JP6050591B2 - 航空交通を管理する方法およびシステム - Google Patents

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Description

本発明は、概して航空交通を管理する方法およびシステムに関する。より詳細には、本発明の態様は、複数の航空機から受け取られる航空交通軌道（トラジェクトリ）変更要求を交渉し処理する方法およびシステムと、空港に到着する航空交通をスケジューリングする方法およびシステムを含む。
軌道ベース運用（Ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ Ｂａｓｅｄ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）（ＴＢＯ）は、米国の次世代航空輸送システム（Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ａｉｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍ）（ＮｅｘｔＧｅｎ）および欧州の単一欧州航空交通管理プログラム（Ｓｉｎｇｌｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｓｋｙ ＡＴＭ Ｒｅｓｅａｒｃｈ）（ＳＥＳＡＲ）の両方の重要な構成要素である。この概念を発展させるために両プログラムにおいて相当な努力がなされている。航空機軌道同期および軌道交渉が、既存のＴＢＯ概念における重要な能力であり、空域運用の効率を向上させるための枠組を提供する。ＴＢＯで実施される軌道の同期および交渉によってまた、空域利用者（運航者（ｆｌｉｇｈｔ ｏｐｅｒａｔｏｒ）（航空会社）、運航管理者、操縦室乗務員、無人航空システム（Ｕｎｍａｎｎｅｄ Ａｅｒｉａｌ Ｓｙｔｅｍ）および軍用利用者を含む）は自身の好ましい（利用者設定）軌道に近い軌道を定期的に飛行することができ、燃料および時間の節約、風が最適な航路選択、悪天セルを回避する指示を含む事業目標を、ＴＢＯ概念に組み込むことができる。したがって、軌道の同期および交渉を支援する技術を生成することが望まれており、そうした技術により、ＴＢＯの採用を促進し加速させることができる。
本明細書で用いる航空機の軌道は、航空機が離陸から着陸まで辿る３次元位置の時間順シーケンスであり、軌道ベクトルの時間順の組によって数学的に記述することができるものである。対照的に、航空機の飛行計画は、出発前にパイロットまたは航空管理者によって地方民間航空機関に提出される文書を言い、出発地点および到着地点、推定所要時間、ならびに航空交通管制（ＡＴＣ）が追跡サービスおよび航路選択サービスを提供するために用いることができる他の一般的な情報を含む。飛行軌道の概念には、中心線を有する軌道経路とこの中心線を包囲する位置および時間の不確実性とがあることが含まれる。軌道同期を、航空機の軌道の種々の表現の間の不一致を、いかなる残りの相違も運用上取るに足らないように解決するプロセスとして定義することができる。運用上取るに足らない相違を構成するものは、意図された軌道の用途によって決まる。比較的大きい相違は、戦略的需要推定の場合は許容可能である可能性があるが、戦術的間隔管理で使用する場合、相違ははるかに小さくなければならない。ＴＢＯの包括的な目標は、空間（緯度、経度、高度）および時間における正確な４次元軌道（４ＤＴ）を使用することにより、航空機のその後の位置の予測に関連する不確実性を低減することである。厳密な４ＤＴを使用することにより、到着空港に進入している航空機の群に対して地理的位置（間隔設定（ｍｅｔｅｒｉｎｇ）フィックス、間隔設定フィックス、到着フィックスまたはコーナーポスト（ｃｏｒｎｅｒｐｏｓｔ）と呼ぶ）における到着時刻を予測する能力を含む、時間に対する航空機のその後の空間的位置（緯度、経度および高度）を予測する能力に関して、航空機のその後の飛行経路の不確実性を劇的に低減することができる。こうした能力は、現行の（航空機の現状態の観測によって決まる）「クリアランス（管制承認・許可）に基づく制御」法から軌道ベースの制御法への大幅な変更を表し、航空機が利用者設定軌道に沿って飛行することができるという目標がある。したがって、ＴＢＯに対する重大な実現要因は、１つの正確な計画された軌道（または場合によっては複数の軌道）が利用できることであり、それにより、ＡＴＣに対し、空域のより有効な使用を可能にする価値のある情報が提供される。
一般に、軌道交渉は、情報を交換して、利用者の選好を、安全、輸送能力、および運航者または航行管制機関（Ａｉｒ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｐｒｏｖｉｄｅｒ）（ＡＮＳＰ）の事業目標および制約とバランスをとるプロセスである。軌道交渉は、既存のＴＢＯ概念の重要な構成要素であるが、軌道交渉が何でありかつ何を含むかに対する多くの異なる観点がある。時間枠および交渉の所望の結果に応じて、交渉には種々の参加者が関連することになり、種々の情報が交換されることになる。一般に、軌道交渉の概念は、最適なまたは好ましい軌道を交渉する航空機の運航者の要望を、公平の枠組を提供しながら、航空機の安全な間隔と出発および到着中のそれらの航空機の最適な順序付けを確実にする要望とバランスをとることとして述べられてきた。軌道交渉概念はまた、空域利用者が、航空機の４Ｄ軌道（横方向航路、高度および速度）に対する提案された変更を含む、コンフリクトを解決するように軌道選好を提示することができるようにする。
上記に鑑みて、ＴＢＯ概念では、個々の航空機からの４ＤＴおよび所与の空域内の複数の航空機の軌道を表す集合体フローの生成、交渉、通信および管理が必要である。複数の航空機の軌道管理を、パイロット軌道変更要求を適切に装備された航空機の運航者と交渉する自動支援を用いて最も確実に達成することができ、それにより、航空機のパイロット／運航者とＡＮＳＰとの間の４次元軌道の交渉が可能になる。軌道交渉は、４つの段階、すなわち事前交渉、交渉、合意および実行があるものとして述べられてきた。たとえば、Joint Planning and Development Office, October, 2008, NextGen Avionics Roadmap, Version 1を参照されたい。事前交渉では、すべての関連する航空機の利用者設定軌道が、航空交通管理（ＡＴＭ）システムによって既知となるかまたは推測される。これらの利用者設定軌道間または空域制約との何らかのコンフリクトにより、交渉段階となる。この段階では、１つまたは複数の利用者設定軌道に対する変更を、運航者とＡＮＳＰとの間で、そのフライトに対する運航者の目標からの逸脱を最小限にしながら、ＡＮＳＰの観点から空域を最大限に活用するように交渉することができる。合意段階により、その航空機に対して交渉された４ＤＴがもたらされ、その少なくとも一部がＡＮＳＰによって許可されている。実行段階では、航空機は、合意され許可された４ＤＴを飛行し、ＡＮＳＰは、この４ＤＴに遵守しているか否かを監視する。航空機が交渉された軌道に遵守しないか、または環境が変化した場合（たとえば緊急事態またはポップアップ（ｐｏｐ−ｕｐ）飛行）、交渉段階が再開する可能性がある。交渉段階および合意段階で用いるために、いくつかの機上−地上通信プロトコルおよびアビオニクス性能規格、たとえば管制官パイロット間データ通信（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｐｉｌｏｔ ｄａｔａ ｌｉｎｋ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）（ＣＰＤＬＣ）技術および契約型自動従属監視（ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｄｅｐｅｎｄａｎｔ ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ−ｃｏｎｔｒａｃｔ）（ＡＤＳＣ）技術が存在し、または開発中である。
航空交通管理の概念に関連するのは、さまざまなタイプの本技術分野において既知である到着管理システム（Ａｒｒｉｖａｌ Ｍａｎａｇｅｒ）（ＡＭＡＮ）であり、その限定しない例には、交通管理アドバイザ（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ａｄｖｉｓｏｒ）（ＴＭＡ）および航空路降下アドバイザ（Ｅｎ−Ｒｏｕｔｅ Ｄｅｓｃｅｎｔ Ａｄｖｉｓｏｒ）（ＥＤＡ）として知られるシステムがあり、それらは、目下開発中である米国航空宇宙局（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ ａｎｄ Ｓｐａｃｅ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ）（ＮＡＳＡ）のＣｅｎｔｅｒ−ＴＲＡＣＯＮ自動化システム（Ｃｅｎｔｅｒ−ＴＲＡＣＯＮ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｓｙｔｅｍ）（ＣＴＡＳ）の一部である。