(57)【要約】      （修正有）【課題】航空機用の待機経路を動的に決定するためのシステムおよび方法を提供する。【解決手段】飛行経路待機経路システム（100）が、航空機（102）用の効率的な待機経路を決定するように構成される。飛行経路待機経路システム（100）は、到着空港に対する現在航空交通、到着空港に対する履歴待機経路、到着空港に対する現在気象状況、および航空機（102）および少なくとも1つの他の航空機の一方または両方の燃料消費、のうちの1つまたは複数に基づいて航空機（102）用の待機経路を自動的に生成するように構成された待機経路決定ユニット（106）を含む。【選択図】図１
2018200676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機（102）用の効率的な待機経路（200、300、400、500、600）を生成するように構成された飛行経路待機経路システム（100）であって、前記飛行経路待機経路システム（100）は、
前記航空機（102）用の前記待機経路（200、300、400、500、600）を自動的に生成するように構成された待機経路決定ユニット（106）であって、前記待機経路決定ユニット（106）は、到着空港（204）に対する現在航空交通、前記到着空港（204）に対する履歴待機経路、前記到着空港（204）に対する現在気象状況、および前記航空機（102）および少なくとも1つの他の航空機の一方または両方の燃料消費、のうちの1つまたは複数に基づいて前記航空機（102）用の前記待機経路（200、300、400、500、600）を自動的に生成する、待機経路決定ユニット（106）
を備える、飛行経路待機経路システム（100）。
【請求項２】
前記到着空港（204）に対する前記現在航空交通を追跡するように構成された追跡サブシステム（104）をさらに備え、前記追跡サブシステム（104）が、前記現在航空交通を表す現在航空交通データを前記待機経路決定ユニット（106）に送信し、随意に、前記追跡サブシステム（104）が放送型自動従属監視（ADS−B）追跡サブシステムを備える、請求項1に記載の飛行経路待機経路システム。
【請求項３】
前記到着空港（204）に対する前記履歴待機経路を表す履歴待機経路データを保存する履歴待機経路データベース（112）をさらに備え、前記待機経路決定ユニット（106）が前記履歴待機経路データベース（112）と通信する、請求項1または2に記載の飛行経路待機経路システム。
【請求項４】
前記到着空港（204）に対する前記現在気象状況を決定するように構成された気象決定サブシステム（105）をさらに備え、前記気象決定サブシステム（105）が、前記現在気象状況を表す気象データを前記待機経路決定ユニット（106）に出力する、請求項1から3のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路システム。
【請求項５】
前記航空機（102）が、前記燃料消費を表す燃料消費データを前記待機経路決定ユニット（106）に出力する、請求項1から4のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路システム。
【請求項６】
前記待機経路決定ユニット（106）が、前記待機経路の形状、滞空時間、および高度のうちの1つまたは複数を決定する、請求項1から5のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路システム。
【請求項７】
前記待機経路決定ユニット（106）が、前記待機経路内を飛行するために前記航空機（102）の速さを決定する、請求項1から6のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路システム。
【請求項８】
前記待機経路決定ユニット（106）が、前記航空機（102）を前記到着空港（204）内への着陸進入路にまで効率的に移行させるために前記待機経路（200、300、400、500、600）を決定する、請求項1から7のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路システム。
【請求項９】
前記待機経路決定ユニット（106）が、前記待機経路（200、300、400、500、600）の形状および高度の一方または両方を変える、請求項1から8のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路システム。
【請求項１０】
前記待機経路（200、300、400、500、600）が複数の高度を含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路システム。
【請求項１１】
前記待機経路決定ユニット（106）が、前記待機経路（200、300、400、500、600）の合計時間が決定されてから前記待機経路（200、300、400、500、600）を生成する、請求項1から10のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路システム。
【請求項１２】
待機時間予測ユニット（110）をさらに備え、前記待機時間予測ユニット（110）が、前記現在航空交通、前記履歴待機経路、前記現在気象状況、および前記燃料消費のうちの1つまたは複数に基づいて前記待機経路（200、300、400、500、600）の前記合計時間を決定する、請求項11に記載の飛行経路待機経路システム。
【請求項１３】
到着空港（204）に対する現在航空交通、前記到着空港（204）に対する履歴待機経路、前記到着空港（204）に対する現在気象状況、および航空機（102）および少なくとも1つの他の航空機の一方または両方の燃料消費、のうちの1つまたは複数に基づいて、待機経路決定ユニット（106）を使用して前記航空機（102）用の待機経路（200、300、400、500、600）を自動的に生成するステップ
を含む、飛行経路待機経路方法。
【請求項１４】
追跡サブシステム（104）を使用して前記到着空港（204）に対する前記現在航空交通を追跡するステップと、
前記追跡サブシステム（104）から前記現在航空交通を表す現在航空交通データを前記待機経路決定ユニット（106）に送信するステップと、
をさらに含む、請求項13に記載の飛行経路待機経路方法。
【請求項１５】
前記到着空港（204）に対する前記履歴待機経路を表す履歴待機経路データを、前記待機経路決定ユニット（106）に通信可能に結合される履歴待機経路データベース（112）に保存するステップをさらに含み、随意に、
気象決定サブシステム（105）を使用して前記到着空港（204）に対する前記現在気象状況を決定するステップと、
前記気象決定サブシステム（105）から前記現在気象状況を表す気象データを前記待機経路決定ユニット（106）に出力するステップと、
をさらに含み、
随意に、前記航空機（102）から前記燃料消費を表す燃料消費データを前記待機経路決定ユニット（106）に出力するステップをさらに含む、
請求項13または14に記載の飛行経路待機経路方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の諸実施形態は、一般に、航空機用の待機経路（holding patterns）を動的に決定する（例えば、生成する、計算する、適応させる、かつ／または同種のものを行う）ためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
民間航空機は、様々な箇所の間で乗客を輸送するために使用される。民間航空機は、一般に、出発空港（departure airport）と到着空港（destination airport）との間の所定の飛行計画に従って飛行する。飛行計画は、出発空港から到着空港までの経路を含み、箇所相互間の飛行時間も含むことがある。
【０００３】
様々な理由で、商用航空、ビジネス航空、および汎用航空の航空機は、飛行計画から迂回させられることがある。例えば、悪天候により、航空交通管制官（air traffic controller）は航空機を飛行計画から迂回させることがある。悪天候（雨や雪など）のために、到着空港での視程が制限されることがある。したがって、その場合、航空交通管制官は、着陸航空機間の分離時間を長くする必要があると決定することができる。別の例として、到着空港でのフライトの混雑により、航空交通管制官は、航空機を飛行計画から待機経路内へ迂回させることもある。
【０００４】
航空機は、悪天候、フライト混雑、および／または同種のものに起因する、特定の到着空港での着陸遅延に適応するために、飛行計画から外れる待機経路内へ迂回させられることがある。通常、航空交通管制官は、パイロットに所要の着陸遅延を知らせるために航空機に乗っているパイロットと言葉で通信し、さらなる通知までパイロットに航空機を指定の待機経路内で操縦するよう指示する。航空交通管制官は待機経路の詳細をパイロットに伝え、次いで、パイロットは待機経路に従って航空機を操縦する。航空機が待機経路内へ迂回させられると、パイロットは、通常は待機経路がどのくらいの続くのかについて知らない。したがって、パイロットは、航空機がいつ着陸許可を与えられるのか問い合わせるために、航空交通管制官と定期的に交信することができる。
【０００５】
