CN107393347A - 用于检测机场航站楼区域拥塞的方法和装置 - Google Patents

用于检测机场航站楼区域拥塞的方法和装置 Download PDF

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Abstract

用于检测机场航站楼区域拥塞的方法和装置。提供了一种用于评估机场处的着陆条件的方法。所述方法用第一飞行器机上的航空电子系统来获得与位于机场的范围内的多个飞行器相关联的飞行器位置数据；以及基于飞行器位置数据来计算用于机场的航站楼拥塞系数，其中该航站楼拥塞系数指示机场范围内的空中交通的水平。

Description

用于检测机场航站楼区域拥塞的方法和装置
技术领域
本文中所述的主题的实施例一般地涉及分析机场附近的空中交通以识别机场航站楼（airport terminal）区域拥塞。更特别地，本主题的实施例涉及使用飞行器应答器数据来确定用于机场航站楼区域拥塞分析的空中交通数据。
背景技术
航站楼空域和/或机场拥塞和延误在资源受限空域系统中已是长期问题。当日的盛行天气、跑道条件以及飞行时间表对航站楼空域资源利用施加限制并迫使飞机进入等待航线（holding pattern）。要求飞机在等待航线中保持位置通过结果产生的飞行延误和过多燃料燃烧而降低航空公司运营和飞机本身的效率。
因此，为飞行人员提供关于拥塞机场的信息是期望的，其可能导致在等待航线中花费延长的时间段。此外，根据结合附图及前述技术领域和背景技术进行的后续详细描述和所附权利要求，其它期望特征和特性将变得显而易见。
发明内容
本公开的某些实施例提供了一种用于评估机场处的着陆条件的方法。所述方法用第一飞行器机上的航空电子系统来获得与位于机场的范围（range）内的多个飞行器相关联的飞行器位置数据；以及基于飞行器位置数据来计算用于机场的航站楼拥塞系数，其中，该航站楼拥塞系数指示机场范围内的空中交通的水平。
某些实施例提供了一种用于评估机场处的着陆条件的飞行器机上系统。所述系统包括：系统存储器元件；飞行器应答器，其被配置成接收从位于机场范围内的多个飞行器传输的多个飞行器应答器广播消息；以及至少一个处理器，其被通信耦合到所述系统存储器元件和所述飞行器应答器，所述至少一个处理器被配置成：基于所述多个飞行器应答器广播消息来确定与位于机场范围内的所述多个飞行器相关联的飞行器位置数据；以及基于飞行器位置数据来计算用于机场的航站楼拥塞系数，其中，该航站楼拥塞系数指示机场范围内的空中交通的水平。
某些实施例提供了一种在其上面包含指令的非临时计算机可读介质，该指令在被处理器执行时执行一种方法。所述方法经由第一应答器来接收多个飞行器应答器消息，其包括用于位于机场范围中的多个飞行器的位置数据；由飞行器机载计算机系统来计算用于机场的拥塞系数；以及基于拥塞系数来确定与机场相关联的拥塞条件。
提供本发明内容是为了以简化形式介绍下面在详细描述中进一步描述的概念的选择。本发明内容并不意图识别要求保护的主题的关键特征或本质特征，其也不意图用作确定要求保护的主题的范围的辅助。
附图说明
可以通过在结合以下各图考虑时参考详细描述和权利要求来导出主题的更加完全的理解，其中，相似的参考数字遍及各图指代类似的元件。
图1是与机场相关联的拥塞空域的自上而下视图的图；
图2是用于机场航站楼区域的拥塞检测系统的功能框图；
图3是与机场相关联的空域的另一自上而下视图的图；
图4是图示出用于评估机场处的着陆条件的过程的实施例的流程图；
图5是图示出用于获得飞行器位置数据的过程的实施例的流程图；以及
图6是图示出用于基于飞行器位置数据来计算用于机场的航站楼拥塞系数的过程的实施例的流程图。
具体实施方式
下面的详细描述本质上仅仅是说明性的，并且并不意图限制主题的实施例或此类实施例的应用和使用。如本文所使用的，单词“示例性”意指“用作示例、实例、或例证”。在本文中描述为示例性的任何实施方式不一定要被解释为相比于其它实施方式是优选或有利的。此外，不存在受到在先前的技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示理论的束缚的意图。
