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JP6248104B2 - Schedule management system and method for managing air traffic - Google Patents

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JP6248104B2 JP2015520257A JP2015520257A JP6248104B2 JP 6248104 B2 JP6248104 B2 JP 6248104B2 JP 2015520257 A JP2015520257 A JP 2015520257A JP 2015520257 A JP2015520257 A JP 2015520257A JP 6248104 B2 JP6248104 B2 JP 6248104B2
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Description

本発明は、一般的には、航空交通を管理するための方法およびシステムに関する。特に、本発明は、航空交通管制オペレーションを最適化して、航空交通効率の損失を最小にするために用いる方法およびシステムに関し、1つまたは複数の航空機が予定到着時刻(STA)に遅れることから生じる時間遅延を吸収する手段として早期巡航降下を含むことによって、到着する航空機の時間スケジュールを管理するための方法およびシステムを含む。   The present invention relates generally to methods and systems for managing air traffic. In particular, the present invention relates to a method and system used to optimize air traffic control operations and minimize loss of air traffic efficiency resulting from the delay of one or more aircraft to a scheduled arrival time (STA). Included are methods and systems for managing time schedules of arriving aircraft by including early cruise drops as a means of absorbing time delays.

到着空港に接近する航空機の時間スケジュールを管理することは、航空交通管制によって実行される重要な航空交通管理タスクである。天候の影響および他の航空交通による妨害にもかかわらず、到着する航空機をSTAの許容パラメータ範囲内で到着計測定点まで届けることが重要である。現代の航空交通においては、STAに遅れる単一の飛行機は、おそらく発着枠を失うことを含めて下流の航空交通の結果となるであろう。   Managing the time schedule of aircraft approaching the arrival airport is an important air traffic management task performed by air traffic control. Despite weather effects and other air traffic disturbances, it is important to deliver arriving aircraft to an arrival meter measurement point within the STA's acceptable parameter range. In modern air traffic, a single plane lagging behind the STA will probably result in downstream air traffic, including losing slots.

空間(緯度、経度、高度)および時間の正確な4次元飛行経路(4DT)は、航空交通管制が航空交通および航空機の将来の位置を評価することを可能にする。これらのパラメータは、スケジュール管理目的のための航空交通管制によって用いることもできて、航空交通遅延を吸収し、縦方向(速度変更)、横方向(飛行経路の延長もしくは短縮)、または垂直方向(速度を減少するために巡航高度を下げる)の変更によって、下流の航空交通の到着時刻を変更することができる。現状では、速度変更および飛行経路の横方向の変更の組み合わせが時間遅延を吸収するために用いられる。   An accurate four-dimensional flight path (4DT) in space (latitude, longitude, altitude) and time allows air traffic control to assess the future location of air traffic and aircraft. These parameters can also be used by air traffic control for schedule management purposes, absorbing air traffic delays, longitudinal (speed change), lateral (extension or shortening of the flight path), or vertical ( The arrival time of downstream air traffic can be changed by changing the cruising altitude to reduce speed). Currently, a combination of speed change and flight path lateral change is used to absorb the time delay.

本明細書において、飛行経路は、航空機が離陸から着陸まで従う3次元位置の時間順のシーケンスであって、数学的に記述することができる。対照的に、飛行計画は、民間航空機関のパイロットまたは運航管理者によって提出される一連の文書であって、出発および到着の場所および時間などの情報を含み、航空交通管制(ATC)によって、トラッキングおよびルーティングサービスを提供するために用いられ得る。飛行経路は、時間および位置については不確実であるが、意図された飛行計画を実現する手段である。   As used herein, a flight path is a time-ordered sequence of three-dimensional positions that an aircraft follows from takeoff to landing and can be described mathematically. In contrast, a flight plan is a set of documents submitted by civil aviation pilots or flight managers, including information such as departure and arrival locations and times, and tracked by air traffic control (ATC). And can be used to provide routing services. The flight path is uncertain about time and position, but is a means of achieving the intended flight plan.

飛行経路に基づく運用(TBO)はいずれ近い将来に実現される高度航空交通システムの重要な構成要素であって、米国の次世代航空輸送システム(Next Generation Air Transport System(NextGen))およびヨーロッパの単一欧州航空ATM研究(Single European Sky ATM Research(SESAR))を含む。TBOのコンセプトは、空域運用効率を改善するための基礎を提供する。TBOで実行される飛行経路の同期およびネゴシエーションは、空域ユーザー(フライトオペレータ、運航管理者、フライトデッキ要員、無人航空システム、および軍のユーザーを含む)が彼らの好適な飛行経路により近い飛行経路を定期的に飛ぶことを可能にし、燃料および時間効率、風に対する最適な経路指定、ならびに天候に関係する飛行経路変更を含む経営目的がTBOコンセプトに組み込まれることを可能にする。その結果、TBOを可能にするためのシステムフレームワークおよび技術の開発に重要な研究が行われている。   Flight-based operation (TBO) is an important component of the advanced air traffic system that will be realized in the near future, the next generation air transport system in the United States (NextGen) and the single unit in Europe. Includes Single European Sky ATM Research (SESAR). The TBO concept provides the basis for improving airspace operational efficiency. Flight path synchronization and negotiation performed in TBO allows airspace users (including flight operators, flight managers, flight deck personnel, unmanned aerial systems, and military users) to get closer to their preferred flight path. It allows you to fly regularly and allows management objectives to be incorporated into the TBO concept, including fuel and time efficiency, optimal routing to wind, and weather related flight path changes. As a result, significant research is being conducted in the development of system frameworks and technologies to enable TBO.

TBOの全てにかかわる目標は、空間および時間の上述した4DTを用いることにより、航空機の将来位置の予測と関係する不確実性を低減することである。4DTの正確な使用は、時間に対する航空機の現在および将来の位置および飛行経路を決定する際の不確実性を激減させ、航空機がその到着空港に接近する際に、航空機がいつ到着計測定点(測定定点、到着定点、またはコーナーポストとも呼ばれる地理的位置)に到達するかを予測する能力を含む。現状では、航空交通管制は「管制承認に基づく制御」システムに頼っており、それは通常は航空機の飛行経路についてそれほど多くの知識なしに、航空機の現在位置の観察に依存している。通常は、これは、結果として、航空機は航空交通管制により決定されたルートではあるが、航空機の好適な飛行経路ではないルートを飛行することになる。TBOに切り換えることによって、航空機がユーザーに好適な飛行経路を飛行することができる。   The goal for all of TBO is to reduce the uncertainty associated with the prediction of the future position of the aircraft by using the above-mentioned 4DT in space and time. The precise use of 4DT drastically reduces the uncertainty in determining the aircraft's current and future position and flight path over time, and when the aircraft approaches its arrival airport, when the aircraft is Including the ability to predict whether to reach a fixed point, a fixed point of arrival, or a geographical location, also called a corner post. At present, air traffic control relies on a "control based on control approval" system, which usually relies on observation of the aircraft's current location without much knowledge of the aircraft's flight path. Usually this results in the aircraft flying on a route that is determined by air traffic control but not the preferred flight path of the aircraft. By switching to TBO, the aircraft can fly a flight path suitable for the user.

