CN110675660A - 飞机危险信息系统 - Google Patents

Abstract

本发明题为“飞机危险信息系统”。本发明提供了通过接收来自相邻飞机的位置和轨迹数据并基于所接收的飞机位置数据和飞机轨迹数据，使用至少一个判据识别从相邻飞机接收的潜在危险报告是否将指示第一飞机的潜在危险来向第一飞机的飞行员显示危险报告的系统和方法。基于此识别，当识别出从相邻飞机接收的潜在危险报告将指示第一飞机的潜在危险时显示相邻飞机的表示，并且使第一飞机的接收模块选择性地开始接收来自相邻飞机的危险报告。

Description

飞机危险信息系统

技术领域

本公开一般涉及航空电子信息系统领域。更特别地，本公开涉及用于从场外位置接收危险报告的航空电子信息系统。

背景技术

为了改善飞行中的安全性和舒适性，可以向飞机飞行员通知诸如湍流天气状况的危险。例如，当第一飞机遇到湍流天气状况时，诸如湍流自动PIREP系统(TAPS)之类的系统可用于向其他飞机的飞行员传播关于湍流天气状况的信息。特别地，利用TAPS，第一飞机可以自动报告遇到的湍流天气状况，并且然后将包括关于该湍流天气状况遇到的信息的危险报告传输到地面站。然后，地面站可以将该信息传输到第一飞机的特定范围内的所有其他飞机。然后，其他飞机可以使用该信息来降低遇到意外湍流的可能性，或采取对策来避免湍流天气状况，以便降低机组成员和乘客不适或受伤的可能性。

已经建议飞机对飞机通信(诸如通过ADS-B广播式自动相关监视)也可以用于危险报告/飞行员报告(PIREP)的传输。

希望降低飞行员在解释从地面站或其他飞机接收的危险报告方面的工作量。此外，希望最小化接收和处理危险报告所需的带宽和处理能力。

发明内容

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式部分中进一步描述。

在示例性实施方案中，提供了一种用于第一飞机的航空电子信息系统。该航空电子信息系统包括显示模块。该信息系统还包括接收器模块，该接收器模块用于从其他飞机接收飞机位置数据和飞机轨迹数据，并用于选择性地接收来自相邻飞机的危险报告。该信息系统还包括存储器模块，该存储器模块被配置为存储至少一个判据，用于基于所接收的飞机位置数据和飞机轨迹数据识别从相邻飞机接收的潜在危险报告是否将指示第一飞机的潜在危险。该信息系统还包括处理模块，该处理模块可操作地连接到显示模块、接收器模块和存储器模块。该处理模块被配置为使用所存储的至少一个判据来确定从相邻飞机接收的潜在危险报告是否将指示第一飞机的潜在危险，并且当该处理模块确定从该相邻飞机接收的潜在危险报告将指示第一飞机的潜在危险时，该处理模块还被配置为使显示模块显示相邻飞机的表示并使接收器模块选择性地接收来自相邻飞机的危险报告。

在另一个示例性实施方案中，提供了一种向第一飞机的飞行员显示危险报告的方法。该方法包括接收来自相邻飞机位置和轨迹数据并基于所接收的飞机位置数据和飞机轨迹数据，使用至少一个判据识别从相邻飞机接收的潜在危险报告是否将指示第一飞机的潜在危险的步骤。该方法还包括当识别出从相邻飞机接收的潜在危险报告将指示第一飞机的潜在危险时，在显示模块上显示相邻飞机的表示的步骤。该方法还包括使第一飞机的接收模块开始选择性地接收来自相邻飞机的危险报告的步骤。