待機経路は、通常は航空機が飛ばされる固定パターンである。待機経路は、複数の行程および方向転換を有するルートを含むことができ、複数の行程および方向転換はそれぞれ、飛行の予め設定された距離および時間を提供する。例えば、待機経路は、2つの180度方向転換によって接続された2つの直線行程を有するレーストラックに似ているかもしれない。待機経路内の航空機は、定義済み時限にわたってそれぞれの予め設定された行程および方向転換を飛行する。
【０００６】
理解され得るように、航空機は、航空機が待機経路内の現在位置から出口ウェイポイント（exit waypoint）まで飛行するときに燃料を消費する。さらに、設定済み待機経路に沿って指定出口ウェイポイントまで飛行すると、全飛行時間が延びる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
待機経路を効率的に決定するためのシステムおよび方法の必要性がある。航空交通管制官と通信する必要なしに待機経路に関する最新情報を航空機のパイロットに提供するためのシステムおよび方法の必要性がある。航空機を待機経路から着陸進入路まで効率的に移行させる待機経路を動的に構築するためのシステムおよび方法の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の必要性を考慮して、本開示のいくつかの実施形態は、航空機用の効率的な待機経路を生成する（例えば、決定する、計算する、適応させる、または同類のことを行う）ように構成された飛行経路待機経路システムを提供する。飛行経路待機経路システムは、航空機用の待機経路を自動的に生成するように構成された待機経路決定ユニットを含む。待機経路決定ユニットは、到着空港に対する現在航空交通、到着空港に対する履歴待機経路、到着空港に対する現在気象状況、および航空機および少なくとも1つの他の航空機の一方または両方の燃料消費、のうちの1つまたは複数に基づいて航空機用の待機経路を自動的に生成する。
【０００９】
少なくとも1つの実施形態では、飛行経路待機経路システムは、到着空港に対する現在航空交通を追跡するように構成された追跡サブシステムを含む。追跡サブシステムは、現在航空交通を表す現在航空交通データを待機経路決定ユニットに出力する（例えば送信する）。追跡サブシステムは、放送型自動従属監視（ADS−B）追跡サブシステムとすることができる。
【００１０】
少なくとも1つの実施形態では、飛行経路待機経路システムは、到着空港に対する履歴待機経路を表す履歴待機経路データが保存された履歴待機経路データベースを含む。待機経路決定ユニットは履歴待機経路データベースと通信する。
【００１１】
少なくとも1つの実施形態では、飛行経路待機経路システムは、到着空港に対する現在気象状況を決定するように構成された気象決定サブシステムを含む。気象決定サブシステムは、現在気象状況を表す気象データを待機経路決定ユニットに出力する。
【００１２】
航空機は、燃料消費を表す燃料消費データを待機経路決定ユニットに出力することができる。
【００１３】
少なくとも1つの実施形態では、待機経路決定ユニットは、待機経路の形状、滞空時間、および高度のうちの1つまたは複数を決定する（例えば、生成する、計算する、適応させる、かつ／または同種のものを行う）。さらに、待機経路決定ユニットは、待機経路内を飛行するために航空機の速さを決定することができる。
【００１４】
待機経路決定ユニットは、航空機を到着空港内への着陸進入路にまで効率的に移行させるために待機経路を決定する。
【００１５】
少なくとも1つの実施形態では、待機経路決定ユニットは、待機経路の形状および高度の一方または両方を変える。待機経路は複数の高度を含むことができる。
【００１６】
少なくとも1つの実施形態では、待機経路決定ユニットは、待機経路の合計時間が決定されてから待機経路を決定する。飛行経路待機経路システムは待機時間予測ユニットを含むことができる。待機時間予測ユニットは、現在航空交通、履歴待機経路、現在気象状況、および燃料消費のうちの1つまたは複数に基づいて待機経路の合計時間を決定する。
【００１７】
本開示のいくつかの実施形態は、到着空港に対する現在航空交通、到着空港に対する履歴待機経路、到着空港に対する現在気象状況、および航空機および少なくとも1つの他の航空機の一方または両方の燃料消費、のうちの1つまたは複数に基づいて、待機経路決定ユニットを使用して航空機用の待機経路を自動的に決定するステップを含む飛行経路待機経路方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本開示の一実施形態による、航空機と通信する飛行経路待機経路システムの模式図である。
【図２】本開示の一実施形態による、到着空港に対する航空機用の待機経路の上面簡略模式図である。
【図３】本開示の一実施形態による、到着空港に対する航空機用の待機経路の上面簡略模式図である。
【図４】本開示の一実施形態による、到着空港に対する航空機用の待機経路の上面簡略模式図である。
【図５】本開示の一実施形態による、到着空港に対する航空機用の待機経路の側面簡略模式図である。
【図６】本開示の一実施形態による、到着空港に対する航空機用の待機経路の側面簡略模式図である。
【図７】本開示の一実施形態による、到着空港に近接する複数の航空機のしるしを示すディスプレイの正面模式図である。
【図８】本開示の一実施形態による航空機の正面斜視模式図である。
【図９】本開示の一実施形態による、航空機用の待機経路を決定する一方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
前述の発明の概要、ならびにいくつかの実施形態の下記の詳細な説明は、添付図面に関連して読んだときによりよく理解されるであろう。本明細書では、単数形で記載され、「1つの（a）」または「1つの（an）」という語が前に付く要素またはステップは、複数の要素またはステップを必ずしも除外するものではないと理解されるべきである。さらに、「一実施形態（one embodiment）」への言及は、記載された形態も取り入れた追加の実施形態の存在を除外すると解釈されるものではない。さらに、そうでないことが明確に述べられない限り、特定の条件を有する1つまたは複数の要素を「備える（comprising）」または「有する（having）」実施形態は、その条件を有していない追加の要素を含むことができる。
【００２０】
本開示のいくつかの実施形態は、航空機用の待機経路を自動的かつ動的に決定する（例えば、生成する、計算する、適応させる、かつ／または同種のものを行う）飛行経路待機経路システムを提供する。飛行経路待機経路システムは、航空機を待機経路から到着空港に着陸するための進入路にまで効率的に移行させるために、待機経路の形状、待機経路の滞空時間、待機経路内を飛行する航空機の速さ、および／または待機経路の高度のうちの1つまたは複数を決定するように構成される。少なくとも1つの実施形態では、飛行経路待機経路システムは、パイロットが航空交通管制官と通信する必要なしに最新情報を待機経路のパイロットに知らせて提供するために航空機と通信する。
【００２１】
本開示の諸実施形態は、航空機の運航者、パイロット、および／または乗客の状況認識を高める飛行経路待機経路システムおよび方法を提供する。例えば、飛行経路待機経路システムおよび方法により、操縦室内の飛行コンピューター、内部客室内の機内娯楽ディスプレイ、および／または同種のものに表示され得るような航空機の到着時刻の実時間更新が可能になる。さらに、飛行経路待機経路システムおよび方法により、待機経路に関してパイロットと音声通信する必要性が減少するので、航空交通管制官が他の責務に集中することが可能になる。
【００２２】
本開示のいくつかの実施形態は、空港付近の航空交通に関する、放送型自動従属監視（ADS−B）情報などの追跡情報を利用することにより、待機経路を動的に決定するシステムおよび方法を提供する。このシステムおよび方法は、ADS−B追跡システムなどからの航空機の実時間位置情報を利用する。このシステムおよび方法は、空港用の協調航空交通管理システムの一部として航空機到着時刻を正確に予測する。
【００２３】
本開示のいくつかの実施形態は、到着空港に近接する航空機用の待機箇所を動的に作り出すために履歴情報および現在気象情報を現在航空交通情報と組み合わせて使用して待機経路の効率を高めるように構成されたシステムおよび方法を提供する。このシステムおよび方法は、燃料を節約しかつ空港の処理能力を向上させる実時間待機経路を展開し生成するために、履歴データおよび学習アルゴリズムを使用する。
【００２４】
図1は、本開示の一実施形態による、航空機102と通信する飛行経路待機経路システム（または待機経路決定システム）100の模式図である。少なくとも1つの実施形態では、飛行経路待機経路システム100は、到着空港に近接する航空機102および他の航空機の現在の位置を追跡するように構成された追跡サブシステム104を含む。少なくとも1つの実施形態では、飛行経路待機経路システム100は、到着空港とその付近（例えば到着空港から150マイル以内）の現在気象状況を決定するように構成された気象決定サブシステム105も含む。
【００２５】
