CN104680852A - 用于管理飞行器的任务的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了用于管理飞行器的任务的系统和方法。该任务管理系统(1)包括：飞行管理系统(2)，该飞行管理系统(2)具有包括两个不同模块(10、20)的架构，并且其包括飞行管理单元(3)，该飞行管理单元(3)用于限定和管理针对任务的飞行阶段的飞行计划和相关联的飞行轨迹线；机场导航单元(4)，该机场导航单元(4)用于限定和管理针对任务的地面阶段的机场上地面滑行计划和相关联的滑行轨迹线；以及任务计划管理单元(5)，该任务计划管理单元(5)用于管理任务的地面阶段与飞行阶段之间的连续性并且管理预测计算。

Description

用于管理飞行器的任务的系统和方法
技术领域
本发明涉及意在用于管理飞行器特别是运输机的任务的系统和方法。
背景技术
在本发明的上下文中，飞行器的任务涉及飞行器在两个特定位置之间在地面上和/或在飞行中的运动，从而遵守一定数量的特定条件(程序、航线、时间约束、速度约束、巡航高度和成本指数等)。对于商用飞机来说，可能尤为关注从出发机场(或始发地)的登机门至到达机场(或目的地)的下机门的完整行程。
特别是用于管理飞行中的导航和机场导航二者的该系统包括机场导航单元和包括有飞行管理单元的飞行管理系统。飞行管理单元被配置成基于输入数据来限定并且管理针对飞行器的任务的飞行阶段的飞行计划和相关联的飞行轨迹线。此外，机场导航单元被配置成也基于输入数据来限定并且管理针对任务的地面阶段的机场上地面滑行计划和相关联的滑行轨迹线。
通过文献US–20100145605，已知一种用于辅助飞行器的机场导航的设备，其目的是在飞行器运动期间实现地面/飞行连续性。该文献限定从登机门至下机门的飞行时间预测的原理。
然而，实现该原理需要强大的架构。
本发明的目的是提出一种意在管理飞行器在地面上和在飞行中的运动并且计算对任务的预测的架构，该架构是强大的，同时保证短的响应时间。
发明内容
本发明涉及一种用于管理飞行器的任务的系统，包括：
-飞行管理系统，所述飞行管理系统包括飞行管理单元，所述飞行管理单元被配置成限定和管理针对任务的飞行阶段的飞行计划和相关联的飞行轨迹线；以及
-机场导航单元，所述机场导航单元用于限定和管理针对所述任务的至少一个地面阶段的机场上地面滑行计划和相关联的滑行轨迹线。
根据本发明，所述用于管理飞行器的任务的系统值得注意之处在于：所述系统还包括任务计划管理单元，所述任务计划管理单元链接至所述飞行计划管理单元和所述机场导航单元，并且所述任务计划管理单元被配置成管理所述任务的地面阶段与飞行阶段之间的连续性以及管理任务的预测计算；所述飞行管理系统具有包括核心模块和增补模块的架构，所述核心模块用于实现与所述飞行器的飞行的管理有关的一般性功能，所述增补模块用于实现特殊的增补功能，所述核心模块和所述增补模块通过数据交换接口链接在一起；以及所述飞行管理单元容纳在所述核心模块中，并且所述任务计划管理单元容纳在所述增补模块中。
因而，一方面由于安装任务计划管理单元来管理地面阶段和飞行阶段——其分别由机场导航单元和飞行管理单元来实现——之间的连续性以及另一方面由于产生下文详细说明的具有双模块(核心模块和增补模块)的架构，因而如下文详细说明的，获得了保证用于管理飞行器的任务(即飞行器在两个特定位置之间的在地面上和/或在飞行中的运动)以及对任务的预测计算的高效响应时间的有效架构。
此外：
-在第一实施方式中，机场导航单元容纳在链接至核心模块的人/机接口中(优选地，在该人/机接口的显示单元中)；以及
-在第二实施方式中，机场导航单元容纳在适合与增补模块链接的人/机接口中。
而且，有利地，所述任务计划管理单元被配置成在所述飞行管理单元与所述机场导航单元之间进行所述任务的预测计算的分配和同步，所述飞行管理单元计算对所述任务的飞行阶段的预测，并且所述机场导航单元计算对所述任务的地面阶段的预测。
