DE212015000313U1 - System zur Überwachung eines Flugzeugstands - Google Patents

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Abstract

System zur Überwachung eines Zustands eines Flugzeugs umfassend: – ein Ausgangsmodul, das konfiguriert ist, eine Berichtvertragsanfrage an eine Bordelektronik des Flugzeugs zu senden, wobei die Berichtvertragsanfrage ein oder mehrere Berichtskriterien definiert, auf die die Bordelektronik des Flugzeugs dem System eine Datensignalantwort bereitstellen muss; – ein Eingangsmodul, das konfiguriert ist, Datensignalantworten, die von der Bordelektronik des Flugzeugs zum System gesendet wurden, zu empfangen; – einen Prozessor, der konfiguriert ist, zu ermitteln, ob von den empfangenen Datensignalantworten ein oder mehrere Warnungskriterien erfüllt wurden; und – ein Warnungsmodul, das konfiguriert ist, auf Grundlage der Ermittlung eine Warnung zu erzeugen.

Description

  • GEGENSTAND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Überwachung eines Zustands eines Flugzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung ein System zur Warnung basierend auf überwachten Kommunikationen, von denen erwartet wird, dass sie von einem Flugzeug empfangen werden.
  • STAND DER TECHNIK
  • Derzeitige Flugzeugüberwachungssysteme verwenden typischerweise Daten des Aircraft Communications Addressing and Reporting Systems (ACARS) in Kombination mit Radardaten, um das Vorankommen eines Flugzeugs zu verfolgen. Diese Daten können von Fluglotsen verwendet werden oder alternativ Flugzeugbetreibern als Dienstleistung bereitgestellt werden.
  • Im ACARS-System ist jedes Flugzeug mit einem UKW-Transceiver ausgestattet, um eine Datenverbindung zwischen den Flugzeugbordgeräten und Bodengeräten bereitzustellen. Diese Datenverbindung kann durch eine direkte Übertragung vom Flugzeug zu einer Bodenstation bereitgestellt werden, oder alternativ kann das Flugzeug die Daten zu einem Satelliten übertragen, der dann die Daten zu einer Satellitenbodenstation weiterleitet. Diese Übertragungen werden an den Bodenstationen von einem Datenübertragungsdienstleister empfangen, welcher die Daten dann zu den Fluglotsen oder Flugzeugbetreibern weiterleitet.
  • Die Periodizität, mit der ein bestimmtes Flugzeug ACARS-Datenübertragungen aussenden wird, wird von der betreibenden Fluggesellschaft konfiguriert und ist typischerweise in der Größenordnung von zehn bis zwanzig Minuten. Dies wird im Allgemeinen festgelegt, um ein Gleichgewicht zwischen dem Empfang aktueller Daten und den mit dem Datentransfer verbundenen Kosten pro Nachricht bereitzustellen. Diese Periodizität wird durch eine geeignete Programmierung der Bordelektronik während einer Wartung des Flugzeugs festgesetzt und kann während eines Fluges nicht geändert werden.
  • In Anbetracht dieser relativ langen Zeitspanne zwischen aufeinanderfolgenden ACARS-Nachrichtenübertragungen können von einem Flugzeug beträchtliche Entfernungen zwischen den Übertragungen zurückgelegt werden, welche wiederum zu Ungenauigkeiten in der geschätzten Position und dem Weg eines Flugzeugs führen können. Darüber hinaus ist der Zeitstempel für eine beliebige ACARS-Übertragung nur auf eine Minute genau und die Standortdaten werden mit einer Genauigkeit von drei Dezimalstellen gemeldet.
  • Falls das Flugzeug gezwungen ist in einem bestimmten Gebiet des Flugraums zu kreisen, beispielsweise in einer Flughafenwarteschleife, wird dies nicht sofort aus den ACARS-Daten ersichtlich sein, da das Flugzeug wahrscheinlich einen vollen Kreis innerhalb der Zeitspanne, bis eine nachfolgende ACARS-Übertragung ausgeführt wird, vollführt haben wird. Dies kann dazu führen, dass diejenigen welche die ACARS-Daten überwachen unsicher sind, ob diese Datenübertragungen fehlerhaft sind oder, ob das Flugzeug tatsächlich zwischen aufeinanderfolgenden ACARS-Übertragungen in einem bestimmten Gebiet des Luftraums verblieben ist.
  • Eine Vergrößerung der Standardfrequenz der ACARS-Übermittlung (d.h. ein Reduzieren der Zeitspanne zwischen aufeinanderfolgenden Übertragungen), wie sie in die Bordelektronik des Flugzeugs während einer Wartung programmiert wird, würde einen aktuelleren Satz von Standortdaten bereitstellen. Allerdings würde, falls jede Fluggesellschaft dies als allgemeinen Standard tun würde, eine große Last auf das ACARS-Netzwerk gelegt werden, da es sich um ein digitales one-to-one Datenübertragungssystem handelt. Dies könnte das Netzwerk überlasten und seine Zuverlässigkeit und Genauigkeit reduzieren.
  • Der Luftraum um die Welt ist in eine Reihe von dreidimensionalen (3D) Raumblöcken aufgeteilt, die als Sektoren bekannt sind. Jeder Sektor hat einen oder mehrere Fluglotsen, welche mit Flugzeugen, die in diesem Luftraumsektor agieren oder dabei sind diesen zu betreten, kommunizieren und verantwortlich für deren Sicherheit sind. Diese Fluglotsen arbeiten für Air Navigation Service Providers (ANSPs) und sind ausgebildet das Flugzeug so zu leiten, dass ein sicherer und geregelter Fluss an Flugzeugen von Punkt zu Punkt auf effizienteste Weise stattfindet.
  • Um dies zu erreichen, kommunizieren Fluglotsen mit Flugzeugen um aktive Unterstützung und Genehmigungen zu geben sowie um Informationen vom Flugzeug zu erhalten. Üblicherweise wird diese Kommunikation über Sprechfunk, beispielsweise über Funkübertragungen in UKW- oder KW-Bändern, durchgeführt. Ein Problem bei der Verwendung von Sprechfunk ist, dass nur eine Übertragung auf einer bestimmten Frequenz zu einer bestimmten Zeit durchgeführt werden kann und so, selbst falls ein starkes Funksignal vorhanden ist, die Übertragung abgeschnitten oder unverständlich werden kann. Um daher zu versichern, dass Übertragungen korrekt empfangen wurden, ist es nötig die Nachricht zurück zu sprechen, was zudem die Zeit erhöht, die es dauert eine bestimmte Kommunikation abzuschließen.
  • Ferner können Sprachkommunikationen Missverständnissen oder Sprachbarrieren unterliegen, die Sprachqualität kann niedrig sein und UKW-Frequenzen unterliegen einem hohen Verkehrsaufkommen. Um diese nachteiligen Aspekte zu bekämpfen, wurde ein Komitee eingesetzt, um ein neues System – das Future Air Navigation System (FANS) – einzuführen, um diese Kommunikationen zu verbessern, beispielsweise indem ein Datenübertragungssystem genutzt wird, um Nachrichten zwischen dem ANSP und dem Flugzeug zu verkapseln.
  • Eine Reihe von Standardformatkommunikationen wurden bestimmt, welche verwendet werden können, um übliche Befehle zu senden, beispielsweise Level- oder Altitude-Anweisungen, Kreuzungsbeschränkungen, laterale Abweichungen, Routenveränderungen und Streckenfreigaben, Geschwindigkeitsanweisungen, Funkfrequenzanweisungen sowie verschiedene Anfragen für andere Informationen mit der Option einer freien Textnachricht für Kommunikationen, welche außerhalb der Standardliste üblicher Befehle oder Antworten liegen.
  • Diese Kommunikationen sind allgemein als Controller-Pilot Data Link Communications (CPDLC) bekannt und eliminieren die Notwendigkeit Kommunikationen durch mehrere Übertragungen und Zurücklesen zu bestätigen, da beide Parteien die Kommunikationen in Textform sehen können und die Kommunikationen auf Abruf verfügbar sind, sodass sie später leicht erneut gelesen oder ausgedruckt werden können.
  • Diese Datenübertragungsnachrichten werden üblicherweise mittels des Aircraft Communication Adressing and Reporting Systems (ACARS) Protokolls verpackt und übertragen. Flugzeuge, welche das ACARS verwenden können mit einem UKW- und/oder einem KW-Transponder ausgestattet sein, um eine Datenverbindung zwischen den Flugzeugbordgeräten und den Bodenstationsgeräten zu ermöglichen. Diese Datenverbindung kann durch eine direkte Übertragung vom Flugzeug zum Boden, oder alternativ durch eine Mikrowellenübertragung über einen Satelliten bereitgestellt werden. Diese Übertragungen werden am Boden von einem Datenübertragungsdienstleister empfangen und dann vom Datenübertragungsdienstleister zu Flugzeugbetreiber für eine Gebühr pro Nachricht geleitet. Nachrichten, welche vom Flugzeug zu einem Bodensystem übertragen werden, können als Downlink-Nachricht und Nachrichten, welche vom Bodensystem zum Flugzeug übertragen werden, können als Uplink-Nachrichten bezeichnet werden.
  • Ein weiterer Aspekt von FANS ist die Möglichkeit einen Automatic Dependent Surveillance Conastract (ADS-C) einzurichten. Der ADS-C verwendet die FANS-Bordelektroniksysteme, welche ein Teil des bordeigenen Flight Management Systems (FMS) mit FANS ausgestatteter Flugzeuge sind, um Nutzern, wie beispielsweise ANSPs oder Fluggesellschaften, automatisch mit Informationen, wie Flugzeugstandort, Höhe, Geschwindigkeit, Zweck und meteorologische Daten zu versorgen. Die ADS-C-Nachricht enthält mindestens eine dreidimensionale Standortinformation, einen Zeitstempel entsprechend der Standortinformation und eine figure of merit (FOM), welche die Genauigkeit der Standortdaten angibt.
  • Der Vertrag ist definiert über das Bodensystem des Endnutzers und kann angeben, dass Kommunikationen vom Flugzeug zum Bodensystem des Endnutzers als Antwort auf festgelegte periodische, bedarfsbasierte oder ereignisbasierte Kriterien oder einer Kombination dieser Kriterien gesendet werden sollen. Bis zu fünf separate Bodensysteme sind in der Lage ADS-Verträge zu einem bestimmten Flugzeug aufrechtzuerhalten und derzeit werden diese ADS-C-Verbindungen typischerweise von den Fluglotsen der ANSPs, die FANS-fähige Bodensysteme besitzen, verwendet, um die Abhängigkeit von Sprachkanaldialogen zwischen dem Flugzeugpiloten und dem Fluglotsen zu verringern, was im Gegenzug die Arbeitsbelastung sowohl des Fluglotsen als auch des Piloten reduziert und erlaubt, den Abstand zwischen entsprechenden Flugzeugen zu verringern.
  • Der ANSP kann das Datenverbindungsvermögen eines bestimmten Flugzeugs bestimmen, indem Air Traffic Service Facilities Notification (AFN) Nachrichten mit dem Flugzeug ausgetauscht werden. Diese Nachrichten können zudem Adressinformationen enthalten, welche es ermöglichen eine nachfolgende FANS-Sitzung stattfinden zu lassen.