飛行経路待機経路システム100は、例えば1つまたは複数の有線接続部または無線接続部を介して追跡サブシステム104と通信する待機経路決定ユニット106を含む。例えば、待機経路決定ユニット106は、1つまたは複数のトランシーバ、無線装置、および／または同種のものを介して追跡サブシステム104と無線で通信することができる。待機経路決定ユニット106は、1つまたは複数の有線接続部または無線接続部を介して飛行計画データベース108とも通信する。随意に、飛行経路待機経路システム100は飛行計画データベース108を含んでいなくてもよい。
【００２６】
待機経路決定ユニット106は、例えば1つまたは複数の有線接続部または無線接続部を介して気象決定サブシステム105とも通信する。気象決定サブシステム105は、1つまたは複数の到着空港とその付近の現在の気象を待機経路決定ユニット106に伝える。例えば、気象決定サブシステム105は、待機経路決定ユニット106と通信する気象業務または気象サービスとすることができる。少なくとも1つの他の実施形態では、気象決定サブシステム105は、独立した気象決定および予報システムおよび／またはサービスとすることができる。例えば、気象決定サブシステム105は、1つまたは複数のドップラーレーダ設備を含むことができる。
【００２７】
待機経路決定ユニット106は、1つまたは複数の有線接続部または無線接続部を介して待機時間予測ユニット110とも通信する。待機経路決定ユニット106および待機時間予測ユニット110は、例えば1つまたは複数の有線接続部または無線接続部を介して履歴待機経路データベース112とも通信する。
【００２８】
追跡サブシステム104、気象決定サブシステム105、待機経路決定ユニット106、飛行計画データベース108、待機時間予測ユニット110、および履歴待機経路データベース112は、中央監視センタなどの共通箇所にあってもよい。少なくとも1つの実施形態では、追跡サブシステム104、気象決定サブシステム105、待機経路決定ユニット106、飛行計画データベース108、待機時間予測ユニット110、および履歴待機経路データベース112は、共通箇所での単一の共通コンピューティングシステムの一部でもよい。随意に、追跡サブシステム104は、飛行経路待機経路システム100の他の構成要素から遠隔に配置されてもよい。また随意に、気象決定サブシステム105は、飛行経路待機経路システム100の他の構成要素から遠隔に配置されてもよい。また随意に、待機経路決定ユニット106および待機時間予測ユニット110は、単一の制御ユニットまたは処理ユニット、ならびに／あるいは別個の異なる制御ユニットおよび処理ユニットでもよい。さらに、飛行計画データベース108および履歴待機経路データベース112は、例えば、単一メモリの異なる部分、および／または別個の異なるメモリでもよい。
【００２９】
航空機102は、内部客室116を画定する本体または胴体114を含み、内部客室116は操縦室を含み、乗客用座席領域も含むことができる。内部客室116内の飛行コンピューター118は、ディスプレイ120および／またはスピーカ122を含む。複数の乗客用ディスプレイ124（機内娯楽ディスプレイなど）が、内部客室116内に、例えば乗客座席のヘッドレストの背面上に配置されてもよい。
【００３０】
航空機102は、位置センサ126、例えば、全地球測位システムセンサ、放送型自動従属監視（ADS−B）センサ、および／または同種のものも含むことができる。位置センサ126は、航空機102の位置、高度、機首方位、加速度、速度、および／または同種のもののうちの1つまたは複数を示す信号を出力する。あるいは、航空機102は位置センサ126を含んでいなくてもよい。航空機102は、航空機102が追跡サブシステム104の類似通信装置130と無線で通信できるようにする通信装置129、例えばトランシーバ、無縁装置、および／または同種のものも含む。
【００３１】
追跡サブシステム104は、航空機102の現在位置を追跡するように構成される。少なくとも1つの実施形態では、追跡サブシステム104はADS−B追跡サブシステムである。この種の実施形態では、ADS−B追跡サブシステム104は、位置センサ126によって出力された航空機102の位置信号を用いて衛星ナビゲーション経由で航空機の現在位置を決定する。位置センサ126は、識別詳細、現在位置、現在高度、現在速度などの航空機102に関する情報を定期的に出力する送信機とする、または同送信機を含むことができる。追跡サブシステム104は、航空機102の現在の実時間の位置、機首方位、速度などを決定するために、位置センサ126から送信された位置信号を受信する。あるいは、追跡サブシステム104は、航空機の位置を追跡するように構成されたレーダシステムまたは他のそのようなシステムとすることができる。
【００３２】
図示のように、飛行経路待機経路システム100は、航空機102から分離しておりかつ航空機102とは異なることができる。例えば、飛行経路待機経路システム100は、地上にある監視センタに配置されてもよい。少なくとも1つの他の実施形態では、飛行経路待機経路システム100は、航空機102、別の航空機、ウォータクラフト、宇宙船（例えば衛星）、および／または同種のものに搭載されてもよい。
【００３３】
運航中、追跡サブシステム104は、例えばADS−B信号および／または情報を用いて航空機102の現在位置を追跡する。待機経路決定ユニット106は追跡サブシステム104と通信し、航空機102の現在位置（追跡サブシステム104によって決定される）を飛行計画データベース108に保存される航空機102の飛行計画と比較する。航空機102の現在位置が航空機102の保存済み飛行計画通りである、またはそうでなければ同飛行計画の一部（一定限度内にある）の通りである場合、待機経路決定ユニット106は、航空機102が飛行計画に従って飛行しており、航空機102が待機経路内にないことを決定する。しかしながら、待機経路決定ユニット106が航空機102の現在位置を飛行計画と比較し、航空機102が保存済み飛行計画通りの箇所にない、またはそうでなければ同飛行計画の一部にない（すなわち、航空機102が飛行計画から外れている）と決定した場合、待機経路決定ユニット106は、航空機102が待機経路内にあると決定する。
【００３４】
飛行経路待機経路システム100は、例えば航空機102の保存済み飛行計画と航空機102の現在位置とを比較することにより、航空機102が待機経路に入るときを自動的に生成することができ、あるいは、飛行経路待機経路システム100は、航空機102が待機経路内へ迂回させられていると知らされてもよい。航空機102が待機経路内へ迂回させられるべきであると決定すると、待機経路決定ユニット106は、待機経路自体を自動的に生成する、またはその他の方法で構築する。例えば、待機経路決定ユニット106は、待機経路の形状、待機経路の高度、待機経路内での飛行時間などのうちの1つまたは複数を決定する。
【００３５】
待機経路決定ユニット106は、待機経路データベース112に保存された履歴待機経路を分析する。履歴待機経路データベース112は、特定の到着空港に対する航空機用の待機経路に関する履歴データを保存する。例えば、履歴待機経路データベース112は、今日、今週、今月、今年、またはそれ以上の期間に到着空港に着陸するフライトの待機経路データを保存することができる。履歴待機経路に基づいて、待機時間予測ユニット110は、航空機102用の待機経路の時間を予測する。例えば、保存済み履歴待機経路データベース112に保存されたデータに基づいて、待機時間予測ユニット110は、航空機が、待機経路から出るのを開始するとともに、一定の時間（例えば、航空機102が待機経路内へそれたときから10分間）で着陸するために航空機の進入を開始することを許可されることを決定することができる。
【００３６】
待機時間予測ユニット110はまた、追跡サブシステム104から到着空港付近の現在航空交通情報を受信し、追跡サブシステム104は、空港付近（例えば150マイル以内）の航空機をすべて追跡する。待機時間予測ユニット110は、空港付近の現在航空交通と履歴待機経路データベース112に保存された履歴待機経路時間とに基づいて待機経路の時間を予測する。
【００３７】
さらに、待機時間予測ユニット110は、他のフライトが現在、到着空港に対する待機経路内にあるかどうかを決定するために、追跡サブシステム104と通信することができる。次いで、現在、待機経路内にあるフライト（航空機102の前に着陸のために列に並んでいる可能性がある）の数と履歴待機経路データベース112に保存された待機経路データから決定される待機経路の平均滞空時間とに基づいて、待機時間予測ユニット110は、航空機102の待機経路の滞空時間を予測することができる。あるいは、待機時間予測ユニット110は、航空機102の前に着陸する予定の航空機の数、および／または、待機経路内にある到着空港に近接する航空機の数に基づいて待機経路の滞空時間を（以前のフライトの履歴データを使用せずに）予測することができる。
【００３８】