ＴＭＡは、H. N. Swenson et al., "Design and Operational Evaluation of the Traffic Management Advisor at the Fort Worth Air Route Traffic Control Center," 1st USA/Europe Air Traffic Management Research & Development Seminar, Saclay, France (June 17-19, 1997)に述べられており、ＥＤＡは、R. A. Coppenbarger et al., "Design and Development of the En Route Descent Advisor (EDA) for Conflict-Free Arrival Metering," Proceedings of the AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference (2004)に述べられている。ＴＭＡの主な目標は、各航空機に、間隔設定フィックスにおいてスケジュール上の到着時刻（ｓｃｈｅｄｕｌｅｄ ｔｉｍｅ−ｏｆ−ａｒｒｉｖａｌ）（ＳＴＡ）を割り当てることによって到着をスケジューリングすることである。ＴＭＡは、ＳＴＡと到着予定時刻（ｅｓｔｉｍａｔｅｄ ｔｉｍｅ−ｏｆ−ａｒｒｉｖａｌ）（ＥＴＡ）との差として必要な遅延を計算する。ＥＤＡの主な目標は、航空交通コントローラ（ＡＴＣｏ）に対し、到着軌道に沿った他の航空機との間隔コンフリクトを防止する一方で、ＳＴＡに準拠して航空機を到着−間隔設定フィックスまで届けるのに役立つようにアドバイザリを計算することである。ＥＤＡは、主に、速度調整を利用し、次いで、必要な場合は、経路の延伸を介してより多くの遅延を吸収するように横方向距離を追加する。ＥＤＡはまた、巡航速度および降下速度の両方に対する同時調整によってコンフリクトの検出およびコンフリクトの解決を組み込む。しかしながら、ＥＤＡ概念には利用者選好は組み込まれていない。
ＴＢＯを実施する際に、一部には確認作業および便益評価がないために、いくつかの重大なギャップが残る。それに応じて、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ＣｏｍｐａｎｙおよびＬｏｃｋｈｅｅｄ Ｍａｒｔｉｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎは、航空交通管理（ＡＴＭ）分野におけるＴＢＯの採用を加速させる技術を生成することを目的とする、Ｊｏｉｎｔ Ｓｔｒａｔｅｇｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅ（ＪＳＲＩ）を作成した。ＪＳＲＩの取組みには、軌道航行概念および軌道同期概念を探求し評価するために、ＧＥの飛行管理システム（Ｆｌｉｇｈｔ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）（ＦＭＳ）と、Ｅｎ Ｒｏｕｔｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｒｎｉｚａｔｉｏｎ（ＥＲＡＭ）およびＣｏｍｍｏｎ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｒａｄａｒ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｓｙｓｔｅｍ（Ｃｏｍｍｏｎ ＡＲＴＳ）を含む、航空機の専門技術、Ｌｏｃｋｈｅｅｄ ＭａｒｔｉｎのＡＴＣ分野の専門知識を使用することが含まれていた。地上オートメーションシステムは、通常、時間および空間における航空機の経路を予測することができる４次元軌道モデルを提供し、それは、スケジューリング、コンフリクト予測、間隔管理およびコンフォーマンスモニタリング等、重要な航空交通管制機能および交通流管理機能を計画し実行するために必要な情報を提供する。航空機に搭載されて、ＦＭＳは、航空機の自動飛行制御システム（ＡＦＣＳ）により閉ループガイダンスに対して軌道を使用することができる。多くの最新のＦＭＳは、地上システムによって航空機に割り当てることができる到着要求時刻（ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｔｉｍｅ−ｏｆ−ａｒｒｉｖａｌ）（ＲＴＡ）を満足させることも可能である。
上記技術的能力にも関らず、所与の空域における航空機群の４Ｄ軌道に影響を与えるパラメータおよび制約が交換される方法と、すべてのＡＴＣの目標（安全な間隔、交通流等）に完全に従いながら、可能な限り（事業目標に関して）利用者設定軌道に近い交渉された軌道にいかに達するかとを含む、軌道交渉プロセスに関連する問題が残っている。
本発明は、空港を包囲する空域内にあり、かつ空港の滑走路または中間間隔設定フィックス等の地点に到着するようにスケジューリングされる複数の航空機を含む航空交通を交渉するのに適している方法およびシステムを提供する。
本発明の第１の態様によれば、本方法は、航空交通管制（ＡＴＣ）システムを用いて、複数の航空機のうちの各航空機の高度、速度および横方向航路を、その航空機が空域に入る際に監視するステップと、ＡＴＣシステムにより、複数の航空機の各々に対し、空港に関連する少なくとも１つの間隔設定フィックス地点におけるスケジュール上の到着時刻（ＳＴＡ）を生成するステップと、各航空機に対するＳＴＡを格納するステップと、ＡＴＣシステムによって、複数の航空機のうちの少なくとも第１の航空機に対するデータを受け取るかまたは推測するステップであって、データが、第１の航空機の燃料コストが最小である速度および予測された軌道パラメータを含み、予測された軌道パラメータが、任意の意図されていない変更によって変更された第１の航空機の既存の軌道パラメータの現値に基づく、第１の航空機の予測された高度、速度および横方向航路を含む、ステップと、第１の航空機の予測された軌道パラメータを用いて第１の航空機に対する補助データを受け取るかまたは生成するステップであって、補助データが、間隔設定フィックス地点における第１の航空機の最早到着予定時刻（ＥＴＡmin）および最遅到着予定時刻（ＥＴＡmax）を含む、ステップと、ＡＴＣシステムにより、第１の航空機のＳＴＡがそのＥＴＡminおよびＥＴＡmaxによって境界が画されるＥＴＡ範囲内であるか範囲外であるかを確定する計算を実行するステップと、第１の航空機に対し、第１の航空機が第１の航空機のＳＴＡまたはＥＴＡminで間隔設定フィックス地点に到着することを確実にする命令を送信するステップと、待ち行列に格納された各航空機のＳＴＡを更新するステップと、を含む。
本発明の別の態様は、上述した方法を実行するように適合されたシステムである。
本発明のさらに別の態様によれば、システムは、複数の航空機のうちの各航空機の高度、速度および横方向航路を、その航空機が空域に入る際に監視する手段と、複数の航空機の各々に対し、空港に関連する少なくとも１つの間隔設定フィックス地点におけるスケジュール上の到着時刻（ＳＴＡ）を生成する手段と、各航空機に対するＳＴＡを待ち行列に格納する手段と、複数の航空機のうちの少なくとも第１の航空機に対するデータを受け取るかまたは推測する手段であって、データが、第１の航空機の燃料コストが最小である速度および予測された軌道パラメータを含み、予測された軌道パラメータが、任意の意図されていない変更によって変更された第１の航空機の既存の軌道パラメータの現値に基づく、第１の航空機の予測された高度、速度および横方向航路を含む、手段と、第１の航空機の予測された軌道パラメータを用いて第１の航空機に対する補助データを受け取るかまたは生成する手段であって、補助データが、間隔設定フィックス地点における第１の航空機の最早到着予定時刻（ＥＴＡmin）および最遅到着予定時刻（ＥＴＡmax）を含む、手段と、第１の航空機のＳＴＡがそのＥＴＡminおよびＥＴＡmaxによって境界が画されるＥＴＡ範囲内であるか範囲外であるかを確定する計算を実行する手段と、第１の航空機に対し、第１の航空機が第１の航空機のＳＴＡまたはＥＴＡminで間隔設定フィックス地点に到着することを確実にする命令を送信する手段と、待ち行列に格納された各航空機のＳＴＡを更新する手段と、を有し、監視手段、ＳＴＡ生成手段、データ受取または推測手段および計算実行手段は、複数の航空機のいずれにも配置されていないＡＴＣシステムの構成要素である。
本発明の技術的効果は、ＡＴＣシステムが、所与の空域において飛行している１つまたは複数の航空機が、燃料消費量、飛行時間、乗客の乗継遅延（ｍｉｓｓｅｄ ｐａｓｓｅｎｇｅｒ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）等の運用コストを大幅に低減する、システム設定時間目標および／またはスケジュールを達成するのを容易にすることができる、スケジュール管理方法およびシステムを採用することができる、ということである。したがって、本スケジュール管理方法およびシステムは、種々のタイプの航空機性能能力（混合装備（Ｍｉｘｅｄ Ｅｑｕｉｐａｇｅ））がある環境におけるＡＴＣ運用の向上を促進することができる。より優れた能力を備えた航空機に対してより最適な解決法を提供することにより、本スケジュール管理方法およびシステムは、航空機運航者に対し、機上−地上交渉を支援する先進型飛行管理システム（ａｄｖａｎｃｅｄ ｆｌｉｇｈｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ）（ＡＦＭＳ）の設置を考慮するように仕向ける。
本発明の他の態様および利点は、以下の詳細な説明からより理解されるであろう。