TBOでは、ユーザーの好みが航空交通オペレーションで成される選択を決定する。より具体的には、航空機飛行経路および運用手順は、航空機オペレータの経営目的の直接的な結果である。これらの経営目的の基本的な要素はコスト指数(CI)であり、それは飛行中の航空機の燃料費(kg当たりのコスト)に対する時間コスト(分当たりのコスト)の比である。航空機のCIは、その最適な飛行速度および飛行経路を決定し、大気条件、航空機性能、および飛行経路の関数であって、その結果、飛行ごとにほとんど一意的である。さらに、速度および高度などの係数がCIの増加と共に必ずしも直線的に増加するわけではない。このように、地上シミュレーションにおけるCIの計算は困難である。   In TBO, user preferences determine the choices made in air traffic operations. More specifically, aircraft flight paths and operational procedures are a direct result of aircraft operator management objectives. The basic element of these management objectives is the cost index (CI), which is the ratio of the cost of time (cost per minute) to the fuel cost (cost per kg) of the aircraft in flight. An aircraft's CI determines its optimal flight speed and flight path, and is a function of atmospheric conditions, aircraft performance, and flight path, so that it is almost unique from flight to flight. Furthermore, factors such as speed and altitude do not necessarily increase linearly with increasing CI. Thus, CI calculation in ground simulation is difficult.

現状では、航空交通管制官は、安全性および航空機間の分離を第1に考えて経路パターンを維持する。このようなパターンは、好適な航空機飛行経路を考えずに作成され、したがって、航空交通管制官は、航空機オペレータのコストを節約するための努力はしない。このような事例において、ずっとコスト効率の良い他の実現可能な飛行経路変更が行われ得ることが認められている。好適な飛行経路を決定するために必要な最適化および計算は、おそらく人間のオペレータまたは管制官では不可能であって、コンピュータシステムによって提供されることが必要となろう。このような場合、コンピュータが人間のオペレータに好適な飛行経路オプションを提供し、それから、オペレータが一連の可能性がある飛行経路から選択する。   At present, air traffic controllers maintain route patterns primarily considering safety and separation between aircraft. Such a pattern is created without considering a preferred aircraft flight path, so the air traffic controller makes no effort to save the cost of the aircraft operator. In such cases, it is recognized that other possible flight path changes can be made that are much more cost effective. The optimizations and calculations necessary to determine a suitable flight path are probably not possible with a human operator or controller and will need to be provided by a computer system. In such a case, the computer provides suitable flight path options for the human operator, and then the operator selects from a series of possible flight paths.

TBOが効率的に機能するためには、全ての関連する航空機から飛行経路データを蓄積しコンパイルすることを必要とする。ユーザーに好適な飛行経路、すなわち航空機オペレータによって最も望ましい飛行経路は、特にもはや管制承認に基づかない航空交通システムにおいては、しばしば互いに競合することがあり得る。TBOは効率を改善するが、それは飛行経路および交通競合を取扱わなければならない。飛行経路ネゴシエーションは、様々な航空機の飛行経路要件または意図を決定し、できるだけ多くのユーザー選好を満足させる解決策を形成して利用可能な空域の最善の使用を試みる。このような飛行経路ネゴシエーションは、航空機飛行経路データ、ならびに人間の意思決定および飛行経路選択に依存する。   In order for TBO to function efficiently, it is necessary to accumulate and compile flight path data from all relevant aircraft. The user-friendly flight path, i.e. the flight path most desirable by the aircraft operator, can often compete with each other, especially in air traffic systems that are no longer based on control approval. TBO improves efficiency, but it must deal with flight paths and traffic contention. Flight path negotiation determines the flight path requirements or intentions of various aircraft and attempts to make the best use of available airspace by creating a solution that satisfies as many user preferences as possible. Such flight path negotiation relies on aircraft flight path data, as well as human decision making and flight path selection.

現状では、速度変更と同様に、飛行経路に対する横方向の変更が航空交通の飛行遅延を吸収するために用いられる。しかし、早期降下飛行経路が航空交通の飛行遅延を吸収するために用いることができれば、それは望ましいだろう。アメリカ航空宇宙局(NASA)エイムス研究センターは、経験豊かな航空路交通管制センター(ARTCC)の地区管制官と共に人間をループに加えたシミュレーション実験を行うことによって、NASAの航路降下アドバイザ(EDA)の高度変更(降下)勧告能力を用いる実現可能性を調査した。これは、AIAA Guidance,Navigation,and Control Conference(2011年8月8〜11日、米国オレゴン州ポートランド)で発表された論文「Impacts on Intermediate Cruise−Altitude Advisory for Conflict−Free Continuous−Descent Arrival」に報告されている。   Currently, similar to speed changes, lateral changes to the flight path are used to absorb flight delays in air traffic. However, it would be desirable if the early descent flight path could be used to absorb air traffic flight delays. NASA's Ames Research Center works with NASA's Channel Descent Advisor (EDA) by performing simulation experiments with humans in a loop with experienced air traffic control center (ARTCC) district controllers. The feasibility of using the altitude change (descent) advisory capability was investigated. This was published in the AAAA Guidance, Navigation, and Control Conference (August 11-11, 2011 in Portland, Oreg., USA) “Impacts on Intermediate Cruise-Critical Conflict-Frequency Conflict— It has been reported.

連続降下または早期降下飛行経路では、航空機は標準飛行経路より非常に早くアイドルまたはアイドルに近い推力設定で降下し始める。飛行経路においてかなり早期に低速の降下を開始することによって、時間遅延を吸収することができ、燃料の消費をより少なくすることができる。早期降下飛行経路の基本的な概略図を図1に示す。早期降下飛行経路に追従する航空機は、指定された計測定点位置まで連続的に降下してもよいし、あるいは中間の低い高度まで降下してもよく、飛行遅延を吸収して潜在的に燃料の消費をより少なくするように、より低速で飛行することができる。   In a continuous descent or early descent flight path, the aircraft begins to descend at an idle or near idle thrust setting much faster than the standard flight path. By initiating a slow descent fairly early in the flight path, time delays can be absorbed and fuel consumption can be reduced. A basic schematic of the early descent flight path is shown in FIG. An aircraft that follows an early descent flight path may descend continuously to a designated metering point location, or it may descend to an intermediate low altitude, absorbing flight delays and potentially fueling You can fly at lower speeds to consume less.

航空交通の時間遅延を吸収しなければならない場合に、早期降下操作は航空機の飛行経路に対する横方向または速度の変更を上回るはっきりしたコスト優位性を提供することができる。しかし、特に人間の管制官が航空交通の競合を防止することに気を取られている場合には、航空交通安全上の制約条件を満たして、適切な遅延を吸収し、かつ燃料を節約する好適な飛行経路を決定することは、人間の管制官の計算能力を越えるものであろう。したがって、早期降下操作を含み得る好適な飛行経路またはいくつかの好適な飛行経路を決定することができて、航空機パイロットにコマンドを伝達することができる人間の管制官に対してこれらの飛行経路を提供することができるシステムが実現されなければならない。航空交通の競合が時間遅延を吸収するための航空機操作を必要とする事象では、このシステムは、今まで通りに航空交通安全および周囲の交通による操作上の制約条件を意識しながら、航空機飛行経路の単純な横方向または縦方向の変更に好適な飛行経路オプションを提供する。   If air traffic time delays must be absorbed, early descent operations can provide a clear cost advantage over lateral or speed changes to the flight path of the aircraft. However, especially when human controllers are concerned about preventing air traffic competition, meet air traffic safety constraints to absorb appropriate delays and save fuel Determining a suitable flight path would go beyond the computational capabilities of a human controller. Accordingly, preferred flight paths or several suitable flight paths that can include an early descent operation can be determined and these flight paths can be routed to a human controller that can communicate commands to the aircraft pilot. A system that can be provided must be realized. In the event that air traffic competition requires aircraft operation to absorb the time delay, the system will continue to be aware of air traffic safety and operational constraints by surrounding traffic, Provides flight path options suitable for simple horizontal or vertical changes.

