いくつかの実施形態の以下の詳細な説明は、添付の図面と共に読むとき、より良好に理解されるであろう。様々な実施形態は図面に示される構成および手段に限定されない点を理解されたい。
本明細書で使用される場合、単数形で列挙され、単語「a」または「an」で始まる要素またはステップは、別段にそのような除外が明記されていない限り、複数の前記要素または前記ステップを除外すると判断すべきではない。さらに、「一実施形態」の参照は、列挙される特徴をやはり組み込む追加の実施形態の存在を除外すると解釈されることを意図しない。さらに、別段にその逆が明記されていない限り、特定の性質を有する、ある要素もしくは複数の要素を「備えた」または「有する」実施形態は、その性質を有さない追加のそのような要素を含む場合がある。本明細書で使用される場合、「更新」の意味は、「再現」および「再生」を含むことを意図する。
本明細書で説明されるのは、航空機の飛行中に1つまたは複数の航空機に気象データを提供する加入飛行中気象サービスに関する様々な実施形態である。気象サービスは、特定の個々の飛行に対処することが可能であり、かつ/または(例えば、通信チャネルを共有して)ブロードキャストすることが可能であるが、加入者だけが気象データを復号できる。飛行管理システム(FMS)構成の限定されたセットに関する特定のパラメータを備えたデータフォーマットを使用して、データをFMSに自動的にアップロードするように形成することが可能である。あるいは、一般的なデータフォーマットを提供して、パイロットまたはFMSが何をアップロードするかを選択するのを可能にすることができる。気象サービスは、データリンク飛行場情報放送業務(Datalink Automatic Terminal Information Service)(D−ATIS)または航空機空地データ通信システム(ACARS)によって使用される周波数とは異なる別個の無線周波数を使用することが可能である。別個の無線周波数が使用される場合、無線の範囲は懸念事項となる場合があり、例えば、到着の場合、気象を降下開始点に先立って航空機FMS内にロードする必要があり、これは、目的地の空港から少なくとも150nmの範囲を必要とする場合がある。もう1つのオプションは、例えば、事前定義されたメッセージおよび/またはユーザが構成可能なメッセージを使用して、現在の標準または将来の標準によって指定された空地データリンクを使用することである。もう1つのオプションは、航空機のインターネット接続を経由して飛行中(airborne)インターネットを使用することである。
様々な実施形態は、飛行中に1つまたは複数の航空機に気象データを提供するための方法およびシステムを提供する。様々な実施形態は、飛行中に航空機に気象データを提供する気象サービスに対する加入を管理するための方法およびシステムを提供する。様々な実施形態の技術的効果は、オペレータの選好および航空交通管制(ATC)目標、効率のための一貫した運航を可能にするための異なるオペレータからの全飛行にわたる一貫した気象データを考慮に入れて、気象モデルおよびメッセージを生成するステップ、ならびに/または、ACARSと、直接無線周波数(RF)データリンクと、飛行中インターネットアクセスとを含む空地データリンク通信を活用するステップを含むことが可能である。様々な実施形態の技術的効果は、無関係なデータが送信されないように、拡張気象データ、すなわち、特定の運航に関する性能要件に適合させた気象データを空域内の複数の飛行便にブロードキャストすること、ならびに/または体系的に開発されたシステムアーキテクチャを介して計算資源と通信資源とを効率的に使用することを含むことが可能である。さらに、様々な実施形態の技術的効果は、システムサポート次世代航空輸送システム(NextGen)を提供することによって事業成長機会を提供すること、事業を有利な位置に置く技術を備えた、ATCが承認した独立サービスプロバイダとして飛行中気象サービスを提供することによって事業成長機会を提供すること、ならびに/または(その結果として、直接的な収入を増大させる可能性がある)異なるレベルの能力および異なる運航を有するカスタマの気象サービスニーズを満たすための異なる設置構成ならびに運用構成を含むことが可能である。さらに、様々な実施形態の技術的影響は、他の室内航空交通管理(ATM)のシステムおよびサービスを統合して、市場力を拡張すること、および/または比較的正確で適合された気象データを必要とする他の「アドオン」サービスを可能にすることを含むことが可能である。
本明細書で使用される場合、「航空機」という用語は、任意の設計、構造、構成、配置などを有する任意のタイプの飛行装置を含むことが可能である。例えば、航空機は、固定翼機であってよい。しかし、本明細書で説明および/または例示されるシステムならびに方法の様々な実施形態は、飛行機または固定翼航空機に限定されない。むしろ、システムおよび方法の様々な実施形態を、とりわけ、これらに限定されないが、軽航空機、パワーリフト(powered−lift)航空機、および/または回転翼航空機など、任意の他の設計、構造、構成、配置などを有するその他のタイプの航空機内で実施することが可能である。さらに、様々な実施形態を、航空機と共に使用されることに限定されない。むしろ、様々な実施形態は、これらに限定されないが、海洋船の運航、陸上車両の運航、太陽光発電施設および/または風力発電施設の運用などのような、他の用途に使用することが可能である。
図1は、様々な実施形態に従って形成された気象サービスシステム10のブロック図である。気象サービスシステム10は、航空機の飛行中に1つまたは複数の航空機に気象データを提供する。気象サービスシステム10は、飛行中気象サーバ(IFWS)12と、IFWS12に動作可能に接続された気象メッセージ生成器サーバ(WMGS)14とを含む。下でより詳細に説明されるように、IFWS12は、気象データの1つまたは複数のソースを使用して気象モデルを生成する。WMGS14は、IFWS12から気象モデルを受信して、気象モデルから気象メッセージを生成する。WMGS14によって生成された気象メッセージは、航空機の飛行中に、例えば、WMGS14によって航空機に送信される。
IFWS12は、1つまたは複数の様々な利用可能な気象データソースから1つまたは複数の気象モデルを生成するように構成される。IFWS12は、WMGS14によって使用するために、生成された気象モデルに対するアクセスインターフェースを維持および提供する。IFWS12の1つの例示的な目的は、類似の飛行運航を共有する複数の飛行に関して、WMGS14によって好都合かつ効率的にアクセス可能な利用可能な気象データのサブセットを融合(fuse)および推論することである。
IFWS12のある例示的な実施形態が図1に示される。IFWS12は、様々なモジュール、例えば、運航仕様(OS)モジュール16、空域目標仕様(AOS)モジュール18、気象データインターフェース(WDI)モジュール20、気象処理(WP)モジュール22、モデル更新発信(MUD)モジュール24、および/または気象モデルアクセスインターフェース(WMAI)モジュール26を含むことが可能である。図1の例示的な実施形態では、IFWS12は構成データベース(CDB)28も含む。
最初にOSモジュール16を参照すると、OSモジュール16は、(すなわち、気象データが提供されることになる)気象サービスによってサポートされる飛行運航のタイプに関する情報を管理するように構成される。飛行運航情報は、飛行運航が行われる(すなわち、一機/または複数の航空機が飛行を意図する)指定空域、空域の構成、飛行手順のタイプなどを含むことが可能であるが、これらに限定されない。ターミナル領域運航の場合、空域は、中枢空港(中枢空港の近くには他の空港が存在する場合がある)から、その中枢空港から所定の距離にあるターミナル空域の境界(例えば、限定されないが、少なくともおよそ20海里、少なくともおよそ40海里など)に及ぶ可能性がある。あるいは、ターミナル領域運航の場合、空域は、中枢空港から所定の距離(例えば、限定されないが、およそ99海里から201海里の間など)にあるエンルート(en route)空域に及ぶ場合がある。エンルート運航の場合、空域は、1つもしくは複数のセクタおよび/または一定の飛行レベル(例えば、高度)、ATCエンティティ(すなわち、ATC設備)によって制御された空域全体、あるいは隣接するATCエンティティからのセクタからなる空域の容量をカバーすることができる。空域の構成は、異なる飛行運航に対する空域セクタの割当てを画定する。
OSモジュール16によって管理される飛行運航情報は、気象サービスによってサポートされるその空域内の1つまたは複数のタイプの飛行手順を指定することを含むことが可能である。飛行手順は、到着、出発、上空飛行、ジェット機またはプロペラ機によって行われる飛行、指定されたターミナル空域の入口ゲート、出口ゲート、または航行位置の間の飛行、エンルート空域内の主な交通流量などを含むことが可能であるが、これらに限定されない。一般に、OSモジュール16によって管理される飛行運航情報は、IFWS12によって生成される(以下で説明する)気象モデルの範囲を判断する。
OSモジュール16は、ユーザが飛行運航情報を対話式で管理するのを支援するためのテキストユーザインターフェース、グラフィカルユーザインターフェース、音声ユーザインターフェース、および/またはその他のタイプのユーザインターフェースを含むことが可能である。いくつかの実施形態では、気象サービスシステム10のオペレータによってホストされる他のシステムから、ATCエンティティから、かつ/または1つもしくは複数の航空機の運航を制御する航空機オペレータエンティティから飛行運航情報を受信するための電子インターフェースを含むことが可能である。事前定義されたデフォルト運航仕様パラメータおよび/または(下で説明される)関連する気象モデルパラメータを受信するために、OSモジュール16を(下でより詳細に説明される)CDB28に動作可能に接続することが可能である。運航仕様パラメータは、本明細書で「運航パラメータ」と呼ばれる場合もある。
AOSモジュール18は、気象サービスと、その気象サービスによってサポートされる飛行運航とに関する性能要件を管理するように構成される。性能要件は、これらに限定されないが、飛行に関して必要とされる航行性能(RNP)もしくは飛行手順、飛行流量の点で交通スループット、(例えば、限定されないが、最適プロファイル降下方式(OPD)、最適プロファイル上昇方式(OPC)など)性能ベースの飛行プロファイルの使用、交通スループットを最大化するように最適化された飛行プロファイル、またはそれらの間のトレードオフ、公称プロファイルから一定範囲内の、かつ運航上の目標内および運航上のパラメータ内の鉛直プロファイル、ハイスループット運航、対流的気象回避運航などを含むことが可能である。
交通スループットを最大化するために最適化された飛行プロファイルの一例は、飛行間の航路内間隔(in−trail spacing)をより容易に管理でき、交差する交通間の垂直分離をより効率的に管理できるように、様々な飛行が類似の鉛直プロファイルに従うことを望むためのものである。そのような場合、元の予報データに最も適合した同じ風予測モデルが(例えば、時間的な差異により)一部の飛行に関して最も正確な風を反映していない場合であっても、そのモデルを使用することが可能である。一般に、FMSは予測風に基づいて垂直経路を形成し、その垂直経路に従うことを妨げることになる問題が航空機性能に存在しない限り、その垂直経路に従うことを試みることになる。
性能要件は、例えば、これらに限定されないが、予測時期、グリッド分解能、グリッド間隔、精度、モデル更新率などに関する要件などの気象モデル要件に変換することが可能である。(下で説明されるように、性能要件を気象モデル要件に変換することは、WPモジュール22によって実行される。)この変換が完了するとき、生成されることになる気象モデルは、(多くの知られているシステムがそうであり得る)最低要件を満たすのではなく、OSモジュール16とAOSモジュール18とによって定義された最も厳しい要件を満たすことを試みる。したがって、次いで、気象モデルによって提供されるデータを、その空域内で運航している航空機の広範な航空機群(fleet)からの様々なレベルのニーズを満たすように適合することが可能である。
気象サービスに関する性能要件を明示的に指定して、気象モデル構成パラメータを定義することも可能である。いくつかの実施形態では、検証済みの性能を備えた特定の気象予測製品を指定することも可能である。団体および/または業界標準のすべてにわたって気象製品性能範疇方式を開発して使用することも可能である。AOSモジュール18は、ユーザが性能要件を対話式で管理するのを支援するためのテキストユーザインターフェース、グラフィカルユーザインターフェース、音声ユーザインターフェース、および/または他のタイプのユーザインターフェースを含むことが可能である。いくつかの実施形態では、AOSモジュール18は、気象サービスシステム10のオペレータによってホストされた他のシステムから、ATCエンティティから、かつ/または1つもしくは複数の航空機の運航を制御する航空機オペレータエンティティからの性能要件を受信するための電子インターフェースを含む。
AOSモジュール18は、気象サービスシステム10によって提供された気象サービス内のエアナビゲーションサービスプロバイダ(ANSP)のニーズを考慮するための手段を提供することができる。例えば、間隔管理が重要な場合、同じ対気速度を航路内の複数の飛行に割り当てることができるように、それらの飛行グループに同じ気象データを提供することができ、これは、様々な飛行間に一貫した、予想される間隔を提供することができ、したがって、交通管制タスクを簡素化することができる。
(下で説明される)事前定義されたデフォルト空域目標仕様パラメータおよび/または関連する気象モデルパラメータを受信するために、AOSモジュール18を(下でより詳細に説明される)CDB28に動作可能に接続することが可能である。別個の離散的モジュールであるとして示されるが、代替として、OSモジュール16とAOSモジュール18とを組み合わせて単一のモジュールにすることが可能である。空域目標仕様パラメータは、本明細書で、「空域目標パラメータ」および/または、より簡単に、「目標パラメータ」と呼ばれる場合がある。