本公开提出了用于当第一飞行器位于机场的特定范围内时由第一飞行器检测用于机场的飞行器拥塞的方法和装置。可以使用从已从机场周围的多个飞行器接收到的应答器消息（例如，广播式自动相关监视（ADS-B）消息）提取的位置参数来计算着陆条件（例如，拥塞条件），并且在某些实施例中，可以在第一飞行器机上呈现机场拥塞或其缺乏的指示。
相对于本公开的各种实施例来使用某些术语。从接收到的应答器消息提取的飞行器位置数据在没有限制的情况下可以包括：三维（3D）范围空域中的特定飞行器的范围、高度、速度、轨迹或位置的其它指示符。拥塞空域、拥塞模式、或者与特定机场相关联的空域中的严重拥塞指示大量的飞行器在等待航线（holding pattern）中保持位置或者另外等待在特定着陆区（即，特定跑道或特定机场）处着陆。拥塞条件可以指示高水平的拥塞或缺乏拥塞。航站楼拥塞系数（TCC）是指示由候选飞行器从空中交通转换成地面交通所花费的计算平均时间的度量。TCC是随时间推移而计算的“移动平均值”，并且适用于相对于预定义范围的特定着陆区（例如，特定跑道和/或机场）。
现在转到附图，图1是机场的拥塞空域100的自上而下视图的图。如所示，第一飞行器102正在朝着机场104行进。第一飞行器102可以由任何固定翼或旋翼式飞行器实现，诸如飞机、直升机、航天飞机、无人驾驶飞机、或装备有与其它飞行器（例如，所述多个飞行器106）和地面控制（例如，机场104）通信的能力的其它飞行器。
第一飞行器102正在通过围绕机场104并包括多个飞行器106的拥塞空域朝着机场104行进。应认识到的是任何数目的飞行器可以位于接近于机场104处，并且所述多个飞行器106可以使用各种位置和行进方向。在所示情形中，由于机场104处的拥塞，将要求第一飞行器102在等待航线中保持位置，因为第一飞行器102等待来自机场104的在机场104处着陆的放行许可（clearance），而不是第一飞行器102一到达就在机场104处着陆。第一飞行器102可以在等待航线中等待短时间段或者更长的时间段，取决于在第一飞行器102之前到达机场104处的所述多个飞行器106的数目以及由机场104处的地面控制定义的其它适当着陆条件。在等待航线中保持位置可以导致延迟着陆以及由此的用于第一飞行器102的延迟时间表，其可以导致未来的延误飞行。另外，为了在等待航线中保持位置，第一飞行器102使用附加燃料来保持在空中，直到被允许着陆为止。
在这里，第一飞行器102装备有用于识别机场104周围的拥塞水平的拥塞检测系统108。所识别的机场104周围的拥塞水平指示第一飞行器102是否将被要求在等待航线中保持位置达一定时间段，而不是当第一飞行器102到达机场104时在机场104处着陆。拥塞检测系统108可以呈现与机场104周围的空域相关联的拥塞通知或缺乏拥塞的通知，使得飞行人员可以在确定是否在特定机场104处着陆中使用此信息。
图2是用于机场航站楼区域的拥塞检测系统200的功能框图。拥塞检测系统200一般地在飞行器机上实现为一个或多个机载航空电子系统的一部分。在某些示例性实施例中，可以使用飞行器机上的飞行管理系统（FMS）来实现拥塞检测系统200。应注意的是可以用图1中描绘的拥塞检测系统108来实现拥塞检测系统200。在这方面，拥塞检测系统200更详细地示出了拥塞检测系统108的某些元件和部件。
拥塞检测系统200在没有限制的情况下一般地包括：至少一个处理器202；系统存储器204；用户接口206；飞行器应答器208；数据分析模块210；以及飞行器机上的显示设备212。拥塞检测系统200的这些元件和特征可根据需要而相互操作地相关联、相互耦合或者另外被配置成相互合作以支持期望的功能—特别地，确定特定机场周围的飞行器拥塞的水平，如本文中所述。为了便于举例说明和清楚起见，在图2中未描绘用于这些元件和特征的各种物理、电、以及逻辑耦合和互连。此外，应认识到的是拥塞检测系统200的实施例将包括合作以支持期望功能的其它元件、模块以及特征。为了简单起见，图2仅描绘了涉及下面更详细地描述的机场航站楼拥塞检测技术的某些元件。
