CN102456275A - 用于改进高度层更改程序请求的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于改进高度层更改程序请求的系统和方法。用于改进高度层更改程序(ITP)高度更改请求的接收和传送的系统和方法。位于主航空器上的示例性的系统包括通信部件(42)、显示装置以及与通信部件和显示装置进行信号通信的处理器单元(38)。处理器单元在显示装置上呈现用户界面。用户界面包括用于接收高度层更改程序(ITP)高度改变请求信息的多个域。处理器通过通信部件发送在多个域中接收的ITP高度更改请求信息到空中交通管制(ATC)设备。具有显示器的ITP单元(36)接收高度选择并且在所接收的高度选择被确定为有效时呈现ITP高度更改请求信息。

Description

用于改进高度层更改程序请求的系统和方法
政府利益
此处描述的发明是在按照与FAA订立的美国政府合同NO.DTFAWA-09-A-00001执行工程中做出的。政府可拥有本发明的一部分的权利。
技术领域
本发明涉及一种用于改进高度层更改程序请求的系统和方法。
背景技术
美国联邦航空管理局(FAA)持续需要空中广播式自动相关监视(ADS-B)应用为操作者提供改进的利益。ADS-B的利益之一是高度层更改程序(ITP)。除了使飞行人员更加知晓他们周围的交通以外，ITP显示器为穿越高度的安全上升或下降提供了信息。
目前，数据链接允许在管制员和飞行员之间的数字文本通信。利用管制员-飞行员数据链通信(CPDLC)来数据链接的ITP需要使用由上行和下行消息组成的结构化并且定义的消息集。大体上，利用CPDLC主要关心的是在驾驶员座舱中低头看仪表仪器的时间量。减少低头看仪表仪器的时间是很关键的。这种减少的一部分是飞行员能够快速找到、撰写以及发送ITP请求到空中交通管制(ATC)的需要。同时，错误的表述ITP数据链消息，例如通过不符合标准的消息格式、不提供所有需要的ITP信息、或者输入错误的变量，将导致通信错误和延迟。这个问题的证据在题为“Enhanced Oceanic OperationsHuman-In-The-Loop In-Trail Procedure Validation Simulation Study”(NASA/TP-2008-215313)的NASA学习中提到过。
目前，电子飞行包(EFB)显示装置上的触摸屏显示用于撰写和发送ITP高度更改请求到ATC。通过电子飞行包(EFB)装置来设立和发送ITP许可(clearance)是麻烦的，并且因为使用自由文本，可能容易发生错误。
发明内容
本发明提供用于改进接收及传送高度层更改程序(ITP)高度更改请求的系统和方法。示例的系统位于主航空器上。系统包括通信部件、显示装置以及与通信部件和显示装置进行信号通信的处理器单元。处理器单元在显示装置上呈现用户界面。用户界面包括多个用于接收高度层更改程序(ITP)高度更改请求信息的域。处理器通过通信部件发送在多个域中接收的ITP高度更改请求信息到空中交通管制(ATC)设备。
在本发明的一个方面中，系统包括具有显示器的ITP单元。ITP单元接收高度选择并且如果所接收的高度选择被确定为有效则呈现ITP高度更改请求信息。
在本发明的另一个方面中，显示装置包括多用途控制显示单元(MCDU)。
在本发明的再一个方面中，多个域包括选择的高度、主航空器到所选择的高度的方向、一个或多个参考航空器的航空器识别、一个或多个参考航空器距主航空器的距离，以及一个或多个参考航空器相对于主航空器的位置信息。
附图说明
下面参考以下附图详细描述本发明优选的及可选的实施方式。
图1是依照本发明的实施方式构成的示例性系统的示意性框图；
图2是由图1中示出的系统执行的示例过程的流程图；
图3和图4示出了依照本发明的实施方式构成的示例性多用途控制显示单元(MCDU)的用户界面组成的一部分；
图5示出了高度层更改程序(ITP)显示器的屏幕截图；
图6示出了在MCDU上用户完成的ITP请求模板的例子；以及
图7示出了在MCDU的窗口上显示的自由文本形式的ITP请求。
具体实施方式