CDB28は、OSモジュール16とAOSモジュール18とに動作可能に接続される。CDB28は、運航仕様パラメータと空域目標仕様パラメータの組合せによって定義された、IFWS12に関して事前定義された運航構成を管理する。CDB28は、OSモジュール16とAOSモジュール18とに関するデフォルト構成パラメータを提供する。CDB28によって管理される情報は、運航仕様パラメータおよび空域目標仕様パラメータを、例えば、これらに限定されないが、気象モデル内に含まれるべき気象データのタイプ、三次元(3D)空域範囲、気象予想範囲、水平垂直モデル分解能(例えば、グリッドおよびグリッド間隔)、時間分解能(例えば、時間グリッドおよび時間間隔)、モデル更新基準、モデル更新率などの、気象モデルパラメータに関連付ける場合もある。CDB28によって管理される情報は、ある構成から別の構成に切り替えるためにスケジュールされた時間を含むことが可能であるが、これに限定されない。そのような構成切替えは、スケジュールされた交通量が経時的に変化するときの運航要件および運航目標の変化を反映する。
いくつかの実施形態では、CDB28は、ユーザ(例えば、構成データベースマネージャ)が対話式で、CDB28に対する新しいエントリーを作成するため、CDB28内の既存のエントリーを更新するのを支援するため、および/もしくは気象サービスシステム10のオペレータがデフォルト入力、選択的オプションなどを提供することによって、システム10への入力を定義するのを支援するためのテキストユーザインターフェース、グラフィカルユーザインターフェース、音声ユーザインターフェース、ならびに/または他のタイプのユーザインターフェースを含むことが可能である。CDB28は、気象サービスシステム10のオペレータによってホストされた他のシステムから、ATCエンティティから、かつ/または1つもしくは複数の航空機の運航を制御する航空機オペレータエンティティからCDB28を更新および/あるいは維持するために必要な情報を受信するための電子インターフェースを含むことが可能である。CDB28および関連するデータベースファイルをIFWS12に接続された別個のシステムとして構築することが可能であるか、またはCDB28および関連するデータベースファイルを、単一のシステムとして、IFWS12に統合することも可能である。
次に、WDIモジュール20を参照すると、WDIモジュール20は、そこから気象データを受信するために、気象データの1つもしくは複数の内部ソースおよび/または外部ソース(例えば、図2〜6に示されるソース110)に動作可能に接続される。WDIモジュール20は、IFWS12が(1つまたは複数の)気象データソースにアクセスするための機能性を提供する。必要に応じて(例えば、オンデマンドで)気象データソースから遠隔で気象データにアクセスすることが可能であり、かつ/または、例えば、気象データを取得して、IFWS12のローカルシステムキャッシュ内に記憶することも可能である。IFWS12にキャッシュされたデータをローカルアーカイブに容易に移動して、システム性能を解析、追跡、および/または改善することができる。洗練されたスーパーコンピュータシステムからの全国的な予測気象グリッドの場合、ローカルキャッシュ内に記憶されたデータを使用することは、ネットワーク通信の負担を低減し、かつ/またはアクセス速度を増大させることが可能である。「気象データのソース」および「気象データソース」という用語は、本明細書で交換可能に使用される。
気象データの外部ソースおよび/または内部ソースは、国際的な気象データプロバイダによって運用されるシステム、全国的な気象データプロバイダによって運用されるシステム、営利目的の気象データプロバイダによって運用されるシステムなどを含むことが可能であるが、これらに限定されない。気象データは、様々な団体によって運用される様々なシステムからの観測および/または予想された気象データ、アーカイブに入れられて処理された履歴データ、未加工気象データ、処理された気象データ、観測された気象データ、予測気象データなどを含むことが可能であるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、気象データの一次ソースとして、四次元(4D)Weather Single Authoritative Sourceを使用することが可能である。
WDIモジュール20は、これらに限定されないが、新しいテキストデータフォーマット、バイナリデータフォーマット、拡張可能マークアップ言語(XML)データフォーマット、および/またはその他のデータフォーマットなど、利用可能であり得る新しいデータソースのサポートを管理および拡張するための1つもしくは複数のツールを含むことが可能である。これらのツールは、WDIモジュール20がソフトウェアコードを最小限に変更するか、またはまったく変更せずに、新しいデータソースをサポートすることを可能にできる。例えば、現在使用および/または想定されている標準データフォーマットを識別することができ、そのようなフォーマットをパラメータによって定義することができる。例えば、処理速度を改善するため、および/またはアクセスレイテンシと取出し量とを低減させるために、遠隔でキャッシュされたデータであれ、かつ/またはローカルのキャッシュされたデータであれ、気象データソースのアクセスを当該空域領域に限定することが可能である。例えば、2つ以上のIFWS12を提供して、同じ領域内または隣接する領域内の異なる運航をサポートすることができる。
MUDモジュール24は、OSモジュール16、AOSモジュール18、およびWDIモジュール20のそれぞれに動作可能に接続される。MUDモジュール24は、OSモジュール16およびAOSモジュール18からの入力を監視し、気象データソースの状態を監視して、1つまたは複数の気象モデルをいつ生成するか(すなわち、1つまたは複数の気象モデルを生成する必要があるか否か)を判断する。
本明細書で使用される場合、1つもしくは複数の気象モデルを「生成すること」は、1つもしくは複数の新しい気象モデルを作成すること、および/または1つもしくは複数の既存の気象モデルを更新することを意味する場合がある。既存の気象モデルの更新をトリガするイベントの一例は、運航が新しい構成に切り替わったときであり、これは更新されている(1つまたは複数の)気象モデルのコンテンツとパラメータの両方を含むことが可能である。もう1つの例は、気象データ項目の新しいリリースが気象データソースから利用可能なときはいつでも、1つまたは複数の気象モデルを更新することを含む。しかし、(例えば、データ内の変更が比較的に小さいため、かつ/または気象性能要件によって示されるように、現在の構成に対するデータ項目の関連性がより低いため)新しいリリースの影響が運航上それほど異ならない場合、例えば、その更新がシステム10全体に伝搬されその引き換えの利益が比較的最小限である状況を回避するために、(1つまたは複数の)気象モデルを更新しなくてもよい。
さらに、状況によって、ある気象状態が変化した場合(例えば、風の変化)であっても、空域目標は、(1つまたは複数の)気象モデルがある期間にわたって安定した状態にあり続けることを必要とする場合がある。空域目標は、一連の到着飛行の鉛直プロファイルが一貫した状態であり続けることを必要とする場合がある。ある類似例は、より正確な気象モデルが利用可能な場合であっても、Single Authoritative Sourceが使用されることを必要とすることであろう(例えば、ある種の運航に関して、ANSPとの共通性は、直接効率よりもより重要な場合がある)。同じ予測風を使用することによって、FMSは、空域制約を満たす類似のプロファイルを生成し、一方、風の変化は、ある境界範囲内にある限り、オートパイロットおよびオートスロットルによって、かつ/またはパイロット手動制御入力によって補完され得る。状況によって、交通スループットの利点は、予測風と実際の風との間の矛盾による追加の燃料費を十分に相殺することが可能である。
次に、WPモジュール22を参照すると、WPモジュール22は、WDIモジュール20およびMUDモジュール24のそれぞれに動作可能に接続される。MUDモジュール24によってアクティブ化されるとすぐに、WPモジュール22は、OSモジュール16およびAOSモジュール18から指定された入力を統合して、気象性能要件の1つまたは複数のセットを判断する。統合されるOSモジュール16およびAOSモジュール18から指定された入力は、それぞれ、OSモジュール16とAOSモジュール18とによって管理される飛行運航情報および性能情報を含むことが可能であるが、これらに限定されない。気象性能要件の例は、当該空域領域、3D空域範囲、予測時間範囲、水平高度分解能および時間ステップ、1つまたは複数の気象モデル内に含まれるべき必要とされる気象データコンテンツ、特定の気象モデルデータ構造、運航ニーズを満たすために生成されるべき気象モデルのタイプおよび/または数などを含むが、これらに限定されない。WPモジュール22によって判断される気象性能要件は、「気象モデル仕様」と呼ばれる場合もある。
WPモジュール22は、WDIモジュール20を経由して、気象データソースのうちの1つまたは複数から気象データも受信する。WPモジュール22は、気象データと気象性能要件とに従って、1つまたは複数の気象モデルを生成する。すなわち、WPモジュール22は、推論された気象データを、気象性能要件を満たす1つまたは複数の気象モデルに形成する。いくつかの実施形態では、様々な気象データソースからの気象データの処理は、問題の運航をサポートするために必要な、統一された一貫した気象データの1つまたは複数のサブセットをもたらす。
それぞれの気象モデルは、気象サービスシステム10によって好都合にかつ効率的にアクセスできる気象データのサブセットを提供するように構成される。いくつかの実施形態では、気象モデルは、比較的小型であり、例えば、反復的な高速クエリをサポートできるように、問題の運航に関連し、かつ当該領域に関するデータだけを提供する。気象モデルの形態の例は、四次元(4D)グリッドを含むが、これに限定されない。4Dグリッドは、任意の次元のすべてのインスタンス化に関して等しい数のグリッドを含んでよく、または含まなくてもよい。例えば、異なる高度で、かつ/または異なる予測時間に、異なる水平グリッドを使用することが可能である。4Dグリッドは、緯度および経度の点で、二次元(2D)水平グリッドを含むこと、または平面地球近似(flat earth approximation)または地図投影法に基づいた平面グリッドを含むことが可能である。水平グリッドは、次いで、気圧レベル、気圧高度、および/または幾何学的高度ごとに垂直に積み重ねられて、3Dグリッドを形成する。3Dグリッドは、次いで、最高でモデル予測計画対象期間(model forecast time horizon)まで異なる時間ステップで間隔があけられて、4Dグリッドを形成する。宇宙打ち上げ機用途の場合、地球を中心とした3Dグリッドを使用することが可能である。比較的小型で、比較的容易なアクセスのために、上で説明された公称構造から、四次元の4Dグリッドを再組織化することが可能である。例えば、3Dグリッドは、表面2D水平グリッドの時間を予想された機体打ち上げ時間と相関させて、ある高度の後続の2D水平グリッドをその機体がその高度に達する予想された時間と相関させることによって、4D気象フィールドを提示することができる。同じ構造の追加の3Dグリッドを、気象モデル内に含めて、異なる予想された打ち上げ時間に関する気象データを提供することが可能である。
機体の移動に基づいて時間と空間とを相関させる同じ方法を使用して、4D気象グリッドを、その間に予測気象と実際の気象との間の矛盾が容認可能であると推定される所与の期間にわたって有効な単一の3Dグリッドに圧縮することができる。知られている最適化アルゴリズム用いて、最小誤差を有する3Dグリッドを導出することができる。いくつかの実施形態では、4D気象グリッドを、最小誤差を有する一次元(1D)ベクトルにさらに圧縮する目的で、FMSにアップリンクするためにより大きなグリッドから最良のエンルートの降下風を選ぶための方法を用いる。ターミナル領域運航の場合、様々な高度における高層風を表す1Dベクトルは、サウンディング(sounding)と呼ばれる。陸上輸送の場合、類似の1Dベクトルを使用して、様々な都市における時刻予測を提示する代わりに、計画された航路に沿った気象データを表すことができる。一定の用途の場合、ラスタデータを、例えば、これらに限定されないが、多角形、多面体など、ベクトルデータに変換することができる。
比較的小型で簡素化されたデータ構造を使用しながら、気象モデル精度を保つために、一般方向から到着する飛行グループ、または一般方向に出発する飛行グループに関して、別個の気象モデルを生成することが可能である。そのような実施形態では、いくつかの気象モデルは、問題のターミナル領域内のすべての運航をカバーすることが必要な場合がある。次元縮小の他に、航空機の移動に運航の際の電位変化を相殺するためのバッファを加えたものをカバーするのにまさに十分な範囲内で、空域および/または時間範囲をさらに限定することによって、次元を縮小せずにグリッドのサイズを縮小することができる。交通流量を再分割して、異なる流量に関する気象モデルを提供することに加えて、異なるレベルの次元縮小または次元分解能に関して異なる気象モデルを提供することができる。比較的高速処理が必要とされる場合、下限に複雑性を有するアルゴリズムを探索するのではなく、ルックアップデータ点をグリッドインデックス抽出モデル値(grid indices extract model value)に直接マップできるように、等しい間隔グリッドを使用することが可能である。
