(57)【要約】【解決手段】航空機が到着ストリームに出発前に順位付けられることを確実にすることにより、航空機の飛行場への入港フローを管理するシステムが提供される。順位付けは、航空会社から得られた運行データを使用し、次に、航空交通管制（ＡＴＣ）局とこのデータを共有する方法論を提供する。その結果は、各航空機の移動に関する事前に定められた運行到着時刻を提供する日ごとの到着スケジュールとなる。システムに使用されるこの運行データは、航空会社のフライト計画システムによってフライトごとに予測される航空会社の時間の正確さ、出発飛行場における地上滑走時間、および実際のフライト時間に関連する。この情報は、所望の巡航フィックスの予測到着時刻を生成するために結合される。本システムは、最終到着時刻用の最適化された順位付けプロセスと共に使用される場合に、個々のフライトの計算到着時刻（ＴＡＴ）を作成する。航空会社は、要求されたＴＡＴからの出発の妥当な範囲（measure）に比例的に共有する。このような妥当な範囲は、オプションとして重み付けされる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
混雑した空港への航空機の到着を最適化する方法であって、
指定された運行期間中に空港に到着するようにスケジューリングされたすべてのフライトの基本フライト情報であって、要求された計算到着時刻（ＴＡＴ）および該ＴＡＴの自由度の妥当な範囲を各フライトについて含む基本フライト情報を、航空交通サービスプロバイダ（ＡＮＳＰ）によって取得するステップと、
前記基本フライト情報から、前記フライトのそれぞれの目標ＴＡＴを作成するステップと、
前記目標ＴＡＴを、前記フライトを管制する航空会社に提供するステップと、
前記フライトのＴＡＴが承諾されるまで、前記航空会社と交渉するステップと、
フライトの前記ＴＡＴそれぞれが、該フライトの出発前に発行される、前記ＴＡＴを発行するステップと、
を含む、混雑した空港への航空機の到着を最適化する方法。
【請求項２】
前記要求されたＴＡＴは、地上プロセス時間（ＧＰＴ）およびフライト時間を結合することによって計算され、前記ＧＰＴは、地上滑走時間および履歴遅延時間の合計である、請求項１に記載の混雑した空港への航空機の到着を最適化する方法。
【請求項３】
前記基本フライト情報は、航跡渦のタイプも含む、請求項１または請求項２に記載の混雑した空港への航空機の到着を最適化する方法。
【請求項４】
前記指定された運行期間は、１日である、先行するいずれかの請求項に記載の混雑した空港への航空機の到着を最適化する方法。
【請求項５】
それぞれの前記フライトについて、前記取得するステップは、航空会社から前記情報を受信すること、前記航空会社によって事前に提供された前記情報を使用すること、または、履歴データから前記情報を生成することのうちの１つをさらに含む、先行するいずれかの請求項に記載の混雑した空港への航空機の到着を最適化する方法。
【請求項６】
前記作成するステップは、到着する長距離航空機の仮のＴＡＴを作成するさらなるステップを含み、該仮のＴＡＴは、前記空港からの予め定められた距離で再計算される、先行するいずれかの請求項に記載の混雑した空港への航空機の到着を最適化する方法。
【請求項７】
前記仮のＴＡＴは、重い分類の航跡渦のフライトに割り当てられる隣接したＴＡＴのブロックを生成するように割り当てられる、請求項６に記載の混雑した空港への航空機の到着を最適化する方法。
【請求項８】
前記仮の割り当ては、予想される近距離トラフィックを考慮する、請求項７に記載の混雑した空港への航空機の到着を最適化する方法。
【請求項９】
前記交渉は、要求されたＴＡＴからの出発の妥当な範囲を含み、これによって、時間の経過により、この妥当な範囲が、前記航空会社によって比例的に共有される、先行するいずれかの請求項に記載の混雑した空港への航空機の到着を最適化する方法。
【請求項１０】
要求されたＴＡＴからの出発の前記妥当な範囲は、重み付けされる、請求項９に記載の混雑した空港への航空機の到着を最適化する方法。
【請求項１１】
混雑した空港への航空機の到着を最適化するスケジュール起動管理システムであって、
指定された運行期間中に空港に到着するようにスケジューリングされたすべてのフライトの基本フライト情報であって、要求された計算到着時刻（ＴＡＴ）および該ＴＡＴの自由度の妥当な範囲を各フライトについて含む基本フライト情報を、航空交通サービスプロバイダ（ＡＮＳＰ）によって取得する手段と、
前記基本フライト情報から、前記フライトのそれぞれの目標ＴＡＴを作成する手段と、
前記目標ＴＡＴを、前記フライトを管制する航空会社に提供する手段と、
前記フライトのＴＡＴが承諾されるまで、前記航空会社と交渉する手段と、
フライトの前記ＴＡＴそれぞれが、該フライトの出発前に発行される、前記ＴＡＴを発行する手段と、
を備えるスケジュール起動管理システム。
【請求項１２】
前記要求されたＴＡＴは、地上プロセス時間（ＧＰＴ）およびフライト時間を結合することによって計算され、前記ＧＰＴは、地上滑走時間および履歴遅延時間の合計である、請求項１１に記載のスケジュール起動管理システム。
【請求項１３】
前記基本フライト情報は、航跡渦のタイプも含む、請求項１１または請求項１２に記載のスケジュール起動管理システム。
【請求項１４】
前記指定された運行期間は、１日である、請求項１１から１３のいずれか１項に記載のスケジュール起動管理システム。
【請求項１５】
それぞれの前記フライトについて、前記取得するステップは、航空会社から前記情報を受信すること、前記航空会社によって事前に提供された前記情報を使用すること、または、履歴データから前記情報を生成することのうちの１つをさらに含む、請求項１１から１４のいずれか１項に記載のスケジュール起動管理システム。
【請求項１６】