可以用一个或多个通用处理器、内容可寻址存储器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、任何适当的可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件或被设计成执行这里所述功能的任何组合来实现或执行所述至少一个处理器202。特别地，可以将所述至少一个处理器202实现为一个或多个微处理器、控制器、微控制器或状态机。此外，可以将所述至少一个处理器202实现为计算设备的组合，例如数字信号处理器与微处理器的组合、多个微处理器、与数字信号处理器核相结合的一个或多个微处理器、或任何其它此类配置。
所述至少一个处理器202与系统存储器204通信。系统存储器204可以用来存储接收到的飞行器应答器消息、从飞行器应答器消息提取的参数数据和/或计算的机场拥塞数据。在适合于实施例的情况下，可以使用任何数目的设备、部件或模块来实现系统存储器204。实际上，可以将系统存储器204实现为RAM存储器、闪存、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、或本领域中已知的任何其它形式的存储介质。在某些实施例中，系统存储器204包括硬盘，其也可以用来支持所述至少一个处理器202的功能。系统存储器204可以被耦合到所述至少一个处理器202，使得所述至少一个处理器202可以从系统存储器204读取信息并向其写入信息。作为替换，系统存储器204可以与所述至少一个处理器202成一整体。作为示例，所述至少一个处理器202和系统存储器204可以驻留在适当设计的专用集成电路（ASIC）中。
用户接口206可以包括各种特征或与之合作以允许用户与拥塞检测系统200相交互。因此，用户接口206可以包括各种人机接口，例如键区、键、键盘、按钮、开关、旋钮、触控板、操纵杆、定点设备、CCD、虚拟写入平板电脑、触摸屏、扩音器、或使得用户能够选择选项、输入信息或者另外控制拥塞检测系统200的操作的任何设备、部件、或功能。例如，用户接口206可以被操作员操纵以请求与用于特定机场或特定跑道的拥塞条件有关的信息。
在某些实施例中，用户接口206可以包括各种特征或与之合作以允许用户经由在显示元件上再现（render）的图形元素来与拥塞检测系统200相交互。因此，用户接口206可以发起图形用户接口（GUI）的创建、维护以及呈现。在某些实施例中，显示元件出于与GUI相交互的目的实现触摸敏感技术。因此，用户可以通过移动在显示元件上再现的光标符号或者通过经由用户接口206以物理方式与显示元件本身相交互以用于识别和解释来操纵GUI。
飞行器应答器208被配置成经由应答器数据链路来发送和接收广播消息。可以使用可以传输广播消息的任何应答器设备来实现飞行器应答器208，所述广播消息可以被一定通信范围内的其它飞行器和/或地面控制中心接收。可以使用广播式自动相关监视（ADS-B）（包括ADS-B 输出发射机和ADS-B 输入接收机）来实现飞行器应答器208的示例性实施例。ADS-B 输出发射机（位于飞行器机上）周期性地广播关于每个飞行器的信息，在没有限制的情况下将包括：飞行器识别、当前飞行器位置、高度和/或速度。特定机场和/或特定跑道周围的多个飞行器的ADS-B输出广播消息（如上文关于图1所述）提供实时位置信息，其可以是使用拥塞检测系统200经由第一飞行器的ADS-B 输入接收机接收的。第一飞行器可以保持、存储和解释接收到的ADS-B消息以确定用于特定着陆区（例如，特定机场、特定跑道等）的拥塞条件。飞行器应答器208可以接收从传输范围内的其它飞行器和/或地面控制站传输的应答器消息。换言之，飞行器应答器208可以经由飞行器至飞行器通信和/或地面控制至飞行器通信来接收应答器消息。
数据分析模块210被配置成执行计算以确定特定着陆区（例如，特定机场和/或特定跑道）处的拥塞条件。为了执行这些计算，数据分析模块210使用从接收到的飞行器应答器消息（经由飞行器应答器208接收到）提取的输入参数来识别位于特定着陆区附近的飞行器，计算用于已识别飞行器的单个交通姿态，通过确定已识别飞行器中的哪些正在高度上降低、减速以及减小机场与其本身之间的距离来缩窄该组候选飞行器。针对候选飞行器，数据分析模块210计算指示特定着陆区处的拥塞条件的移动平均时间值。
