(57)【要約】      （修正有）【課題】運航を制御するシステム及び方法を提供する。【解決手段】複数の航空機、及び１つ又は複数の便により形成される複数の航空路を有する、航空路線用の航路運航制御システム１３０であって、コンピュータ探索可能データベース１３２と、データベース１３２を照会するように構成された照会モジュール１３４と、予測モジュール１５０とを含む、航路運航制御システム１３０、並びに、複数の航空機及び複数の航空路を有する、航空路線の運航を制御する方法。【選択図】図３
2013175157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の航空機と、前記航空機により実施され、便を飛行させ、航空路を形成する、１つ又は複数の便により形成される複数の航空路とを有する航空路線用の航路運航制御システムであって、
コンピュータの記憶媒体上に提供される、航空機データ、航空機状態データ、航空路データ、及びメンテナンスデータを含む、コンピュータ探索可能データベースと、
前記データベースを照会し、前記航空路の１つを飛行する少なくとも１つの航空機の少なくとも１つの故障に基づいて前記複数の航空路を確実に完了させる安定した運用の解決策を出力するように構成され、前記データベースにアクセスするように構成されたコンピュータ上で実行される照会モジュールと、
安定した運用の解決策の少なくとも１つの部分集合を選択用に航空機運用スタッフに提供し、時間の経過と共に選択嗜好を学習し、前記学習に基づいて前記安定した運用の解決策の前記提供された部分集合の後の選択を制御し、前記照会モジュールに出力される前記安定した運用にアクセスするように構成されたコンピュータ上で実行される学習モジュールと
を含む、航路運航制御システム。
【請求項２】
前記安定した運用の解決策のそれぞれに関するコストを計算し、前記安定した運用の少なくとも１つ及び安定した運用の少なくとも１つの部分集合にアクセスするように構成されたコンピュータ上で実行されるコストモジュールをさらに含む、請求項１記載の航路運航制御システム。
【請求項３】
前記学習モジュールは、前記コストモジュールにより計算されたコストにアクセスするように構成され、前記学習した選択嗜好及び前記コストに基づいて安定した運用の解決策の前記部分集合を選択する、請求項２記載の航路運航制御システム。
【請求項４】
前記学習モジュールは、学習した選択嗜好及びコストの少なくとも１つに応じて、ビデオディスプレイ上に前記安定した解決策の前記部分集合を順位の順に表示することにより、前記安定した解決策の前記部分集合を提供する、請求項３記載の航路運航制御システム。
【請求項５】
前記順位の順は、前記学習した選択嗜好及びコストの重み付けを含む、請求項４記載の航路運航制御システム。
【請求項６】
前記照会モジュールは、前記データベース上で、以下の入力変数、すなわち、迅速に前記故障を修理すること、前記修理を遅延させること、前記便を遅延させること、前記便をキャンセルすること、及び前記航空機を交換することの少なくとも１つを変化させることにより反復する、請求項１乃至５のいずれか１項記載の航路運航制御システム。
【請求項７】
前記照会モジュールは、前記航空機のそれぞれに関する別個のスレッドを実行する、請求項１乃至６のいずれか１項記載の航路運航制御システム。
【請求項８】
前記少なくとも１つの故障は、人工的な故障を含む、請求項１乃至７のいずれか１項記載の航路運航制御システム。
【請求項９】
前記人工的な故障は、前記データベースに含まれる予測航空機安全データから選択される、請求項８記載の航路運航制御システム。
【請求項１０】
前記照会モジュールは、前記航空路が完了するまで連続的に実行される、請求項１乃至９のいずれか１項記載の航路運航制御システム。
【請求項１１】
前記航空機データは、各航空機の固有の識別子を含む航空機登録データと、前記航空機登録データ内の前記航空機のそれぞれのメンテナンススケジュールを含む航空機状態データと、航空路上の各便、各便の目的地、及び各便を飛行させるのに指定される航空機を含む航空路データと、前記目的地のそれぞれに関するメンテナンス資源を含むメンテナンス資源を含むメンテナンスデータとを含む、請求項１乃至１０のいずれか１項記載の航路運航制御システム。
【請求項１２】
複数の航空機と、前記航空機により実施され、便を飛行させ、航空路を形成する、１つ又は複数の便により形成される複数の航空路とを有する航空路線用の航路運航制御システムであって、
コンピュータの記憶媒体上に提供される、航空機データ、航空機状態データ、航空路データ、及びメンテナンスデータを含む、コンピュータ探索可能データベースと、
少なくとも１つの入力値を有し、前記データベースを照会し、前記航空路の１つを飛行する少なくとも１つの航空機の少なくとも１つの故障に基づいて複数の航空路を確実に完了させる安定した運用の解決策を出力するように構成され、前記データベースにアクセスするように構成されたコンピュータ上で実行される照会モジュールと、
前記少なくとも１つの入力値を変化させながら、前記照会モジュールを連続的に実行し、航空路線の運航用の「仮定」設定を生成する予測モジュールと
を含む、航路運航制御システム。
【請求項１３】
前記予測モジュールは、各航空機の専用スレッドを形成するために、前記航空機のそれぞれに関する別個の照会モジュールを実行する、請求項１２項記載の航路運航制御システム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの故障は、人工的な故障である、請求項１２又は１３項記載の航路運航制御システム。
【請求項１５】
前記人工的な故障は、前記データベースに含まれる予測航空機安全データから選択される、請求項１４記載の航路運航制御システム。