前記作成するステップは、到着する長距離航空機の仮のＴＡＴを作成するさらなるステップを含み、該仮のＴＡＴは、前記空港からの予め定められた距離で再計算される、請求項１３に記載のスケジュール起動管理システム。
【請求項１７】
前記仮のＴＡＴは、重い分類の航跡渦のフライトに割り当てられる隣接したＴＡＴのブロックを生成するように割り当てられる、請求項１６に記載のスケジュール起動管理システム。
【請求項１８】
前記仮の割り当ては、予想される近距離トラフィックを考慮する、請求項１７に記載のスケジュール起動管理システム。
【請求項１９】
前記交渉は、要求されたＴＡＴからの出発の妥当な範囲を含み、これによって、時間の経過により、この妥当な範囲が、前記航空会社によって比例的に共有される、請求項１１から１８のいずれか１項に記載のスケジュール起動管理システム。
【請求項２０】
要求されたＴＡＴからの出発の前記妥当な範囲は、重み付けされる、請求項１９に記載のスケジュール起動管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、本発明と同じ発明の名称を有し、２００１年４月９日に出願された米国仮出願第６０／２８２，４３９号の優先権を主張する。
本発明は、包括的には、フライトの出発地から目的地までの航空機の管制に関し、詳細には、目的地の空港への到着をスケジューリングする協調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
飛行場への到着管理の一般的プロセスを説明する最も正確な方法は、先着順の原理を固守すると言っても、不当なものとはならないであろう。トラフィックを着陸パターンに整理するこの単純な方法を使用することは、到着して着陸要請を行う航空機の数が、どの特定の日時においても、航空機を着陸させるのに必要な容量を上回らない場合には、まったく適切なものである。
【０００３】
残念なことに、特定の時刻に、到着して着陸要請を行う航空機の数が容量を上回る後者の状況が、すでに一般的である。また、航空機旅行の需要が増加し、滑走路を増設する解決策は受け入れられないことから、この状況は、今後、さらに一般的なものになってくる。上回る需要の状況に対して、飛行場は、スロットプロセスを適用して、その飛行場へ飛び立つように計画された航空機の数を不完全に制限することになる。しかしながら、このスロットは、いまだに、スロット化された航空機の着陸をどの時刻に順位付けるかということとの直接的な関係を持っていない。
【０００４】
任意のスロット、すなわちフライトのスケジューリングされた到着時刻（時刻表）と、そのフライトが着陸できる（すなわち、目的地の飛行場にそのアプローチを開始するように指示できる）時刻との関係が、現在欠如していることから、現在のフライトの挙動は、次のパターンに従う傾向がある。すなわち、航空会社は、（時刻表に従った）定刻の出発を達成するのにかなりのリソースを集中させ続けることになる。また、出発時以降のフライトは、機長および搭乗員が安全で賢明と考える時間節約のあらゆる機会をすべて巧みに利用するように行われることになる。このパターンは、直接経路選択、降下速度および巡航速度の増加などとして現れることがある。留意すべき点は、航空機が、目的地の飛行場の航空交通管制（ＡＴＣ（air traffic control））によってそのアプローチを開始することを告げられるまで、その航空機は、実際にいつ着陸するのかを知らないということである。
【０００５】
フライト中の時間節約に関連した行動は、その目的として、着陸そのものではなく、できるだけ早く着陸の待ち行列に入ることを有する。到着時刻および着陸時刻を、相当な確実性で管理する明確なプロセスがない状態で、かなりのリソースが、現在、標準出発時刻（ＳＴＤ（Standard Time of Departure）） 通りの定刻の出発に集中していることは、時間の正確さが乗客に売り込まれるというシステムおよび方法の双方にとって珍奇なことである。この直接の結果として、混雑した飛行場に到着するプロセスは、ＡＴＣ局および航空会社の双方にとって非効率的なものとなる。
【０００６】
航空会社の現在のシステムの結果、通常のビジネスの一部に、経済的な非効率性および運用上の非効率性が存在する。第１に、フライト中の遅延および出発前の遅延の双方を考慮して、時刻表には、必要な実際のフライト時間および地上滑走時間よりも多めの追加時間が与えられる。これは、ブロックタイムのパッディングとして知られており、より多くの航空機が同じ個数のサービスをカバーする必要があるので、追加コストを生み出す。第２に、フライト当日、搭乗員は、ＡＴＣが経路を長くすることにより発生する空中待機時間（横方向の空中待機（lateral holding））、すなわち飛行フィックス（navigational fix）を上回る「競走場（race track）」の空中待機を考慮して、追加燃料を搭載する。これは、次の３つの方法で航空会社に対するコストを生み出す。１）追加重量の燃料を運ぶ場合、航空機は、この追加重量の燃料を運ぶために追加燃料を燃焼させる。２）ホールディングパターンにいる場合、追加燃料を燃焼し、フライト時間中の技術コストを招く。３）予想された空中待機が起こらなかった場合、航空会社は、航空機内に残っている余分の燃料の一部を次の航空機セクタ用に持つことができるが、この燃料は、その航空会社の本拠地空港で購入された燃料よりも必然的に高いので、航空会社は、原価差異を受けることになる。さらに、ある種の国では、上述した非効率性は、回避可能な環境影響のレベルを有すると認識されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したプロセスの結果、ＡＴＣ局では、どの最適な着陸順位にも整合しない、未計測で、かつ、未ソートの航空機のフローが発生する。この結果、管制官の仕事負荷は、必然的に高くなり、航空機が、かなり大きな群れ（bunch）をなして到着すると、安全性に悪い影響が生じる。また、前述した「先着順」のため、管制官は、必然的に非効率になる方法で、航空機を順位付けせざるを得ない。要約すると、フライトプロセス全体を管理するプロセスが現在存在しないことは、ＡＴＣシステムの利害関係者全員にとってかなり非効率である。
