CN113195361B - 评估飞机着陆和地面移动性能的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种检测和报告方法。该方法包括以下步骤：该包括以下步骤：接收指示飞机运行的实时数据，所述实时数据包括以下参数至少一项：地面速度、飞机减速率、着陆位置、飞机路线、飞机路线时序、地面移动活动和最大着陆距离；根据收集的实时数据，计算飞机的一预测性能；和当所述预测性能超出飞机可接受性能时，提醒操作员。

Description

评估飞机着陆和地面移动性能的方法和系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年12月11日提交的申请号为62/777,907、名称为“评估飞机着陆和地面移动性能的方法和系统”的美国临时专利申请的权益，其整体并入引作参考。

技术领域

本发明涉及飞机着陆过程跟踪和报告系统，特别是用于比较观测到的着陆性能和模拟、预期或模板化的着陆性能的系统和方法。

背景技术

着陆程序

一般来说，飞机降落在由沥青路面、混凝土路面、砾石、草地和/或其他理想的建筑材料构成的跑道上。要降落时，飞机的速度降低，以便着陆，这是着陆飞机和跑道之间的接触时刻。然后，飞机会由于空气动力(诸如速度制动和反向推力)和机械力(诸如轮制动器)而减速同时沿跑道中间移动，直到飞机达到较低的滑行和/或驶离速度，然后完成着陆并驶离跑道。为防止偏离跑道，飞机应在跑出跑道前降低至滑行或驶离速度，以防止偏移保险道，并保持纵向方向控制，以防止偏离行程。

跑道表面状况评估

当飞机偏离或超过跑道表面时，会发生偏离跑道。跑道污染可能是导致偏离跑道的常见原因。根据联邦航空管理局(FAA)的规定，当超过25％的跑道表面面积(在使用的报告长度和宽度内)被霜冻、冰或任何深度的积雪、泥浆或水覆盖时，跑道即受到污染。

确定影响飞机轮制动和方向控制的跑道表面状况非常具有挑战性。视觉观察通常不足以提供对飞机防滑制动系统的制动可用性和/或不利风况下的方向可控性的准确评估。能够发现实际飞机着陆数据中的异常情况将为机场运营团队提供实时数据，并允许他们在状况迅速变化或状况被错误地评估时的反应性和主动性。

自动制动

自动制动器是飞机着陆过程中使用的一种自动的计算机控制的制动系统。参见图1。一般来说，当降落在受污染的跑道上时，在飞机起落架和前起落架感测到轮上的重量后自动制动系统接合。

自动制动可供飞行员使用，以帮助他们以各种设定的减速/制动速率减速飞机。通常，在着陆程序开始之前，飞行员可以选择这些设定。例如，设定可以包括分别表示低减速率和较高数值的“1”或“LO”，或者分别表示较高的减速速率的“Hi”或“MAX”，以及两者之间任何优选数量的中间设定。减速率定义为物体减速的速度(即减速＝(最终速度-初始速度)/时间)。请参阅图1中的示例性自动制动控制设备10。

例如，在波音737上，着陆时自动制动的选择如下：

(数据来源:http://www.b737.org.uk/landinggear.htm)

地面移动事件服务

在美国，地面移动事件服务(SMES)是联邦航空管理局(FAA)实施的全系统信息管理(SWIM)框架的一部分。SWIM是一个信息共享平台，旨在促进提高常见情况意识和共享空中交通管理(ATM)系统信息。有关SWIM操作方式的详细讨论，请参阅附录A。该文在此并入引作参考。SWIM用供每个用户接收多个数据产品的单个连接点替换唯一的系统接口。SWIM框架可以包括一个SWIM终端数据分发系统(STDDS)，该系统将从机场塔台收集的原始表面数据转换为易于访问的信息，其通过国家空域系统(NAS)企业消息服务(NEMS)发布。

STDDS包括SMES信息。SMES可以为特定机场提供地面移动事件消息、机场表面检测设备、X型(ASDE-X)位置报告消息、包括飞机识别在内的通用飞行计划信息以及ASDE-X系统状态消息。ASDE-X使用的数据可以来自多个来源，包括：机场监控雷达(ASR)；地面移动雷达(SMR)；多边定位(MLAT)；和广播式自动相关监视(ADS-B)。ADS-B可以提供飞机的GPS位置、高度、速度和其他数据。全球飞机的ADS-B数据现在也可以从其他导航服务提供商(如加拿大NAV公司)获得，其包括数据收集和来自诸如Aireon(一收集和通信ADS-B数据的卫星全球覆盖网络)之类的来源的数据通信。