本発明の第１の態様による空域内の航空機の４次元軌道を管理する選好管理方法およびシステムのブロック図である。 図１の選好管理方法を実施するのに適しているソフトウェア情報フロー図である。 図１の選好管理方法を実施するのに適しているソフトウェアモジュールおよびインタフェース図である。 図１の待ち行列プロセッサおよび図２の待ち行列プロセッサおよび待ち行列最適化ブロックのプロセスフローを表す図である。 図１の選好管理方法およびシステムを実施する例を示す図である。 図１の選好管理方法およびシステムを実施する例を示す図である。 図１の選好管理方法およびシステムを実施する例を示す図である。 図１の選好管理方法およびシステムを実施する例を示す図である。 図１の選好管理方法およびシステムを実施する例を示す図である。 図１の選好管理方法およびシステムを実施する例を示す図である。 本発明の別の態様による、航空機の経路および／または速度を、空港におけるスケジュール上の到着時刻（ＳＴＡ）を満足させることができるように変更する、スケジュール管理方法およびシステムのブロック図である。 図１１のスケジュール管理方法およびシステムのアドバイザリツールによって実行されるプロセスを示すブロック図である。 図１１のスケジュール管理方法およびシステムのアドバイザリツールによって実行されるプロセスを示すブロック図である。 図１１のスケジュール管理方法およびシステムのアドバイザリツールによって実行される動作を表すフローチャートである。 本発明のスケジュール管理方法を実施するシナリオの例を示す図である。
以下は、本発明の範囲内にある航空交通管理のさまざまな態様について述べる。これらの態様のうちの第１の態様を選好管理と呼び、それには、航空機４次元軌道（４ＤＴ）の変更によって事業目標および安全目標を満足させることができる、地上ベースの航空交通管制（ＡＴＣ）システムと航空機との間の軌道交渉が含まれる。本明細書で用いる「ＡＴＣシステム」とは、航空交通コントローラ（ＡＴＣｏ）およびそれらが使用するオートメーションを含む、所与の空域における航空交通を監視し管理する責任がある誰かまたは何らかの装置を指し、「航空機」を、航空機自体のみでなく、限定されないが運航管理者、運航者（航空会社）および操縦室乗務員を含む、航空機の４Ｄ軌道の計画および変更に責任がある誰かまたは何かも包含するように用いる。ＡＴＣシステムによって採用されるハードウェアおよび他の装置は、航空機に搭載されているハードウェアからＡＴＣシステムを識別すために、地上ベースである。本発明の第２の態様を、スケジュール管理と呼び、それには、空港を包囲する空域内における航空機の到着スケジュールを満足させるために必要な軌道変更を確定するためのＡＴＣシステムと航空機との間の通信が含まれる。スケジュール管理はまた、好ましくは空域利用者のコストを最小限にしながら、飛行安全制約を侵害することなくシステム設定時間スケジュールを満足させることができるように、ＡＴＣシステムと航空機との間の軌道交渉を組み込んでいる。本明細書で用いる軌道交渉とは、ＡＮＳＰ安全性およびスケジュールの必要を維持しながら、運航者の事業目標を満足させることができることを含む、航空機に対して許容可能でありかつ所与の空域内の他の航空機とのコンフリクトを引き起こすことがない、一組の軌道変更に達するための、ＡＴＣシステムと航空機との間のプロセス、場合によっては反復のプロセスを指す。
本発明の第１の態様によれば、安全目標を満足させることができるとともに、航空機運航者に関連する事業コストを最小限にすることができるように、所与の空域において飛行している１つまたは複数の航空機が飛行中に利用者設定４次元（高度、緯度、経度、時間）軌道（４ＤＴ）を達成するのを容易にする、選好管理方法およびシステムが提供される。選好管理は、軌道交渉を必要とし、それを、高度、横方向航路（緯度および経度）ならびに速度の変更に対する要求を含む、航空機からの軌道変更要求によって開始することができる。限定しない例は、航空機が、より低速な前進を可能にする軌道変更要求を送信する場合である。選好管理は、軌道変更要求を分析し許可することができることにより、国際民間航空機関（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｉｖｉｌ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）（ＩＣＡＯ）に準拠する修正を処理する能力を提供する。地上での観測によって、たとえば所与の一組の航空機の経路がコンフリクトしており、コンフリクトのない飛行とするためにそれを変更しなければならない場合に、軌道交渉を開始することができることも留意するべきである。
図１は、利用者選好シナリオのブロック図であり、対象となる空域内の航空機を表している。選好管理方法は、航空機が軌道変更要求を送信することによって開始され、その要求は、飛行中の巡航高度の変更（質量の低減または風の変化による）、横方向（緯度／経度）航路変更（たとえば「Ｄｉｒｅｃｔ−Ｔｏ」または悪天回避航路変更）、および／または燃料使用量を低減するかもしくはたとえば遅延を埋め合わせるために航空機の到着時刻を変更するための速度の変更を含むことができる。航空機は、（たとえば、航空機からのデジタルダウンリンク、音声要求、または運航管理者からのデジタル交換を介して）軌道変更要求を、ＡＴＣシステムおよびそのＡＴＣｏ、それらのグラフィック／ユーザインタフェース（「インタフェース」）ならびにオートメーション（「コンフリクト探査（Ｃｏｎｆｌｉｃｔ Ｐｒｏｂｅ）」および「待ち行列プロセス（Ｑｕｅｕｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ）」）」を含む「地上（Ｇｒｏｕｎｄ）」に提供することができる。変更要求は、たとえば管制官パイロット間データ通信（ＣＰＤＬＣ）メカニズムを用いる、特定の軌道修正であってもよく、それを、ＡＴＣシステムのオートメーションが補助的な飛行計画および状態データを用いて予測された４ＤＴに変換する。代替的に、軌道修正を、場合によっては、たとえば契約型自動従属監視（ＡＤＳ−Ｃ）を用いる等、既存の技術を用いて、提案された代替軌道で具現化することができる。したがって、本発明は、航空無線技術委員会（Ｒａｄｉｏ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｆｏｒ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ）（ＲＴＣＡ）特別委員会（Ｓｐｅｃｉａｌ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）−２１４（ＳＣ−２１４）によって規定されたＡＤＳ−ＣおよびＣＰＤＬＣメッセージ等、既存の標準規格を活用することができるが、本発明の機上−地上交渉プロセスは、こうした通信フォーマットまたは制御到着時刻（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｔｉｍｅ−ｏｆ−ａｒｒｉｖａｌ）（ＣＴＡ）に限定されない。
ＡＴＣシステムは、軌道変更要求を手動で考慮するように選択することができる（ＡＴＣｏおよびインタフェース）が、本発明の好ましい態様は、図１に表すように、要求処理をオートメーションに委ねるというものである。ＡＴＣシステムのコンフリクト探査は、軌道変更要求からもたらされる４ＤＴを、それらの受取順に、そのＡＴＣシステムが責任のある所与の空域内のすべての既知の交通の一部またはすべてに対する他の軌道の集合体と比較する。比較毎に、結果としての４ＤＴと、ＡＴＣシステムに保持されているすべての関連するバックグラウンド航空交通の４ＤＴとの間のいかなるコンフリクト（たとえば、軌道に相関している予測された航空機の状態の間の最小間隔の侵害、または空域の混雑または流れに関するコンフリクト）も特定される。いかなるコンフリクトも特定されない場合、ＡＴＣシステムは、航空機に対して、その軌道変更要求が承認（許可）されたという自動アップリンクを開始することができ、または、交渉された要求を許可するかまたは保持することを含むさらなる行為のために、交渉された要求および他の関連するクリアランス情報をＡＴＣｏ（ＡＴＣｏおよびインタフェース）に対して提供することができる。航空機によって変更要求が留意され（「パイロットチェック（Ｐｉｌｏｔ Ｃｈｅｃｋ）」）実施される（「４ＤＴ」）と、ＡＴＣシステムは、交渉された変更要求に準拠しているか否かに対し航空機の軌道を監視する。軌道交渉プロセスの結果は、好ましくは、安全な間隔、交通流等に関するすべてのＡＴＣシステムの目標に従う一方で、利用者設定軌道（事業コストに関する）に近い同期した軌道である。
一方、軌道変更要求がコンフリクトをもたらす場合、ＡＴＣシステムは、後に考慮するためにコンピュータメモリデータ待ち行列に軌道変更要求を配置し（「待ち行列プロセス（Ｑｕｅｕｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ）」、その後、異なる航空機によって提出された次の軌道変更要求を処理することができる。待ち行列プロセスには、待ち行列を定期的に処理して、たとえば以前コンフリクトをもたらした環境がもはや存在しないために許可することができる、待ち行列に入れられた要求を特定することが含まれる。そして、許可された要求を送信した航空機に対して、それらの要求が許可されたことを通知することができ、許可された要求を待ち行列から消去することができる。図４に関連して後述するように、待ち行列プロセスは、最適化アルゴリズムを利用して、好ましくは、保留中の待ち行列に入れられた要求を最大限に消去してすべての空域利用者にわたって公平性を保証する方法で、待ち行列に入れられた要求を特定し許可する。たとえば、待ち行列プロセスは、組合せ最適化方法、たとえば組合せ発見的手法を利用することができる。待ち行列が過度の数の要求で過負荷になることを回避するために、待ち行列プロセスは、好ましくは、軌道変更要求が航空機要求によってパージされることを可能にし、軌道変更要求には、好ましくは、待ち行列内に有限の時間があり、その時間の後に、それらを待ち行列からパージすることができる。