【０００８】
航空業界は、この分野で解決すべき問題が存在することをすでに認識しており、その解決策が求められている。これらのすべてのアプローチの重要な特徴は、着陸スロットのタイミングが、出発後に決定されるということである。実際に開発され、提案された現在のすべてのシステムであって、自身を到着管理ツールと表現するシステムは、すでに飛行中であって目的地の飛行場に比較的接近している（通常、レーダ地上探知範囲内にいる）航空機の順位付けに関連している。システムの中には、飛行場の近くの飛行中のホールディングパターンにすでに存在する航空機を見た後、「先着順」ルールが認められる限り、それらの航空機を順位付けするだけのものがある。ＡＴＣのコンセプトは、航空機が、目的地の飛行場のＡＴＣ管制区域に大部分ランダムな形式で現れるということに基づいて、飛行中に一度、航空機をどのように順位付けるかを絶えず考えている。航空機の入港のランダムさは、常に、究極の問題として見られてきている。要するに、これらのシステムの焦点は、順位により、束となったものをほぐしていじり回すことにより、目的地の空港周辺に到着するトラフィックの集まりにできるだけ効率よく対応することである。
【０００９】
航空機が飛行場の近くの競走場ホールディングパターンに到着してしまう前に航空機のアプローチに介入するシステムは、航空機の飛行距離を長くすることを通じて、航空機のアプローチを有効に遅らせる。衛星ベースの情報システムは、このアプローチをさらに洗練させることができ、これにより、飛行場ＡＴＣは、着陸の順位付けをより良く行うことができる。これは、競技場の空中待機よりもコスト効率は良いが、まだ航空会社にとって最適なものでは決してない。この方法は、通常、米国で使用される。到着管理ツールが、空中待機スタックの航空機に適用される場合、空中待機に費やされる時間を僅かに削減する効果が得られる。これは、ある程度の利益を与えるが、飛行の出発後における追加時間の組み込みの非効率さにまだ対処できない。
【００１０】
到着管理に対する現在の考案されたアプローチの不十分さは、航空機が、出発する前に共同計画を実行して、ＡＴＣ局および航空機の搭乗員の双方がその計画に向けて努力するというのではなく、航空機が一旦飛行中になると、「航空機に何かを行う」という当該アプローチの哲学的な立場によって要約されている。到着管理に対するこの出発後のアプローチの結果、航空会社の飛行の運営には、航空会社の行動を変更する機会も理由もなく、また、燃料／技術の運営上の節約を得る可能性もなく、より良いリソース管理（航空機稼働率、地上のリソース、および空港スタンド）を得る可能性もない。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、出発に先立って目的地の空港の到着着陸スロット（計算到着時刻、すなわち「ＴＡＴ（Tactical Arrival Time）」）を提供することである。
【００１２】
また、本発明の目的は、混雑した空港における着陸容量の使用を最適化することでもある。
【００１３】
本発明の目的は、ＡＴＣ管制空域内の航空機のランダムな到着に効率的に応答するために現在費やされているＡＴＣリソースを削減することである。
【００１４】
本発明の別の目的は、燃料の運営上の節約、技術サービス、ならびに航空機、地上リソース、および空港スタンドの改善された管理を得ることである。
【００１５】
本発明のさらに別の目的は、航空会社に、自社のフライトスケジュールの確立および実行を最適化する手段およびインセンティブを提供することである。
【００１６】
本発明の別の目的は、ゲートからの出発時刻とゲートへの到着時刻との差に組み込まれる飛行中の遅延を最小にすることである。
【００１７】
本発明のさらに別の目的は、到着する航空機のＡＴＣプロセスへのエントリを安定にすることである。
【００１８】
また、本発明の目的は、「ゲートツーゲート」のさらなる改良を構築できる安定したプラットフォームを提供することでもある。
【００１９】
本発明の別の目的は、コストおよびスケジューリングの利益の安定したプラットフォームであって、本発明のユーザである航空会社が、自社の行動および業務を変更する駆動装置として機能するプラットフォームをユーザに提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、スケジュール起動管理システム（ＳＡＭＳ（Schedule Activated Management System））を提供して、航空機が、ユニークに作成された到着ストリームに事前に（すなわち出発前に）順位付けられることを確実にすることにより、航空機の飛行場への入港フローを管理する。
【００２１】
ＳＡＭＳプロセスは、航空会社から導き出された運行データを使用し、次に、計算到着時刻（ＴＡＴ（Tactical Arrival Time））を各フライトについて交渉するような方式で航空交通管制（ＡＴＣ（air traffic control））局とこのデータを共有する協調型の方法論を提供する。この協調型交渉の結果は、各航空機の移動に関する事前に定められた運行到着時刻を提供する日ごとの到着スケジュールとなる。ＳＡＭＳシステムに使用されるこのデータは、航空会社のフライト計画システムによってフライトごとに予測される航空会社の時間の正確さ、出発飛行場における地上滑走時間、および実際のフライト時間に関連する。この情報は、所望の巡航フィックスの予測到着時刻を生成するために結合される。本システムは、最終到着時刻用の最適化された順位付けプロセスと共に使用される場合に、個々のフライトについてＴＡＴを作成する。さらに、ＴＡＴは、ＳＡＭＳ準拠の空港においてすべての航空機の出発前に発行されるが、システムは、地上と航空機との間のデータまたは音声による通信を介して、ＴＡＴに対する計算された更新（tactical update）を組み込むこともできる。出発前のバージョンのみが、「基本ＳＡＭＳシステム」とみなされる。計算された更新要素の作成および組み込みを伴うことにより、このシステムは、「高度（Advanced）ＳＡＭＳシステム」とみなされる。