WMAIモジュール26は、WPモジュール22から気象モデルを受信するために、WPモジュール22に動作可能に接続される。WMAIモジュール26は、気象モデルストレージを確立および維持する。WMAIモジュール26は、航空機、ATCエンティティ、および/または1つもしくは複数の航空機の運航を制御する航空機オペレータエンティティによる、気象モデルに対する制御されたアクセスのためのインターフェースを提供する。WMAIモジュール26は、WPモジュール22によって生成された気象モデルにインデックスを付けて、利用可能な気象モデルを問い合わせる。それぞれの気象モデルは、気象モデルの様々な性質を指定するメタデータと、気象モデル内に含まれたデータを解釈するために必要とされる情報とを含むことが可能である。WMAIモジュール26を介して、WMGS14ならびに気象サービスのユーザ(例えば、航空機、ATCエンティティ、および/または1つもしくは複数の航空機の運航を制御する航空機オペレータエンティティ)を(ユーザがアクセスおよび/または解釈するのに比較的困難なフォーマットを使用することができる)元の気象データソースから分離することが可能である。WMAIモジュール26によって実現されるこの分離は、システムの開発費および/もしくは保守費の低減を支援することができ、かつ/またはシステムの比較的高い可用性および/もしくは信頼性を維持するのを促すことができる。
次にWMGS14を参照すると、WMGS14は、IFWS12によって生成および維持される気象モデルから気象メッセージを生成ならびに配信するように構成される。WMGS14の1つの例示的な目的は、気象モデルによって維持される気象データのサブセットを、航空機に送信でき、(例えば、これに限定されないが、FMSなど)飛行中自動化システム内に自動的にアップロードでき、かつ/または航空機の搭乗員に有意義な形で自動的に表示できるフォーマットで生成することである。
WMGS14のある例示的な実施形態が図1に示される。WMGS14は、様々なモジュールを含むことが可能である。例えば、WMGS14は、プロファイル仕様(PS)モジュール30、飛行目標仕様(FOS)モジュール32、気象ファイル生成(WFG)モジュール34、気象メッセージ形成(WMF)モジュール36、および/またはメッセージ配信(MD)モジュール38を含むことが可能である。図1の例示的な実施形態では、WMGS14は、構成データベース(CDB)40も含む。
最初にPSモジュール30を参照すると、PSモジュール30は、ある飛行または複数の飛行に特定の飛行運航に関するプロファイル仕様情報を管理するように構成される。PSモジュール30によって管理されるプロファイル仕様情報は、計画された航路、飛行運航手順、飛行プロファイル、計画された速度プロファイルおよび/または高度プロファイル、予め予想された速度プロファイルおよび/または高度プロファイル、公称速度プロファイルおよび/または公称高度プロファイルなどを含むことが可能であるが、これらに限定されない。ある例として、FMSの予想された航空機軌道をプロファイル仕様情報として、PSモジュール30にダウンリンクすることが可能である。
IFWS12のOSモジュール16はその領域(例えば、大都市圏内用のターミナル領域)内のすべての飛行および空域全体に関するのに対して、WMGS14のPSモジュール30は同じ飛行運航を行っていると見なすことができる(例えば、同じ到着手順で飛んでいる、かつ/または同じ空域回廊を通して飛んでいる)個々の飛行または飛行グループに関する。プロファイル仕様情報は、目標(飛行中)自動化システムに関する詳細、例えば、目標航空機のFMS内の気象モデルのフォーマットを含むことも可能である。プロファイル仕様情報は、WFGモジュール34によって生成された(下で説明される)気象ファイルの範囲、例えば、それぞれの中間地点で容認され得る風の数を判断する。プロファイル仕様情報は、WMFS14によって生成された気象メッセージのフォーマットも判断する。
PSモジュール30は、ユーザがプロファイル仕様情報を対話式で管理するのを支援するためのテキストユーザインターフェース、グラフィカルユーザインターフェース、音声ユーザインターフェース、および/またはその他のタイプのユーザインターフェースを含むことが可能である。いくつかの実施形態では、1つもしくは複数の航空機から、気象サービスシステム10のオペレータによってホストされた他のシステムから、ATCエンティティから、かつ/または1つもしくは複数の航空機の運航を制御する航空機オペレータエンティティから情報を受信するための電子インターフェースを含むことが可能である。PSモジュール30は、(下で説明される)事前定義されたデフォルトプロファイル仕様パラメータおよび/もしくは関連する気象ファイルならびに/または気象メッセージ構成パラメータを受信するために(下でより詳細に説明される)CDB40に動作可能に接続可能である。プロファイル仕様パラメータは、本明細書で、「飛行プロファイルパラメータ」、および/またはより簡単に「プロファイルパラメータ」と呼ばれる場合がある。
FOSモジュール32は、これらに限定されないが、性能要件、ならびに運航上の目標および運航上のパラメータなど、問題の(1つまたは複数の)飛行に関する目標仕様情報を管理するように構成される。WMGS14のFOSモジュール32はIFWS12のAOSモジュール18に類似するが、FOSモジュール32は、問題の(1つまたは複数の)飛行に特定の目的仕様情報に重点を置く。例えば、ターミナル運航は、通常、異なるレベルの技術的性能および技術的装備を備えた混合航空機群(mixed fleet of aerial vehicle)に関する。個々の飛行または選択された飛行グループに関する性能要件を指定することは、WMGS14によって生成された気象メッセージが、レガシーシステムおよび/または限定された機能を備えた機体をサポートすると同時に、より高い制御精度を有するより良好に装備された機体のニーズにより良好に整合することを可能にする。いくつかの実施形態では、FOSモジュール32によって管理される目標仕様情報は、例えば、個々の飛行に関する精度と飛行グループ全体にわたる一貫性との間のトレードオフが生成された気象メッセージ内に組み込まれるように、燃料費に対する時間の重み付け、アイドル降下航路上の速度を制御するためのデッドバンドなどを含む。
いくつかの実施形態では、FOSモジュール32は、ユーザがFOSモジュール32によって管理された目標仕様情報を対話式で管理するのを支援するためのテキストユーザインターフェース、グラフィカルユーザインターフェース、音声ユーザインターフェース、および/または他のタイプのユーザインターフェースを含むことが可能である。FOSモジュール32は、1つまたは複数の航空機から、気象サービスシステム10のオペレータによってホストされた他のシステムから、ATCエンティティから、および/または1つもしくは複数の航空機の運航を制御する航空機オペレータエンティティから目標仕様情報を受信するための電子インターフェースを含むことも可能である。(下で説明される)事前定義されたデフォルト飛行目標仕様パラメータおよび関連する気象ファイル、ならびに/または気象メッセージ構成パラメータを受信するために、FOSモジュール32をCDB40に動作可能に接続することが可能である。飛行目標仕様パラメータは、本明細書で、「飛行目標パラメータ」、および/またはより簡単に「目標パラメータ」と呼ばれる場合がある。
CDB40は、PSモジュール30とFOSモジュール32とに動作可能に接続される。CDB40は、プロファイル仕様パラメータと飛行目標仕様パラメータの組合せによって定義される、WMGS14に関して事前定義されたプロファイル構成を管理する。CDB40は、PSモジュール30およびFOSモジュール32に関するデフォルト構成パラメータを提供する。CDB40は、例えば、航空機システム構成に対応する気象メッセージフォーマットの詳細を記述することができる、様々な航空機システム構成のデータベースも維持する。気象メッセージ要求が気象サービスシステム10のオペレータに送信されるとき、気象メッセージフォーマット詳細が送信されなくてよいように、航空機システム構成識別(ID)を使用して特定の構成を参照することが可能である。気象メッセージ構成パラメータは、例えば、(今日の大部分の商用航空機の場合のように)飛行の段階の関数であり得る。CDB40は、気象メッセージ要求が処理されるとき、構成パラメータを容易に探索できるように、特定航空機テール番号(tail number)をその対応する構成パラメータとリンクさせることも可能である。航空機が設備更新を経るにつれて、その構成パラメータを変更することもできる。構成パラメータが変更するとき、サービス加入管理チャネルを介してその構成を容易に更新することが可能である。
CDB40は、ユーザ(例えば、構成データベースマネージャ)が対話式でCDB40に対して新しいエントリーを作成し、CDB40内の既存のエントリーを更新するのを支援し、かつ/または気象サービスシステム10のオペレータが、デフォルト入力、選択的オプションなどを提供することによって、システム10への入力を定義するのを支援するためのテキストユーザインターフェース、グラフィカルユーザインターフェース、音声ユーザインターフェース、および/または他のタイプのユーザインターフェースを含むことも可能である。CDB40は、気象サービスシステム10のオペレータによってホストされた他のシステムから、ATCエンティティから、かつ/または1つもしくは複数の航空機の運航を制御する航空機オペレータエンティティからのCDB40を更新および/あるいは維持するために必要な情報を受信するための電子インターフェースを含むことも可能である。
CDB40および関連するデータベースファイルをWMGS14に接続された別個のシステムとして構築することが可能であり、またはCDB40と関連するデータベースファイルとを単一のシステムとしてWMGS14内に統合することも可能である。図1の例示的な実施形態では、CDB40はIFWS12のCDB28とは別個の離散的な構成要素である。あるいは、CDB40およびCDB28は組み合わされて単一の構成要素にされる。
WFGモジュール34は、PSモジュール30およびFOSモジュール32のそれぞれに動作可能に接続される。WFGモジュール34は、IFWS12のWMAIモジュール26にも動作可能に接続される。WFGモジュール34は、PSモジュール30およびFOSモジュール32からの入力を統合する。WFGモジュール34は、IFWS12のWMAIモジュール26を介して、IFWS12によって生成された気象モデルを受信する。WFGモジュール34は、モジュール30および32からの入力と、IFWS12から受信された1つまたは複数の気象モデルとを使用して、中間気象ファイルを生成する。すなわち、WFGモジュール34は、PSモジュール30およびFOSモジュール32からの指定された入力を統合して、IFWS12によって生成された適切な(すなわち、対応する)(1つまたは複数の)気象モデルにアクセスし、気象ファイルを生成するように構成される。中間気象ファイルは、本明細書で、より簡単に「気象ファイル」と呼ばれる場合もある。
本明細書で使用される場合、1つまたは複数の中間気象ファイルを「生成すること」は、1つもしくは複数の新しい気象ファイルを作成すること、および/または1つもしくは複数の既存の気象ファイルを更新することを意味する場合がある。いくつかの実施形態では、WFGモジュール34は、対応する(1つまたは複数の)気象モデルを、航空機に関して要求される気象メッセージのニーズを満たすが、まだ目標システムに関する特定のフォーマットで形成されていない気象データのサブセットに縮小することによって、中間気象ファイルを生成する。中間気象ファイルが生成される前に、次元縮小方法をさらに適用して、気象モデルの次元をその気象メッセージによって必要とされる次元に縮小することが可能である。
中間気象ファイルは、特定の気象メッセージ符号化詳細を気象情報要求に関する一般要件から分離する。例えば、航空機FMSは、一般に、上空の降下風が高度の関数としての風向および風速として表されることを必要とする場合がある。しかし、特定のメッセージ符号化は、例えば、最高で4つのデータ点だけが提供され、風向が整数角度で提供され、風速が整数ノットで提供されることを必要とする場合がある。次元を気象モデルによって使用される電位4Dグリッドの次元から高度に対する風向および風速の1Dベクトルに縮小して、その気象メッセージに関してどのデータ点を選定するかを考慮せずに、気象モデルのネイティブデータの分解能、精度、および単位を維持することによって、中間気象ファイルを生成することができる。機体システムアップグレードの結果として特定のメッセージ符号化詳細が変化するとき、WFGモジュール34の機能性は同じ状態に留まり、その変更に対応するために(WMFモジュール36に関して下で説明される)気象メッセージ形成だけを調整する必要がある。
中間気象ファイルは、気象メッセージ形成を容易にすることができる。例えば、気象メッセージ内で使用されることになる最適データ点の選択は、飛行のホストをサポートするために生成されている気象モデルではなく、さらに単純な気象ファイルを解析することにより達成できる。気象ファイルは、特定の機体に関する気象メッセージよりもさらなる詳細を通常含んでいる。したがって、中間気象ファイルは、飛行運航に関与する様々な人物に対して表示するのに十分適している可能性がある。気象メッセージ内のデータ点を中間気象ファイル上でオーバレイして、気象メッセージが中間気象ファイル内の主要な情報をどの程度良好に捕捉するかを例示することが可能である。起こり得る事態(what−if)のシナリオで中間気象ファイルを使用して、機体システムに対する気象メッセージとシミュレータに対する気象ファイルの両方を提供して、詳細な実際の気象をエミュレートすることによって、航空機の動きをシミュレートすることも可能である。したがって、気象メッセージが航空機に送信されると同時に、中間気象ファイルを、ATCエンティティに、かつ/または1つもしくは複数の航空機の運航を制御する航空機オペレータエンティティに送信することが可能である。