从以下详细描述和所附权利要求，结合附图和该背景技术，其他希望的特征将变得显而易见。

附图说明

可以从以下结合附图的详细描述中得出对主题的更完整的理解，其中类似的附图标号表示类似的元件，并且其中：

图1示出根据各种实施方案的信息系统的功能框图；

图2示出根据各种实施方案的示例性表示；

图3示出根据各种实施方案的示例性符号键；

图4示出根据各种实施方案的另一种表示；并且

图5示出根据各种实施方案的方法的流程图。

具体实施方式

以下具体实施方式本质上仅是示例性的，并且不旨在限制主题的实施方案或此类实施方案的应用和使用。如本文所用，字词“示例性的”意指“用作示例、实例或例证”。因此，本文中描述为“示例性的”的任何实施方案不一定理解为比其他实施方案优选或有利。本文描述的所有实施方案是提供的示例性实施方案，以使本领域技术人员能够制造或使用由权利要求限定的系统和方法。如本文所用，术语“模块”是指单独地或呈任何组合的任何硬件、软件、固件、电子控制部件、处理逻辑和/或处理器装置，包括但不限于：专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或成组)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能性的其他合适的部件。如本文所用，术语“本飞机”是指配备有根据本文所述的各种实施方案的信息系统的飞机，并且术语“相邻飞机”是指其他的周围飞机。不旨在受前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中呈现的任何明示或暗示的理论的约束。

为简明起见，本文可能未详细描述传统技术和部件。此外，本文所包含的各种附图中所示的任何连接线旨在表示各种元件之间的示例功能关系和/或物理耦接。应当指出的是，许多另选的或附加的功能关系或物理连接可存在于本公开的实施方案中。

本发明人已经认识到，向飞行员显示多个危险报告，诸如从多个相邻飞机接收的飞行员报告(PIREP)，可能使飞行员视觉混淆。特别地，在常规系统中，对于本飞机而言，多余的危险报告被显示给本飞机的飞行员，并且因此可以在视觉上使飞行员从所显示的与本飞机相关的危险报告分心。此外，从相邻飞机接收多余的危险报告可能会不必要地增加将这些危险报告传达给本飞机飞行员所需的图形处理能力和带宽。

图1示出根据各种实施方案的用于本飞机的信息系统10的示意图。该图中的箭头用于示出该图中各种元件之间的可操作连接。信息系统10包括第一接收模块11。第一接收模块11被配置为选择性地从场外位置接收信息，诸如来自地面站的数据传输或来自相邻飞机的数据传输，例如，来自相邻飞机的ADS-B传输。在示例性实施方案中，第一接收模块11被配置为选择性地从地面站或从相邻飞机接收信息。在示例性实施方案中，由第一接收模块11选择性地接收的信息包括危险报告，诸如天气危险报告或另一类型的PIREP报告。

在实施方案中，信息系统10还包括第二接收模块12。第二接收模块被配置为从场外位置接收信息，诸如来自地面站的数据传输或来自相邻飞机的数据传输(诸如，ADS-B传输)。在示例性实施方案中，由第二接收模块12接收的信息包括相邻飞机位置和轨迹数据。

在一个实施方案中，第一接收模块和第二接收模块11,12是不同的模块。在另选的实施方案中，第一接收模块和第二接收模块11,12形成一个公共接收模块的一部分，并共享公共接收器部件，其中如本文所述的第一接收器模块和第二接收器模块的功能都由单个接收器模块执行。

信息系统还包括存储器模块14。存储器模块14被配置为存储至少一个判据，用于基于由第二接收模块12接收的信息来识别相邻飞机是否被认为是“重要”的。如本文所用，“重要”相邻飞机是指具有位置和/或轨迹的相邻飞机，使得如果相邻飞机可能经历危险天气状况事件，则在考虑到本飞机的预定飞行路线时，未来的本飞机可能经历相同的危险天气状况事件。

用于确定相邻飞机的重要性的至少一个判据包括与相邻飞机相关的位置数据和与相邻飞机相关的轨迹数据中的至少一者相关的一个或多个条件。在一个示例性实施方案中，如果满足选自以下条件的组的一个或多个条件，则满足至少一个判据：

