CN110610622A - 用于飞机的航空管制指令的快速处理及响应方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于飞机的航空管制指令的快速处理及响应方法及系统，该方法包括：接收管制指令；响应于新的管制指令输出告警提示以及显示管制指令包含的管制消息内容；响应于飞行人员通过快捷控制装置、并基于显示的管制消息内容针对管制指令进行处理的操作，在显示装置上显示和更新管制指令的状态，以及将处理反馈给地面管制方；接收并响应于地面管制方发送的确认指令，以确认执行管制指令。根据本发明的用于飞机的航空管制指令的快速处理及响应方法及系统，能够提高航空管制指令的空地交互、处理、响应的可靠性和效率，有助于提高飞行人员完成对地面管制指令的响应的操作便捷性和处理效率，避免遗漏处理地面管制指令。

Description

用于飞机的航空管制指令的快速处理及响应方法及系统

技术领域

本发明涉及飞机的航空管制(也称为空中交通控制或管制，简称为ATC)的数据链通信，尤其涉及用于飞机的航空管制指令的快速处理及响应方法及系统。

背景技术

语音无线电作为空中交通管制人员与飞机飞行人员之间通信的方式，在使用时必须保证通话频率一致，形式为一一对应的关系。随着航空运载能力的增强，空中交通管制人员处理的航班数量逐步增长，工作负荷逐渐增大。由于管制员与飞行员之间每一次的信息交换需要花费一定时间完成，随航班数量的进一步增长，管制员仅依靠语音通信的形式将无法处理任何多余的飞机。此外，语音无线电在传输时，易受发音、外部噪声等因素干扰，也使得空中交通管制能力的发展受到限制。因此，需要新的技术减轻管制员和飞行员的操作负担，提高管制员和飞行员间的通信效率。

管制员飞行员数据链通信(CPDLC)是针对空中交通管制(ATC)通信的数据链通信形式，是管制员和飞行员之间利用数据代替话音的空中交通管制通信手段。CPDLC应用提供基于ATC服务的空中-地面数据通信，其中空中交通管制人员具备发布飞行高度高度分配、横向偏移、航线改变、无线电频率分配和速度分配的能力。CPDLC应用可以有效的弥补话音通信的信道拥挤、歧义、信号失真问题，并以文本形式为飞机飞行人员提供管制信息。

然而，现有技术对于飞机的航空管制指令的快速处理及响应还存在一些不足之处，包括飞行员对于航空管制指令的处理及响应所需操作仍然不够便捷，操作效率以及空地交互的效率仍有进一步提高的空间，并且飞行人员可能因疏忽或恰好在收到地面上行的航空管制指令时忙于其他控制或其他事务等原因而遗漏管制指令，这也影响了现有航空管制指令的快速处理及响应过程的可靠性和效率。

因此，亟需提供一种新的用于飞机的航空管制指令的快速处理及响应方法及系统，以提高航空管制指令的空地交互、处理、响应的可靠性和效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中管制员和飞行员之间关于航空管制指令的通信的处理和响应存在可靠性及效率不够高、飞行员操作不够便捷、可能产生管制指令被遗漏等问题的缺陷，提出一种新的用于飞机的航空管制指令的快速处理及响应方法及系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种用于飞机的航空管制指令的快速处理及响应方法，所述飞机经由机载的数据链系统及无线电设备与地面管制方通信以接收管制指令，其特点在于，所述快捷处理及响应方法包括：

接收由所述地面管制方发出的管制指令；

响应于新的管制指令输出告警提示，以提示飞行人员接收到新的管制指令，以及，在显示装置上显示所述管制指令包含的管制消息内容；

响应于飞行人员通过快捷控制装置、并基于显示的所述管制消息内容针对所述管制指令进行处理的操作，在所述显示装置上显示和更新所述管制指令的状态，以及将所述处理反馈给所述地面管制方；

