CN105321378A

CN105321378A - 用于基于情境的cpdlc的系统和方法

Info

Publication number: CN105321378A
Application number: CN201510555422.XA
Authority: CN
Inventors: R·库马; M·J·P·多米尼奇; V·K·潘迪; S·科穆里; D·甘地
Original assignee: Honeywell International Inc
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2015-07-30
Publication date: 2016-02-10
Anticipated expiration: 2035-07-30
Also published as: CA2898063A1; US20160035227A1; CN105321378B; US10319239B2; EP2980773A1

Abstract

提供了用于基于情境的管制者飞行员数据链路通信(CPDLC)的系统和方法。某些实施方式中，一种用于CPDLC的方法包括通过在飞行员接口上对可选项的选择来接收数据，其中该飞行员接口是非CPDLC接口并将该数据传递到CPDLC应用。另外，该方法还包括基于该数据构造CPDLC消息；并将该CPDLC消息传送到空中交通管制者。

Description

用于基于情境的CPDLC的系统和方法

背景技术

管制者-飞行员数据链路通信(CPDLC)通过使用允许由管制者和飞行员两者进行的人员参与的用于ATC通信的数据链路而促进了管制者与飞行员之间的通信。在某些实施方式中，使用交互式屏幕发送在管制者和飞行员之间通过上行链路和下行链路发送的不同消息。但是，不同的消息常常与不同屏幕关联。因此，当飞行员正通过不同屏幕进行通信时，飞行员可能必须从一个屏幕巡览至另一屏幕，该巡览花费时间并且把飞行员的注意力带离其它重要的飞行任务。

发明内容

提供了用于基于情境的管制者飞行员数据链路通信(CPDLC)的系统和方法。在某些实施方式中，一种用于CPDLC的方法包括：在飞行员接口上通过对可选项的选择来接收数据，其中飞行员接口是非CPDLC接口并且将数据传递到CPDLC应用。进一步，该方法还包括：基于该数据构造CPDLC消息；并将该CPDLC消息传送到空中交通管制者。

附图说明

要理解附图仅描绘了示例性实施例，并且因此将不被认为在范围上进行限制，示例性实施例将通过使用附图利用附加的明确性和细节进行描述，其中：

图1是本公开中所描述的一个实施例中的一种用于基于情境的管制者飞行员数据链路通信的系统的框图。

图2是本公开中所描述的一个实施例中的能够为基于情境的管制者飞行员数据链路通信提供信息的显示器的图像；以及

图3是本公开中所描述的一个实施例中的一种用于提供基于情境的管制者飞行员数据链路通信的方法流程图。

根据惯例，所描述的各个特征并未按比例画出，而是绘制成强调与示例性实施例有关的特定特征。

具体实施方式

在以下详细描述中，参考了形成该描述一部分的附图，并且在附图中以图示的方式示出具体说明性实施例。然而，应当理解可以使用其他实施例，并且可以做出逻辑上、机械上和电气上的改变。而且，在绘制的图中以及说明书中呈现的方法不应被解释为限制可以执行个体步骤的次序。因此不应以限制的意义理解以下详细描述。

在此描述的实施例提供了用于基于情境的CPDLC的系统和方法。基于情境的CPDLC系统允许飞行员通过主要用于其他非CPDLC任务的交互式显示屏向空中交通管制者发送CPDLC下行链路消息。例如，飞行员在驾驶飞机时可使用多个接口。例如，飞行员可使用主飞行显示器、多功能显示器、电子飞行包、或飞机运行过程中的其他接口。这些接口处理并产生飞行员与管制者通过CPDLC应用进行通信时可使用的信息。因此，为了使由飞行员执行的任务合理化，飞行员可指示除了CPDLC接口之外的接口产生要通过CPDLC下行链路发送到管制者的数据。由于CPDLC消息的合理化产生，飞行员能够向管制者提供数据，而不必在CPDLC接口上的不同屏幕间进行巡览。