待ち行列を利用することに加えて、ＡＴＣシステムは、代替的な軌道変更要求に対してコンフリクト探査を特定し実行し、適切な場合は、コンフリクトのない場合に航空機に対して代替的な軌道変更を提案することができる。代替的な軌道変更は、横方向の距離の変更、巡航高度の増大または低減、もしくは速度の変更等、さまざまな軌道変更の運航者の事業目標に対する影響（プラスまたはマイナス）に関する、航空機から提供される情報に基づくことができる。これにより、元の（最適な）要求を許可することができない場合であっても、目下承認されている軌道より好ましい可能性がある代替的な軌道を割り当てることができる。航空機は、代替的な軌道変更を許容しても拒否してもよい。代替的な軌道変更が航空機によって拒否された場合、その元の軌道変更要求は、後に処理されるために待ち行列に戻される。代替的な軌道変更が航空機によって許容された場合、その元の軌道変更要求を待ち行列からパージすることができる。
コンピュータ処理装置において、上述した選好管理方法を実施するために、高レベルシステムソフトウェアアーキテクチャおよびその通信を実行することができる。図２および図３に、好ましい管理モジュールのフローチャートを記載する。図２は、選好管理ソフトウェア情報フローを表し、図３は、選好管理ソフトウェアモジュールおよびインタフェースを表す。図２および図３において、選好管理モジュールは、機上と地上との間で情報を同期させる中央コントローラのデータ記憶媒体から、飛行データおよび事象データを動的に読み出す。航空機の軌道パラメータを含むこの情報は、更新されデータ記憶媒体に格納される。代替的な最適化アルゴリズムの表現を含む選好管理モジュールの待ち行列プロセッサに対するプロセスフローを図４に表す。待ち行列プロセッサは、たとえば地上オートメーション軌道予測器を介して得られた予測された軌道を利用して、空域内の航空機の既存の４Ｄ軌道と、各軌道変更要求からもたらされる４Ｄ軌道との間のコンフリクトを検出する。
待ち行列プロセスは、複数の航空機が、ＡＴＣシステムによって監視される空域を占有し、それら航空機のうちの２つ以上が、いくつかの目標を達成するためにそれ自体の軌道に対する変更を望む典型的な状況において、特に重要である。既存の手法では、これらの選好要求は、最小限にしか考慮されないか、または、航空交通コントローラが通常遭遇する情報過負荷のためにそれ以上考慮されずに拒否される可能性がある。
ＴiおよびＰiを、それぞれ、ＡＴＣシステムによって監視されている空域におけるｎ機の航空機のうちの１つである所与の航空機Ａiに対する、現軌道および好ましい軌道とする。理想的な目的は、軌道変更を要求している航空機のすべてのＰiが、いかなるコンフリクトも検出しないコンフリクト探査に従ってそれらの航空機のＴiに置き換わっている、コンフリクトのない軌道ポートフォリオ｛Ｐ1，Ｐ2，…，Ｐn｝を潜在的に達成することである。しかしながら、これは、コンフリクトの可能性があるため実際には実現不可能である可能性があり、その場合、目的は、最大数のコンフリクトのない選好を許可し、たとえば、航空機（Ａn）間でいくつかの事業目標を満足させるかまたは運用コスト（たとえば燃料使用量）を最小限にするように努力するポートフォリオを特定することである。こうしたプロセスは、その組における１つまたは複数のＴiがＰiに選択的に置き換えられ、コンフリクトがあるか検査される、軌道ポートフォリオを考慮することを必要とする場合がある。この選択的な置換えおよび検査プロセスは、組合せ問題であり、ｎ個の軌道変更要求に対して２n個の選択肢がある。５つのフライトの非常に小さい待ち行列サイズであっても、３２の可能性があり、それをＡＴＣｏによって手動で容易に評価することはできない。
上記に鑑みて、目標は、待ち行列が運用上の制約の下で最適な方法で定期的に処理されるように、複数の軌道変更要求を動的に処理し、各定期的なプロセスが、ある場合は要求のうちのいずれが、空域内の他の航空機の４Ｄ軌道とのコンフリクトを依然としてもたらすかを確定するように、待ち行列に入れられている軌道変更要求に対するコンフリクト評価を実行する、手法を採用することである。こうした定期的な処理の間に、航空機がそれらの選好に従って飛行する総時間を最大限にするように、要求が新しいほど高い優先順位を与えることができる。これらの能力により、図１乃至図３に表す選好管理モジュールは、航路上の交渉を介して軌道変更要求による利用者選好により容易に対応することができる。
上述したことから、選好管理モジュールの待ち行列プロセスモジュール（図４）を、状況によるコンフリクトのためにＡＴＣシステムによって即座には承認することができない軌道変更要求を許容するように構成しなければならず、そうしたモジュールは、時宜を得て待ち行列に入れられている（保留中の）要求を効率的に処理することができなければならないことが理解されるべきである。図１に関して上述したように、空域内の航空機の合意されかつ同期した軌道には、ある時間範囲にわたってコンフリクトがないが、航空機のうちの１つまたは複数が、搭載している飛行管理システム（ＦＭＳ）が推奨する場合があるように、一時的なマニューバの選好を含む可能性があるより最適な飛行プロファイルを達成することができるように、高度の変更、横方向の変更および／または速度の変更を望む場合がある。この場合、軌道変更要求として表わされる選好は、地上のＡＴＣシステムにダウンリンクされる。そして、ＡＴＣシステムは、コンフリクトがなくなる軌道変更要求の組合せを特定しなければならない。以下の説明から明らかとなるように、一組の待ち行列に入れられている要求を効率的に処理するために、発見的アルゴリズムを含む、この目的でのさまざまなアルゴリズムが可能であるが、将来的には他のアルゴリズムを開発することができることが理解されるべきである。
第１の発見的解決法は、上記選択的置換えおよび検査プロセスを、２値組合せ割当問題として見る。割当｛Ｐ1，Ｐ2，…，Ｐn｝がまずコンフリクト探査され、結果がコンフリクトのない軌道ポートフォリオである場合、ポートフォリオ全体が、航空機との通信を介して承認される。しかしながら、コンフリクトが検出された場合、ｎビット真理値表を構成して、ｎ−ｋビットが有効な選択肢を探査することができ、この場合、ｋは１以上であるがｎ未満の整数である。例として、真理値表の各選択肢は、｛Ｐ1，Ｐ2，…，Ｔm，…，Ｐn｝に対応し、そこでは、軌道変更要求（Ｐn）が、１機に対するもの（航空機Ａmに対する要求Ｔm）を除くすべての航空機に対して、暫定的に許可される。代替的な軌道ポートフォリオ内では、暫定的に許可されない軌道変更要求（複数可）が、各ポートフォリオに対して異なる。これらの代替的な軌道ポートフォリオの各々がコンフリクト探査され、コンフリクトをもたらすポートフォリオが除去される。コンフリクトのない単一のポートフォリオが存在する場合、そのポートフォリオに関連する軌道変更要求が許可され、その許可された要求を送信した航空機との通信を介して承認される。複数のポートフォリオが、コンフリクトがないものと判断された場合、より最近の要求を許可することに関連するさらなる利益を含む、コンフリクトのないポートフォリオの各々を許可することに関連する相対的な運用コストを比較するコスト計算を実行することができ、それにより最低コストのポートフォリオを選択することができる。相対的な運用コストは、燃料関連コストおよび／または時間関連コストを考慮することができる。そして、選択されたポートフォリオに関連する軌道変更要求が許可され、その許可された要求を送信した航空機との通信を介して承認され、許可された変更要求を待ち行列からパージすることができる。一方、ｎ−１個の選好が有効であるコンフリクトのない軌道ポートフォリオが特定されない場合、プロセスを、ｎ−２個の選好を有効にして繰り返すことができる。このプロセスを、あり得る軌道ポートフォリオのすべてが探査されるまで、ｎ−３、ｎ−４等で繰り返すことができる。最悪の場合の状況は、２n個の軌道ポートフォリオのすべてがコンフリクトをもたらすというものである。この発見的手法の最悪の場合の計算の複雑性もまた指数関数的である。
別の発見的解決法は、何らかの考慮手順にしたがって航空機のうちの１つまたは複数に対して代替的な選好を考慮するというものである。あるフライトの選好（軌道変更要求Ｐi）が考慮される場合、他のすべてのフライトの軌道は、それらの現状態または暫定的に許容された状態で保持される。暫定的に許容された状態は、一時的に承認されたが、承認された変更として航空機に通信されていない、変更された軌道に対応する。各フライトに対し、その変更選好が考慮され、その選好を許容することがコンフリクトのないフライトを保証するか否かが検査される。コンフリクトが検出された場合、その選好は考慮対象から破棄され、次のフライトの変更選好が考慮され、同様のコンフリクト探査が実行される。このプロセスを、試行計画においてポートフォリオの各フライトの変更選好が考慮されるまで継続することができる。次に、変更選好が先に破棄された各フライトが、コンフリクトのない許容がそれ以上あり得なくなるまで順に考慮される。この反復プロセスを、それ以上変更選好を許容することができなくなるまで繰り返すことができる。この時点で、最終的なコンフリクト探査が実行され、暫定的変更の組が許可され、航空機との通信を介して承認される。所与の航空機が２つ以上の変更要求を提供することができ、その第１の選好変更要求によってコンフリクトがもたらされる状況では、その他の選好を順に考慮することができる。