根据本发明的将能够被一起或单独采用的不同的实施方式：
-所述飞行管理单元被配置成分别基于最佳速度、最小速度和最大速度确定飞行轨迹线以及计算与所述飞行轨迹线相关联的预测；
-所述机场导航单元被配置成分别基于最佳速度、最小速度和最大速度确定所述地面阶段的至少一个滑行轨迹线以及计算与所述滑行轨迹线相关联的预测。
而且，在特别实施方式中，所述任务管理系统包括使操作者能够修改任务参数的人/机接口单元。优选地，所述接口单元被配置成允许操作者修改以下参数中的至少一个参数：
-出发机场；
-到达机场；
-出发机场的登机门；
-出发机场的起飞跑道；
-到达机场的着陆跑道；
-到达机场的下机门；
-飞行或滑行成本指数；
-在所述登机门处、起飞时、着陆时或者在所述下机门处的所需时间；以及
-在所述登机门处、起飞时、着陆时或者在所述下机门处的可用燃料量。
本发明还涉及一种用于管理飞行器的任务的方法，所述方法使用如上文说明的系统。
根据本发明，所述方法包括通过所述任务计划管理单元在所述飞行管理单元与所述机场导航单元之间进行所述任务的预测计算的分配和同步的步骤，由所述飞行管理单元计算所述任务的飞行阶段的预测，并且由所述机场导航单元计算所述任务的地面阶段的预测。
此外，有利地，此方法包括：
-通过所述飞行管理单元来实现并且包括分别基于最佳速度、最小速度和最大速度确定所述飞行阶段的飞行轨迹线以及计算与所述飞行轨迹线相关联的预测的步骤；以及
-通过所述机场导航单元来实现并且包括分别基于最佳速度、最小速度和最大速度确定所述地面阶段的至少一个滑行轨迹线以及计算与所述滑行轨迹线相关联的预测的步骤。
而且，有利地，在将约束插入到任务计划的任意部分中时：
-如果所述约束插入在起飞点处，所述方法包括将此约束发送至所述机场导航单元以确定对登机门点的相关联约束并且显示该相关联约束；
-如果所述约束插入在飞行的在着陆点处的部分上，那么：
如果所述约束位于针对飞行部分计算的最小值与最大值之间，所述方法包括将所述约束发送至所述飞行管理单元以调节成本指数并且重新计算所述预测，作为结果的关于起飞的时间估计被限定为在起飞点处的约束以确保下游飞行部分并且确保所述约束被验证；以及
如果所述约束不是位于针对所述飞行部分计算的所述最小值至所述最大值以内，所述方法包括将所述约束发送至所述飞行管理单元以调节成本指数并且重新计算所述预测，此时获得的关于起飞的修改值作为约束被输入并且被提供至所述机场导航单元以根据针对对应的滑行部分计算的最小值和最大值来约束起飞时间；以及
-如果所述约束插入在下机门处，那么：
如果所述约束位于计算的最小值至最大值以内，所述方法包括将关于着陆的值限定为约束以确保所输入的约束；以及
如果所述约束不是位于所计算的最小值至最大值以内，所述方法包括将所述约束发送至所述机场导航单元以重新计算所述预测，此时获得的关于着陆的修改值作为约束被输入并且被提供至所述飞行管理单元以用于调节所述成本指数和重新计算针对所述飞行部分的预测。
该方法尤其提供了简单并且易于实行的优点。
附图说明
附图将给出对可以如何产生本发明的清楚的理解。在这些图中，相同的附图标记表示相似的元素。
图1为示出本发明的实施方式的任务管理系统的框图。
图2和图3为任务管理系统的两种不同的实施方式，其包括被设置有核心模块和增补模块的飞行管理系统。
图4示出参数在特定页上的示例性显示，其中一些参数可以由飞行员来修改。
具体实施方式
图1中示意性表示的并且使得可以说明本发明的系统1尤其意在用于管理飞行器(未示出)、特别是运输机的任务(即在地面上和在飞行中的运动)。
在飞行器上的该系统1包括：
-飞行管理系统2，该飞行管理系统2包括飞行管理单元3(或飞行管理功能)。飞行管理单元3被配置成基于输入的数据来限定并且管理针对任务的飞行阶段的飞行计划和相关联的飞行轨迹线；以及
-机场导航单元4(或机场导航功能)，该机场导航单元4用于同样基于输入的数据来限定并且管理针对任务的地面阶段的机场上地面滑行计划和相关联的滑行轨迹线。