【請求項１６】
前記照会モジュールに対する前記少なくとも１つの入力値は、以下の、迅速に前記故障を修理すること、前記修理を遅延させること、前記便を遅延させること、前記便をキャンセルすること、及び前記航空機を交換することの少なくとも１つを含む、請求項１２乃至１５のいずれか１項記載の航路運航制御システム。
【請求項１７】
前記照会モジュールは、前記データベース上で、前記少なくとも１つの入力変数のすべての並び順に関して反復する、請求項１２乃至１６のいずれか１項記載の航路運航制御システム。
【請求項１８】
前記航空機データは、各航空機の固有の識別子を含む航空機登録データと、前記航空機登録データ内の前記航空機のそれぞれのメンテナンススケジュールを含む航空機状態データと、航空路上の各便、各便の目的地、及び各便を飛行させるのに指定される航空機を含む航空路データと、前記目的地のそれぞれに関するメンテナンス資源を含むメンテナンス資源を含むメンテナンスデータとを含む、請求項１２乃至１７のいずれか１項記載の航路運航制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空路線の運航を制御するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
主な航空路線の運航センタ（ＡＯＣ）のオペレータは、１日当り数千便の運航を管理し、遅延及びキャンセルによるコストを最小化するために、複雑なメンテナンス及び航空路選定制限に応じて、航空機及び航空路線の作業員の動きを実時間で調整する。これらのオペレータは、飛行計画の準備、並びに、限定されないが、雷雨及び機器故障などの様々な要因に応じた、飛行スケジュール、出発スロット割当て、航空機割当て、及び作業員割当てを含む航空路線スケジュールの調整を担当する。主な航空路線の課題は、航空路線の非効率性を抑え、情報を効率的に管理して、予期せぬスケジュール中断の影響を緩和することである。航空路線ネットワークの、関連する、相互依存する、及び関連しない便又は航空路における航空機故障の後の悪影響、特に、航空路の１つ又は複数の航程が実行された後に複数の航空路に影響を及ぼす可能性がある、後の悪影響は、極めて複雑である。ＡＯＣは、決定を迅速に行わなければならない、極めて多忙な環境にある。複雑な悪影響と、航空機故障に応じて決定を行うべき短い時間枠との組合せにより、決定による下流側のすべての影響を航空機運用スタッフが理解するのがほとんど不可能になる。航空機運用スタッフにより行われる決定は、航空路線に運用上及び経済上の多大な影響を及ぼす可能性がある。
【発明の概要】
【０００３】
１つの実施形態では、複数の航空機と、航空機により実施され、便を飛行させ、航空路を形成する、１つ又は複数の便により形成される複数の航空路とを有する航空路線用の航路運航制御システムは、コンピュータ探索可能データベースと、データベースを照会し、航空路の１つを飛行する少なくとも１つの航空機の少なくとも１つの故障に基づいて複数の航空路を確実に完了させる安定した運用の解決策を出力するように構成された照会モジュールと、安定した運用の解決策の少なくとも１つの部分集合を選択用に航空機運用スタッフに提供し、時間の経過と共に選択嗜好を学習し、学習に基づいて安定した運用の解決策の提供された部分集合の後の選択を制御し、照会モジュールに出力される安定した運用にアクセスするように構成されたコンピュータ上で実行される学習モジュールとを含む。
【０００４】
別の実施形態では、複数の航空機と、航空機により実施され、便を飛行させ、航空路を形成する、１つ又は複数の便により形成される複数の航空路とを有する航空路線用の航路運航制御システムは、コンピュータ探索可能データベースと、少なくとも１つの入力値を有し、データベースを照会し、航空路の１つを飛行する少なくとも１つの航空機の少なくとも１つの故障に基づいて複数の航空路を確実に完了させる安定した運用の解決策を出力するように構成され、データベースにアクセスするように構成されたコンピュータ上で実行される照会モジュールと、少なくとも１つの入力値を変化させながら、照会モジュールを連続的に実行し、航空路線の運航用の「仮定」設定を生成する予測モジュールとを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本発明の一実施形態による、航空路線の運航を制御する方法に使用することができる航空路線及び情報の概略図である。
【図２】本発明の別の実施形態による、航路運航制御システムの概略図である。
【図３】本発明の別の実施形態による、航路運航制御システムの概略図である。
【図４】本発明のさらに別の実施形態による、航路運航制御システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
航空路線環境、及び航空機運用スタッフが決定を行う際に直面する問題の最初の説明は、役に立つであろう。航空路線ネットワークは、その範囲内に、数百の航空機、並びに数千の作業員及び大規模なメンテナンス運用を含み、多種多様な情報を考えることができるので、図１は、考えることができる航空路線及び情報の極めて簡単な形態を概略的に示しているにすぎないことが理解されよう。しかし、説明を簡単にするために、図１の航空路線は、必要以上に複雑にすることなく、本発明の概念を説明するのに役立つ。より具体的には、第１の空港２０に現在位置し、第２の空港２２又は第３の空港２４のいずれかまで飛行することができる、３つの航空機１０、１２、及び１４を有する航空路線及びＡＯＣ２６を示す。航空機１０、１２、及び１４を同様のものとして示すが、航空機１０、１２、及び１４は、異なる機能及び容量を有する、異なる型式及びモデルとすることができ、したがって、必ずしも互いに交換することができないことが理解されよう。航空機が計画された航空路を有するとき、本明細書の説明では、航空機１０は、空港２０から空港２４まで飛行し、次に空港２２まで飛行し、航空機１２は、空港２０から空港２４まで飛行し、空港２０に戻り、航空機１４は、空港２４まで飛行することになっていると仮定する。