米国特許出願公開第2009/0157288号は、同様の問題を解決することを試みているが、解決の主体を個々の航空機に限定している。航空機は、航空交通管制から時間遅延係数だけを受け取って、地上のシステムからの追加情報から隔離されて、この時間遅延に対処するための最善の飛行経路変更を決定する。   U.S. Patent Application Publication No. 2009/0157288 attempts to solve a similar problem, but limits the subject of the solution to individual aircraft. The aircraft receives only the time delay factor from air traffic control and is isolated from additional information from the ground system to determine the best flight path change to address this time delay.

情報および意思決定が航空機または地上のシステムのいずれかに完全に残されることがあり得るが、これらの方法のいずれかには情報の精度および可用性に対する制限がある。通常は、このような計算は航空機の近くの航空交通状況の全体に左右され、したがって、このような意思決定の結果は航空機に対して分離されない。   While information and decision making can be left entirely in either an aircraft or ground system, either of these methods has limitations on the accuracy and availability of the information. Normally, such calculations depend on the overall air traffic situation near the aircraft, and therefore the results of such decisions are not separated for the aircraft.

米国特許出願公開第2010/241345号明細書US Patent Application Publication No. 2010/241345

本発明は、到着空港に接近する到着航空機の時間スケジュールを管理するための方法およびシステムを提供する。本発明は、STA(予定到着時刻)に遅れている1つまたは複数の航空機から生じる時間遅延を含むがこれに限定されない航空交通スケジューリング変更を補償するために、早期巡航降下を含むがこれに限定されない航空機飛行経路を変更する手段を提供する。   The present invention provides a method and system for managing the time schedule of arriving aircraft approaching an arriving airport. The present invention includes, but is not limited to, early cruise descent to compensate for air traffic scheduling changes including, but not limited to, time delays resulting from one or more aircraft lagging behind the STA (scheduled arrival time). Provide a means to change the aircraft flight path that is not.

本発明の第1の態様によれば、定義された空域内にあって、到着空港に接近しつつある複数の航空機を含む航空交通を管理するためのスケジュール管理システムが提供され、複数の航空機の各々は、3次元位置および速度を含む既存の飛行経路パラメータを有する。スケジュール管理システムは、複数の航空機と個別に関係し、航空機飛行経路および航空機飛行経路に関係する航空機の飛行に特有のコストデータを決定するように適合される航空機搭載飛行管理システム(FMS)と、複数の航空機をモニターするように適合されるが、複数の航空機のいずれにも設置されない航空交通管制システムと、を含む。航空交通管制システムは、意思決定支援ツールを有し、FMSから航空機飛行経路および飛行に特有のコストデータを取得し、到着空港への進入路に沿った少なくとも1つの位置(例えば計測定点)について複数の航空機の各々のSTAを生成するように動作可能である。複数の航空機のいずれかがその位置でそのSTAに遅れて、それによって、その位置に向かって飛行している複数の航空機の第2の航空機により遅いSTAを課すために、第2の航空機を遅延させる場合には、航空交通管制システムは、意思決定支援ツールに航空機飛行経路および飛行に特有のコストデータを送信し、より遅いSTAと関係する遅延を吸収するために、特別の飛行経路変更が第2の航空機にとってより経済的かどうかを決定するために意思決定支援ツールを用いて、意思決定支援ツールによって容易にされた人間の決定に基づいて、第2の航空機に命令を送信するように動作可能である。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a schedule management system for managing air traffic including a plurality of aircraft that are in a defined airspace and approaching an arrival airport. Each has existing flight path parameters including 3D position and velocity. The schedule management system is an airborne flight management system (FMS) individually associated with a plurality of aircraft and adapted to determine cost data specific to the aircraft flight path and aircraft flight associated with the aircraft flight path; An air traffic control system adapted to monitor a plurality of aircraft, but not installed on any of the plurality of aircraft. The air traffic control system has a decision support tool, obtains aircraft flight path and flight-specific cost data from the FMS, and has multiple data for at least one position (eg, measurement points) along the approach path to the arrival airport. Operable to generate a STA for each of the aircraft. Any of the plurality of aircraft is delayed at that location to that STA, thereby delaying the second aircraft to impose a slower STA on the second aircraft of the plurality of aircraft flying toward that location In this case, the air traffic control system sends the aircraft flight path and flight-specific cost data to the decision support tool, and special flight path changes are made to absorb delays associated with slower STAs. Operates to send instructions to the second aircraft based on human decisions facilitated by the decision support tool, using a decision support tool to determine whether it is more economical for the second aircraft Is possible.

本発明の第2の態様によれば、定義された空域内にあって、到着空港に接近しつつある複数の航空機を含む航空交通を管理するための方法が提供され、複数の航空機の各々は、3次元位置および速度を含む既存の飛行経路パラメータを有する。本方法は、個別に複数の航空機と関係する航空機搭載FMSを有する複数の航空機の各々の航空機飛行経路および飛行に特有のコストデータを決定するステップと、複数の航空機のいずれにも搭載されない航空交通管制システムを用いて複数の航空機をモニターするステップと、航空交通管制システムを用いて、到着空港への進入路に沿った少なくとも1つの位置(例えば計測定点)について複数の航空機の各々のSTAを生成するステップと、を含む。複数の航空機のいずれかがその位置でそのSTAに遅れて、それによって、その位置に向かって飛行している複数の航空機の第2の航空機により遅いSTAを課すために、第2の航空機を遅延させる場合には、本方法は、FMSから取得した航空機飛行経路および飛行に特有のコストデータを航空交通管制システムの意思決定支援ツールに対して送信するステップと、より遅いSTAと関係する遅延を吸収するために、特別の飛行経路変更が第2の航空機にとってより経済的かどうかを決定するために意思決定支援ツールを用いるステップと、意思決定支援ツールによって容易にされた人間の決定に基づいて、第2の航空機に命令を送信するステップと、をさらに含む。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for managing air traffic including a plurality of aircraft within a defined airspace and approaching an arrival airport, each of the plurality of aircraft Has existing flight path parameters including 3D position and velocity. The method includes determining aircraft flight path and flight-specific cost data for each of a plurality of aircraft having an onboard FMS associated with the plurality of aircraft individually, and air traffic not mounted on any of the plurality of aircraft. Monitoring a plurality of aircraft using a control system, and generating an STA for each of the plurality of aircraft for at least one location (eg, a measuring point) along the approach path to the arrival airport using the air traffic control system Including the steps of: Any of the plurality of aircraft is delayed at that location to that STA, thereby delaying the second aircraft to impose a slower STA on the second aircraft of the plurality of aircraft flying toward that location If so, the method transmits aircraft flight path and flight-specific cost data obtained from the FMS to the decision support tool of the air traffic control system and absorbs delays associated with slower STAs. To use a decision support tool to determine whether a special flight path change is more economical for the second aircraft, and based on human decisions facilitated by the decision support tool, Sending instructions to the second aircraft.

到着する航空機の時間スケジュールを管理する従来の方法は、個々の航空機または地上のシステムのどちらかに完全に残された情報および意思決定に依存しているが、本発明は、地上に設けられた航空交通管制システム(例えば、航空交通管制センター)の勢力圏内の航空機から受け取った航空機および飛行データを用い、管理されている各航空機の推定到着時刻(ETA)を計算して、時間遅延を吸収するかまたは一時的に航空機を早める必要があるかどうかを決定するために、地上のシステムの意思決定支援ツール(DST)を用いる正確かつ包括的なスケジュール管理システムを提供しようとする点が、本発明の技術的な効果である。   While conventional methods of managing time schedules for arriving aircraft rely on information and decision making left entirely on either individual aircraft or ground systems, the present invention is provided on the ground Use aircraft and flight data received from aircraft within the sphere of influence of an air traffic control system (eg, air traffic control center) to calculate the estimated arrival time (ETA) for each aircraft being managed to absorb time delays The present invention seeks to provide an accurate and comprehensive schedule management system that uses a ground system decision support tool (DST) to determine whether an aircraft needs to be temporarily accelerated or not. This is a technical effect.

