CN111833658A - 航空器降落及停靠过程的识别方法及其识别系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种航空器降落及停靠过程的识别方法及其识别系统，该识别系统包括一接收器、一读取装置、及一储存装置。接收器用以接收飞机自动传输信息的数据并译码，每笔数据至少包括一飞机的国际编号、航班编号、高度、及速度。读取装置用以读取国际民航组织的飞机数据库，以取得飞机的国际编号及对应的机尾号、机型/型号以及拥有者。储存装置用以储存一对照表以及一关联表；所述对照表具有256个储存结构，每一个储存结构包括一数据笔数字段及一指标字段，所述指标字段指向一个实时飞机状态储存区；所述关联表至少包括下列字段：数据标志，国际编号第一至第二码，下一笔数据指标，飞机状态，航班编号、机尾号，机型，高度，及速度。

Description

航空器降落及停靠过程的识别方法及其识别系统

技术领域

本发明涉及一种航空器的识别方法及其识别系统，特别是涉及一种利用飞机的广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B)信息及机场的航班信息，以及早达成飞机识别的技术，再利用此识别出来的信息，应用于相关的机场服务作业，以能提升机场服务效率及节省运作人力的效益。

背景技术

广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast，以下或简称为ADS-B)有别于传统雷达的主动搜寻，来达到飞航安全的目的，利用全球导航卫星系统(GNSS)所获得的精确导航信息，经由数字式数据链的链接方式传达至地面管制站(Ground Station)和机载座舱显示信息系统(CDTI)，由此提供使用者更多、优选的导航信息。

现有技术是利用飞机已经或即将抵达机场并且靠近停机坪时，才去读取飞机的自动传输数据，并使用其中的识别及位置信息，去判定飞机是否停在适当位置而做一些警告或变更安排的处置。

这样的做法有两个主要的缺点，第一是确认的时机太晚，后续的应用已经来不及反应而无法充分运用此信息效益。

第二是，飞机已经到服务的终端点，才由该区域的设备进行数据比对或检查，而此检查需要用到飞机数据库(ICAO DB)及较复杂的运算设备。如此会变成各终端位置都需要配置更好的硬件及数据库，相对增加了末端设备的复杂性。末端位置数量众多，也相对的增加整体配置成本。

末端设备原先就有其既有的处理功能，将新的飞机传输数据处理功能再加到既有的设备上，势必会影响其原处理功能。以目前最常使用的飞机传输数据ADS-B为例，现场每秒可能收到的数据封包会超过20个或更多，是一个不小的数据量，而由终端设备再去处理这么频繁的通信量，可能会影响到它原来的处理工作，所以并不是一个恰当的系统结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种航空器的识别系统，以一个专用的飞机传输数据的处理服务器的概念，用以特定处理ADS-B的大量信号，或可称为ADS-B服务器，经由整合航班编号与飞机国际编号(ICAO ID)来达成，查询机场内各飞机实时动态，并知道该个别飞机的基本数据及实时运作状态。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，提供一种航空器降落及停靠过程的识别方法，包括：接收飞机自动传输信息的数据并译码，其中每笔数据至少包括一飞机的国际编号、航班编号、高度、及速度；读取国际民航组织的飞机数据库，以取得飞机的国际编号及对应的机尾号、机型/型号以及拥有者；建立一对照表，所述对照表具有256个储存结构，其中每一个所述储存结构包括一数据笔数字段及一指标字段，所述指标字段指向一个实时飞机状态储存区；建立一关联表，所述关联表至少包括下列字段：数据标志，国际编号第一至第二码，下一笔数据指标，飞机状态，航班编号、机尾号，机型，高度，及速度；当读到飞机自动传输信息的国际编号时，取此国际编号的第三码，并对照所述对照表，并取得对应的所述数据笔数；当对应的所述数据笔数不等于0，由所述国际编号的第三码查询所述关联表以获得对应的字段信息。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外一技术方案是，提供一种航空器降落及停靠过程的识别系统，包括：一接收器，用以接收飞机自动传输信息的数据并译码，其中每笔数据至少包括一飞机的国际编号、航班编号、高度、及速度；一读取装置，用以读取国际民航组织的飞机数据库，以取得飞机的国际编号及对应的机尾号、机型/型号以及拥有者；以及一储存装置，用以储存一对照表以及一关联表；其中所述对照表具有256个储存结构，其中每一个所述储存结构包括一数据笔数字段及一指标字段，所述指标字段指向一个实时飞机状态储存区；其中所述关联表至少包括下列字段：数据标志，国际编号第一至第二码，下一笔数据指标，飞机状态，航班编号、机尾号，机型，高度，及速度。

本发明的其中一有益效果在于，通过本发明的航空器的识别方法，能充分结合机场的航班编号信息以及ADS-B数据的整合应用，并提供出一种快速处理ADS-B数据的算法，使可以做到能及时处理大量ADS-B数据的能力。由此能够查询机场内各飞机实时动态，并知道个别飞机的基本数据及实时运作状态。