【０００７】
簡単にするために、本明細書の説明では、ＡＯＣ２６の航空機運用スタッフは、航空機の故障を修理するパーツの利用可能性、対応する空港の航空機を修理する工場の利用可能性、航空機を飛行させる作業員の利用可能性、及び故障した航空機と交換するべき代わりの航空機の利用可能性を見ることができるだけである。例えば、空港２０、２２、及び２４のそれぞれに関する、これらの検討事項を図１の下部に示す。それぞれの利用可能性が時間の経過と共に変化することを示し、様々な資源は、空港２０、２２、及び２４のそれぞれにおいて常に利用可能なわけではないことが理解されよう。実際、いくつかの空港は、いくつかの故障に全く対処することができない可能性がある。非限定的な例として、特定の空港は、大きい航空機の尾部で作業するのに十分高いリフトを有せず、したがって、尾部の故障に対処することができない可能性がある。
【０００８】
これを説明するために、すべての航空機１０、１２、及び１４は、同時刻に空港２０にあり、航空機１０は、空港２０を出発する最初のものとなり、航空機１２及び１４の便は、数時間後まで出発することを予定していないことが理解できよう。航空機１０は、出発する前に、航空機１０をほぼ動作不能にする、警報を伴わない故障を起こす可能性がある。この時点で、他の航空機がなければ、ＡＯＣ２６の航空機運用スタッフは、パーツ及び工場の利用可能性を考えて、便を遅延させ、空港２０で問題を解決するか、又は、便をキャンセルするかのいずれかの極めて限定的な選択肢を有する可能性があり、航空路線に多大なコストをもたらす可能性がある。しかし、航空機１２及び１４は、数時間、出発する予定がないので、ＡＯＣ２６のオペレータは、単純に、航空機１０を航空機１４と交換することと、航空機１４の最初に予定する便が出発することになる前に、航空機１０の修理を試みることとを選択することができる。そうした交換は、航空機１４及び航空機１０のサイズが同様であるときの選択肢であるにすぎず、必要なパーツ及び工場容量又はスタッフが利用できるとき、同数の乗客を収容することができる。
【０００９】
図示した例では、空港２０の時刻ｔnow３０で、航空機１０は、空港２４まで進むのに必要な寿命よりも少ない残り寿命を有し、したがって、故障状態であると予測システムが示したサブシステムを有する可能性がある。空港２０における検討事項の利用可能性は、そうした検討事項に関する情報が利用できる可能性がある予測間隔とみなすことができる、時刻ｔx３１まで知ることができる。そうした情報から、空港２０において時刻ｔ1３２でのみ必要なパーツが利用でき、次に、そのパーツは、別の航空機の予定されたメンテナンスのためにｔ2３３で利用できなくなる可能性があることを判定することができる。この利用不能状態は、確率的なもので、ある時刻に利用可能になる、変化する確率を有する可能性があることが理解できよう。図示した例では、ｔ1に指定された代わりの航空機はない。ｔnowに代わりの航空機が存在するが、代わりの乗務員はいない。この情報に基づいて、元の乗務員と共に代わりの航空機を選び、空港２０でｔ2３３に航空機１０を修理することを決定することができる。
【００１０】
別の例では、航空機１０は、警報のない故障を起こさなかったと仮定することができる。その代わり、航空機１４の安全管理システムからの情報は、次の１２飛行時間内に航空機１４に故障が起こることを示す。この時点で、ＡＯＣ２６の航空機運用スタッフは、第１の設定と比べて、広範な選択肢を有することができる。代わりの航空機が利用可能で、どんな便も遅延させることなく、航空機１４を交換することができれば、当然、交換は、一選択肢となる。しかし、交換に利用できる航空機が存在しないか、又は、航空機１４が次の１２飛行時間内に到着することを予定している空港２０もしくは２４でパーツが利用できないとき、航空機運用スタッフは、他の決定を行わなければならない場合がある。当然、パーツ及び工場の利用可能性を仮定して便を遅延させ、空港２０で問題を解決すること、又は、便をキャンセルすることは、選択肢であるが、遅延及びキャンセルはどちらも、よりコストがかかる選択肢である可能性がある。１つの解決策は、空港２４までの航空機１０及び１４のどちらの飛行も完了させ、次に、航空機１４が、パーツがある空港２２まで航空機１０に代わって、残りの航空路を継続飛行することである可能性がある。これは、簡単な処置のようにみえるかもしれないが、より複雑な航空路線設定では、こうした変更は、航空路線及びネットワークコスト全体に予期せぬ影響を及ぼす可能性がある。
【００１１】
例えば、航空機１０が元々、空港２２に着陸した直後に別の空港まで飛行する予定になっているとき、ここで航空機１４がさらに飛行を行う前に修理する必要があることは、空港２４で便を交換することを決定する際には、航空機運用スタッフには気付かれない可能性がある。あるいは、便は交換されるが、その間に、他の航空機の１つに問題が起こり、その航空機がここで、空港２２の工場の利用可能な資源を消費している可能性がある。あるいは、航空機１４を修理する際の遅延は、運航乗務員をもはや利用できないことを意味する。現実の航空路線が、数千の便、数百の航空機、及び各空港における様々な資源を有し、航空機運用スタッフが任意のある時刻に行うことができる様々な決定がある場合、その時刻の問題に対する最高の解決策のようにみえる単一の決定は、結局、当日遅くなって複数の便キャンセルをもたらす可能性があり、避けられたはずのこの結果により、様々な選択肢及び結果が十分に理解及び検討されることが容易に理解されよう。