この発明の他の態様および利点は、以下の詳細な説明からより良く理解されよう。   Other aspects and advantages of this invention will be better appreciated from the following detailed description.

本発明の実施形態によって実施することができる早期降下飛行経路の基本的な概略図を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the basic schematic of the early descent flight path | route which can be implemented by embodiment of this invention. 個々の航空機の飛行経路および飛行に特有のコストデータに基づいて、到着空港に接近する航空交通を管理するためのスケジュール管理方法およびシステムのブロック図である。1 is a block diagram of a schedule management method and system for managing air traffic approaching an arriving airport based on individual aircraft flight paths and flight specific cost data. FIG. 早期降下操作において特定の距離から計測定点までの時間遅延を吸収するために用いることができる、所与の時間遅延と高度変更との関係を表すグラフである。6 is a graph showing the relationship between a given time delay and altitude change that can be used to absorb the time delay from a specific distance to a metering point in an early descent operation. 従来の横方向または速度の変更と比較して、航空機の飛行経路に早期降下操作を導入して航空交通の時間遅延を吸収する場合には、潜在的なコスト面での有利さが達成され得ることを表す図である。Compared to conventional lateral or speed changes, potential cost advantages can be achieved when early descent operations are introduced into the aircraft flight path to absorb time delays in air traffic It is a figure showing this.

本発明は、到着空港に接近する航空交通を管理するためのスケジュール管理システムおよび方法を提供する。好適な本発明の態様によれば、空域内の航空機は、航空機飛行経路を決定する航空機搭載飛行管理システム(FMS)およびそれらが搭載された個々の航空機の飛行に特有のコストデータを備えている。スケジュール管理システムは、地上のシステムが意思決定支援ツール(DST)を備えている航空交通管制(ATC)センターの勢力圏内の航空機のFMSから、航空機飛行経路および飛行に特有のコストデータを受け取る。航空交通管制システムは、到着空港への1つまたは複数の進入路に沿った1つまたは複数の計測定点における航空機の予定到着時刻(STA)を決定し、航空機がそのSTAに遅れて、それによって計測定点に向かって飛行している1つまたは複数の他の航空機に時間遅延を課す場合には、DSTは、航空機飛行経路変更が時間遅延を吸収する際に有利かどうかを決定するために、他の(遅延する)航空機の航空機飛行経路および飛行に特有のコストデータを用いる。適切である場合には、このような決定は、航空交通管制要員によって遅延する航空機に送信され得る。   The present invention provides a schedule management system and method for managing air traffic approaching an arrival airport. In accordance with a preferred aspect of the present invention, aircraft in the airspace are equipped with airborne flight management systems (FMS) that determine aircraft flight paths and cost data specific to the flight of the individual aircraft on which they are mounted. . The schedule management system receives aircraft flight paths and flight-specific cost data from the FMS of aircraft within the territory of an air traffic control (ATC) center where the ground system is equipped with a decision support tool (DST). The air traffic control system determines the scheduled arrival time (STA) of the aircraft at one or more metering points along one or more approach routes to the arrival airport, whereby the aircraft is delayed to that STA, thereby When imposing a time delay on one or more other aircraft that are flying towards the metering point, the DST determines whether an aircraft flight path change is advantageous in absorbing the time delay. Use aircraft flight paths and flight-specific cost data for other (delayed) aircraft. Where appropriate, such a determination can be sent to the delayed aircraft by the air traffic control personnel.

好適な本発明の態様によれば、飛行に特有のコスト情報は、航空機によって生成され、解析のためDSTに提供される。既存のコンピュータの能力に基づけば、DSTは、好ましくは地上に設けられたコンピュータシステムの一部であって、航空機に搭載されるものではない。DSTが非常により大きいサイズであって、航空機キャビンではなく部屋または建物に適合するように設計され得るとすれば、これはより大規模なデータ記憶および処理能力を提供する。また地上に設けられたDSTは、航空交通管制システムの管理下の複数の航空機から受信したデータをコンパイルするためのより良好な媒体を提供する。本発明の実施形態が、特に、NextGenおよびSESARの進展を含む、将来実施される飛行経路に基づく運用(TBO)などの高度航空交通システムに適応するように、航空交通管制の進歩を促進する能力を提供する点に留意する必要がある。このように、DSTは、ただ1つの航空機で働くのではなく、多数の異なる航空機、飛行経路、位置、および時間的制約条件で働くように設計される。   According to a preferred aspect of the present invention, flight specific cost information is generated by the aircraft and provided to the DST for analysis. Based on the capabilities of existing computers, the DST is preferably part of a computer system installed on the ground and not onboard an aircraft. If the DST is a much larger size and can be designed to fit into a room or building rather than an aircraft cabin, this provides greater data storage and processing capabilities. A DST installed on the ground also provides a better medium for compiling data received from multiple aircraft under the control of an air traffic control system. Ability of embodiments of the present invention to facilitate advances in air traffic control, especially to accommodate advanced air traffic systems, such as future-based flight path based operations (TBO), including NextGen and SESAR advancements It is necessary to keep in mind that it provides Thus, DST is designed to work with many different aircraft, flight paths, locations, and time constraints, rather than working with just one aircraft.

特定の空港における航空機の到着スケジュールを計算するために、到着マネージャ(AMAN)が過密な空域で一般的に用いられる。通常はターミナル空域境界にある計測定点である地点に到着する航空機のスケジュールを構築するために、スケジュール管理システムのコンピュータシステムは、航空機からの航空機監視データおよび/または予測飛行経路を用いることができる。今日、この機能は米国にあるFAAの交通管理アドバイザ(TMA)によって実行され、一方、他のAMANは国際的に用いられている。一般に、本発明は、航空機データに基づいて航空機をモニターし、計測定点に到着する航空機の順序およびSTAを計算する到着スケジューラツールを使用することができる。大部分の現行スケジューラは先着順アルゴリズムを用いてSTAを計算するが、装備の良いものが優先されるタイプのスケジュールを含む、多くの異なる代替的スケジュール手段がある。一方、DSTは、後に到着する航空機のためにコンピュータシステムによって計算される遅延STAに従って航空機を計測定点まで届ける早期降下飛行経路(結果として速度の減少になる)を、後に到着する航空機が正確に実行することを可能にする代替的飛行経路を生成するために用いる助言的なツールである。   An arrival manager (AMAN) is commonly used in congested airspace to calculate the arrival schedule of aircraft at a particular airport. The schedule management system computer system can use aircraft monitoring data and / or predicted flight paths from the aircraft to build a schedule of aircraft arriving at a point that is a metered measurement point, typically at the terminal airspace boundary. Today, this function is performed by the FAA's Traffic Management Advisor (TMA) in the United States, while other AMANs are used internationally. In general, the present invention can use an arrival scheduler tool that monitors an aircraft based on aircraft data and calculates the order and STA of aircraft arriving at a total measurement point. Most current schedulers use a first-come-first-served algorithm to calculate STAs, but there are many different alternative scheduling means, including types of schedules in which a well-equipped one is preferred. DST, on the other hand, accurately executes an early descent flight path (resulting in reduced speed) that delivers the aircraft to a measurement point according to a delay STA calculated by the computer system for the later arriving aircraft. An advisory tool used to generate alternative flight paths that allow