1.本飞机遵循与相邻飞机类似的离场或进场路径；

2.本飞机跟随相邻飞机(例如经由In-Trail程序)；

3.作为“耦接交通行动”的一部分，本飞机与相邻飞机耦接；

4.本飞机具有与相邻飞机共用的汇合点；

5.相邻飞机先前在距本飞机飞行路径上未来位置的预定距离内具有一个位置；

6.相邻飞机先前在距本飞机飞行路径上未来位置的预定距离内具有一个位置，并且还具有执行的未申报的机动；

7.本飞机具有与相邻飞机类似的航向，并且本飞机与相邻飞机之间的横向距离在预定距离内；

8.本飞机具有与相邻飞机非类似的高度，并且计划将本飞机的高度变化到与相邻飞机类似的高度。

如果通过在第二接收模块12处接收的信息满足至少一个判据，则确定与所接收的信息相关的相邻飞机对于本飞机是“重要”的。

特别地，信息系统10包括可操作地连接到第一接收模块和第二接收模块11,12和存储器模块14的处理模块13。在一个实施方案中，处理模块13被配置为使用所存储的至少一个判据和从第二接收模块12接收的信息，确定从相邻飞机接收的潜在危险报告是否将指示本飞机的潜在危险。换句话说，处理模块13被配置为基于所存储的至少一个判据和在第二接收模块12处接收的信息来确定相邻飞机对于本飞机是否重要。在示例性实施方案中，当添加或开发要包括在至少一个判据中的新条件时，可以在飞行之间更新所存储的至少一个判据，或者可以去除包括在所存储的至少一个判据中的现有条件。

信息系统还包括可操作地连接到处理模块13的显示模块15。显示模块15被配置为显示相对于本飞机的位置的重要相邻飞机的位置的表示，如将在下文更详细地解释。在一个示例性实施方案中，显示模块15形成本飞机的主飞行显示器(PFD)的一部分。在示例性实施方案中，显示模块15形成多功能显示器(MFD)的一部分。

在示例性实施方案中，信息系统10还包括可操作地连接到处理模块13的输入/输出(I/O)模块16。I/O模块16被配置为允许数据的输入和输出到以可操作地耦接到处理模块13的其他装置。在示例性实施方案中，I/O模块16允许飞行员输入通过输入模块(未示出)(例如键盘)连接。在示例性实施方案中，I/O模块16允许将输出提供给输出模块(未示出)，例如打印机。

在示例性实施方案中，信息系统还包括发射器模块17。发射器模块17被配置为从相邻飞机或从地面站传输对其他信息(例如详细天气信息)的请求，如将在下文更详细地解释。

在使用中，当处理模块13基于所接收的相邻飞机位置数据和相邻飞机轨迹数据并使用所存储的至少一个判据确定相邻飞机是重要时，处理模块13使显示模块15显示重要相邻飞机的位置的表示。重要相邻飞机的位置的表示可以是几何形状，诸如圆形、正方形或其他类型的几何形状，与区别标记一起示出以在视觉上区分重要飞机与通常用于表示所有飞机的符号。在示例性实施方案中，使用不规则三角形来表示重要相邻飞机的位置，并且使用飞机周围的区别圆标记来在视觉上区分用于表示重要相邻飞机的位置的符号与可能已被用来表示非重要飞机的类似的符号。使用不规则三角形允许飞行员快速理解相邻飞机机身的方向，其中不规则三角形的一个顶点表示重要相邻飞机的鼻锥，并且不规则三角形的另一个顶点表示重要相邻飞机机身的尾端。

图2中示出示例表示100。如图2中可见，处理模块13使用从周围相邻飞机接收的至少一个判据和飞机位置和轨迹数据确定四架相邻飞机对于本飞机是重要的。指示器102,104,106和108显示在表示上，其中指示器102,104,106和108中的每一个对应于相应的重要相邻飞机。在一个示例性实施方案中，指示器102,104,106和108位于表示100上代表它们相对于本飞机的实际位置的位置中。在一个示例性实施方案中，通过使用本机标记110在表示100上表示本飞机的位置，使得飞机机组人员通过比较指示器102,104,106和108与本机标记110可以容易地理解相邻飞机相对于本飞机的相对位置。在图2中示出的表示中，指示器102,104,106,108被显示为由圆形符号围绕的不规则三角形，其在视觉上区分图2中的不规则三角形与可能先前用于表示非重要飞机的不规则三角形符号。同样在图2中示出的表示中，以从本机标记110延伸的实线示出用于本飞机的计划飞行路径。