少なくとも1つの実施形態では、待機時間予測ユニット110は、到着空港に対する航空機用の典型的な（例えば、平均の（average）または平均の（mean））待機時間が、所定の時限および／または所定の類似気象状況に関して履歴待機経路データベース112に保存された待機経路時間データに基づいて10分間であると決定することができる。したがって、待機時間予測ユニット110は、次いで、航空機102の待機経路の滞空時間が、航空機102の進路が飛行計画からそれたときから10分間になると予測し、次いで、それに応じて予測された着陸時刻を更新することができる。待機時間予測ユニット110は、航空機102の前に着陸する予定の他のフライトおよび／または現在、待機経路内にある他のフライトの数に基づいて待機経路の予測滞空時間を延長または短縮することができる。例えば、現在、待機経路内に他のフライトがない場合、待機時間予測ユニット110は、待機経路の予測滞空時間を所定の時間（例えば1分間または2分間）だけ短縮することができる。逆に言えば、待機時間予測ユニット110は、航空機102の前に到着空港に着陸する予定の待機経路内の他の各航空機について、待機時間経路の予測滞空時間を所定の時間（例えば1分間または2分間）だけ延長することができる。
【００３９】
待機時間予測ユニット110はまた、気象決定サブシステム105から受信した現在気象データに基づいて予測待機時間を適応させる。例えば、空港付近の現在気象により視程が（雨や雪などのために）短くなった場合、待機時間予測ユニット110は、そのような状況で着陸する航空機相互間の好ましい分離時間に基づいて待機時間を長くすることができる。
【００４０】
気象決定サブシステム105は、様々な気象パラメータを待機経路決定ユニット106に出力することができる。気象パラメータは、待機経路および待機経路の時間を少なくとも部分的に決定するために飛行経路待機経路システム100によって分析することができる。気象パラメータは、シーリング、露点、温度、視程、突風、風速、ならびに霧、もや、雪、および雷雨の値を含むことができる。
【００４１】
現在航空交通、履歴待機経路、および／または現在気象状況に基づいて、待機時間予測ユニット110は、例えば1つまたは複数のアルゴリズム、式、および／または同種のものを用いて航空機102用の待機時間を決定する。例えば、待機時間予測ユニット110は、線形回帰分析、ランダム予報分析、アンサンブル法、および／または同種のものに基づいて待機経路のための予測時間を決定することができる。
【００４２】
少なくとも1つの他の実施形態では、待機時間予測ユニット110が待機経路の時間を自動的に予測する、またはその他の方法で決定するのではなく、待機時間が待機経路決定ユニット106に入力されてもよい。例えば、航空交通管制官が、航空機102用の待機経路の時間を待機経路決定ユニット106に入力してもよい。少なくとも1つの他の実施形態では、別個の異なる待機時間予測ユニット110ではなく、待機経路決定ユニット106が、現在航空交通、履歴待機経路データベース112に保存された履歴待機経路データ、および／または気象決定サブシステム105によって出力される到着空港とその付近の現在気象に基づいて待機時間を予測するために使用されてもよい。
【００４３】
待機経路の時間が、（待機時間予測ユニット110による自動入力によるものであろうと、航空交通管制官などによる手動入力によるものであろうと）待機経路決定ユニット106に入力されてから（または随意に待機経路決定ユニット106によって決定されてから）、待機経路決定ユニット106は、航空機102を出口ウェイポイントまでの待機経路から到着空港内への着陸進入路にまで効率的に移行させるために待機経路の1つまたは複数のパラメータを決定する。少なくとも1つの実施形態では、待機経路決定ユニット106は、待機経路の予測時間に基づいて待機経路の形状を決定する。待機経路決定ユニット106は、航空機102を待機時間の完了時（すなわち待機経路の終了時刻）に待機経路から着陸進入路への理想的な出口ウェイポイントにあるよう効率的に同期させるために待機経路の特定の形状を決定する。少なくとも1つの実施形態では、待機経路決定ユニット106は、待機時間が終了するときに特定の速さおよび高度で飛行する航空機102が出口ウェイポイントにあるように、待機経路の形状を定める。
【００４４】
少なくとも1つの実施形態では、待機経路決定ユニット106は、待機経路の予測時間に基づいて待機経路内での航空機102の平均速さを決定する。待機経路決定ユニット106は、航空機102を待機時間の終わりに待機経路からの出口ウェイポイントにあるよう効率的に同期させるために待機経路内での航空機102の平均速さを決定する。待機経路決定ユニット106は、待機時間が終了するときに航空機102が出口ウェイポイントにあるように、待機経路の形状および／または待機経路内を飛行する航空機102の速さの一方または両方を決定する。
【００４５】
少なくとも1つの実施形態では、待機経路決定ユニット106は、待機経路の予測時間に基づいて待機経路の高度を決定する。待機経路決定ユニット106は、航空機102を待機時間の終わりに待機経路からの出口ウェイポイントにあるよう効率的に同期させるために待機経路の高度を決定する。待機経路決定ユニット106は、待機時間が終了するときに航空機102が出口ウェイポイントにあるように、待機経路の形状、待機経路内を飛行する航空機102の速さ、および待機経路の高度のうちの1つまたは複数を決定する。
【００４６】
待機経路決定ユニット106は、待機時間中に待機経路の高度を変えることができる。例えば、待機経路決定ユニット106は、航空機102が待機経路の初めに第1の高度にあるべきであり、待機経路の出口点で第1の高度より低い第2の高度にあるべきであると決定することができる。待機経路決定ユニット106は、待機経路の一定の設定時間で高度を変更するために、待機経路の形状を決定することができる。例えば、待機経路決定ユニット106は、待機経路の特定の時限で待機経路の高度および高度間の移行を決定することができる。少なくとも1つの実施形態では、待機経路決定ユニット106は、第1の高度から第2の高度へと経時的に徐々に変わるように待機経路の形状を定めて、空港付近の特定の点を中心とするらせん状の待機経路を形成することができる。待機経路の高度を初期の高い高度から後の低い高度へと変えることにより、高い高度で飛行する航空機は低い高度におけるよりも燃料の消費が少ないので（高度が高くなるほど空気の圧力および抵抗が小さくなるため）、航空機102は燃料を節約して使う。
【００４７】
少なくとも1つの実施形態では、待機経路は、高い高度と待機経路から出口点に向かう急激な降下とを含むことができる。しかし、このような急激な降下は一部の乗客を不安にさせる可能性がある。したがって、待機経路は、待機経路から出口点まで徐々にらせん状に下がる初期の高い高度を含むことができる。
【００４８】
少なくとも1つの実施形態では、飛行経路待機経路システム100は、待機経路内の航空機102を待機経路から出口点まで、到着空港に着陸するまでの進入順序への効率的に移行させるために、待機経路形状、待機経路高度、待機経路内での航空機速さ、および気象状況のうちの1つまたは複数に基づいて（例えば、悪天候の領域を避けるように）待機時間および待機経路を決定する。飛行経路待機経路システム100は、待機経路を航空機102の飛行コンピューター118に出力することができる。航空機102は、飛行経路待機経路システム100から受け取った待機経路に従って自動的に飛行することができる。随意に、航空機102を操縦するパイロットは、飛行経路待機経路システム100から受け取った待機経路に従って航空機102を操縦することができる。
【００４９】
少なくとも1つの実施形態では、飛行経路待機経路システム100は、待機経路のモデルを展開するように、線形回帰分析、ランダム予報分析、アンサンブル法、および／または同種のものに基づいて待機経路および時間を決定することができる。待機経路決定ユニット106は、このモデルを展開するとともに、変化する状況に適応するためにこのモデルを定期的に（日に1回、週に1回、月に1回など）更新することができる。
飛行経路待機経路システム100は、下記の考慮事項に基づいて航空機用の待機経路を決定することができる。
【数１】
2018200676.tif 000003
【００５０】
飛行経路待機経路システム100は、航空機の燃料消費を節約するために、待機経路内での航空機高度、航空機の平均速さ、航空機の滞空時間、待機経路の様々な時限における航空機の位置、気象状況（WXparams）を含む様々なパラメータに基づいて待機経路を決定することができる。例えば、様々なパラメータは、履歴燃料燃焼計算およびマッピング関数に関して飛行経路待機経路システム100によって分析される。m個のフライトとn個の到着地との関係を集合することにより（正方行列で示される）、飛行経路待機経路システムは、様々な航空機の実際の燃料消費を決定し、待機経路内での航空機の燃料燃焼を推定することができる。このようにして、飛行経路待機経路システム100は、様々なパラメータを分析して、燃料をできるだけ節約するように各航空機102用の待機経路（待機経路の時間を含む）を生成することができる。
【００５１】
少なくとも1つの実施形態では、飛行経路待機経路システムは、現在および履歴の待機パラメータ（高度、平均速さ、滞空時間、位置、気象など）の重みづけされたセットを分析し、下記式を用いて最小燃料燃焼を有する待機経路および待機時間を決定することができる、
最小［w1＊（履歴高度−現在高度）＋w2
＊（履歴平均速さ−現在速さ）＋．．．
＋wk（履歴WX−現在WX）＋W＊履歴燃料燃焼］m