本発明のスケジュール管理システムの実施および動作の非限定的な例として、図2は空港の近くで発生した航空交通競合を表し、そこでは、2つの航空機が同時に空港の場周経路に到達する。図2に関して説明するシナリオでは、一方の航空機(図2に示す)は、他方の航空機(図示せず)が最初に場周経路に入ることができるように、遅延されなければならず、2つの航空機の間に十分な空間が提供される。航空交通管制官は、遅延される航空機がその巡航速度を減少させるかまたは別の単純な飛行経路変更を行うことを単純に要請することができるが、そうすることは航空機オペレータにとって最も費用効果の高いものではないかもしれないし、あるいは望ましい解決策ではないかもしれない。スケジュール管理システム内では、航空機が航空交通管制システムによってモニターされる空域に入る際に、各航空機の4D(高度、横方向のルート、および時間)飛行経路(4DT)をモニターする地上に設けられたコンピュータシステムが航空交通管制システムに提供される。機内に搭載されたFMS(または、例えばデータ通信(DataComm)システム)を適切に備える航空機は、この情報をコンピュータシステムに直接提供することができる。特に、多くの高度FMSは4DTデータを正確に計算することが可能であり、4DTデータは、航空機と航空交通管制システムとの間のCPDLC、ADS−C、もしくは別のデータ通信機構、または飛行運航管理者からの別のデジタル交換を用いて、コンピュータシステムと交換され得る。   As a non-limiting example of the implementation and operation of the schedule management system of the present invention, FIG. 2 represents an air traffic conflict occurring near an airport, where two aircraft simultaneously reach the airport's field path. In the scenario described with respect to FIG. 2, one aircraft (shown in FIG. 2) must be delayed so that the other aircraft (not shown) can first enter the field path. Sufficient space is provided between the aircraft. The air traffic controller can simply request that the delayed aircraft reduce its cruise speed or make another simple flight path change, which is most cost-effective for the aircraft operator. It may not be expensive or it may not be a desirable solution. Within the schedule management system, the aircraft was installed on the ground to monitor each aircraft's 4D (altitude, lateral route, and time) flight path (4DT) as it enters the airspace monitored by the air traffic control system. A computer system is provided for the air traffic control system. An aircraft suitably equipped with an onboard FMS (or data communication (DataComm) system, for example) can provide this information directly to the computer system. In particular, many altitude FMS can accurately calculate 4DT data, which can be CPDLC, ADS-C, or another data communication mechanism between the aircraft and the air traffic control system, or flight operations. Another digital exchange from the administrator can be used to exchange with the computer system.

モニターされた空域内の各航空機について、航空交通管制システムと関係するコンピュータシステムは、航空機によって共有される到着(目的地)空港と関係する少なくとも1つの計測定点に対する推定到着時刻(ETA)を計算する。複数の航空機に対するETAは、コンピュータシステムおよびそのDSTによってアクセスされ得るデータ記憶ユニットの一部であるキューに記憶される。第1の航空機(図示せず)が最初に場周経路に入り、結果として別の航空機(図2に示す)の遅延が生じる、図2に関して説明するシナリオでは、コンピュータシステムは、航空機から推定されるまたはダウンリンクされる情報に基づいて、第1の航空機のETAおよび遅延航空機の適切な遅延時間を決定するための計算を実行する。   For each aircraft in the monitored airspace, a computer system associated with the air traffic control system calculates an estimated arrival time (ETA) for at least one metering point associated with the arrival (destination) airport shared by the aircraft. . The ETAs for multiple aircraft are stored in a queue that is part of a data storage unit that can be accessed by the computer system and its DST. In the scenario described with respect to FIG. 2, where the first aircraft (not shown) enters the circuit path first, resulting in the delay of another aircraft (shown in FIG. 2), the computer system is estimated from the aircraft. Based on the information to be transmitted or downlinked, a calculation is performed to determine an ETA for the first aircraft and an appropriate delay time for the delayed aircraft.

4DT、飛行に特有のコストデータ、および選択的に遅延航空機から得られる航空機オペレータの経営目的に基づく選択を用いて、早期降下を潜在的に開始することによって航空機運用コストも節約しながら、遅延航空機を適切に遅延させて交通競合を解決するいくつかの可能性のある代替的飛行経路を計算するために、コンピュータシステムはDSTを用いる。この場合、適切なATCoインターフェース(例えばグラフィック/ユーザーインターフェース)を用いることにより、航空交通管制官は、DSTによって推奨される、早期降下を潜在的に含む、可能な飛行経路のうちの1つを選択して、この要請を遅延航空機に伝達することができる。このように、人間が依然として航空機の飛行経路を変更する決定をすることができるが、1つまたは複数の早期降下飛行経路を含むことができるより費用効果が高い解決策を算出して推奨することによって、DSTはより良好な運航効率を容易にする。一旦、降下飛行経路要請が遅延航空機によって留意され(「パイロットチェック」)、実施される(「4DT」)と、航空交通管制システムは、要請に適合するように航空機の飛行経路をモニターし続けることができる。必要であって可能な場合には、航空交通管制システムは、データ記憶のキューに記憶された各航空機の計測定点に対するETAを更新することができる。   Using 4DT, flight-specific cost data, and selection based on the aircraft operator's management objectives, optionally obtained from the delayed aircraft, the delayed aircraft is also saved while also saving aircraft operating costs by potentially initiating an early descent. The computer system uses DST to calculate some possible alternative flight paths that will appropriately delay and resolve traffic conflicts. In this case, by using an appropriate ATCo interface (eg graphic / user interface), the air traffic controller selects one of the possible flight paths, potentially including early descent, as recommended by the DST. This request can then be communicated to the delayed aircraft. In this way, humans can still make decisions to change the flight path of the aircraft, but calculate and recommend a more cost-effective solution that can include one or more early descent flight paths DST facilitates better operational efficiency. Once the descent flight path request is noted by the delayed aircraft (“Pilot Check”) and implemented (“4DT”), the Air Traffic Control System will continue to monitor the aircraft's flight path to meet the request. Can do. If necessary and possible, the air traffic control system can update the ETA for each aircraft's metering points stored in the data storage queue.

図2に示すように、スケジュール管理システムは、初期および最終的なスケジューリング水平線に関して働くように実装することができる。初期スケジューリング水平線は空間の水平線であって、それは各航空機が所与の空域、例えば到着空港の約200海里(370.4km)内の空域に入る位置である。一旦、航空機が初期スケジューリング水平線に入ると、ATMシステムは航空機の位置をモニターして始動する。最終的なスケジューリング水平線(STA凍結水平線とも呼ばれる)は、特定の到着時間計測定点によって定義される。STA凍結水平線は、将来の20分以下の航空機の計測定点ETAとして定義することができる。一旦、航空機がSTA凍結水平線に入ると、そのSTAは変更されず、管理システムが始動して、スケジュール管理システムのDSTによって考案された代替的飛行経路の1つを実行するために、時間に合わせる操作が航空機にアップリンクされる。   As shown in FIG. 2, the schedule management system can be implemented to work with respect to the initial and final scheduling horizon. The initial scheduling horizon is the spatial horizon where each aircraft enters a given airspace, for example, an airspace within about 200 nautical miles (370.4 km) of the arrival airport. Once the aircraft enters the initial scheduling horizon, the ATM system starts by monitoring the position of the aircraft. The final scheduling horizon (also called the STA freeze horizon) is defined by a specific arrival time meter point. The STA freeze horizon can be defined as the total measuring point ETA for aircraft in the future 20 minutes or less. Once the aircraft enters the STA freeze horizon, the STA is not changed and the management system is started and timed to execute one of the alternative flight paths devised by the schedule management system DST. Operations are uplinked to the aircraft.