次に、WMFモジュール36を参照すると、WMFモジュール36はそこから中間気象ファイルを受信するためにWFGモジュール34に動作可能に接続される。WMFモジュール36は気象メッセージを生成する。詳細には、WMFモジュール36は、WFGモジュール34から受信された1つまたは複数の中間気象ファイルを使用して、(1つまたは複数の)飛行に関する特定の気象メッセージ符号化規則に従って、1つまたは複数の気象メッセージを形成することができる。次いで、WMFモジュール36は、1つまたは複数の航空機に送信するための気象メッセージを準備する。本明細書で使用される場合、1つもしくは複数の気象メッセージを「生成すること」は、1つもしくは複数の新しい気象メッセージを作成すること、および/または1つもしくは複数の既存の気象メッセージを更新することを意味する場合がある。
WMFモジュール36によって生成された気象メッセージは、それらの気象メッセージが送信される航空機と互換性のあるフォーマットで生成される。「航空機と互換性のある」とは、気象メッセージが、航空機に送信可能であること、航空機によって受信可能であること、航空機の自動化システムおよび/または航空機に乗っている人物(例えば、搭乗員のメンバー)によってアクセスならびに解釈可能であることを意味する。例えば、気象メッセージを目標システム(すなわち、その気象メッセージが送信されている航空機)のフォーマットに整合する特定のフォーマットで形成することが可能である。さらに、例えば、航空機の(例えば、これに限定されないが、FMSなど)飛行中自動化システムに自動的にアップロードでき、かつ/または航空機の搭乗員に有意義な形で自動的に表示できるフォーマットで気象メッセージを形成することが可能である。
WMFモジュール36によって生成された気象メッセージの例は、上空の風、(標準大気温度からの偏差として提示されてよく、提示されなくてもよい)大気温度、(性能最適化の際にエンジン排気が飛行中システムによって考慮されるときに有用であり得る)湿度、降水量の観測および/または予想された気象レーダ反射などを含むが、これらに限定されない。航空機システム設計に応じて、気象メッセージは、描写されたデータ点、高度の1Dベクトル参照、中間地点の1Dベクトル参照、航跡距離に沿った1Dベクトル参照、指定中間地点の1Dベクトル参照、計算された中間地点の1Dベクトル参照、緯度間隔の1Dベクトル参照、経度間隔の1Dベクトル参照、(同じ高度に関する)2D水平グリッド、2D鉛直グリッド(航跡距離、緯度、および/もしくは経度に対する高度)、より高度なシステム用の時間次元を有する3Dグリッドならびに/または4Dグリッドなどを提供することが可能である。例えば、風の(最高で4Dまでの)高度多次元グリッド表現を使用して、それぞれの提案される修正に関して風モデルを変更せずに、異なる提案経路およびプロファイルの修正がFMSによって正確に評価されるのを可能にできる。そのようなグリッドでは、風は、飛行計画内の中間地点に結合されなくてよいが、非従来的なグリッド(例えば、磁気変動モデルで使用されるグリッド)を使用して定義される領域と関連付けられなければならない。いずれの場合も、航空機システムによって容認され得るデータ点の数は、限定可能であり、気象モデルによって提供され得るデータ点の数よりも少なくてよいが、これはシステム性能限界と通信帯域幅限界とに起因する場合がある。限定された数のデータ点だけが航空機システムによって容認され得ることによる影響を最小限に抑えるために、気象ファイルからのデータ点をダウンサンプリングするためのプロセスに特定の運航考慮事項および最適化を含めることが可能である。
MDモジュール38は、WMFモジュール36から気象メッセージを受信するためにWMFモジュール36に動作可能に接続される。MDモジュール38は、1つまたは複数の気象メッセージを1つまたは複数の航空機に送信するように構成される。1つもしくは複数の気象メッセージを1つもしくは複数のATCエンティティおよび/または1つもしくは複数の航空機の運航を制御する1つもしくは複数の航空機オペレータエンティティに送信するようにMDモジュール38を構成することが可能である。いくつかの実施形態では、WFGモジュール34から中間気象ファイルを受信するために、MDモジュール38をWFGモジュール34に動作可能に接続することが可能である。1つもしくは複数の中間気象ファイルを1つもしくは複数の航空機、1つもしくは複数のATCエンティティ、および/または1つもしくは複数の航空機の運航を制御する1つもしくは複数の航空機オペレータエンティティに送信するようにMDモジュール38を構成することが可能である。
気象メッセージおよび/もしくは中間気象ファイルを航空機、ATCエンティティ、ならびに/または、任意の構成、手段、通信ネットワークのタイプ、通信インフラストラクチャのタイプなどを使用して1つもしくは複数の航空機の運航を制御する航空機オペレータエンティティに送信するようにMDモジュール38を構成することが可能である。例えば、気象メッセージおよび/または中間気象ファイルを航空機に送信することは、地上ベースの直接無線周波数(RF)通信、超短波(VHF)データリンク、衛星ベースのネットワーク接続、飛行中インターネット接続など、地上ベースのRFネットワーク接続により達成可能である。単一のメッセージを複数の航空機にブロードキャストする機能を可能にするために拡張できる、ACARSなどの商業通信を使用することも可能である。さらに、例えば、気象メッセージおよび/または中間気象ファイルをATCエンティティならびに/あるいは1つもしくは複数の航空機の運航を制御する航空機オペレータエンティティに送信することは、インターネットリンクと私設直接リンクとを含めて、地対地ネットワーク接続を使用して実行可能である。
気象サービスシステム10を全体的に再び参照すると、気象サービスシステム10をターミナル領域内の航空機運航に関して利用することが可能であり、空港面における航空機運航に関して利用することが可能であり、かつ/またはエンルート空域内で利用することが可能である。気象サービスシステム10を、単一のコンピュータシステム内で実施(すなわち、それによって定義)することが可能であるか、または2つ以上のネットワーク接続されたコンピュータシステム内で実施することも可能である。例えば、IFWS12およびWMGS14を、単一のコンピュータシステム内で一緒に実施することが可能であり、またはIFWS12をWMGS14以外のコンピュータシステム内で実施することも可能である。さらに、例えば、IFWS12のいずれかの構成要素がWMGS14のいずれかの構成要素と同じコンピュータシステム内で実施されているか否かにかかわらず、IFWS12の様々な構成要素を異なるコンピュータシステム内で実施することが可能であり、かつ/またはWMGS14の様々な構成要素を異なるコンピュータシステム内で実施することも可能である。すなわち、異なるコンピュータシステムのうちのいずれかがIFWS12およびWMGS14の両方の運航を実行するか否かにかかわらず、IFWS12およびWMGS14のそれぞれの運航(すなわち、機能性)を2つ以上の異なるコンピュータシステム上で拡散することが可能である。個々の構成要素をクラウドタイプのコンピュータ環境によって仮想化およびホストして、例えば、ユーザがコンピュータシステムの位置、構成、および/または特定のハードウェアを考慮することを必要とせずに、計算能力の動的割当てを可能にすることができる。
気象サービスシステム10を、航空交通環境内で、気象サービスシステム10が本明細書で説明および/または例示されるように機能することを可能にする任意の構成で実施することが可能である。例えば、気象サービスシステム10全体(すなわち、IFWS12およびWMGS14)を既存のまたは新しく作成された気象サービスプロバイダエンティティの設備に設置することが可能であり、ATCエンティティの設備に設置することが可能であり、または1つもしくは複数の航空機の運航を制御する航空機オペレータエンティティの設備に設置することも可能である。さらに、例えば、気象サービスシステム10の様々な構成要素(例えば、IFWS12、IFWS12の構成要素、WMGS14、および/またはWMGS14の構成要素)を異なるエンティティ(例えば、気象サービスプロバイダエンティティ、ATCエンティティ、および/または1つもしくは複数の航空機の運航を制御する航空機オペレータエンティティ)の設備に設置することが可能である。例えば、IFWS12をWMGS14とは異なるエンティティの設備に設置することが可能である。さらに、例えば、IFWS12のいずれかの構成要素がWMGS14のいずれかの構成要素と同じエンティティの設備に設置されているか否かにかかわらず、IFWS12の様々な構成要素を異なるエンティティの設備に設置することが可能であり、かつ/またはWMGS14の様々な構成要素を異なるエンティティの設備に設置することが可能である。気象サービスシステム10の様々な構成要素が異なるエンティティの設備に設置されている実施形態では、気象サービスシステム10のそれぞれの構成要素を異なるエンティティのうちのいずれかの設備に設置することが可能である。「設置」という用語は、エンティティによって運航される物理的な設備に存在しているコンピュータもしくは複数のネットワーク接続されたコンピュータを指す場合があり、かつ/または「設置」という用語は、その設備を担当しているエンティティに関連する仮想ホスティングを指す場合があり、この場合、どこかに配置されている物理計算機を有するクラウド環境内で実際の演算を実行することが可能である。クラウドは、パブリッククラウド、プライベートクラウド、ならびに/またはエンティティ、そのエンティティがそのメンバーであるか否かにかかわらず協会、および/もしくは独立した第三者によって運航されるハイブリッドクラウドであってよい。
図2は、気象サービスシステム10の1つの例示的な実装形態を示す航空交通環境100のある例示的な実施形態の概略ブロック図である。図2の例示的な実施形態では、気象サービスシステム10全体が気象サービスプロバイダエンティティ102の設備に設置される。IFWS12とWMGS14とは両方とも、気象サービスプロバイダエンティティ102の設備に設置されて、気象サービスプロバイダエンティティ102によって運航される。環境100は、気象サービスプロバイダエンティティ102と、1つまたは複数の航空機104と、それぞれが、航空機104のうちの1つまたは複数の運航を制御する1つまたは複数の航空機オペレータエンティティ106と、1つまたは複数のATCエンティティ108と、1つまたは複数の気象データソース110とを含む。
図2の例示的な実施形態では、環境100は、単一の気象サービスプロバイダエンティティ102と、4機の航空機104と、4つの航空機オペレータエンティティ106と、単一のATCエンティティ108と、単一の気象データソース110とを含む。しかし、環境100は、任意の数の気象サービスプロバイダエンティティ102と、任意の数の航空機104と、任意の数の航空機オペレータエンティティ106と、任意の数のATCエンティティ108と、任意の数の気象データソース110とを含むことが可能である。説明を簡単にするために、それぞれの航空機オペレータエンティティ106は、図2の例示的な実施形態で、単一の航空機104の運航を制御するとして示されている。しかし、それぞれの航空機オペレータエンティティ106は、任意の数の航空機104の運航を制御することが可能である。いくつかの実施形態では、1つまたは複数の航空機オペレータエンティティ106は、比較的多数の(例えば、10を超える)、かつ/または比較的多種の(例えば、3種類を超える)異なる航空機の運航を制御する。それぞれの気象データソース110は、気象サービスプロバイダエンティティ102の設備に配置された内部ソースであってよく、または気象サービスプロバイダエンティティ102の設備から離れて配置された外部ソースであってもよい。
上で説明されたように、IFWS12とWMGS14とを含めて、気象サービスシステム10は気象サービスプロバイダエンティティ102によって運用される。気象サービスシステム10は、1つもしくは複数の航空機104、1つもしくは複数の航空機オペレータエンティティ106、および/またはATCエンティティ108から入力を受信する。気象サービスシステム10は、気象サービスプロバイダエンティティ102において気象モデルと、気象ファイルと、気象メッセージとを生成する。気象サービスシステム10は、気象メッセージを航空機104に配信(すなわち、送信)する。いくつかの実施形態では、気象モデルおよび/または気象ファイルは航空機104に配信される。図2の例示的な実施形態では、気象サービスシステム10によって提供される気象サービスに対する加入は、気象メッセージを航空機104に配信することである。追加の加入により、航空機104に配信された気象モデル、気象ファイル、および/または気象メッセージの複写へのアクセスを1つまたは複数の航空機オペレータエンティティ106に提供することが可能である。いくつかの実施形態では、気象モデル、気象ファイル、および/または気象メッセージはATCエンティティ108に複写される。
いくつかの実施形態では、気象サービスプロバイダエンティティ102はATCエンティティ108のサブエンティティである。さらに、いくつかの代替実施形態では、気象サービスシステム10全体(すなわち、IFWS12およびWMGS14)が、ATCエンティティ108の設備に、または1つもしくは複数の航空機オペレータエンティティ106の設備に設置される。
図3は、気象サービスシステム10の別の例示的な実装形態を示す航空交通環境200の別の例示的な実施形態の概略ブロック図である。図3の例示的な実施形態では、気象サービスシステム10のIFWS12は気象サービスプロバイダエンティティ102の設備に設置されるのに対して、気象サービスシステム10のWMGS14は航空機オペレータエンティティ106のそれぞれの設備に設置される。図3に示される実装形態では、IFWS12は気象サービスプロバイダエンティティ102によって運用され、WMGSS14は航空機オペレータエンティティ106によって運用される。