通过本发明的航空器的识别系统架构来处理ADS-B数据，一方面可以在处理性能及设备上，使用优选规格的设备，以达到充分处理ADS-B信号的效果。另外，在集中处理的配置上，也可以大幅降低终端设备配置的复杂性，同时也不会去加重终端设备处理的工作量，不需要更改太多终端设备的处理功能，让既有系统只需要通过与ADS-B服务器联机，便可以轻易扩充它的效益，是本发明在架构上的一个优点。

此外，机场的运营通常包含许多特定功能的系统，而各系统也可以根据其需要，选择是否与ADS-B服务器联机，这样提供了各系统使用上的弹性，也增加了ADS-B信号被应用的灵活度。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明航空器的识别系统与机场既有系统的应用架构图。

图2为本发明航空器的识别系统的三阶段的应用示意图。

图3A至图3C为本发明航空器的识别系统的数据构建流程图。

图4为本发明航空器的识别系统与目视停靠导引作业系统的运作架构图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

本发明的应用共分为三个阶段，包括飞行识别阶段(飞机识别阶段)、降落滑行阶段以及停靠导引阶段。本发明将对这三个阶段的应用方式做说明。其中，本发明所称的飞机是指以民航机场应用为例，然而本发明并不限制于此，而能应用于任何的航空器。

参阅图1所示，为本发明的航空器的识别系统应用架构示意图。本发明的航空器的识别系统通过接收“广播式自动相关监视(ADS-B)”的飞机自动传输信息以及国际民航组织(ICAO)的飞机数据库(ICAO DB)，加以整合后，能提供给机场运营系统90，或机场其他相关的系统，例如：空桥停靠系统91、机坪管理作业系统92、飞航信息显示系统93、地勤管理系统94、或目视停靠导引作业系统95等。然而，本发明并不限制于这些应用。

在广播式自动相关监视(ADS-B)的信息中，飞机的自动传输数据通常包括ICAO ID(或称国际编号)、航班编号、高度、速度、经度、纬度等数据。不同的数据项可能包含于不同的传输信息中，但所有传输信息都会包含ICAO ID这个字段(field)。

ICAO ID(或称国际编号)等于是飞机的身份证，它是国际民航组织(International Civil Aviation Organization，简称ICAO)对所有飞机所给的一个编号，每一台飞机都有一个唯一的编号，即ICAO ID，或称国际编号。国际编号(ICAO ID)是一个包含3字节(byte)的内容，若以16进制的字符形式来表示，所以可用6个字符来表示，例如“7B93C2”，即表示其内容为01111011 10010011 11000010。

飞机数据库(以下简称ICAO DB)是把所有的飞机，列出国际编号(ICAO ID)、飞机的识别编号(又称机尾编号，以下简称机尾号)、机型/型号(model/type)以及飞机的拥有者所组成的数据库。飞机的识别编号，亦即航空器注册编号(Aircraft registration)，或称“机身编号”、“机尾编号”(tail number)，指的是民用载人航空器在使用前向国家的民航管理机构注册所获发的编号，就如同汽车有车牌号码一样，各国有其前缀(prefix)，例如中国台湾的前缀为B，后面编码为五个数字，例如B12345。在这数据库中，只要有国际编号(ICAOID)字段，就可以从此数据库中，关联出机尾号、机型/型号，并了解此飞机的拥有者。到2018年为止，全世界所有的飞机数量大约14万架左右。

如图1及图2所示，机场运营数据库902(Airport Operational Database，以下简称AODB)记录与机场运营有关的资料。各家机场可能会因为运营需求不同而有不同的AODB记录。尽管如此，AODB通常都包含有飞机到达与驶离的航班信息，提供给旅客查询飞机的到场与离场状态。一般也称此系统为飞航信息显示系统(Flight Information DisplaySystem，以下简称FIDS)。上述飞机到达及驶离的航班数据，通常包括航班编号、预定到达/驶离时间、飞机所属的航空公司及对应的起飞或到达地点等信息。这些信息通常也会在机场内的显示广告牌或机场网页上提供给旅客。

航班编号是机场内对飞机管理的主要识别代号，例如中华航空的CI0008、CI0501、CI0503等，或长荣航空的BR809、BR828、BR2891等。根据航班编号，机场就可以知道哪家航空公司的飞机，何时到达或驶离，是哪一种机型/型号(例如波音B777-300ER，空中巴士A330-200、A330-300)以及停靠在哪一个停机位等。旅客也是根据航班编号来了解对应飞机的状况，准点或取消或延误，到哪一个登机口登机等。机场的地勤人员通常也是根据航班编号来处理行李、停靠空桥，机内清洁等服务作业。目视停靠导引作业系统也是根据此一信息，了解飞机预定到达时间，何种机型来执行飞机停靠的导引作业。

由于机场运营数据库(AODB)902的航机相关信息，通常是由航空公司所提供。例如航空公司会针对其所属的航班编号，除了提供到达驶离的信息外，还提供机型/型号的信息。通常航空公司对于所属航班编号的飞机，并不会固定用哪一架飞机来服务，所以机场或旅客通常不需要针对特定航班编号的飞机，知道确切是哪一架飞机，大致上了解到该飞机是属于哪一种机型/型号就够了。所以对机场运营数据库(AODB)902而言，基本上不会记录飞机的国际编号(ICAO ID)或机尾号等信息。