【００１２】
本発明の実施形態は、そうした故障が起こり、又は起こることが予想されるとき、安定した解決策を決定し、それを航空機運用スタッフに表示するシステム及び本方法を提供する。図２は、航空路線用の航路運航制御システム３０を概略的に示し、コンピュータ探索可能データベース３２、照会モジュール３４、及びディスプレイモジュール３６を含む。コンピュータ探索可能データベース３２は、複数の組のデータ、互いにリンクする複数の分散データベース、又はさらに簡単なデータテーブルを有する単一のデータベースを含む、適当な任意のデータベースとすることができるのが理解されよう。データベースのタイプに関係なく、コンピュータ探索可能データベース３２は、コンピュータ（図示せず）の記憶媒体上に提供され、又は、データベースサーバなどのコンピュータ読取可能媒体上に提供することができる。コンピュータ探索可能データベース３２は、航空路線の運航の安定した解決策を決定するのに関連する情報を含む場合があることが考えられる。非限定的な例として、そうしたコンピュータ探索可能データベース３２は、他の情報の中から、航空機登録データ４０、航空機状態データ４２、航空路データ４４、及びメンテナンス資源データ４６を含むことができる。
【００１３】
航空機登録データ４０は、航空路線の複数の航空機のそれぞれに関する固有の識別子を含むことができる。航空機状態データ４２は、航空機登録データ４０内の複数の航空機のそれぞれに関するメンテナンススケジュールを含むことができる。航空機状態データ４２は、航空機登録データ４０内の各航空機がどれくらい安全か、又は航空機にどんな故障が起こったかを含むこともできる。利用できる故障情報は、どんなタイプの故障で、ここで航空機は修理するまで地上に留まるかどうかを含むことができ、修理する必要性が生じるまで航空機を運用することができる期限付きの派遣を有し、又は、航空機が修理される前に航空機の飛行に関する制約を有する制限付きの派遣を有する。このように、航空機登録データ４０内の所与の任意の航空機に関する航空機状態データ４２は、その航空機が、十分安全であること、地上に留まっていること、期限付きの派遣であること、及び制限付きの派遣であることの少なくとも１つであることを示すことができる。航空路データ４４は、航空路上の各便、各便の目的地、及び各便の飛行に指定される航空機を含むことができる。航空路データ４４は、乗客、積載率、コストなどを含む、運用上の要求及び航空路線の優先順位を含むこともできる。メンテナンス資源データ４６は、機器、パーツ、利用できるスロット、及び整備士の利用可能性を含む、目的地のそれぞれに関するメンテナンス資源を含むことができる。メンテナンス資源データ４６は、メンテナンス資源を移動させることに関するデータを含む場合があることも考えられる。そうした移動メンテナンス資源は、目的地間を移動することができ、特に、整備士、ポータブル機器、及び目的地に運送することができるパーツを含むことができる。
【００１４】
コンピュータ探索可能データベース３２は、航空路線の運航の安定した解決策を決定する際に助けになる、追加のデータ又は情報を含む場合があることが考えられる。非限定的な例として、航空機は、しばしば、所与の任意の３日間の間、５又は６時間の夜間駐機し、そうした情報をデータベース３２に含むことができる。このように、コンピュータ探索可能データベース３２は、様々な期間の延長に関する情報を含むことが考えられる。別の非限定的な例として、コンピュータ探索可能データベース３２に含むことができる追加的情報は、航空路線の航空機の故障可能性、又はそうした故障の確率を示すことができる予測航空機安全データを含むことができる。より具体的には、航空機は、安全管理システムを含み、又は同様の機能を有することができ、そうした情報は、航空機からコンピュータ探索可能データベース３２にオフロードされ、航空機の故障を予測するのに使用することができる。コンピュータ探索可能データベース３２は、航空機の状態、作業員、メンテナンス能力、又は運用決定遂行に影響を及ぼす他の任意の基準の変化を考慮に入れながら、連続的に更新することができる。
【００１５】
照会モジュール３４は、コンピュータ探索可能データベース３２にアクセス又は照会し、航空路の１つを飛行する少なくとも１つの航空機の少なくとも１つの故障に基づいて、複数の航空路を確実に完了させる安定した運用の解決策を出力するように構成されたコンピュータ３８上で実行することができる。照会モジュール３４は、通信ネットワーク、又は照会モジュール３４をコンピュータ探索可能データベース３２に結合するコンピュータネットワークを介して、コンピュータ探索可能データベース３２にアクセスすることができることが理解されよう。非限定的な例として、そうしたコンピュータネットワークは、ローカルエリアネットワーク、又はインターネットなどのより大きいネットワークとすることができる。照会モジュール３４は、コンピュータ探索可能データベース３２に繰り返し照会する場合があることが考えられる。非限定的な例として、照会モジュール３４は、コンピュータ探索可能データベース３２上で、複数の航空路のそれぞれの実施が完了するまでシミュレートする航空路線の運航アルゴリズムを並べ替え、各並び順に関して一群の入力値の少なくとも１つを変化させることにより、安定した解決策を決定することができる。そうした入力値は、迅速に故障を修理すること、修理を遅延させること、便を遅延させること、便をキャンセルすること、及び故障がある航空機を別の航空機と交換することを含むことができる。照会モジュール３４は、各作業タイプ及び並び順に関するコストを見積もることができる可能性がある。そうしたコストは、キャンセル数、交換数、遅延した分単位の数、航空機の運航休止時間、及び運航休止イベント数に関するコストに関係する可能性がある。照会モジュール３４は、どんな安定した運用の解決策を出力すべきかを評価する際に、そうしたコスト見積りを含むことができる。例えば、照会モジュール３４は、解決策の効率及び／又は解決策のコストに基づいて、安定した運用の解決策の部分集合をただ出力するように設計することができる。このように、照会モジュール３４は、航空路線の運航をシミュレートし、効率及び／又はコストに基づいて、安定した運用の解決策を出力することができる。