在一个示例性实施方案中，可以经由显示模块15向飞行员显示其他信息，例如相邻飞机与本飞机之间的相对距离和/或相邻飞机的预期飞行计划。可以呈现给飞行员的其他附加的信息包括地形数据，指示器102,104,106和108叠加在哪个地形数据上。在一个示例性实施方案中，可以基于经由在I/O模块16的输入处接收的一个或多个输入表达的飞行员偏好，从表示100显示或隐藏任何附加的信息。可以经由定位在表示100上的一个或多个可选输入来确定飞行员偏好，诸如图2中示出的表示100上显示的示例性输入“标测图(MAP)”和“计划(PLAN)”。

在一个示例性实施方案中，当处理模块13使用至少一个判据确定相邻飞机对于本飞机而言是重要的时，处理模块13使第一接收模块11开始选择性地接收与来自场外位置的重要相邻飞机有关的信息，诸如危险报告。通过选择性地接收仅与被认为对本飞机重要的相邻飞机有关的信息，降低接收这些重要危险报告所需的带宽量，并且也降低在表示100上以图形方式表示重要相邻飞机所需的处理能力量。因此，即使在远程位置或处理能力降低，仍可以可靠地接收和处理危险报告。此外，通过仅接收显示模块15上显示的来自相邻飞机的危险报告，降低呈现给飞行员的视觉信息量，从而降低飞行员确定接收的危险报告的位置的工作量。

在一个示例性实施方案中，本飞机的处理模块13被配置为通过使发射器模块17请求从重要相邻飞机接收危险报告而使选择性地接收危险报告。在另选的实施方案中，本飞机的处理模块13未配置成使发射器模块17请求接收与重要相邻飞机有关的危险报告，而是被配置为允许第一接收模块11选择性地接收与重要相邻飞机有关的危险报告，例如通过允许处理接收的传输，该传输包括指示传输与重要相邻飞机有关的标题信息。

在一个示例性实施方案中，当从重要相邻飞机接收危险报告时，在显示模块15上显示接收的危险报告类型的表示。在一个示例性实施方案中，使用符号来显示从重要相邻飞机接收的危险报告的严重性。

符号键300在图3中示出，该符号键示出用于不同类型的危险报告的符号。在符号键300中，符号301用于表示相邻重要飞机已经发布“轻微”严重性危险的危险报告，例如轻微湍流。符号302用于表示相邻重要飞机已经发布“中等”严重性危险的危险报告，例如中等湍流。符号303用于表示相邻重要飞机已经发布“严重”严重性危险的危险报告，例如严重湍流。符号304用于表示相邻重要飞机已经发布“极端”严重性危险的危险报告，例如极端湍流。在一个示例性实施方案中，危险报告是天气报告。在一个示例性实施方案中，哪种天气状况与哪种严重性状况相关联的分类是预定分类。

在示例性实施方案中，用于表示相邻飞机遇到的危险的严重性的符号可以是颜色编码的，以便飞行员更容易识别。例如，在一个示例性实施方案中，用于表示“轻微”严重性危险的符号301是绿色；用于表示“中等”严重性危险的符号302为黄色；并且用于表示“严重”和“极端”严重性危险的符号303和304是红色的。

图4示出由显示模块15显示的示例表示400。在示例性表示400中，通过指示器102,104,106和108表示重要相邻飞机，并且通过使用标记110来表示本飞机。在表示400中，由指示器102表示的重要相邻飞机已经传输中等严重性危险报告，其在第一接收模块11处被接收。因此，中等严重性危险报告经由被指定为表示中等严重性危险报告的符号302在指示器102上表示。在一个示例性实施方案中，由相邻飞机发布的危险报告的严重性以危险报告中的消息标识符指示。