图1是位于飞机上的系统100，其中该系统100在形成从飞行员到管制者的下行链路消息时为飞行员提供基于情境的CPDLC。在特定实施例中，系统100包括CPDLC应用102。如在此使用的，CPDLC应用102是指一种使用数据链路促进飞行员与空中交通管制者之间通信的通信系统。在至少一个示例性实施方式中，CPDLC应用102提供飞行员与管制者之间的空中-地面数据通信，该通信包括与由所定义的空中交通管制程序所采用的短语相对应的一组消息。例如，管制者和飞行员均可以能够通过被飞行员和管制者两者都清楚理解的一组定义消息进行通信。例如，管制者可传递高度层指派、交叉限制、横向偏离、航线改变和飞行许可、速度指派、射频指派，以及各种对信息的请求。共同地，飞行员可能能够对消息进行响应，请求飞行许可和信息，报告信息以及宣告/解除紧急状况。此外，飞行员还可向未来管制者请求有条件的飞行许可和信息。在至少一个附加实施方式中，还可通过“自由文本”能力来传送信息。此外，CPDLC应用102还可能能够根据不同通信标准促进通信。例如，CPDLC应用102可能能够经由FANS，ATN等进行通信。

在某些实施例中，CPDLC应用102向飞行员呈现消息屏幕来促进管制者信息到飞行员的传递以及针对管制者的下行链路消息的形成。为向飞行员呈现消息屏幕，CPDLC应用102可与CPDLC人机接口(HMI)104耦合。CPDLCHMI104可以是飞行管理系统(FMS)上的控制显示单元(CDU)。替换地，CPDLCHMI104可以是多功能控制显示单元。例如，当CPDLCHMI104是FMS的一部分时，CPDLCHMI104可向FMS提供用户接口，FMS与自动驾驶仪和飞机的其他系统进行通信以控制飞行计划的飞行管理。

在与CPDLC应用102进行通信时，CPDLCHMI104充当显示设备来呈现由CPDLC应用102所产生的CPDLC屏幕。在一个示例性实施方式中，CPDLCHMI104可包括多功能显示器，该显示器包括前向视野图形显示设备，其向机组人员显示屏幕并向机组人员用户提供光标控制接口。在另一实施方式中，如以上所讨论的，CPDLCHMI104可以包括CDU，例如MCDU。如果CPDLCHMI104是CDU，则该CPDLCHMI104可包括显示区域、在该显示区域任何一侧的多个可编程按键以及键盘接口。在一个实施例中，通用显示设备132包括MFD，MFD向机组人员呈现具有MCDU的“外观和感受”的图形表示。

进一步地，在至少一个实施例中，CPDLC应用102耦合到通信接口106。如本领域技术人员可理解的，通信接口106向管制者传送数据并从管制者接收数据。例如，通信接口106可经由SATCOM数据链路、VHF数据链路或其它通信数据链路与管制者进行通信。该CPDLC应用102经由通信接口106从管制者接收数据并向管制者发送数据。

经常，为了通过CPDLCHMI104与管制者进行通信，飞行员可以在CPDLCHMI104上的不同屏幕之间巡览以审阅从管制者接收的消息，并且然后巡览到不同屏幕以形成对管制者的响应。然而，不管屏幕被如何有效和直观地组织，在屏幕之间的巡览都需要飞行员的时间并吸引飞行员的注意力离开其它飞行任务。为增加飞行员在使用CPDLC应用102方面的效率，CPDLC应用102耦合到至少一个非CPDLC用户接口，非CPDLC用户接口获取并产生可用于CPDLC通信数据的形成和产生的数据。如在此使用的，术语非CPDLC接口、非CPDLC用户接口以及飞行员接口是指从飞行员接收命令或向飞行员提供数据的、不是专用CPDLCHMI的人机接口。例如，CPDLC应用102可耦合到飞行显示器110、电子飞行包(EFB)112或附加飞行员接口114。当CPDLC应用102耦合到飞行显示器110、EFB112或其它飞行员接口114时，飞行员可基于数据正在飞行显示器110、EFB112或其它飞行员接口114上被访问的情境来选择将要从CPDLC应用102向管制者传送的数据或屏幕。

在某些实施例中，当CPDLC应用102耦合到飞行显示器110时，该飞行显示器110可以是主飞行显示器(PFD)、导航显示器、多功能显示器或其它显示器接口。替换地，该飞行显示器110还可包含多功能显示器，并且两种显示器都可包括如本领域中所理解的术语“玻璃驾驶舱”的某些部分。如果飞行显示器110是PFD，则该PFD提供显示飞行信息的LCD或CRT显示设备。例如，该PFD可显示包括如下各项的信息：姿态指示符、失速角、跑道图、ILS定位符和滑翔道指针、空速和高度指示符、升降速度指示符、航向显示、导航标记信息、系统漏洞、ILS下滑道指示符、航线偏差指示符以及其它类型的可显示信息。由于飞行员接口具有飞行显示器110，所以该飞行显示器110可向CPDLC应用102发送数据。