待ち行列処理に対するさらに別の組合せ手法は、コンフリクトグラフにわたるノードパッキング（ｎｏｄｅ ｐａｃｋｉｎｇ）問題を使用し、それを、本明細書では最適な誘導組合せ探索として定義する。形式的には、コンフリクトグラフは、コンフリクトを形成する任意の２つのノード（すなわち、合わせて発生することができない２つの事象）の間にエッジが存在するようなグラフＧ＝（Ｖ，Ｅ）である。Ｔが、ＡＴＣｏによって決定される何らかの時間窓を示すものとする。コンフリクトグラフは以下のように形成される。Ａが、Ｔ内で所与の空域に現れるすべての航空機を示すものとする。ＡＮ φ Ａが、待ち行列において先に拒否された要求を有する航空機を示すものとする。Ｖ＝Ｖ1χＶ2が、以下のようにすべてのノードを分割するものとする。航空機ａ ０ Ａのすべてが、Ｖ1に元の軌道を表すノードを有する。航空機ａＮ ０ ＡＮのすべてが、Ｖ2に、その航空機に対する要求された軌道を表すノードを有する。Ｖ1のみのすべてのノードにコンフリクトがなく、それはそれらが元の軌道を表すためである。したがって、Ｖ2に表されるすべてのフライトを、(a)Ｖ1におけるすべてのノードと（ｂ）Ｖ2における他のすべてのノードとの両方によりコンフリクト探査しなければならない。ｖＮ ０ Ｖ2とｖｏ ０ Ｖ1χＶ2との間に存在するすべてのコンフリクトに対し、ｖＮとｖｏとの間にエッジを引く。結果がコンフリクトグラフである。エッジがＴ内のコンフリクトを表すため、すべてのエッジに対して１つのノードしか「選択」することができない。これは、正確に、ノードパッキング問題を定義する制約の組である。
グラフは、２組のノード、すなわち元の軌道に対応する航空機と要求された軌道に対応する航空機とからなる。ｋＮが、グラフにおける、航空機ｋ ０ ｛１，２，…，５｝に対する軌道要求を表すノードを示すものとする。すべての対のコンフリクトの間にエッジが構成される。所与の重みベクトルｗに対して、最大重みノードパッキング問題が解決される。
最大重みノードパッキング問題を解決するために２つのアルゴリズムが実施されている。待ち行列処理アルゴリズムを呼び出す時にいずれにアルゴリズムを使用すべきかを定義することができる。アルゴリズムのうちの１つはＬＰ−発見的手法であり、すなわち、ＭＷＮＰＰが解決され、０が最適解を示すものとする。明らかに、０が整数である場合、元の問題に対して０が最適である。そうでない場合、実現可能な解は、最高重みを１に、その近傍をゼロになるように端数成分を丸めることによって返される。これは、丸められたベクトルが整数になるまですべての端数成分に対して行われる。他のアルゴリズムは「貪欲（Ｇｒｅｅｄｙ）」法であり、重みベクトルが昇順でない順序でソートされる。最高重みを有するノードに値１が割り当てられ、その近傍のすべてに０が割り当てられる。そして、値が割り当てられていない、次に重みの高いノードが選択され、プロセスは、すべてのノードに０または１の値が割り当てられるまで繰り返される。
上記から、待ち行列プロセスが、所与の空域内の複数の航空機からの軌道変更要求に対応するＡＴＣシステムの能力を大幅に促進することが明らかなはずである。そうすることにより、選好管理方法内での待ち行列プロセスの利用によって、航空機は、その空域内のすべてのフライト間の安全な間隔を確実にしながら、その航空機に関連する事業コストを低減し場合によっては最小限にすることができるように、飛行中に好ましい巡航高度および／または軌道を達成することができる。
図５乃至図１０は、本発明の選好管理方法の実施態様を例示するのに役立つ。図５は、ＫＳＪＣ、ＫＯＡＫまたはＫＳＦＯとして示す空港から出発しているものと特定され、すべてＫＳＥＡとして示す空港行きである、１、２、３、４および５として示す５機の航空機の組を表している。このベースラインシナリオでは、すべてのフライトが、ＦＬ３２０、ＦＬ３４０、ＦＬ３６０およびＦＬ３８０として示す、それらの飛行計画巡航高度に従う。同じ高度（ＦＬ３６０）で時間的に間隔が空けられている２つのＫＳＦＯフライト（２および５）を除くすべてのフライトが、高度の間隔が空けられている。視覚的表現を簡略化するために、すべてのフライトが、このシナリオでは同じ真対気速度で飛行しているものとする。
図６では、ＫＳＦＯからのフライト２が、高度ＦＬ３６０からＦＬ３８０に上昇するように要求するが、その要求を許可することにより、ＦＬ３８０で巡航しているＫＳＪＣからのフライト１と間隔コンフリクトがもたらされるため、その要求は拒否される。この要求は、その要求が図６の待ち行列ボックスに入れられていることによって表されるように、待ち行列に入れられる。
図７では、ＫＯＡＫからのフライト３が、ＦＬ３４０からＦＬ３６０に上昇するように要求するが、その要求を許可することにより、ＦＬ３６０で巡航しているＫＳＦＯからのフライト２との間隔コンフリクトがもたらされるため、その要求もまた拒否される。したがって、この第２の要求もまた待ち行列に入れられ、図７の待ち行列ボックスに示されている。
図８では、ＫＳＪＣからのフライト４が、ＦＬ３２０からＦＫ３４０に上昇するように要求するが、その要求を許可することにより、ＦＬ３４０で巡航しているＫＯＡＫからのフライト３との間隔コンフリクトがもたらされるため、その要求は拒否される。そして、この第３の要求は待ち行列に入れられ、図８の待ち行列ボックスに示されている。
図９では、ＫＳＦＯからのフライト５がＦＬ３６０からＦＫ３８０に上昇するように要求しており、その要求は、コンフリクトがないため即時許可される。図９における許可された要求の結果として、図１０は、待ち行列に対して実行された待ち行列処理の結果を表し、そこでは、フライト５に対して許可された高度の変更がコンフリクト制約解決を容易にしたため、保留中の要求のうちの３つが巡航上昇に対して承認される。それでも、フライト２からの要求は待ち行列に保留中のままであり、環境のさらなる変化が起こらない限り、それを許可することができない。
上記から、ＡＴＣシステムが、所与の空域内を飛行している１つまたは複数の航空機が、空域内のすべてのフライト間の安全な間隔を確保しながら、航空機に関連する運用コスト（たとえば、燃料消費量、飛行時間、乗客乗継遅延等）を低減するかまたは最小限にすることができるように、飛行中に利用者設定４Ｄ（高度、緯度、経度および時間）軌道（４ＤＴ）を達成するのを容易にすることができる、選好管理を採用することができることが明らかなはずである。選好管理により、さらに、ＡＴＣシステムは、領空全体に及ぶ燃料節約を支援し遅延を低減することができる。
航空機からの軌道変更要求に加えて、軌道交渉を、１つまたは複数の航空機の経路および／または速度を、それら航空機のスケジュール上の到着時刻（ＳＴＡ）を満足させることができるように変更しなければならないという、地上における観測の結果として開始することも可能である。この事象タイプに対処する交渉の枠組は、本発明の上述したスケジュール管理方法であり、それを、上述した選好管理モジュールと組み合わせて使用されるモジュールとして実施することができる。いずれの場合も、スケジュール管理枠組は、所与の空域内を飛行している１つまたは複数の航空機が、飛行安全性制約を侵害することなく、航空機運航者に関連する事業コストが最小限となり、システム遅延コストが最小限となるように、システム設定時間目標をより容易に達成することができる、方法およびシステムを提供する。図１乃至図１０に関連して説明した選好管理方法およびシステムと同様に、航空機とＡＴＣシステムとの間で軌道交渉が発生する（これらの用語については、選好管理方法およびシステムの説明の下で先に定義した）。
図１１に表すように、スケジュール管理モジュールは、サブモジュールを備え、それらのうちの２つを、「スケジューラ（Ｓｃｈｅｄｕｌｅｒ）」および「ＤＡ」（降下アドバイザ（ｄｅｓｃｅｎｔ ａｄｖｉｓｏｒ））として識別する。到着マネージャ（ＡＭＡＮ）は、混雑した空域において、特定の空港における航空機の到着スケジュールを計算するために一般に使用されている。ＤＡ機能は、ＮＡＳＡの航空路降下アドバイザ（ＥＤＡ）の原理に関連するが、この機能に対する重要な追加がある。スケジュール管理モジュールは、航空機からの航空機監視データおよび／または予測軌道を用いて、ある地点、通常はターミナル空域境界に位置する間隔設定フィックスに到着している航空機に対してスケジュールを構成する。今日、この機能は、米国ではＦＡＡの交通管理アドバイザ（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ａｄｖｉｓｏｒ）（ＴＭＡ）によって行われているが、国際的には他のＡＭＡＮが使用されている。概して、本発明は、航空機データに基づいて航空機を監視し、間隔設定フィックスに対する順序およびＳＴＡを連続的に計算する、到着スケジューラツールを利用する。最近のスケジューラは、先着順（ｆｉｒｓｔ−ｃｏｍｅ ｆｉｒｓｔ−ｓｅｒｖｅｄ）アルゴリズムを用いてＳＴＡを計算するが、装備が高性能であるほど優先する（ｂｅｓｔ−ｅｑｕｉｐｐｅｄ ｂｅｓｔ−ｓｅｒｖｅｄ）タイプのスケジュールを含む、多くの異なる代替的なスケジュール手段がある。一方で、ＤＡは、スケジューラによって計算されたＳＴＡに従って航空機を間隔設定フィックスまで運ぶマニューバ（速度変更および／または経路延伸）を、航空機が正確に行うことができるようにするマニューバアドバイザリを航空機に対して生成するために用いられるアドバイザリツールである。