根据本发明，系统1还包括MPM(“任务计划管理”)类型的任务计划管理单元5。该任务计划管理单元5(在下文称为“管理单元5”)链接至飞行管理单元3(如图1中通过双向链路l1所示)和机场导航单元4(如双向链路l2所示)，并且该任务计划管理单元5被配置成管理任务的地面阶段与飞行阶段之间的连续性并且管理对任务的预测计算，就是说管理飞行器在两个特定的位置之间在地面上和/或在飞行中的运动同时遵守一些特定的条件。
此外，如图2和图3中所示，FMS(飞行管理系统)类型的所述飞行管理系统2具有包括下述模块的架构：
-核心模块10(或标准部分)，该核心模块10用于实现与对飞行器的飞行的管理有关的一般性功能；以及
-增补模块20(或特殊部分)，该增补模块20用于实现特殊的增补功能。
核心模块10和增补模块20通过数据交换接口30链接在一起。在此架构中，飞行管理单元3容纳在所述核心模块10中并且(任务计划)管理单元5容纳在所述增补模块20中(作为主要应用)。
如下文详细说明的，管理单元5被配置成在飞行管理单元3与机场导航单元4之间进行任务的预测计算的分配和同步，飞行管理单元3计算对该任务的飞行阶段的预测以及机场导航单元4计算对该任务的地面阶段的预测。
因而，一方面由于安装管理单元5来管理地面阶段和飞行阶段——其分别由机场导航单元4和飞行管理单元3来实现——之间的连续性以及另一方面由于产生具有双模块(核心和增补)的架构，因而获得了保证用于管理飞行器的任务(即飞行器在两个特定位置之间的在地面上和/或在飞行中的运动)以及对任务的预测计算的高效响应时间的有效架构。
机场导航单元4(意在管理滑行)在所述飞行管理系统2外部。
在图2所示的第一实施方式中，机场导航单元4被结合在系统1的航空电子设备部分中。如下文详细说明的，机场导航单元4容纳在链接至核心模块10的人/机接口41中(即在显示器的LRU型的模块中)。
此外，在第二实施方式中，机场导航单元4(或机场导航功能或应用)容纳在适合于与增补模块20或核心模块10连接的人/机接口50中，例如容纳在便携式计算机、尤其是EFB(电子飞行包)式的电子飞行套件中。
在第二实施方式中，增补模块20包括被配置成向此便携式计算机传送飞行计划的主要应用。为了特别是在显示器水平上(在同一个屏幕上)实现地面部分和飞行部分的连续性，将此主要应用添加到增补模块20中(或将应用添加到EFB设备中)，该增补模块20从核心模块10接收飞行计划并将该飞行计划显示在与机场导航单元4显示滑行计划的屏幕相同的屏幕上。
在此具有双模块的结构中，飞行管理系统2的核心模块10实现了与对飞行器的飞行的管理(例如对飞行计划的管理、对燃料的管理等)有关的一组功能11。这些功能为飞行管理系统的一般性的基本功能或者飞行管理系统的也是一般性的功能服务。这些功能服务使用由操作系统(未示出)计时的一个或更多个一般性功能。如图2和图3中所示，如上所述的飞行管理单元3可以形成此组合11的一部分。
而且，增补模块20实现了特定于飞行器所属的实体的一组增补功能21，该实体例如为特定的飞行器模型、飞行器族、航空公司、联盟、或舰队的全部或一部分。这些功能为与核心模块10的功能相比的新功能，或者这些功能为核心模块10的功能的可替代功能，这些可替代功能给核心模块10的功能增加行为修改，或者这些功能甚至为与核心模块10的服务相比的增补服务，这些增补服务使用这些增补功能中的一个或更多个增补功能。
此外，核心模块10具有使其能够与飞行器的嵌入系统40对接的对接功能16，其中嵌入系统40包括至少一个所谓的一般性人/机接口41。如图2和图3中所示，嵌入系统40还可以包括嵌入设备42，例如常规地安装在飞行器中的设备，比如飞行仪表和传感器等。
增补模块20也具有对接功能26，该对接功能26被设置成经由交换接口30来访问核心模块10的对接功能，从而能够与一般性人/机接口41对接。增补模块20的该对接功能26还可以使得能够与特定于增补模块20的人/机接口50对接。人/机接口41、50或每个人/机接口41、50可以包括屏幕(宽屏、触摸屏等)、键盘、鼠标、跟踪球、抬头观察系统和增强现实系统等，并且尤其是使机组人员能够输入数据。