  • In der Vergangenheit haben Fluglinien auf die von den Fluglotsen herausgegeben Berichte vertraut und lediglich passive Verfahren zur Zustandsüberwachung ihrer Flugzeuge verwendet. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung ein proaktives System für Fluggesellschaften bereitzustellen, um den Zustand ihrer Flugzeuge zu überwachen, welches schnell entwickelt werden kann und unter Verwendung eines bestehenden Flugzeugequipments umgesetzt werden kann.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß eines ersten Aspekts der Erfindung wird ein computergestütztes Verfahren bereitgestellt, um den Zustand eines Flugzeugs zu überwachen. Das computergestützte Verfahren umfasst das Senden einer Berichtsvertragsanfrage an eine Bordelektronik des Flugzeugs von einem Ausgangsmodul eines Flugzeugüberwachungssystems, wobei die Berichtsvertragsanfrage eine oder mehrere Berichtskriterien definiert, auf die die Bordelektronik des Flugzeugs dem Flugzeugüberwachungssystem eine Datensignalantwort bereitstellen muss; das Empfangen der Datensignalantworten, welche von der Bordelektronik des Flugzeugs zum Flugzeugüberwachungssystem gesendet wurden, an einem Eingangsmodul des Flugzeugüberwachungssystems; das Ermitteln an einem Prozessor des Flugzeugüberwachungssystems, ob ein oder mehrere Warnungskriterien von den empfangenen Antworten erfüllt wurden; und das Erzeugen einer Warnung an einem Warnungsmodul des Flugzeugüberwachungssystems auf Grundlage der Ermittlung.
  • Vorteilhafterweise stellt diese Ausgestaltungsform ein Verfahren bereit, bei der ein Berichtsvertrag, beispielsweise ein ADS-Vertrag, mit einem Flugzeug initiiert werden kann und ein intelligentes Warnen auf Grundlage der Berichtsvertragsnachrichten bereitgestellt werden kann.
  • Vorzugsweise können die Berichtskriterien ein erstes Intervall definieren, in dem die Bordelektronik des Flugzeugs eine Datensignalantwort bereitstellen muss, die Warnungskriterien können ein zweites Intervall definieren und an einem Warnungsmodul des Flugzeugüberwachungssystems kann eine Warnung erzeugt werden, falls während des ersten oder zweiten Intervalls keine angeforderte Datensignalantwort empfangen wurde. Dies stellt vorteilhafterweise ein Verfahren bereit, welche den Nutzer automatisch warnen kann, dass eine erwartete periodische Berichtsvertragsantwortnachricht nicht empfangen wurde. Der Nutzer kann dann die Situation prüfen, um zu entscheiden, ob weiteres Handeln nötig ist.
  • Optional können die Berichtskriterien anzeigen, dass eine sofortige Datensignalantwort von der Bordelektronik des Flugzeugs erforderlich ist und am Warnungsmodul des Flugzeugüberwachungssystems kann die Warnung erzeugt werden, falls keine Datensignalantwort innerhalb eines von den Warnungskriterien definierten Intervalls empfangen wurde. Ferner können ein oder mehrere Berichtskriterien oder ein oder mehrere Warnungskriterien von einer Kriteriendatenbank empfangen werden und die Datensignalantworten können zum Flugzeug gehörige Flugzeugstandortinformationen umfassen.
  • In einer Ausgestaltungsform ist das Eingangsmodul konfiguriert, um zum Flugzeug gehöriger Flugplandaten und ACARS-Date zu empfangen, und am Warnungsmodul wird eine Warnung erzeugt, falls ermittelt wird, dass eine zum Flugzeug gehörige Flugphasenänderungsnachricht empfangen wurde, aber zum Flugzeug gehörige Flugplandaten nicht empfangen wurden. Dies liefert eine Warnung, falls ein Flugzeug dabei ist abzuheben oder abgehoben hat, aber der zu diesem Flugzeugflug gehörige Flugplan noch nicht vom System empfangen wurde. Dies ist wünschenswert, weil das Fehlen von Flugplandaten für das Flugzeug bedeuten wird, dass irgendwelche anderen Warnfunktionen für den Flug nicht verfügbar sein können bis entsprechende Flugplandaten bereitgestellt werden.
  • Das computergestützte Verfahren kann umfassen, dass am Eingangsmodul zum Flugzeug gehörige Flugplandaten empfangen werden und am Warnungsmodul eine Warnung erzeugt wird, falls die Flugzeugstandortinformationen ermittelt werden vertikal oder lateral um einem vorgegebenen Betrag von den Flugplandaten abzuweichen. Dies wird den Endnutzer auf eine Kursänderung des Flugzeugs aufmerksam machen, was zusätzliche Untersuchungen erfordern kann, um zu ermitteln, ob das unerwartete Verhalten des Flugzeugs bedenklich ist. Dies hilft Nutzern, welche eine große Anzahl an Flugzeugen überwachen, indem es ihre Aufmerksamkeit zu speziellen Flugzeugen lenkt, welche Beachtung hinsichtlich einer unerwarteten Änderung in der Flugbahn benötigen könnten.
  • Zudem kann das Verfahren optional umfassen, dass am Eingangsmodul zum Flugzeug gehörige Controller-Pilot Data Link Communications (CPDLC) Nachrichten empfangen werden und vom Warnungsmodul eine Warnung erzeugt wird, falls die Abweichung von den Flugplandaten vom Prozessor als nicht im Inhalt der CPDLC-Nachrichten genehmigt ermittelt wird. Dies ermöglicht dem Verfahren zu ermitteln, ob eine unerwartete Abweichung ein Ergebnis einer Korrespondenz zwischen dem Lotsen und dem Piloten ist, in welchem Fall die Warnung nicht nötig ist, oder ob weitere Untersuchungen weiterhin nötig sind. Dies hilft einem Nutzer, indem die Anzahl an Warnungen, welche erzeugt werden können und überprüft werden müssen, in Situationen, in welchen ein Lotse eine ansonsten unerwartete Änderung in der Flugroute autorisiert oder angewiesen hat, reduziert wird.
  • Das computergestützte Verfahren kann am Warnungsmodul eine Warnung erzeugen, falls das Flugzeug ermittelt oder abgeschätzt wird eine bestimmte Region des Luftraums auf der Grundlage der aktuellen Flugzeugstandortinformationen oder Flugplandaten zu durchkreuzen. Diese Region des Luftraums kann durch eine Nutzerauswahl oder einer Wetterwarnung bestimmt werden. Vorteilhafterweise erlaubt dies dem computergestützten Verfahren automatisch den Endnutzer zu warnen, falls das Flugzeug abgeschätzt wird unerwünschten Luftraum zu betreten oder bereits betreten hat, beispielsweise ein Kriegsgebiet, eine Region, welche Vulkanaschewolken oder eine andere Schlechtwetterregion umfasst.
  • Vorzugsweise wird am Warnungsmodul eine Warnung erzeugt, falls am Prozessor ermittelt wird, dass eine empfangene Datensignalantwort ein Notfallbericht oder eine Verbindungsverweigerungsnachricht ist. Die Berichtvertragsanfrage und die dazugehörige Datensignalantwort entsprechen vorzugsweise einem Automatic Dependent Surveillance Contract.
  • In einer Ausgestaltungsform umfasst das computergestützte Verfahren zusätzlich, dass am Eingangsmodul zum Flugzeug gehörige Controller-Pilot Data Link Communications (CPDLC) Nachrichten empfangen werden, dass die CPDLC-Nachrichten in einem Datenspeicher gespeichert werden und dass die CPDLC-Nachrichten einem Nutzer auf eine Nutzeranfrage bereitgestellt werden. Die Warnungen, welche erzeugt wurden, können zudem in einem Datenspeicher gespeichert werden und einem Nutzer auf eine Nutzeranfrage zur Verfügung gestellt werden. Dies hilft vorteilhafterweise einem Nutzer festzustellen, ob das Ereignis, welches zur Erzeugung der Warnungen geführt hat, zwischen dem Pilot des Flugzeugs und einem ANSP-Lotsen abgesprochen wurde.
  • Das computergestützte Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung kann zudem umfassen, dass am Eingangsmodul zum Flugzeug gehörige Air Traffic Service Facilities Notification (AFN) Nachrichten empfangen werden; dass am Prozessor ermittelt wird, ob eine oder mehrerer AFN-Nachrichtkriterien von den empfangenen AFN-Nachrichten erfüllt wurden und am Warnungsmodul eine Warnung auf Grundlage der Ermittlung zu erzeugen.
  • Alternativ kann ein computergestütztes Verfahren zur Zustandsüberwachung eines Flugzeugs bereitgestellt werden, umfassend, dass am Eingangsmodul zum Flugzeug gehöriger Air Traffic Services Facilities Notification (AFN) Nachrichten empfangen werden; dass am Eingangsmodul zum Flugzeug gehörige Flugzeugstandortinformationen empfangen werden; dass an einem Prozessor ermittelt wird, ob eine oder mehrere AFN-Nachrichtkriterien von den empfangenen AFN-Nachrichten erfüllt worden sind; und dass am Warnungsmodul eine Warnung auf Grundlage der Ermittlung und den Flugzeugstandortinformationen erzeugt wird.
  • Vorzugsweise kann der Prozessor ermitteln, ob AFN-Nachrichtkriterien, welche eine Zeitdauer zum Empfangen einer FANS-Anmeldebestätigungsnachricht bestimmen, erfüllt worden sind und veranlassen, dass eine Warnung am Warnungsmodul erzeugt wird, falls die FANS-Anmeldebestätigungsnachricht nicht empfangen wurde, nachdem das Flugzeug in FANS-fähigen Luftraum für die bestimmte Zeitdauer war. Dies wird einem Endnutzer, beispielsweise einem Flugzeugbetreiber, aufzeigen, dass ein unerwarteter Kontaktverlust zwischen ihrem Flugzeug und dem FANS-Bodensystem eines ANSP stattgefunden hat.
  • Optional kann der Prozessor ermitteln, ob AFN-Nachrichtkriterien, welche eine Zeitdauer zum Empfang einer FANS-Anmeldebestätigungsnachricht festlegen, erfüllt worden sind und veranlassen, dass eine Warnung am Warnungsmodul erzeugt wird, falls die FANS-Anmeldebestätigungsnachricht nicht innerhalb der ermittelten Zeitdauer, ab dem eine AFN-Kontaktwarnungsnachricht zum Flugzeug gesendet wurde, empfangen wurde. Dies zeigt vorteilhafterweise einem Endnutzer, dass eine FANS-Übergabe zwischen zwei ANSPs nicht erfolgreich war und dass weitere Untersuchungen des Flugzeugzustands wünschenswert sein können, um irgendwelche Lücken zwischen ANSP, welche das Flugzeug verfolgen, zu eliminieren.
  • Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein System zur Überwachung eines Flugzeugzustands bereitgestellt. Das System umfasst ein Ausgangsmodul, das konfiguriert ist, eine Berichtvertragsanfrage an eine Bordelektronik des Flugzeugs zu senden, wobei die Berichtvertragsanfrage ein oder mehrere Berichtskriterien definiert, auf die die Bordelektronik des Flugzeugs dem System eine Datensignalantwort bereitstellen muss; ein Eingangsmodul, das konfiguriert ist Datensignalantworten, die von der Bordelektronik des Flugzeugs zum System gesendet wurden, zu empfangen; einen Prozessor, der konfiguriert ist, zu ermitteln, ob von den empfangenen Datensignalantworten ein oder mehrere Warnungskriterien erfüllt wurden; und ein Warnungsmodul, das konfiguriert ist auf Grundlage der Ermittlung eine Warnung zu erzeugen.
  • Dies stellt vorteilhafterweise ein System bereits, das einen Berichtsvertrag, beispielsweise einen ADS-Vertrag, mit einem Flugzeug initiieren kann und das auf Grundlage der Kriterien des Berichtvertrags und dem Inhalt der Berichtsvertragsnachrichten, welche empfangen oder nicht empfangen werden, ein intelligentes Warnen bereitstellt.