図１１をさらに参照すると、対象空域内の１つまたは複数の航空機が、ＡＴＣシステムによって監視される。たとえば、ＡＴＣシステムは、ＡＴＣシステムによって監視されている空域に入る各航空機の４Ｄ（高度、横方向航路および時間）軌道（４ＤＴ）を監視する。対象となる各航空機に対して、スケジューラは、その航空機の行先空港に関連する可能性がある１つまたは複数の間隔設定フィックス地点におけるＳＴＡを生成する。複数の航空機に対するＳＴＡが、スケジューラおよびＤＡがアクセスすることができるコンピュータベースのデータ記憶機構の一部である待ち行列に格納される。そして、ＤＡは、推測されるかまたは航空機からダウンリンクされる情報に基づいて、航空機がそのＳＴＡを満足させることができるか否かを判断する計算を実行する。必要かつ可能である場合、ＡＴＣシステムは、航空機が、ＳＴＡで間隔設定フィックス地点に到着することを確実にする命令を航空機に送信し、必要に応じて、待ち行列に格納されている各航空機に対するＳＴＡを更新する。図１１に表すように、ＤＡの計算結果は、航空機に命令を送信するタスクを実行するＡＴＣｏインタフェース（グラフィック／ユーザインタフェース等）に渡される前に、スケジュール推論器（Ｓｃｈｅｄｕｌｅ Ｒｅａｓｏｎｅｒ）（図１３を参照して後述する）に引き渡される。
ＳＴＡに従って間隔設定フィックスに航空機を正確に運ぶことができるマニューバアドバイザリを生成するために、ＤＡは、現予測４次元軌道（４ＤＴ）ともに、航空機の運航および状態に関する補助データを必要とする。こうした補助データには、以下のうちの１つまたは複数が含まれ得る。すなわち、好ましい到着時刻（ＴＯＡ）、最早到着予定時刻（ＥＴＡMin）、最遅到着予定時刻（ＥＴＡMax）、現計画速度（ここでは、速度は、較正対気速度（ｃａｌｉｂｒａｔｅｄ ａｉｒｓｐｅｅｄ）（ＣＡＳ）および／または１つまたは複数の飛行段階（上昇、巡航または降下）に対するマッハ数であり得る）、（燃料コストが最小である速度である可能性がある）好ましい速度、あり得る最低および最高速度、および現横方向航路および現巡航高度に沿った燃料が最小である速度に対する代替的な提案４ＤＴである。適切な装備（ＦＭＳおよびデータ通信（Ｄａｔａ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）（ＤａｔａＣｏｍｍ）等）を備えた航空機は、ＡＴＣシステムに対して直接この補助データを提供することができる。特に、多くの高性能のＦＭＳはこのデータを正確に計算することができ、このデータを、航空機とＡＴＣシステムとの間のＣＰＤＬＣ、ＡＤＳ−Ｃまたは別のデータ通信メカニズム、もしくは運航管理者からの別のデジタル交換を用いて、ＡＴＣシステムと交換することができる。
実際には、多くの航空機は、この補助データの一部またはすべてを提供することができない可能性があり、それは、それら航空機が適切に装備されていないか、または事業関連の理由で、運航者が、航空機といずれの情報を共有することができるかに関して制約を課しているためである。こうした状況の下では、この情報の一部またはすべてを、ＡＴＣシステムが計算するかまたは推測する必要がある。燃料最適速度および特に予測された４ＤＴは、ＡＴＣシステムがアクセスすることができない航空機性能特徴（航空機質量、エンジン定格およびエンジン寿命等）によって決まるため、適切に装備された航空機によって提供される補助データは、ＡＴＣシステムによって生成される補助データより正確であることが予測される。したがって、ＡＴＣシステムが、燃料最適速度、予測された４ＤＴおよびそれらに影響を与える要素を含むいくつかの補助データを、それが航空機自体から提供されない場合に予測する際に、ＡＴＣシステムを支援する、航空機性能特徴に関連するデータをより正確に推測することができるように、いくつかのステップをとる必要がある。後に説明するように、対象となる航空機性能パラメータは、一部には、通信データリンクを介して航空機によって提供される補助データと共に通常含まれる航空機状態データおよび軌道意図情報から導出される。任意に、またはさらに、推測プロセスを向上させるために、監視情報を使用することも可能である。そして、推測されたパラメータを使用して、特に軌道予測目的、試行計画、および種々の試行計画または軌道マニューバに関連する運用コストの推定のために、ＡＴＣシステムによって航空機の挙動がモデル化される。
航空機の軌道を予測するために、ＡＴＣシステムは、その航空機の現計画４ＤＴおよび／またはその航空機に対する飛行計画における意図的でない変更を表すさまざまな「仮定」４ＤＴを生成するために用いることができる、航空機の性能モデルに依存しなければならない。こうした地上ベースの軌道予測は、非常に物理学ベースであり、さまざまなパラメータおよび場合によっては関連する不確実性を含む、航空機の性能のモデルを利用する。考慮されている航空機のタイプに対して一般的であると考えられるいくつかのパラメータを、製造業者の仕様書から、または市販の性能データから得ることができる。より可変である傾向がある他の特定のパラメータもまた知ることができ、たとえば、それらは、提出された飛行計画に含まれるか、または航空機運航者から直接提供される可能性がある。しかしながら、他のパラメータは、直接提供されず、航空機から得られる情報から、かつ任意に監視情報からＡＴＣシステムがそれらを推測しなければならない。これらのパラメータを推測することができる方法について以下に述べる。
エンジン推力、空力抵抗、燃料流量等の航空機性能パラメータは、一般に、軌道予測に使用される。さらに、これらのパラメータは、航空機の垂直（高度）プロファイルおよび速度に主に影響を与える。したがって、性能パラメータの推測は、航空機の４ＤＴの垂直部分に最も関連する。しかしながら、航空機推力、抗力および燃料流量特徴は、航空機の寿命および保守からの期間に基づいて大幅に変化する可能性があり、ＡＴＣシステムはそれを知らない可能性がある。場合によっては、総重量およびコスト指数等の航空会社のパフォーマンス情報を、運航者に対して戦略上重要でありかつ独自のものである情報に関連する問題のために、地上オートメーションと直接共有することができない。
しかしながら、航空機の上昇段階中の推力は、変動が推力設定の低下のみに影響を受けるため、高い確実性で既知となると考えられることが分かった。実際に、上昇上限（ｔｏｐ ｏｆ ｃｌｉｍｂ）地点に対応する航路に沿った距離を、離陸重量（ＴＷＯ）の関数として表わすことができる。したがって、上昇上限までの距離と一定値までのＴＯＷとの間に直接の依存性がある。重量範囲はまた、航空機製造業者の仕様書からも分かり、それを、提出された飛行計画からかつ適用可能な規則（航空からの距離、別の航空までの距離、最低予備燃料等）から得られる知識によってさらに強化することができる。航空機速度、想定風速および横揺れ角を含む予測モデルへの追加の入力を、横方向プロファイル情報から導出し、航空機の垂直プロファイルを予測するために使用することができる。
上記に鑑みて、離陸および上昇中の航空機の予測された軌道の知識を用いて、航空機の離陸重量（質量）を推測することができる。航空機の燃料流量の推定値が得られる場合、これを用いて、その航空機の間隔設定フィックスへの進入を含むその後続する運用中の航空機の重量を予測することができる。予測された軌道に対する航空機状態の後続する測定値（上昇または降下の速度および率等）を用いて、燃料流量および予測された重量の推定を精緻化することができる。そして、航空機の重量を用いて、航空機の燃料コストが最小である速度および予測軌道パラメータ等の補助データを、それらは航空機の質量によって決まることが知られているため、推測することができる。例として、航空機の重量は、航空機の離陸重量を、離陸中に発生した上昇上限までの距離に相関させることによって推測される。そして、複数の生成ステップを用いて、離陸中および離陸に続いて航空機の垂直プロファイルを予測することができる。各生成ステップには、生成ステップのうちの１つから得られた航空機の予測高度を、航空機によって報告される航空機の現高度と比較することが含まれる。そして、現高度と予測高度との差を用いて、第１の航空機の後続する予測高度が生成される。
図１２のブロック図によって示すように、ＳＴＡおよび航空機データ（監視および補助データを含む）は、必要な場合はＳＴＡを満足させるように航空機に対するマニューバアドバイザリを生成する責任があるＤＡオートメーションへの入力である。ＤＡは、最早到着予定時刻値（ＥＴＡMin）および最遅到着予定時刻値（ＥＴＡMax）を用いて、ＳＴＡを満足させるために必要なマニューバのタイプを確定する。これらの時間限界をＥＴＡMinおよびＥＴＡMax計算におけるあり得る不確実性、または、真の到着時刻を予測された時間限界外にする可能性がある、間隔設定フィックスまでの飛行中に遭遇する風の不確実性を考慮するようにさらに水増しすることができる。ＳＴＡが航空機の（場合によっては水増しされた）ＥＴＡMin限界とＥＴＡMax限界との間である場合、これを、ＳＴＡを時間制約として航空機に割り当て、航空機のＴＯＡ制御（ＴＯＡＣ）機能（到着要求時刻（ＲＴＡ）と呼ばれることが多い）が航空機をそのＳＴＡに間隔設定フィックスまで誘導し運ぶことができるようにすることによって達成することができる。ＳＴＡをＲＴＡとして割り当てることに関する４ＤＴは、航空機から（たとえばデータリンクを介して）提供されるか、または上述した推測された航空機パラメータを用いてＡＴＣオートメーションによって計算される。