接收并响应于所述地面管制方发送的确认指令，以确认执行所述管制指令。

根据本发明的一种实施方式，所述快捷控制装置布置有多个处理按键，飞行人员能够通过所述处理按键处理所述管制指令，其中所述处理按键为物理按键或虚拟按键。

根据本发明的一种实施方式，所述处理包括接受所述管制指令、拒绝所述管制指令、延迟处理所述管制指令、刷新新的管制指令中的部分或全部。

根据本发明的一种实施方式，所述快捷处理及响应方法还包括：

请求飞行人员输入指令以确定是否立即在所述显示装置上显示所述管制消息内容，以及响应于飞行人员输入的指令进行显示。

根据本发明的一种实施方式，所述飞机包括飞行管理系统(简称为“FMS”)或飞行管理计算机(简称为“FMC”)，显示所述管制指令包含的所述管制消息内容包括：

筛选所述管制消息内容中包含的可加载至所述飞行管理系统或所述飞行管理计算机的参数作为可加载参数，并在显示所述管制消息内容时区别显示所述可加载参数。

根据本发明的一种实施方式，通过所述飞行管理系统采用预设的参数校验规则对所述管制消息内容中包含的所有参数进行校验，并将通过校验的参数作为所述可加载参数。

根据本发明的一种实施方式，所述快捷处理及响应方法还包括：

在输出所述告警提示时，选择性地请求飞行人员输入指令以确定是否立即在显示装置上显示所述管制消息内容；

将尚未显示所述管制消息内容的所述管制指令的状态设置为未读状态，将已显示所述管制消息内容的所述管制指令的状态设置为已读状态。

根据本发明的一种实施方式，所述快捷处理及响应方法还包括：

存储接收到的所有所述管制指令；以及

响应于飞行人员从所有所述管制指令中选取管制指令的操作，在显示装置上显示选取的管制指令的所述管制消息内容及状态。

根据本发明的一种实施方式，所述快捷处理及响应方法还包括：

在显示装置上实时显示所有所述管制指令中未读状态的所述管制指令的数量，以及最近接收到的所述管制指令的类别、接收时间和/或状态。

根据本发明的一种实施方式，所述接收管制指令包括：

通过所述无线电设备接收所述地面管制方发出的所述管制指令并将其发送至所述数据链系统；

通过所述数据链系统接收并解析所述管制指令，并将解析后的所述管制指令同步分发至所述显示装置和所述快捷控制装置。

根据本发明的一种实施方式，输出告警提示包括以语音方式提供听觉的提示和/或以文本方式提供视觉的提示。

本发明还提供了一种用于实施如上所述的快速处理及响应方法的用于飞机的航空管制指令的快速处理及响应系统，其中，所述快速处理及响应系统包括：

无线电设备，其被配置为能够与地面管制方通信；

数据链解析及路由设备，其被配置为能够经由所述无线电设备与地面管制方通信以接收所述管制指令、解析接收到的所述管制指令、以及将解析后的所述管制指令同步分发至显示装置和快捷控制装置；

显示装置，其被配置为能够显示解析得到的所述管制指令的至少部分的管制消息内容；

快捷控制装置，其布置有分别用于针对所述管制指令进行各种处理、并经由所述无线电设备向所述地面管制方反馈所述处理的多个处理按键，所述处理包括接受所述管制指令、拒绝所述管制指令、延迟处理所述管制指令、刷新新的管制指令中的部分或全部，其中所述处理按键为物理按键或虚拟按键；

告警提示单元，其用于提供视觉的和/或听觉的告警提示，以提示飞行人员接收到新的管制指令。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

根据本发明的用于飞机的航空管制指令的快速处理及响应方法及系统，能够提高航空管制指令的空地交互、处理、响应的可靠性和效率，有助于提高飞行人员完成对地面管制指令的响应的操作便捷性和处理效率，避免遗漏处理地面管制指令。