该服务还提供飞机着陆时的信息。

其他国家也有类似的服务和系统，它们以类似的方式加以利用。

发明内容

跑道状况评估是一项复杂的任务。本发明能够观察主要机场的、指示飞机着陆数据的现有传感器和信号数据，记录获得的数据并实时分析，以检测飞机着陆性能异常。然后向机场运营团队或机场空中导航服务提供商报告异常情况，以便进一步评估和纠正。检测到的异常情况可实时或接近实时报告给用户，以便在需要时提醒、评估、验证和更正跑道条件和/或纠正飞行员操作。实时监控可跟踪快速变化的情况，并防止偏离跑道和/或偏离保险道。

本发明包括收集和分析机场地面移动数据的方法和系统，以检测飞机在跑道上着陆、减速和方向控制方面的异常情况。

在本发明的一个非限制性实施例中，软件程序和方法捕获地面移动事件，记录它们并接近实时分析它们，以检测飞机速度、着陆距离和减速率的异常情况。所述软件程序或方法可配置为：

(a)收听所有SMES或等同的事件,

(b)在飞机起落架下触跑道时检测,

(c)在飞机前起落架下触道时检测，

(d)在飞机降落和沿跑道滑行时检测其变化的速度，

(e)记录该飞机的着陆轨迹，

(f)分析记录的数据以检测意外行为,

(e)检测到此类行为时，使用位置(跑道、纬度、经度)、时间(以当地时间格式)和飞行标识符报告，

(f)存档记录的数据并分析数据，以指示当前跑道状况和/或跑道状况恶化、路面状况恶化和/或飞机在机场的移动效率改变、改善或降低的趋势。

该软件还分析飞机地面移动，以发现飞机在机场周围移动的危险和或效率低下，并提醒用户采取纠正措施(如果他们认为合适的话)。在本发明的另一非限制性实施例中，该软件将记录从飞机离开除冰区的时间到飞机开始起飞的时间。这可以实时显示给使除冰人员，指示在不安全的起飞之前是否已经或可能超过分配的除冰化学品的最大保持时间。

本发明可以提供一种检测和报告飞机的运行过程中的异常的方法。该方法可以包括以下步骤：接收指示飞机的运行的实时数据，该实时数据包括以下至少之一：地面速度、飞机的减速率、着陆位置、飞机的路线、飞机路线的时序、地面移动活动和最大着陆距离；根据收集到的实时数据，计算飞机的预期性能，并在预测性能超出飞机的可接受性能时向操作人员发出警报。

在前述方法中，预测性能可以包括以下至少之一：着陆距离和平均减速率。

在前述方法中，还可以提供一如果平均减速率落在预期参数之内或之外警告操作者的步骤。

在前述方法中，警告操作员的步骤包括以下至少一项：在地图上覆盖一颜色编码范围以可视化地识别要检查/评估的区域，短消息服务(SMS)和/或电子邮件。

在前述方法中，所述实时数据包括以下至少之一：日期、时间、跑道标识、飞机品牌、飞机型号、减速率范围、着陆距离范围以及飞机在机场路面/地面上的位置。

在前述方法中，可以提供一存储以下至少一项的步骤：范围外的飞机的减速速率、飞机的类型和期望的减速速率的范围，以及飞机地面移动的异常。

在前述方法中，所述实时数据可以包括以下至少一个：轮在着陆时的旋转加速、空气动力学襟翼位置、扰流器位置、反向推力接合时间和强度以及在着陆表面上的污染物撞击。

在前述方法中，所述预测性能可以包括飞机着陆停止距离。

在前述方法中，警告操作员的步骤可以包括报告可能增加的停止距离。

本发明还可以提供一种用于检测和报告飞机运行过程中的异常的软件程序。该软件程序可以配置为：接收指示飞机运行的实时数据，该实时数据包括以下至少一个：飞机的地面移动活动，代表在机场不同位置消耗时间的可接受范围的历史数据；基于收集到的实时数据，计算飞机的两个位置之间的预计消耗时间，并在飞机的预计消耗时间超过两个位置之间的可接受的消耗时间范围时向操作员发出警告。