気象サービス提供エンティティ102によって運用されるIFWS12は、1つもしくは複数の航空機オペレータエンティティ106から、かつ/またはATCエンティティ108から入力を受信する。IFWS12は、気象サービスプロバイダエンティティ102において気象モデルを生成する。IFWS12は、気象モデルを航空機オペレータエンティティ106に配信し、かつ/または気象モデルに対する制御されたアクセスを1つもしくは複数の航空機オペレータエンティティ106に提供する。いくつかの実施形態では、気象モデルはATCエンティティ108に複写される。
航空機オペレータエンティティ106は、気象ファイルおよび気象メッセージを生成して、航空機オペレータエンティティ106によって制御された対応する航空機104にそれらの気象メッセージを配信する責任を有する。いくつかの実施形態では、航空機オペレータエンティティ106は、航空機オペレータエンティティ106によって制御された対応する航空機104に気象モデルおよび/または気象ファイルを配信する。図3の例示的な実施形態では、気象サービスシステム10によって提供される気象サービスへの加入は、気象モデルを航空機オペレータエンティティ106に配信すること、ならびにWMGS14の使用許可およびサポートである。そのような加入は、比較的多数の飛行がATCエンティティ108によって制御された空域内で運航している航空機オペレータエンティティ106に適している可能性がある。いくつかの実施形態では、1つまたは複数の航空機オペレータエンティティ106は、気象ファイルおよび/または気象メッセージの複写をATCエンティティ108に配信する。
図4は、気象サービスシステム10の別の例示的な実装形態を示す航空交通環境300の別の例示的な実施形態の概略ブロック図である。図4の例示的な実施形態では、気象サービスシステム10のIFWS12は気象サービスプロバイダエンティティ102の設備に設置されるのに対して、WMGS14のWMFモジュール36は航空機オペレータエンティティ106のそれぞれの設備に設置される。気象サービスシステム10のWMGS14の残り(例えば、そのそれぞれが図1に示されるモジュール30、32、34、および38、ならびにCDB40)は、気象サービスプロバイダエンティティ102の設備に設置される。1つまたは複数の航空機オペレータエンティティ106は、1つまたは複数の航空機オペレータエンティティ106によって制御された対応する航空機104に気象メッセージを配信するためのMDモジュール38または類似のモジュールを含むことが可能である。
気象サービス提供エンティティ102によって運用されるIFWS12は、1つもしくは複数の航空機オペレータエンティティ106から、かつ/またはATCエンティティ108から入力を受信する。IFWS12は、気象サービスプロバイダエンティティ102において気象モデルを生成する。WMGS14は気象サービスプロバイダエンティティ102において気象ファイルを生成する。WMGS14は気象ファイルを航空機オペレータエンティティ106に配信し、かつ/または気象ファイルに対する制御されたアクセスを1つもしくは複数の航空機オペレータエンティティ106に提供する。いくつかの実施形態では、気象モデルおよび/または気象ファイルはATCエンティティ108に複写される。
航空機オペレータエンティティ106は、気象メッセージを生成して、航空機オペレータエンティティ106によって制御された対応する航空機104にそれらの気象メッセージを配信する責任を有する。いくつかの実施形態では、航空機オペレータエンティティ106は、航空機オペレータエンティティ106によって制御された対応する航空機104に気象モデルおよび/または気象ファイルを配信する。図4の例示的な実施形態では、気象サービスシステム10によって提供された気象サービスに対する加入は、航空機オペレータエンティティ106に対する気象ファイルの配信、ならびにWMFモジュール36の使用許可およびサポートである。そのような加入は、複数の飛行がATCエンティティ108によって制御された空域内で同じ手順を行っている航空機オペレータエンティティ106に適している可能性がある。いくつかの実施形態では、1つまたは複数の航空機オペレータエンティティ106は気象メッセージの複写をATCエンティティ108に配信する。
図5は、気象サービスシステム10の別の例示的な実装形態を示す航空交通環境400の別の例示的な実施形態の概略ブロック図である。図5の例示的な実施形態では、気象サービスシステム10全体が航空機オペレータエンティティ106のそれぞれの設備に設置される。気象サービスシステム10のIFWS12とWMGS14は両方とも、航空機オペレータエンティティ106の設備に設置され、航空機オペレータエンティティ106によって運用される。
IFWS12とWMGS14とを含めて、それぞれの気象サービスシステム10は、対応する航空機オペレータエンティティ106によって運用される。気象サービスシステム10は、対応する航空機オペレータエンティティ106のオペレータ制御ツール112から、かつ/またはATCエンティティ108から入力を受信する。航空機オペレータエンティティ106は気象データソース110にアクセスして、その気象サービスシステム10は、気象データソース110から受信された気象データを使用して、対応する航空機オペレータエンティティ106において気象モデル、気象ファイル、および気象メッセージを生成する。
航空機オペレータエンティティ106は、航空機オペレータエンティティ106によって制御された対応する航空機104に気象メッセージを配信する責任を有する。いくつかの実施形態では、航空機オペレータエンティティ106は、航空機オペレータエンティティ106によって制御された対応する航空機104に気象モデルおよび/または気象ファイルを配信する。図5の例示的な実施形態では、気象サービスシステム10によって提供される気象サービスに対する加入は、航空機オペレータエンティティ106の設備における気象サービスシステム10の設置およびサポート、ならびに関連技術の使用許可を含むターンキーシステム加入である。そのような加入は、比較的複雑な運航ニーズを有する比較的大きなネットワーク航空運送業者に適している可能性がある。いくつかの実施形態では、1つまたは複数の航空機オペレータエンティティ106は、気象モデル、気象ファイル、および/または気象メッセージの複写をATCエンティティ108に配信する。
図2〜5の実施形態のそれぞれの中で、1つまたは複数の気象サービスシステム10は、航空交通環境内で、その航空交通環境内で航空機を制御するそれぞれの航空機オペレータエンティティに対して同じ構成で実施される。すなわち、特定の航空交通環境内で、気象サービスに対する加入は、航空交通環境内で航空機を制御するそれぞれの航空機オペレータエンティティに対して同じタイプの加入である。例えば、図2の実施形態では、航空交通環境100のそれぞれの航空機オペレータエンティティ106は、気象サービスプロバイダ102の設備に設置された気象サービスシステム10によってサービス提供される。さらに、例えば、図3の実施形態では、航空交通環境200のそれぞれの航空機オペレータエンティティ106は加入を有し、気象サービスシステム10のWMGS14は、航空機オペレータエンティティ106のそれぞれの設備に設置される。しかし、気象サービスシステム10は、同じ航空交通環境内で航空機を制御するそれぞれの航空機オペレータエンティティに対して同じタイプの加入を提供することに限定されない。むしろ、同じ航空交通環境内の航空機を制御する異なる航空機オペレータエンティティに対して様々なタイプの加入を提供することができる。すなわち、単一の航空交通環境は、異なる航空機オペレータエンティティに対して異なる構成(すなわち、加入タイプ)の組合せ(例えば、図2、3、4、および/または5に示される様々な構成の組合せ)を含むことが可能である。
例えば、図6は、気象サービスシステム10の別の例示的な実装形態を示す航空交通環境500の別の例示的な実施形態の概略ブロック図である。図6の実施形態は、図2〜5の実施形態の組合せである。詳細には、航空交通環境500は、それぞれが1つまたは複数の航空機104a、104b、104c、および104dをそれぞれ制御する、複数の異なる航空機オペレータエンティティ106a、106b、106c、および106dを含む。航空機オペレータエンティティ106aの場合、気象サービスシステム10a全体が気象サービスプロバイダエンティティ102の設備に設置される。気象サービスシステム10aは、気象サービスを航空機オペレータエンティティ106aに提供する。気象サービスに対する航空機オペレータエンティティ106aの加入は、気象サービスプロバイダ102において気象メッセージを気象サービスシステム10aから航空機104aに直接的に配信することに関する。
航空機オペレータエンティティ106bの場合、気象サービスシステム10bは、航空機オペレータエンティティ106bの設備に設置されたWMGS14bを含む。WMGS14bに加えて、気象サービスシステム10bは、気象サービスシステム10aのIFWS12aを使用して、気象サービスを航空機オペレータエンティティ106bに提供する。すなわち、気象サービスシステム10bは、気象サービスシステム10aのIFWS12aを含む。気象サービスに対する航空機オペレータエンティティ106bの加入は、気象モデルを航空機オペレータエンティティ106bに配信すること、ならびにWMGS14bの使用許可およびサポートに関する。
航空機オペレータエンティティ106cの場合、気象サービスシステム10cは、航空機オペレータエンティティ106cの設備に設置されたWMFモジュール36cを含む。WMFモジュール36cに加えて、気象サービスシステム10cは、気象サービスシステム10aのWMGS14aおよびIFWS12aの他の構成要素を使用して、気象サービスを航空機オペレータエンティティ106cに提供する。すなわち、気象サービスシステム10cは、気象サービスシステム10aの(WMGS14aのWMFモジュール36を除く)IFWS12aとWMGS14aを含む。気象サービスに対する航空機オペレータエンティティ106cの加入は、気象ファイルを航空機オペレータエンティティ106cに配信すること、ならびにWMFモジュール36cの使用許可およびサポートに関する。
航空機オペレータエンティティ106dの場合、気象サービスシステム10d全体が航空機オペレータエンティティ106dの設備に設置される。気象サービスシステム10dは、気象サービスを航空機オペレータエンティティ106dに提供する。気象サービスに対する航空機オペレータエンティティ106dの加入は、航空機オペレータエンティティ106dの施設における気象サービスシステム10dの設置およびサポートと、関連技術の使用許可とを含むターンキーシステム加入である。
図7は、飛行中に1つまたは複数の航空機に気象データを提供するための方法600のある例示的な実施形態を示す流れ図である。例えば、気象サービスシステム10(図1〜6)を使用して方法600を実行することが可能である。602で、方法600は、気象データの1つまたは複数のソースを使用して、1つまたは複数の気象モデルを生成するステップを含む。602で気象モデルを生成するステップは、新しい気象モデルを作成するステップ、または既存の気象モデルを更新するステップを含むことが可能である。航空機、1つもしくは複数の航空機の運航を制御する航空機オペレータエンティティ、および/またはATCエンティティから気象サービスに関する要求(例えば、気象メッセージに関する要求)を受信するとすぐに、602で気象モデルを生成することができる。加えて、または代替で、これに限定されないが、所定の気象イベントなど、所定のイベントが発生するとすぐに、602で気象モデルを生成するステップを自動的に開始することができる。602で生成される気象モデルは、これに限定されないが、4Dグリッドの形態など、任意の形態、フォーマットなどを有してよい。
気象サービスシステム10に関して上で説明されたように、602で生成された気象モデルは飛行運航情報と性能要件とを組み込む。気象サービスシステム10の上の説明から明らかなように、飛行運航情報は、航空機が飛行することを意図する指定された空域、その指定された空域の構成、飛行手順のタイプなどを含むことが可能であるが、これらに限定されない。気象サービスシステム10の上の説明からやはり明らかなように、性能要件は、航空機の飛行に関するRNPまたは飛行手順、飛行流量の点で交通スループット、飛行プロファイル、性能ベースの飛行プロファイル、気象モデルパラメータ、気象モデル仕様、気象性能要件、または気象モデル要件を含むことが可能であるが、これらに限定されない。
1つの例示的な実施形態では、気象モデルは、飛行運航情報と性能要件とを統合して、気象性能要件を判断するステップと、気象データのソースから気象データを受信するステップと、気象データと気象性能要件とに従って、気象モデルを生成するステップとによって602で生成される。602で気象モデルを生成するためのそのような例示的な方法は、図9を参照して下でより詳細に説明される。加えて、または代替で、602で気象モデルを生成するための任意のその他の方法を使用することが可能である。
いくつかの実施形態では、602で生成された気象モデルは、1つもしくは複数の航空機、航空機の運航を制御する1つもしくは複数の航空機オペレータエンティティ、および/または1つもしくは複数のATCエンティティに送信される。
604で、方法600は、(1つまたは複数の)気象モデルから1つまたは複数の気象メッセージを生成するステップを含む。気象メッセージは、604で、航空機と互換性のあるフォーマットで生成される。例えば、604で、航空機によって受信可能であり、航空機の飛行中自動化システム内に自動的にアップロード可能であり、かつ/または航空機の搭乗員に自動的に表示可能なフォーマットで気象メッセージを生成することが可能である。1つの例示的な実施形態では、604aで、気象モデルを気象データのサブセットに縮小することによって、中間気象ファイルを生成するステップと、604bで、その中間気象ファイルを使用して、気象サービスが提供されている航空機の1つまたは複数の気象メッセージ符号化規則に従って、気象メッセージを形成するステップとによって、気象メッセージが604で生成される。加えて、または代替で、604で、気象メッセージを生成するための任意のその他の方法を使用することが可能である。いくつかの実施形態では、中間気象ファイルが、1つもしくは複数の航空機、航空機の運航を制御する1つもしくは複数の航空機オペレータエンティティ、および/または1つもしくは複数のATCエンティティに送信される。
