用于改進跑道狀態(tài)感知的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于改進跑道狀態(tài)感知的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明提供了一種如果機組人員位于封閉的跑道上或正在進場封閉的跑道上用于向機組人員生成和通告的裝置、方法和計算機程序產(chǎn)品。本發(fā)明采用適當?shù)暮头钦`導的信息警告飛行員在封閉跑道上的操作，從而允許飛行員作出更好的決策。
【專利說明】用于改進跑道狀態(tài)感知的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于改進跑道狀態(tài)感知的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]霍尼韋爾的SmartRunway?i致力于解決國家運輸安全委員會(NTSB)所列的全球前十大安全問題之一-跑道侵入問題。隨著全世界范圍內(nèi)每天發(fā)生一起事件，跑道侵入因乘客傷害、飛機修理和安全檢測每年耗費行業(yè)約I億美元。
[0003]作為跑道警報和咨詢系統(tǒng)(RAAS)的下一代解決方案，SmartRunway?通過及時地在滑行、起飛、最后進場、著陸及滑跑期間向機組成員提供位置咨詢和圖形警報來改進態(tài)勢感知，以降低跑道侵入的可能性。
[0004]當飛機為了著陸或起飛進場封閉跑道時，提供給飛行員的信息可能是誤導的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種用于如果機組人員位于封閉的跑道上或正在進場封閉的跑道時向機組人員生成和通告的裝置，方法和計算機程序產(chǎn)品。本發(fā)明警告飛行員在封閉跑道上利用精確的且非誤導的信息進行操作，從而允許飛行員作出更好的決策。
[0006]本發(fā)明提供了一種更加適當?shù)摹斑M場封閉的跑道三四左(three four left)”來代替僅“進場三四左”或“進場飛機滑行道”，從而給飛行員做出正確的響應(yīng)所需要的數(shù)據(jù)。相似地對于起飛，之前的警報是“在飛機滑行道上”。根據(jù)本發(fā)明，警報變?yōu)椤霸诜忾]的跑道上”，消除了混淆并且允許飛行員提供更加及時的響應(yīng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]本發(fā)明的優(yōu)選的和可替代的實施例在下文中參考以下附圖進行詳細的描述:
[0008]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例形成的示例系統(tǒng)的框圖；
[0009]圖2是圖1所示的系統(tǒng)執(zhí)行的示例過程的流程圖；以及
[0010]包括圖3-1和圖3-2的圖3和圖4示出了其中提供了通過本發(fā)明提供的改進的情形。
【具體實施方式】
[0011]在一個實施例中，本發(fā)明提供了對于霍尼韋爾公司的SmartRunway?的改進,其通過在地面滑行、起飛、最后進場和著陸/滑跑操作期間向機組人員提供及時的聽覺消息以便提供對于機組人員改進的態(tài)勢感知，以便幫助降低跑道侵入事件和事故的可能性。
[0012]當與存儲在跑道數(shù)據(jù)庫(例如，霍尼韋爾的增強型近地警告系統(tǒng)(EGPWS)數(shù)據(jù)庫)內(nèi)的機場跑道信息比較時，基于飛機的當前位置生成警報。
[0013]參考在示出本發(fā)明優(yōu)選實施例的附圖，在下文中對本發(fā)明進行更全面描述。然而，本發(fā)明可以以許多不同的等效的形式體現(xiàn)并且將不被解釋為限于在此描述的實施例；相反，提供的這些實施例使得這個公開將是全面和完整的，并且完全表達出對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的發(fā)明范圍。相同的附圖標記遍及全文指代相同的元件。
[0014]本發(fā)明是一種用于向機組人員生成和通告關(guān)于飛機相對于飛機場跑道的位置的飛機咨詢的裝置、方法和計算機程序產(chǎn)品，其是通過在起飛和著陸期間的地面上選擇跑道和判別飛機相對于跑道的位置和方向，以及提供具有機場跑道的態(tài)勢感知給飛行員。