【００２２】
到着遅延は、有効なモデル化を通じて高い可能性で予測可能である。さらに、ＡＴＣプロセスへの航空機のエントリは、ＴＡＴに同意し、かつ、その結果として、固定された出発時刻に同意することにより安定化される。出発前に発行されたＴＡＴと、固定された出発時刻とのこの結合は、新規なものである。これまで、ＡＴＣシステムのユーザは、この形式の協調型管理プロセス、すなわち、事実上、航空会社ユーザとＡＴＣとの共同決定に関与してこなかった。
【００２３】
本発明の方法は、混雑した空港への航空機の到着を最適化する。この最適化は、指定された運行期間中に空港に到着するようにスケジューリングされたすべてのフライトの基本フライト情報であって、フライトナンバーおよび要求された計算到着時刻（ＴＡＴ）を各フライトについて含む基本フライト情報を取得すること、この基本フライト情報から、各フライトの目標ＴＡＴを作成すること、これらの目標ＴＡＴを、これらのフライトを管制する航空会社に提供すること、これらのフライトのＴＡＴが承諾されるまで、航空会社と交渉すること、次に、最終ＴＡＴであって、フライトの各ＴＡＴが、当該フライトの出発前に発行される、最終ＴＡＴを発行することとによって行われる。航空会社は、要求されたＴＡＴからの出発の妥当な範囲（measure）を比例的に共有する。このような妥当な範囲は、オプションとして重み付けされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
上記目的および他の目的、上記態様および他の態様、ならびに上記利点および他の利点は、図面を参照した以下の本発明の好ましい実施の形態の詳細な説明からより良く理解される。
本発明の説明にあたって、以下の用語解説を使用する。
【００２５】
【表１】
2004526258.tif 000002
【００２６】
次に、図を参照する。より詳細には、図１Ａから図１Ｆを参照する。これらの図には、本発明を実施する最良の形態のステップＡ１からステップＡ３０の全体的なフローチャートが示されている。予備的に、（Ａ１）ユーザと相談したＡＮＳＰが、飛行場がＳＡＭＳ準拠になるべきであると決定するか、または、ユーザが、飛行場がＳＡＭＳ準拠になるように要求する。（Ａ２）航空会社（「ユーザ」）は、データベースを確立して、各フライトナンバーに適用されるＧＰＴを決定する。ＧＰＴは、航空会社が導き出した２つの時間要素を追加したものである。一方は、航空会社の時間の正確さに関連し、他方は、使用される予定の滑走路の地上滑走時間に関連する。ブロック（Ａ３）に示すように、時間の正確さは、ＡＣＡＲＳ、企業の推定値、履歴空港データ（historical airport data）もしくはＡＴＣデータ、または企業目標といった任意のデータ源から導き出すことができる。地上滑走時間は、通常、同様のデータ源から導き出されるか、または、平均情報であってもよい。計画された出発滑走路の方向は、その日の気象データ、局所的な雑音制御規格により作成される要件、または統計情報のいずれかから決定される。
【００２７】
（Ａ４）ＡＮＳＰは、実際のトラフィックパターンに対する、計画された履歴飛行需要を検査し、これに基づいて、大きな航跡渦離隔事象の数の削減に基づく最適な到着分布の概略をそのデータベース内に作成する。これは、ＡＮＳＰｓ  ＳＡＭＳソフトウェアのテンプレートとして使用され、航空会社ユーザによって要求されたＴＡＴを構成する。ブロック（Ａ５）に示すように、データは、履歴レコード、空港スロット情報、時刻表情報から引き出すことができるか、あるいは、ＴＡＴの要求から日ごとに作成することができる。（Ａ６）計画プロセスにおけるこの時点でのシステムの出力は、最適化された到着順位の基本的なマップである。
【００２８】
（Ａ７）次に、ＡＮＳＰは、ユーザと相談して、プロセスを確立し、計画の仮説（planning assumptions）を検証する。（Ａ８）ＡＮＳＰは、航空会社と協力して、通信システムを確立して試験する。（Ａ９）ＡＮＳＰは、通信および教育パッケージをＡＴＣＯｓに提供し、必要ならば、他の管制局と連絡を取り合う。（Ａ１０）ＧＰＴの要素を検査することに加えて、別のデータベースが作成される。このデータベースは、実際の飛行距離と計画された飛行距離との差に基づいて出発経路に適用される修正時間からなる。（Ａ１１）個々の航空会社は、データベースをＳＡＭＳソフトウェアにロードする。このソフトウェアは、フライト時間のばらつきを計算して、ＡＮＳＰにＳＡＭＳメッセージを送信することを含む。ＳＡＭＳにより、これを、フライト時間／航空機タイプに基づいて固定するか、または、その日に変えることができる。また、この段階で、航空会社は、飛行計画システムを自社のシステムに統合する。
【００２９】