【００１６】
このように、照会モジュール３４は、どんな解決策が最も安定しているか、どんな安定した解決策を出力すべきかに関する決定を行うための正確な方法又は人工知能方法を使用することができる。照会モジュール３４は、予測時間分を通して、可能性のある決定事項、航空機、サブシステム及びパーツが利用できる確率、航空機のスケジュール及びスケジュールの変更、作業員、メンテナンス、乗客、貨物などの探索を可能にするアルゴリズムに取り込むことができる。ネットワーク作業コストは、これらのアルゴリズムにより集計され、記憶することができる。データベースに記憶された運航予測を作成するのに使用されるアルゴリズムの非限定的な例は、個々のイベント及び因子に基づくシミュレーション、数学的プログラミング、及びハイブリッドヒューリスティック、すなわちシミュレーションクラス、並びに実例に基づく証拠、ファジー論理、事例に基づく連鎖法則などの推論法を含む。これらのアルゴリズムは、例えば、後の飛行経路をシミュレートし、シミュレートされた飛行に沿った一時的なノードにおける決定事項を呼び出し、次に解決策の組から劣等の設定を除去するように、分析的なワークフローで実行される。本明細書の用語「アルゴリズム」は、１つ又は複数の数学演算、データ抽出、及び変換を含む。そうした決定事項、及び基準が構築される方法の非限定的な例は、証拠推論である。コンピュータ化されたシステムが証拠推論を行うことができる方法の詳細全体は、当技術分野で知られており、参照により本明細書に組み込まれている、２００５年９月２７日に公表された「Ｅｖｉｄｅｎｔｉａｌ  Ｒｅａｓｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ」という名称の米国特許第６，９５１，００８号の開示を含む。したがって、照会モジュール３４の詳細全体は、本出願には十分に説明せず、安定した解決策又はその部分集合の出力を、そうした証拠推論及び他の標準的な推論又は法則方法に基づいて決定することができることが理解されよう。
【００１７】
ディスプレイモジュール３６は、故障又は故障予測に対する応答を決定する際に使用するために、安定した解決策の少なくとも１つの部分集合をオペレータ又は航空機運用スタッフ４８に表示するように構成することができる。ディスプレイモジュール３６は、そうした安定した解決策の起こり得る結果を表示することもできる。照会モジュール３４及びディスプレイモジュール３６を別々に示してきたが、それらを単一の装置内に含む場合があることが考えられる。ディスプレイモジュール３６は、そうした情報を表示することができるだけでなく、航空機運用スタッフ４８からの入力値を受け取ることもできる場合があり、そうした入力値を照会モジュール３４に提供することができ、ディスプレイモジュール３６に表示すべき、安定した運用の解決策のその決定の際に、照会モジュール３４がこれらの入力値を使用することができる。
【００１８】
航路運航制御システム３０は、運用中、ある便に指定された航空機の１つの故障を決定することができ、故障に対する応答を決定する際に使用するために、安定した解決策の少なくとも１つの部分集合を航空機運用スタッフ４８に表示することができる。故障を決定することは、現実の故障又は人工的な故障の少なくとも１つを含むことができる。データベースが予測航空機安全データを含むとき、予測安全データから人工的な故障をもたらすことができる。さらに、故障が起こる確率の変化も特定することができる。
【００１９】
最初、照会モジュール３４は、第一に、各航空機に関する現在の安全状態を特定することができる。コンピュータ探索可能データベース３２が予測航空機安全データを含む場合、照会モジュール３４は、各航空機に関する後の安全状態を特定することもできる。次に、照会モジュール３４は、航空路線のシミュレーションにその情報を使用することができる。故障、又は故障確率の変化が特定されると、照会モジュール３４は、コンピュータ探索可能データベース３２上で、複数の航空路のそれぞれの実施が完了するまでシミュレートする航空路線の運航アルゴリズムを並べ替えることにより、航空路線の運航の安定した解決策を決定することができる。
【００２０】
航空路線の運航アルゴリズムは、そうした安定した解決策を決定するために、様々な方法で並べ替えることができる。例えば、各並び順に関して、入力値の一群、すなわち、すぐ故障を修理すること、修理を遅延させ制限付きで航空機を運用する可能性、便を遅延させること、便をキャンセルすること、及び故障がある航空機を別の航空機と交換することの少なくとも１つである。例えば、航空機状態データ４２が地上に留まる航空機を含むとき、修理を遅延させることは、航空路線の運航アルゴリズムに対する可変入力値として除去される。別の例として、航空機状態データ４２が期限付きの派遣を含むとき、修理を遅延させることは、期限が来るまで、航空路線の運航アルゴリズムに対する可変入力値として維持される。コンピュータ探索可能データベース３２が予測航空機安全データを含む場合、航空路線の運航アルゴリズムは、他の航空機の故障予測も含むことができる。したがって、安定した解決策は、シミュレーション内で他の航空機の故障を考慮に入れることができる。予測データを含むとき、安定した解決策を決定することは、故障頻度、いくつかの故障を検出する能力、及び遅延又はキャンセルによるコストをもたらす可能性がある故障を防ぐ能力を考慮に入れることができる。