进一步地，如上所述的，CPDLC应用102可能能够从EFB112接收数据。例如，EFB112是协助机组人员的成员执行飞行管理任务的电子设备。EFB112上所存储的资料可包括飞行员在驾驶飞机过程中可发现有帮助的飞机操作手册、机组人员操作手册、导航图以及其它飞行数据。另外，EFB112可充当多功能显示器。例如，EFB112可充当广播式自动相关监视系统的一部分。和飞行显示器110一样，EFB112可将信息发送到CPDLC应用102。

在至少一个其它实施方式中，CPDLC应用102还可耦合到附加飞行员接口114。附加飞行员接口114可包括电子飞行仪表系统(EFIS)中使用的其它驾驶舱组件。例如，附加飞行员接口114可包括引擎指示以及机组警报系统，该系统显示与各种飞机系统有关的信息，例如燃料水平和引擎运行。而且，附加飞行员接口114还可包括与用于控制飞机运行的控制面板有关的仪表装置。

某些实施方式中，由于飞行员接口具有在飞机驾驶舱中通过飞行显示器110、EFB112或附加飞行员接口114可用的信息和控制的多个源，所以飞行员可指示该接口向CPDLC应用102发送数据。当CPDLC应用102从该接口接收到信息时，CPDLC应用102可在CPDLC消息的形成中使用该信息，以用于通过通信接口106与管制者进行通信。替换地，可将该信息传递到CPDLCHMI104，在此该信息可随后被传递到CPDLC应用102。

在另外的实施例中，在CPDLC应用102已通过通信接口106将消息传送到空中交通管制者之后，CPDLC应用102可从空中交通管制者接收对任何所发送的请求的确认消息或其它类型的数据。在至少一个实施方式中，当CPDLC应用102从空中交通管制者接收到上行链路数据时，CPDLC应用102可将数据发送到飞行员可观看到的一个或多个显示器。例如，当从空中交通管制者接收到的消息是对先前所传送的请求的确认时，CPDLC102可将该数据发送到最初将所传送的请求提供给CPDLC102的那个显示器。替换地，CPDLC102可将上行链路数据发送到飞行员当前所使用的显示器上。

在至少一个实施方式中，当飞行员指示这些接口之一向CPDLC应用102发送数据时，飞行员选择信息的一部分传递到CPDLC应用102。例如，该飞行员可使用光标控制设备、触摸屏或其它控制设备在接口上选择数据。当数据被选择时，飞行员可指令该接口如何将该数据发送到CPDLC应用102。在一个示例中，CPDLC应用102可显示一屏幕，该屏幕具有一区块用于在消息能够被发送到管制者之前被填充数据。为填充该区块，飞行员可转向合适的接口并选择要发送到CPDLC应用102或CPDLCHMI104的数据，CPDLC应用102或CPDLCHMI104用所接收的数据填充该区块。替换地，飞行员可通过飞行员接口中的一个在CPDLCHMI104上选择一个用于显示的屏幕。例如，飞行员可选择飞行显示器110上的数据项，并且出现列出不同CPDLC屏幕的可选菜单，该CPDLC屏幕可以使用被标识的数据项。然后飞行员选择与期望的CPDLC屏幕对应的菜单项。在另外的实施方式中，飞行员可选择用于从非CPDLC接口屏幕之一传送的CPDLC消息。例如，飞行员或其它机组人员的成员可标识用于在飞行员接口之一上作为CPDLC屏幕进行传送的数据。飞行员接口然后将把该数据发送到CPDLC应用102，该应用随后将该数据作为完整消息发送出去给管制者，而不作为CDPLCHMI104上的屏幕向飞行员呈现该数据。

如上所描述的，通过使用其它飞行员接口来标识用于创建CPDLC消息的数据，飞行员可以能够在操作驾驶舱内的其他系统时与管制者进行通信。由于飞行员能够通过CPDLCHMI104对CPDLC通信以及屏幕的选择给予较少的注意力，所以降低了飞行员的工作负担，并且该飞行员能够在操作飞机过程中更专注。