然而，航空公司给机场的有关于航班编号的相关信息，例如机型/型号信息可能是错误的。错误的来源可能是航空公司因为飞机调度或配合运量而更改飞机型号，但这个信息并未实时更新于机场运营数据库(AODB)内。当机场运营数据库(AODB)的机型数据是错误的时候，可能就会衍生以下问题：

问题一、机场的停机位安排可能不适合。对机场而言，不同停机位的大小可能是不同的，有些停机位只适合停几种机型的飞机。当飞机机型/型号改变时，原先规划的停机位可能不再适合。但若机场运营数据库(AODB)并不知道该预定飞机的机型/型号已经改变时，或知道的时机已经太晚时，就可能对机场在停机坪的调度上产生困扰，增加作业成本甚至影响飞航安全。

问题二、地勤服务的不方便。由于飞机的地勤资源，包括行李处理资源、人力清洁资源等，与飞机的大小，也就是机型/型号有关。当飞机机型/型号改变时，可能意味着相关的服务资源也要对应地调整。而机型信息太晚更新或甚至错误，可能导致相关人力资源的调度错乱。

问题三、目视停靠导引作业系统的失误。目视停靠导引作业系统是根据地勤人员输入机型/型号来引导飞机到其正确的停靠位置。地勤人员的输入机型通常是参考机场运营数据库(AODB)内的机型/型号做输入，那么不对的机型可能将飞机引导到错误的停靠位置，有可能造成碰撞或其他飞航安全问题。虽然，部分目视停靠导引作业系统具有检查飞机机型的能力，可以显示错误信息并停止导引，以避免飞航安全问题，但却增加了人力作业成本，降低导引效率，也延长了旅客停等的时间。

根据以上所描述的问题，如果机场运营数据库(AODB)内的机型/型号信息是正确的，或者是能够提早发现错误而及早更新，那么将可以避免或减少以上不方便的情形发生，不但可以增加飞航安全，也可以提高机场服务的效率。

本发明就是将机场运营数据库(AODB)902的航班编号结合ADS-B飞机自动传输信息，再结合飞机数据库(ICAO DB)30信息，从而能够在飞机抵达机场前，即可知道飞机的机型/型号，可以作为机场运营数据库(AODB)902或机场其他相关服务数据库的信息更新，进而提供正确的飞机机型/型号信息。

本发明还利用了ADS-B飞机自动传输信息的高度、速度信息，自动及早提供飞机即将降落的信息，可用于适时提供相关地勤服务人员做相关服务的准备，增加人员的服务效率，减少在机坪等待飞机的时间。该信息也可以用于FIDS系统，显示飞机即将降落的信息，提高机场服务的信息便利性。

本发明还利用了飞机自动传输信息的速度、经度、纬度信息提供给目视停靠导引作业系统95。该系统即可以根据飞机所在的位置，检查该飞机的ICAO ID或机型是否与预期中的信息相符合，即可作为机型/型号的功能。在目视停靠导引作业系统中，还可利用所得到的机尾号，显示于其LED屏上，让机师很明确的知道该飞机是否停在正确的停机坪上。

关于以上的效果，都需要将飞机的航班编号与飞机自动传输数据的勾稽比对来完成，相关的技术做法说明如下：

关于飞机自动传输数据，其中以ADS-B的数据为主。到2018年为止，全世界的飞机装置有ADS-B发射器设备的比例已经高达97％，预估到2020年以前，所有飞机将都会配备有ADS-B发射器的设备，也就是说，所有的飞机都将主动传输出ADS-B的数据。以下将以ADS-B数据替代飞机自动传输信息。

ADS-B数据是一串固定长度的资料，其中都包含有3字节(byte)的国际编号(ICAOID)的数据，而根据数据的编码，可能会传送航班编号或速度、高度或经纬度等数据。ADS-B数据以大约每秒一次的频率持续传送。

ADS-B原始数据(row data)，举例如下：

@000014B19100200012B002927F；

@000014B1F136200012B002927F；

@000014C082AE2800071E72FC5F；

@000014FC6EE68D7810885897046E8DC1226253B0；

@000015D6531E8D781088F8230006004878772EB9；

@0000160B6B708D781088E1071E000000002B4FD3；

@00001654A7A88D7810889909172E7004451D7FC2；

@00001655ADE65D781088FF2BDF；

@0000165DCF4A5D781088FF2BDD；

ADS-B原始数据(row data)，经过译码(decode)举例如下：

MSG,5,111,11111,78023D,111111,2018/12/04,18:11:04.061,2018/12/04,18:11:04.

016,,36000,,,,,,,0,,0,0

MSG,5,111,11111,78023D,111111,2018/12/04,18:11:04.066,2018/12/04,18:11:04.

016,,36000,,,,,,,0,,0,0

MSG,5,111,11111,78023D,111111,2018/12/04,18:11:04.076,2018/12/04,18:11:04.

020,,36000,,,,,,,0,,0,0

MSG,8,111,11111,78023D,111111,2018/12/04,18:11:04.328,2018/12/04,18:11:04.