在前述软件程序中，警告操作员的步骤可以包括在代表飞机的显示标识附近连续显示预测的消耗时间。

本发明还可以提供一种检测和报告飞机的运行过程中的异常的方法。该方法可以包括以下步骤：接收指示飞机的运行的实时数据，该实时数据包括以下至少一个：将除冰剂施加到飞机上的时间，飞机的地面移动活动；根据收集到的实时数据，计算除冰剂的预计过期时间和飞机的预计起飞时间，并在飞机的预计起飞时间超过除冰剂预计的过期时间时向操作员发出警报。

在前述方法中，警告操作员的步骤可以包括在代表飞机的标识附近连续显示除冰化学品的预计的过期时间。

附图说明

通过参考附图阅读以下描述，本发明的各方面对于本领域技术人员会显而易见，其中：

图1示出了用于调整自动制动设置的机制；

图2是由本发明的一实施例产生的输出曲线图；

图3是由本发明的一实施例产生的第二输出曲线图；和

图4是示出本发明的方法的流程图。

具体实施例

在附图中描述和阐释了结合本发明的一个或多个方面的示例性实施例。这些示出的示例并非旨在限制本发明。例如，本发明的一个或多个方面可以用于其他车辆。而且，某些术语在本文中仅是为了方便起见，而不应被视为对本发明的限制。此外，在附图中，相同的附图标记用于表示相同的元件。

SWIM框架中的当前改进和ADS-B数据的全球部署允许访问准确和近实时的全球飞机位置和速度数据。使用适当的算法，该数据可以允许本发明每秒计算减速率，并且将其与期望的减速率范围以及相关的历史数据进行比较。该数据还允许本发明测量和观察与预期的减速率的偏差以及沿跑道的方向顺应性的偏差以及达到安全滑行速度所覆盖的距离，这将为用户提供有关实际被污染的跑道路面状况的飞机制动和方向控制可用性的内在信息，以及监控任何有意或无意的运行变化如何影响飞机的地面移动。

参考本文中的公开内容，仅出于方便和清楚的目的，使用了方向性术语，例如，上、下、左、右、上部、下部、上侧、下侧、上处、上方、下处、下方、后部和前部。这样的方向性术语不应以任何方式理解为限制本发明的范围。应当理解的是，本文提出的实施例仅是示例性的，而不是限制性的。尽管讨论了示例性实施例，但是以下详细描述的意图应被解释为覆盖落入本发明的主旨和范围内的实施例的所有修改、替代和等同物。

在一个实施例中，本发明包括一连接到SWIM或等同框架的系统。该系统可以通过电缆网络、蜂窝网络、Wi-Fi(无线)网络和/或任何其他适当的连接系统连接到SWIM框架。与SWIM框架的连接可以授予用户访问国家空域系统(NAS)企业消息服务(NEMS)或等同服务的权限。NEMS可以提供用户可以选择的多条信息。在一实施例中，本发明从NEMS获得SMES信息。

在一实施例中，可以将系统配置为在飞机降落之后获得关于飞机的信息。在另一实施例中，该系统可以配置为在飞机着陆之前(即，在着陆程序之前或期间)获得关于飞机的信息。关于飞机的信息可以包括来自SMES的飞机ID(标识)和飞机型号/类型以及飞机的实际自动制动设置。在一实施例中，可以从连接到飞机上的自动制动系统的传感器获得自动制动设置，并将其传输到该系统。在另一实施例中，飞行员将自动制动设置手动输入到连接到NEMS的一程序中，并发送到该系统。可以考虑获得与期望用途一致的自动制动设置的任何方法。在另一实施例中，在该系统内使用机器学习和人工智能，在着陆时，可以由软件确定自动制动设置并观察减速飞机的速度。

关于飞机的信息可以进一步包括飞机的GPS位置和速度。速度可以分别指示水平速度、垂直速度、角速度或其任何组合。在一实施例中，系统使用来自飞机的信息在飞机着陆的同时定位和记录飞机着陆在跑道上的位置。在另一实施例中，系统在着陆程序期间收集与飞机的位置和速度有关的信息，并在飞机完成着陆程序之后记录该信息。可以进一步预期的是，可以从由ADS-B或由雷达或由其他系统提供的一系列GPS位置数据来计算飞机速度。

该系统还可以配置为基于来自NEMS的信息来计算实际着陆距离。在一实施例中，系统通过任何已知或设计的方法计算从飞机着陆点到飞机完成减速到滑行速度的点或完成着陆程序的点的距离，这两者都可以考虑为着陆距离。可以考虑所需用途一致的、用于确定到滑行速度或到完成着陆距离的实际减速率的任何方法。