遅延航空機の早期降下飛行経路の基本的な概略図は図1に模式的に表され、航空機は標準飛行経路よりもかなり早期に(例えば、アイドルまたはアイドルに近い推力設定で)降下を開始することを明示している。飛行経路においてかなり早期に低速の降下を開始することによって、時間遅延が吸収され、好適な実施形態では燃料の消費がより少なくなる。航空機は、指定された計測定点位置まで連続的に降下してもよいし、あるいは中間の低い高度まで降下してもよく、飛行遅延を吸収して燃料の消費をより少なくするように、より低速で飛行することができる。   A basic schematic of a delayed aircraft early descent flight path is schematically illustrated in FIG. 1, where the aircraft begins to descent much earlier than a standard flight path (eg, with a thrust setting near idle or idle). Is specified. By initiating a slow descent fairly early in the flight path, the time delay is absorbed, and in the preferred embodiment, less fuel is consumed. The aircraft may descend continuously to a designated metering point location, or it may descend to an intermediate low altitude, slower to absorb flight delays and consume less fuel. You can fly at.

航空交通の時間遅延を吸収しなければならない場合に、図1に示され図2のスケジュール管理システムによって可能になるタイプの早期降下操作は、航空機の飛行経路に対する横方向または速度の変更を上回るはっきりしたコスト優位性を提供することができる。本発明につながる実験的評価は、複数のボーイング737型航空機タイプ、ウィンドプロファイル、および時間に合わせる目標のシミュレーションを含み、図3のグラフに示す時間遅延データ、ならびに図4にプロットした予測燃料費を生成するシミュレーションを含んでいた。図3のグラフは、所与の時間遅延を吸収するために必要な高度変更と、早期降下操作における計測定点からの距離との関係を表す。早期巡航降下では、一定の風の条件で対応する経路が延伸する場合よりも、一般的に燃料使用が多くなるが、一定でない風速場の存在は、より高い高度で経路が延伸する場合と比較して、有意な燃料節約を潜在的に提供することが分かった。最適な時間に合わせるスケジュール管理操作の地上に設けられた計算をサポートすることができるコスト係数を基礎とするフレームワークも開発された。この種のフレームワークの議論は、Torres他による「Trajectory Management Driven by User Preferences」30th Digital Avionics Systems Conference(2011年10月16〜20日)で議論されており、このようなフレームワークに関するその教示は参照により本明細書に組み込まれる。   The type of early descent maneuvering shown in FIG. 1 and enabled by the schedule management system of FIG. 2 when air traffic time delays must be absorbed clearly exceeds lateral or speed changes to the flight path of the aircraft. Cost advantage can be provided. Experimental evaluations leading to the present invention include simulations of multiple Boeing 737 aircraft types, wind profiles, and timed targets, and the time delay data shown in the graph of FIG. 3 as well as the predicted fuel cost plotted in FIG. Includes simulation to generate. The graph of FIG. 3 shows the relationship between the altitude change necessary to absorb a given time delay and the distance from the total measurement point in the early descent operation. Early cruise descent generally uses more fuel than if the corresponding route extends under constant wind conditions, but the presence of a non-constant wind speed field is compared to when the route extends at a higher altitude. Has been found to potentially provide significant fuel savings. A cost factor based framework has also been developed that can support ground-based calculations for schedule management operations that are timed optimally. A discussion of this type of framework is discussed in Torres et al. In “Trajection Management Development by User Preferences”, 30th Digital Avionics Systems Conference (October 16-20, 2011). Which is incorporated herein by reference.

飛行を運用するためのコストは、燃料コストおよび他の直接的で時間に関係するコストに分解することができ、このコストにはクルー賃金、航空機保守、乗客および貨物のロジスティックス、ならびに機器の価値減少が含まれるが、これらに限定されない。本発明の好適な実施形態は、航空機に搭載されたFMSから有効運用コストを抽出することを含む。運用コストを計算し評価するための好適な機構は、上述し、Torresの論文にあるコスト指数を含むことができる。データ記憶および処理のために必要なハードウエア要件が地上に設けられたシステムのDSTに必要とされる要件よりもはるかに少ないので、特定の航空機についてのこのような計算および評価は、おそらく航空機自体に設けられる。処理される情報は、所与の航空交通管制センターによってモニターされている航空交通内の全ての航空機に全般的に関係することとは対照的に、特定の航空機に左右されるか、またはそれに直接関係する。それから、機構は、その情報が航空交通管制システムおよびそのDSTが利用(ダウンリンク)できるようにする。   The cost of operating a flight can be broken down into fuel costs and other direct and time-related costs, which include crew wages, aircraft maintenance, passenger and cargo logistics, and reduced equipment value Is included, but is not limited thereto. The preferred embodiment of the present invention includes extracting the effective operating cost from the FMS onboard the aircraft. A suitable mechanism for calculating and evaluating operational costs can include the cost index described above and in the Torres article. Such calculations and evaluations for a particular aircraft are probably the aircraft itself, because the hardware requirements needed for data storage and processing are much less than those required for DST for ground-based systems. Is provided. The information processed depends on or directly on a particular aircraft as opposed to being generally related to all aircraft in the air traffic being monitored by a given air traffic control center. Involved. The mechanism then makes that information available (downlink) to the air traffic control system and its DST.

上述したように、Torresの論文は、最適な時間に合わせるスケジュール管理操作の地上に設けられた計算をサポートすることができるコスト係数を基礎とするフレームワークの議論を含み、それによって、航空機のコストが最適化された新たなSTAを、STAに遅れた先の航空機に応答して決定することができる。一般に、このようなフレームワークは、速度、横方向の経路変更(経路の長さの増加)または巡航高度の変更に関して、その現在の計画された飛行経路の様々なタイプの変更についてのコスト(現在の計画された飛行経路または絶対コストに対して)を航空機が計算することを含む。速度を減少させるために、巡航高度の変更はおそらく巡航高度を減少させることであるが、例えば、より高い高度のより強い逆風が、結果としてSTAに遅れた先の航空機によって必要となった航空機のより遅いSTAに合わせることができる全体の時間遅延を生じさせる場合には、潜在的に巡航高度を増加させることが適切であり得る。このコスト情報は、地上の(潜在的に航空機からの一組のコスト係数として)DSTに送信される。   As mentioned above, the Torres paper includes a discussion of a framework based on cost factors that can support ground-based calculations of schedule management operations that are timed optimally, thereby reducing aircraft costs. A new STA with optimized can be determined in response to the previous aircraft behind the STA. In general, such frameworks are cost-effective for various types of changes in their current planned flight path (currently in terms of speed, lateral path change (increase in path length) or cruise altitude. For the aircraft to calculate (for a planned flight path or absolute cost). In order to reduce the speed, a change in cruise altitude is likely to reduce the cruise altitude, but for example, higher altitudes and stronger headwinds would result in the aircraft required by the earlier aircraft lagging behind the STA. It may be appropriate to potentially increase the cruise altitude if it causes an overall time delay that can be matched to a slower STA. This cost information is sent to the DST on the ground (potentially as a set of cost factors from the aircraft).