上式で、Wは所定の重みづけを表し、WXは気象状況を表し、履歴平均速さは、所定の時限にわたって空港付近の待機経路内をこれまで飛行していた航空機の平均速さであり、現在速さは、待機経路内での航空機の現在速さであり、履歴燃料燃焼は、空港付近の待機経路内を飛行する前の航空機によって燃やされた燃料に関する履歴データである。
【００５２】
飛行経路待機経路システム100は、待機経路が現在設定されている高度を決定するために、到着空港の航空交通管制と通信することができる。飛行経路待機経路システム100はまた、航空交通管制によって現在使用されているウェイポイント（例えば待機経路からの出口）を決定することができる。航空機102のパイロットは、航空機102が一定の高度、速さ、および好ましい選択肢であるウェイポイントで飛行できるかどうかを尋ねるために、航空交通管制と交信することができる。一般に、飛行経路待機経路システム100は、上述したように、最小限の燃料量を燃やす、待機経路内の高度と速さの最良の組合せを決定するように構成することができる。
【００５３】
少なくとも1つの実施形態では、飛行経路待機経路システム100は、「バグアウト（bug out）」燃料量を節約するために、最近接ウェイポイント付近に待機するように構成することができ、バグアウト燃料量は、特定の点（箇所）から別の到着地まで到達するのに必要な燃料量である。要するに、バグアウト燃料は、航空機が現在到着空港に向かう箇所から別の空港へそれるために必要な予備燃料である。
【００５４】
少なくとも1つの実施形態では、上述したように、飛行経路待機経路システム100は、少なくとも部分的には航空機による燃料の最小消費量に基づいて空港に近接する航空機用の待機経路を決定するように構成される。すなわち、飛行経路待機経路システム100は、最低燃料量が航空機によって消費されることを確実にするために、航空機用の待機経路を決定することができる。
【００５５】
飛行経路待機経路システム100が航空機102用の待機経路を決定した後、飛行経路待機経路システム100は、待機経路信号を航空機102に出力することができる。待機経路信号は航空機102によって受信される。飛行コンピューター118は、ディスプレイ120上で（テキスト、グラフィック、ビデオなどによって）航空機102のパイロットに待機経路を示すことができる。随意に、飛行コンピューター118は、スピーカ122を通じてパイロットに待機経路を放送することができる。さらに、待機経路は、航空機102の位置と待機経路の滞空時間および／または着陸の予測時刻とを乗客に知らせ続けるために、乗客用ディスプレイ124に出力することができる。
【００５６】
図1に示されているように、飛行経路待機経路システム100は、航空機102を待機経路から着陸進入路にまで効率的に移行させるために、航空機102の現在位置を追跡し、航空機102用の待機経路を決定するように構成される。図1には1つの航空機102しか示されていないが、飛行経路待機経路システム100は、複数の航空機の現在位置を追跡し、複数の航空機用の待機経路を決定するようにも構成されることを理解すべきである。
【００５７】
飛行経路待機経路システム100は、履歴待機経路データベース112に保存された履歴待機経路データ、追跡サブシステム104によって検出される到着空港付近の現在航空交通、気象決定サブシステム105によって検出される到着空港付近の現在気象状況、および／または航空機102に関する燃料消費考慮事項に基づいて航空機用の待機経路の1つまたは複数のパラメータを決定する。
【００５８】
本明細書では、「制御ユニット（control unit）」、「中央処理装置（central processing unit）」、「ユニット（unit）」、「CPU」、「コンピューター（computer）」などの用語は、マイクロコントローラと縮小命令セットコンピューター（RISC）と特定用途向け集積回路（ASIC）と論理回路と本明細書に記載されている機能を実行することができるハードウェア、ソフトウェア、もしくはこれらを組み合わせたものを含む他の回路またはプロセッサとを使用したシステムを含むプロセッサベース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できる。これらは例示的なものにすぎず、したがって、かかる用語の定義および／または意味を何ら限定するものではない。例えば、待機経路決定ユニット106および待機時間予測ユニット110は、上述したように、飛行経路待機経路システム100のオペレーションを制御するように構成された1つまたは複数のプロセッサとする、またはこのプロセッサを含むことができる。図のように、待機経路決定ユニット106および飛行経路待機経路システム100は別個の異なる制御ユニットでもよく、または同一の制御ユニットの一部でもよい。
【００５９】
待機経路決定ユニット106および待機時間予測ユニット110は、データを処理するために、1つまたは複数のデータ記憶装置または要素（1つまたは複数のメモリなど）に保存された命令セットを実行するように構成される。例えば、待機経路決定ユニット106および待機時間予測ユニット110は、1つまたは複数のメモリを含むまたは同メモリに結合することができる。データ記憶装置は、所望されるようにまたは必要に応じてデータまたは他の情報を保存することもできる。データ記憶装置は、処理機内で情報供給源または物理メモリの形をとることもできる。
【００６０】
命令セットは、待機経路決定ユニット106および待機時間予測ユニット110に処理機として、本明細書に記載されている主題の様々な実施形態の方法やプロセスなどの特定のオペレーションを実行するよう指示する様々な命令を含むことができる。命令のセットは、ソフトウェアプログラムの形をとることができる。ソフトウェアは、システムソフトウェアやアプリケーションソフトウェアなどの様々な形をとることができる。さらに、ソフトウェアは、別々のプログラムの集合、より大きなプログラム内のプログラムサブセット、またはプログラムの一部の形をとることができる。ソフトウェアは、オブジェクト指向プログラミングの形をとるモジュラプログラミングも含むことができる。処理機による入力データの処理は、ユーザコマンドに応答する、または前処理の結果に応答する、または別の処理機によってなされた要求に応答することができる。
【００６１】
本明細書における諸実施形態の図は、待機経路決定ユニット106や待機時間予測ユニット110などの1つまたは複数の制御ユニットまたは処理ユニットを例示することができる。処理ユニットまたは制御ユニットは、本明細書に記載されているオペレーションを実行する関連命令（例えば、コンピューターハードドライブ、ROM、RAMなどの有形かつ非一時的なコンピューター読み取り可能な記憶媒体に保存されたソフトウェア）を有するハードウェアとして実装され得る回路、回路網、またはそれらの回路の各部分を表すことができることを理解すべきである。ハードウェアは、本明細書に記載されている機能を果たすために結線で接続された状態機械回路網を含むことができる。随意に、ハードウェアは、マイクロプロセッサ、プロセッサ、コントローラなどの1つまたは複数の論理ベース装置を含むかつ／または同装置に接続された電子回路を含むことができる。随意に、待機経路決定ユニット106および待機時間予測ユニット110は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）、特定用途向け集積回路（ASIC）、マイクロプロセッサ、および／または同種のもののうちの1つまたは複数などの処理回路網を表すことができる。様々な実施形態における回路網は、本明細書に記載されている機能を果たすために1つまたは複数のアルゴリズムを実行するように構成することができる。1つまたは複数のアルゴリズムは、流れ図または方法において明示的に識別されていようとされていなかろうと、本明細書で開示される諸実施形態の態様を含むことができる。
【００６２】
本明細書では、「ソフトウェア（software）」および「ファームウェア（firmware）」という用語は互換性があり、RAMメモリ、ROMメモリ、EPROMメモリ、EEPROMメモリ、および不揮発性RAM（NVRAM）メモリを含む、コンピューターによって実行されるデータ記憶装置（例えば、1つまたは複数のメモリ）に保存された任意のコンピュータープログラムを含む。上記のデータ記憶装置のタイプは例示的なものにすぎず、したがって、コンピュータープログラムの保存に使用可能なメモリのタイプについて限定するものではない。
【００６３】
図2は、本開示の一実施形態による、到着空港204に対する航空機102用の待機経路200の上面簡略模式図である。図1および図2を参照すると、飛行経路待機経路システム100は、予測待機時間、航空機102の速さ、航空機102の高度、空港204付近の気象状況、航空機102用の燃料消費検討事項、および／または同種のものを含む様々なパラメータに基づいて待機経路200の形状を決定する。航空機102は、待機経路200への入口などのウェイポイント206で待機経路に入る。待機経路は、航空機102を空港204への進入路208まで効率的かつ安全に移行させるように任意の方法で形状またはサイズを定めることができる。出口ウェイポイントは、入口ウェイポイント206と同じ箇所にあってもよい。随意に、出口ウェイポイントは、入口ウェイポイント206とは異なっていてもよい。
【００６４】