图2是显示器200的图，例如将在导航显示器中被发现，其中显示器200图示了通过非CPDLC显示器对CPDLC消息的选择。例如，显示器200示出导航类型消息，诸如航线、航路点、空中交通、机场和导航设备，和其它信息类型。一些实施方式中，显示器200可根据飞行员的偏好来定制以示出该飞行员用来根据飞行计划进行导航的信息。另外，显示器200可包括能够与ATC共享的信息，或包括在需要改变飞行计划的情况下能够向ATC提供的信息。例如，如果飞行员确定从飞行计划偏离是必要的，则飞行员将该改变通知ATC，并且为了与ATC进行通信，飞行员通过CPDLC进行通信。

在请求改变飞行计划的一个示例中，飞行员可能想要改变飞机速度。为将速度上的改变传递给ATC，飞行员可以将光标在速度指示(例如速度指示210)上移动。飞行员随后可在该速度指示210上右键点击。响应于该右键点击，显示器200可显示与该速度有关的选项。例如，显示器200可示出选项“请求[速度]”。如果飞行员点击该“请求[速度]”选项，则CPDLCHDMI将显示请求速度下行链路CPDLC页面，飞行员可从该页面输入该信息并将该信息传送到ATC。

在另一示例中，飞行员可使用显示器200对有关飞行路径上的下一个航路点202的信息进行传递。为提供信息，飞行员可点击在显示器中所示的下一个航路点202。一旦记录该点击，显示器200就利用菜单标题204以及有关的菜单项时间206和位置208标识航路点202。如果飞行员选择菜单项时间206，则飞行员将把具有针对下一航路点的时间信息的下行链路消息发送到管制者。如果飞行员选择了菜单项位置208，则飞行员将把具有针对下一航路点的位置信息的下行链路消息发送到管制者。

图3是用于基于情境的CPDLC的方法300的流程图。该方法300在302继续，其中通过飞行员接口接收数据，其中该飞行员接口是非CPDLC接口。例如，飞行员可标识导航显示器或主飞行显示器上的数据。进一步地，方法300在304继续，其中该信息被传递到CPDLC应用。例如，由飞行员标识的数据从非CPDLC接口被发送到CPDLC应用。而且，方法300在306继续，其中基于该数据构造CPDLC消息。当CPDLC应用接收到该CPDLC应用时，该CPDLC应用构造CPDLC消息。在一个实施例中，该CPDLC形成CPDLC消息，而在另一实施例中，该数据被用于填充在CPDLCHMI上的CPDLC屏幕的各部分以用于与飞行员进一步交互。此外，方法300在308继续，其中CPDLC消息被传送到空中交通管制者。当形成了CPDLC消息时，该CPDLC应用将该CPDLC消息传送到空中交通管制者。

示例实施方式

示例1包括一种用于管制者飞行员数据链路通信(CPDLC)的方法，该方法包括：通过对飞行员接口上的可选项的选择来接收数据，其中该飞行员接口是非CPDLC接口；将该数据传递到CPDLC应用；基于该数据构造CPDLC消息；将该CPDLC消息传送到空中交通管制者。

示例2包括示例1的方法，进一步包括基于该数据在CPDLC人机接口(HMI)上显示一屏幕。

示例3包括示例2所述的方法，其中CPDLCHMI从非CPDLC接口接收该数据。

示例4包括示例2-3任一项所述的方法，其中该屏幕在CPDLCHMI上如由CPDLC应用所指示的那样被显示，其中该屏幕与通过飞行员接口接收的数据有关。

示例5包括示例1-4任一项所述的方法，其中CPDLC消息是通过非CPDLC接口选择的，并且CPDLC应用通过将CPDLC消息传送到空中交通管制者而构造该CPDLC消息。

示例6包括示例1-5任一项所述的方法，其中非CPDLC接口显示示出不同的CPDLC消息的至少一个菜单，该CPDLC消息能够由非CPDLC接口上所显示的信息形成。

示例7包括示例1-6任一项所述的方法，其中非CPDLC接口是以下各项中的至少一个：多功能显示器、主飞行显示器、电子飞行包和导航显示器。

示例8包括示例1-7任一项所述的方法，进一步包括：从空中交通管制者接收上行链路消息；在飞行员接口上显示所接收的信息，其中所接收的信息是从上行链路消息得出的。

示例9包括一种管制者-飞行员数据链路通信(CPDLC)系统，该系统包括：由处理单元执行的CPDLC应用，其中该CPDLC应用形成CPDLC消息并通过通信接口将该CPDLC消息传递到空中交通管制者；至少一个非CPDLC接口，其中该非CPDLC接口呈现信息并被配置成从飞行员接收数据，其中该非CPDLC接口将数据传递到CPDLC应用，其中该CPDLC应用基于该数据形成至少一个CPDLC消息。