在其中拥塞检测系统200被实现为FMS的实施例中，使用确定的拥塞条件（例如，拥塞系数）来优化用于着陆的FMS预测并使得FMS能够使用最优速度和高度来使飞机飞行，使得减少在航站楼空域周围的飞机等待时间。因此，使用确定的拥塞条件或拥塞系数来细化预测和飞行计划参数以使第一飞行器在等待在机场处着陆的等待航线中花费的时间最小化。
实际上，可以用所述至少一个处理器202来实现数据分析模块210（或与之合作）以执行在本文中更详细地描述的功能和操作中的至少某些。在这方面，可以将数据分析模块210实现为适当编写的处理逻辑、应用程序代码等。
显示设备212被配置成显示与特定着陆区（由数据分析模块210确定）处的拥塞条件相关联的各种图标、文本和/或图形元素。在示例性实施例中，显示设备212被通信耦合到用户接口206和所述至少一个处理器202。所述至少一个处理器202和用户接口206被合作地配置成在显示设备212上显示、再现或者另外传送与拥塞条件相关联的一个或多个图形表示或图像，如下面更详细地描述的。在示例性实施例中，将显示设备212实现为被配置成以图形方式显示拥塞模式的指示或者缺乏拥塞模式的指示的电子显示器。在某些实施例中，显示设备212位于飞行器的驾驶舱内。将认识到的是尽管可以使用单个飞行器显示设备212来实现显示设备212，但是某些实施例可以使用附加显示设备来实现本文中所述的显示设备212的功能。
图3是与机场相关联的空域300的另一自上而下视图的图。类似于图1，图3图示出机场304周围的空域300的范围以及通过空域300的范围朝着机场304行进的第一飞行器302。如所示，空域300围绕机场304，并且包括两个定义部分：（i）航站楼空域306，以及（ii）拥塞条件预测范围308。每个部分是围绕机场304的空域的定义范围。航站楼空域306是与特定机场304相关联的空域的预定义范围。拥塞条件预测范围308一般地是第一飞行器302根据其执行计算以确定机场304处的拥塞条件的用户选择范围。
随着第一飞行器302朝着机场304行进，第一飞行器302从在应答器传输范围310内的其它飞行器接收到飞行器应答器广播消息。从每个接收到的应答器消息提取用于每个单个飞行器的位置数据（由第一飞行器302经由接收到的应答器消息检测）。通过使用拥塞检测系统（先前关于图1—2描述）以及提取的位置数据，第一飞行器302执行计算以确定机场304周围的拥塞条件预测范围308中的拥塞模式（或缺乏拥塞模式）。通过使用确定的拥塞条件数据，第一飞行器302能够选择与用于着陆的低拥塞水平相关联的跑道；降低第一飞行器302的地速，使得第一飞行器302避免参与等待航线；及早地进行判定以避免不利天气；进行飞行持久性的更知情预测并因此向地面控制进行适当的请求；并且更准确地预测估计到达时间（ETA）。
拥塞条件预测范围308可以由用户选择或者是系统自动化的，以选择航站楼空域306（即，机场）周围的范围以对用于计算航站楼拥塞系数（TCC）的ADS-B目标进行采样。用户可以改变此范围以改变针对较低或较高分辨率分布（profile）完成的采样。如果用户位于离机场的更大距离处，则用户可以选择与对于其而言更接近于机场将适合的较小范围相比更大的拥塞条件预测范围308。
图4是图示出用于评估机场处的着陆条件的过程400的实施例的流程图。结合过程400所执行的各种任务可由软件、硬件、固件或其任何组合执行。出于说明性目的，过程400的以下描述可参考上文结合图1—3提到的元件。实际上，过程400的各部分可由所述系统的不同元件执行。应认识到的是过程400可包括任何数目的附加或替换任务，图4中所示的任务不需要按所示顺序执行，并且过程400可被结合到具有在本文中并未详细地描述的附加功能的更加全面的程序或过程中。此外，可以将图4中所示的任务中的一个或多个从过程400的实施例省略，只要预定的总体功能保持完整即可。