待機経路200は、図2に示されているように、単一のループ210、または入口ウェイポイント206と出口ウェイポイントとの間の経路を含むことができる。随意に、待機経路200は、複数のループ、または入口ウェイポイントと出口ウェイポイントとの間の複数の経路を含むことができる。
【００６５】
入口ウェイポイント206と出口ウェイポイント（図2に示されているように、入口ウェイポイント206と同じ）との間の待機経路200は同じ高度にあってもよい。随意に、待機経路200は異なる高度を含むことができる。
【００６６】
飛行経路待機経路システム100は、予測待機時間、追跡サブシステム104によって決定される到着空港204付近（例えば100マイル以内）の現在航空交通、および気象決定サブシステム105によって検出される気象状況に基づいて最適待機経路200を動的に決定する。飛行経路待機経路システム100は、航空機102の燃料消費を分析し、燃料消費考慮事項（例えば、燃料消費を最小限にする、またはそうでなければ低減する）に基づいて待機経路200を決定することもできる。
【００６７】
少なくとも1つの実施形態では、飛行経路待機経路システム100は、待機時間が終わるときに航空機102が出口ウェイポイントにあるように、待機経路を決定する。このようにして、航空機102は、待機経路内を飛行し続けかつ／または待機経路200内の遠位点から出口ウェイポイントまで飛行するのではなく、出口ウェイポイントから進入路208にまで連続的に移行する。したがって、航空機102は消費する燃料が少なくなり、全飛行時間が短縮される。
【００６８】
図3は、本開示の一実施形態による、到着空港204に対する航空機102用の待機経路300の上面簡略模式図である。図1および図3を参照すると、飛行経路待機経路システム100は、複数のループ302および304を有する待機経路300を作ることができる。外側ループ302は内側ループ304より大きい。この場合も、飛行経路待機経路システム100は、予測待機時間、航空機102の速さ、航空機102の高度、空港204付近の気象状況、航空機102用の燃料消費検討事項、および／または同種のものを含む様々なパラメータに基づいて待機経路300の形状を決定する。
【００６９】
待機経路300は、図示より多いループまたは経路を含むことができる。例えば、待機経路300は3つ以上のループを含むことができ、ループはそれぞれ、サイズおよび形状が異なっていてもよい。
【００７０】
入口ウェイポイント206と出口ウェイポイント（図3に示されているように、入口ウェイポイント206と同じ）との間の待機経路300は単一高度にあってもよい。随意に、待機経路300は異なる高度を含むことができる。例えば、ループ302は、ループ304の高度より高い高度にあってもよい（またはその逆も同様である）。この場合も、航空機102は、出口ウェイポイントから進入路208にまで連続的に移行する。
【００７１】
図4は、本開示の一実施形態による、到着空港204に対する航空機102用の待機経路400の上面簡略模式図である。図1および図4を参照すると、飛行経路待機経路システム100は、悪天候の領域402を避けるように待機経路400の形状を決定する。この場合も、航空機102は、出口ウェイポイントから進入路208にまで連続的に移行する。
図5は、本開示の一実施形態による、到着空港204に対する航空機102用の待機経路500の側面簡略模式図である。図1および図5を参照すると、飛行経路待機経路システム100は、複数の高度ループ502、504、506、および508を有する待機経路500を決定する。高度ループ502は第1の高度A1にある。高度ループ504は、A1より低い第2の高度A2にある。高度ループ506は、A2より低い第3の高度A3にある。高度ループ508は、A3より低い第4の高度A4にある。航空機102は、各ループ502、504、506、および508内で特定の高度を維持することができる。待機経路500は、図示より多いまたは少ない高度ループを含むことができる。図示のように、待機経路500は、ループ502および504を接続する降下路512とループ504および506を接続する降下路514とループ506および508を接続する降下路516とを含むことができる。各ループ502、504、506、および508は、サイズおよび形状を同一とすることができる。随意に、ループ502、504、506、および508のうちの少なくとも2つは、サイズおよび形状の一方または両方が異なっていてもよい。
【００７２】
複数の航空機が、待機経路500内へ同時に迂回させられてもよい。例えば、出口ウェイポイント510に近接する航空機は最低ループ508内にあってもよく、入口ウェイポイント512に入る航空機は最高ループ502にあってもよい。複数の航空機102は、（例えば）所定の分離時間に基づいて、飛行経路待機経路システム100によって決定されたように待機経路500の内外へ誘導することができ、所定の分離時間は着陸考慮事項や気象などに基づくことができる。例えば、どの時点でも、少なくとも2つ以上の航空機が待機経路500内にあってもよい。各航空機は、異なる航空機が待機経路内の特定の点を所定の時間間隔（例えば、気象考慮事項に応じて3分、または3分より長いもしくは短い）で通過するように、待機経路に沿って所定の間隔をあけることによって隔てられてもよい。複数の航空機は、本開示の例のいずれかの待機経路のいずれかの内外へ誘導することができる。
【００７３】
図6は、本開示の一実施形態による、到着空港204に対する航空機102用の待機経路600の側面簡略模式図である。待機経路600は、待機経路600が入口ウェイポイント612と出口ウェイポイント614との間に徐々に降下するらせん経路を含んでいることを除けば、待機経路500に類似している。待機経路600は、特定の高度を維持するのではなく、入口ウェイポイント612から出口ウェイポイント614にかけて絶えず降下する。
【００７４】
図7は、本開示の一実施形態による、到着空港204に近接する複数の航空機のしるし700を示すディスプレイ701の正面模式図である。図1および図7を参照すると、飛行経路待機経路システム100は、しるし700で示されているように複数の航空機を追跡し、各航空機用の待機経路を決定ように構成される。
【００７５】
少なくとも1つの実施形態では、待機経路決定ユニット106は、到着空港204に近接する1つまたは複数の航空機用の待機経路を検出するように構成することができる。例えば、待機経路決定ユニット106は、到着空港204の予め規定した範囲内にある航空機用の待機経路を検出するように構成することができる。予め規定した範囲は100マイルとすることができる。随意に、所定の範囲は、100マイル未満（50マイルなど）または100マイル超（200マイルなど）でもよい。
【００７６】
図8は、本開示の一実施形態による航空機102の正面斜視模式図である。航空機102は、例えば2つのターボファンエンジン814を含み得る推進システム812を含む。随意に、推進システム812は、図示より多いエンジン814を含むことができる。エンジン814は、航空機102の翼816によって支持される。他の実施形態では、エンジン814は、胴体818および／または尾部820によって支持されてもよい。尾部820は、水平安定板822および垂直安定板824も支持することができる。航空機102の胴体818は内部客室を画定し、内部客室は、操縦室830と、1つまたは複数の作業セクション（例えば、調理室や乗員の機内持ち込み手荷物領域など）と、1つまたは複数の乗客セクション（例えば、ファーストクラスセクション、ビジネスクラスセクション、およびエコノミークラスセクション）と、後方休息領域アセンブリが配置され得る後方セクションと、を含むことができる。
【００７７】
図9は、本開示の一実施形態による、航空機用の待機経路を決定する方法の流れ図を示す。図1および図9を参照すると、900において、待機経路決定ユニット106は、到着空港に対する現在航空交通データを受信する。現在航空交通データは、到着空港付近の現在の航空交通（到着便および出発便を含む）を表す。少なくとも1つの実施形態では、待機経路決定ユニット106は、追跡サブシステム104から現在航空交通データを受信する。
【００７８】
902において、待機経路決定ユニット106は、到着空港に対する履歴待機経路データを受信する。履歴待機経路データは、所定の期間（1週間、1月間、1年間など）にわたる到着空港に対する航空機用の以前の待機経路（待機時間を含む）を表す。履歴待機経路データは、履歴待機経路データベース112に保存することができる。少なくとも1つの実施形態では、履歴待機経路データは、待機経路決定ユニット106に保存されてもよい。
【００７９】
904において、待機経路決定ユニット106は、到着空港に対する気象データを受信する。気象データは、到着空港付近（例えば、待機経路が起こり得る領域内）の気象を表す。少なくとも1つの実施形態では、待機経路決定ユニットは、気象決定サブシステム105から気象データを受信する。
【００８０】
906において、待機経路決定ユニット106は、航空機に関する燃料消費データを受信する。燃料消費データは、航空機によって消費された実際の燃料、航空機の燃料効率性能、航空機または1つもしくは複数の他の航空機の以前の性能に基づく推定燃料消費、などを表す。燃料消費データは、航空機102、航空機102の燃料消費データベース、および／または別個の異なる燃料消費データベースから受信することができる。