核心模块10和增补模块20例如通过AFDX(“应用全双工以太网”)网络、以太网网络或ARINC429网络或者经由RAM端口或共享存储器彼此通信。
核心模块10还可以包括一组元素12，例如数据库或维护功能。
由于此具有两个不同模块的结构，增补模块20的增补功能在不需要对核心模块10的软件元素进行任何修改的情况下被结合在飞行管理系统2中，并且因此仅使用所述核心模块的由该核心模块所提供的功能和功能服务(在该情况下为飞行管理系统的一般性功能)。而且，可以独立于核心模块10来开发这些增补功能。
系统1的机场导航单元4具有针对任务的地面部分的作用，即限定并且管理滑行计划和滑行轨迹线，该作用等同于飞行管理单元3的针对空中部分的作用。
而且，在飞行管理单元3和机场导航单元4二者中实现了计算针对任务计划的每个部分的最小值和最大值以及管理被插入任务计划中的约束的逻辑(例如在飞行管理单元3中、在机场导航单元4中和/或在管理单元5中)的新功能。如下文详细说明的，每个系统必须以不同的速度在其一部分上执行新的计算以满足在另一部分上的每个约束。
而且，飞行管理单元3和机场导航单元4负责显示每个轨迹线的飞行的部分和地面上的部分，以及管理单元5仅基于在任务计划的枢纽点(地面/飞行过渡处)由飞行管理单元3和机场导航单元4汇集的最小和最大时间信息来管理连续性预测。
此外，管理单元5的作用是提供对监视任务计划的不同部分之间的和任务轨迹线的不同部分之间的连续性和连贯性的管理。管理单元5因而进行飞行管理单元3与机场导航单元4之间的适应或同步。
而且，如图1所示，系统1还包括：
-显示装置6，该显示装置6链接至单元3、4和5，如分别由双向链路l3、l4和l5所示；以及
-引导单元7，该引导单元7链接至单元3和4，如分别由链接l6和l7所示。
引导单元7可以包括自动领航系统。优选地，自动领航系统处于受管理模式下(就是说，自动领航系统遵循飞行管理单元3的飞行计划)。引导指令被传送至引导单元7以(从飞行器的位置和路线偏离方面)使飞行器保持在轨迹线上。
此外，显示装置6可以包括座舱屏幕，例如ND(“导航显示”)型屏幕或MFD(“多功能显示”)型屏幕，该座舱屏幕与用于和该屏幕进行交互的例如键盘的人/机接口单元相关联。
如果机场导航单元4如图2所示容纳在人/机接口41中，则该屏幕为此人/机接口41的屏幕。
此外，如果机场导航单元4如图3所示容纳在人/机接口50中，则该屏幕与EFB设备的屏幕或座舱的接口41的其中一个屏幕相对应。
如上所述的系统1尤其提供简单、灵活、效率提高、以及对飞行管理单元3和对现有机场导航单元4的影响最小的优点。
针对任务(在出发机场或到达机场上)的每个滑行部分(从门至跑道或者反之从跑道至门)，机场导航单元4负责基于来自机组人员的输入或从地面(从空中交通管制机构)接收的数据来限定滑行计划。
机组人员可以将预定路线载入数据库中，或者输入存储在数据库中的机场的表面元素(门、跑道和滑行道等)的列表。
一般地，在飞行管理单元3与机场导航单元4之间没有自动过渡：来自飞行管理单元3和机场导航单元4的信息基于来自机组人员的命令彼此单独地显示在屏幕上。另一方面，本发明使得可以在没有过渡的情况下甚至自动地对任务的不同阶段(地面/空中)的连续性进行管理，并且可以在没有显示间断的情况下通过将地面信息和飞行信息二者呈现在相同的屏幕上来提供连续的显示。
例如在从登机门至下机门的运动的情况下，机场导航单元4负责针对地面阶段的两个部分(起飞前的滑行和着陆后的滑行)中的每个部分计算与所选的(由机组人员选择的)或通过使用从地面至飞行器的通信而自动更新的滑行计划相对应的滑行轨迹线。
机场导航单元4被配置成确定地面阶段的至少一个地面滑行轨迹线，计算与该滑行轨迹线相关联的预测，并且分别基于最佳速度、最小速度和最大速度来进行确定和计算。