该系统可以配置为还基于来自NEMS和/或其他来源(例如NAVCAN或Aireon)的信息来计算模拟着陆距离。在一实施例中，系统配置为基于飞机型号/类型、飞机的初始速度、选择的最终速度以及选择的或系统确定的制动设置来计算模拟着陆距离。

在一实施例中，该系统配置为通过输入或通过系统确定自动制动设置和在该自动制动设置下飞机的相关目标减速率来渐进式计算在高于滑行速度的整个飞机着陆和减速期间飞机的模拟减速率。

在一个实施例中，系统配置为基于制动的飞机轮胎与跑道之间的摩擦系数来计算不同的模拟着陆距离。该摩擦系数可以因许多因素而变化，这些因素(例如，跑道建筑材料、室外空气温度、跑道表面的温度、气压计压力、大气压力、污染、飞机制动系统)可以包括在计算中。摩擦系数的计算可以基于对不同着陆条件飞机着陆记录样本的平均值、可以在跑道上用来模拟着陆航空器的摩擦采样设备和/或任何优选的确定轮制动摩擦系数方法和系统。

在另一实施例中，该系统配置为在模拟着陆距离的计算中进一步考虑用于在着陆程序期间使飞机减速的其他结构和装置(例如襟翼、着陆时轮的加速、着陆机头升起、弧线掠过、扰流板、反向推力、污染物撞击、污染物阻力、相对风速)。

可以考虑任何用于计算模拟着陆距离的系统和方法，包括与所需用途相符的任何优选因素。

该系统可以进一步配置为基于来自NEMS或等效物的信息来计算实际减速率。在一实施例中，系统基于在时间间隔开始时飞机的初始速度、在时间间隔结束时飞机的最终速度以及时间间隔的长度，通过任何已知或设计的方法来计算设定的时间间隔的实际减速率。在一个实施例中，时间间隔是着陆过程所花费的总时间。在另一实施例中，时间间隔可以是着陆过程中的预定时间量，例如每秒或每分钟。考虑与期望用途一致的、用于确定实际减速率的任何系统和/或方法。

系统可以基于来自NEMS和/或其他来源的信息来计算模拟的减速率。在一实施例中，该系统配置为包括预测的自动制动减速率、基于上述因素的跑道与飞机轮胎之间的模拟的制动摩擦系数、用于使飞机减速的其他结构和装置(例如襟翼、着陆时轮的加速、着陆机头升起、弧线掠过、扰流板、反向推力、污染物撞击、污染物阻力、相对风速)以及在着陆过程中影响飞机减速的任何其他预期因素中的至少一项。

该系统还可以配置为基于来自NEMS和/或其他来源的信息以及期望的地面速度来比较实际的地面速度。在一实施例中，该系统配置为在确定差异时包括影响飞机的地面速度的其他因素。这些因素可以包括跑道和飞机轮胎之间的摩擦系数或轮胎制动，它们基于上述因素和/或在着陆过程中用于使飞机减速的其他结构和装置(例如襟翼、着陆时轮的加速、着陆机头升起、弧线掠过、扰流板、反向推力、污染物撞击、污染物阻力、相对风速)。在此考虑了可能影响地面速度的任何因素。

该系统可以进一步配置为基于来自NEMS和/或其他来源的信息比较实际着陆位置和期望的着陆位置。期望的着陆位置的位置可以来自空中交通管制员、飞机驾驶员和/或任何其他合适的来源。

该系统可以配置为计算以下任意或所有的差异：实际的渐进式减速率和模拟的减速率之差异；着陆距离与模拟着陆距离之差异；实际地面速度与期望地面速度之差异；以及实际着陆位置与期望着陆位置之差异。为了便于说明，下面将讨论减速率的差异，但是相同的实施例可以应用于上述的任何差异。

在一实施例中，该系统包括预设的减速率差异容差，并且在计算出的差异超过所述容差时向用户发送警告。在一实施例中，预设的减速率差异容差最初是由程序员输入的，并且不能由用户进行调整。在另一实施例中，预设的减速率差异容差可由用户调整。在又一实施例中，预设的减速率差异容差可以基于许多因素(例如，飞机类型/型号、大气压力、天气条件、飞机轮胎与跑道之间的摩擦系数或轮胎制动)中的任何一个而变化。在又一实施例中，系统包括两个容差，其中一个容差高于另一个容差。该实施例可以进一步配置为根据超出的容差发出不同的警告。