  • Vorzugsweise definieren die Berichtskriterien ein erstes Intervall, in dem die Bordelektronik des Flugzeugs eine Datensignalantwort bereitstellen muss, die Warnungskriterien definieren ein zweites Intervall und das Warnungsmodul ist konfiguriert eine Warnung zu erzeugen, falls während des ersten oder zweiten Intervalls, welche durch die Kriterien definiert werden, keine angeforderte Datensignalantwort empfangen wurde, sodass ein Nutzer automatisch gewarnt wird, dass eine erwartete periodische Berichtsvertragsdatensignalantwort nicht empfangen worden ist. Optional können die Berichtskriterien anzeigen, dass eine sofortige Datensignalantwort von der Bordelektronik des Flugzeugs erforderlich ist und das Warnungsmodul kann konfiguriert sein eine Warnung zu erzeugen, falls keine Datensignalantwort innerhalb eines von den Warnungskriterien definierten Intervalls empfangen wurde.
  • In einer bevorzugen Ausgestaltungsform umfassen die Datensignalantworten, welche das Eingangsmodul konfiguriert ist zu empfangen, zum Flugzeug gehörige Flugzeugstandortinformationen. Zudem kann das Eingangsmodul zusätzlich konfiguriert sein, zum Flugzeug gehörige Flugplandaten und ACARS-Daten zu empfangen und das Warnungsmodul kann konfiguriert sein eine Warnung zu erzeugen, falls ermittelt wurde, dass eine zum Flugzeug gehörige Flugphasenänderungsnachricht empfangen worden ist, aber zum Flugzeug gehörige Flugplandaten nicht empfangen worden sind. Dies liefert eine Warnung, falls ein Flugzeug dabei ist abzuheben oder abgehoben hat, aber der zu diesem Flugzeugflug gehörige Flugplan noch nicht vom System empfangen worden ist. Dies ist wünschenswert, weil das Fehlen von Flugplandaten für das Flugzeug bedeuten wird, dass irgendwelche anderen Warnfunktionen für den Flug nicht verfügbar sein können bis entsprechende Flugplandaten bereitgestellt werden.
  • Optional kann das Eingangsmodul konfiguriert sein zum Flugzeug gehörige Flugplandaten zu empfangen und das Warnungsmodul kann konfiguriert sein eine Warnung zu erzeugen, falls der Prozessor ermittelt, dass die Flugzeugstandortinformationen anzeigen, dass das Flugzeug vertikal oder lateral um einen vorgegebenen Betrag von den Flugplandaten abgewichen ist.
  • Vorzugsweise ist das Eingangsmodul zusätzlich konfiguriert zum Flugzeug gehörige Controller-Pilot Data Link Communications (CPDLC) Nachrichten zu empfangen und das Warnungsmodul ist zusätzlich konfiguriert eine Warnung nur dann zu erzeugen, falls die Abweichung von den Flugplandaten vom Prozessor als nicht im Inhalt der CPDLC-Nachrichten genehmigt ermittelt wird. Auf diese Weise kann die Anzahl der Warnungen, welche vom System erzeugt werden, reduziert werden, sodass sich der Endnutzer auf die erzeugten Warnungen fokussieren kann, welche weitere Untersuchungen benötigen können, um den Zustand der überwachten Flugzeuge zu verifizieren.
  • Wo das Eingangsmodul konfiguriert ist zum Flugzeug gehörige Flugplandaten zu empfangen, das Warnungsmodul konfiguriert ein kann eine Warnung zu erzeugen, falls der Prozessor ermittelt oder abschätzt, dass das Flugzeug eine bestimmte Region des Luftraums auf Grundlage der Flugplandaten schneiden wird. Die Definition der bestimmten Region des Luftraums kann von einer Nutzerauswahl empfangen werden oder kann eine Schlechtwetterwarnung sein.
  • Das Warnungsmodul des Systems kann konfiguriert sein eine Warnung zu erzeugen, falls der Prozessor ermittelt, dass es sich bei einer empfangenen Datensignalantwort um einen Notfallbericht handelt oder falls die Datensignalantwort auf die Berichtsvertragsanfrage vom Prozessor als eine Verbindungsverweigerungsnachricht ermittelt wird.
  • Das Eingangsmodul des Systems kann zusätzlich konfiguriert sein zum Flugzeug gehörige Controller-Pilot Data Link Communications (CPDLC) Nachrichten zu empfangen und der Prozessor kann konfiguriert sein die CPDLC-Nachrichten in einem Datenspeicher zu speichern, sodass diese einem Nutzer auf eine Nutzeranfrage bereitgestellt werden können. Dies ermöglicht einem Nutzer eine Warnung zu untersuchen, um zusätzliche Informationen zu erhalten betreffen den Zusammenhang des Flugzeugstatus um den Zeitpunkt, an dem die Warnungsbedingungen bemerkt wurden.
  • Vorzugsweise entsprechen die Berichtsvertragsanfragen, welche das Ausgangsmodul konfiguriert ist zu senden, und die entsprechenden Antworten, welche das Eingangsmodul konfiguriert ist zu empfangen, einem Automatic Dependent Surveillance Contract. Das System kann zudem einen Datenspeicher umfassen, wobei der Prozessor zusätzlich konfiguriert ist die erzeugten Warnungen im Datenspeicher zu speichern und die erzeugten Warnungen einem Nutzer auf eine Nutzeranfrage bereitzustellen.
  • Das Eingangsmodul des Systems nach einem zweiten Aspekt der Erfindung kann zusätzlich konfiguriert sein zum Flugzeug gehörige Air Traffic Services Facilities Notification (AFN) Nachrichten zu empfangen und das Warnungsmodul kann konfiguriert sein eine Warnung zu erzeugen, falls der Prozessor ermittelt, dass eine AFN-Bestätigungsnachricht nicht wann erwartet auf Grundlage der Flugzeugstandortinformationen empfangen wurde.
  • Alternativ kann ein System zur Überwachung eines Zustands eines Flugzeugs bereitgestellt werden, umfassend, ein Eingangsmodul, das konfiguriert ist zum Flugzeug gehörige Air Traffic Services Facilities Notification (AFN) Nachrichten und zum Flugzeug gehörige Flugzeugstandortinformationen zu empfangen; einen Prozessor, der konfiguriert ist zu ermitteln, ob eine oder mehrere AFN-Nachrichtkriterien von den empfangenen AFN-Nachrichten erfüllt worden sind; und ein Warnungsmodul, das konfiguriert ist, auf Grundlage der Ermittlung und der Flugzeugstandortinformation eine Warnung zu erzeugen.
  • Vorzugsweise bestimmen die AFN-Nachrichtkriterien einen Zeitraum zum Empfangen einer FANS-Anmeldebestätigungsnachricht ermittelt und das Warnungsmodul ist konfiguriert eine Warnung auszugeben, falls die FANS-Anmeldebestätigungsnachricht nicht empfangen wurde, nachdem das Flugzeug für den ermittelten Zeitraum in FANS-fähigen Luftraum war. Dies wird dem Nutzer, beispielsweise einer Fluggesellschaft, aufzeigen, dass ein unerwarteter Kontaktverlust zwischen ihrem Flugzeug und dem FANS-Bodensystem des ANSP stattgefunden hat.
  • Optional können die AFN-Nachrichtkriterien einen Zeitraum zum Empfangen einer FANS-Anmeldebestätigungsnachricht bestimmen und das Warnungsmodul kann konfiguriert sein, eine Warnung zu erzeugen, falls die FANS-Anmeldebestätigungsnachricht nicht innerhalb des bestimmten Zeitraums empfangen wurde, ab dem eine AFN-Kontaktwarnungsnachricht zum Flugzeug gesendet wurde. Dies zeigt dem Endnutzer vorteilhafterweise, dass eine FANS-Übergabe zwischen zwei ANSPs nicht erfolgreich war und dass weitere Untersuchungen des Flugzeugzustands wünschenswert sein können.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Beispielhaft und auf die beigefügten Figuren Bezug nehmend werden nun Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, wobei:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Systems nach einer Ausführungsform der Erfindung ist, das mit den entsprechenden Datenquellen wechselwirkt;
  • 2 eine schematische Darstellung eines Systems nach einer Ausführungsform der Erfindung ist;
  • 3 ein Nachrichtenflussdiagramm des Vorgangs des Herstellens einer FANS-Sitzung mit einem ANSP ist;
  • 4 ein Nachrichtenflussdiagramm des Vorgangs des Übergebens einer FANS-Sitzung von einem aktuellen ANSP zum nächsten ANSP ist;
  • 5 ein Flussdiagramm ist, welches die Hauptschritte zeigt, die von einer Ausführungsform der Erfindung durchgeführt werden.
  • 6 ein Flussdiagramm ist, welches zusätzliche Schritte zeigt, die von einer Ausführungsform der Erfindung durchgeführt werden können; und
  • 7 ein Flussdiagramm ist, welches die Hauptschritte zeigt, die von einer alternativen Ausführungsform der Erfindung durchgeführt werden.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • 1 zeigt ein Flugzeug 10, das mit einem FANS-Bordelektroniksystem ausgestattet ist, um eine digitale Datenverbindung zwischen dem Flugzeug 10 und ein oder mehreren Nutzern am Boden bereitzustellen. Die digitale Datenverbindung kann Nachrichten direkt zu einem oder mehreren ACARS-Bodenstationen 12 übertragen, welche dann mittels eines Kommunikationsnetzwerks 14 weitergeleitet werden können. Das Kommunikationsnetzwerk kann ein oder mehrere Local Area Netzwerke (LAN), Wide Area Netzwerke (WAN), das Internet, Mobilfunkkommunikationssysteme oder Satellitenkommunikationssysteme umfassen. Alternativ kann das Flugzeug die ACARS-Nachrichten über eine Satellitenverbindung 16 übertragen; in diesem Fall wäre die Bodenstation eine Satellitenbodenstation 18.
  • Die ACARS-Nachrichten, welche mittels des Kommunikationsnetzwerks 14 weitergeleite werden, werden dann zu einem System 20 gesendet und von diesem zentral gesammelt. Diese ACARS-Nachrichten können FANS-Nachrichten, die über das ACARS-Protokoll gesendet wurden, sowie andere ACARS-Nachrichten enthalten, beispielsweise ACARS-Flugzeugstandortinformationsberichte und OOOI-Nachrichten, was im Folgenden genauer beschrieben werden wird. Das System 20 ist zur Überwachung des Zustands eines Flugzeugs. Typischerweise wird der Zustand des Flugzeugs während eines Flugzeugflugs überwacht werden. In diesem Zusammenhang soll ein Flug auch bodenbasierte Aktivitäten, beispielsweise Rollen, einschließen, von dem Moment an, von dem die Flugzeugsysteme am Ursprungsort angeschaltet werden bis zu dem Moment, an dem die Flugzeugsysteme am Ankunftsort abgeschaltet werden. Das Kommunikationsnetzwerk 14 kann zudem verwendet werden, um Kommunikationen zwischen dem Flugzeug 12 und einem Air Navigation Service Provider (ANSP) System 21, oder einem Air Traffic Controller (ATC) System, das zu einer ATC-Einrichtung gehört, zu leiten.
  • Das Kommunikationsnetzwerk 14 kann ein beliebiges öffentliches, privates, drahtgebundenes oder drahtloses Netzwerk sein und kann eine beliebige geeignete Infrastruktur umfassen, einschließlich Kupferkabel, optische Kabel oder Glasfasern, Router, Firewalls, Switches, Gateway-Computer und Edge-Server. Die Bodenstationen 12 können UKW-Bodenstationen oder KW-Bodenstationen umfassen, welche im UKW- oder KW-Funkfrequenzbereich arbeiten. Der Ausdruck „Bodenstation“ wird hierbei verwendet, um auf eine beliebige Empfängerstation auf Bodenniveau zu verweisen.
  • Um Zweifeln zu vermeiden, können diese Bodenstationen Empfänger auf Ozeanplattformen, beispielsweise Bohrinseln, oder schwimmende Seefahrzeuge, beispielsweise Tanker oder Flugzeugträger, miteinschließen.