方法600は、606で、航空機の飛行中に1つまたは複数の航空機に気象メッセージを送信するステップを含む。例えば、606で、(その要求が航空機によって直接的に行われたとしても、かつ/または航空機の運航を制御する航空機オペレータエンティティを介して行われたとしても)気象サービスを要求した1つもしくは複数の航空機に気象メッセージを送信することが可能であり、かつ/あるいは、606で、気象サービスシステム10によってサービス提供されている航空交通環境内で運航している1つもしくは複数の航空機に気象メッセージを送信することが可能である。気象メッセージを606で航空機に直接送信することが可能であり、または航空機の運航を制御する航空機オペレータに最初に送信し、次いで、航空機オペレータによって航空機に中継することによって、606で、気象メッセージを航空機に送信することが可能である。いくつかのその他の実施形態では、気象メッセージは航空機と1つまたは複数の航空機オペレータエンティティの両方に直接送信される。さらに、いくつかの実施形態では、気象メッセージはATCエンティティに送信される。
図8は、飛行中に1つまたは複数の航空機に気象データを提供する気象サービスに対する加入を管理するための方法650のある例示的な実施形態を示す流れ図である。例えば、気象サービスシステム10によって提供される気象サービスに対する加入を管理するために(図1〜6)方法650を使用することが可能である。方法650は、気象サービスプロバイダエンティティ(例えば、気象サービスシステム10を運用するエンティティ)によって気象サービスの加入を受信、記録、および検証して、それに応じて気象サービスを加入エンティティに提供することができるようにする方法のある例示的な実施形態を示す。
方法650は、652で、気象サービスに対する加入を要求する加入要求を受信するステップを含む。気象サービスプロバイダエンティティによる気象サービス要求の受信に先立って、652aで、加入要求を受信することが可能である。加えて、または代替で、気象サービスプロバイダエンティティによる気象サービス要求の受信と同時に(すなわち、リアルタイムで)、652bで、加入要求を受信することが可能である。図8から明らかなように、気象サービスプロバイダエンティティによって受信されるそれぞれの加入要求を、特定の航空機に関してその特定の航空機から、航空機オペレータエンティティ群の航空機のサブセットもしくはすべてに関してその航空機オペレータエンティティから、またはATCエンティティの管轄区域内の飛行のサブセットもしくはすべてに関してそのATCエンティティから受信することが可能である。
654で、方法650は、加入要求を処理するステップを含む。詳細には、加入者と気象サービスプロバイダエンティティとの間で加入が折衝される。いくつかの実施形態では、折衝中に、654aで、事前定義された基準加入条件(reference subscription term)を参照することができる。成功裏の折衝時に、加入記録が658で生成され、660で機械可読コードとして加入データベース656内に記録される。すなわち、方法650は、658および660で、652で受信された加入要求に基づく、その気象サービスに有効な加入を加入データベース656内に記録するステップを含む。これらの記録された加入は、特定の航空機の加入状態を反映することができ、航空機オペレータエンティティに属している航空機によって行われる1つもしくは複数の飛行の加入状態を反映することができ、かつ/またはATCエンティティの管轄区域内の1つもしくは複数の飛行の加入状態を反映することができる。加えて、または代替で、記録された加入は、これらに限定されないが、配信されるべき気象メッセージの数の限度、提供されるべきサービスのタイプ、規模、範囲、量など、および/または配信されるべきサービスもしくはメッセージに対する更新など、サービスのレベルを示すことが可能である。接続されたディスプレイを経由して気象サービスプロバイダエンティティのオペレータによって使用するために、かつ/または電子インターフェースを経由して気象サービスシステムによって使用するために、気象サービス要求の加入状態の問合せおよび検証を行うための機能性を提供することが可能である。
リアルタイム加入は、一回限りの気象サービス要求に関する場合があり、事前加入によってカバーされないサービスに関する場合があり、かつ/または事前加入に対する一回限りの修正に関する場合もある。654aにおける基準であってよい、事前定義された基準加入条件に加えて、加入折衝の間に、662で、加入者との(例えば、加入データベース656から抽出された)折衝された事前加入条件を参照することも可能である。
効力がある加入は、提供された気象サービスに関して、加入要求エンティティおよび/または最終消費者エンティティに金銭的に請求することを含む。この請求は、例えば、これらに限定されないが、提供されるサービスのタイプ、規模、範囲、量など、季節および/または時刻調整、提供されている様々な異なる気象メッセージ、加入されている製品の数などの要因を含めて、要求および気象サービスの特性に基づいてよい。1つもしくは複数の加入者識別(ID)および/または1つもしくは複数の機体IDを使用して、要求しているユーザ、加入データベース、ならびに/あるいは加入ベースの気象サービスに関連する金銭的な変更を記録および収集する責任を有する料金請求システムを相互参照またはマッピングすることが可能である。
方法650は、加入状態と気象サービス要求とに従って、気象サービスを提供するステップを含む。例えば、方法650は、664で、1つまたは複数の航空機に関する気象サービス要求を受信するステップを含む。気象サービス要求は、航空機の飛行中に気象サービスから気象データを要求する。664で、1つもしくは複数の航空機から、1つもしくは複数の航空機オペレータエンティティから、かつ/またはATCエンティティから気象サービス要求を受信することができる。666で、方法650は、気象サービス要求を加入データベース内の有効な加入と比較することによって、航空機の加入状態を検証するステップを含む。方法650は、668で、航空機の加入状態に従って、気象サービスを提供または拒否するステップをさらに含む。
図9は、1つまたは複数の気象モデルを生成するための方法700のある例示的な実施形態を示す流れ図である。例えば、方法700を使用して、方法600(図7)の生成ステップ602(図7)のすべてまたは一部を実行することが可能である。方法700は、702で、飛行運航情報と性能要件とを統合して、気象性能要件を判断するステップを含む。702aで(例えば、対応する航空機オペレータエンティティから受信された)1つまたは複数の航空機に関する飛行運航情報入力をATCエンティティからの飛行運航情報入力と合併するステップによって、702で、飛行運航情報と性能要件とが統合される。702aで、デフォルト運航パラメータを合併の開始点として、かつ入力データ内のギャップを埋めるために使用することが可能である。702で、飛行運航情報と性能要件とを統合するステップは、702bで、(例えば、対応する航空機オペレータエンティティから受信された)1つまたは複数の航空機に関する性能要件入力をATCエンティティの性能要件入力と合併するステップも含む。デフォルト空域目標パラメータを、702bでの合併に関する開始点として、かつ入力データ内のギャップを埋めるために使用することが可能である。702aおよび702bの入力合併プロセスは、すべての利害関係者からの関心が気象モデル内に反映されることを可能にすることができる。
合併された入力は様々な気象データソースのプロセスを制御する次のステップに持ち越される。詳細には、704で、方法700は、気象データの1つまたは複数のソースから気象データを受信するステップを含む。706で、方法700は、処理された気象データと気象性能要件とに従って、1つまたは複数の気象モデルを生成するステップをさらに含む。708で、監視のために、(1つまたは複数の)気象モデルを気象サービスシステムのオペレータに表示することができる。さらに、例えば、WMAIモジュール26(図1)を経由して気象サービスシステムのオペレータが、記憶された気象モデルにアクセスすることが可能である。気象モデルがサービス加入内に含まれている場合、気象モデルを第三者(例えば、航空機オペレータエンティティ)に自動的または手動で提供することも可能である。
連続運航の際、気象データ内の変更、ならびに/または飛行運航および/もしくは性能要件内の変更を反映するために気象モデルを更新する必要がある。気象モデルを更新するステップは、1つもしくは複数の気象データソースの任意の入力、変更、および/または更新を監視することによって達成可能である。したがって、いくつかの実施形態では、方法700は、710で、1つもしくは複数の気象データソースの1つもしくは複数の入力、変更、および/または更新を監視するステップを含む。この入力、変更、および/または更新は、次いで、712で、飛行運航情報と性能要件とから導出された気象モデル更新基準と比較される。次いで、714で、(1つまたは複数の)気象モデルは、(1つもしくは複数の)気象データソースの入力、変更、および/または更新を反映するために更新される。
図10は、1つまたは複数の気象モデルから1つまたは複数の気象メッセージを生成するための方法750のある例示的な実施形態を示す流れ図である。例えば、方法750を使用して、方法600(図7)の生成ステップ604(図7)のすべてまたは一部を実行することが可能である。方法750は、IFWS12によって生成された1つまたは複数の気象モデルにアクセスし、1つまたは複数の気象メッセージを生成および配信するためにWMGS14を利用することによって、加入気象サービスを個々の飛行に提供する方法である。
方法750は、752で、個々の航空機754に関する気象サービス要求を受信するステップを含む。752で、個々の航空機754から、個々の航空機754の運航を制御する航空機オペレータエンティティ756から、かつ/またはATCエンティティ758から気象サービス要求を受信することが可能である。752で、個々の飛行に関する気象サービス要求が受信されるとき、方法750は、760で、個々の航空機および/または対応する航空機オペレータエンティティから受信された飛行プロファイル入力(すなわち、プロファイル仕様パラメータ)をデフォルト飛行プロファイルパラメータと合併するステップを含むことが可能である。デフォルト飛行プロファイルパラメータを、合併760に関する開始点として、かつ入力データ内のギャップを埋めるために使用することが可能である。762で、この方法は、個々の航空機754および/または対応する航空機オペレータエンティティ756から受信された飛行目標入力(すなわち、飛行目標仕様パラメータ)をデフォルト飛行目標パラメータと合併するステップを含むことも可能である。デフォルト飛行プロファイルパラメータを、合併762に関する開始点として、かつ入力データ内のギャップを埋めるために使用することが可能である。異なるエンティティからの入力を合併することは、そのように所望される場合、サービス要求者がサービス要求に関する追加の詳細を指定するための柔軟性を提供することができ、かつ/または航空機ユーザが気象サービスを地上ベースの自動化および/または飛行中自動化ツール内に組み込む可能性を提供することができる。
764で、方法750は、個々の航空機の加入状態を検証するステップを含む。加入状態が効力がある(すなわち、有効である)場合、766で、(1つまたは複数の)気象モデルから1つまたは複数の気象メッセージが生成される。767で、要求された時点で気象メッセージが生成され、利用可能な通信チャネルを経由して個々の航空機に配信される。加入は、個々の航空機754の運航を制御する航空機オペレータエンティティ756に気象メッセージの複写を配信することを含むことも可能である。いくつかの実施形態では、個々の航空機754に直接送信する代わりに、気象メッセージは航空機オペレータエンティティ756に送信されて、航空機オペレータエンティティ756によって個々の航空機754に中継される。所望される場合、ATCエンティティ758からの空域目標入力内で示すことができるように、気象メッセージの複写をATCエンティティ758に配信することも可能である。ATCエンティティ758は、気象メッセージを使用して、例えば、交通管理を改善することができる。監視のために、気象メッセージをWMGS14のディスプレイ768上に提示することができる。
気象サービス加入は、気象メッセージの更新を含むことも可能である。したがって、いくつかの実施形態では、方法750は、770で、IFWS12によって生成された1つまたは複数の気象モデルに対する更新を監視するステップを含み、これは気象メッセージ更新の(例えば、飛行目標入力の一部として提供される)要求されるタイミングを考慮に入れるステップを含むことが可能である。更新基準が満たされるとき、方法750は、772で、1つまたは複数の気象メッセージを更新するステップを含む。次いで、(1つまたは複数の)更新された気象メッセージを本明細書で説明されるように配信することが可能である。
図11は、1つまたは複数の気象モデルから1つまたは複数の気象メッセージを生成するための方法800の別の例示的な実施形態を示す流れ図である。例えば、方法800を使用して、方法600(図7)の生成ステップ604(図7)のすべてまたは一部を実行することが可能である。方法800は、IFWS12によって生成された1つまたは複数の気象モデルにアクセスして、1つまたは複数の気象メッセージを配信するために、WMGS14を利用することによって、類似の運航を行っている複数の飛行に加入気象サービスを提供する方法である。