附图说明

图1为根据本发明的较佳实施方式的用于飞机的航空管制指令的快速处理及响应方法的流程图。

图2为根据本发明的较佳实施方式的用于飞机的航空管制指令的快速处理及响应方法的一应用实例的快捷控制及响应逻辑的示意图。

图3为根据本发明的较佳实施方式的用于飞机的航空管制指令的快速处理及响应系统的示意图。

图4为根据本发明的较佳实施方式的用于飞机的航空管制指令的快速处理及响应系统中，驾驶舱内的快捷控制装置及显示终端的一种示例性布置的示意图。

图5为根据本发明的较佳实施方式的用于飞机的航空管制指令的快速处理及响应系统中，驾驶舱内的快捷控制装置的一种按键布局的示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，进一步对本发明的优选实施例进行详细描述，以下的描述为示例性的，并非对本发明的限制，任何的其他类似情形也都落入本发明的保护范围之中。

在以下的具体描述中，方向性的术语，例如“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”等，参考附图中描述的方向使用。本发明的实施例的部件可被置于多种不同的方向，方向性的术语是用于示例的目的而非限制性的。

如图1所示，根据本发明的较佳实施方式的用于飞机的航空管制指令的快速处理及响应方法，其中，飞机经由机载的数据链系统及无线电设备与地面管制方通信以接收管制指令。

该快捷处理及响应方法包括：

接收由地面管制方发出的管制指令；

响应于新的管制指令输出告警提示，以提示飞行人员接收到新的管制指令，以及，在显示装置上显示管制指令包含的管制消息内容；

响应于飞行人员通过快捷控制装置、并基于显示的管制消息内容针对管制指令进行处理的操作，在显示装置上显示和更新管制指令的状态，以及将处理反馈给地面管制方；

接收并响应于地面管制方发送的确认指令，以确认执行管制指令。

其中，可诸如以语音方式提供听觉的提示，以及，可以文本方式提供视觉的提示。由此可为飞机驾驶舱的飞行人员提供视觉和听觉的提示方法，使新消息可快速的传递给飞行人员，由此可以保证地面控制人员发出的航空管制指令不会被遗漏。

根据本发明的一些优选实施方式，快捷控制装置布置有多个处理按键，飞行人员能够通过处理按键处理管制指令，其中处理按键为物理按键或虚拟按键。其中，优选地，处理可以包括接受管制指令、拒绝管制指令、延迟处理管制指令、刷新新的管制指令中。

通过快捷控制装置提供的上述按键，可为飞行员提供接受、拒绝、待定和刷新四种处理的快捷操作方式，飞行人员使用快捷控制装置可便捷地完成对地面管制指令的响应，提升报文处理效率，增强地空通信能力。快捷控制装置举例来说可以采用实体控制板的形式并布置在飞行人员可方便操控的位置，以供快速接受、拒绝、刷新和待定消息指令

根据本发明的一些优选实施方式，该快捷处理及响应方法还包括：

请求飞行人员输入指令以确定是否立即在显示装置上显示管制消息内容，以及响应于飞行人员输入的指令进行显示。

根据本发明的一些优选实施方式，飞机包括飞行管理系统或飞行管理计算机，显示管制指令包含的管制消息内容包括：

筛选管制消息内容中包含的可加载至飞行管理系统或飞行管理计算机的参数作为可加载参数，并在显示管制消息内容时区别显示可加载参数。

典型地，可以将管制消息内容中所包含的可加载参数以视觉更敏感的颜色诸如绿色、红色灯颜色显示，或者提供具有类似色彩的背景，以起到更强的提示效果。

根据本发明的一些优选实施方式，通过飞行管理系统采用预设的参数校验规则对管制消息内容中包含的所有参数进行校验，并将通过校验的参数作为可加载参数。进一步优选地，还可自动将可加载参数加载到飞行管理系统或飞行管理计算机。