图1是位于航空器上的高度层更改程序(ITP)系统30的示例性的示意框图。ITP系统30包括飞行管理系统(FMS)34、ITP显示单元36、多用途控制显示单元(MCDU)38，广播式自动相关监视(ADS-B)部件40、通信部件42、以及电子飞行包(EFB)44，这些都连接到航空标准通信总线(ASCB)32。EFB44包括依照可应用的航线标准的ITP标准信息。ITP标准信息沿着ASCB 32通信到ITP显示单元36。ITP显示单元36呈现如根据ITP标准信息、从FMS 34接收的数据以及通过ADS-B系统40接收的其它邻近航空器信息处理过的ITP高度更改请求的自由文本。然后飞行员将所显示的ITP高度更改请求的自由文本输入到由MCDU 38提供的ITP高度更改请求模板中。一旦输入ITP高度更改请求到在MCDU 38上的ITP高度更改请求模板中，飞行员则通过ASCB 32和与ATC 50通信的通信部件42发送ITP高度更改请求到空中交通管制员(ATC)50。
图2示出了由系统30执行的示例性过程80。首先，在块84，在飞行员通过与ITP显示单元36相关的用户界面选择有效的高度后，飞行员在ITP显示单元36上观看ITP高度更改请求信息。下一步，在块86，飞行员输入ITP高度更改请求信息到在MCDU 38上访问的ATC ITP高度更改请求模板。在飞行员成功地输入ITP高度更改请求信息到ATC ITP高度更改请求模板以后，飞行员选择观看ATC ITP高度更改请求，见块90。在该步骤中，MCDU 38检索飞行员输入到ATC ITP请求模板中的数据并且创建自由文本ITP高度更改请求以及在MCDU 38的显示器上将它显示给飞行员。下一步，在块92，如果飞行员认为所显示的ATC ITP高度更改请求是准确的，则飞行员激活发送按钮，因此使得MCDU 38通过通信部件42发送ATC ITP高度更改请求到ATC 50，见块94。
图3示出了在飞行员选择了位于MCDU 38的显示器下方的ATC通信(ATCCOMM)按钮140(在图6的下方示出)后在MCDU38的显示器110上显示的ATC通信页面112-1。在图3中还示出了位于临近MCDU显示器110的左边的第一列六个按钮120以及位于临近MCDU显示器110右边的第二列六个按钮130。按钮120，130被称作左/右线路选择键，被识别为1L-6L和1R-6R。这些键提供到侧上数据左和右数据域的访问。如果便笺(scratch pad)数据可以接受，这些键将数据从便笺(未示出——位于按钮126的下面)传输到按键旁边的线路。
ATC通信页面112-1包括可选择的项目/域的左和右列。可选择的项目/域被在从第一个或第二个按钮列120，130中的一个激活相关按钮后输入到便笺的期望的数据所填充。这个界面构思贯穿于MCDU 38的操作而使用。ATC通信页面112-1包括第一个可选择的项目142，项目142在激活第二列按钮130中的第一个按钮131时被选择。激活题为“WHEN CAN WE”的第一个可选择的项目142打开用于发送可接受的许可(例如WE CANACCEPTFL 340)到ATC的模板。
用户界面112-1包括题为“ITP”的第二个可选择的项目144，其与在第二列按钮130中的第二个按钮132相关。激活第二个按钮132呈现管制员-飞行员数据链通信(CPDLC)模板112-2，正如在图4中所示以及在下面更详细描述的那样。用户界面112-1还包括“ERASE ALL”可选择项目150，它在选择位于第二列按钮130的第四个按钮134时被激活。激活第四个按钮134擦除已经被输入到位于用户界面112-1的任何域的所有的数据。用户界面112-1还包括与位于第二列按钮130中的第五个按钮135相关的ATC消息(MSG)可选择项目156。在临近“ATC MSG”的
Figure BSA00000587065300041
中显示的数字指示未读ATC消息的数目。选择按钮135在MCDU上为用户呈现第一条(以接收的顺序)未读的ATC消息。在ATC MSG可选择项目156的下方是与第二列按钮130中的第六个按钮136相关的“VERIFY”可选择项目158。激活第六个按钮136基于输入模板中的信息显示要发送给ATC的ATC消息以用于在发送前验证。激活临近ATC COMM”可选择项目的按钮126将MCDU返回到用于ATC COMM的主页面索引。
用户界面112-1的其它域允许在不浏览可能需要更多的信息(例如请求的原因)的详细页面的情况下快速发送请求到ATC(包括联合的某些，例如ALT+SPEED)。