示例10包括示例9所述的系统，进一步包括CPDLC人机接口(HMI)，其中该CPDLCHMI向飞行员显示CPDLC屏幕，其中该屏幕示出用于形成CPDLC消息的CPDLC数据。

示例11包括示例10所述的系统，其中CPDLCHMI从所述至少一个非CPDLC接口接收CPDLC数据以显示。

示例12包括示例10-11任一个所述的系统，其中CPDLC屏幕如由CPDLC应用所指示的那样在CPDLCHMI上被显示，其中该屏幕与通过非CPDLC接口接收的数据有关。

示例13包括示例9-12任一项所述的系统，其中CPDLC消息是通过非CPDLC接口选择的，并且CPDLC应用通过将CPDLC消息传送到空中交通管制者而构造CPDLC消息。

示例14包括示例9-13任一项所述的系统，其中非CPDLC接口显示示出不同的CPDLC消息的至少一个菜单，该消息能够由在非CPDLC接口上显示的数据形成。

示例15包括示例9-14任一项所述的系统，其中非CPDLC接口是以下各项中至少一个：多功能显示器、主飞行显示器、电子飞行包和导航显示器。

示例16包括一种用于传递管制者飞行员数据链路(CPDLC)消息的系统，该系统包括：由处理单元执行的CPDLC应用，其中该CPDLC应用形成CPDLC消息，并将CPDLC消息通过通信接口传递到空中交通管制者；CPDLC人机接口(HMI)，其中该CPDLCHMI向飞行员显示CPDLC屏幕，其中该屏幕示出用于形成CPDLC消息的CPDLC数据；至少一个非CPDLC飞行员接口，其中该非CPDLC接口呈现信息并被配置成从飞行员接收数据，其中该非CPDLC接口将数据传递到CPDLC应用，其中该CPDLC应用基于该数据形成至少一个CPDLC消息。

示例17包括示例16所述的系统，其中CPDLCHMI从所述至少一个非CPDLC接口接收CPDLC数据以显示。

示例18包括示例16-17任一项所述的系统，其中该屏幕如由CPDLC应用所指示的那样在CPDLCHMI上被显示，其中该屏幕与通过飞行员接口接收的信息有关。

示例19包括示例16-18任一项所述的系统，其中该CPDLC消息通过非CPDLC接口而被选择，并且该CPDLC应用通过将该CPDLC消息传送到空中交通管制者而构造该CPDLC消息。

示例20包括示例16-19任一项所述的系统，其中非CPDLC接口显示示出不同CPDLC消息的至少一个菜单，该CPDLC消息可由在非CPDLC接口上所显示的数据来形成。

虽然已经在此说明和描述了具体实施例，但本领域普通技术人员将意识到的是，被设计成实现同一目的的任何布置可替代所示的具体实施例。因此，显然意图是，本发明仅由权利要求及其等价物来限制。

Claims

1.一种用于管制者飞行员数据链路通信(CPDLC)的方法，该方法包括：

通过飞行员接口来接收数据，其中该飞行员接口是非CPDLC接口；

将该数据传递到CPDLC应用(102)；

基于该数据构造CPDLC消息；

将该CPDLC消息传送到空中交通管制者。

2.一种管制者-飞行员数据链路通信(CPDLC)系统，该系统包括：

由处理单元执行的CPDLC应用(102)，其中该CPDLC应用(102)形成CPDLC消息并通过通信接口(102)将该CPDLC消息传递到空中交通管制者；

至少一个非CPDLC接口，其中该非CPDLC接口呈现信息并被配置成从飞行员接收数据，其中该非CPDLC接口将该数据传递到CPDLC应用(102)，其中该CPDLC应用(102)基于该数据形成至少一个CPDLC消息。

3.如权利要求2的系统，进一步包括CPDLC人机接口(HMI)(104)，其中该CPDLCHMI(104)向飞行员显示CPDLC屏幕，其中该屏幕示出用于形成CPDLC消息的CPDLC数据。