以这种方式，飞行员与信息系统10之间的人机界面允许飞行员快速且准确地识别可能影响本飞机的危险报告，而没有视觉混淆，且甚至在降低的带宽下以降低的可用的处理能力。

图5示出详述向飞行员表示危险报告的方法500的流程图。

在步骤S100处，接收相邻飞机位置和轨迹数据。在一示例性实施方案中，以交通信息的形式接收相邻飞机位置和轨迹数据。在示例性实施方案中，相邻飞机位置和轨迹数据包括相邻飞机的当前位置、相邻飞机的航向、相邻飞机的速度和相邻飞机的预期飞行路径中的一者或多者。

在步骤S200处，利用处理器，使用至少一个判据来分析相邻飞机位置和轨迹数据，以确定相邻飞机对于本飞机是否重要。如果从多个相邻飞机接收多组飞机位置和轨迹信息，则在步骤S200处分析每组接收的相邻飞机位置和轨迹数据，并且使用至少一个判据确定每架相邻飞机对本飞机的重要性。

如果在步骤S200处，由处理器确定相邻飞机对于本飞机是重要的，则该方法前进到步骤S300。在步骤S300处，向飞行员示出表示，该表示示出重要相邻飞机相对于本飞机的位置。在一个示例性实施方案中，相对于代表本飞机的标记显示代表重要相邻飞机的指示器。在一个示例性实施方案中，指示器相对于标记的位置代表重要相邻飞机相对于本飞机的位置。

如果在步骤S200处，确定相邻飞机对于本飞机是不重要的，则该方法前进到步骤S400。在步骤S400处，没有向飞行员显示该相邻飞机的位置的表示。

在步骤S300之后，该方法前进到步骤S500。在步骤S500处，从重要相邻飞机选择性地接收与重要相邻飞机有关的危险报告。在一示例性实施方案中，危险报告经由来自重要相邻飞机的传输，例如经由ADS-B传输来接收。附加地或另选地，可以经由来自地面站的传输来接收危险报告。在一个示例性实施方案中，危险报告是天气报告。

在一个示例性实施方案中，本飞机使用发射器模块17请求从重要相邻飞机接收危险报告。在另选的实施方案中，本飞机不请求接收与重要相邻飞机有关的危险报告，但允许选择性地接收与重要相邻飞机有关的危险报告，例如通过允许以用于ADS-B传输的频率接收传输。

在接收与重要相邻飞机有关的至少一个危险报告之后，该方法前进到步骤S600。在步骤S600处，向飞行员显示危险报告。在一个示例性实施方案中，经由指示由重要相邻飞机传输的危险报告的严重性的符号向飞行员显示危险报告。

在步骤S600之后，该方法前进到步骤S700。在步骤S700处，本飞机的飞行员可以任选地使用发射器模块从重要相邻飞机或从地面站请求与所接收的危险报告有关的其他信息。在一个示例性实施方案中，该附加的信息包括关于由地面天气站确定的传输危险报告的重要相邻飞机的区域中的特定当前和/或预测的未来危险状况(诸如恶劣天气状况)的其他细节。在一个示例性实施方案中，该附加的信息包括关于由于相邻飞机所经历的危险而由相邻飞机采取的校正动作的信息。

虽然在前述具体实施方案中已呈现至少一个示例性实施方案，但应当理解存在大量的变型形式。还应当理解，一个示例性实施方案或多个示例性实施方案仅是示例，并且不旨在以任何方式限定本公开的范围、适用性或配置。相反，前述详细描述将为本领域的技术人员提供用于实现示例性一个或多个实施方案的便利的路线图。应当理解，在不脱离所附权利要求及其合法等同物所阐述的本公开的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种变化。

Claims (10)