可以考虑设置容差的任何系统和/或方法。

在一实施例中，系统将警告机场运营团队和机场空中交通管制团队可能存在跑道安全问题，并提供可能出现问题的位置。可以通知机场维护团队，飞机在跑道的特定区域发生了异常减速或方向控制。此外，空中交通管制团队可以收到类似的警报，并从系统收到建议或要求询问该飞机的飞行员是否做了任何事情(例如通过启用手动制动来关闭自动制动)或注意到可能导致飞机没有像系统预测的自动制动程序应该减速的那样不减速的任何事情和/或飞机没有在跑道上的预定安全路径内进行方向控制。

在一实施例中，对各个相关者的警告可以包括持续的可听到声音(例如哔哔声、啁啾声、蜂鸣器声)。在另一实施例中，警告可以包括重复的可听到的声音。在又一实施例中，警告可以包括闪烁的或闪亮的光。在又一实施例中，警告可以包括激活的持续的灯光。在又一实施例中，警告可以包括上述声音和灯光警告的组合。在又一实施例中，警告可以包括包含有关飞机的信息的警报或“弹出框”。该信息可以包括位置(例如跑道、纬度、经度)、时间(以当地时间格式)、飞机ID、航班ID和/或任何其他期望的信息。该警告可以包括与期望目的一致的任何听觉、视觉、数字式和/或其他优选类型的配置。该警告可以包括以下至少一项：在地图上覆盖一颜色编码范围以可视化地标识要检查/评估的区域的、短消息服务(SMS)和电子邮件。

在一实施例中，警报或警告将继续或重复直到用户关闭它为止。在另一实施例中，警告将在经过一预定时间后关闭。考虑与期望目的一致的警告操作的任何方法或系统。

在另一实施例中，系统可以配置为基于所生成的信息来创建摘要。例如，摘要可以包括曲线、图表、表格、动画、视频和/或期望输出的任何组合。该摘要可以显示在机场运营的车辆或设备、本地或远程空中交通管制塔楼、单独的监控计算机或与期望的目的相符的任何优选位置或位置组合中。

在一个实例中，曲线图示出了随时间变化的实际减速率12和随时间变化的模拟减速率。如图2所示，在一实施例中，曲线图还可以包括用于自动制动的最小设置的减速率曲线14和用于自动制动的最大设置的曲线16。在另一实施例中，曲线图示出飞机随时间变化的速度。如图3所示，在一实施例中，曲线图还可以包括针对每个自动制动设置的飞机随时间变化的模拟速度，即用于自动制动设置1的曲线22、用于自动制动设置2的曲线24、用于自动制动设置3的曲线26、用于最大自动制动设置的曲线28和用于观察到的飞机速度的曲线32。这些曲线图可以显示在空中交通管制塔楼、单独的监控计算机或与所需目的一致的任何优选位置或位置组合中。

在又一实施例中，系统可以将上面讨论的计算出的减速率差异并入到跑道的图形化地图上，以示出跑道的各个部分上实际的减速率。这样的图形化表示可以很容易地示出机场跑道上潜在的“麻烦点”，这些问题可以由适当的人员解决。这可以包括覆盖在机场地图上方的颜色编码图形化视图。例如，在减速率差异超过容差的情况下，系统可以基于从NEMS收集的位置数据，标记飞机着陆的跑道部分。可以以任何所需的方式标记该部分(例如，不同的颜色、轮廓、不同的图案)。在一个实施例中，当使用多个容差时，可以根据超出的容差不同使用不同的标记。在另一实施例中，依据着陆距离差异、减速率差异、地面速度差异、飞机经由的路径和/或着陆点差异是否超过其各自的容差，可以使用不同的标记。在一个实施例中，该系统包括所选机场跑道的地图，如上所述标记跑道的部分，并将标记的跑道转移到机场控制塔或任何其他合适的位置的接收器中，以供用户查看。可以从任何适当的来源获取机场跑道图，以绘制跑道的不同部分。在另一个实施例中，可以在机场控制或任何其他适当位置的预先存在的跑道图上标记这些部分。在此，考虑标记适合于期望用途的跑道图的任何手段和/或方法。

在又一实施例中，当所讨论的计算的着陆距离差异、减速率差异、地面速度差异和/或着陆差异超出容差时，可以在机场的雷达图上标记或动画显示飞机的图标。在一个实施例中，标记可以包括改变飞机图标的颜色。在另一实施例中，标记可以包括位于飞机图标附近的附加符号或图标。在又一实施例中，标记可以包括一“弹出框”，该弹出框在将光标置于飞机图标上或飞机图标附近时出现。可以考虑与期望用途一致的、与飞机的图标相对应的与任何标记。