上記からみて、特定のコース変更が、例えば、経路延伸または別の操作よりも、時間スケジュールに合わせるためのより効率的な方法であるかどうかを決定するために、コスト情報を用いることができる。このようなコース変更の非限定的な例は、航空機の新たなSTAに合わせるのに最適な早期降下飛行経路であって、特別な例がSTAに遅れた先の航空機によって必要となったより遅いSTAである。DSTは、航空機によってより有用なツールに提供される利用可能な情報をコンパイルする。TBOの一部が先に記述された場合には、DSTは飛行経路ネゴシエーションを行うことができる情報を生成しコンパイルし、DSTはその情報からいくつかの可能性がある代替的飛行経路を好適に生成し、それらの1つまたは複数が航空機オペレータによって選択され、および/または既存の航空交通環境の制約条件に適合され得る。その意図は、1つまたは複数のユーザーに対して、ユーザーが飛行経路および潜在的な付加情報に基づいて決定することを可能にする適切なインターフェースを通して、好適な飛行経路だけでなく全ての利用可能な飛行データを提供することによって、DSTは空域のより良好な使用を促進し、航空機ユーザーに好適な飛行経路を満たすことが可能であるということである。   In view of the above, cost information can be used to determine whether a particular course change is a more efficient way to meet a time schedule than, for example, route stretching or another operation. A non-limiting example of such a course change is an early descent flight path that is best suited to an aircraft's new STA, a slower STA that a special example was required by a previous aircraft that was late for the STA. It is. The DST compiles the available information provided by the aircraft to a more useful tool. If a portion of the TBO was described earlier, the DST generates and compiles information that can be used to negotiate flight paths, and the DST preferably uses the information to identify some possible alternative flight paths. One or more of them may be selected by an aircraft operator and / or adapted to existing air traffic environment constraints. Its intent is to make it available to one or more users, not just the preferred flight path, through an appropriate interface that allows the user to make decisions based on the flight path and potential additional information By providing accurate flight data, DST can facilitate better use of the airspace and meet flight paths suitable for aircraft users.

管理されている航空機のSTAにアクセスして、DSTは、予測された航空機飛行経路に基づいて、航空機のETAを計算することができる。航空機のETAがそのSTAより早い場合には、時間遅延を吸収する必要がある。逆に、航空機のETAがそのSTAより遅い場合には、航空機を時間的に早める必要がある。地上に設けられたDSTは、速度変更(単一の速度命令、または要求到着時刻(RTA)などの時間制約条件として)、横方向の経路延伸もしくは近道、および/または高度変更の様々な組み合わせを考慮することができる。ダウンリンクされたコスト係数から構築されるコスト表面は、航空機の時間に合わせる操作、および、より好ましくは、到着計測定点でSTAを満たすと共に航空機にとって最も有利に見える最良の時間に合わせる操作を評価し選択するために用いられる。   Accessing the managed aircraft STA, the DST may calculate the aircraft ETA based on the predicted aircraft flight path. If the aircraft's ETA is earlier than its STA, the time delay needs to be absorbed. Conversely, if an aircraft's ETA is slower than its STA, the aircraft needs to be advanced in time. A DST installed on the ground is capable of various combinations of speed changes (as a single speed command, or as a time constraint, such as request arrival time (RTA)), lateral path extension or shortcut, and / or altitude change. Can be considered. The cost surface constructed from the downlink cost factor evaluates the operation to time the aircraft and, more preferably, the time to meet the STA at the arrival meter measurement point and to the best time that appears most advantageous to the aircraft. Used to select.

上記からみて、本発明は、航空交通管制官が利用できるように設定された可能なオプションの一部として早期巡航降下を可能にし、時間に合わせるスケジュール管理のために設定されたオプションを広げる。これは、速度変更および経路延伸を越えて利用できる自由度を増加させ、過密な空域におけるタイミング要件を満たす競合のない飛行経路をより良く識別することを可能にする。設定されたより広いオプションおよび各オプションと関係するコストを計算する手段を用いて、航空機の経営目的は考慮され、満足され得る。   In view of the above, the present invention allows early cruise descent as part of the possible options set available for air traffic controllers and extends the options set for timed schedule management. This increases the degree of freedom available over speed changes and path stretches and allows better identification of contention-free flight paths that meet timing requirements in congested airspace. With the means to calculate the wider options set and the costs associated with each option, the business objectives of the aircraft can be considered and satisfied.

特定の実施形態に関して本発明を記載しているが、当業者が他の形式を採用することができることは明らかである。したがって、本発明が本明細書に記載された具体的な実施形態に限定されないことを理解すべきである。したがって、本発明の範囲は以下の請求項のみによって限定される。   Although the invention has been described with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that other formats may be employed. Accordingly, it should be understood that the invention is not limited to the specific embodiments described herein. Accordingly, the scope of the invention is limited only by the following claims.

Claims (11)