280,,,,,,,,,,,,0

MSG,5,111,11111,78023D,111111,2018/12/04,18:11:04.337,2018/12/04,18:11:04.

280,,36000,,,,,,,0,,0,0

ADS-B数据的可接收距离，与所使用的接收器质量有关，在无遮蔽的环境下，通常都可以达到300至500公里的范围内。如果以一套简单的ADS-B接收器来接收这些信息，大致上可以轻易的接收到200公里内飞行的飞机信息。

由于接收到的ADS-B数据量相当大，尤其对于航务频繁的机场，其数据量将更大。对于这些大量的资料，必须有一个机制可以快速将它过滤，否则就会让系统一直在处理无关的信息上，浪费许多时间，并影响系统的实时性。

本发明将介绍一个方法，可以快速有效率的处理大量ADS-B的数据，以达到数据处理的效率。

如表一所示，本发明首先建立“对照表与数据链表”，或简称对照表(conversiontable)。对照表的结构为256个储存结构，每一个结构包括一个数据笔数字段(field)及一个指标字段。指标字段指向一个实时飞机状态储存区。如下表：

表一对照表与数据链表

当读到飞机的国际编号(ICAO ID)时，直接取此国际编号(ICAO ID)的第三码，由第三码的数值(一个字节的内容从0到255，共256种数值)直接读到对照表的对应位置。例如国际编号(ICAO ID)为780A36，取第三码“36”。根据该位置的数据笔数判断，如果该笔数为0时，表示同样国际编号(ICAO ID)第三码的数据并不存在，也就是该国际编号(ICAO ID)尚未存在数据暂存表中。如果该数据笔数不是0，表示已经有相同第三码的国际编号(ICAOID)数据已存在，此时就必须利用指标字段，到数据暂存区找到第一笔相似数据。数据暂存区也是一个数据结构，结构如下：

表二：飞机ICAO ID与航班编号的关联表(association table)

表二的字段(field)包括：数据标志，ICAO ID(1,2)，下一笔数据指标，飞机状态，航班编号、机尾号，机型，高度，速度，经度，纬度，停等秒数。

各字段说明如下：

数据标志：记录此数据结构是否使用中；

ICAO ID(1,2)：纪录该飞机ICAO ID的前两码；

下一笔数据指标：具有相同ICAO ID(3)的下一笔数据。其中ICAO ID(3)表示ICAOID的第三码；

飞机状态：纪录飞机与航班数据间的状态(例如，无关，相关航班等代码)；

航班号：机场运营数据库(AODB)的飞机航班号；

机尾号：飞机数据库(ICAO DB)的机尾号；

机型：飞机数据库(ICAO DB)的机型；

高度、速度、经度、纬度：由ADS-B传入的最新高度,速度,经度及纬度；

停等秒数：未收到ADS-B数据的秒数。该信息若一段时间没有持续进来，表示该飞机已经熄火或离开，可据以删除该笔数据。

另外建立一个数据表，表三，提供给机场系统的应用端。由于机场的应用系统大都以航班编号来管理飞机，所以需要一个简单数据表，以航班编号为主字段来提供给机场应用系统查询。

表三航班编号数据表

其中，航班编号：机场运营数据库(AODB)中的航班编号；

ADS-B状态：分成未读入，运作中及已关闭3种；

ICAO ID：国际民航组织给予飞机的唯一编号，或称国际编号；

机尾号：飞机数据库(ICAO DB)中的飞机机尾号；

机型/型号：飞机数据库(ICAO DB)中的机型/型号；

另外，表二中ADS-B的数据表会随着飞机离开或关闭一段时间后，不再发送ADS-B信号就将该笔数据删除，以免持续的数据汇入造成数据过度膨胀而影响ADS-B信号的处理效率。虽然如此，机场的应用系统可能仍需保留航班编号所对应的相关飞机资料。表三的数据表刚好可以满足这样的需求。在航班班表有效期间，通常是当天中有效，表三的数据表都会一直保存着，即使飞机已经离开。因为一天的航班数是固定的，表三并不会因为ADS-B的大数据量而使容量变大。

表三的数据运作方式为：

步骤a：对机场应用单位而言，它们只要在需要的时候查询该航班的状态即可，并不像飞机自动传输数据以快频率方式不停地传送，所以允许以航班编号搜寻到对应的数据列再去查询取得其他信息。对于静态数据，例如机尾号、机型/型号等数据则可以由此表直接取得。

步骤b：当ADS-B信号收入，建立表二的航班数据的同时，也建立表三的数据，同时“ADS-B状态”的字段由“未读入”改为“运作中”。

步骤c：当航机已经关闭ADS-B发射器一段时间后，表二中的ADS-B数据列会被删除，在删除的同时，将航机的静态数据保存在表三数据表中，供其他系统查询。

根据上面表三的数据结构设计，要从航班编号查询相关数据时，是先找到对应的航班编号，并找到国际编号(ICAO ID)。然后，由此找到的国际编号(ICAO ID)，再由表二找到飞机由ADS-B发出来的相关信息。