为了便于描述和清楚，假设过程400通过由第一飞行器机上的航空电子系统获得与位于机场范围内的多个飞行器相关联的飞行器位置数据开始（步骤402）。下面参考图5来描述用于获得飞行器位置数据的一个适当方法。飞行器位置数据在没有限制的情况下可以包括：三维（3D）范围空域中的特定飞行器的范围、高度、速度、轨迹、或位置的其它指示符。飞行器位置数据被用来确定传输应答器消息的该组飞行器的哪个飞行器子集位于与特定机场相关联的预定义范围或空域范围内。飞行器位置数据还可以用来确定已识别子集中的哪一个在机场处着陆（与在机场上方飞行和/或从机场飞离相反）。在用于ADS-B的标准中定义了所使用的每个参数（RTCA DO-317）。ADS-B广播范围是从第一飞行器至传输ADS-B消息的广播飞行器的距离。高度和速度参数相对于广播飞行器是绝对的。
接下来，过程400基于飞行器位置数据来计算用于机场的航站楼拥塞系数，其中，航站楼拥塞系数指示机场范围内的空中交通的水平（步骤404）。下面参考图6来描述用于计算航站楼拥塞系数的一个适当方法。在这里，过程400使用针对飞行器位置数据获得的值来计算TCC值。TCC是指示候选飞行器从空中交通转换成地面交通所花费的计算平均时间的度量。TCC是随时间推移而计算的“移动平均值”，并且适用于相对于预定义范围的特定着陆区（例如，特定跑道和/或机场）。TCC实现了预测飞行器在特定机场周围的航站楼空域中花费的时间量，并且TCC与特定机场周围的拥塞模式（或其缺乏）成正比。
在某些实施例中，过程400然后经由飞行器机载显示器来呈现航站楼拥塞系数（TCC），使得飞行人员可以适当地解释和使用TCC。然而，在其它实施例中，过程400解释计算的TCC以确定TCC是否指示拥塞模式（判定406）。在某些实施例中，将用于TCC的数值与预定义阈值相比较，以确定TCC是否指示拥塞模式。当TCC超过预定义阈值时，则TCC指示拥塞模式，或者换言之，TCC指示围绕特定着陆区的严重的拥塞交通，其中，将可能要求第一飞行器在等待航线中保持位置达延长的时间段。当TCC小于预定义阈值时，则TCC指示缺乏拥塞模式或者小于严重拥塞交通的任何条件。在某些实施例中，小于预定义阈值的TCC值可以指示自由流动交通以及用于第一飞行器立即或非常快速地着陆的机会。然而，在其它实施例中，小于预定义阈值的TCC值可以指示“合理”交通量，其指示用于第一飞行器在着陆区处着陆而不在等待着陆的等待航线中花费过量时间的足够短的时间窗。
当过程400确定航站楼拥塞系数指示拥塞模式（406的“是”分支）时，过程400呈现指示拥塞模式的通知（步骤408）。然而，当过程400确定航站楼拥塞系数并未指示拥塞模式时（406的“否”分支），过程400呈现指示缺乏拥塞模式的通知（步骤410）。可以经由飞行器显示设备在飞行器机上呈现相对于步骤408和410所述的通知中的每一个。在这里，过程400呈现通知，使得飞行人员可以基于第一飞行器将或不将在等待航线中花费过量时间的可能性来进行适当的着陆判定。因此，飞行人员可以判定继续计划在特定着陆区处着陆，或者可以确定在另一位置处着陆是更好的选项。
图5是图示出用于获得飞行器位置数据的过程500的实施例的流程图。应认识到的是图5中描述的过程500表示上文在图4的讨论中描述的步骤402的一个实施例，包括附加细节。首先，过程500接收指示空域范围的用户输入（步骤502）。过程500一般地经由用户接口和/或飞行器显示设备（诸如多功能显示器（MFD）或导航显示器（ND））来接收用户输入范围。空域范围从机场中的指定跑道延伸，并且包括第一飞行器（使用过程500）正在用于着陆的整个飞行路径分布。在这里，范围包括两个因素：（1）离机场的范围，以及（2）飞行员感兴趣的机场。
接下来，过程500识别空域范围中的多个飞行器（步骤504）。在这里，过程500评估来自应答器传输范围内的所有飞行器的飞行器应答器消息广播以识别源自于用户选择的空域范围中的飞行器的应答器传输。过程500使用来自接收到的应答器消息的位置信息来识别定义空域范围中的飞行器。在这里，空域范围（在步骤502中识别）定义大概地包含机场环境的选择区域和（航站楼空域）和因此的该区域内的交通目标（即，该多个飞行器）。