（Ａ１２）航空会社は、コックピット搭乗員への個々の技術パッケージおよび連絡を作成する。この連絡には、システム動作、技術管理、詳細なコックピットの手順を作成したものが含まれる。（Ａ１３）ＴＡＴ要求は、その目的地がＳＡＭＳ準拠の空港であるあらゆる飛行に対して、運行が開始する前の最低４時間の間、ＡＮＳＰに提供される。この要求は、以下の場合、すなわち、１）すべての航空会社が、ＡＮＳＰに、運行の次の日の間に、スケジューリングされた各フライトのＳＡＭＳメッセージを提供する場合、２）航空会社が、定期的に変更／更新のみが行われる繰り返しＳＡＭＳメッセージを使用することを選択できる場合、または、３）航空会社がＳＡＭＳメッセージを渡すことを断るときは、ＡＮＳＰが、履歴情報を参照することにより、ＴＡＴを強要できる場合に、満たすことができる。（Ａ１４）ＡＮＳＰは、企業の要求されたＴＡＴを含んだＳＡＭＳメッセージを受信する。これらのメッセージは、その後、システムによって処理される。システムは、要求を理想的な順位と比較し、最も一致するものを探して、同じ航跡渦のタイプの予め順位付けられた航空機のブロックを作成する。このモデルの順位は、オーバブッキングプロファイルを含み、混乱に対処している。（Ａ１５）ＡＮＳＰは、以下の優先度に基づいて航空会社にＴＡＴを提供する。１）要求通り、２）航空会社によって宣言されたパラメータ内、または３）航空会社によって提供されたパラメータより後。
【００３０】
（Ａ１６）飛行場が、到着する長距離航空機を処理する場合には、ＴＡＴの到着順位を構築するプロセスは、次のように変化する。（Ａ１７）長距離の出発は、重い分類の航跡渦の航空機のブロックを作成することに基づいて仮のＴＡＴを割り当てられる。これらのブロックのタイミングは、予想された近距離トラフィック（短距離）を考慮して計画されたトラフィック順位の最適な予測順位を中心にして構築される。（Ａ１８）長距離航空機が、短距離航空機の初期ＴＡＴの計算前に予報された天候に基づいて発行された自身の初期ＴＡＴを有すると仮定すると、更新プロセスが開始される。ＳＡＭＳ準拠の飛行場からの予め定められた距離（例えば西ヨーロッパに進入する航空機のNorth Atlantic Trackシステムへのエントリ地点）において、長距離航空機は、更新されたＴＡＴ要求を渡す。事前の出発ＴＡＴ割り当てプロセスが繰り返されて、航空機は、１）自身の確認済みのオリジナルのＴＡＴを有するか、または、２）新しいＴＡＴの発行を受けて、訂正された順位に自身を適合させる。
【００３１】
（Ａ１９）短距離ＴＡＴが受信されると、それらの短距離ＴＡＴは、標準的な方法で処理されるが、長距離（重い）航空機のブロックを中心に構築される。（Ａ２０）次に、ＡＮＳＰは、上述のように作成された仮の順位に基づいて、フライトナンバーに一致するＴＡＴを航空会社に返す。すべての航空会社は、運行期間の間に、割り当てられたすべてのＴＡＴの一覧を受信する。運行期間は、標準的には、飛行場の主要な運営時間であり、通常、４時から２３時（現地時間）である。しかしながら、人口の中心部から遠隔の場所にある飛行場では、この期間は、２４時間の離着陸滑走期間に延長されることがある。（Ａ２１）また、順位は、ＡＴＣＯｓにも渡され、その後、ＡＴＣＯｓは、入港する航空機によって宣言されるＴＡＴを予想することができる。ＳＡＭＳシステムが、ＡＴＣコンピュータシステム内に組み込まれた到着管理ツールと連携して使用されると、ＴＡＴが、トラフィックの最終的な順位付け管理のルールガイドを提供するように、ＴＡＴを事前にロードすることも可能である。航空機は、飛行場の指定されたＡＴＣセクタに到着すると、ＡＴＣを用いてそのＴＡＴを確認する。
【００３２】
（Ａ２２）最終的な割り当てとして確認されるとすぐに、フライトを行った航空会社は、ＴＡＴをその航空会社自身のものとして取り扱うことができる。その後、航空会社は、同じ航跡渦タイプの航空機間でＴＡＴを交換してもよいし、あるいは、他のユーザとＴＡＴを取り引きしてもよい。
【００３３】
（Ａ２３）航空機搭乗員には、出発前にＴＡＴが支給され、通常、フライト前のブリーフィングプロセスの一部として支給される。これは、ＳＡＭＳシステムの極めて重要でユニークな利点である。その理由は、燃料計画段階におけるＴＡＴの事前の知識によって、搭乗員は、以前は、未知の空中待機遅延に対処するために持ち運んでいた不必要な燃料の搭載を避けることができるからである。（Ａ２４）次に、搭乗員は、航空機の出発および地上滑走を管理して、ＳＴＤ後のＧＰＴの合計に等しい時刻に離陸位置に到着する。（Ａ２５）航空機は、要求された時刻に出発し、搭乗員は、その後、航空路フェーズを管理して、ＴＡＴを達成する。航空路の速度管理のすべての方法は、標準的な手順がＡＴＣにより続けられるという条件のみを付けて、ＳＡＭＳと共に使用可能である。すべてのフライトは、管制空域を飛行する時のフライト計画を提出する必要があるか、あるいは、州の法律によって要求されている場合には、提出する必要がある。フライト計画の一部として、フライトの巡航部分の速度が記載される。ＡＴＣに通知することなく、その速度から最大１０％まで外れることが許される。速度変更を容易にするために、高度の変更が必要とされる場合には、この高度変更は、常に、ＡＴＣに同意を得なければならない。（Ａ２６）航空機が、ターミナルセクタの境界に到着すると、航空機は、定刻に数分をプラスマイナスしたその推定値と共にＴＡＴを宣言する。その後、ＡＴＣＯは、必要な場合には、初期フィックスから外れた最終時刻の表示を与えることが可能となるべきである。
【００３４】
（Ａ２７）定刻に遅れた航空機によって作成された着陸順位にスペースが存在しない場合には、定刻より早い航空機が、予め定められた時間（例えば１５分）まで空中待機する。正確な時間数は、混雑した状況にある各飛行場の平均空中待機に基づいて決定される。（Ａ２８）どの航空機も、故意に遅れているのではない場合には、航空機は、できるだけ速やかに着陸する。定刻通りの航空機は、定刻より早い航空機に優先して、その割り当てられた順位で着陸する。定刻より早い航空機は、着陸順位において最初に利用可能な空白箇所に順位付けられるか、または、その航空機に予め割り当てられたＴＡＴに達するまで空中待機することになる。しかしながら、それにもかかわらず、定刻に遅れた航空機は、フローの空白箇所を見込んで、空中待機することを期待する場合があるが、定刻より早い航空機よりも優先権を与えられる。その理由は、定刻より早くなること、すなわちそのＴＡＴよりも先に到着することは、システムの要件を困惑させるようとしていると考えることができるからである。