对滑行轨迹线的计算因而包括基于两个预定滑行速度的针对最小和最大时间估计的两个不同计算、以及基于通常运行速度(源自例如由飞行管理系统2的核心模块10提供的成本指数CI)的针对更现实的估计的第三计算。特别地，根据在每个滑行阶段的起点处的最大速度和最小速度以及到达估计时间ETA或到达需要时间RTA，机场导航单元4计算在所关注的滑行阶段的终点处的到达估计时间——最小到达估计时间和最大到达估计时间——以及机上估计燃料量EFOB(机上估计燃料)。
因而，关于地面阶段：
-对于时间t的计算，机场导航单元4在整个滑行阶段上对点t＝d/v(距离d除以速度v)的力学等式进行积分，距离d被设定(所遵循的路径的长度)。基于从所关注的三个速度中选择的速度，获得三个持续时间，因此获得三个估计的到达滑行结束点(所关注的滑行阶段的终点)的时间表。显然，可以设想具有更复杂的速度廓线(转折点等)的更复杂的积分；以及
-对于燃料，嵌入机场导航单元4中的表使得可以根据速度知道每单位时间消耗的燃料量。通过合计滑行阶段的持续时间上的所有这些量，获得燃料消耗并且根据该燃料消耗推出在滑行结束点处剩余的燃料量。
而且，对于飞行阶段，通常适合对飞行力学等式进行积分。然而，不是如在通常情形下仅针对单一速度设定(针对所输入的成本指数CI的最佳速度)执行计算，而是针对三个不同的速度(或者三个不同的成本指数：最小指数、最大指数和由机组人员输入的指数)执行计算。
机组人员在飞行开始时输入的成本参数或指数CI使得可以确立依赖时间的成本与链接至燃料消耗的成本之间所要遵循的比率。
因而，系统1基于最佳速度计算任务的轨迹线以及相关联的预测，不过系统1还执行两个另外的计算——一个以最小速度计算而另一个以最大速度计算——以确定飞行器的可能性范围(在针对任务的每个部分的行进时间和燃料量方面的最小和最大能力)，以便能够管理由机组人员插入的任何时间(或燃料)约束并且能够适应于在任务的每个部分上的速度以满足这些约束。
机场导航单元4为机组人员或管理单元5提供对每个滑行计划的起点和终点插入时间约束的可能性。
机场导航单元4：
-估计每个滑行部分的持续时间；
-基于在起飞点处的时间约束来计算该滑行部分的需要出发时间，其中该时间约束由机组人员直接插入或者由管理单元5基于下游约束来计算；以及
-基于由机组人员直接插入的在着陆点处的时间约束或基于由管理单元5提供的估计着陆时间来估计到达目的地门的时间。
机组人员必须能够约束计划的每个部分以执行任务。因而，在适当的情况下，管理单元5要求机场导航单元4和飞行管理单元3通过强加不同于最佳速度的速度来重新计算预测以观察任务计划中的更下游的约束(时间或燃料)。
如果没有在任务计划中限定约束，则针对滑行部分的需要出发时间被留给机组人员或根据当前时间进行推断。
而且，飞行管理单元3负责针对任务的每个飞行部分(从第一点至第二点)基于来自机组人员的输入或基于通过通信从地面(从空中交通管制机构)接收的信息来限定飞行计划。机组人员可以将预定路线载入数据库中。
飞行管理单元3还负责计算与所选的(由机组人员选择的)或通过从地面至飞行器的通信而自动更新的飞行计划对应的飞行轨迹线。
此外，飞行管理单元3被配置成分别基于最佳速度、最小速度和最大速度来计算与飞行轨迹线相关联的预测。
对飞行轨迹线的计算因而包括基于两个预定滑行速度的针对最小和最大时间估计的两个不同计算、以及基于通常运行速度(源自由飞行管理系统2的核心模块10提供的成本指数CI)的针对更现实的估计的第三计算。特别地，基于在每个飞行阶段的起点处的最大速度和最小速度以及ETA时间或RTA时间，飞行管理单元3计算在所关注的飞行阶段的终点处的最小ETA时间和最大ETA时间以及EFOB量。
飞行管理单元3为机组人员或管理单元5提供对每个飞行计划的起点和终点插入时间约束的可能性。
飞行管理单元3：
-估计每个飞行部分的持续时间；