【００８１】
あるいは、上記方法は、900、902、904、および906のうちの少なくとも1つを含むことができるが、それらのすべてを含んでいなくてもよい。例えば、待機経路決定ユニット106は、航空交通データおよび履歴経路データだけを受信することができる。
【００８２】
908において、待機経路決定ユニット106は、現在航空交通データ、履歴待機経路データ、気象データ、および／または燃料消費データのうちの1つまたは複数に基づいて航空機用の待機経路（待機経路の形状および待機経路の待機時間を含む）に関する待機経路データを生成する。待機経路データは、例えば、航空機の速さおよび高度のための命令を含むことができる。910において、待機経路決定ユニットは、待機経路データを航空機102に出力する。航空機102のパイロットは、待機経路データによって規定されているように、待機経路に従って航空機102を操縦することができる。少なくとも1つの他の実施形態では、航空機102の飛行コンピューター118は、待機経路データを受信し、この待機経路データに従って航空機102を自動的に操縦することができる。
【００８３】
912において、待機経路決定ユニット106は、航空機102が（例えば、所定の待機経路をたどった後）着陸したか着陸進入路に入ったかを決定する。そうでなければ、上記方法は908に戻り、908において、待機経路決定ユニット106は、変化する現在の航空交通や気象など、変化するパラメータに基づいて待機経路を適応させることができる。しかしながら、航空機102が着陸した（またはそうでなければ待機経路から出て着陸進入路に入った）場合、上記方法は航空機102に対しては914で終了し、このプロセスは到着空港に近接する他の航空機に対して繰り返す。
【００８４】
図1〜図9を参照すると、本開示の諸実施形態は、大量のデータがコンピューティング装置によって迅速かつ効率的に分析されることを可能にするシステムおよび方法を提供する。例えば、多くの航空機が、航空機のそれぞれが着陸する予定の到着空港に近接することができる。したがって、大量のデータが追跡され分析されている。膨大な量のデータは、上述したように、飛行経路待機経路システム100によって効率的に整理されかつ／または分析される。飛行経路待機経路システム100は、到着空港付近の様々な航空機のための待機時間予測を迅速かつ効率的に出力するために、データを比較的短い時間で分析する。例えば、飛行経路待機経路システム100は、現在飛行データを分析し、様々な航空機用の待機経路を実時間で出力する。人間なら、そのような膨大な量のデータをそのような短時間で効率的に分析することができない。したがって、本開示の諸実施形態は、従来のコンピューティングシステムに対して増大した効率的機能性を提供するとともに、膨大な量のデータを分析する人間に対して非常に優れた性能を提供する。要するに、本開示の諸実施形態は、人間が効率的効果的かつ正確に管理することができない何百万とはいかないまでも、何千もの計算および演算を分析するシステムおよび方法を提供する。
【００８５】
上述したように、本開示の諸実施形態は、航空機用の待機経路を決定するように構成された飛行経路待機経路システムおよび方法を提供する。飛行経路待機経路システムおよび方法は、履歴待機経路情報、到着空港に対する現在航空交通、現在気象状況、および／または航空機の燃料消費考慮事項のうちの1つまたは複数に基づいて待機経路を自動的にかつ動的に生成する。飛行経路待機経路システムおよび方法は、航空機を待機経路の外へ効率的に移行させるために、航空機に、待機経路内の速さまたは高度の一方または両方を変えるよう指示することができる。
【００８６】
本開示の諸実施形態は、待機経路を効率的に決定するためのシステムおよび方法を提供する。本開示の諸実施形態は、航空交通管制官と通信する必要なしに待機経路に関する最新情報を航空機のパイロットに提供するためのシステムおよび方法を提供する。本開示の諸実施形態は、航空機を待機経路から着陸進入路まで効率的に移行させる待機経路を動的に構築するためのシステムおよび方法を提供する。
【００８７】
上の（top）、底の（bottom）、下方の（lower）、中央の（mid）、横の（lateral）、水平の（horizontal）、垂直の（vertical）、前の（front）などの様々な空間および方向を示す用語は、本開示の諸実施形態を説明するために用いられることがあるが、このような用語は、図面に示されている向きに関して用いられているにすぎないことが理解されよう。向きは、上方部分が下方部分になり、逆も同様であり、水平が垂直になる、などとなるように、反転、回転、またはその他の方法で変更され得る。
【００８８】
本明細書では、タスクまたはオペレーションを実行する「ように構成される（configured to）」構造、制限、または要素は、そのタスクまたはオペレーションに対応する態様で、特に構造的に形成、構築、または適合される。明瞭にするとともに、疑念を避けるために、タスクまたはオペレーションを実行するために修正することができるにすぎない対象物は、本明細書ではタスクまたはオペレーションを実行する「ように構成される」ものではない。
【００８９】
上記の説明は例示するためのものであり、限定するものではないことを理解すべきである。例えば、上述した諸実施形態（および／またはそれら実施形態の態様）は互いに組み合わせて使用することができる。加えて、特定の状況または材料を本開示の様々な実施形態の教示に、それらの実施形態の範囲から逸脱することなく適合させるために多くの修正がなされ得る。本明細書に記載されている材料の寸法およびタイプは、本開示の様々な実施形態のパラメータを定義するためのものであり、それらの実施形態は決して限定するものではなく、例示的な実施形態である。他の多くの実施形態が、当業者には上記の説明を再検討したときに明らかになるであろう。したがって、本開示の様々な実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲を、かかる特許請求の範囲に属する同等物の全範囲とともに参照して決定されるべきである。添付の特許請求の範囲において、「含む（including）」および「in which」という用語は、それぞれ「備える（comprising）」および「wherein」という用語に相当する平易な英語として用いられる。さらに、「第1の（first）」、「第2の（second）」、および「第3の（third）」などの用語は単にラベルとして用いられ、それらの用語の対象物に数値的要件を課すためのものではない。さらに、下記の特許請求の範囲の制限は、ミーンズプラスファンクション形式（means−plus−function format）で記載されず、このような特許請求の範囲の制限が、「〜ための手段（means for）」という言い回しに続いてさらなる構造のない機能の表明を明確に用いていない限り、米国特許法第112条（f）に基づいて解釈されるものではない。
【００９０】
さらに、本開示は下記項による諸実施形態を含む。
【００９１】
項1．航空機用の効率的な待機経路を生成するように構成された飛行経路待機経路システムであって、飛行経路待機経路システムは、
航空機用の待機経路を自動的に生成するように構成された待機経路決定ユニットであって、待機経路決定ユニットは、到着空港に対する現在航空交通、到着空港に対する履歴待機経路、到着空港に対する現在気象状況、および航空機および少なくとも1つの他の航空機の一方または両方の燃料消費、のうちの1つまたは複数に基づいて航空機用の前記待機経路を自動的に生成する、待機経路決定ユニット
を備える、飛行経路待機経路システム。
【００９２】
項2．到着空港に対する現在航空交通を追跡するように構成された追跡サブシステムをさらに備え、追跡サブシステムが、現在航空交通を表す現在航空交通量データを待機経路決定ユニットに送信する、項1に記載の飛行経路待機経路システム。
【００９３】
項3．追跡サブシステムが、放送型自動従属監視（ADS−B）追跡サブシステムを備える、項2に記載の飛行経路待機経路システム。
【００９４】
項4．到着空港に対する履歴待機経路を表す履歴待機経路データを保存する履歴待機経路データベースをさらに備え、待機経路決定ユニットが履歴待機経路データベースと通信する、項1から3のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路システム。
【００９５】
項5．到着空港に対する現在気象状況を決定するように構成された気象決定サブシステムをさらに備え、気象決定サブシステムが、現在気象状況を表す気象データを待機経路決定ユニットに出力する、項1から4のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路システム。
【００９６】
項6．航空機が、燃料消費を表す燃料消費データを待機経路決定ユニットに出力する、項1から5のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路システム。
【００９７】
項7．待機経路決定ユニットが、待機経路の形状、滞空時間、および高度のうちの1つまたは複数を決定する、項1から6のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路システム。