[0015]在一個實施例中，本發(fā)明提供了機組人員通過輸出設(shè)備(諸如揚聲器28或顯示器30)在常規(guī)操作中可以聽到或者看到的輸出，其提供了在滑行和飛行操作期間相對于跑道增加的位置感知。本發(fā)明包括跑道數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫包括用于允許在封閉的跑道進行檢測操作以及警告飛行員跑道封閉狀態(tài)的操作狀態(tài)(即，封閉)跑道信息。封閉跑道信息可以將跑道標識為部分的或者完全的封閉。如果封閉跑道信息將跑道標識為部分封閉的，則跑道信息可以包括關(guān)于跑道被封閉的區(qū)域(或者開放部分)的信息。本發(fā)明與霍尼韋爾的SmartRunway?:共同操作以避免多重的，混淆的通告。
[0016]圖1舉例且非限制性地示出機場態(tài)勢感知系統(tǒng)20，該系統(tǒng)用于相對于飛機滑行跑道和跑道定位飛機以及生成用于增強飛行員態(tài)勢感知的咨詢。
[0017]飛機態(tài)勢感知系統(tǒng)20包括處理器22，該處理器被耦合到周期采樣實時電子數(shù)據(jù)信號，該電子數(shù)據(jù)信號代表一個或多個感興趣的飛機狀態(tài)參數(shù)，諸如緯度和經(jīng)度位置信息；無線電，GPS，或氣壓高度；地面速度；航跡角；齒輪的設(shè)定；水平和垂直品質(zhì)因數(shù)；以及一個或多個其他可能感興趣的飛機狀態(tài)參數(shù)。這樣的數(shù)據(jù)在不同的格式下可以使用，包括ARINC429、ARINC575、摸擬、離散，或高級的數(shù)字格式。
[0018]導航數(shù)據(jù)可以直接從導航系統(tǒng)獲得，該導航系統(tǒng)可以包括慣性導航系統(tǒng)(INS)，衛(wèi)星導航接收器諸如全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器、VLF / OMEGA、羅蘭C、或V0R/DME，或來自飛行管理系統(tǒng)(FMS)。
[0019]機場數(shù)據(jù)庫26可以包括機場信息，諸如在固定障礙物(塔，建筑，和飛機庫)上的數(shù)據(jù)、感興趣的跑道，包括:用于標識機場的機場指示器；寬度和長度值；跑道測量數(shù)據(jù)，包括跑道中心點，跑道中心線和兩個跑道端點；以海里為單位提供跑道位置不確定性總體估計的跑道位置質(zhì)量信息以及例如以英尺為單位提供跑道位置不確定性精細估計的品質(zhì)因數(shù)信息；跑道海拔；用在跑道端部的以度數(shù)為單位的跑道真實航向，以及基于分配指定的跑道指示器角度；用以進場任一航向，即跑道的任一端部的以度數(shù)為單位的下滑角；在跑道位置處以英尺為單位的過渡高度；跑道關(guān)閉信息；在跑道周圍所選區(qū)域內(nèi)的地形質(zhì)量數(shù)據(jù)，諸如約15英里的區(qū)域，包括最高和最低海拔；以及測量精度因數(shù)。通過處理器22執(zhí)行供跑道選擇邏輯使用的所存儲信息中的許多。
[0020]通過處理器22執(zhí)行的跑道選擇在美國專利號6，304，800的專利中進行了描述，該專利名稱為自動跑道選擇,在2001年10月16日由Yasuo Ishihara等公布的,該專利由本申請的受讓人擁有，并且全部通過引用的方式合并于此。
[0021]然而，關(guān)于在下面詳細提供的本發(fā)明的各個實施例的描述，應(yīng)當理解的是，本發(fā)明的各個方面可以被任何使用存儲的關(guān)于跑道的信息用于跑道選擇的系統(tǒng)所使用。因為這個公開僅僅用于說明目的，所以本發(fā)明的范圍不應(yīng)該限于在下面所描述的系統(tǒng)，因為下面描述的概念和設(shè)計可以在任意類型的使用跑道信息用于跑道選擇的系統(tǒng)上實施。
[0022]只要保持向后的兼容性所述數(shù)據(jù)庫就能并入現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫中。在一個實施例中，在數(shù)據(jù)庫中為每個跑道入口增加位元。當激活時，該位元將跑道標記為關(guān)閉的。在這個實施例中，當增加位元時，對應(yīng)的跑道被標記為非RAAS (跑道感知和咨詢系統(tǒng))(即在RAAS中對于選擇不可用)。在另一個實施例中，處理器22包括編碼，該編碼將包括作為潛在跑道的封閉非RAAS跑道，但是將使封閉信息附連到任何已選擇的跑道輸出信息。