-基于对起飞(或在另一点处)的时间约束来计算该飞行部分(该飞行部分的起点)的需要出发时间，其中该时间约束由机组人员直接输入或由管理单元5基于下游约束来计算；以及
-基于由机组人员直接输入的时间约束或者基于由管理单元5提供的估计着陆时间(或另一时间)来估计到达该飞行部分的目的地点的时间。
如果没有在任务计划中限定约束，则在起点处的需要出发时间被留给机组人员或根据当前时间来推断。
而且，管理单元5生成任务计划以至少用于由屏幕显示在下文详细说明的特定页面上。在此特定页面上，任务计划的所有部分可以基于下述一连串的计划而以航路点列表的形式来显示：
-由机场导航单元4提供的出发滑行计划(如果飞行器仍在飞行前的阶段)；
-由飞行管理单元3提供的飞行计划(如果飞行器尚未着陆)；以及
-由机场导航单元4提供的到达滑行计划。
如此限定的完整任务计划(所有三个部分)可用于显示。然而，仅一个部分(或这一个部分中的一段)在给定时刻是有效的以用于引导。当一部分的最后一段已经按顺序进行时，则下一部分的第一段启动。
在本发明的上下文中，通常的接口被保留并且保留任务的与每个单元(飞行管理单元3和机场导航单元4)相关联的每个部分的显示。
此架构是有利的，这是因为此架构避免了与由管理单元5执行的那一连串事物相关的等待时间。
能够经由在座舱的屏幕(ND，MFD)上显示的特定页面来访问管理单元5。
该页面提供对滑行和飞行二者的最重要的信息的综览，如通过图4中的图示所示。
该页面显示并且允许对以下参数的修改：
-出发机场或始发机场(“FROM”：在图4所示的示例中在此案例下为“LFBO”)以及到达机场或目的机场(“TO”：在例中为“LFMN”)；
-与始发机场相关联的门中的登机门(“Departure gate”：在此例中为“GATE1”)；
-与始发机场相关联的跑道中的起飞跑道(“Takeoff”：在例中为“LFBO14L”)；
-与目的机场相关联的跑道中的着陆跑道(“Landing”：在此例中为“LFMN04L”)；
-与目的机场相关联的门中的下机门(“Arrival gate”：在此例中为“GATE2”)；
-飞行或滑行成本；
-到达登机门、起飞时、着陆时以及到达下机门的时间；以及
-在登机门处、起飞时、着陆时或者在下机门处的机上燃料量。
此特定页面因此可以由使操作者能够修改任务的一些参数的人/机接口单元来显示。
该页面显示任务计划的构成部分中的每个部分的概要信息：
-UTC：在登机门(“Departure gate”)处、起飞(“Takeoff”)时、着陆(“Landing”)时以及在下机门(“Arrival gate”)处的预测时间；
-FOB：在登机门处、起飞时、着陆时以及在下机门处预测的机上燃料量；
-D：出发滑行阶段、飞行阶段和到达滑行阶段的持续时间。作为说明，对于飞行阶段(在起飞与着陆之间)，在图4的示例中，持续时间D示出为50分钟(“00:50”)；以及
-F：预测的在出发滑行阶段、飞行阶段和到达滑行阶段期间所使用的燃料量。作为说明，对于飞行阶段，在图4的示例中，预测的所使用燃料量F示出为17吨(“17.0T”)。
特别地，为了能够使任务的进展适应(例如使其加速)于遇到的约束(延迟、空中交通管理)，机组人员具有在以下四个点中的每个点处插入时间或燃料约束的选择权：
-登机门；
-起飞；
-着陆；
-下机门。
如上所述的系统1使得可以甚至在飞行计划修改的情况下精确地计算飞行器从登机门至下机门的飞行预测。系统1使得可以管理在任务计划的每个部分处所输入的约束，从而经由管理单元5进行各个部分的同步。
系统1实现了使得可以进行同步的方法，该方法尤其由于最小/最大参数而不是整个滑行计划和飞行计划的交流而简单且容易实现。
下文针对不同的参数修改对系统1的操作进行描述。
机组人员在特定页面上对始发机场或目的机场的修改导致飞行计划(飞行管理单元3)和滑行计划(机场导航单元4)进行更新：
-关于飞行管理单元3，飞行管理系统2的核心模块10管理对始发机场或目的机场的修改；以及