请参阅图2，接下来说明如何用ADS-B数据与机场运营数据库(AODB)的航班编号构建一个有效率的机场运作系统。

第一阶段：飞行识别阶段(飞机识别阶段)

第一阶段是飞机还在远程，例如在300公里附近，已经进入ADS-B设备可检测区内，此时机场运营数据库(AODB)902内尚无相关ADS-B的资料，所以此时属于资料构建阶段。数据构建的主要工作就是把航班编号与ICAO ID关联起来，也就是把上面的表一与表二中的数据建立起来。构建数据的过程如图3A至图3C的流程图。

在此阶段，航空器的识别系统会一直收到不同飞机的ADS-B资料传入，航空器的识别系统可以根据ADS-B信号的种类，只挑取通报“航班数据”的封包来处理，而舍去其它类型的封包。

当收到一航班编号封包后，先比对该国际编号(ICAO ID)是否已经处理过了，因为ADS-B数据会不断的传送进来，航班编号的封包会不断被收到，所以必须先判断是否已经处理过，以免使用过多的运算资源，造成处理系统过重的负担。

本发明使用的对照表比对法就是一种能快速过滤重复处理的算法。直接经由表一的数据位置比对，可以经由几个运算步骤，就轻易判断出该国际编号(ICAO ID)是否已经被处理过，这个算法可以快速的过滤掉重复进来的数据。

当找到一新的国际编号(ICAO ID)时，就先行比对该航班编号是否是属于机场的航班。这可以将此航班编号与机场当期的所有航班比对即可知道。一般而言，机场航班的数量大都在2,000笔以内，而且只需比对一次，所以这个比对速度上是可行的。

若该航班是属于机场内的航班，此时即需要进一步比对ICAO数据库。到2018年为止，ICAO数据库内的飞机约有14万笔，数据库内容参考表四，所以比对上需要一些技巧，不适合逐一比对。

表四：ICAO数据库(部分)

icao,regid,mdl,type,operator

008000,-,a58,Unknown/Various,Code used by several aircraft

008024,zs-aat,j328,Dornier Do-328JET-300,Avex Air Transport

008699,zs-cmi,b190,Beech 1900D,Cemair

008cc7,zs-eve,b732,Boeing 737-230,Jet 4Now

008ff4,zs-gal,a320,Airbus A320-231,Fly Baghdad

0096ef,zs-ire,b722,Boeing 727-2Q9F,SKA International

009991,zs-jrc,b734,Boeing 737-42J,United Nations

00a642,zs-omb,b190,Beech 1900D,Cemair

00b014,zs-set,b190,Beech 1900,Kumba Iron Ore

00b0da,zs-smj,b733,Boeing 737-3Y0,Agroar-Trabalhos Aereos

00b0f5,zs-snk,b190,Beech 1900D,National Airways

00b23e,zs-tab,b190,Beech 1900C,TAB Air

00b400,zs-trj,md87,McDonnell Douglas MD-87,1Time

010024,su-ggg,a342,Airbus A340-212,Arab Republic of Egypt

010060,su-bmz,a30b,Airbus A300B4-203F,Tristar Air

01006f,su-bgu,glf3,Gulfstream III,Egyptian Government

010071,su-bkv,b190,Beech 1900C-1,Egyptian Air Force

010074,su-bla,b190,,Egyptian Air Force

010094,su-gcd,a320,Airbus A320-232,Air Cairo

0100a6,su-gci,a332,Airbus A330-243,Air Nigeria

0100e4,su-bpu,a320,Airbus A320-214,Air Cairo

0100e5,su-bpv,a320,Airbus A320-214,Air Cairo

0100e6,su-bpw,a320,Airbus A320-214,Air Cairo

0100e7,su-bpx,a320,Airbus A320-214,Air Cairo

0100f6,su-bpz,b738,Boeing 737-86N,AMC Aviation

01013b,su-aab,a320,Airbus A320-214,Air Arabia Egypt

有几个做法可以改善比对的效率，包括筛选数据库本身，把不会应用的机场的飞机先剔除，留下可能的航机。这可能可以将数据量减少到原来的5％到10％的笔数。另外就是以索引(Index)方式，采用二分查找(binary search)方式的比对方法，这都可以更快速的找到该国际编号(ICAO ID)的飞机资料。

一旦找到飞机资料后，就可以将表二及表三中的相关飞机信息的字段建立起来。也就是将航班编号、国际编号(ICAO ID)、机尾号及机型数据关联起来。

当国际编号(ICAO ID)与航班编号关联起来后，即已完成本发明的数据构建阶段。如图2所示的阶段一，此阶段，本发明已经可以做一些机场管理上的应用，以下为可能的应用方式：