しかしながら、ＳＴＡがＥＴＡ限界外にあるか、またはＲＡＴに関連する４ＤＴが許容できない場合（たとえば、それによって別の航空機の４ＤＴとのコンフリクトがもたらされることになる場合）、速度アドバイザリ（飛行の各段階に対して異なる速度を含む場合がある）かまたはＲＴＡ割当を、場合によっては代替的な横方向航路（横方向フィックスまたは手順（経路延伸）によって指定される）および場合によっては垂直制約（巡航高度制限またはウェイポイント高度制限等）と組み合わせて、ＤＡによって計算することができ、それにより、航空機が、すべての関連するＡＴＣ制約（必要な到着回廊内に滞留する、一組のフィックスを通過する等）に従いながら、システムが望むＳＴＡを満足させることになる。たとえば、計算により、航空機のＳＴＡがそのＥＴＡmaxより後であることが示された場合、ＤＡは、航空機が間隔設定フィックス地点でそのＳＴＡに達成するように、ＥＴＡmaxを十分に延長する変更された横方向航路を含む経路延伸マニューバを生成することができる。代替的に、航空機に対して、（空気密度が高いため）より低い速度で飛行することができるより低い中間高度まで降下するように要求する垂直マニューバを、場合によっては横方向経路延伸と組み合わせて用いることができる。しかしながら、計算により、航空機のＳＴＡがそのＥＴＡminより前であることが示された場合、最も許容可能な解決法は、通常、間隔設定フィックス地点において航空機に対してＥＴＡminをＲＴＡとして割り当て、その後、航空機のＦＭＳが、間隔設定フィックス地点でＲＴＡを達成するようにその速度を変更することができるようにすることを含む。ＤＡは、その計算の結果をスケジュール推量器に転送し、スケジュール推量器は、上記シナリオのいずれが存在するかに応じて、ＡＴＣｏインタフェースに対し適切な情報を発行する。インタフェースは、航空機に対するクリアランスの自動アップリンクを開始するか、またはさらなる行為のためにＡＴＣｏに対してクリアランス情報を提供することができる。
図１３は、図１２においてノード１によって表され図１３の入力として引き継がれるように、横方向航路または垂直経路に対する変更が必要であるシナリオを表すブロック図である。ＤＡは、高度、速度および／または横方向航路の種々の変更、たとえば、航空機のその間隔設定フィックスにおける到着を遅延させる、代替的な経路延伸軌道または代替速度でのより低い高度への降下によって特徴付けられる１つまたは複数の代替的な４ＤＴを生成することができる。代替的な軌道を生成するプロセスを、本発明の選好管理方法およびシステムに対して上述したように、利用者選好によって誘導することができる。複数の代替的な４ＤＴが提案される場合、ＤＡは、各代替的な４ＤＴを、所与の空域におけるすべての既知の交通の一部または全体に対する他の軌道の集合体と比較する。比較により、初期の組からの各あり得る４ＤＴとすべての関連するバックグラウンド交通との間のいかなるコンフリクト（軌道に相関する予測された航空機状態間の最短間隔の侵害）も特定される。バックグラウンド交通の４ＤＴは、ＡＴＣシステムのデータ記憶機構に保持される。いかなるコンフリクトも特定されない場合、またはあり得るコンフリクトの可能性が所定閾値を下回る場合、初期の組の２つ以上の４ＤＴに対し、代替的な４ＤＴを、マニューバコスト評価を実行するモジュールに転送することができ、そのモジュールにより、速度および／または軌道変更マニューバの正規化されたコストが、各代替的な４ＤＴに対して計算される。このコスト計算は、航空機から直接提供されるかまたは補助データから推測される航空機性能モデルおよび／またはコスト情報をさらに利用して、燃料使用量プロファイルを計算することができる。ＡＴＣシステムは、好ましくは、代替的な４ＤＴを、それらの正規化されたコストに従って格付けし、格付けされたリストは、スケジュール推量器に入力され、スケジュール推論器は、他の航空機の４ＤＴとのコンフリクトをもたらさずかついかなる空域制約も侵害しない最も低コストの（最高にランク付けされた）軌道変更を選択する。これらの軌道変更は、横方向経路変更、高度変更および速度割当またはＲＡＴ時間制約のいずれかを含むことができる。そして、この情報はＡＴＣｏインタフェースに入力され、ＡＴＣｏインタフェースは、航空機へのクリアランスの自動アップリンクを開始するかまたはさらなる行為のためにＡＴＣｏにクリアランス情報を提供する。
スケジュール管理モジュールは、初期スケジューリング範囲（ｈｏｒｉｚｏｎ）および最終スケジューリング範囲を有している。初期スケジューリング範囲は空間的範囲であり、それは、各航空機が所与の空域、たとえば到着空港の約２００海里（３７０．４ｋｍ）内の空域に入る位置である。ＡＴＭマネージャは、航空機の位置を監視し、航空機が初期スケジューリング範囲に入るとトリガされる。ＳＴＡ凍結（ｆｒｅｅｚｅ）範囲として知られる最終スケジューリング範囲は、特定の到着時刻の間隔設定フィックスによって定義される。ＳＴＡ凍結範囲を、航空機の間隔設定フィックスのＥＴＡがその後２０分以内であるものとして定義することができる。航空機がＳＴＡ凍結範囲を突破すると、そのＳＴＡは変更されないままであり、ＤＡがトリガされ、スケジュールマネージャによって考案された計画を実行するように何らかの時間調整（ｍｅｅｔ−ｔｉｍｅ）マニューバが航空機にアップリンクされる。
図１４は、ＤＡモジュールによって実行される動作を表すフローチャートである。図１４に示すように、ＤＡモジュールは、スケジューラによってＡＴＣシステムのデータ記憶機構に保持されているスケジューリング待ち行列を監視する。代替的に、ＤＡモジュールを、イベント駆動型とし、たとえば航空機が最終スケジューリング範囲を突破した時に、必要に応じてスケジューラによって呼び出すことができる。そして、ＤＡは、航空機からの速度情報と、航空機の予測された軌道（航空機から直接提供されるかまたは地上で予測される）と、スケジューラからのスケジュール計画とを収集する。そして、ＤＡは、航空機に対して１つまたは複数の時間調整マニューバ（速度調整または時間制約、高度調整および／もしくは経路延伸）を生成し、各生成された時間調整マニューバの既存の有効な予測された軌道とのコンフリクト探査を実行し、コンフリクトのあるいかなる時間調整マニューバも除去する。コンフリクトのない時間調整マニューバプール内で、コスト評価プロセスが（たとえばマニューバコスト評価モジュールによって）実行され、それから、ＤＡは、好ましい時間調整マニューバを選択する。そして、選択されたマニューバはインタフェースに出力され、そこで、航空機にアップリンクされるかまたはさらなる処理のために別のユーザに提供され得る。時間調整マニューバのいずれもコンフリクトがない場合、スケジュール管理モジュールは、従来の音声／手動操作（図１３）を利用することができる。
スケジューラは、地上からかつ場合によっては軌道情報を提供することができる装備された航空機から情報を取得する。これは、予測された航空機軌道を作成し、航空機状態情報（たとえば、４Ｄ位置、対地速度、航路および高度変化率）を動的に展開することを含む。スケジューラは、ＤＡに対してスケジュール計画を生成し、ＤＡは、機上（航空機）および地上両方から情報を収集し、機上および地上両方に情報を提供する。このプロセスはまた、データを航空機自体から直接提供することができない場合、上述した推測データを使用することも可能である。
上述したように、スケジューラで実施されるスケジュールアルゴリズムは、たとえば、スケジュール上の間隔設定フィックスにおける推定到着時刻の順序に基づく動的先着順アルゴリズムであってもよく、またはより正確な軌道情報を提供し航空機搭載ＴＯＡＣアルゴリズムを使用してＳＴＡを満足させることができる、より高度に装備されている航空機に対して優先権を与えることができる。スケジューラが起動されると、アルゴリズムは、各管理された間隔設定フィックスに対して空の待ち行列を構築する。航空機が初期スケジューリング範囲に入ると、この航空機は対応するスケジューリング待ち行列に押し込まれ、アルゴリズムは、必要な場合は待ち行列の各航空機に対してＳＴＡを更新する。
スケジューリングアルゴリズムは、スケジューリング待ち行列に各航空機に対するデータ、たとえばＥＴＡ（最小および最大）、航空機重量クラス、航空機識別等を受け取る。各スケジューリング待ち行列に対し、ＳＴＡ更新プロセスを以下のように述べることができる。ＳＴＡが凍結している航空機がない場合、航空機は、間隔設定フィックスにおけるそのＥＴＡの順序に基づいて処理される。処理された航空機には、待ち行列において先にスケジューリングされる航空機のタイプに必要な最小の時間間隔を確実にする、そのＥＴＡまたは最早時刻のいずれか大きい方に等しい時刻が割り当てられる。ＳＴＡが凍結した航空機がいくつかある場合、それらの航空機は、それらのＳＴＡに基づき凍結したＳＴＡによってソートされ、これらの航空機は、事前にスケジューリングされた航空機として処理される。そして、ＳＴＡが凍結していない航空機は、間隔設定フィックスにおけるそれらのＥＴＡの順序に基づいて処理される。スケジューラアルゴリズムは、ＳＴＡを、凍結されるまで常に更新され続けるようにして、ループサイクル毎に各スケジューリング待ち行列の状態を検査する。
図１５は、本発明のスケジュール管理方法を実施することができるシナリオを例示するのに役立つ。図１５は、ＫＳＦＯ、ＫＤＥＮ、ＫＤＦＷおよびＫＤＣＡとして示す空港から出発するものとして特定され、すべてＫＳＥＡとして示す空港行きである、ＦＬＴ＃１乃至ＦＬＴ＃５として示す５つの航空機の組を表す。このベースラインシナリオでは、５つの到着フライトのすべてが、ＯＬＭとして示すそれらの間隔設定フィックス地点で合流する時にコンフリクトする。スケジューラは、５つのすべてのフライトに対して間隔設定フィックスにおけるＳＴＡを生成し、間隔設定フィックスに関連するＤＡは、凍結範囲（飛行中の間隔設定フィックスより２０分前）から間隔設定フィックスまでの速度変更アドバイザリまたは時間調整アドバイザリを生成する。５つのフライトすべてが、このプロセスにより、フライト番号ＦＬＴ＃１乃至ＦＬＴ＃５によって示される順序で２０分の相対時間窓内でＯＬＭに到着するようにスケジューリングされる。