  • Das System 20 nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird nun mit Bezug auf 2 noch eingehender beschrieben werden. Das System 20 umfasst einen Prozessor 22, der mit einem Kriteriendatenspeicher 24, einem Ausgangsmodul 26 und einem Eingangsmodul 28 über entsprechende Datenleitungen verbunden ist. Das Ausgangsmodul 26 ist konfiguriert, um über eine Verbindung 26a zum Kommunikationsnetzwerk 14 der 1 zu koppeln, sodass Uplink-Nachrichtenausgaben vom Ausgangsmodul 26 zu einem Flugzeug 10 über ein oder mehrere Bodenstationen 12 oder ein oder mehrere Satellitenbodenstationen 18, welche eine Satellitenverbindung 16 verwenden, übermittelt werden können.
  • In ähnlicher Weise ist das Eingangsmodul 28 konfiguriert, um über eine Verbindung 28a zum Kommunikationsnetzwerk 14 der 1 zu koppeln, sodass Downlink-Nachrichtenausgaben vom Flugzeug 10 am Eingangsmodul 28 über ein mehrere Bodenstationen 12 oder ein oder mehrere Satellitenbodenstationen 18, welche eine Satellitenverbindung 16 verwenden, empfangen werden können. Das System umfasst zusätzlich ein Warnungsmodul 30, welches mit dem Prozessor 22 über eine weitere Datenverbindung verbunden ist, und konfiguriert ist, ein oder mehrere Warnungen an einen Endnutzer auszugeben. Das Warnungsmodul 30 kann über eine Verbindung 30a zum Endnutzersystem 31 des Endnutzers gekoppelt sein.
  • Optional kann das Eingangsmodul 28 des Systems 20 zusätzlich über eine Verbindung 32a zu einem Flugplanspeicher 32 gekoppelt sein. In diesem Zusammenhang wird es geschätzt werden, dass das Eingangsmodul 28 konfiguriert sein kann Eingangsnachrichten von einer Vielzahl Quellen zu empfangen und dass die Nachrichten von jeder Quelle an verschiedenen Eingangssubmodulen empfangen werden können, wobei die entsprechenden Eingangssubmodule zusammen das Eingangsmodul 28 bilden. Das System 20 kann optional zusätzlich einen Datenspeicher 34 umfassen. In einer Ausführungsform kann der Datenspeicher 34 über eine Datenverbindung mit dem Prozessor 22 verbunden sein.
  • Um einen ADS-Vertrag mit einem bestimmten Flugzeug 10 zu initiieren, kann der Prozessor 22 Anweisungen zum Ausgangsmodul 26 senden, um einmalig das Flugzeug zu identifiziert und zumindest ein Berichtskriterium zu bestimmen. Die ein oder mehreren Berichtskriterien können vom Prozessor 22 vom Kriteriendatenspeicher 24 abgerufen werden, oder alternativ können die Berichtskriterien von einem Endnutzersystem 31, beispielsweise über das Warnungsmodul 30 und die Verbindung 30a, bereitgestellt worden sein.
  • Der Kriteriendatenspeicher 24 kann konfiguriert sein, um ein oder mehrere Berichtskriterien zu speichern, die dazu verwendet werden die Art des ADS-Vertrags, der mit dem Flugzeug aufgebaut werden soll, zu ermitteln und um die Vertragsparameter, beispielsweise die Frequenz der Downlink-Berichte, zu konfigurieren. Diese Berichtskriterien können Standardberichtskriterien für eine bestimmte Flugzeugflotte oder Flugzeugart sein, oder sie können Berichtskriterien sein, welche speziell einen bestimmten Flug oder ein bestimmtes Flugzeug betreffen und welche zuvor vom Endnutzersystem 31 bereits bereitgestellt worden sind.
  • Die Berichtskriterien können angeben, dass der ADS-Vertrag ein periodischer Vertrag, ein Abrufvertrag oder Ereignisvertrag ist. Ein periodischer Vertrag erlaubt dem Endbenutzer das Zeitintervall anzugeben, zu dem die Bordelektroniksysteme des Flugzeugs eine ADS-C-Nachricht senden muss, welche Informationen den Flugzeugstatus betreffend meldet. Der Zustand des Flugzeugs kann Informationen umfassen, welche den Standort des Flugzeugs, seine Geschwindigkeit und Richtung kennzeichnen. In einer Ausführungsform kann das Intervall zwischen 1 und 4096 Sekunden (etwa 68 Minuten) sein und in einer weiteren Ausführungsform kann das Intervall zwischen 64 Sekunden und 4096 Sekunden sein. Das Intervall kann während des Flugs verändert werden, um häufiger Standortinformationen bereitzustellen, beispielsweise während eines bestimmten Abschnitts des Fluges oder im Fall, dass Bedenken betreffend der Sicherheit des Flugzeugs geäußert werden.
  • In einer Ausführungsform, wenn das Ausgangsmodul 26 die ADS-Vertragsdetails für ein bestimmtes Flugzeug empfangen hat, kann das Ausgangsmodul 26 eingerichtet sein die ADS-C-Daten zu verarbeiten, um die ADS-C-Daten, welche typischerweise in einem bitorientierten Datenformat sind, im Einklang mit dem ACARS-buchstabenorientierten Kommunikationsprotokoll, welches typischerweise nicht direkt mit den FANS-Daten kompatibel ist, zu übersetzen und zu verkapseln. Die verkapselten ADS Vertragsdetails können dann vom Ausgangsmodul 26 als eine Berichtsvertragsanfragenachricht über die Verbindung 26a ausgegeben werden und zur Bordelektronik des Flugzeugs über das Kommunikationsnetzwerk 14 und die eine oder mehreren Bodenstationen 12 oder der eine oder mehreren Satellitenbodenstationen 18, welche eine Satellitenverbindung 16 verwenden, übermittelt werden. Bei der Bordelektronik des Flugzeugs können die verkapselten Nachrichten in ein bitorientiertes Format zurückübersetzt werden und zur Abwicklung zum FMS des Flugzeugs übergeben werden.
  • Das FMS des Flugzeugs kann dann die Details des ADS-Vertrags aufzeichnen und eine Vertragsbestätigung zum System 20 senden. Das FMS des Flugzeugs kann dann zudem den ersten ADS-C-Bericht in Form einer Datensignalantwort, als Antwort auf den neuen Vertrag, zum System 20 senden. Die Datensignalantwort ist als ein Datensignal codiert, sodass sie über das Datenverbindungsnetzwerk übermittelt werden kann. Die Bestätigung und der erste Bericht können in einer einzigen Downlink-Nachricht übermittelt werden, oder alternativ als getrennte Downlink-Nachrichten vom FMS des Flugzeugs über eine oder mehrere Bodenstationen 12 oder eine oder mehrere Satellitenbodenstationen 18, welche eine Satellitenverbindung 16 und das Kommunikationsnetzwerk 14 verwenden, zum System 20 übermittelt werden. Diese Downlink-Nachricht kann zudem in das ACARS-Kommunikationsprotokoll zur Übertragung verkapselt werden.
  • Die Downlink-Nachrichten werden am System 20 vom Eingangsmodul 28 über die Verbindung 28a empfangen und das Eingangsmodul 28 kann dann die Nachrichten, das heißt die Datensignalantwort, zum Prozessor 22 leiten. In einer Ausführungsform kann das Eingangsmodul die verkapselten Nachrichten vor einem Weiterleiten der Nachricht zum Prozessor 22 übersetzen, sodass der Prozessor 22 den Inhalt der Nachricht lesen kann. Der Prozessor 22 kann dann die Daten, welche zu der empfangenen Datensignalantwort gehören, in den Datenspeicher 34 speichern. Der Datenspeicher 34 kann ein flüchtiger Memory-Buffer oder ein zyklischer Buffer sein, oder alternativ kann der Datenspeicher 34 ein nichtflüchtiger Speicher, beispielsweise eine Festplatte, Diskette, Magnetband, Solid-State-Drive, Speichernetzwerk oder optische Datenträger sein.
  • Der Prozessor 22 kann dann den Inhalt der empfangenen Nachricht mit einem oder mehreren in der Kriteriendatenbank 24 gehalten Warnungskriterien vergleichen, um zu ermitteln, ob ein oder mehrere Warnungskriterien erfüllt worden sind. Die Warnungskriterien können den Berichtkriterien entsprechen, wie im Folgenden genauer ausgeführt wird.
  • Die Warnkriterien können angeben, dass im Fall, dass der Prozessor 22 ermittelt, dass die empfangene Nachricht eine Verbindungsverweigerungsnachricht ist, der Prozessor 22 das Warnungsmodul 30 veranlassen soll eine Warnung zu erzeugen und das Warnungsmodul 30 konfiguriert sein kann, die Warnung über die Verbindung 30a an das Endnutzersystem 31 auszugeben. Das Warnungsmodul 30 kann die Warnung bearbeiten, um die Warnungsnachricht so zu formatieren, dass sie vom Endnutzersystem 31 gelesen werden kann und die Warnung, bevor die Warnung ausgegeben wird, in ein Headerpaket zu verkapseln, welches die geeigneten Zielinformationen für das Endnutzersystem 31 enthält.
  • Der Prozessor 22 kann konfiguriert sein, nach einer festgelegten Zeitspanne nach dem Erhalt einer Verbindungsverweigerungsnachricht die ADS-C-Verbindung erneut zu versuchen und dies kann konfiguriert sein, eine bestimmte Anzahl an Malen zu wiederholen oder zu wiederholen bis eine Vertragsbestätigung empfangen wird. Die bestimmte Zeitspanne kann von einem Befehl des Endnutzersystems 31 festgesetzt werden. In einer Ausführungsform können die Warnungskriterien angeben, dass das System 20 die ADS-C-Verbindung erneut versuchen wird, ohne eine Warnung zu erzeugen, nachdem eine erste Verbindungsverweigerungsnachricht vom Flugzeug 10 empfangen wurde. In einer solchen Ausführungsform können die Warnungskriterien bestimmen, dass die Warnung dann erzeugt werden kann, falls eine zweite oder weitere Verbindungsverweigerungsnachrichten vom Flugzeug 10 empfangen wurden.
  • Die Berichtskriterien können beispielsweise bestimmen, dass alle 60 Sekunden eine periodische Vertragsdatensignalantwort vom Flugzeug 10 zum System 20 gesendet werden soll. Auf diese Weise richten die Berichtskriterien eine Vereinbarung zwischen dem Flugzeug 10 und dem Flugzeugüberwachungssystem 20 ein, hinsichtlich wann eine Datensignalantwort vom Flugzeug 10 zum Flugzeugüberwachungssystem 20 gesendet wird. Auf ähnliche Weise können die Warnungskriterien bestimmen, dass eine Warnung erzeugt werden soll, falls eine Datensignalantwort nicht innerhalb eines Zeitraums empfangen wird, der von den periodischen Vertragsberichtskriterien bestimmt wird.
  • Wenn der Prozessor 22 die erste Datensignalantwort vom Flugzeug 10 empfängt, kann der Prozessor 22 einen Timer auslösen. Nach dem Empfang einer darauffolgenden Datensignalantwort kann der Prozessor 22 den Timer auf null zurücksetzen. Im Fall dass der Prozessor 22 ermittelt, dass der Timer 60 Sekunden erreicht hat und eine darauffolgende Datensignalantwort noch nicht empfangen wurde, kann der Prozessor 22 ermitteln, dass die Warnkriterien (und die Berichtkriterien) nicht erfüllt wurden. Entsprechend kann der Prozessor 22 das Warnungsmodul 30 veranlassen, eine Warnung auszugeben. Diese Warnung kann über die Verbindung 30a zum Endnutzersystem 31 übermittelt werden.