在又一实施例中，该系统配置为将以上讨论的信息中的至少一些存储在数据库中。在一实施例中，所述信息被存储在一个数据库中。在另一实施例中，单独的数据库用于单独的信息。在又一个实施例中，将选定量的过去时间的信息存储在数据库中，并且删除比选定量的时间更早的信息。在又一实施例中，该数据库是可搜索的，允许用户根据不同的因素(例如日期、时间、天气、机场、跑道标识、飞机品牌、飞机型号、减速率范围、着陆距离范围、跑道状况报告、NOTAMS(航行通告))过滤结果。在此，可以考虑用于存储信息的任何方法或系统。

在一个实施例中，本发明包括一种用于捕获飞机的实际地面移动事件并将该事件的数据与该事件的模拟或预期版本进行比较的方法。这样的方法可以实施在要在计算机处理器上执行的软件程序中。例如，在一实施例中，该方法包括捕获飞机的地面移动事件并几乎实时地分析所述地面移动事件，以检测飞机的速度、着陆距离、转向和减速率方面的异常。在另一实施例中，该方法包括捕获飞机的地面移动事件，记录所述地面移动事件以及分析所述地面移动事件以检测飞机的速度、着陆距离、转向和减速率方面的异常。

在另一实施例中，本发明记录从飞机离开防冰区到开始起飞的时间，并且可以在实际起飞之前向飞行和除冰人员报告该时间。如果在当前条件下可能会超过防冰剂的最大保留时间，会向他们发出警告。

该方法可以包括一将系统连接到SWIM或类似框架的步骤。在一实施例中，该方法包括通过电缆网络将系统直接连接到SWIM框架。在另一实施例中，该方法包括通过无线或蜂窝网络将系统连接到SWIM框架。该步骤可以通过符合期望目的的任何手段来完成。

该方法还可以包括经由所述连接从SWIM或类似框架收集飞机信息的步骤。在一实施例中，该方法还包括搜索和/或过滤要收集的特定数据。在另一实施例中，该方法还包括从SWIM框架收集所有可用信息。在此，考虑收集任何数量的可用信息。

该方法还可以包括在飞机开始着陆过程时从SWIM或类似框架记录飞机的着陆位置的步骤。在一实施例中，所述记录步骤可以与SWIM或类似框架同时记录着陆位置。在另一实施例中，所述记录步骤可以在完成着陆过程之后进行。在此，可以考虑在任何时间记录飞机的着陆位置。

该方法可以包括在着陆程序期间的多个时间点记录来自SWIM或类似框架的飞机速度的步骤。在一实施例中，在可能的情况下，在降落过程的每一秒记录飞机的速度。在另一实施例中，在降落过程的每一分钟或其他时间段记录飞机的速度。在此，可以考虑以任何选定的时间间隔记录的飞机速度。

该方法还可以包括在着陆过程结束时从SWIM或类似框架记录飞机的最终位置的步骤。在一实施例中，所述记录步骤与SWIM框架同时记录最终位置。在另一实施例中，所述记录步骤可以在SWIM框架记录最终位置之后的选定时间段内进行。在此，可以考虑在任何时间记录飞机的最终位置。

该方法还可以包括计算关于实际着陆程序的某些信息的步骤。例如，该信息可以包括实际的减速率、实际的着陆距离、实际的地面速度、实际的转向路径和/或任何优选的数据。在一实施例中，每次记录飞机的速度时，就可以立即计算出实际的减速率。在另一实施例中，一旦着陆程序完成，便可以计算出实际的减速率。可以根据所需用途随时计算实际的减速率或飞机路径。

在一实施例中，通过计算着陆点和最终位置之间的距离，在SWIM框架记录飞机的最终位置的同时计算实际着陆距离。在另一实施例中，在SWIM框架记录最终位置之后的选定时间段内计算实际着陆距离。实际着陆距离可以根据所需用途在任何时候进行计算。

该方法还可以包括基于来自SWIM框架和/或其他数据源的信息来计算模拟的或预期的着陆程序的步骤。模拟着陆程序可以包括模拟减速率、模拟着陆距离、模拟地面速度、飞机路径和/或模拟着陆点。模拟着陆程序可以包括基于来自SWIM框架和/或其他数据源的信息的任何所需的信息。