【００３５】
（Ａ２９）航空機は、１つしかないホールディングパターンを実行後、計算された最適な順位に基づいて着陸フローの中に順位付けられる。順位付けの目的は、ＳＡＭＳの論理ができるだけ順守されることを保証し、コントローラが、同じ航跡渦のタイプのブロックに航空機を束ねることを保証することである。このことは、順位付けをより効率的にして、追加の着陸スロットを生成することにより、空中待機遅延を削減する。計画されていない混乱、例えば悪天候または滑走路の閉鎖が発生した場合には、飛行場は、現在の空中待機手順に立ち戻るという事前に同意された手順を実行する。この形式の事前同意は、サービス品質尺度（Quality of Service measure）またはサービスレベル同意（Service Level Agreement）を通じて作成されることになる。（Ａ３０）航空機が着陸し、ＴＡＴフィックスの達成時刻が、記録されて、すべてのユーザに利用可能にされる。
【００３６】
次に、図２Ａから図２Ｄに移って、これらの図には、航空会社と空港交通管制（ＡＴＣ）当局との間の通信プロセスのステップが示されている。図２Ａに示すように、航空会社２１０は、自社のＴＡＴ要求２１５をＡＴＣシステム２０５に渡す。各ＴＡＴ要求は、航空機のフライトナンバー、航空会社によって要求された具体的なＴＡＴ、時間自由度の範囲（ＴＡＴの＋／−分）、および航空機の航跡渦のタイプ（例えば重い、中程度、軽い）の４つの情報を含む。これらの情報は、ＡＴＣと航空会社との間の協調交渉によって定められた最適な到着順位を背景として最良適合２２０を観察するＡＴＣによって処理される。次に、図２Ｂに示すように、仮のＴＡＴ２３０が、運行期間の最初のフライトの４時間以上前に発行される。ＡＴＣからＴＡＴを受け取ると、航空会社は、ＴＡＴを承諾するか、または、拒否する。航空会社がＴＡＴを拒否した場合、その航空会社は、この航空機用の別のＴＡＴ要求２３５を再提出する。発行されたＴＡＴ２４０は、航空会社が要求した通りのものであるか、または、航空会社もしくはオペレータによって与えられた速度／範囲の変動（すなわち、時間の自由度）の範囲内のものである。このプロセスは、必要に応じて繰り返される。図２Ｃに示すように、最終同意に達して、すべてのＴＡＴが受け入れられると（２４５）、航空会社は、その後、確立されて受け入れられたＴＡＴをすべての航空会社のユーザに利用可能とする。これらのＴＡＴは、その後、フライト前に操縦パイロットに発行するのに利用可能である。
【００３７】
ＴＡＴの使用および更新は、図２Ｄを参照して説明することができる。ゲートからの出発と離陸との間の期間２５５、高度の上昇２６０、およびその後の航行フィックス（navigational fix）２７０への巡航２６５があり、その後に、降下２７５および着陸が続き、着陸と目的地のゲートへの到着との間の期間２８０がある。航空機が、一旦飛行中になると、初期ＴＡＴを決定するために使用されたのと同じ速度変動パラメータを使用して、ＴＡＴを修正することができる。しかしながら、修正２９４は、天気予報以外の要因（factors not forecast）２９０が、到着フロー２９２に影響を与える場合にのみ実行される。必要な場合には、空港ＳＡＭＳシステムは、エア／地上データまたは音声を使用して、飛行中の航空機と通信し（２８５）、ＴＡＴを更新することに留意されたい。
【００３８】
ＴＡＴの割り当て
特定の運行期間におけるＳＡＭＳの順位の計画段階では、ＡＴＣは、すべてのオペレータおよびフライト用のＴＡＴ要求を渡されていたことになる。その日に運行することが分かっているフライトに、情報が提供されていない場合には、ＴＡＴは、前述したように、依然として作成されることになる。航空会社が、自社の仮のＴＡＴの発行を受けることができる前に、ＳＡＭＳシステムは、フライトを配置してＴＡＴを導き出すことができる順位を作成しなければならない。
【００３９】
ＴＡＴの順位を作成するプロセスは、割り当てシステムソフトウェアによって生成されたモデルから開始するか、あるいは、紙ベースのプロセスの使用を通じて開始する。図３Ａに示すように、このモデル３００は、その中に、航空会社の時刻表３０１と、空港スロット３０３（該当する場合）と、履歴到着パターン３０２とを結合することにより導き出されたＴＡＴによる航空機の理論上の順位を有する。これまでの経験データは、起こり得るトラフィックの混合にガイドを提供し、事前に最適化された到着順位を目的とするだけでなく、追加のスロットの観点から、空港における利得が何であるかを予測することも可能にする。モデル３００は、（図３Ａの項目３００に示すように）同じ航跡渦のタイプのブロックに分割された、航空機の順位付けを行うテンプレートである。このテンプレートは、入来するＴＡＴの第１レベルの処理を提供する。このモデル３００は、あらゆる運航日のＴＡＴの割り当て用のテンプレートとして機能する。例示の目的で、図３Ａから図３Ｆに示すモデル３００は、８時（０８００）から９時（０９００）までの１時間を示し、航跡渦のブロックに分割されている。簡単にするために、３つの航跡渦のタイプ（重い、中程度、軽い）が示されている。ただし、実際の実践では、４つ以上の航跡渦のタイプが使用される。
【００４０】
同じ航跡渦の航空機からなる関連付けられたグループ化によるＴＡＴの割り当ては、ＳＡＭＳが生み出すことができる利益を実現するのに重要なプロセスである。到着管理に対するＳＡＭＳのアプローチは、全到着プロセスの全体的な効率性によって促進される。これは、上述した理由、すなわち主として出発前のＴＡＴにより可能とされる航空会社の効率性により、すべてのユーザの利益になる。この結果を達成する際に、すべてのユーザが、その公正さに信頼を持つことができることを保証するために、システムは、システムのプロセスおよびプロセスの結果の双方においてトランスペアレントである必要がある。