  • Ein Bedarfsvertrag erlaubt, dass ein einzelner, an-aus, ADS-C periodischer Bericht oder eine Datensignalantwort von einem bestimmten Flugzeug 10 zusätzlich zu einem beliebigen periodischen Vertrag, welcher derzeit aufrechterhalten wird, angefordert wird. Diese Art des Bedarfsvertragsberichts wird typischerweise nur als Antwort auf einen bestimmten Antrag, der vom Endnutzersystem 31 empfangen wurde, beantragt werden, beispielsweise falls das Endnutzersystem 31 wissen will, wo sich ein bestimmtes Flugzeug 10 zu diesem Zeitpunkt aufhält. Dies kann in Situationen nützlich sein, in denen das aktuelle periodische Vertragsintervall ein vergleichsweise langer Zeitraum ist und die nächste periodische Vertragsantwort nicht in einiger Zeit erwartet wird.
  • Ein Ereignisvertrag zeigt dem FMS des Flugzeugs an, dass eine ADS-Vertragsdatensignalantwort vom Flugzeug 10 zum System 20 übertragen werden soll, wann immer ein spezielles Ereignis auftritt. Beispielsweise kann das Ereignis ein Wegpunktänderungsereignis umfassen, welches am nächsten und/oder übernächsten Wegpunkt im FMS auftritt. Dies würde infolge einer Flugplanänderung oder einer Änderung in einer Wegpunktabfolge auftreten und jede Wegpunktänderung würde zum System 20 gemeldet werden, bis der Ereignisvertrag gekündigt wird.
  • Alternativ kann das spezielle Ereignis eine Niveaubereichsabweichungswarnung, eine laterale Abweichungswarnung oder eine vertikale Ratenänderungswarnung sein. Jede dieser Warnungen wird jeweils nur einmal aktiviert und das System 20 muss entsprechend einen neuen periodischen Vertrag aufsetzen, falls eine weitere Warnung derselben Art erwünscht ist. Die Niveaubereichsabweichungswarnung wird ausgelöst, falls sich die Meereshöhe (oder Flugfläche) des Flugzeugs oberhalb einer oberen Flughöhengrenze oder unterhalb einer unteren Flughöhengrenze erstreckt, wobei diese Flughöhengrenzen typischerweise im ADS-C-Ereignisvertrag definiert werden.
  • Die laterale Abweichungswarnung wird ausgelöst werden, falls der aktuelle Flugzeugstandort einen bestimmten Routenabweichungsabstandsschwellenwert von einer erwarteten Position des Flugzeugs 10, wie er in dem aktiven Flugplan für das Flugzeug definiert ist, überschreitet; der Schwellenwert wird typischerweise im ADS-C-Ereignisvertrag definiert werden. Die vertikale Ratenänderungswarnung wird ausgelöst, falls die positive oder negative vertikale Steig- oder Sinkrate größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist.
  • Der Antragsteller hat geschätzt, dass diese ADS-Verträge und die zugehörigen Berichte von einer Fluggesellschaft verwendet werden können, um die Überwachung von Flugzeugen 10 der Fluggesellschaft zu verbessern. Durch die Verwendung der oben genannten ADS-Verträge kann das System und das Verfahren der vorliegenden Erfindung ein fortgeschrittenes Warnen bezüglich des Zustands eines überwachten Flugzeugs bereitstellen. Wie oben bereits erwähnt, kann das System eine Warnung erzeugen, falls eine Antwort, die von einem ADS-C periodischen Ereignisvertrag verlangt wird, nicht innerhalb des entsprechenden von den Bericht- und Warnkriterien definierten Zeitintervalls empfangen wurde.
  • In einer Ausführungsform kann der Prozessor 22 eine zusätzliche Zeitperiode zusätzlich zum definierten Intervall zulassen, bevor ermittelt wird, dass die periodischen Berichtskriterien nicht erfüllt worden sind und eine Warnung erzeugt wird. Falls beispielsweise die Berichtskriterien des ADS-C periodischen Ereignisvertrags definieren, dass alle 60 Sekunden eine Antwortnachricht vom Flugzeug 10 zum System 20 gesendet werden soll, können die Warnungskriterien bestimmen, dass der Prozessor dem Timer erlaubt 70 Sekunden seit der vorangegangenen Antwortnachricht zu erreichen, ohne dass die nächste Antwortnachricht empfangen worden ist, bevor er das Warnungsmodul 30 veranlasst eine Warnung zu erzeugen. Auf diese Weise können die Warnungskriterien eine zusätzliche 10 Sekunden Zeitspanne erlauben. Diese zusätzliche Zeitspanne kann ein zweites Intervall von 10 Sekunden sein, welches beim Ablauf des ersten Zeitspanne (das heißt der 60 Sekunden Zeitspanne im obigen Fall) startet, oder alternativ kann sie eine zweite Zeitspanne sein, welche gleichzeitig mit der ersten Zeitspanne läuft (das heißt eine 70 Sekunden Zeitspanne im obigen Fall).
  • Diese zusätzliche Zeitspanne wird dem System 20 erlauben Fehlwarnungen zu reduzieren und berücksichtigt kleine Variationen in der Übertragungsdauer jeder Nachricht vom Flugzeug 10 zum System 20. Diese zusätzliche Zeitspanne kann eine feste Zeitspanne sein, oder alternativ kann die zusätzliche Zeitspanne ein prozentualer Anteil des Intervalls, welches vom ADS-C periodischen Ereignisvertrag definiert wird, sein.
  • Falls das System 20 eine ADS-C Bedarfsereignisvertragsanfrage zu einem bestimmten Flugzeug 10 sendet, dann kann das System 20 ebenso konfiguriert sein, eine Warnung zu erzeugen, falls eine Antwort zum ADS-C Bedarfsereignisvertrag nicht innerhalb einer bestimmten Zeitspanne empfangen wird. Beispielsweise kann diese Zeitspanne 10 Sekunden, 20 Sekunden, 1 Minute oder jede andere gewünschte Zeitspanne betragen.
  • Zusätzlich zum Empfang von ADS-C-Datensignalantwortnachrichten kann das System 20 konfiguriert sein andere ACARS-Nachrichten vom Flugzeug 10 über das Kommunikationsnetzwerk 14 und das Eingangsmodul 28 zu empfangen. Beispielsweise kann das System 20 Standard-ACARS-Standortberichte und/oder ACARS-Berichte betreffend Änderungen der Hauptflugphasen vom Flugzeug 10 empfangen. Diese Hauptflugphasen werden typischerweise als OOOI-Ereignisse bezeichnet und können werden verwendet, um anzuzeigen, dass das Flugzeug 10 „Out of the gate“, „Off the ground, „On the ground“ oder „Into the gate“ ist. Um Zweifel zu vermeiden, kann das Eingangsmodul 28 des Flugzeugüberwachungssystems zudem konfiguriert sein, Flugzeugstandortinformationen von nicht ACARS-Quellen, beispielsweise Radardaten oder Automatic Dependent Surveillance Broadcast (ADS-B) Daten, zu empfangen. In Ausführungsformen, in welchen das Eingangsmodul 28 des Systems 20 mit dem Flugplanspeicher 32 über die Verbindung 32a gekoppelt ist, kann das System zudem konfiguriert sein einen Computerflugplan für einen bestimmten Flug des Flugzeugs zu empfangen.
  • Falls der Prozessor 22 ermittelt, dass das Flugzeug 10 vom Flugplan um mehr als einen bestimmten Betrag abgewichen ist, dann kann der Prozessor 22 konfiguriert sein das Warnungsmodul 30 zu veranlassen eine Warnung zu erzeugen. Dieser definierte Betrag kann ein fester Wert oder ein prozentualer Anteil sein. Die Abweichung kann eine vertikale Abweichung/Flughöhenabweichung (beispielsweise 200 Fuß oder eine Änderung von 2 in der Flughöhe) und/oder eine horizontale/laterale Abweichung (beispielsweise 5 Seemeilen) sein. Die Abweichung kann vom Prozessor 22 berechnet werden indem Flugzeugstandortinformationen, welche vom Flugzeug 10 empfangen wurden, mit Flugplandaten, welche vom System 20 vom Flugplanspeicher 32 empfangen wurden, verglichen werden.
  • Alternativ kann der Prozessor 22 über den Empfang einer ADS-C-Ereignisvertragsantwortnachricht, welche ein Levelbereichsabweichungsereignis oder ein laterales Abweichungsereignis anzeigt, ermitteln, dass eine Flughöhenabweichung (vertikal) oder eine laterale (horizontal) Abweichung aufgetreten ist. Die Levelbereichsabweichungsereignis- und laterale Abweichungsereignis-Datensignalantworten werden auf Grundlage des aktiven im FMS des Flugzeugs gespeicherten Flugplans ermittelt werden. Der aktive Flugzeugflugplan kann während des Flugs verändert werden und entsprechend kann er im Vergleich zu einem Computerflugplan, welcher vom System 20 von einem Flugplanspeicher 32 empfangen wurde, abweichen. Folglich können vom System 20 Abweichungswarnungen auf Grundlage der Computerflugplandaten ohne eine ADS-C-Ereignisvertragsantwortnachricht, welche eine entsprechende Abweichung anzeigt, erzeugt werden oder umgekehrt. Diese Abweichungswarnungen können es Nutzern ermöglichen Flugzeuge, welche einer Umleitung unterliegen könnten, schnell zu erkennen und beliebige Folgewirkungen abzuschätzen, welche dies auf die Ankunftszeit des Flugzeugs und beliebige zukünftigen Flüge, welche das Flugzeug oder seine Crew eingeteilt sind zu beginnen, haben kann.
  • In einer Ausführungsform kann das Eingangsmodul 28 konfiguriert sein zu einem bestimmten Flugzeug 10 gehörige CPDLC-Nachrichten über das Kommunikationsnetzwerk 14 und die Verbindung 28a zu empfangen. Diese CPDLC-Nachrichten sind typischerweise Kommunikationen zwischen einem Lotsen eines ATC-Dienstes oder eines ANSP und dem Piloten des Flugzeugs 10. Wo diese Kommunikationen übermittelt werden über das Kommunikationsnetzwerk 14, können allerdings Kopien dieser CPDLC-Nachrichten vom Kommunikationsnetzwerk 14 ans System 20 weitergeleitet werden.
  • In einer solchen Ausführungsform kann der Prozessor 22 zum Flugzeug 10 gehörige CPDLC-Nachrichten empfangen und die CPDLC-Nachrichten weiterverarbeiten, um zu ermitteln, ob eine vertikale oder horizontale Abweichung des Flugzeugs 10 von einem Fluglotsen im Inhalt der CPDLC-Nachrichten genehmigt worden ist, beispielsweise ob es eine Anweisung zum Steigen oder Sinken gegeben hat. Falls der Prozessor 22 ermittelt, dass die Abweichung genehmigt war, dann kann der Prozessor 22 das Warnungsmodul 30 veranlassen einen Hinweis mit der Abweichungswarnungsnachricht auszugeben, um anzuzeigen, dass die Abweichung von einem Fluglotsen genehmigt war. Alternativ kann der Prozessor 22 ermitteln, dass vom Warnungsmodul 30 keine Warnung erzeugt werden soll, falls eine Abweichung vom Fluglotsen genehmigt worden ist.
  • Der Inhalt von CPDLC-Nachrichten folgt typischerweise einem Standardformat und entsprechend kann der Prozessor 22 konfiguriert sein diese Informationen zu analysieren und die Bedeutung der Nachrichten ermitteln. Der Prozessor 22 kann zudem veranlassen, die empfangenen CPDLC-Nachrichten in dem Datenspeicher 34 zur Archivierung oder späteren Wiederabruf zu speichern. Beispielsweise können diese CPDLC-Nachrichten dem Endnutzersystem 31 vom Warnungsmodul 30 auf Anfrage eines Nutzers des Endnutzersystems 31 bereitgestellt werden.