定義された空域内にあって、到着空港に接近しつつある複数の航空機を含む航空交通を管理するためのスケジュール管理システムであって、
前記複数の航空機の各々は、3次元位置および速度を含む既存の飛行経路パラメータを有し、
前記スケジュール管理システムは、
前記複数の航空機と個別に関係し、航空機飛行経路および前記航空機飛行経路に関係する前記航空機の飛行に特有のコストデータを決定するように適合される航空機搭載飛行管理システムと、
前記複数の航空機をモニターするように適合されるが、前記複数の航空機のいずれにも搭載されない航空交通管制システムと、を含み、
前記航空交通管制システムは、意思決定支援ツールを有し、
前記航空交通管制システムは、前記飛行管理システムから前記航空機飛行経路および前記飛行に特有のコストデータを取得し、前記到着空港への進入路に沿った少なくとも1つの位置について前記複数の航空機の各々の予定到着時刻(STA)を生成するように動作可能であり、
前記複数の航空機のいずれかが前記少なくとも1つの位置で前記複数の航空機の前記いずれかの前記STAに遅れて、それによって、前記少なくとも1つの位置に向かって飛行している前記複数の航空機の第2の航空機により遅いSTAを課すために、前記第2の航空機を遅延させる場合には、前記航空交通管制システムは、前記意思決定支援ツールに前記航空機飛行経路および前記飛行に特有のコストデータを送信し、前記より遅いSTAと関係する前記遅延を吸収するために、特別の飛行経路変更が前記第2の航空機にとってより経済的かどうかを決定するために前記意思決定支援ツールを用いて、前記意思決定支援ツールによって容易にされた人間の決定に基づいて、前記第2の航空機に命令を送信するように動作可能である、スケジュール管理システム。
A schedule management system for managing air traffic including a plurality of aircraft in a defined airspace and approaching an arrival airport,
Each of the plurality of aircraft has existing flight path parameters including three-dimensional position and velocity;
The schedule management system includes:
An airborne flight management system individually associated with the plurality of aircraft and adapted to determine aircraft flight paths and cost data specific to the flight of the aircraft associated with the aircraft flight paths;
An air traffic control system adapted to monitor the plurality of aircraft, but not mounted on any of the plurality of aircraft,
The air traffic control system has a decision support tool,
The air traffic control system obtains the aircraft flight path and the flight-specific cost data from the flight management system, and for each of the plurality of aircraft for at least one location along the approach path to the arrival airport. Operable to generate a scheduled arrival time (STA);
Any one of the plurality of aircraft is behind the STA of any one of the plurality of aircraft at the at least one location, thereby causing the first of the plurality of aircraft flying toward the at least one location. When delaying the second aircraft to impose a slower STA on two aircraft, the air traffic control system sends the aircraft flight path and cost data specific to the flight to the decision support tool And using the decision support tool to determine whether a special flight path change is more economical for the second aircraft to absorb the delay associated with the slower STA, A schedule operable to send instructions to the second aircraft based on a human decision facilitated by a decision support tool; Lumpur management systems.
前記飛行に特有のコストデータは、少なくとも1つの時間に関係する飛行に特有のコストを含む、請求項1に記載のスケジュール管理システム。   The schedule management system of claim 1, wherein the flight-specific cost data includes a flight-specific cost related to at least one time. 前記特別の飛行経路変更は、前記第2の航空機の速度を減少させる巡航高度の変更を含む、請求項1または2に記載のスケジュール管理システム。 The special flight path changes, including cruising altitude changes to decrease the speed of the second aircraft, schedule management system according to claim 1 or 2. 前記特別の飛行経路変更は、前記第2の航空機の速度を減少させる早期降下飛行経路を含む、請求項1乃至3のいずれかに記載のスケジュール管理システム。 The special flight path changes, including early descent flight path for reducing the speed of the second aircraft, schedule management system according to any one of claims 1 to 3. 前記少なくとも1つの位置は、計測定点である、請求項1乃至4のいずれかに記載のスケジュール管理システム。 Wherein at least one position is a measurement fixed point, schedule management system according to any one of claims 1 to 4. 定義された空域内にあって、到着空港に接近しつつある複数の航空機を含む航空交通を管理するためのスケジュール管理システム方法であって、
前記複数の航空機の各々は、3次元位置および速度を含む既存の飛行経路パラメータを有し、
前記方法は、
個別に前記複数の航空機と関係する航空機搭載飛行管理システムを有する前記複数の航空機の各々の航空機飛行経路および飛行に特有のコストデータをコンピュータが決定するステップと、
前記複数の航空機のいずれにも搭載されない航空交通管制システムを用いて前記複数の航空機をコンピュータがモニターするステップと、
前記航空交通管制システムを用いて、前記到着空港への進入路に沿った少なくとも1つの位置について前記複数の航空機の各々の予定到着時刻(STA)をコンピュータが生成するステップと、
前記複数の航空機のいずれかが前記少なくとも1つの位置で前記複数の航空機の前記いずれかの前記STAに遅れて、それによって、前記少なくとも1つの位置に向かって飛行している前記複数の航空機の第2の航空機により遅いSTAを課すために、前記第2の航空機を遅延させる場合には、前記飛行管理システムから取得した前記航空機飛行経路および前記飛行に特有のコストデータを前記航空交通管制システムの意思決定支援ツールに対してコンピュータが送信するステップと、
前記より遅いSTAと関係する前記遅延を吸収するために、特別の飛行経路変更が前記第2の航空機にとってより経済的かどうかを決定するために前記意思決定支援ツールをコンピュータが用いるステップと、
前記意思決定支援ツールによって容易にされた人間の決定に基づいて、前記第2の航空機に命令をコンピュータが送信するステップと、を含む方法。
A schedule management system method for managing air traffic including a plurality of aircraft in a defined airspace and approaching an arrival airport, comprising:
Each of the plurality of aircraft has existing flight path parameters including three-dimensional position and velocity;
The method
A computer determining aircraft flight path and flight-specific cost data for each of the plurality of aircraft having an airborne flight management system individually associated with the plurality of aircraft;
A computer monitoring the plurality of aircraft using an air traffic control system not mounted on any of the plurality of aircraft;
A step of using said air traffic control system, at least one of said plurality of aircraft each computer ETA (STA) of the position along the access road to the destination airport are produced,
Any one of the plurality of aircraft is behind the STA of any one of the plurality of aircraft at the at least one location, thereby causing the first of the plurality of aircraft flying toward the at least one location. When the second aircraft is delayed in order to impose a slower STA on the second aircraft, the aircraft flight path obtained from the flight management system and cost data specific to the flight are obtained from the intention of the air traffic control system. The computer sends to the decision support tool;
In order to absorb the delay associated with slow STA than said, and the step of using a special computer the decision support tool in order to determine the flight path change is whether more economical one for the second aircraft,
The decision support based on a determination of human being is facilitated by the tool, the method comprising the steps of a command computer sends to the second aircraft.
前記飛行に特有のコストデータは、少なくとも1つの時間に関係する飛行に特有のコストを含む、請求項6に記載の方法。   The method of claim 6, wherein the flight-specific cost data includes a flight-specific cost related to at least one time. 前記特別の飛行経路変更は、前記第2の航空機の速度を減少させる巡航高度の変更を含む、請求項6または7に記載の方法。 8. A method according to claim 6 or 7 , wherein the special flight path change comprises a cruise altitude change that reduces the speed of the second aircraft. 前記特別の飛行経路変更は、前記第2の航空機の速度を減少させる早期降下飛行経路を含む、請求項6乃至8のいずれかに記載の方法。 9. A method according to any of claims 6 to 8, wherein the special flight path change comprises an early descent flight path which reduces the speed of the second aircraft. 前記少なくとも1つの位置は、計測定点である、請求項6乃至9のいずれかに記載の方法。 10. A method according to any one of claims 6 to 9, wherein the at least one position is a total measurement point. 請求項6乃至10のいずれかに記載の方法の前記ステップを実行するための手段を含むスケジュール管理システム。
11. A schedule management system comprising means for performing the steps of the method according to any of claims 6-10 .
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3035534B1 (en) * 2015-04-21 2019-06-07 Thales METHOD AND SYSTEM FOR COMMUNICATING AND SHARING INFORMATION FOR AIRCRAFT
US10204430B2 (en) * 2015-11-03 2019-02-12 Honeywell International Inc. Aircraft systems and methods with enhanced CPDLC message management
CN105654783B (en) * 2016-01-07 2018-02-09 中国民用航空飞行学院 It is a kind of to realize the continuous method for declining operation CDO
US9852643B1 (en) 2016-06-23 2017-12-26 Ge Aviation Systems Llc Trajectory amendment and arrival time slot provision system
US10424209B2 (en) 2016-06-23 2019-09-24 GB Aviation Systems LLC Trajectory amendment system
US10170007B2 (en) 2016-06-23 2019-01-01 Ge Aviation Systems Llc Trajectory amendment system
FR3055433B1 (en) * 2016-08-26 2018-09-21 Thales AIRCRAFT STEERING ASSISTANCE METHOD, COMPUTER PROGRAM PRODUCT, AND DRIVING ASSISTANCE DEVICE
FR3055958B1 (en) * 2016-09-13 2020-04-24 Thales DECISION ASSISTANCE FOR THE REVISION OF A FLIGHT PLAN
US10074283B1 (en) * 2017-03-09 2018-09-11 The Boeing Company Resilient enhancement of trajectory-based operations in aviation
CN107025805B (en) * 2017-04-23 2022-09-13 温州云航信息科技有限公司 Time calculation method of cooperative decision system based on candidate mechanism and corresponding system
CN110855397B (en) * 2019-11-07 2023-03-28 中国民航大学 ADS-B delay forwarding message detection and jamming station positioning method
US11443641B2 (en) 2020-03-18 2022-09-13 Honeywell International Inc. Systems and methods for flight plan modifications
EP3998594A1 (en) * 2021-02-19 2022-05-18 Lilium eAircraft GmbH A system and method for navigating an aircraft
CN114664123B (en) * 2022-03-25 2024-02-13 南京航空航天大学 A dynamic configuration method for controlling sector positions
CN119181281B (en) * 2024-10-21 2025-03-18 北京锐士装备科技有限公司 An integrated low-altitude aircraft control system

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7876258B2 (en) * 2006-03-13 2011-01-25 The Boeing Company Aircraft collision sense and avoidance system and method
US9257047B2 (en) 2007-12-12 2016-02-09 The Boeing Company Computation of new aircraft trajectory using time factor
CN101465064B (en) * 2009-01-15 2011-03-30 北京航空航天大学 Method and system for flight conflict resolution in terminal area
US9159240B2 (en) * 2009-03-17 2015-10-13 The Boeing Company Methods and systems for tailored allocation of arrivals
JP5463945B2 (en) * 2010-02-17 2014-04-09 三菱電機株式会社 Aircraft sequencing system, aircraft sequencing method, and aircraft sequencing program
CN102184647B (en) * 2011-05-11 2013-10-23 四川九洲空管科技有限责任公司 Solution for aerial target conflict

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