-关于机场导航单元4，滑行计划和相关联的滑行轨迹线(对于始发机场或目的机场)删除，直到对于该机场限定了跑道或门。
此外，在特定页面上对登机门或下机门的修改影响滑行计划。机场导航单元4重新计算新的滑行计划和滑行轨迹线并且在需要时将其输出至管理单元5。
而且，在特定页面上对出发跑道或到达跑道的修改影响滑行计划和飞行计划二者：
-机场导航单元4重新计算新的滑行计划和相关联的滑行轨迹线并且在需要时将其输出至管理单元5；
-(飞行管理系统2的核心模块10的)飞行管理单元3修改飞行计划和相关联的飞行轨迹线并且将其输出至管理单元5。
此外，时间或燃料约束至任务计划的任意部分中的插入被如下传递至所有在前的部分：
-如果约束限定在起飞点处，则必须将该约束传送至机场导航单元4以确定对登机门点的相关联约束并显示该相关联约束；
-如果将约束输入飞行部分上或着陆点处，则：
如果约束位于针对飞行部分计算的最小值与最大值之间，则将该约束发送至飞行管理单元3以调节成本指数CI并且重新计算预测。必须将作为结果的对于起飞(如果飞行器尚未在空中)的时间估计限定为在起飞点处的约束以确保下游飞行部分并且确保约束被验证；
如果约束不位于针对飞行部分计算的最小值至最大值以内，则必须将该约束发送至飞行管理单元3以调节成本指数CI并且重新计算预测。结果将为关于起飞的修改值，该修改值必须作为约束被插入并且提供至机场导航单元4以根据针对对应的滑行部分计算的最小值和最大值来约束起飞时间；以及
-如果将约束输入在下机门处，则：
如果约束位于所计算的最小值至最大值以内，则必须将关于着陆的值限定为约束以确保所输入的约束；
如果约束不位于所计算的最小值至最大值以内，则必须将该约束发送至机场导航单元4以重新计算预测。结果为关于着陆的修改值，该修改值必须被输入作为传送至飞行管理单元3的约束以用于成本指数CI的调节以及对飞行部分的预测的重新计算。
在以下提出的示例中，假定飞行员添加了燃料约束。该输入被施加为时间约束。实际上，飞行员在飞行计划的点上输入燃料值，并且系统1沿轨迹线迭代地改变速度(经由成本指数)以使对预测的计算收敛于该燃料值。和时间约束一样，燃料约束被输入在专门页面中。
接收在任务计划的枢纽点处的时间和燃料量的约束、最小值和最大值的管理单元5要求单元3和单元4针对它们的任务计划部分以不同的速度设定来重新计算预测以遵守约束。飞行计划不变，但是在每个点处的预测改变以遵守所输入的约束。

Claims (11)

1.一种用于管理飞行器的任务的系统，用于管理任务的所述系统(1)包括：
飞行管理系统(2)，所述飞行管理系统(2)包括飞行管理单元(3)，所述飞行管理单元(3)被配置成限定和管理针对任务的飞行阶段的飞行计划和相关联的飞行轨迹线；以及
机场导航单元(4)，所述机场导航单元(4)用于限定和管理针对所述任务的至少一个地面阶段的机场上地面滑行计划和相关联的滑行轨迹线，
其中，所述系统(1)还包括任务计划管理单元(5)，所述任务计划管理单元(5)链接至所述飞行计划管理单元(3)和所述机场导航单元(4)，并且所述任务计划管理单元(5)被配置成管理所述任务的地面阶段与飞行阶段之间的连续性以及管理任务的预测计算，所述飞行管理系统(2)具有包括核心模块(10)和增补模块(20)的架构，所述核心模块(10)用于实现与所述飞行器的飞行的管理有关的一般性功能，所述增补模块(20)用于实现特殊的增补功能，所述核心模块(10)和所述增补模块(20)通过数据交换接口(30)链接在一起，并且，所述飞行管理单元(3)容纳在所述核心模块(10)中，所述任务计划管理单元(5)容纳在所述增补模块(20)中。
2.根据权利要求1所述的系统，
其中，所述机场导航单元(4)容纳在与所述核心模块(10)链接的人/机接口(41)中。
3.根据权利要求1所述的系统，
其中，所述机场导航单元(4)容纳在适合与所述增补模块(20)链接的人/机接口(50)中。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，