  • In einer Ausführungsform kann der Prozessor konfiguriert sein das Warnungsmodul 30 zu veranlassen den Inhalt oder eine Zusammenfassung des Inhalts von kürzlich empfangenen CPDLC-Nachrichten mit jeder Warnung, welche vom Warnungsmodul 30 erzeugt werden, auszugeben. In solch einer Ausführungsform kann das System 20 die Warnung mit den beigefügten CPDLC-Nachrichten zum Endnutzersystem 31 senden, sodass ein Endnutzer des Endnutzersystems 31 manuell bestimmen kann, ob eine Abweichung in den CPDLC-Nachrichten genehmigt war. In diesem Fall kann es für den Prozessort 22 nicht nötig sein, die CPDLC-Nachrichten zu analysieren oder die Bedeutung der Nachrichten zu ermitteln.
  • Vorzugsweise kann das System einen Nutzer erlauben einen Bereich des Flugraums zu definieren, der durch eine Form oder Polygon begrenzt wird. Die Warnungskriterien und der Prozessor 22 können dann das Warnungsmodul 30 veranlassen eine Warnung zu erzeugen, falls ermittelt wird, dass ein bestimmter Flugzeugstandort den Bereich, der von der Form umgeben wird, betritt oder sich innerhalb von diesem befindet. Alternativ können die Warnungskriterien und der Prozessor 22 das Warnungsmodul veranlassen eine Warnung zu erzeugen, falls der Computerflugplan oder ein aktiver Flugzeugflugplan ermittelt wird den Bereich, der von der Form umgeben wird, zu schneiden.
  • Die Form kann durch Klicken auf eine Reihe von Punkten auf einer Karte definiert werden, oder durch Eingabe einer Reihe von Koordinaten; diese Punkte können dann verwendet werden die Kontur oder Grenze der Form zu erzeugen und die Form kann zusätzlich mit einer bestimmten Flugfläche oder einen Bereich von Flugflächen verbunden sein, um ein bestimmtes Volumen des Luftraums zu definieren. Die Form kann optional mit einem Startdatum und einer Startzeit und/oder ein Enddatum oder Endzeit verbunden sein. Die Warnungskriterien und der Prozessor 22 können veranlassen, dass die Warnung abgebrochen oder zurückgesetzt wird im Fall, dass ermittelt wird, dass das Flugzeug 10 die Fläche, welche mit der Form verbunden ist, verlassen zu haben oder falls der Flugplan so geändert wird, dass er nicht länger die Fläche, welche vom der Form umgeben wird, schneidet.
  • Alternativ kann die Form eine Standardregion oder Standardluftraum sein, beispielsweise eine Flight Information Region (FIR) und/oder ein Upper Information Region (UIR) oder sie kann von einer Außenquelle definiert werden, beispielsweise eine Wetterschicht von einem Wetterdienst. Die Wetterschicht kann eine Fläche schlechten Wetters, beispielsweise eine Vulkanaschewarnung, Vereisungsbedingungen oder Turbulenzen etc. anzeigen.
  • Falls der Prozessor 22 ermittelt, dass eine Flugphasenänderungsnachricht (beispielsweise eine „Out of the gate“ oder eine „Off the ground“ OOOI-Ereignisnachricht) von einem Flugzeug 10 empfangen worden ist, aber dass ein zum aktuellen Flug des Flugzeugs 10 gehöriger Computerflugplan nicht vom Flugplanspeicher 32 empfangen wurde, dann können die Warnungskriterien und der Prozessor 22 das Warnungsmodul 30 veranlassen eine Warnung auszugeben. Dies ist wünschenswert, weil in Abwesenheit eines Computerflugplans für den Flug einige der anderen Warnungsfunktionen nicht funktionieren werden, da diese den Prozessor 22 benötigen, um die empfangenen Flugzeugstandortinformationen mit dem empfangenen Computerflugplan zu vergleichen, um zu ermitteln, ob eine Warnung erzeugt werden soll.
  • Ein empfangener Computerflugplan kann eine „estimated time of departure“ (ETD) und eine „estimated time of arrival“ (ETA) für den betreffenden Flug des Flugzeugs 10 umfassen. Falls der Prozessor 22 ermittelt, dass die ETA ausgelaufen ist, aber dass eine „on the ground“ OOOI-Ereignisflugphasenänderungsnachricht vom Flugzeug 10 nicht empfangen worden ist, dann kann der Prozessor das Warnungsmodul 30 veranlassen eine Warnung auszugeben. Dies kann dem Endnutzer anzeigen, dass ein Flugzeug 10 verspätet ist und dass zusätzliche Untersuchungen oder Sanierungsmaßnahmen nötig sein können. In einer Ausführungsform kann der Prozessor 22 das Warnungsmodul nur veranlassen eine Warnung zu erzeugen, nachdem eine zusätzliche Zeitspanne abgelaufen ist, wobei die zusätzliche Zeitspanne mit der ETA beginnt. Beispielsweise kann eine Warnung erzeugt werden, falls ermittelt wird, dass das Flugzeug 5 oder mehr Minuten zu spät im Landen ist.
  • Falls während des Flugs eine geänderte ETA vom Flugzeug 10 empfangen wird, dann kann diese geänderte ETA anstelle der Computerflugplan-ETA verwendet werden. Zudem kann, falls für einen bestimmten Flug des Flugzeugs 10 keine ETA empfangen wurde, aber eine „Off the ground“ OOOI-Ereignisflugphasenänderungsnachricht empfangen worden ist, der Prozessor 22 des Systems 20 eine ETA für den Flug ermitteln, indem der zeitliche Abstand zwischen der geplanten Abflugzeit und dem Zeitstempel der „Off the ground“ OOOI-Ereignisnachricht verwendet wird und der zeitliche Abstand an der geplanten Ankunftszeit angewendet wird.
  • ADS-C-Kommunikationen unterstützen zudem Notfallalarmierung, wobei ein periodischer Bericht, welcher als ein Notfallbericht markiert ist, vom Flugzeug 10 zu jedem verbundenen Bodensystemen als eine Datensignalantwort gesendet wird. Diese Funktion kann von der Crew manuell ausgelöst werden, indem die ADS-C-Notfallfunktion ausgewählt wird, oder indirekt, indem eine unterschiedliche Art von Warnungssystem in der Flugzeugbordelektronik ausgelöst wird. Falls der Prozessor 22 ermittelt, dass es sich bei einer am Eingangsmodul 28 empfangen ADS-C-Datensignalantwort um einen Notfallbericht handelt, können die Warnungskriterien und der Prozessor 22 das Warnungsmodul 30 veranlassen eine entsprechende Warnung zu erzeugen, um diese zum Endnutzersystem 31 auszugeben.
  • Die Warnungskriterien und der Prozessor 22 können konfiguriert sein nur dann die Erzeugung der Warnung zu veranlassen, falls mehr als eine bestimmte Anzahl an Notfallberichten empfangen werden, oder falls die Notfallberichte länger als eine bestimmte Zeitspanne empfangen werden. Dies kann helfen vorübergehende Warnungen, welche unbeabsichtigt ausgelöst wurden, zu erkennen (und eventuell zu ignorieren).
  • Falls der Prozessor 22 ermittelt, dass das Flugzeug eine 360°-Drehung vollendet hat, können die Warnungskriterien angeben, dass der Prozessor 22 das Warnungsmodul 30 veranlassen kann, eine Warnung zu erzeugen, um anzuzeigen, dass das Flugzeug möglicherweise in einer Warteschleife ist. Diese Warnung kann vom Prozessor 22 gelöscht werden, falls ermittelt wird, dass keine weiteren 360°-Drehungen innerhalb einer weiteren Zeitspanne, beispielsweise 5 Minuten, ermittelt wurden. Diese Warnungsart würde ein relativ geringes Berichtsintervall benötigen, sodass die 360°-Drehung genau gezeichnet werden kann. Optional kann das System 20 zusätzliche Flugzeugstandortdateneingänge empfangen, beispielsweise Automatic Dependent Surveillance Broadcast (ADS-B) Standortberichte. Optional kann eine Kursänderungswarnung erzeugt werden, falls eine zu einem überwachten Flugzeug 10 gehörige Kursänderungsnachricht vom System 20 empfangen wird.
  • Falls der Prozessor 22 ermittelt, dass ein Flugzeug 10, welches auf dem Boden und dabei ist abzuheben, d.h., dass eine „Out of the gate“ OOOI-Ereignisflugphasenänderungsnachricht empfangen worden ist, aber eine „Off the ground“ OOOI-Ereignisflugphasenänderungsnachricht noch nicht empfangen wurde und das Flugzeug 10 eine bestimmte Geschwindigkeit überschritten hat und dann unterhalb dieser Geschwindigkeit abgebremst hat, dann können die Warnungskriterien und der Prozessor 22 das Warnungsmodul 30 veranlassen eine Warnung zu erzeugen. Diese Warnung kann anzeigen, dass ein abgelehnter Abflug aufgetreten ist. Auf ähnliche Weise können die Warnungskriterien und der Prozessor 22 das Warnungsmodul 30 veranlassen dann eine Warnung zu erzeugen, um anzuzeigen, dass es für das Flugzeug 10 nötig war „durchzustarten“, falls der Prozessor 22 ermittelt, dass ein Flugzeug 10 unter eine bestimmte Altitude (beispielsweise 10.000 Fuß) abgesunken ist und dann über die bestimmte Altitude mehr als einen bestimmten Betrag (beispielsweise 1000 Fuß) aufgestiegen ist.
  • Falls der ATC oder der ANSP, welcher den Luftraum, in dem sich ein Flugzeug 10 befindet, überwacht, FANS-fähig ist, dann können der ATC oder der ANSP eine aktive Datenverbindungssitzung mit dem Flugzeug 10 haben. Typischerweise sollte eine FANS-Verbindung etwa 30–45 Minuten vor Eintritt in den Luftraum des FANS-fähigen ANSP eingerichtet werden.
  • Der Prozess des Einrichtens einer FANS-Sitzung mit einem ANSP wird nun bezugnehmend auf Figur 3 beschrieben werden. 3 zeigt eine Zeitleiste von Nachrichten zwischen einem ANSP-System 21 und einem Flugzeug 10. Dieser Prozess informiert den entsprechenden ANSP über die Datenverbindungskapazitäten des Flugzeugs 10 und ermöglicht dem ANSP die Flugzeugverbindung mit einem gespeicherten Flugplan zu korrelieren.
  • Wenn keine anderen FANS-Verbindungen zwischen dem Flugzeug 10 und einem vorherigen ANSP eingerichtet worden sind, tauschen das ANSP-System 21 und das Flugzeug 10 vorzugsweise Air Traffic Service Facilities Notification (AFN) Nachrichten aus. Diese Nachricht ist das Mittel, mit welchem sich ein Flugzeug 10 dem ANSP vorstellt, sodass der ANSP die Registriernummer des Flugzeugs und die digitalen Datenverbindunganwendungen, welche das Flugzeug 10 unterstützt, kennt. Zunächst veranlasst der Pilot das Flugzeug 10 eine AFN-Kontaktnachricht 40 zum ANSP-System 21 zu schicken, das ANSP-System wird dann auf diese Nachricht mit einer AFN-Bestätigungsnachricht 42 antworten. Die AFN-Bestätigungsnachricht 42 kann zudem als eine FANS-Registrierungsbestätigungsnachricht beschrieben werden.