[0023]該信息輸出旨在降低封閉的跑道侵入的風險。通過采用適當?shù)暮头钦`導信息警告飛行員在封閉的跑道上的操作，飛行員可以做出更好的決策。因此，取代僅“進場三四左”或“進場飛機滑行道”警告，更適當?shù)木妗斑M場封閉的跑道三四左”將給飛行員做出正確的響應(yīng)所需要的數(shù)據(jù)。相似地對于起飛，可能地誤導性的“在飛機滑行道上”的警報將變?yōu)椤霸诜忾]的跑道上”，消除了混淆并且允許飛行員更加迅速地響應(yīng)。
[0024]圖2示出了由系統(tǒng)20執(zhí)行的示例過程80。首先，在塊84，跑道操作信息(包括封閉的跑道信息)的路線更新被應(yīng)用到跑道數(shù)據(jù)庫。大多數(shù)航線需要定期更新給跑道數(shù)據(jù)庫。這個更新頻率為機組人員提供足夠的封閉跑道信息。其次，在決策塊88，處理器22判別飛機是否在飛行中。如果飛機不是在飛行中，那么，在決策塊90，處理器22判別飛機是否正在進場部分或完全封閉的跑道。如果飛行中的飛機沒有正在進場部分或完全封閉的跑道，那么過程80返回到?jīng)Q策塊88。如果飛行中的飛機正在進場部分或完全封閉的跑道，那么，在決策塊92，處理器22判別飛機是否正在進場部分封閉跑道的封閉部分或正在進場封閉的跑道。如果飛機正在進場部分封閉跑道的封閉部分或正在進場封閉的跑道，那么，在決策塊96，處理器22將封閉的跑道指示(即音頻或視覺的)輸出到(一個或多個)輸出設(shè)備。如果飛機沒有正在進場部分封閉跑道的封閉部分，那么，在塊98，處理器22將包含具有跑道ID信息的封閉跑道信息(例如可用跑道的數(shù)量)輸出到(一個或多個)輸出設(shè)備。
[0025]如果在決策塊88，處理器22判別飛機不是在飛行中，那么，在決策塊100，處理器22判別飛機是否在部分地或完全地封閉的跑道上。如果飛機不在部分地或完全地封閉的跑道上，那么過程80返回到塊84或決策塊88。如果飛機在部分地或完全地封閉的跑道上，那么，在決策塊102，處理器22判別飛機是否在部分封閉的跑道的封閉部分或封閉的跑道上。如果飛機在部分封閉的跑道的封閉的部分或封閉的跑道上，那么，在塊96，處理器22將封閉的跑道指示(即音頻或視覺的)輸出到(一個或多個)輸出設(shè)備。如果飛機沒有在部分封閉的跑道的封閉的部分，那么，在塊98，處理器22將包含具有跑道ID信息的封閉的跑道信息(例如可用跑道的數(shù)量)輸出到(一個或多個)輸出設(shè)備。
[0026]根據(jù)飛行中的狀態(tài)，封閉的跑道指示是，例如，“在封閉跑道上”或“進場封閉跑道”。
[0027]圖3-1示出了飛機正在進場部分封閉的跑道的開放端部(部分)的情形，該跑道被看作更短。一旦飛機在跑道閾值包絡(luò)內(nèi)，則基于存儲的跑道數(shù)據(jù)庫信息將警報“進場二五右-7000英尺可用”輸出給機組人員。
[0028]在另一實施例中，處理器22可以指示，如果飛機正在進場封閉段那么有多少跑道是封閉的。例如，如果跑道的前1000英尺封閉，則提供“進場25R，前1000英尺封閉”。
[0029]圖3-2示出了飛機在部分封閉的跑道的封閉端部(部分)上或在完全封閉跑道上的情形。當飛機被判別在跑道上時，基于存儲的跑道數(shù)據(jù)庫信息將警報“在封閉的跑道上”輸出給機組人員。
[0030]如果飛機在部分封閉的跑道的開放段，則會提供示例警報“在跑道二四，7000英尺可用”或“在跑道二四，最后1000英尺關(guān)閉”。
[0031]當起飛或著陸在部分封閉的跑道的開放段時，則只有分析較短跑道可用的跑道長度。應(yīng)該不會發(fā)生從封閉段起飛。[0032]圖4示出了當飛機在封閉的跑道上的情形。如果飛機在部分封閉的跑道的封閉的端部(部分)上或在完全封閉的跑道上，那么，“在封閉的跑道上”的警報基于存儲的跑道數(shù)據(jù)庫信息輸出給機組人員。如果飛機在部分封閉的跑道的開放的端部(部分)上，那么基于存儲的跑道數(shù)據(jù)庫信息將警報“在二四右__英尺可用”輸出給機組人員。