应用方式a：可以依据正确的机型/型号数据，检查机型是否有变更，以及早做停机坪位置的安排。

应用方式b：根据新机型的地勤作业人力、机具需求，及早做相关资源的调配。

应用方式c：更新目视停靠导引作业系统，以使用更新后的机型做导引。

应用方式d：及早通知航空公司的飞机维修单位有关来机的机尾号信息，飞机维修人员可以因而知道是哪架飞机执勤，而做必要的准备工作。

其它相关应用也可因此受益，包括提早将机型显示给飞航信息显示系统(FIDS)或相关系统等。

第二阶段：降落滑行阶段

请参阅图2，第二阶段的应用是在飞机即将降落或刚降落不久后的应用。因为许多机场的地勤服务都是在飞机停靠后才开始的，地勤人员由于需要服务众多的航班，所以不可能在飞机降落前就太早前往机坪，消耗太多时间在飞机等待上。当然，地勤人员也不能太晚到机坪，造成飞机在等待服务的情形，基本上这在机场服务上是不允许的。所以地勤人员需要的是能实时对飞机提供服务。

在以往的作业上，地勤人员会根据机场的机场运营数据库(AODB)所提供的飞机预定到达/驶离时间，以预估飞机需要提供服务的时间。但是机场运营数据库(AODB)902并非很精准，所以地勤人员必须保留更早的时间前往机坪等待，这当然也就拉长了等待时间而降低了人员的效率。

目前有ADS-B的网站，例如flight radar，利用ADS-B的信息，配合GIS的图像资料显示，可以显示飞机的实时位置，这提供地勤人员一个更能精准预测飞机到达时间的方法，也是部分的地勤人员目前所依赖的信息来源。

但是这样的信息获得方式仍有以下几个缺点。第一、这些网站所提供的飞机是一个广范围的飞机群，不会只限于特定机场的航班，所以必须有经过过滤，通常是需要一个专人去点选该网页中特定的飞机图标，然后得到该图标对应的航班编号即机型数据等。

若依照网站提供飞机动态的方式，对于不同的地勤单位，都需要有专人来确认飞机，然后整理出目标飞机的信息来提供实际提供服务的人员。机场作业通常是24小时的，所以人员也要全天候轮班，不但人力资源需要更多，而且也可能造成人为操作的错误，也会增加不同执勤人员间的联系成本。

本发明所提供的方法，可以大幅改善现行作业方式的缺点，以自动化方式提供地勤服务人员实时的相关信息，减少或取代需要专人整理飞机动态数据的需求。通过本发明所提供的方法，可以开发一个系统，依据各地勤单位的需要，显示其所需要的信息。例如以下的应用范例：

对于机场的空桥操作单位而言，操作人员会针对全机场或机场内特定的机坪区域提供空桥操作服务。当飞机停靠完成时，需要将空桥驶向飞机，以方便旅客从飞机上离开。当飞机准备起飞时，也需要将空桥撤离，让飞机驶离。

针对空桥停靠作业而言，操作人员要在飞机停妥于机坪前，先在机坪等待，一旦飞机停妥后，立即操作空桥靠上飞机。所以操作人员需要精准掌握哪台飞机何时会停到哪一个停机坪上，以便能及时提供服务。

本发明所提供的方法，可以从机场运营数据库(AODB)902内得知飞机的航班编号及停靠机坪信息，再根据ADS-B的信息，可以知道该航班的高度信息，当高度值降为0时，就表示飞机已经着陆，此时即可以不同形式或颜色显示在画面上，告知操作人员可以开始前往机坪，飞机即将到达，由此提供实时信息。

当然，依照操作人员的准备所需时间，可以调整发出告示提醒的时机，例如飞机高度在300公尺时就发出警告等。

针对地勤服务人员而言，他们要在飞机停妥后，放置轮挡固定飞机位置，然后将机内的行李送到行李转盘让旅客提领，以及清洁机内空间等工作。这些都需要精确了解飞机到达时间，以让人员能够适时地提供相关服务。

如同空桥操作人员一般，若利用本发明提供的方法，当飞机处于某一种状态下，例如高度低于500公尺时，系统即可通知固定轮挡的工作组员就需前往机坪待命。

当飞机高度低于一定高度或降落后，此系统可以通知目视停靠导引作业系统95开始执行飞机导引作业。这样可以在适当时机执行飞机导引工作，同时也可以传送正确的飞机机型、国际编号(ICAO ID)及机尾号等信息给导引系统。正确的机型数据可以使导引系统在飞机识别上不需要依赖经由传统的外观轮廓扫描方式即可直接得到正确的机型。

当飞机停妥后，此时飞机速度为零或已关闭ADS-B发射信号时，行李搬运人员即需前往机坪。飞机的速度信息可以由ADS-B得到，并经由国际编号(ICAO ID)关联到对应的航班。

当飞机停靠妥几分钟后(依机型大小时间有异)，清洁人员即应准备进入飞机内开始清洁工作等。与上一应用做法相同，差别在于清洁人员派遣的时间不同而已。

其他应用还可以经由航班编号与ADS-B信息的整合，得知某一航班目前的降落状态，例如降落中，滑行中及停靠中等状态。这些状态也可以应用在机场内的飞航信息显示系统(FIDS)中显示出来，让接机的人员知道所等待的航班目前处于什么状态。