  • Das ANSP-System 21 wird dann durch Senden einer Verbindungsanfragenachricht 44 zum Flugzeug 10 eine CPDLC-Verbindung initiieren, auf welche das Flugzeug typischerweise mit einer Verbindungsbestätigungsnachricht 46 antworten würde. Sobald die Verbindung eingerichtet worden ist und aktiv ist, kann der bidirektionale Austausch von CPDLC-Nachrichten 48 durchgeführt werden. Falls die Verbindung verloren wird, muss die komplette Registrierungsprozedur wiederholt werden, um die Verbindung wieder aufzubauen.
  • Das Kommunikationsnetzwerk 14 kann konfiguriert sein, diese AFN-Nachrichten zum System 20 weiterzuleiten und das Eingangsmodul 28 kann konfiguriert sein diese AFN-Nachrichten zu empfangen. Zudem kann der Prozessor 22 konfiguriert sein zu ermitteln, ob von den empfangenen AFN-Nachrichten AFN-Nachrichtkriterien erfüllt worden sind und das Warnungsmodul 30 veranlassen eine Warnung basierend auf der Ermittlung auszugeben. Beispielsweise können die AFN-Nachrichtkriterien bestimmen, dass eine bestimmte Region des Luftraums von einem FANS-fähigen ANSP überwacht wird und dass das Flugzeug erwartet wird, eine aktive FANS-Sitzung mit dem ANSP zu haben, während es in diese Region des Luftraums ist oder sich dieser nähert. Auf diese Weise können die AFN-Nachrichtkriterien dazu dienen, um zu bestimmen, wann eine bestimmte AFN-Nachrichten erwartet werden und unter welchen Bedingungen, beispielsweise das Ausbleiben einer erwarteten AFN-Nachricht, eine Warnung erzeugt werden soll.
  • Falls der Prozessor 22 ermittelt, dass eine AFN-Bestätigungsnachricht 42 (FANS-Anmeldebestätigungsnachricht) nicht empfangen worden ist, nachdem das Flugzeug 10 für einen durch die AFN-Nachrichtkriterien bestimmten Zeitraum in FANS-fähigen Luftraum war, dann kann der Prozessor 22 das Warnungsmodul 30 veranlassen, eine Warnung zu erzeugen. Diese Warnung würde dem Nutzer aufzeigen, dass ein Flugzeug 10 keine aktive FANS-Sitzung mit einem ANSP eingerichtet hat, wenn es dazu erwartet ist.
  • Sobald sich das Flugzeug 10 der Grenze zwischen zwei FANS-fähigen ANSPs nähert, wird der aktuelle ANSP die Bordelektronik des Flugzeugs anweisen, dass eine Verbindung mit dem nächsten ANSP eingerichtet werden soll. Dieser Prozess wird in Bezug auf 4 beschrieben werden, welche das aktuelle ANSP-System 21 zeigt, das den Prozess durch Senden einer „nächste Datenautorität“-Nachricht 50 zum Flugzeug 10 initiiert, wobei die Nachricht das nächste ANSP-System 21a bestimmt. Das aktuelle ANSP-System 21 kann dann eine AFN-Kontaktberatungsnachricht 52 zum Flugzeug 10 senden, welche dann vom Flugzeug 10 mit einer AFN-Antwort 54 bestätigt wird.
  • Das Flugzeug 10 kann dann eine AFN-Kontaktnachricht 40 zum nächsten ANSP-System 21a senden und eine AFN-Bestätigungsnachricht 42 vom nächsten ANSP-System 21a empfangen. Wenn das Flugzeug 10 die AFN-Bestätigungsnachricht 42 empfangen hat, wird es typischerweise eine „AFN komplett“-Nachricht 56 zum aktuellen ANSP-System 21 senden, um den aktuelle ANSP zu informieren, dass der AFN-Prozess mit dem nächsten ANSP abgeschlossen worden ist. Das aktuelle ANSP kann weiterhin das Flugzeug 10 überwachen bis das Flugzeug nahe der Sektorengrenze des Flugraums, welche vom aktuellen ANSP überwacht wird, ist, an diesem Punkt der aktuelle ANSP eine „Dienst beenden“-Nachricht 58 zum Flugzeug 10 senden kann. Optional kann das Flugzeug 10 „Wird ausgeführt“- und „Trennen“-Nachrichten 60 senden, um zu bestätigen, dass die CPDLC-Verbindung mit dem ANSP beendet worden ist.
  • Der nächste ANSP kann eine CPDLC-Verbindung initiieren, indem eine Kontaktanfragenachricht 44 zum Flugzeug 10 gesendet wird, auf welche das Flugzeug typischerweise mit einer Verbindungsbestätigungsnachricht 46 antworten würde. Sobald die Verbindung eingerichtet worden ist und aktiv ist, kann der bidirektionale Austausch von CPDLC-Nachrichten 48 zwischen dem Flugzeug 10 und dem nächsten ANSP-System 21a durchgeführt werden.
  • Falls der Prozessor 22 ermittelt, dass eine AFN-Bestätigungsnachricht 42 (FANS-Anmeldebestätigungsnachricht) nicht innerhalb eines bestimmten Zeitraums, ab dem der aktuelle ANSP eine AFN-Kontaktberatungsnachricht 52 zum Flugzeug 10 gesendet hat, empfangen worden ist, dann können die AFN-Nachrichtkriterien und der Prozessor 22 das Warnungsmodul 30 veranlassen eine Warnung zu erzeugen. Der Zeitraum kann von den AFN-Nachrichtkriterien bestimmt werden. Diese Warnung würde dem Nutzer aufzeigen, dass ein Flugzeug 10 keine aktive FANS-Sitzung mit dem nächsten ANSP eingerichtet hat, wenn es erwartet ist.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung stellt ein computergestütztes Verfahren zur Überwachung eines Zustands eines Flugzeugs bereit, welcher nun bezugnehmend auf 5 beschrieben wird. Das Verfahren umfasst das Senden 62 einer Berichtsvertragsanfrage, welche ein oder mehrere Berichtskriterien definiert, von einem Ausgangsmodul 26 zur Bordelektronik des Flugzeugs. Die Berichtsvertragsanfrage kann ein oder mehrere Berichtskriterien definieren, auf welche die Bordelektronik des Flugzeugs einem Flugzeugüberwachungssystem eine Datensignalantwort bereitstellen muss. Diese Datensignalantworten von der Bordelektronik des Flugzeugs 10 werden dann an einem Eingangsmodul 28 des Flugzeugsüberwachungssystems überwacht und empfangen 64. Der Berichtsvertrag wird typischerweise ein ADS Vertrag sein und die Berichtskriterien, welche mit der Berichtsvertragsanfrage verbunden sind, können periodische, ereignis- oder bedarfsbasierte Kriterien sein. Das Verfahren umfasst zusätzlich, dass an einem Prozessor 22 ermittelt wird 66, ob ein oder mehrere Warnungskriterien von den empfangenen Datensignalantworten erfüllt worden sind. Beispielsweise können die Berichtskriterien ein periodisches Intervall definieren, zu dem die Bordelektronik des Flugzeugs eine Antwort bereitstellen muss und eine Warnung erzeugt werden kann 68, falls der Prozessor 22 ermittelt, dass eine benötigte Antwort nicht während eines Intervalls, welches durch ein oder mehrere Warnungskriterien definiert wird, empfangen worden ist. Wie oben beschrieben, kann das durch die Warnungskriterien definierte Intervall dasselbe oder länger sein als das periodische durch die Berichtskriterien definierte Intervall.
  • Vorzugsweise umfassen die Antworten zum Flugzeug 10 gehörige Flugzeugstandortinformationen. Zudem können ein oder mehrere Berichtskriterien und ein oder mehrere Warnungskriterien von einer Kriteriendatenspeicher 24 empfangen werden. Das computergestützte Verfahren kann umfassen, dass ermittelt wird, ob eine ACARS-Flugphasenänderungsnachricht, beispielsweise eine „out“ oder „off“ OOOI-Ereignisnachricht, für einen bestimmten Flugzeugflug empfangen worden ist und ob für diesen Flug Flugplandaten empfangen worden sind. Falls vom Prozessor 22 ermittelt wird, dass eine Flugphasenänderungsnachricht empfangen worden ist, aber entsprechende Flugplandaten nicht empfangen worden sind, dann kann das Verfahren umfassen, dass eine Warnung erzeugt wird, um dies zur Aufmerksamkeit des Endnutzersystems 31 oder eines Endnutzers zu bringen. Dies ermöglicht dem Nutzer aufmerksam zu werden, dass ein Flugzeug 10 dabei ist abzuheben oder abgehoben hat, aber das das Verfahren nicht in der Lage ist Warnungen bereitzustellen, die einen Vergleich der von einer Flugzeugbordelektronik empfangene Antworten mit zum aktuellen Flug des Flugzeugs gehörige Flugplandaten erfordern.
  • Wie in 6 gezeigt, kann das computergestützte Verfahren zusätzlich umfassen, dass am Eingangsmodul zum Flugzeug 10 gehörige Flugzeugstandortinformationen, Flugplandaten und Controller-Pilot Data Link Communication Nachrichten empfangen 70 werden und basierend auf den Flugzeugstandortinformationen und den Flugplandaten ermittelt wird 72, ob das Flugzeug vertikal oder lateral von den Flugplandaten um einen bestimmten Betrag abgewichen ist. Falls ermittelt wird, dass das Flugzeug 10 um den bestimmten Betrag oder mehr abgewichen ist, dann umfasst das Verfahren zusätzlich, dass am Prozessor 22 ermittelt wird 74, ob die Abweichung vom Flugplan im Inhalt der Controller-Pilot Data Link Kommunikationsnachrichten genehmigt ist.
  • Falls bestimmt wird, dass das Flugzeug 10 vertikal oder lateral um den bestimmten Betrag von den Flugplandaten abgewichen ist und die Abweichung nicht im Inhalt der Controller-Pilot Data Link Kommunikationsnachrichten genehmigt worden ist, dann umfasst das Verfahren, dass am Warnungsmodul 30 eine Warnung erzeugt 76 wird.
  • In weiteren Ausführungsformen kann das Verfahren umfassen, dass eine Warnung erzeugt wird, falls die Flugzeugstandortinformationen anzeigen, dass sich das Flugzeug 10 in einer bestimmten Region des Luftraums befindet. Optional kann die Warnung erzeugt werden, falls die Flugplandaten anzeigen, dass das Flugzeug geschätzt wird, eine solche bestimmte Region des Flugraums in der Zukunft zu schneiden.
  • Das Verfahren kann zusätzlich umfassen, dass empfangene Nachrichten verarbeitet werden, um zu ermitteln, ob eine empfangene Datensignalantwort ein Notfallbericht oder eine Verbindungsverweigerungsnachricht ist. Falls von dem Verfahren eine empfangene Datensignalantwort als ein Notfallbericht oder eine Verbindungsverweigerungsnachricht bestimmt wird, dann wird vorzugsweise eine Warnung am Warnung Modul erzeugt. Dies wird Notfallsituationen oder Situationen, in welchen eine FANS-Verbindung nicht erfolgreich war, aufzeigen.
  • Das Verfahren kann zusätzlich umfassen, dass empfangene CPDLC-Nachrichten und/oder erzeugte Warnungen in einem Datenspeicher 34 gespeichert werden, wobei die CPDLC-Nachrichten und/oder die erzeugten Warnungen vom Datenspeicher abgerufen und einem Nutzer auf eine Nutzeranfrage bereitgestellt werden.
  • Bezugnehmend auf 7 kann ein computergestütztes Verfahren zur Überwachung des Zustands eines Flugzeugs am Eingangsmodul zum Flugzeug gehörige Air Traffic Services Facilities Notification (AFN) Nachrichten empfangen 78 und am Eingangsmodul zum Flugzeug gehörige Flugzeugstandortinformationen empfangen 80. Das Verfahren von 7 ermittelt 82 zusätzlich an einem Prozessor, ob ein oder mehrere AFN-Nachrichtkriterien von den empfangenen AFN-Nachrichten erfüllt worden sind und erzeugt 84 am Warnungsmodul auf Grundlage der Ermittlung und den Flugzeugstandortinformationen eine Warnung.