【００４１】
ＴＡＴの割り当ての第１のステップは、図３Ｂに示すＳＡＭＳメッセージを受け取ることである。このメッセージは、航空機の航跡渦のタイプ３１３（１文字によって表され、この例では、「中程度（Medium）」の「Ｍ」で表される）と、要求されたＴＡＴ３１１（図３Ｂの横方向の破線によって示される）と、航空機が予め定められたパラメータの範囲内でその巡航速度を変化させる能力によって作成される時間窓３１０とを含む。要求されたＴＡＴ３１１は、時刻であり、図３Ｂでは、８時と９時の間のモデル３００上のある点３１２における交差によって示される。
【００４２】
割り当てシステムは、まず、要求されたすべてのＴＡＴを満たすことができるかどうかを見るために試験を行う。しかし、この結果は、混雑しておりかつＳＡＭＳプロセスが過密に対する解決策を提供する空港および時間枠では、うまくいきそうにない。過密を解決する際に、ＳＡＭＳシステムの論理は、同じ航跡渦のタイプの航空機の「パケット」を作成するように試みる。これは、着陸通路において、重い航空機に続く軽い航空機に必要とされる追加時間および離隔距離を最小にする。したがって、同じ時間枠内でより多くの着陸が可能となる。しかしながら、「パケット」作成の結果、ある航空機は、別の渦のタイプの時間パケット内に入るＴＡＴを要求したかもしれず、したがって、そのＴＡＴを満たすことができないことになる。これが一旦決定されると、システムは、ＴＡＴ要求メッセージ内に設けられた時間自由度を使用して、要求と一致する代わりのＴＡＴを見つけることになる。
【００４３】
結果として、到着トラフィックを処理するＳＡＭＳ準拠の空港の容量が増加することになるが、このことは、ＳＡＭＳシステムの航空会社ユーザの競争ニーズと比較検討する必要がある。システムは、公平でなければならず、ＳＡＭＳ協調プロセスに参加する航空会社によって公平であると見られなければならない。これを達成するために、ＳＡＭＳは、要求されたＴＡＴからの出発の妥当な範囲を提供し、時間の経過により、この妥当な範囲は、ユーザによって比例的に共有されるようになる。例えば、ある航空会社の要求したＴＡＴからの出発の適切な範囲は、フライトあたり平均の分数となることがある。すなわち、ある航空会社が３つの航空機を着陸させ、その１つが、要求したＴＡＴよりも３０分遅いＴＡＴを与えられた場合、その適切な範囲は、到着するフライトあたり平均１０分である。この妥当な範囲は、いずれ各航空会社ユーザに対して多かれ少なかれ同じなるように、ＳＡＭＳ論理に組み込まれる。
【００４４】
オプションとして、この妥当な範囲は、到着するフライトに関連付けられた乗客数または乗客マイル数によって重み付けすることができる。この場合、要求されたＴＡＴから数分して出発することは、影響を受ける乗客数または影響を受ける乗客マイル数によって乗算され、この数字は、空港に到着する航空会社のフライトの乗客の総数または乗客マイルの総数によって平均化される。類似の妥当な範囲は、当業者に明らかであろう。
【００４５】
公平性の保証は、他のレベルでも機能する。航空会社は、通常、同じ到着時刻を発表する競合したスケジュールを有する。明らかに、同じ時刻に着陸することが不可能であるので、競合したＴＡＴが存在する場合には、単純な輪番制の優先度を適用することができる。この妥当な範囲を平等化する別の選択肢は、パケット内のフライトの順位をシャフルすることである。さらに別のアプローチは、同等を達成するために、その妥当な範囲の単位の購入および販売用の航空会社間の市場を設けることである。
【００４６】
航空会社からＡＴＣ局によって受信されたＳＡＭＳメッセージは、可能な到着時間の範囲を含み、この範囲は、航空会社によって自社の情報から導き出されたものである。航空会社によって与えられるＴＡＴの自由度は、指名されたフィックスにおける到着時間内の変動を示す。この指名されたフィックスは、標準的なフライトの計画経路によって表される飛行包絡線内の航空機によって達成することができる。この範囲内に、航空会社の好ましいＴＡＴが存在する。ＴＡＴが、ＡＴＣ局によって最終的に発行され、航空会社によって要求されたもの以外ではあるが、ＴＡＴの自由度の幅に入る場合に、航空機を操縦する搭乗員は、飛行包絡線内で調整を行うことによるか、または、計画された出発時刻を変更することにより、割り当てられたＴＡＴを満たすことができる。ＳＡＭＳが一旦確立され、ＴＡＴが目的地の空港で安定してくると、航空会社は、時刻表に遅れて出発するように自社のフライトを計画することが、最終的には予想される。すなわち、出発時刻は、到着時刻から導き出され、新規であるが、論理的な結果が、出発前のＴＡＴの割り当てによって可能となる。
【００４７】
ＴＡＴメッセージは、航空会社および他の航空機のオペレータから受信される。これらのメッセージは、３つのデータをＳＡＭＳシステムに提供する。この３つのデータは、航空機を順位付けして、その後、ＴＡＴを割り当てるのに必要なデータである。これらのデータは、要求されたＴＡＴ、時間自由度の幅、および航跡渦のタイプである。この情報は、図３Ｂにおいて、自由度の範囲をカバーする時間を表す縦方向のバー３１０と、その時間内の要求されたＴＡＴを示す横方向のバー３１１と、航跡渦のタイプの文字３１３とにより図的に表わされる。航跡渦のタイプの全範囲は、標準的には、５つまたは６つであるが、この図は、議論を簡単にするために、３つ（Ｈは重い、Ｍは中程度、Ｌは軽い）を示している。
【００４８】