【００２１】
航路運航制御システム３０が予測データを含むかどうかに関係なく、照会モジュール３４は、コスト因子を含み、必要な安定性を含む最高の解決策を決定し、これらの安定した解決策をディスプレイモジュール３６に出力することができ、次に、航空機運用スタッフ４８は、表示された安定した解決策に基づいて適当な決断を行う場合があることが考えられる。次に、航空機運用スタッフ４８は、推奨される安定した解決策の１つを実行することができる。そうした安定した解決策は、航空路線の企業システムに自動的にリンクされ、航空機運用スタッフ４８により承認されると、直接実行される場合があることが考えられる。
【００２２】
照会モジュール３４は、航空路線スタッフの嗜好及びコストの少なくとも１つに基づいて安定した解決策を順位付けすることができ、照会モジュール３４は、順位付けに基づいて安定した解決策の部分集合をディスプレイモジュール３６に出力する場合があることが考えられる。表示される解決策の部分集合は、以下の制約、すなわち、最小コストを含むコスト、キャンセル便がないこと、信頼性、顧客満足の少なくとも１つに基づいて選択することができ、すべての乗客は、その目的地に計画した日に到着することが考えられる。最小コストを含むコストは、１分当りの遅延コスト、１キャンセル当りのコスト、航空機が運航休止するときの１分当りのコスト、及び１交換当りのコストに関する所定の値の少なくとも１つに基づいて決定することができる。最小コストの決定は、補償引換券、燃料、メンテナンス、労働などのコストを考慮に入れることもできる。キャンセル便がない制約、及びすべての乗客がその目的地に計画した日に到着する制約は、感謝祭及びクリスマスなどの休日、並びに休日の前日に限定することができる。キャンセル便がないことは、すべての乗客がその目的地に計画した日に確実に到着するようにする１つの方法である可能性があるが、これを達成する他の選択肢が存在する場合があることが考えられる。これらのコストは、航空路線により、また、すべての人をその目的地に到着させることが重要である場合、休日前を含む環境により調整可能となる場合があることが考えられる。したがって、照会モジュール３４は、キャンセルの最小化、航空路変更の最小化、到着遅延の最小化、定時到着する乗客の最大化、計画通りに同日に到着する乗客の最大化などを含む、乗客満足に基づいて、安定した解決策を順位付けする場合があることが考えられる。非限定的な例として、顧客満足は、最少のキャンセル便、計画した日にその最終目的地に到着しない最少の乗客、１５分を超えて遅延する最少の乗客、最低の便遅延合計、最低の乗客遅延合計、及び飛行後顧客満足調査に基づいて決定することができる。
【００２３】
技術的な効果は、航空路の運用効率が航路運航制御システム３０の使用により改善することができることであるが、それは、航空機運用スタッフが、すべてのデータの組合せを考慮に入れることができる、ある便に指定される航空機の１つの特定された故障に対する安定した解決策の少なくとも１つの部分集合を提供され、選択肢がわかるように航空路線をシミュレートし、安定した解決策を生成するためにこれらの正確なコストを見積もるためである。このように、航路運航制御システム３０は、間近の故障の予測、航空路線のモデリング及びシミュレーション、航空路に利用できる選択肢の分析、これらの選択肢のコスト分析、並びに推奨する作業を航空路線の運航センタにもたらすこれらの選択肢の最適化の要素を含むことができる。航空機の状態予測は、故障の早期検出及び予測をもたらし、次に、それらに応答する必要性が生じるまで、航空路線に関するより多くの選択肢を可能にする。
【００２４】
図３は、本発明の第２の実施形態による、別の航路運航制御システム１３０を示す。第２の実施形態は、第１の実施形態と同様であり、したがって、同様のパーツは、１００だけ増加した同様の番号で特定され、特に注記しない限り、第１の実施形態の同様のパーツの説明は、第２の実施形態に当てはまることが理解されよう。
【００２５】
第１の実施形態と第２の実施形態との差は、航路運航制御システム１３０の照会モジュール１３４が少なくとも１つの入力値を含むことである。照会モジュール１３４への少なくとも１つの入力値は、以下の、故障を直ちに修理すること、修理を遅延させること、便を遅延させること、便をキャンセルすること、及び航空機を交換することの少なくとも１つを含むことができる。予測モジュール１５０は、航路運航制御システム１３０にさらに含まれ、照会モジュール１３４に動作可能に結合される。
【００２６】
航路運航制御システム１３０の第２の実施形態は、故障に対する応答を決定する際に使用するために、安定した解決策の部分集合を航空機運用スタッフ１４８に提供することができる点で、上述した第１の実施形態様に動作することができる。第１の実施形態と同様に、少なくとも１つの故障は、現実の故障又は人工的な故障とすることができる。人工的な故障は、コンピュータ探索可能データベース１３２に含まれる予測航空機安全データから選択することができる。しかし、航路運航制御システム１３０は、運用中、故障時点で、大きい複雑なシミュレーションの安定した解決策又は正確な方法解決策を提供するようにしないで、安定した解決策を予備計算する場合があることが考えられる。このように、運航制御システム１３０は、安定した運用の解決策を迅速に提供することができ、そうしたスピードは、運航制御システム１３０の技術的性能、及び安定した運用の解決策のユーザ受入れを改善することができる。照会モジュール１３４は、コスト因子を含み、必要な安定性を含む最高の解決策を決定し、故障が起こると、これらの安定した解決策をディスプレイモジュール１３６に出力することができ、次に、航空機運用スタッフ１４８は、表示された安定した解決策に基づいて適当な決断を行う場合があることが考えられる。次に、航空機運用スタッフ１４８は、推奨される安定した解決策の１つを実行することができる。