  • Beispielsweise können die AFN-Nachrichtkriterien bestimmen, dass eine bestimmte Region oder ein bestimmter Sektor des Luftraums von einem FANS-fähigen ANSP überwacht wird und dass es entsprechend erwartet wird, dass ein FANS-fähiges Flugzeug, das in diesen Sektor des Luftraums eintritt, eine aktive FANS-Sitzung mit dem entsprechenden ANSP haben würde. Falls eine FANS-Anmeldungsbestätigungsnachricht (AFN-Bestätigungsnachricht) nicht bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Flugzeug den Sektor betritt, oder nachdem das Flugzeug im Sektor für eine bestimmte Zeitspanne war, empfangen worden ist, dann kann das Verfahren die Erzeugung einer entsprechenden Warnung beinhalten.
  • Ebenso, falls ein FANS-fähiges Flugzeug 10 eine aktive FANS-Sitzung mit dem ANSP des Sektors, in dem sich das Flugzeug gerade befindet, hat und das Flugzeug sich einem weiteren FANS-fähigen ANSP nähert, würde es erwartet werden, dass der aktuelle ANSP 21 eine AFN-Kontaktberatungsnachricht zum Flugzeug 10 sendet, um den nächsten ANSP 21a zu bestimmen und den automatischen Übergabeprozess zu initiieren.
  • Falls das Verfahren bestimmt, dass ein AFN-Kontaktbestätigungsnachricht zum Flugzeug 10 gesendet wurde, aber dass eine FANS-Anmeldungsbestätigungsnachricht noch nicht innerhalb einer bestimmten Zeitspanne empfangen worden ist, dann können die AFN-Nachrichtkriterien bestimmen, dass das Verfahren fortfährt eine entsprechende Warnung zu erzeugen, um dem Nutzer aufzuzeigen, dass der automatische Übergabeprozess zwischen ANSPs scheinbar nicht erfolgreich war.
  • Jeder Block im oben beschriebenen Flussdiagramm kann ein Modul repräsentieren, welches ein oder mehrere ausführbare Computerinstruktionen, oder einen Teil einer Instruktion umfasst, um die logischen im Block beschriebenen Funktionen zu implementieren. Die Reihenfolge der Blöcke im Diagramm soll nur ein veranschaulichendes Beispiel sein. In alternativen Implementierungen können die logischen Funktionen, welche in den entsprechenden Blöcken dargestellt sind, in einer anderen Reihenfolge als in den Figuren auftreten. Beispielsweise können Prozesse, welche mit zwei Blöcken verbunden ist, gleichzeitig oder entsprechend der Funktionalität in umgekehrter Reihenfolge stattfinden. Jeder Block im Flussdiagramm kann mittels Software, Hardware oder einer Kombination aus Software und Hardware implementiert sein.
  • Um die Schnittstelle zwischen dem Nutzer des Endnutzersystems 31 und dem System 20 zu erleichtern, kann eine Front-end-Software bereitgestellt werden. Die Front-end-Software kann eine Landkartenanzeige bereitstellen, bei der überwachte Flugzeuge mit entsprechenden Symbolen dargestellt werden. Die Front-end-Software kann visuelle und/oder akustische Warnungen dem Endnutzer aufzeigen, wenn eine erzeugte Warnung vom Warnungsmodul 30 ausgegeben wird. Ereignisse, beispielsweise AFN-Anmeldungsnachrichten und Verbindungsverweigerungsnachrichten, können visuell auf der Landkartenanzeige an der Stelle, an der das Ereignis aufgetreten ist, angezeigt werden.
  • Eine graphische Nutzerschnittstelle der Front-end-Software kann dem Nutzer zudem erlauben die Warnungsinformation zu überprüfen, abstellen, ignorieren oder zu löschen, oder CPDLC-Nachrichten, welche um den Zeitpunkt der Warnung ausgetauscht wurden, oder das Ereignis, das die Erzeugung der Warnung ausgelöst hat, abzurufen. In einer Ausführungsform kann diese Information durch Klicken auf das zu einem bestimmten Flugzeug 10 gehörige Symbol zugänglich gemacht werden. Die Front-end-Software kann zusätzlich eine konfigurierbare Administratorfunktion umfassen, die dem Endnutzer erlaubt die Parameter eines ADS Vertrags zu verändern, um adaptiv die Kosten- und Leistungseffekte der entsprechenden ACARS-Nachrichten für einen bestimmten Flug oder Flugzeug 10 zu balancieren.
  • Die graphische Nutzerschnittstelle kann ein Symbol, das einem überwachten Flugzeug 10 zugeordnet ist, umfassen, oder das Symbol für das Flugzeug kann eine spezielle Farbe haben, um anzuzeigen, dass das Flugzeug eine aktive FANS-Sitzung hat. Zudem können Standortberichte für jedes Flugzeug 10 durch ihre Quelle gekennzeichnet werden, beispielsweise als ADS-C-Standortinformationen anstatt Standard-ACARS-Standortinformationen oder jede andere umfasste Datenquelle, beispielsweise ADS-B oder Radardaten. Es wird geschätzt werden, dass verschiedene Farben verwendete werden können, um die Datenquelle eines bestimmten Gegenstands der Standortinformationen für ein Flugzeug 10 zu kennzeichnen.

Claims (17)

  1. System zur Überwachung eines Zustands eines Flugzeugs umfassend: – ein Ausgangsmodul, das konfiguriert ist, eine Berichtvertragsanfrage an eine Bordelektronik des Flugzeugs zu senden, wobei die Berichtvertragsanfrage ein oder mehrere Berichtskriterien definiert, auf die die Bordelektronik des Flugzeugs dem System eine Datensignalantwort bereitstellen muss; – ein Eingangsmodul, das konfiguriert ist, Datensignalantworten, die von der Bordelektronik des Flugzeugs zum System gesendet wurden, zu empfangen; – einen Prozessor, der konfiguriert ist, zu ermitteln, ob von den empfangenen Datensignalantworten ein oder mehrere Warnungskriterien erfüllt wurden; und – ein Warnungsmodul, das konfiguriert ist, auf Grundlage der Ermittlung eine Warnung zu erzeugen.
  2. Ein System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Berichtskriterien ein erstes Intervall definieren, in dem die Bordelektronik des Flugzeugs eine Datensignalantwort bereitzustellen muss, die Warnungskriterien ein zweites Intervall definieren und das Warnungsmodul konfiguriert ist, eine Warnung zu erzeugen, falls während des ersten oder zweiten Intervalls keine angeforderte Datensignalantwort empfangen wurde.
  3. Ein System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Berichtskriterien anzeigen, dass eine sofortige Datensignalantwort von der Bordelektronik des Flugzeugs erforderlich ist und das Warnungsmodul konfiguriert ist, eine Warnung zu erzeugen, falls keine Datensignalantwort innerhalb eines von den Warnungskriterien definierten Intervalls empfangen wurde.
  4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Datensignalantworten, welche das Eingangsmodul konfiguriert ist zu empfangen, zum Flugzeug gehörige Flugzeugstandortinformationen umfasst.
  5. Ein System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsmodul zusätzlich konfiguriert ist, zum Flugzeug gehörige Flugplandaten und ACARS-Daten zu empfangen und das Warnungsmodul konfiguriert ist, eine Warnung zu erzeugen, falls ermittelt wird, dass eine zum Flugzeug gehörige Flugphasenänderungsnachricht empfangen wurde, aber zum Flugzeug gehörige Flugplandaten nicht empfangen wurden.
  6. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsmodul zusätzlich konfiguriert ist, zum Flugzeug gehörige Flugplandaten zu empfangen; und dass das Warnungsmodul konfiguriert ist, eine Warnung zu erzeugen, falls der Prozessor ermittelt, dass die Flugzeugstandortinformationen vertikal oder lateral um einen vorgegebenen Betrag von den Flugplandaten abgewichen sind.
  7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsmodul zusätzlich konfiguriert ist, zum Flugzeug gehörige Controller-Pilot Data Link Communications (CPDLC) Nachrichten zu empfangen; und dass das Warnungsmodul zusätzlich konfiguriert ist, eine Warnung nur zu erzeugen, falls die Abweichung von den Flugplandaten vom Prozessor als nicht im Inhalt der CPDLC-Nachrichten genehmigt ermittelte wird.
  8. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsmodul zusätzlich konfiguriert ist, zum Flugzeug gehörige Flugplandaten zu empfangen und das Warnungsmodul konfiguriert ist, eine Warnung zu erzeugen, falls der Prozessor ermittelt oder abschätzt, dass das Flugzeug eine bestimmte Region des Luftraums durchkreuzt wird.
  9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Definition der bestimmten Region des Luftraums von einer Nutzerauswahl oder einer Schlechtwetterwarnung empfangen wird.
  10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnungsmodul konfiguriert ist, eine Warnung zu erzeugen, falls der Prozessor ermittelt, dass es sich bei einer empfangenen Datensignalantwort um einen Notfallbericht handelt.
  11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsmodul zusätzlich konfiguriert ist, zum Flugzeug gehörige Controller-Pilot Data Link Communications (CPDLC) Nachrichten zu empfangen; und dass der Prozessor zusätzlich konfiguriert ist, die CPDLC-Nachrichten in einem Datenspeicher zu speichern und die CPDLC-Nachrichten einem Nutzer auf eine Nutzeranfrage zur Verfügung zu stellen.
  12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnungsmodul zusätzlich konfiguriert ist, eine Warnung zu erzeugen, falls die Datensignalantwort auf die Berichtvertragsanfrage vom Prozessor als Verbindungsverweigerungsnachricht ermittelt wird.
  13. System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Berichtvertragsanfragen, welche das Ausgangsmodul konfiguriert ist, zu senden, und die entsprechenden Antworten, welche das Eingangsmodul konfiguriert ist zu empfangen, einem Automatic Dependent Surveillance Contract entsprechen.
  14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich einen Datenspeicher umfasst, wobei der Prozessor zusätzlich konfiguriert ist, die erzeugten Warnungen im Datenspeicher zu speichern und die erzeugten Warnungen einem Nutzer auf eine Nutzeranfrage zur Verfügung zu stellen.
  15. System nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsmodul zusätzlich konfiguriert ist, zum Flugzeug gehörige Air Traffic Services Facilities Notification (AFN) Nachrichten zu empfangen; und dass das Warnungsmodul konfiguriert ist, eine Warnung zu erzeugen, falls der Prozessor ermittelt, dass eine AFN-Bestätigungsnachricht nicht wann erwartet auf Grundlage der Flugzeugstandortinformationen empfangen wurde.
  16. System zur Überwachung eines Zustands eines Flugzeugs umfassend: – ein Eingangsmodul, das konfiguriert ist, zum Flugzeug gehörige Air Traffic Services Facilities Notification (AFN) Nachrichten und zum Flugzeug gehörige Flugzeugstandortinformationen zu empfangen; – einen Prozessor, der konfiguriert ist, zu ermitteln, ob eine oder mehrere AFN-Nachrichtkriterien von den empfangenen AFN-Nachrichten erfüllt wurden; und – ein Warnungsmodul, das konfiguriert ist, auf Grundlage der Ermittlung und der Flugzeugstandortinformation eine Warnung zu erzeugen.
  17. System nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die AFN-Nachrichtkriterien einen Zeitraum zum Empfangen einer FANS-Anmeldebestätigungsnachricht bestimmen und das Warnungsmodul konfiguriert ist, eine Warnung zu erzeugen, falls die FANS-Anmeldebestätigungsnachricht nicht empfangen wurde, nachdem das Flugzeug für den bestimmten Zeitraum in FANS-fähigen Luftraum war.
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