这些工作都可以通过航班编号与ADS-B数据的关联，达到自动化及节省人力以及更多信息披露的效果。

第三阶段：停靠导引阶段

第三阶段的应用是在飞机进入停机坪的阶段。在这个部分的应用，主要是用在飞机辨识工作上。如果飞机因为各种因素，可能停到错误的停机坪上时，会引起机坪管理上的错误或可能因为机型差异而有造成碰撞等飞航安全危害的可能。在这阶段比对系统已经可以提前告诉目视停靠导引作业系统95，相关的国际编号(ICAO ID)、机型、机尾号及航班编号等信息。导引系统此时不但可以显示机型，甚至也可以显示机尾号，用以提醒机师使其避免误将飞机停靠在错误的机坪上。

针对飞机误闯的避免，依照本发明可以提供的解决方案，说明如下。首先，当飞机到达停机坪的阶段，对目视停靠导引作业系统95来说，它已经及早从机场运营数据库902或导引中央计算机数据库中得知，该预计停靠的飞机的航班编号、国际编号(ICAO ID)，机尾号、机型等信息。目视停靠导引作业系统95即可在其导引显示器上，显示预计停靠的飞机机型及机尾号，以告诉驾驶员该机坪所要停靠的飞机。飞机驾驶员若能看见显示的机尾号，即可很清楚的知道该飞机是否停到正确的机坪，便可以及早修正，不要误入此机坪。

在现有的技术及应用里，目视停靠导引作业系统通常只显示机型，而该机型是由机场数据库根据预定或修正后的航班信息，该机型有可能会因为机场数据库的信息或现场操作人员的误输入而是错误信息，所以必须靠目视停靠导引作业系统以飞机外观的特性来做飞机辨识作业。而且，以飞机外观来辨识，只能做到机型辨识，无法完全确定该飞机是否为目标飞机。例如，同样是A320的飞机，如果误闯停机坪的话，便无法只靠外观检查出是否错误的飞机停入停机坪。

以此技术来改善的话，目视停靠导引作业系统95可以事先显示飞机机型/机尾号提醒机师，那么机师误闯的机会就更低了。

对目视停靠导引作业系统来说，如果配合此技术，当飞机进入停机坪区域时，目视停靠导引作业系统95可以设定一个区域范围。当飞机的经度/纬度信息进入此区域时，可以根据所收到的飞机国际编号(ICAO ID)号码，比对导引系统事先告知的国际编号(ICAOID)，看两者是否符合，如果两者符合的话，表示这即是目标飞机，即可以略过辨识过程，直接进入导引作业，而且不会有机型误导的问题。如果比对的飞机国际编号(ICAO ID)是错的，则可以断定是飞机误停，发出相对的警告或采取适当的措施。

在判断飞机的经纬度位置及国际编号(ICAO ID)上，依照本做法，也不需要在每一个终端点配置一套ADS-B的接收设备。只要导引系统的监控软件能够持续取得ADS-B服务器的数据，比对它所属的各个停机坪导引设施的位置区域及预定停靠的飞机的国际编号(ICAO ID)，当发现异常时，再以警告命令通知该停机坪设备，发出适当警告信息即可。此做法如图4示意图。

在图4的架构中，很明显的，目视停靠导引作业系统并不需要在每一个停机坪都要配置ADS-B的接收能力或运算设备，它只需要建立一套本发明所揭示的ADS-B服务器即可。这样的架构设计可以节省许多的硬件配置成本，也可以使原先纯粹导引的设备，不需要经过太多的系统改变就可以达到应用ADS-B做飞机识别的工作。

对应于上述的方法，请参阅图1及图2，本发明还提供一种航空器降落及停靠过程的识别系统，包括：一接收器10、一读取装置20以及一储存装置40。接收器10用以接收飞机自动传输信息的数据并译码，其中每笔数据至少包括一飞机的国际编号、航班编号、高度、及速度；读取装置20用以读取国际民航组织(ICAO)的飞机数据库30，以取得飞机的国际编号及对应的机尾号、机型/型号以及拥有者；储存装置40用以储存一对照表以及一关联表；其中所述对照表具有256个储存结构，其中每一个所述储存结构包括一数据笔数字段及一指标字段，所述指标字段指向一个实时飞机状态储存区；其中所述关联表至少包括下列字段：数据标志，国际编号第一至第二码，下一笔数据指标，飞机状态，航班编号、机尾号，机型，高度，及速度。读取装置20在本实施例中为ADS-B伺服系统。飞机数据库30可以是预先由国际民航组织(ICAO)获得，飞机数据库30可以是预先设置于ADS-B伺服系统内，或独立地储存在任一储存器内，例如硬盘、或另一台计算机等。储存装置40在本实施例中，可以是设置于ADS-B伺服系统内，或者是独立的另一台计算机、或服务器等。

现有技术有利用，飞机已经进入停机坪阶段，才开始利用其发出的ADS-B信号，由其国际编号(ICAO ID)开始找飞机数据库(ICAO DB)，再据以得出机型及机尾号等信息。这样的方式需要每一个目视停靠导引作业系统的设备都要配置有能力读取飞机数据库(ICAODB)并加以比对，如此势必增加每一个目视停靠导引作业系统的设备复杂度，需要有储存飞机数据库(ICAO DB)的空间或要能有实时联机能力到飞机数据库(ICAO DB)。而且也会增加目视停靠导引作业系统处理的复杂度，进而影响其执行导引作业的效果。