根据本发明的一些优选实施方式，该快捷处理及响应方法还包括：

在输出告警提示时，选择性地请求飞行人员输入指令以确定是否立即在显示装置上显示管制消息内容；

将尚未显示管制消息内容的管制指令的状态设置为未读状态，将已显示管制消息内容的管制指令的状态设置为已读状态。

根据本发明的一些优选实施方式，该快捷处理及响应方法还包括：

存储接收到的所有管制指令；以及

响应于飞行人员从所有管制指令中选取管制指令的操作，在显示装置上显示选取的管制指令的管制消息内容及状态。

由此，可进一步帮助提升飞行人员的操作及响应效率。

根据本发明的一些进一步优选的实施方式，该快捷处理及响应方法还包括：

在显示装置上实时显示所有管制指令中未读状态的管制指令的数量，以及最近接收到的管制指令的类别、接收时间和/或状态。

通过这种方式，得以更好地辅助飞行人员便捷且全面地掌握接收到的多个管制指令的状态，避免遗漏。

其中，举例来说，管制指令的状态可以分为“OPEN”、“VIEWED”、“CLOSED”、“ACCEPTING”、“ACCEPTED”、“REJECTING”、“REJECTED”、“STANDBY”、“EXPIRED”和“ABORTED”等十种。容易理解的，根据实际需要，该状态的划分可以更多或者更为精简。

根据本发明的一些优选实施方式，该快捷处理及响应方法在接收管制指令时具体包括：

通过无线电设备接收地面管制方发出的管制指令并将其发送至数据链系统；

通过数据链系统接收并解析管制指令，并将解析后的管制指令同步分发至显示装置和快捷控制装置。

采用如上的以同步数据的形式驱动快捷控制装置，有助于飞行人员更快速地响应于地面控制人员发送的管制指令进行操作。

根据本发明的较佳实施方式还提供了一种用于实施如上的快速处理及响应方法的用于飞机的航空管制指令的快速处理及响应系统。如图3所示，该快速处理及响应系统包括机载无线电设备、机载数据链解析及路由设备、显示终端、快捷控制装置和告警提示单元，并可进一步包括机载天线以及用于处理管制指令的消息处理软件。

其中，无线电设备被配置为能够与地面管制方通信。数据链解析及路由设备被配置为能够经由无线电设备与地面管制方通信以接收管制指令、解析接收到的管制指令、以及将解析后的管制指令同步分发至显示装置和快捷控制装置。显示终端被配置为能够显示解析得到的管制指令的至少部分的管制消息内容。告警提示单元用于提供视觉的和听觉的告警提示，以提示飞行人员接收到新的管制指令。

快捷控制装置则布置有分别用于针对管制指令进行各种处理、并经由无线电设备向地面管制方反馈处理的多个处理按键，处理包括接受管制指令、拒绝管制指令、延迟处理管制指令、刷新新的管制指令中的部分或全部，其中处理按键为物理按键或虚拟按键。

根据本发明的一些优选实施方式，是快捷控制装置可被布置于驾驶舱内的飞机遮光罩区域11，以便于飞行人员的操作的便捷性。显示终端12则可位于飞机遮光罩区域11的下方，可对接收或者待发送的数据链消息进行快捷显示。

根据本发明的一些优选实施方式，参考图5所示，快捷控制装置按键布局可使用实体物理按键形式，其中4个物理按键分别为，“接受”指令按键14、“待定”指令按键15、“拒绝”指令按键17、“手动刷新”指令按键18。如上，上述按键均可位于飞机遮光罩区域之内。

在快捷控制装置的设计中，当飞行人员认为空中管制人员上行的管制消息指令可接受时，按下“接受”指令按键14进行快速处理。当飞行员正进行其它机上操作，对上行的管制消息指令重要等级评估后，认为可后续在进行处理，这种情况下可使用“待定”指令按键15。当飞行员不接受上行管制消息指令时，可使用“拒绝”指令按键17。当飞机数据链系统接收到新的管制消息指令，而未在显示设备上显示时，飞行员可使用“手动刷新”指令按键18，以完成管制消息指令的刷新。

