损伤度量模型
112飞行路径
114第二计量点
116冲突地带
118投影的等效点
120内部所运算的间隔
200系统
201其它系统
202psat
203数据存储
204优化器
205处理器
206轨迹发动机/预测器组件
208输入数据
210ais模块
212fds模块
214天气服务模块
216库
218驱动器
220配置管理器模块
222空域模型
224飞行列表模块
226天气模型
228接口模块
230轨迹建模器模块
232间隔咨询器模块
300过程
310过程步骤
312过程步骤
313过程步骤
314过程步骤
316过程步骤
318过程步骤
400曲线图
401步骤
402前导飞行
404尾随飞行
406跑道入口
407分离最小值
408计量点
409间隔
410跑道入口
411落差时间
412计量点
702分离最小值
703期望间隔
704分离缓冲区
706前导飞行计量点
708尾随飞行计量点
710目标间隔
712目标落差时距
800间隔矩阵
802标头记录
804目标间隔矩阵id
806其它项
808间隔记录
810前导飞行id
812尾随飞行id
814目标间隔
900间隔咨询器平台
910处理器
912程序
914处理逻辑
920通信装置
930存储器/存储装置
940输入装置
950输出装置