该方法还可以包括将来自模拟着陆程序的数据与来自实际着陆程序的数据进行比较的步骤。例如，可以将实际着陆距离与模拟着陆距离进行比较，以找到着陆距离的差异；可以将实际的减速率与模拟的减速率进行比较，以求出减速率的差异；可以将飞机在路面上的实际路径与模拟或预期路径进行比较等等。在一实施例中，该方法还包括将所述差异与预定容差进行比较的步骤。当所述差异超过预定的容差时，可以发出上述类型的警告。或者，可以更改发生降落程序的跑道区域，以发出可能的问题信号。

该方法还可以包括一生成比较摘要的步骤。例如，摘要可以包括将模拟着陆距离与实际着陆进行比较的图表。在另一实施例中，摘要可包括数据表，该数据表在选定间隔下、在相同间隔下模拟飞机速度旁边汇编实际飞机速度。该摘要可以采用用户期望的形式或按照预制的形式。

该方法还可以包括将来自模拟飞机地面移动过程的数据与来自实际飞机地面移动过程的数据进行比较的步骤。例如，可以将实际飞机的地面移动与模拟的飞机的地面移动进行比较以找到差异，等等。在一实施例中，该方法还包括将预定路线或时间的差异与完整路线或活动容差进行比较的步骤。如果差异超出了预定的容差，则可以发出警报。或者，机场运营管理可能确定在飞机地面移动中采用最佳管理实践的新方法或不同方法。

该方法还可以包括一生成比较摘要的步骤。例如，摘要可以包括将模拟的飞机地面移动与实际飞机地面移动进行比较的图表。在另一实施例中，摘要可以包括数据表，该数据表编制选定的间隔的实际飞机地面移动在相同的间隔下模拟飞机地面移动旁。该摘要可以采用用户期望的形式或预制的形式。

如图4所示，本发明可以包括连接至SWIM/SMES或等效物的步骤100、等待着陆事件的步骤200、识别飞机的步骤300、记录飞机的位置数据的步骤400、分析位置数据的步骤500和生成摘要的步骤600，该摘要通信给操作者，指明飞机在可接受的操作性能范围之外。如图4所示，识别飞机的步骤300可以包括记录飞机识别号、识别飞机的类型/型号以及识别在着陆过程中飞机的自动制动的当前设置。分析位置数据的步骤500可以包括计算飞机的减速率、计算飞机的着陆距离、在地图上显示颜色编码的信息、识别或报告异常以及识别或报告飞机地面移动合规或不合规。

可以预期的是，本发明可以提供以下内容：

一种捕获全球飞机地面移动事件的软件程序，其特征在于一种用于检测飞机参数异常的方法，该方法包括以下至少一项：飞机速度、着陆距离、飞机减速率、着陆位置、飞机路线、飞机路线时序以及地面移动活动；

一种记录飞机地面移动以供历史回顾/查询的软件程序；

一种软件程序，其采用机器学习和人工智能进行自我监控和改进；

一种捕获地面移动事件的软件程序，其特征在于一种用于计算以下至少一项的方法：观测的着陆距离、着陆期间(从跑道开始算起)所使用的跑道部分的观测的减速率或平均减速率)、跑道三分之一(如果在着陆过程中使用了三分之一的话)的观测的减速率或平均减速率、针对每个测量值的地理环境本地化的观测的减速率或平均减速率和观测的飞机地面移动；

一种捕获飞机地面移动事件的软件程序，其特征在于一种用于表示以下至少一项的方法：使用覆盖在地图上的颜色编码范围的观察到的减速率以可视化地识别要检查/评估的区域，以及根据以下至少一项标准过滤飞机的轨迹或路径的能力：日期、时间、天气、报告的跑道状况、跑道标识、飞机品牌、飞机型号、减速率范围、着陆距离和飞机在机场路面/地面上的位置；

一种捕获飞机地面移动事件的软件程序，其特征在于一种用于跟踪以下至少一项的方法：基于所跟踪的飞机的超出范围的减速率、飞机类型和预期的减速率范围、以及飞机地面移动异常；

一种软件程序，包括机器学习或算法，其配置用于识别、忽略或注意各种常见的减速力，例如着陆时的轮加速旋转、气动襟翼、扰流板、反向推力和污染物撞击以及污染物阻力，以及确定这些加速/减速力是分别落在预期参数之内还是之外；