[0033]如上所述，雖然本發(fā)明的優(yōu)選的實施例已經(jīng)做了說明和描述，但在不背離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以做出許多變化。因此，本發(fā)明的范圍不限定于優(yōu)選實施例公開的內(nèi)容。相反，本發(fā)明應(yīng)當通過隨后的權(quán)利要求整體地確定。
[0034]本發(fā)明的實施例中要求保護的獨占權(quán)或基本權(quán)利由如下的權(quán)利要求來加以限定。
【權(quán)利要求】
1.一種方法，包括: 在處理器處， 基于存儲在數(shù)據(jù)庫中的事先上傳的跑道操作信息，判別自動選擇的跑道是否被標識為至少部分封閉的跑道； 如果飛機從空中正在進場已選擇的跑道并且飛機正在進場的跑道的部分被標識為跑道的封閉部分，那么基于存儲的跑道操作信息，生成封閉的跑道指示； 如果飛機在已選擇的跑道上并且飛機所在的跑道部分被標識為跑道的封閉部分，那么基于存儲的跑道操作信息生成封閉的跑道指示；并且在輸出設(shè)備處， 呈現(xiàn)所生成的封閉的跑道指示或所生成的具有增加了封閉的跑道指示的跑道通知信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進一步包括: 在處理器處， 周期地采用當前跑道操作信息來更新數(shù)據(jù)庫。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進一步包括: 在處理器處， 如果飛機從空中正在進場已選擇的跑道并且飛機正在進場的跑道的部分未被標識為跑道的封閉部分，那么基于存儲的跑道操作信息，生成跑道信息和可用的跑道信息；以及如果飛機在已選擇的跑道上并且飛機所在的跑道部分未被標識為跑道的封閉部分，那么基于存儲的跑道操作信息生成跑道信息和可用的跑道信息；以及在輸出設(shè)備處，呈現(xiàn)所生成的跑道信息和可用跑道信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述跑道操作信息包括封閉信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法,其中封閉信息包括部分的或完全的封閉信息中的至少一個。
6.—種位于飛機上的系統(tǒng),該系統(tǒng)包括: 數(shù)據(jù)庫，其被配置為存儲事先上傳的跑道操作信息； 處理器，其被配置為， 基于存儲的跑道操作信息，判別自動選擇的跑道是否被標識為至少部分封閉的跑道；如果飛機從空中正在進場已選擇的跑道并且飛機正在進場的跑道的部分被標識為跑道的封閉部分，那么基于存儲的跑道操作信息，生成封閉的跑道指示；以及 如果飛機在已選擇的跑道上并且飛機所在的跑道部分被標識為跑道的封閉部分，那么基于存儲的跑道操作信息生成封閉的跑道指示；以及 輸出設(shè)備，其被配置為呈現(xiàn)所生成的封閉的跑道指示。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的系統(tǒng)，進一步包括通信設(shè)備，其被配置為從遠程源接收更新的跑道操作信息，其中所述處理器被配置為采用已接收的跑道操作信息來更新數(shù)據(jù)庫。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其中所述處理器被進一步配置為， 如果飛機從空中正在進場已選擇的跑道并且飛機正在進場的跑道的部分未被標識為跑道的封閉部分，那么基于存儲的跑道操作信息生成跑道信息和可用的跑道信息； 如果飛機在已選擇的跑道上并且飛機所在的跑道部分未被標識為跑道的封閉部分，那么基于存儲的跑道操作信息生成跑道信息和可用的跑道信息； 其中輸出設(shè)備被進一步配置為呈現(xiàn)所生成的跑道信息和可用跑道信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的系統(tǒng),其中跑道操作信息包括封閉信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求9 的系統(tǒng)，其中所述封閉信息包括部分的或完全的封閉信息中的至少一個。
【文檔編號】G08G5/02GK103680216SQ201310476751
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月5日
【發(fā)明者】K·J·康納, C·阿什福德, S·C·約翰遜 申請人:霍尼韋爾國際公司