以下结合图2，对根据本发明的较佳实施方式的用于飞机的航空管制指令的快速处理及响应方法的一应用实例的快捷控制及响应逻辑进行举例说明如下，其中涉及的快捷控制装置的按键则可参考图5。

该应用实例的快捷控制及响应逻辑可以如下：

1)步骤“19”为程序开始；

2)当地面管制人员发出管制指令后，飞机通过机载无线电设备和天线执行步骤“20”接收新的管制指令；

3)新的管制消息将执行步骤“21”触发视觉和听觉告警提示飞行人员；

4)判决“22”，由飞行人员判断是否立即处理新的管制指令。如果机上有正在进行的其它操作未完成，需执行步骤“23”等待操作完成；如果其他操作已完成，飞行人员执行步骤“24”，使用快捷控制装置的刷新键在快捷显示窗口显示管制指令，并执行步骤“25”完成消息的阅读；

5)判决“26”，用于判断消息是否为“短消息”。不同飞机显示器尺寸不同，每行显示的字符数存在差异，存在快捷显示窗口无法完全显示一条管制消息的现象，对于可完全显示的管制消息，称为“短消息”；对于无法完全显示的管制消息，称为“长消息”。如果是“长消息”，则快捷显示窗口消息状态变为“OPEN”，即执行步骤“27”。对于消息状态为“OPEN”的消息，飞行人员需要通过机上其他控制设备(如键盘、光标控制器，或其它)完成消息的阅读，即执行步骤“28”，之后执行判决“29”；

6)判决“29”，用于判决消息经阅读后的状态。本提案中，消息状态共有10种，分别是“OPEN”、“VIEWED”、“CLOSED”、“ACCEPTING”、“ACCEPTED”、“REJECTING”、“REJECTED”、“STANDBY”、“EXPIRED”和“ABORTED”。执行判决“29”后，如果消息状态为非“VIEWED”，则程序结束；

7)判决“30”，用于判决状态为“VIEWED”的管制指令中，是否含有可加载参数。如果“是”，则执行判决“31”；如果是“否”，直接执行判决“33”；

8)判决“31”，由飞机飞行管理系统FMS进行参数校验：如果通过则消息可加载参数变为“绿色”，执行步骤“32”；如果不通过，加载参数不变颜色，然后继续执行判决“33”；

9)判决“33”，为飞行人员执行的判决，分为三种“接受”、“拒绝”和“待定”，判决依据为消息类别和机上程序的执行情况。飞行人员可使用快捷控制装置和完成三种操作；

10)飞行人员按下执行步骤“40”，快捷显示窗口中消息状态变为“STANDBY”，程序结束；

11)飞行人员按下执行步骤“34”，快捷显示窗口中消息状态变为“REJECTING”，执行步骤“35”，然后ATC软件通过数据链路由和无线电设备下传给管理员，执行步骤“36”,在地面管制员发送确认指令,即执行步骤“37”后，快捷显示窗口消息状态变为“REJECTED”，执行步骤“38”，程序结束；

12)飞行人员按下执行步骤“41”，快捷显示窗口中消息状态变为“ACCEPTING”，执行步骤“42”，然后ATC软件通过数据链路由和无线电设备下传给管理员，执行步骤“43”,在地面管制员发送确认指令,即执行步骤“44”后，快捷显示窗口消息状态变为“ACCEPTED”，执行步骤“45”，程序结束。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种用于飞机的航空管制指令的快速处理及响应方法，所述飞机经由机载的数据链系统及无线电设备与地面管制方通信以接收管制指令，其特征在于，所述快捷处理及响应方法包括：

接收由所述地面管制方发出的管制指令；

响应于新的管制指令输出告警提示，以提示飞行人员接收到新的管制指令，以及，在显示装置上显示所述管制指令包含的管制消息内容；

响应于飞行人员通过快捷控制装置、并基于显示的所述管制消息内容针对所述管制指令进行处理的操作，在所述显示装置上显示和更新所述管制指令的状态，以及将所述处理反馈给所述地面管制方；