方法800は、802で、類似の運航を行っている複数の航空機804に関する気象サービス要求を受信するステップを含む。802で、1つもしくは複数の航空機804から、1つもしくは複数の航空機804の運航を制御する航空機オペレータエンティティ806から、および/またはATCエンティティ808から気象サービス要求を受信することが可能である。方法800は、810で、飛行プロファイル入力(すなわち、プロファイル仕様パラメータ)をデフォルト飛行プロファイルパラメータと合併するステップを含むことが可能である。1つもしくは複数の航空機オペレータエンティティ806から、かつ/またはATCエンティティ808から飛行プロファイル入力を受信することが可能である。デフォルト飛行プロファイルパラメータを、合併810の開始点として、かつ入力データ内のギャップを満たすために使用することが可能である。812で、この方法は、飛行目標入力(すなわち、飛行目標仕様パラメータ)をデフォルト飛行目標パラメータと合併するステップを含むことも可能である。1つもしくは複数の航空機オペレータエンティティ806から、かつ/またはATCエンティティ808から飛行目標入力を受信することが可能である。デフォルト飛行プロファイルパラメータを、合併812に関する開始点として、入力データ内のギャップを埋めるために使用することが可能である。これらの入力は1つを超えるエンティティから(すなわち、2つ以上の航空機オペレータエンティティ806から、またはATCエンティティ808と1つもしくは複数の航空機オペレータエンティティ806の組合せから)提供されることが可能であるため、方法800は、814で、入力の一貫性を検証するステップを含むことが可能である。異なるエンティティからの入力を合併することは、そのように所望される場合、サービス要求者がサービス要求に関する追加の詳細を指定するための柔軟性を提供することができ、かつ/または航空機ユーザが気象サービスを地上ベースの自動化および/または飛行中自動化ツールに組み込むための可能性を提供することができる。
802で気象サービス要求を受信した後で、方法800は、816で、複数の航空機804の加入状態を検証するステップを含む。例えば、816で検証するステップは、気象サービス要求の加入状態を検証するステップを含むことが可能である。加入状態が複数の航空機804の少なくともサブセットに関して効力がある場合、気象サービス要求は処理されることになる。詳細には、加入状態が複数の航空機804の少なくともサブセットに関して効力がある場合、方法800は、818で、要求された時点で(IFWS12によって生成された1つまたは複数の気象モデルを使用して)1つまたは複数の気象メッセージを生成するステップを含む。複数の飛行が関与しているため、異なる装置を備えた航空機804のニーズを満たすために、1つを超える気象メッセージが必要な場合がある。しかし、類似の運航が問題の飛行によって実行されているため、同じ気象ファイルから気象メッセージを形成することが可能である。
気象メッセージを配信する前に、方法800は、820で、複数の航空機804のそれぞれの個々の飛行に関する加入状態を検証するステップを含む。加入が飛行に関して効力がある場合、822で、利用可能な通信チャネルを経由して、対応する気象メッセージが航空機804に配信される。(例えば、所与の飛行中システムに関して特定の符号化を用いた)同じ気象メッセージが1つを超える航空機804に適している場合、単一の送信が航空機に同時に達することができ、これは「加入気象メッセージブロードキャスト」と呼ばれる。そのような加入気象メッセージブロードキャストは、通信帯域幅を節約することができる。加入気象メッセージがブロードキャストされるとき、このメッセージは、加入を有する航空機804によってだけ認識可能なメッセージ内の特別な識別子など、かつ/または加入を有する航空機804だけが気象メッセージを復号することを可能にする暗号化機構など、アドレス指定機構を含むことが可能である。したがって、いくつかの実施形態では、気象メッセージが送信される前に、加入状態を検証する必要はない場合がある。
加入は、1つまたは複数の航空機オペレータエンティティ806に気象メッセージの複写を配信することを含むことも可能である。いくつかの実施形態では、1つまたは複数の航空機804に直接送信される代わりに、気象メッセージは、1つまたは複数の航空機804に中継するために、1つまたは複数の航空機オペレータエンティティ806に送信される。所望される場合、ATCエンティティ808からの空域目標入力内で示すことができるように、気象メッセージの複写をATCエンティティ808に配信することも可能である。例えば、ATCエンティティ808は気象メッセージを使用して、交通管理を改善することができる。監視のために、気象メッセージをWMGS14のディスプレイ824上に提示することができる。
方法800は、異なる時点で空域を出入りする可能性がある複数の航空機804に適用されるため、例えば、気象情報の経時劣化により、特定の気象ファイルまたは気象メッセージは所与の期間だけに適用される場合がある。したがって、例えば、プロファイル仕様入力と飛行目標入力とが問題のすべての飛行に関して同じ状態のままである場合であっても、気象ファイルおよび/または気象メッセージは、(1つもしくは複数の)対応する気象モデルが更新されるにつれて、更新されることが必要な場合がある。時間が経過するにつれて、同じ気象メッセージの更新されたバージョンを同じ飛行に配信することができる方法700と異なり、方法800では、更新された気象メッセージを新しい飛行だけに配信することが可能である。したがって、いくつかの実施形態では、方法800は、826で、IFWS12によって生成された1つまたは複数の気象モデルに対する更新を監視するステップを含み、これは、飛行プロファイル仕様入力および飛行目標仕様入力から導出された(または、それらの一部として与えられた)気象メッセージ更新基準を考慮に入れるステップを含むことが可能である。更新基準が満たされるとき、方法800は、828で、1つまたは複数の気象メッセージを更新するステップを含む。次いで、(1つまたは複数の)更新された気象メッセージを本明細書で説明されるように配信することが可能であるが、その空域内に入って来る新しい飛行または将来の所与の時点でその空域内に入って来ると予想される飛行だけにアドレス指定すること可能である。代替方法として、(例えば、これらに限定されないが、達している中間地点、達している高度など)飛行基準または飛行進行基準は、その指定された中間地点、高度などに至る気象メッセージを受信するように航空機804内で構成される。指定された中間地点、高度などに達した後で、新しい気象メッセージブロードキャストが利用可能な場合であっても、航空機804は航空機804の内部気象モデルをもはや更新しないことになる。
図12は、1つまたは複数の気象モデルから1つまたは複数の気象メッセージを生成するための方法850の別の例示的な実施形態を示す流れ図である。例えば、方法850を使用して、方法600(図7)の生成ステップ604(図7)のすべてまたは一部を実行することが可能である。方法850は、IFWS12によって生成された1つまたは複数の気象モデルにアクセスし、1つまたは複数の気象メッセージを生成および配信するためにWMGS14を利用することによって、類似の運航を行っている複数の飛行に加入気象サービスを提供する方法である。方法850は、方法800(図11)に類似するが、方法850と方法800の1つの違いは、方法850では、単一のATCエンティティ858によって制御されたすべての飛行をカバーする事前気象サービス加入が用意されていることである。例えば、スループットを最大化すること、および/または環境影響を最小限に抑えるために、ATCエンティティ858によってサービス提供されるすべての飛行が同じレベルの気象サービスを受けることを確実にする目的で、ATCエンティティ858によって加入を実際に行うことが可能である。
方法850は、852で、類似の運航を行っている複数の航空機854に関する気象サービス要求を受信するステップを含む。852で、1つもしくは複数の航空機854から、1つもしくは複数の航空機854の運航を制御する航空機オペレータエンティティ856から、かつ/またはATCエンティティ858から気象サービス要求を受信することが可能である。方法850は、860で、飛行プロファイル入力(すなわち、プロファイル仕様パラメータ)をデフォルト飛行プロファイルパラメータと合併するステップを含むことが可能である。1つもしくは複数の航空機オペレータエンティティ856から、かつ/またはATCエンティティ858から飛行プロファイル入力を受信することが可能である。デフォルト飛行プロファイルパラメータを、合併860に関する開始点として、かつ入力データ内のギャップを埋めるために使用することが可能である。862で、この方法は、飛行目標入力(すなわち、飛行目標仕様パラメータ)をデフォルト飛行目標パラメータと合併するステップを含むことも可能である。1つもしくは複数の航空機オペレータエンティティ856から、かつ/またはATCエンティティ858から飛行目標入力を受信することが可能である。デフォルト飛行プロファイルパラメータを、合併862の開始点として、かつ入力データ内のギャップを埋めるために使用することが可能である。1つを超えるエンティティから(すなわち、2つ以上の航空機オペレータエンティティ856から、またはATCエンティティ858と1つもしくは複数の航空機オペレータエンティティ856の組合せから)入力を提供することが可能であるため、方法850は、864で、入力の一貫性を検証するステップを含むことが可能である。異なるエンティティからの入力を合併することは、そのように所望される場合、サービス要求者がサービス要求に関する追加の詳細を指定するための柔軟性を提供することができ、かつ/または航空機ユーザが気象サービスを地上ベースの自動化および/または飛行中自動化ツールに組み込むための可能性を提供することができる。
ATC858によって制御されたすべての飛行に関してすでに加入が用意されているため、加入検証は実行されない。868で、方法850は、(IFWS12によって生成された1つまたは複数の気象モデルを使用して)1つまたは複数の気象メッセージを生成するステップを含むことが可能である。複数の飛行が関与しているため、異なる装置を備えた航空機854のニーズを満たすために、1つを超える気象メッセージが必要な場合がある。しかし、類似の運航が問題の飛行によって実行されているため、同じ気象ファイルから気象メッセージを形成することが可能である。方法850は、870で、仮想チャネル番号を気象メッセージに添付するステップを含む。例えば、仮想チャネル番号を気象メッセージ内に含めることが可能である。仮想チャネル番号は、気象メッセージを配信することが意図される航空機854、例えば、類似の運航を行っており(例えば、同じ手順を実行しており)同じ飛行中システム構成を有する航空機854のサブセットを示す(すなわち、識別する)。
個々の加入状態を検証する必要がないため、気象メッセージは個々の飛行に特にアドレス指定されなくてよく、ブロードキャスト方法を使用して、気象メッセージを配信することが可能である。したがって、方法850は、872で、利用可能な通信チャネルを経由して、1つまたは複数の気象メッセージを意図される航空機854のサブセットにブロードキャストするステップを含む。方法850は、「開放された気象メッセージブロードキャスト」と呼ばれる場合がある。そのような加入気象メッセージブロードキャストは、通信帯域幅を節約することが可能である。加入は、1つまたは複数の航空機オペレータエンティティ856に気象メッセージの複写を配信することを含むことも可能である。さらに、いくつかの実施形態では、航空機854に直接的にブロードキャストする代わりに、1つまたは複数の航空機854に中継するために、気象メッセージを1つまたは複数の航空機オペレータエンティティ856にブロードキャストすることができる。所望される場合、例えば、気象メッセージを使用して交通管理を改善することができるATCエンティティ858に、気象メッセージの複写を配信することも可能である。監視のために、気象メッセージをWMGS14のディスプレイ874上に提示することが可能である。
ブロードキャストされた気象メッセージは、その気象メッセージに添付される仮想チャネル番号を含む。航空機854では、飛行中システムは気象メッセージブロードキャスト内に含まれた仮想チャネル番号を識別するように構成される。気象メッセージ内に含まれた仮想チャネル番号が特定の航空機854の仮想チャネル番号に整合するとき、気象メッセージは容認され、そうでない場合、気象メッセージは無視される。
例えば、プロファイル仕様入力と飛行目標入力とが問題のすべての飛行に関して同じ状態のままである場合であっても、(1つもしくは複数の)対応する気象モデルが更新されるにつれて、気象ファイルおよび/または気象メッセージを更新することが必要な場合がある。したがって、いくつかの実施形態では、方法850は、876で、IFWS12によって生成された1つまたは複数の気象モデルに対する更新を監視するステップを含み、これは、飛行プロファイル仕様入力および飛行目標仕様入力から導出された(または、それらの一部として与えられた)気象メッセージ更新基準を考慮に入れるステップを含むことが可能である。更新基準が満たされるとき、方法850は、878で、1つまたは複数の気象メッセージを更新するステップを含む。
更新されたメッセージ(例えば、後続のブロードキャスト)が航空機854によって検出されたとき、(例えば、これらに限定されないが、達している中間地点、達している高度など)時間基準または飛行進行基準は、気象メッセージブロードキャストの容認を制御するように航空機804内で構成される。指定された中間地点、高度などに達する前に、整合する仮想チャネル番号を有する気象メッセージは容認される。指定された中間地点、高度などに達した後では、気象メッセージが整合する仮想チャネル番号を有する場合であっても、その気象メッセージは無視される。