一种软件程序，其分析着陆位置并在检测到“超出正常范围”时报告；

一种软件程序，其分析飞机着陆停止距离并报告由于橡胶的堆积或路面宏观或微观纹理的恶化而可能增加的停止距离；

一种软件程序，其确认飞机地面移动(包括但不限于着陆、起飞和拒绝起飞)在可接受的操作容差之内或之外；

一种软件系统，配置为学习和教导另一配置为具有人工智能操作能力的系统；和

一种软件系统，该软件系统可以无声地、自主地或通过人工来全球地监视飞机着陆和飞机地面移动，并对任何超出容差和/或输入的期望值的着陆和飞机地面移动提供警报和警告。

本文在此公开的示例性描述的方法或算法可以以处理单元、编程指令或其他指令的形式，直接实施为硬件、软件(例如，可由处理器或其他计算机组件执行)或两者的组合中，并且可以包含在单个设备中，也可以分布在多个设备中。软件模块可以驻留在RAM(随机存取)存储器、闪存、ROM(只读)存储器、EPROM(可擦可编程只读)存储器、EEPROM(电可擦可编程只读)存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM(只读光盘驱动器)或本领域已知的任何其他形式的存储介质中。这样的存储介质可以耦合到处理器，使得处理器可以从该存储介质读取信息，并且可以向该存储介质写入信息。或者，存储介质可以与处理器集成在一起。

已经参考上述示例性实施例描述了本发明，可以进行添加、更改或删除一些细节来进行各种变化而不背离本公开包含的教导的合理范围。因此，本发明不限于在此公开的特定细节，而由所附的权利要求书限定。

Claims (11)

1.一种检测和报告飞机运行过程中异常的方法，包括以下步骤：

从一广播式自动相关监视系统ADS-B接收指示飞机运行的实时数据，所述实时数据包括以下至少一项：地面速度、飞机减速率、着陆位置、飞机在跑道上移动时的位置、飞机路线时序、地面移动活动和最大着陆距离；

根据收集的实时数据，计算飞机的一预测性能：

在所述预测的性能超过一预定阈值时实时生成一警告；

响应所述警告执行一个或多个动作，其中所述一个或多个动作包括在所述预测的性能超过一预定阈值时通知一机场空中管制团队和/或一机场运营团队所述飞机在所述跑道的一定区域发生一异常减速或方向控制；

在着陆距离差异超过一第二预定阈值时和/或一地面速度差异超过一第三预定阈值时和/或落地差异超过一第四预定阈值时，生成一个或多个警告；

在一机场地图上层叠一图形显示；和

在所述预测的性能超过所述预定阈值时，和/或在着陆距离差异超过一第二预定阈值时，和/或一地面速度差异超过一第三预定阈值时，和/或落地差异超过一第四预定阈值时，在所述图形显示上标记所述飞机降落的所述跑道的一个或多个部分。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预测性能包括以下至少一个：着陆距离和平均减速速率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括一在平均减速率在预期参数之内或之外时提醒操作员的步骤。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述警告包括以下至少一个：覆盖所述机场地图的一彩色编码范围以可视化地识别相对于所述跑道要检查/评估的区域，短信服务(SMS)或电子邮件。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时数据包括包括以下至少一项：日期、时间、跑道标识、飞机品牌、飞机型号、减速率范围、着陆距离范围以及飞机在机场路面/地面上的位置。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个或多个动作包括：

基于所述预测的性能超过所述预定阈值通知所述机场空中管制团队和/或所述机场运营团队一次跑道安全问题的发生；和

基于所述通知提供所述跑道安全问题的一位置。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时数据包括以下至少一个：着陆时轮的加速旋转、空气动力襟翼位置、扰流板位置、反推力参与时间和强度以及着陆地面的污染物撞击。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个或多个动作包括：

请求所述飞机的飞行员在所述预测的性能超过所述预定阈值时使用的制动的类型；和

从所述飞行员接收响应所述请求一指明使用的制动的类型的一响应。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，生成警告的步骤包括使用机器学习和人工智能确定一自动制动设置。

10.一种检测和报告飞机运行过程中异常的方法，所述方法包括以下步骤：

接收指示飞机运行的实时数据，所述实时数据包括以下至少一项：向飞机应用除冰化学品的时间、飞机的地面移动活动：

根据收集的实时数据，计算除冰化学品的预测过期时间和飞机的预测起飞时间：和

当飞机的预测起飞时间超过除冰化学品的预测过期时间时，提醒操作员。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述提醒操作员的步骤包括靠近代表飞机的标志连续显示除冰化学品的预测过期时间。