过程500接收多个飞行器应答器消息（步骤506）。在某些实施例中，可以从所述多个飞行器传输所述多个飞行器应答器消息。然而，在其它实施例中，可以从一个或多个地面系统（例如，空中交通管制等）接收所述多个飞行器应答器消息。在过程500的示例性实施例中，过程500从飞行器应答器传输范围内的所有飞行器接收飞行器应答器消息，并且从定义空域范围种的已识别的多个飞行器识别应答器消息，以用于进一步使用。然而，应认识到的是过程500的其它实施例可以使接收到的应答器消息局限于适用于定义的空域范围的那些和/或过滤应答器消息以保持适用于定义的空域范围的那些应答器消息。
过程500从所述多个飞行器应答器消息中的每一个提取高度值、范围值、速度值以及轨迹，其中，飞行器位置数据包括提取的值（步骤508）。至少，范围、方位以及用于高度值、范围值以及速度值的基于时间的变化被用于相对于第一飞行器的广播飞行器位置的计算。然而，某些ADS-B传输消息可以包括全局定位服务（GPS）位置，如果广播装备供应了该位置的话。在任一种情况下，过程500跟踪每个目标以确定时间的变化。同样地，高度或“高度感测”由广播消息数据和用于执行过程500的第一飞行器的本机（ownship）跟踪的组合确定。
图6是图示出用于基于飞行器位置数据来计算用于机场的航站楼拥塞系数的过程的实施例的流程图。应认识到的是图6中描述的过程600表示上文在图4的讨论中描述的步骤404的一个实施例，包括附加细节。首先，过程600识别所述多个飞行器中的一组候选飞行器，其中，该组候选飞行器与满足预定义准则的飞行器位置数据的子集相关联（步骤602）。所述多个飞行器是位于机场范围内的一组飞行器。在这里，过程500通过评估用于单个飞行器中的每一个的姿态的变化来识别位于所述范围内的该组飞行器的子集。该预定义准则包括这些姿态变化，并且姿态变化在没有限制的情况下可以包括：高度增长因数（Ta）、地速的增加速率（Ts）、以及交通与机场外围之间的距离的增加（Td）。
过程600然后选择满足以下准则的候选交通（Tcandidate）：（1）负Ta值，其指示用于每个单个飞行器的高度的减小；（2）负Ts值，其指示单个飞行器正在减速；以及（3）减小的Td值，其指示机场与单个飞行器之间的接近距离。在这里，过程600拍摄用于接收到的飞行器应答器消息的每个集合的数据的“快照”。在某些实施例中，每秒、每两秒、或者每三秒接收来自候选飞行器（Tcandidate）的飞行器应答器消息。然而，在某些实施例中，数据的快照之间的计时间隔可以大于或小于一秒计时间隔的示例性实施例。
通过使用数据（其包括从根据适用计时间隔接收到的应答器消息提取的飞行器位置数据）的这些快照，过程600计算第一时间处的第一值与第二时间处的第二值之间的变化。例如，过程600将使用在第一时间x处接收到的第一应答器消息和在第二时间x+1秒处接收到的第二应答器消息。过程600使用第一应答器消息或者换言之使用第一“快照”来检测第一高度、第一地速以及单个飞行器与机场外围之间的第一范围（即，距离）。过程600然后使用第二应答器消息（即，第二快照）来检测第二高度、第二地速以及单个飞行器与机场外围之间的第二范围。过程600计算变化值或每个值之间的增量（Δ），导致高度增长因数（Ta）、地速增加速率（Ts）以及用于单个飞行器与机场外围之间的距离的增加的值（Td）。在时间段内以每个计时的间隔针对每个单个飞行器计算Ta、Ts以及Td的值，导致随时间推移的矢量，可以对其进行评估以评定每个单个飞行器的候选资格。
接下来，过程600计算用于该组候选飞行器（Tcandidate）中的每一个从空中交通转换成地面交通所花费的时间的时间值（Ptime）（步骤604）。过程600通过在Pr区域内形成每个目标的轨迹来计算Ptime。跟踪意味着保持实时记录，并且随着变化而连续地更新目标位置/速度/高度。
过程600然后基于时间值来计算航站楼拥塞系数（TCC）（步骤606）。TCC是指示候选飞行器从空中交通转换成地面交通所花费的计算平均时间的度量。TCC是随时间推移而计算的“移动平均值”，并且适用于相对于预定义范围的特定着陆区（例如，特定跑道和/或机场）。TCC实现了预测飞行器在特定机场周围的航站楼空域中花费的时间量，并且TCC与特定机场周围的拥塞模式（或其缺乏）成正比。
使用以下公式来计算TCC值：