メッセージの例示の組３２０が、図３Ｃに図的に示されている。ＳＡＭＳシステムは、その後、要求された到着時刻を調べて、ＳＡＭＳシステムがすでに収容しているモデル３００上にそれらの到着時刻を重ね合わせ、最も効率的な順位を構築しようとする。効率性は、要求されたＴＡＴと、グループ化された航跡渦のタイプのパッケージ数との最適なバランスを作成することにより達成される。最終的なパターンは、地上での遅延の可能性と、削減された空中待機期間および増加した移動を通じてシステムの全体的な効率性を最大にすることとの分別のあるバランスを提供する。このバランスの達成を可能にするために、割り当てられたＴＡＴの効果を個々のフライトの総ブロック時間上で検討し、次に、空中待機の全遅延量を削減し、かつ、同じ航跡渦のタイプの「パケット」への航空機のグループ化が、増加した移動レート（すなわち増加した着陸数）をその空港に対して可能にすることを検証する必要がある。
【００４９】
図３Ｄ、図３Ｅ、および図３Ｆは、渦のタイプがそれぞれ重い、中程度、および軽い航空機に対して、ある時間（８時から９時）に到着する航空機のＴＡＴ要求および自由度情報および渦のタイプが、それぞれ、ＴＡＴを割り当てるのにどのように使用されるかを示している。図３Ｄは、図３Ｃに示す例示のサンプルからの「重い」航空機３３０を示している。この例では、３つの「重い」航空機が存在し、各航空機には、モデル３００の「重い」航跡渦ブロックのＴＡＴ３３１が割り当てられる。割り当てられたＴＡＴは、要求されたＴＡＴと異なることに留意されたい。図３Ｅには、半ダースの「中程度」の航空機に対するＴＡＴの割り当て３４１が示されている。このＴＡＴの割り当ては、航空会社によって提供された情報３４０から導き出されたものである。少なくとも１つの例３４２において、適切な航跡渦のグループ内にそのフライトを含めるために提供されたＴＡＴが、自由度の範囲の破線の延長によって示すように、指示された自由度の範囲内に存在しないことに留意されたい。図３Ｆは、図３Ｃに示すサンプルからの「軽い」航空機３５０が、「軽い」航跡渦のブロック内のＴＡＴ３５１をどのように割り当てられるかを示している。
【００５０】
図３Ｇは、図３Ｄ、図３Ｅ、および図３Ｆに示すように作成されたＴＡＴ３６１の航空会社またはオペレータへ戻す発行を示している。発行された最終的な時刻３６０は、いくつかの定刻より遅い到着／定刻より早い到着が存在する可能性を考慮する。これらの到着は、システムの障害許容力を通じて管理することができる。フライトの８０％が、割り当てられたＴＡＴを中心にプラスマイナス２分の窓を固守できる場合、システムは、必要とされる効率性のレベルに向けて動作することが予想される（削減された遅延および増加した移動レートは、結果として財務上の利益をシステムの航空会社ユーザに生み出す）。
【００５１】
ＳＡＭＳは、その設計において頑丈であり、いくつかの航空機が、時として、定刻より早く到着し（フローパターンに有利になるように試みる）、いくつかが、運行上の理由、例えば乗客の取り扱いの問題により遅く到着することを考慮する。ＴＡＴのスケジュールを構成する際に、これは、目的の滑走路または空港の公表された容量よりも、ローリング時間あたりの到着数を僅かに多くすることにより考慮される。これは、多くの方法により達成することができるが、提案された方法は、複製によるのではなく、航空機間の計画された時間間隔を運行上必要な時間より僅かに減少させる、すなわち、航空機間の標準的な離隔が１分３０秒である場合に、ＴＡＴ割り当てプロセスでは、これを１分２０秒とすることにより、追加のＴＡＴを作成することである。この１０秒の「節約」が、運行日を通して混合されると、二重の時刻を割り当てることなく、追加のＴＡＴを割り当てることが可能になる。
【００５２】
本発明を、１つの好ましい実施の形態の観点から説明したが、本発明が、添付した特許請求の範囲の精神および範囲内の変更を伴って実践できることを、当業者は認識するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１Ａ】ＳＡＭＳの動作の確立から開始する、本発明の方法をその実施の最良の形態で示すフローチャート。
【図１Ｂ】データベースの作成および教育プロセスを通じて継続する、本発明の方法をその実施の最良の形態で示すフローチャート。
【図１Ｃ】１日の動作を継続する、本発明の方法をその実施の最良の形態で示すフローチャート。
【図１Ｄ】１日の動作のＴＡＴ割り当てプロセスを通じて継続する、本発明の方法をその実施の最良の形態で示すフローチャート。
【図１Ｅ】１日の動作のＴＡＴ割り当てプロセスを通じて継続する、本発明の方法をその実施の最良の形態で示すフローチャート。
【図１Ｆ】着陸への動作を通じて継続する、本発明の方法をその実施の最良の形態で示すフローチャート。
【図２Ａ】航空会社と航空交通管制当局との間のＴＡＴを確立する通信のステップ。
【図２Ｂ】航空会社と航空交通管制当局との間のＴＡＴを確立する通信のステップ。
【図２Ｃ】航空会社と航空交通管制当局との間のＴＡＴを確立する通信のステップ。
【図２Ｄ】航空会社と航空交通管制当局との間のＴＡＴを確立する通信のステップ。
【図３Ａ】ＴＡＴ要求が、テンプレートを背景にしたＴＡＴの割り当てに最適に使用される方法。
【図３Ｂ】ＴＡＴ要求が、テンプレートを背景にしたＴＡＴの割り当てに最適に使用される方法。
【図３Ｃ】ＴＡＴ要求が、テンプレートを背景にしたＴＡＴの割り当てに最適に使用される方法。
【図３Ｄ】ＴＡＴ要求が、テンプレートを背景にしたＴＡＴの割り当てに最適に使用される方法。
【図３Ｅ】ＴＡＴ要求が、テンプレートを背景にしたＴＡＴの割り当てに最適に使用される方法。
【図３Ｆ】ＴＡＴ要求が、テンプレートを背景にしたＴＡＴの割り当てに最適に使用される方法。
【図３Ｇ】ＴＡＴ要求が、テンプレートを背景にしたＴＡＴの割り当てに最適に使用される方法。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
2004526258.tif 000071
2004526258.tif 000072
2004526258.tif 000073