图4示出了ITP高度更改请求或用于输入ITP高度更改请求信息的ITPCPDLC模板112-2。ITP CPDLC模板112-2在显示器110的左侧上包括高度域164，该高度域允许用户在第一列按钮120中的第一个按钮121被激活时输入飞行员请求的高度。在同一行临近域164的是与第二列按钮130中的第一个按钮131相关的上行和下降(CLB/DESC)可选择项目168。第二列按钮130中的第一个按钮131是飞行员为了在上行或下降间转换选择时所选的，这是对航空器是否需要上行或下降到输入到高度域164中的高度的指示。在高度域164的下面是与第一列按钮120中的第二个按钮122相关的第一参考航空器ID域174。一旦激活第一列按钮120中的第二个按钮122，用户输入第一个参考航空器的飞行ID，其呈现在ITP显示单元36中或包括在ITP高度更改请求的自由文本中。在具有参考ID域174的相应行中的是与第二列按钮130中的第二个按钮132相关的在前/在后项目178。一旦激活第二列按钮130中的第二个按钮132，飞行员可以识别当前的(ITP)航空器174是否在与输入到第一参考航空器ID域中的参考ID相关的航空器的前面或后面。在第一参考航空器ID域174的下面的是与第一参考航空器ID相关的ITP距离域180。第一参考航空器ITP距离域180与第一列按钮120中的第三个按钮123相关。一旦飞行员激活第三个按钮123，飞行员可以输入相关的ITP距离信息到ITP距离域180中。
ITP CPDLC模板112-2包括域184，186，190，用于输入第二参考航空器的信息。域184，186，190与第一和第二列按钮120，130中的按钮相关并且以与如上所述的和第一参考航空器相关的域类似的方式工作。
图5示出了在飞行员在ITP显示器220中的垂直剖面部上选择了高度后的ITP显示器220的屏幕截图。在ITP显示器220的ITP请求部222中，显示了与用户飞行水平选择相关的ITP高度更改请求的自由文本(free text)。在ITP请求部222中显示的自由文本由飞行员在填写ITP用户界面模板112-2时使用。
图6示出了完成的ITP高度更改请求模板112-3，其已由飞行员在观看完在ITP显示器220上呈现的自由文本后填写。在用户输入信息到ITP高度更改请求模板112-3后，用户选择与VERIFY相关的按钮136，以显示ITP高度更改请求的自由文本。
图7示出了基于输入到如图6所示的ITP高度更改请求模板112-3中的信息的ITP高度更改请求的自由文本的窗口112-4。激活第二列按钮130中的第六个按钮136通过ASCB 32发送所显示的要发送到ATC 50的自由文本。

Claims (8)

1.一种位于主航空器上的系统(30)，所述系统包括：
通信部件(42)；
显示装置(38)；以及
与所述通信部件和所述显示装置进行信号通信的处理器单元(38)，所述处理器单元被配置为：
在所述显示装置上呈现用户界面，所述用户界面包括用于接收高度层更改程序(ITP)高度更改请求信息的多个域；以及
通过所述通信部件将在所述多个域中接收的ITP高度更改请求信息发送到空中交通管制(ATC)设备。
2.如权利要求1的系统，还包括包含显示器的ITP单元(36)，其中所述ITP单元被配置为：
接收高度选择；以及
如果所接收的高度选择被确定为有效，则呈现ITP高度更改请求信息。
3.如权利要求2的系统，其中所述显示装置包括多用途控制显示单元(MCDU)。
4.如权利要求3的系统，其中所述多个域包括：
所选的高度以及主航空器到所选的高度的方向；
一个或多个参考航空器的航空器识别；
所述一个或多个参考航空器距所述主航空器的距离；以及
所述一个或多个参考航空器相对于所述主航空器的位置信息。
5.一种在主航空器上执行的方法，所述方法包括：
在显示装置上呈现用户界面，所述用户界面包括用于接收高度层更改程序(ITP)高度更改请求信息的单个屏幕上的多个域；以及
通过所述通信部件将通过所述域接收的ITP高度更改请求信息发送到空中交通管制(ATC)。
6.如权利要求5的方法，还包括：
在包括显示器的ITP单元上接收高度选择；以及
如果所接收的高度选择被认为是有效的，则呈现ITP高度更改请求信息。
7.如权利要求6的方法，其中所示显示装置包括多用途控制显示单元(MCDU)。
8.如权利要求7的方法，其中所述域包括：
所选的高度以及所述主航空器到所选的高度的方向；
一个或多个参考航空器的航空器识别；
所述一个或多个参考航空器距所述主航空器的距离；以及
所述一个或多个参考航空器相对于所述主航空器的位置信息。
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