其中，是在具有n+1候选交通的情况下的航站楼拥塞因数的累计平均值，其中，是具有数目n的交通的平均TCC，并且其中是候选交通n+1所花费的时间。TCC的可靠性和准确度由在计算平均值中涉及到的候选交通（Tcandidate）的数目确定。使用大于十（10）个交通的候选交通计数（n）确保更加可靠的TCC计算。TCC的置信度或可靠性是基于多个因素：样本飞行器的数目、与预测相关和采样的时间、ADS-B数据的置信度和可靠性、由飞行管理系统（FMS）提供的TCC ETA比率（估计到达时间）等。TCC ETA比率将反映当前FMSETA和TCC ETA。如果两者是相同的，则理想地FMS在用于最优进场的轨迹上。
在本文中可能根据功能和/或逻辑块部件并且参考可以由各种计算部件或设备执行的操作、处理任务以及功能的符号表示描述了技术和工艺。此类操作、任务以及功能有时称为是计算机执行的、计算机化的、软件实现的或计算机实现的。实际上，一个或多个处理器设备可以通过操纵表示系统存储器中的存储器位置处的数据位的电信号以及其它信号处理来执行所述操作、任务以及功能。数据位被保持在该处的存储器位置是具有对应于数据位的特定电、磁、光学、或有机性质的物理位置。应认识到的是可以用被配置成执行指定功能的任何数目的硬件、软件和/或固件部件来实现图中所示的各种块部件。例如，系统或部件的实施例可以采用各种集成电路部件，例如存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，其可在一个或多个微处理器或其它控制设备的控制下执行多种功能。
当用软件或固件来实现时，本文所述的系统的各种元件本质上是执行各种任务的代码段或指令。程序或代码段可以被存储在处理器可读介质中或者被在通过传输介质或通信路径的载波中包含的计算机数据信号传输。“计算机可读介质”、“处理器可读介质”或“机器可读介质”可以包括可以存储或传输信息的任何介质。处理器可读介质的示例包括电子电路、半导体存储器器件、ROM、闪存、可擦ROM（EROM）、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频（RF）链路等。计算机数据信号可以包括可以通过诸如电子网络信道、光纤、空气、电磁路径或RF链路之类的传输介质来传播的任何信号。代码段可以经由计算机网络被下载，诸如因特网、内联网、LAN等。
为了简洁的缘故，在本文中可能并未详细地描述与信号处理、数据传输、信令、网络控制以及系统的其它功能方面（和系统的单个操作部件）有关的常规技术。此外，本文包含的各种图中所示的连接线旨在表示各种元件之间的示例性功能关系和/或物理耦合。应注意的是在本主题的实施例中可以存在许多替换或附加功能关系或物理连接。
在本说明书中描绘的某些功能元件已被称为“模块”以便更特别地强调其实现独立性。例如，在本文中称为模块的功能可以被整体地或部分地实现为硬件电路，其包括定制VLSI电路或门阵列、成品半导体，诸如逻辑芯片、晶体管或其它分立部件。模块还可以用可编程硬件设备来实现，诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件等。还可以用用于由各种类型的处理器执行的软件来实现模块。可执行代码的已识别模块可以例如包括例如可以被组织为对象、程序或函数的计算机指令的一个或多个物理或逻辑模块。尽管如此，已识别模块的可执行指令不需要在物理上位于一起，而是可以包括存储在不同位置上的不同指令，其在被逻辑上接合在一起时包括模块并实现用于模块的声称的目的。可执行代码的模块可以是单个指令或许多指令，并且甚至可以分布在多个不同代码段上、不同程序之中以及跨多个存储器设备分布。类似地，可以以任何适当形式来具体实施操作数据并将其组织在任何适当类型的数据结构内。操作数据可以被集合为单个数据集，或者可将其分布在不同位置上，包括在不同存储设备上，并且可以至少部分地仅仅作为系统或网络上的电子信号而存在。
虽然在先前的详细描述中已经提出了至少一个示例性实施例，但应认识到的是存在许多变化。还应认识到的是本文所述的一个或多个示例性实施例并不意图以任何方式限制要求保护的主题的范围、适用性或配置。更确切地说，先前的详细描述将为本领域技术人员提供用于实现一个或多个所述实施例的方便道路图。应理解的是在不脱离由权利要求定义的范围的情况下可以在元件的功能和布置方面进行各种改变，其包括已知等价物和提交本专利申请时的可预见等价物。