【００９８】
項8．待機経路決定ユニットが、待機経路内を飛行するために航空機の速さを決定する、項1から7のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路システム。
【００９９】
項9．待機経路決定ユニットが、航空機を到着空港内への着陸進入路にまで効率的に移行させるために待機経路を決定する、項1から8のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路システム。
【０１００】
項10．待機経路決定ユニットが、待機経路の形状および高度の一方または両方を変える、項1から9のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路システム。
【０１０１】
項11．待機経路が複数の高度を含む、項1から10のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路システム。
【０１０２】
項12．待機経路決定ユニットが、待機経路の合計時間が決定されてから待機経路を生成する、項1から11のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路システム。
【０１０３】
項13．待機時間予測ユニットをさらに備え、待機時間予測ユニットが、現在航空交通、履歴待機経路、現在気象状況、および燃料消費のうちの1つまたは複数に基づいて待機経路の合計時間を決定する、項12に記載の飛行経路待機経路システム。
【０１０４】
項14．到着空港に対する現在航空交通、到着空港に対する履歴待機経路、到着空港に対する現在気象状況、および航空機および少なくとも1つの他の航空機の一方または両方の燃料消費、のうちの1つまたは複数に基づいて、待機経路決定ユニットを使用して航空機用の待機経路を自動的に生成するステップ
を含む、飛行経路待機経路方法。
【０１０５】
項15．追跡サブシステムを使用して到着空港に対する現在航空交通を追跡するステップと、
追跡サブシステムから現在航空交通を表す現在航空交通データを待機経路決定ユニットに送信するステップと、
をさらに含む、項14に記載の飛行経路待機経路方法。
【０１０６】
項16．到着空港に対する履歴待機経路を表す履歴待機経路データを、待機経路決定ユニットに通信可能に結合される履歴待機経路データベースに保存するステップをさらに含む、項14または15に記載の飛行経路待機経路方法。
【０１０７】
項17．気象決定サブシステムを使用して到着空港に対する現在気象状況を決定するステップと、
気象決定サブシステムから現在気象状況を表す気象データを待機経路決定ユニットに出力するステップと、
をさらに含む、項14から16のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路方法。
【０１０８】
項18．航空機から燃料消費を表す燃料消費データを待機経路決定ユニットに出力するステップをさらに含む、項14から17のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路方法。
【０１０９】
項19．自動的に決定するステップが、待機経路の形状、滞空時間、および高度を決定するステップを含む、項14から18のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路方法。
【０１１０】
項20．自動的に決定するステップが、待機経路内を飛行するために航空機の速さを決定するステップを含む、項14から19のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路方法。
【０１１１】
項21．自動的に決定するステップが、待機経路の形状および高度の一方または両方を変える、項14から20のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路方法。
【０１１２】
項22．自動的に決定するステップが、待機経路の複数の高度を決定するステップを含む、項14から21のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路方法。
【０１１３】
項23．待機経路の合計時間を決定するステップをさらに含み、自動的に決定するステップが合計時間を決定してから行われる、項14から22のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路方法。
【０１１４】
項24．現在航空交通、履歴待機経路、現在気象状況、および燃料消費のうちの1つまたは複数に基づいて待機経路の合計時間を決定するために、待機時間予測ユニットを使用するステップをさらに含む、項23に記載の飛行経路待機経路方法。
【０１１５】
項25．航空機用の待機経路を自動的に生成するように構成された待機経路決定ユニットと、
到着空港に対する現在航空交通を追跡するように構成された放送型自動従属監視（ADS−B）追跡サブシステムであって、現在航空交通を表す現在航空交通データを待機経路決定ユニットに出力する、ADS−B追跡サブシステムと、
到着空港に対する履歴待機経路を表す履歴待機経路データを保存する履歴待機経路データベースであって、待機経路決定ユニットが履歴待機経路データベースと通信する、履歴待機経路データベースと、
到着空港に対する現在気象状況を決定するように構成された気象決定サブシステムであって、現在気象状況を表す気象データを待機経路決定ユニットに出力する、気象決定サブシステムと、
を備える飛行経路待機経路システムであって、
待機経路決定ユニットが、到着空港に対する現在航空交通、到着空港に対する履歴待機経路、到着空港に対する現在気象状況、航空機および少なくとも1つの他の航空機の一方または両方の燃料消費に基づいて航空機用の待機経路を生成し、待機経路決定ユニットが、待機経路の形状、滞空時間、および高度を決定し、待機経路決定ユニットが、待機経路内を飛行するために航空機の速さを決定し、待機経路決定ユニットが、航空機を到着空港内への着陸進入路にまで効率的に移行させるために待機経路を決定する、
飛行経路待機経路システム。
【０１１６】
項26．待機経路決定ユニットが、待機経路の形状および高度の一方または両方を変える、項25に記載の飛行経路待機経路システム。
【０１１７】
項27．待機経路が複数の高度を含む、項25または26に記載の飛行経路待機経路システム。
【０１１８】
項28．待機時間予測ユニットをさらに備え、待機時間予測ユニットが、現在航空交通、履歴待機経路、現在気象状況、および燃料消費のうちの1つまたは複数に基づいて待機経路の合計時間を決定する、項25から27のいずれか一項に記載の飛行経路待機経路システム。
【０１１９】
本明細書は、最良の形態を含む本開示の様々な実施形態を開示するために、そしてまた、任意の装置もしくはシステムを製作し使用すること、および任意の組み入れられた方法を実行することを含む本開示の様々な実施形態を当業者が実施できるようにするためにも、複数の例を使用している。本開示の様々な実施形態の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想起する他の例を含むことができる。このような他の例は、それらの例が特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を有する場合、またはそれらの例が特許請求の範囲の文言との非実質的差異を有する同等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図している。
【符号の説明】
【０１２０】
100  飛行経路待機経路システム、待機経路決定システム
102  航空機
104  追跡サブシステム
105  気象決定サブシステム
106  待機経路決定ユニット
108  飛行計画データベース
110  待機時間予測ユニット
112  履歴待機経路データベース
114  本体、胴体
116  内部客室
118  飛行コンピューター
120  ディスプレイ
122  スピーカ
124  乗客用ディスプレイ
126  位置センサ
129  通信装置
130  類似通信装置
200  最適待機経路
204  到着空港
206  入口ウェイポイント
208  進入路
210  単一のループ
300  待機経路
302  外側ループ
304  内側ループ
400  待機経路
402  悪天候の領域
500  待機経路
502  高度ループ、最高ループ
504  高度ループ
506  高度ループ
508  高度ループ、最低ループ
510  出口ウェイポイント
512  入口ウェイポイント、降下路
514  降下路
516  降下路
600  待機経路
612  入口ウェイポイント
614  出口ウェイポイント
700  しるし
701  ディスプレイ
812  推進システム
814  ターボファンエンジン
816  翼
818  胴体
820  尾部
822  水平安定板
824  垂直安定板
830  操縦室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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