【００２７】
運用中、予測モジュール１５０は、照会モジュール１３４に対する少なくとも１つの入力値を変化させながら、照会モジュール１３４を連続的に実行する場合があることが考えられる。このように、予測モジュール１５０は、航空路線の運航に関する「仮定」設定を生成することができる。照会モジュール１３４は、運用中、コンピュータ探索可能データベース１３２上で、少なくとも１つの入力変数のすべての並び順に関して反復する場合があることが考えられる。例えば、「仮定」設定は、限定されないが、航空機運用の変化、相互依存する便もしくはメンテナンス作業、天候もしくは遅延などの外因性の条件、又はそれらの確率変化もしくは確率変化率を含む任意の適当な方法で開始することができる。これらの設定は、要求に応じて、又は１日にわたる運航のそれぞれの実行可能な決定点において、一定の間隔で実行することもできる。
【００２８】
予測モジュール１５０は、各航空機の専用スレッドを形成し、各航空機の様々な「仮定」設定を生成するように、航空機のそれぞれに関する個々の照会モジュール（図示せず）を実行する場合があることも考えられる。このように、運航制御システム１３０は、航空機が故障していれば、利用できる選択肢を検討することができる。こうした方法は、２つの航空機が全く同じ瞬間に故障する可能性がほとんどないとき、役に立つ可能性があり、１つのイベントが起こり、航空機運用スタッフ１４８が一連の作業を選択すると直ちに、他のすべてのシミュレーションを迅速に更新することができる。
【００２９】
予測モジュール１５０が各航空機に関する個々の照会モジュールを実行するかどうかに関係なく、予測モジュール１５０は、故障が起こるのを待つのではなく、利用できる選択肢の部分集合がわかるように、連続的に動作することができる。これは、故障が起こるとき、航空機運用スタッフ１４８に提供するための選択肢の部分集合が既に利用可能であることを確実にし、又は、予備計算により多くの選択肢を棄却したので、最悪でも、分析用の探索空間全体を大幅に低減することを確実にする。
【００３０】
技術的効果は、運航制御システム１３０が所与の任意の設定に利用できる推奨案を予備計算することができ、故障が起こると、オペレータに迅速な結果を提供することができることである。予測モジュール１５０は、利用できる選択肢の連続的なモデリング及びこれらの選択肢のコスト分析を可能にすることができる。この予備計算は、故障が起こる瞬間に計算負荷を低減させ、推奨する作業を計算する際の遅延を除去し、航空路線の運用効率をさらに高くする。運航制御システム１３０は、より多くの計算資源を必要とすることなく、迅速な結果を実現し、低減したコストで迅速な結果を提供することができるシステムをもたらす。そうした迅速な結果を提供する航路運航制御システム１３０は、航空機運用スタッフ１４８による推奨する解決策のユーザ受入れを大いにもたらすこともできる。航空機運用スタッフ１４８は、ディスプレイモジュール１３６もしくは他の装置上で「仮定」設定を見ることもでき、これは、航空機運用スタッフ１４８によるユーザ受入れを大いに助ける場合もあることが考えられる。
【００３１】
図４は、本発明の第３の実施形態による、自己学習することができる別の航路運航制御システム２３０を示す。第３の実施形態は、第１の実施形態と同様であり、したがって、同様のパーツは、２００だけ増加した同様の番号で特定され、特に注記しない限り、第１の実施形態の同様のパーツの説明は、第３の実施形態に当てはまることが理解されよう。
【００３２】
１つの違いは、ディスプレイモジュールを学習モジュール２６０に置き換えたことである。学習モジュール２６０は、ディスプレイモジュールと同様に、照会モジュール２３４により出力される安定した運用にアクセスするように構成されたコンピュータ２６２上で実行することができる。学習モジュール２６０は、安定した運用の解決策の少なくとも１つの部分集合を選択用に航空機運用スタッフ２４８に提供することができるディスプレイ２６４を有することができる。ディスプレイ２６４は、限定されないが、ビデオディスプレイを含む、安定した運用の解決策を航空機運用スタッフ２４８に表示するための適当な任意のディスプレイとすることができる。ディスプレイ２６４をコンピュータ２６２内に含むように図示及び説明したが、ディスプレイは、学習モジュール２６０に動作可能に結合する別個の装置である場合があることが考えられる。
【００３３】
学習モジュール２６０は、航空機運用スタッフ２４８が学習モジュール２６０及びディスプレイ２６４と対話するために使用することができる、１つもしくは複数のカーソル制御装置２６６及び１つもしくは複数の多機能キーボード２６８を有し、又はそれらに動作可能に結合することもできる。適当なカーソル制御装置２６６は、航空機運用スタッフ２４８からの入力値を受け入れ、その入力値を学習モジュール２６０のディスプレイ上の図式的位置に変換するのに適した任意の装置を含むことができる。様々なジョイスティック、多方向ロッカスイッチ、マウス、トラックボールなどは、この目的に適している。
【００３４】