其中，所述任务计划管理单元(5)被配置成在所述飞行管理单元(3)与所述机场导航单元(4)之间进行所述任务的预测计算的分配和同步，所述飞行管理单元(3)计算对所述任务的飞行阶段的预测，并且所述机场导航单元(4)计算对所述任务的地面阶段的预测。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，
其中，所述飞行管理单元(3)被配置成分别基于最佳速度、最小速度和最大速度确定飞行轨迹线以及计算与所述飞行轨迹线相关联的预测。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，
其中，所述机场导航单元(4)被配置成分别基于最佳速度、最小速度和最大速度确定所述地面阶段的至少一个滑行轨迹线以及计算与所述滑行轨迹线相关联的预测。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，
其中，所述系统(1)包括使操作者能够修改任务参数的人/机接口单元。
8.根据权利要求7所述的系统，
其中，所述接口单元被配置成允许操作者修改以下参数中的至少一个参数：
出发机场；
到达机场；
所述出发机场的登机门；
所述出发机场的起飞跑道；
所述到达机场的着陆跑道；
所述到达机场的下机门；
飞行成本指数或滑行成本指数；
在所述登机门处、起飞时、着陆时或者在所述下机门处的所需时间；以及
在所述登机门处、起飞时、着陆时或者在所述下机门处的可用燃料量。
9.一种用于管理飞行器的任务的方法，所述方法使用根据权利要求1至8中的任一项所述的系统，
其中，所述方法包括通过所述任务计划管理单元(5)在所述飞行管理单元(3)与所述机场导航单元(4)之间进行所述任务的预测计算的分配和同步的步骤，由所述飞行管理单元(3)计算所述任务的飞行阶段的预测，并且由所述机场导航单元(4)计算所述任务的地面阶段的预测。
10.根据权利要求8所述的方法，
其中，所述方法包括：
通过所述飞行管理单元(3)来实现并且包括分别基于最佳速度、最小速度和最大速度确定所述飞行阶段的飞行轨迹线以及计算与所述飞行轨迹线相关联的预测的步骤；以及
通过所述机场导航单元(4)来实现并且包括分别基于最佳速度、最小速度和最大速度确定所述地面阶段的至少一个滑行轨迹线以及计算与所述滑行轨迹线相关联的预测的步骤。
11.根据权利要求9和10中的一项所述的方法，
其中，在将约束插入到任务计划的任意部分中时：
如果所述约束插入在起飞点处，所述方法包括将此约束发送至所述机场导航单元(4)以确定对登机门点的相关联约束并且显示该相关联约束；
如果所述约束插入在飞行的处于着陆点的部分上，那么：
如果所述约束位于针对飞行部分计算的最小值与最大值之间，所述方法包括将所述约束发送至所述飞行管理单元(3)以调节成本指数并且重新计算所述预测，作为结果的关于起飞的时间估计被限定为在起飞点处的约束以确保下游飞行部分并且确保所述约束被验证；以及
如果所述约束不是位于针对所述飞行部分计算的所述最小值至所述最大值以内，所述方法包括将所述约束发送至所述飞行管理单元(3)以调节成本指数并且重新计算所述预测，此时获得的关于起飞的修改值作为约束被输入并且被提供至所述机场导航单元(4)以根据针对对应的滑行部分计算的最小值和最大值来约束起飞时间；以及
如果所述约束插入在下机门处，那么：
如果所述约束位于计算的最小值至最大值以内，所述方法包括将关于着陆的值限定为约束以确保所输入的约束；以及
如果所述约束不是位于所计算的最小值至最大值以内，所述方法包括将所述约束发送至所述机场导航单元(4)以重新计算所述预测，此时获得的关于着陆的修改值作为约束被输入并且被提供至所述飞行管理单元(3)以用于调节所述成本指数和重新计算针对所述飞行部分的预测。
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