上記から、ＡＴＣシステムが、所与の空域において飛行している１つまたは複数の航空機が、燃料消費量、飛行時間、乗客の乗継遅延等の運用コストを大幅に低減する、システム設定時間目標および／またはスケジュールを達成するのを容易にすることができる、スケジュール管理方法およびシステムを採用することができる、スケジュール管理方法およびシステムを採用することができることが明らかなはずである。したがって、本スケジュール管理方法およびシステムは、種々のタイプの航空機性能能力（混合装備）のある環境におけるＡＴＣ運用の向上を促進することができる。より優れた能力を備えた航空機に対してより最適な解決法を提供することにより、本スケジュール管理方法およびシステムは、航空機運航者に対し、機上−地上交渉を支援する先進型飛行管理システム（ＡＦＭＳ）の設置を考慮するように仕向ける。
本発明を、特定の実施形態に関して説明したが、当業者には他の形態を採用することができることが明らかである。たとえば、性能およびスケジュールシステムの構成要素の機能を、同様の（ただし必ずしも等価ではない）機能が可能である異なる構成要素によって実行することができる。したがって、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によってのみ限定されるべきである。

Claims (10)

  1. 空港を包囲する空域内にあり、かつ前記空港の滑走路または中間間隔設定フィックスの地点に到着するようにスケジューリングされる複数の航空機を含む航空交通を交渉する方法であって、前記複数の航空機の各々が、その高度、速度および横方向航路を含む既存の利用者設定軌道パラメータを有し、
    前記複数の航空機のうちの各航空機の前記利用者設定軌道パラメータを、前記航空機が前記空路に入る際に監視するステップであって、前記複数の航空機のうちのいずれにも配置されていない航空交通管制（ＡＴＣ）システムによって行われる監視するステップと、
    前記ＡＴＣシステムによって、前記複数の航空機の各々に対し、少なくとも１つの間隔設定フィックス地点におけるスケジュール上の到着時刻（ＳＴＡ）を生成するステップと、
    各航空機に対して前記ＳＴＡを格納するステップと、
    前記ＡＴＣシステムによって、前記複数の航空機のうちの少なくとも第１の航空機に対するデータを受け取るかまたは推測するステップであって、前記データが、前記第１の航空機の燃料コストが最小である速度および予測された軌道パラメータを含み、前記予測された軌道パラメータが、任意の意図されていない変更によって変更された前記第１の航空機の既存の利用者設定軌道パラメータの現値に基づく、前記第１の航空機の予測された高度、速度および横方向航路を含む、ステップと、
    前記第１の航空機の前記予測された軌道パラメータを用いて前記第１の航空機に対する補助データを受け取るかまたは生成するステップであって、前記補助データが、前記間隔設定フィックス地点における前記第１の航空機の最早到着予定時刻（ＥＴＡmin）および最遅到着予定時刻（ＥＴＡmax）を含む、ステップと、
    前記ＡＴＣシステムにより、前記第１の航空機の前記ＳＴＡが、その前記ＥＴＡminおよび前記ＥＴＡmaxによって境界が画されるＥＴＡ範囲内であるか範囲外であるかを確定する計算を実行するステップと、
    前記第１の航空機に対し、前記第１の航空機が前記第１の航空機の前記ＳＴＡまたは前記ＥＴＡminで前記間隔設定フィックス地点に到着することを確実にする命令を送信するステップと、
    待ち行列に格納された各航空機の前記ＳＴＡを更新するステップと、
    を含む方法。
  2. 前記計算により、前記第１の航空機の前記ＳＴＡが前記ＥＴＡ範囲内にあることが示された場合、
    前記間隔設定フィックス地点における前記第１の航空機の到着要求時刻（ＲＴＡ）として前記ＳＴＡを割り当てるステップと、
    前記第１の航空機に前記ＲＴＡを送信するステップと、
    前記第１の航空機の自動飛行管理システム（ＦＭＳ）を使用して、前記間隔設定フィックス地点において前記第１の航空機の前記ＲＴＡを達成するように前記第１の航空機の速度を変更するステップと、
    をさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
  3. 前記計算により、前記第１の航空機の前記ＳＴＡが前記第１の航空機の前記ＥＴＡminより前であることが示された場合、
    前記間隔設定フィックス地点における前記第１の航空機の到着要求時刻（ＲＴＡ）として、前記第１の航空機の前記ＥＴＡminを割り当てるステップと、
    前記第１の航空機に前記ＲＴＡを送信するステップと、
    前記第１の航空機の自動飛行管理システム（ＦＭＳ）を使用して、前記間隔設定フィックス地点において前記第１の航空機の前記ＲＴＡを達成するように前記第１の航空機の速度を変更するステップと、
    をさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
  4. 前記計算により、前記第１の航空機の前記ＳＴＡが前記第１の航空機の前記ＥＴＡmaxより後であることが示された場合、
    前記第１の航空機が前記間隔設定フィックス地点で前記第１の航空機の前記ＳＴＡを達成するように、前記ＡＴＣシステムにより、変更された横方向航路、速度マニューバおよび／または高度変更マニューバを含むマニューバを生成するステップと、
    前記第１の航空機に前記マニューバを送信するステップと、
    をさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
  5. 前記マニューバを生成する前記ステップが、
    前記マニューバに加えて複数の代替的なマニューバを生成するステップであって、前記代替的なマニューバの各々が、前記第１の航空機が前記間隔設定フィックス地点において前記第１の航空機の前記ＳＴＡに達するようにする変更された横方向航路を含む、ステップと、
    前記代替的なマニューバの前記変更された横方向航路のいずれが、前記複数の航空機のうちの他のいずれかの航空機の高度、速度および横方向航路とのコンフリクトをもたらさないかを確定するコンフリクト評価を実行するステップと、
    コンフリクトをもたらさない前記代替的なマニューバの前記変更された横方向航路の間で、前記変更された横方向航路の相対コストを比較するするコスト計算を実行するステップと、
    前記コスト計算に基づいて前記代替的なマニューバから前記マニューバを選択するステップと、
    をさらに含むことを特徴とする、請求項４記載の方法。
  6. 前記計算により、前記第１の航空機の前記ＳＴＡが前記ＥＴＡ範囲外であることが示された場合、
    前記第１の航空機の前記既存の軌道パラメータのうちの少なくとも１つが、前記第１の航空機の前記ＳＴＡの境界を画する変更されたＥＴＡ範囲をもたらすように変更される、少なくとも２つの変更された軌道を特定するステップと、
    前記変更された軌道が、前記複数の航空機のうちの他のいずれかの航空機の高度、速度および横方向航路とのコンフリクトをもたらすか否かを確定するコンフリクト評価を実行するステップと、
    前記コンフリクト評価ステップによってコンフリクトが特定されない場合、前記変更された軌道の相対コストを比較するコスト計算を実行するステップと、
    前記変更された軌道のうちの１つを選択するステップと、
    前記第１の航空機に前記選択された変更された軌道を送信するステップと、
    待ち行列において前記個々の航空機の各々に対する前記格納されたＳＴＡを更新するステップと、
    をさらに含む、請求項１記載の方法。
  7. 前記第１の個々の航空機の前記予測された軌道パラメータかまたは前記燃料コストが最小である速度が、前記ＡＴＣシステムにより、少なくとも、前記ＡＴＣシステムによって推測される前記第１の航空機の質量値を用いて生成されることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項記載の方法。
  8. 前記第１の航空機の前記データが、推測されたデータであり、前記ＡＴＣシステムにより、前記第１の航空機の離陸重量を、前記第１の航空機の離陸中に発生した上昇上限までの距離に相関させることに基づき、前記第１の航空機の質量を予測することによって生成されることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項記載の方法。
  9. 前記推測されたデータを生成する前記ステップが、前記第１の航空機の垂直プロファイルを予測する複数の生成ステップを含み、前記生成ステップの各々が、前記生成ステップのうちの１つから得られた前記第１の航空機の前記予測された高度を、前記第１の航空機によって報告された前記第１の航空機の現高度と比較することと、前記現高度と前記予測された高度との差を用いて前記第１の航空機の後続する予測された高度を生成することとを含むことを特徴とする、請求項８記載の方法。
  10. 請求項１乃至９のいずれか１項記載の方法を実行するシステム。
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