当飞机进入导引区域的时候，才开始进行ADS-B的数据识别，显然无法事先预防性的提醒机师相关的机尾号等信息，相对的就减少了预防错误的机会。

本发明的其中一有益效果在于，通过本发明的航空器的识别方法，能充分结合机场的航班编号信息以及ADS-B数据的整合应用，并提供出一种快速处理ADS-B数据的算法，使可以做到能及时处理大量ADS-B数据的能力。由此能够查询机场内各飞机实时动态，并知道该个别飞机的基本数据及实时运作状态。

通过本发明的航空器的识别系统架构来处理ADS-B数据一方面可以在处理性能及设备上，使用优选规格的设备，以达到充分处理ADS-B信号的效果。另外在集中处理的配置上，也可以大幅降低终端设备配置的复杂性，同时也不会去加重终端设备处理的工作量，不需要更改太多终端设备的处理功能，让既有系统只需要通过与ADS-B服务器联机，便可以轻易扩充它的效益，是本发明在架构上的一个优点。

此外，机场的运营通常包含许多特定功能的系统，而各系统也可以根据其需要，选择是否与ADS-B服务器联机，这样提供了各系统使用上的弹性，也增加了ADS-B信号被应用的灵活度。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (8)

1.一种航空器降落及停靠过程的识别方法，其特征在于，包括：

接收飞机自动传输信息的数据并译码，其中，每笔所述数据至少包括一飞机的国际编号、航班编号、高度、及速度；

读取国际民航组织的飞机数据库，以取得飞机的国际编号及对应的机尾号、机型/型号以及拥有者；

建立一对照表，所述对照表具有256个储存结构，其中，每一个所述储存结构包括一数据笔数字段及一指标字段，所述指标字段指向一个实时飞机状态储存区；

建立一关联表，所述关联表至少包括下列字段：数据标志，国际编号第一至第二码，下一笔数据指标，飞机状态，航班编号、机尾号，机型，高度，及速度；

当读到飞机自动传输信息的国际编号时，取所述国际编号的第三码，并对照所述对照表，并取得对应的所述数据笔数；

当对应的所述数据笔数不等于0，由所述国际编号的第三码查询所述关联表以获得对应的字段信息。

2.根据权利要求1所述的航空器降落及停靠过程的识别方法，其特征在于，还包括由所述对照表及所述关联表，相对应地建立一航班编号数据表，所述航班编号数据表至少包括下列字段：航班编号、广播式自动相关监视状态、国际编号、机尾号、及机型/型号，以提供给机场系统的应用端，其中所述广播式自动相关监视状态分成未读入、运作中及已关闭的三种状态。

3.根据权利要求2所述的航空器降落及停靠过程的识别方法，其特征在于，其中，当飞机自动传输信息的信号收入，建立所述关联表的航班数据同时，也建立所述航班编号数据表的数据，同时所述广播式自动相关监视状态的字段由“未读入”改为“运作中”。

4.根据权利要求2所述的航空器降落及停靠过程的识别方法，其特征在于，其中当飞机已经关闭自动传输的发射器一段时间后，所述关联表中的飞机自动传输信息的数据列会被删除，在删除的同时，将飞机的静态数据保存在所述航班编号数据表中。

5.根据权利要求1所述的航空器降落及停靠过程的识别方法，其特征在于，其中当飞机还在机场范围外面，并已经进入飞机自动传输信息的设备可检测区内，此时机场运营数据库内尚无相关飞机自动传输信息的数据，定义此阶段为数据构建阶段，将所述航班编号与所述国际编号相关联起来，也就是把所述对照表与所述关联表的数据建立起来。

6.根据权利要求5所述的航空器降落及停靠过程的识别方法，其特征在于，根据所述飞机自动传输信息信号的种类，只挑取通报航班数据的封包处理，而舍去其它类型的封包；当收到一个所述航班编号的封包后，先比对所述国际编号是否已经处理过。

7.根据权利要求1所述的航空器降落及停靠过程的识别方法，其特征在于，当找到一新的国际编号时，先行比对所述航班编号是否是属于机场的航班，将所述航班编号与机场当期的所有航班比对，若所述航班编号是属于所述机场内的航班，进一步比对所述国际民航组织的飞机数据库。

8.一种航空器降落及停靠过程的识别系统，其特征在于，包括：

一接收器，用以接收飞机自动传输信息的数据并译码，其中，每笔所述数据至少包括一飞机的国际编号、航班编号、高度、及速度；

一读取装置，用以读取国际民航组织的飞机数据库，以取得飞机的国际编号及对应的机尾号、机型/型号以及拥有者；以及

一储存装置，用以储存一对照表以及一关联表；

其中所述对照表具有256个储存结构，其中每一个所述储存结构包括一数据笔数字段及一指标字段，所述指标字段指向一个实时飞机状态储存区；

其中所述关联表至少包括下列字段：数据标志、国际编号第一至第二码、下一笔数据指标、飞机状态、航班编号、机尾号、机型、高度、及速度。

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