図13は、1つまたは複数の気象モデルから1つまたは複数の気象メッセージを生成するための方法900の別の例示的な実施形態を示す流れ図である。例えば、方法900を使用して、方法600(図7)のステップ604(図7)の生成のすべてまたは一部を実行することが可能である。方法900は、IFWS12によって生成された1つまたは複数の気象モデルにアクセスして、1つまたは複数の気象ファイルを生成および配信するためにWMGS14を利用することによって、類似の運航を行っている複数の飛行に加入気象サービスを提供する方法である。方法900は、図4に示された気象サービスシステム10の実施形態の1つの例示的な実装形態である。例えば、方法900では、気象メッセージは気象サービスプロバイダの設備で生成されない。むしろ、中間気象ファイルだけが気象サービスプロバイダの設備で生成されるのに対して、気象メッセージは航空機オペレータエンティティ906の設備で生成される。方法900では、単一の航空機オペレータエンティティ906によって制御された複数の航空機904をカバーする事前気象サービス加入が用意されている。
方法900は、902で、類似の運航を行っている複数の航空機904に関する気象サービス要求を受信するステップを含む。図13の例示的な実施形態では、気象サービス要求は気象ファイルに関する要求である。902で、1つもしくは複数の航空機904から、航空機オペレータエンティティ906から、かつ/またはATCエンティティ908から気象サービス要求を受信することができる。方法900は、910で、飛行プロファイル入力(すなわち、プロファイル仕様パラメータ)をデフォルト飛行プロファイルパラメータと合併するステップを含むことが可能である。航空機オペレータエンティティ906から、かつ/またはATCエンティティ908から飛行プロファイル入力を受信することが可能である。デフォルト飛行プロファイルパラメータを、合併910に関する開始点として、かつ入力データ内のギャップを埋めるために使用することが可能である。912で、この方法は、飛行目標入力(すなわち、飛行目標仕様パラメータ)をデフォルト飛行目標パラメータと合併するステップを含むことも可能である。航空機オペレータエンティティ906から、かつ/またはATCエンティティ908から飛行目標入力を受信することが可能である。デフォルト飛行プロファイルパラメータを、合併912の開始点として、かつ入力データ内のギャップを埋めるために使用することが可能である。
902で気象サービス要求を受信した後で、方法900は、914で、航空機オペレータエンティティ906の加入状態を検証するステップを含む。方法900は、916で、航空機オペレータエンティティ906および/またはATCエンティティ908から受信された入力の一貫性を検証するステップを含むことが可能である。異なるエンティティからの入力を合併することは、そのように所望される場合、サービス要求者が、サービス要求に関する追加の詳細を指定するための柔軟性を提供することができ、かつ/または航空機ユーザが気象サービスを地上ベースの自動化および/または飛行中自動化ツールに組み込むための可能性を提供することができる。
加入状態が航空機オペレータエンティティ906に関して効力がある場合、方法900は、918で、(IFWS12によって生成された1つまたは複数の気象モデルを使用して)1つまたは複数の中間気象ファイルを生成するステップを含む。918で、中間気象ファイルは気象サービスプロバイダの設備で生成される。920で、中間気象ファイルは、利用可能な通信チャネルを経由して、気象サービスプロバイダから航空機オペレータエンティティ906に送信される。所望される場合、ATCエンティティ908からの空域目標入力内で示すことができるように、例えば、気象ファイルを使用して交通管理を改善することができるATCエンティティ908に中間気象ファイルの複写を配信することも可能である。気象ファイルを監視のためにWMGS14のディスプレイ924上に提示することができる。
航空機オペレータエンティティ906は、気象メッセージを生成して、航空機オペレータエンティティ906によって制御される気象メッセージを航空機904に配信する責任を有する。したがって、航空機オペレータエンティティ906は、922で、(1つまたは複数の)受信された中間気象ファイルを使用して、1つまたは複数の気象メッセージを生成する。航空機オペレータエンティティ906は、922で、例えば、航空機オペレータエンティティ906の設備に設置されたWMFモジュール36(図1、4、および6)を使用して、航空機オペレータエンティティ906の施設で気象メッセージを生成することができる。加えて、または代替で、航空機オペレータエンティティ906は、922で、例えば、ネットワークを経由して、航空機オペレータエンティティ906の設備から離れて配置された(すなわち、現場から離れた)外部気象メッセージ形成機能性(例えば、類似のモジュールのWMFモジュール36)にアクセスすることによって、気象メッセージを生成することができる。
気象メッセージを航空機904に配信することは、航空機オペレータエンティティ906によって制御される。したがって、方法900は、926で、航空機オペレータエンティティ906によって922で生成された(1つまたは複数の)気象メッセージを利用可能な通信チャネルを経由して航空機オペレータエンティティ906の設備から航空機904に送信するステップを含む。
(1つまたは複数の)対応する気象モデルが更新されるにつれて、気象ファイルと対応する気象メッセージとを更新することが必要な場合がある。したがって、いくつかの実施形態では、方法900は、928で、IFWS12によって生成された1つまたは複数の気象モデルに対する更新を監視するステップを含み、これは、飛行プロファイル仕様入力および飛行目標仕様入力から導出された(または、それらの一部として与えられた)気象メッセージ更新基準を考慮に入れるステップを含むことが可能である。更新基準が満たされるとき、方法900は、930で、1つまたは複数の気象ファイルを更新するステップを含むことが可能である。次いで、本明細書で説明されるように、(1つまたは複数の)更新された気象ファイルを航空機オペレータエンティティ906に配信することが可能である。更新された気象モデルがIFWS12から利用可能であるときはいつでも新しい気象ファイルを生成することができる。気象サービス要求に別段に明記されていない限り、新しい気象ファイルの準備ができるとすぐに、新しい気象ファイルを(所望される場合、ATCエンティティ908への複写と共に)航空機オペレータエンティティ906に送信することが可能である。気象サービス要求は、更新された気象ファイルが送信される公称周波数、最小周波数、および/または最大周波数を指定することができる。気象サービス要求は、成功裏に更新された気象ファイルの送信間の公称時間間隔、最小時間間隔、および/または最大時間間隔を指定することができる。気象サービス要求によって選択されていることに加えて、またはその代替で、許容範囲を上回る気象の変化もしくはしきい値を超える気象の変化によって、更新された気象ファイルが送信される周波数および/または時間間隔を判断することが可能である。
他の例示的な方法に関して上記で説明された類似のメッセージ更新、メッセージ配信、および/またはメッセージ容認機構が、例えば、航空機運航の際に更新された気象メッセージの利用を管理するために、航空機オペレータエンティティ906と、航空機オペレータエンティティ906によって制御された航空機904とに関して使用できる。運航を用いることが可能である。
本明細書で説明および/もしくは例示された方法ならびにシステムの方法ならびにシステムの様々な実施形態は、比較的正確な、かつ/または比較的一貫した気象予測情報を航空機に提供することができる。例えば、本明細書で説明および/もしくは例示された方法ならびにシステムの方法ならびにシステムの様々な実施形態は、所与の運航の個々の性能要件に特定の、かつ/もしくは性能要件に適合させた比較的一貫した気象情報を作成、フォーマット、および/または送信することに関する。
これらの様々な実施形態をハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せの形で実施できる点に留意されたい。これらの様々な実施形態および/または構成要素、例えば、モジュール、またはその中の構成要素およびコントローラを、1つまたは複数のコンピュータもしくはプロセッサの一部として実施することも可能である。コンピュータまたはプロセッサは、例えば、インターネットにアクセスするためのコンピューティングデバイス、入力デバイス、ディスプレイユニット、およびインターフェースを含むことが可能である。コンピュータまたはプロセッサは、マイクロプロセッサを含むことが可能である。マイクロプロセッサを通信バスに接続することが可能である。コンピュータまたはプロセッサは、メモリを含むことも可能である。メモリは、ランダムアクセスメモリ(RAM)と読出し専用メモリ(ROM)とを含むことが可能である。コンピュータまたはプロセッサは、ハードディスクドライブ、または、固体ドライブ、光ドライブなど、取外し可能記憶ドライブであってよい記憶装置を含むことがさらに可能である。記憶装置は、コンピュータプログラムもしくはその他の命令をコンピュータまたはプロセッサにロードするための他の類似の手段であってもよい。
本明細書で使用される場合、「コンピュータ」または「モジュール」という用語は、本明細書で説明された機能を実行することができるマイクロコントローラ、縮小命令セットコンピュータ(RISC)、特定用途向け集積回路(ASIC)、論理回路、GPU、FPGA、および任意のその他の回路またはプロセッサを使用するシステムを含めて、任意のプロセッサベースのシステムまたはマイクロプロセッサベースのシステムを含むことが可能である。上記の例は単なる例であり、したがって、「モジュール」もしくは「コンピュータ」という用語の定義および/または意味を限定することを決して意図しない。
コンピュータ、モジュール、またはプロセッサは、入力データを処理するために、1つまたは複数の記憶要素内に記憶された命令のセットを実行する。記憶要素は、所望に応じて、もしくは必要に応じて、データまたは他の情報を記憶することも可能である。記憶要素は、情報ソースまたは処理機械内の物理的なメモリ要素の形であってよい。
命令のセットは、本発明の様々な実施形態の方法およびプロセスなど、特定の動作を実行するようにコンピュータ、モジュール、または処理機械としてのプロセッサに命令する様々なコマンドを含むことが可能である。命令のセットは、ソフトウェアプログラムの形であってよい。ソフトウェアは、システムソフトウェアまたはアプリケーションソフトウェアなど、様々な形態であってよく、有形かつ非一時的なコンピュータ可読媒体として実施することが可能である。さらに、ソフトウェアは、別個のプログラムもしくはモジュールの収集物、より大きなプログラム内のプログラムモジュール、またはプログラムモジュールの一部の形であってよい。ソフトウェアは、オブジェクト指向プログラミングの形のモジュラープログラミングを含むことも可能である。処理機械による入力データの処理は、オペレータコマンドに対する応答であってよく、もしくは先の処理の結果に対する応答であってよく、または別の処理機械によって行われる要求に対する応答であってもよい。
本明細書で使用される場合、「ソフトウェア」および「ファームウェア」という用語は、交換可能であり、RAMメモリと、ROMメモリと、EPROMメモリと、EEPROMメモリと、不揮発性RAM(NVRAM)メモリとを含めて、コンピュータによって実行するためのメモリ内に記憶された任意のコンピュータプログラムを含む。上記のメモリタイプは単なる例示であり、したがって、コンピュータプログラムを記憶するために使用可能なタイプのメモリに関する限定ではない。様々な実施形態の個々の構成要素をクラウドタイプのコンピュータ環境によって仮想化およびホストして、例えば、ユーザがコンピュータシステムの位置、構成、および/または特定のハードウェアを考慮する必要なしに、計算能力の動的割振りを可能にすることができる。
上記の説明は、限定的ではなく、例示であることが意図される点を理解されたい。例えば、上述の実施形態(および/または、それらの態様)を、互いとの組合せの形で使用することが可能である。加えて、多くの修正を行い、その範囲から逸脱せずに、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させることが可能である。次元、材料のタイプ、様々な構成要素の配向、ならびに本明細書で説明された様々な構成要素の数および位置は、ある実施形態のパラメータを定義することを意図し、決して限定的ではなく、例示的な実施形態に過ぎない。上記の説明を考慮すると、請求項の趣旨内および範囲内の多くの他の実施形態および修正形態が当業者に明らになるであろう。したがって、本発明の範囲は、添付の請求項が資格を有する均等物の完全範囲と共に、そのような請求項を参照することにより判断されるべきである。添付の請求項では、「含む」および「その場合」という用語は、「備える」および「その点で」というそれぞれの用語の分かり易い英語の同等物として使用されている。さらに、以下の請求項において、「第1の」、「第2の」、および「第3の」などの用語は、単なるラベルとして使用され、その目的に数的な要件を課すことを意図しない。さらに、以下の請求項の限定は、ミーンズプラスファンクション(means−plus−function)の形で記載されておらず、そのような特許請求の範囲の限定が「のための手段」という成句と、その後に続く、さらなる構造が欠如した機能の宣言とを明示的に使用していない限り、米国特許法第112条第6項に基づいて解釈されることを意図しない。
本明細書は、最善の形態を含めて、本発明の様々な実施形態を開示し、また、任意の当業者が任意のデバイスまたはシステムを作成および使用して、任意の組み込まれた方法を実行することを含めて、本発明の様々な実施形態を実施するのを可能にするための例を使用する。本発明の様々な実施形態の特許性のある範囲は請求項によって画定され、当業者が思いつく他の例を含むことが可能である。そのような他の例が、請求項の文字言語と異ならない構造的要素を有する場合、またはそのような他の例が、請求項の文字言語からごくわずかな差異を有する等価な構造要素を含む場合、それらの例は請求項の範囲内であることが意図される。