1.一种航空电子信息系统，所述航空电子信息系统用于第一飞机，所述航空电子信息系统包括：

显示模块；

接收器模块，所述接收器模块用于从其他飞机接收飞机位置数据和飞机轨迹数据，并用于选择性地接收来自相邻飞机的危险报告；

存储器模块，所述存储器模块被配置为存储至少一个判据，用于基于所接收的飞机位置数据和飞机轨迹数据识别从相邻飞机接收的潜在危险报告是否将指示所述第一飞机的潜在危险；和

处理模块，所述处理模块可操作地连接到所述显示模块、所述接收器模块和所述存储器模块，其中所述处理模块被配置为使用所存储的至少一个判据来确定从相邻飞机接收的潜在危险报告是否将指示所述第一飞机的潜在危险，并且当所述处理模块确定从所述相邻飞机接收的潜在危险报告将指示所述第一飞机的潜在危险时，所述处理模块还被配置为使所述显示模块显示所述相邻飞机的表示并使所述接收器模块选择性地接收来自所述相邻飞机的危险报告。

2.根据权利要求1所述的航空电子信息系统，其中所述危险报告包括天气报告。

3.根据权利要求1所述的航空电子信息系统，其中当所述接收器模块从所述相邻飞机接收危险报告时，所述处理模块被配置为使所述显示模块显示与所述相邻飞机的所述表示相关联的符号。

4.根据权利要求3所述的航空电子信息系统，其中所述符号的形状与所接收的危险报告的严重性分类有关。

5.根据权利要求1所述的航空电子信息系统，其中所述信息系统还包括发射器模块，所述发射器模块被配置为向所述相邻飞机传输危险报告的请求。

6.根据权利要求5所述的航空电子信息系统，其中所述发射器模块还被配置为向地面站传输关于接收的危险报告的其他信息的请求，并且其中所述接收器模块被配置为从所述地面站接收所请求的其他信息。

7.根据权利要求1所述的航空电子信息系统，其中所述至少一个判据包括选自以下组中的条件：确定所述第一飞机是否遵循到所述相邻飞机的类似的离场或进场路径；确定所述第一飞机是否遵循与所述相邻飞机的飞行路径类似的飞行路径；确定所述第一飞机是否与所述相邻飞机耦接；确定所述第一飞机是否具有与所述相邻飞机共用的汇合点；确定所述相邻飞机先前是否定位在距所述第一飞机的计划飞行路径上的未来位置预定距离内的位置处；确定所述相邻飞机先前是否在距所述第一飞机的所述飞行路径上的未来位置的预定距离内具有一个位置，并且是否还具有执行的未申报的机动；确定所述第一飞机是否具有与所述相邻飞机类似的航向，并且所述第一飞机与所述相邻飞机之间的横向距离是否在预定距离内；并且确定所述第一飞机是否具有与所述相邻飞机非类似的高度，并且是否计划将所述第一飞机的高度变化到与所述相邻飞机类似的高度。

8.一种向第一飞机的飞行员显示危险报告的方法，所述方法包括：

接收来自相邻飞机的位置和轨迹数据；

基于所接收的飞机位置数据和飞机轨迹数据，使用至少一个判据识别从所述相邻飞机接收的潜在危险报告是否将指示所述第一飞机的潜在危险；

当识别出从所述相邻飞机接收的潜在危险报告将指示所述第一飞机的潜在危险时，在显示模块上显示所述相邻飞机的表示；以及

使所述第一飞机的接收模块开始选择性地接收来自所述相邻飞机的危险报告。

9.根据权利要求8所述的方法，其中使所述第一飞机的所述接收模块开始选择性地从所述相邻飞机接收危险报告的步骤包括使用发射器模块向所述相邻飞机传输对危险报告的请求。

10.根据权利要求8所述的方法，其中使所述第一飞机的所述接收模块开始选择性地从所述相邻飞机接收危险报告的步骤包括允许接收包含与所述相邻飞机相关联的标题信息的危险报告。

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