Claims (15)

1.一种用于评估机场处的着陆条件的方法，该方法包括：
用第一飞行器机上的航空电子系统来获得与位于机场的范围内的多个飞行器相关联的飞行器位置数据；以及
基于飞行器位置数据来计算用于机场的航站楼拥塞系数，其中该航站楼拥塞系数指示机场范围内的空中交通的水平。
2.权利要求1的方法，其中，获得飞行器位置数据还包括：
接收多个飞行器应答器广播消息；以及
基于所述多个飞行器应答器消息来确定飞行器位置数据。
3.权利要求2的方法，还包括：接收从所述多个飞行器传输的所述多个飞行器应答器消息。
4.权利要求2的方法，还包括：接收从一个或多个地面系统传输的所述多个飞行器应答器消息。
5.权利要求2的方法，其中，确定飞行器位置数据还包括从所述多个飞行器应答器广播消息中的每一个提取高度值、范围值、速度值、以及轨迹；并且
其中，所述飞行器位置数据包括用于所述范围中的所述多个飞行器中的每一个的高度值、范围值、速度值以及轨迹。
6.权利要求1的方法，其中，计算航站楼拥塞系数还包括：
识别所述多个飞行器中的一组候选飞行器，其中，该组候选飞行器与满足预定义准则的飞行器位置数据的子集相关联；
计算用于由该组候选飞行器中的每一个从空中交通转换成地面交通所花费的时间的第一时间值以及在所述范围中用于该组候选飞行器中的每一个花费的时间的第二时间值；以及
基于所述第一时间值和所述第二时间值来计算航站楼拥塞系数。
7.权利要求1的方法，其中，获得飞行器位置数据还包括：
接收指示空域范围的用户输入；以及
识别空域范围中的所述多个飞行器，其中，所述范围包括空域范围。
8.权利要求1的方法，还包括：
确定所述航站楼拥塞系数是否指示拥塞模式；以及
当所述航站楼拥塞系数指示拥塞模式时呈现拥塞模式通知。
9.一种用于评估机场处的着陆条件的飞行器机上系统，所述系统包括：
系统存储器元件；
飞行器应答器，其被配置成接收从位于机场范围内的多个飞行器传输的多个飞行器应答器广播消息；以及
至少一个处理器，其被通信耦合到所述系统存储器元件和所述飞行器应答器，所述至少一个处理器被配置成：
基于所述多个飞行器应答器广播消息来确定与位于机场范围内的所述多个飞行器相关联的飞行器位置数据；
基于飞行器位置数据来计算用于机场的航站楼拥塞系数，其中该航站楼拥塞系数指示机场范围内的空中交通的水平；以及
基于航站楼拥塞系数来确定最优速度值和最优高度值。
10.权利要求9的系统，其中，所述至少一个处理器进一步被配置成从所述多个飞行器应答器广播消息中的每一个提取高度值、范围值、以及速度值；并且
其中所述飞行器位置数据包括用于用户选择范围中的所述多个飞行器的高度值、范围值、以及速度值。
11.权利要求9的系统，还包括被通信耦合到所述系统存储器元件和所述飞行器应答器的飞行管理系统（FMS），其中所述FMS包括所述至少一个处理器；
其中，所述至少一个处理器进一步被配置成基于航站楼拥塞系数来优化用于着陆的FMS预测，以减少航站楼空域中的等待时间。
12.权利要求9的系统，其中，所述飞行器应答器包括广播式自动相关监视（ADS-B）单元。
13.权利要求9的系统，其中，所述系统还包括被通信耦合到所述至少一个处理器的飞行器机载显示器；并且
其中，所述飞行器机载显示器被配置成呈现所述航站楼拥塞系数。
14.权利要求9的系统，还包括用户接口，其被通信耦合到所述至少一个处理器，其中，所述用户接口被配置成接收指示空域范围的用户输入；以及
其中，所述至少一个处理器进一步被配置成识别空域范围中的所述多个飞行器，并且其中，所述范围包括所述空域范围。
15.权利要求9的系统，其中，所述至少一个处理器进一步被配置成确定所述航站楼拥塞系数是否指示拥塞模式；
其中，所述系统还包括被通信耦合到所述至少一个处理器的飞行器机载显示器；并且
其中，所述飞行器机载显示器被配置成当航站楼拥塞系数指示拥塞模式时呈现拥塞模式通知。
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