接收并响应于所述地面管制方发送的确认指令，以确认执行所述管制指令。

2.如权利要求1所述的快捷处理及响应方法，其特征在于，所述快捷控制装置布置有多个处理按键，飞行人员能够通过所述处理按键处理所述管制指令，其中所述处理按键为物理按键或虚拟按键。

3.如权利要求1所述的快捷处理及响应方法，其特征在于，所述处理包括接受所述管制指令、拒绝所述管制指令、延迟处理所述管制指令、刷新新的管制指令中的部分或全部。

4.如权利要求1所述的快捷处理及响应方法，其特征在于，所述快捷处理及响应方法还包括：

请求飞行人员输入指令以确定是否立即在所述显示装置上显示所述管制消息内容，以及响应于飞行人员输入的指令进行显示。

5.如权利要求1所述的快捷处理及响应方法，其特征在于，所述飞机包括飞行管理系统或飞行管理计算机，显示所述管制指令包含的所述管制消息内容包括：

筛选所述管制消息内容中包含的可加载至所述飞行管理系统或所述飞行管理计算机的参数作为可加载参数，并在显示所述管制消息内容时区别显示所述可加载参数。

6.如权利要求5所述的快捷处理及响应方法，其特征在于，通过所述飞行管理系统采用预设的参数校验规则对所述管制消息内容中包含的所有参数进行校验，并将通过校验的参数作为所述可加载参数。

7.如权利要求1所述的快捷处理及响应方法，其特征在于，所述快捷处理及响应方法还包括：

在输出所述告警提示时，选择性地请求飞行人员输入指令以确定是否立即在显示装置上显示所述管制消息内容；

将尚未显示所述管制消息内容的所述管制指令的状态设置为未读状态，将已显示所述管制消息内容的所述管制指令的状态设置为已读状态。

8.如权利要求7所述的快捷处理及响应方法，其特征在于，所述快捷处理及响应方法还包括：

存储接收到的所有所述管制指令；以及

响应于飞行人员从所有所述管制指令中选取管制指令的操作，在显示装置上显示选取的管制指令的所述管制消息内容及状态。

9.如权利要求8所述的快捷处理及响应方法，其特征在于，所述快捷处理及响应方法还包括：

在显示装置上实时显示所有所述管制指令中未读状态的所述管制指令的数量，以及最近接收到的所述管制指令的类别、接收时间和/或状态。

10.如权利要求1所述的快捷处理及响应方法，其特征在于，所述接收管制指令包括：

通过所述无线电设备接收所述地面管制方发出的所述管制指令并将其发送至所述数据链系统；

通过所述数据链系统接收并解析所述管制指令，并将解析后的所述管制指令同步分发至所述显示装置和所述快捷控制装置。

11.如权利要求1所述的快捷处理及响应方法，其特征在于，输出告警提示包括以语音方式提供听觉的提示和/或以文本方式提供视觉的提示。

12.一种用于实施如权利要求1-11中任意一项所述的快速处理及响应方法的用于飞机的航空管制指令的快速处理及响应系统，其中，所述快速处理及响应系统包括：

无线电设备，其被配置为能够与地面管制方通信；

数据链解析及路由设备，其被配置为能够经由所述无线电设备与地面管制方通信以接收所述管制指令、解析接收到的所述管制指令、以及将解析后的所述管制指令同步分发至显示装置和快捷控制装置；

显示装置，其被配置为能够显示解析得到的所述管制指令的至少部分的管制消息内容；

快捷控制装置，其布置有分别用于针对所述管制指令进行各种处理、并经由所述无线电设备向所述地面管制方反馈所述处理的多个处理按键，所述处理包括接受所述管制指令、拒绝所述管制指令、延迟处理所述管制指令、刷新新的管制指令中的部分或全部，其中所述处理按键为物理按键或虚拟按键；

告警提示单元，其用于提供视觉的和/或听觉的告警提示，以提示飞行人员接收到新的管制指令。