コストモジュール２７０は、航路運航制御システム２３０に含むことができ、照会モジュール２３４及び学習モジュール２６０のどちらにも動作可能に結合する場合があることが考えられる。コストモジュール２７０は、安定した運用及び／又は安定した運用の部分集合にアクセスするように構成されたコンピュータ（図示せず）上で実行することができる。これは、照会モジュール２３４又は学習モジュール２６０のいずれかへのアクセスを通して行うことができる。コストモジュール２７０は、安定した運用の解決策のそれぞれに関するコストを計算するように構成することができる。コストモジュール２７０は、予期せぬ故障及び航空機運用スタッフ２４８により行われる決定に関連する作業を追跡する能力を有することもできる。
【００３５】
航路運航制御システム２３０の第３の実施形態は、故障に対する応答を決定する際に使用するために、安定した解決策の部分集合を航空機運用スタッフ２４８に提供することができる点で、上述した第１の実施形態と同様に動作することができる。照会モジュール２３４は、データベース上で、以下の入力変数、すなわち、迅速に故障を修理すること、修理を遅延させること、便を遅延させること、便をキャンセルすること、及び航空機を交換することの少なくとも１つを変化させることにより、反復することができる点で、第２の実施形態と同様に動作することもできる。照会モジュール２３４は、第２の実施形態と同様に、航空機のそれぞれに関する別個のスレッドを実行することができる。さらに、照会モジュール２３４は、航空路が完了するまで、連続的に実行することができる。
【００３６】
しかし、運用中、航路運航制御システム２３０は、安定した解決策に関連する航空機運用スタッフ２４８に入力値を要求する場合があることが考えられる。例えば、ディスプレイ２６４上で、安定した解決策が航空機運用スタッフ２４８に表示されるとき、航路運航制御システム２３０は、航空機運用スタッフ２４８に表示された安定した解決策の順位入力を行うように要求する場合がある。順位入力は、航空機運用スタッフ２４８の好ましい順位及び最高の順位の少なくとも１つを含むことができる。航路運航制御システム２３０は、実行用にどの解決策を選択するかに関して、航空機運用スタッフ２４８に選択入力を要求する場合があることも考えられる。出力用の安定した解決策の部分集合の選択は、航空機運用スタッフ２４８により前もって行われた順位付け及び選択に基づく場合があることが考えられる。学習モジュール２６０は、質問及び応答フィードバックの形式で入力を要求することができ、出力用の安定した解決策の部分集合は、そうしたフィードバックに基づく場合があることも考えられる。例えば、航空機運用スタッフ２４８は、航路運航制御システム２３０が最適な選択肢とみなさないものを選択する場合があり、航路運航制御システム２３０は、航空機運用スタッフ２４８に選択肢に関する情報を提供するように要求することができる。
【００３７】
学習モジュール２６０は、時間の経過と共に航空機運用スタッフ２４８の選択嗜好を学習することができ、この学習に基づいて、安定した運用の解決策の提供された部分集合の後の選択を制御することができる。このように、航路運航制御システム２３０の一実施形態は、自己学習することができ、航路運航制御システム２３０が証拠推論の決定法から構築し、学習することができるように、航空機運用スタッフ２４８の知識を取得することができる実例に基づく証拠推論を含むことができる。
【００３８】
学習モジュール２６０は、航空機運用スタッフ２４８により選択される選択肢及びこれらの結果と、他の安定した解決策の分析結果との比較結果との組合せを含む、様々な方法で学習することができる場合がある。例えば、学習モジュール２６０は、表示される安定した解決策と、航空機運用スタッフ２４８の選択結果と、この調整から、推奨する安定した解決策の優先順位付けが航空機運用スタッフ２４８の現実の優先順位を確実に反映するように決定事項及び他のパラメータのコストを計算するための優先順位とを記憶することができる場合がある。学習モジュール２６０は、良好なユーザ決定だけを調整のために確実に使用するように格付けするために、独立したアナリストに対して航空機運用スタッフ２４８の選択が再現されるオフライン分析機能を含むこともできる。学習モジュールは、実行された作業の結果と、発生した現実の状態のすべてを踏まえた、他の利用できる作業の「仮定」を記憶することもでき、そうした完全な遡及分析は、後の決定を調整するために使用することができる。
【００３９】
学習モジュール２６０は、コストモジュール２７０により計算されたコストにアクセスするように構成することもでき、学習した選択嗜好及びコストに基づいて表示されるように、安定した運用の解決策の部分集合を選択することができる。学習モジュール２６０は、学習した選択嗜好及びコストの少なくとも１つに応じて、ビデオディスプレイ２６４上に安定した解決策の部分集合を順位の順に表示することにより、それらの安定した解決策を提供することができる。そうした順位の順は、学習した選択嗜好及びコストの重み付けを含むことができる。コストモジュール２７０は、初期状態、実行される現実の解決策のコスト計算、及び最適化された解決策のコスト計算に基づく解決策実行のコスト計算を含むことができ、学習モジュール２６０が、そうしたコスト計算から学習し、その上の安定した解決策の出力を調整することができるようにする。
【００４０】
技術的な効果は、運航制御システム２３０が表示される安定した解決策を時間の経過と共に自己学習し、それらを改善することができることである。航空機運用スタッフ２４８の作業及び連続的な自己分析から学習することにより、運航制御システム２３０は、航空機運用スタッフ２４８用に調整された決定をもたらすことができる。そうしたシステムは、航空機運用スタッフ２４８によるユーザ受入れを大いに助ける場合があることが考えられる。さらに、運航制御システム２３０は、航空路線の優先順位の変化に合わせ続けることができる。このように、運航制御システム２３０は、改善し続ける所与の航空路線用の調整されたシステムを提供する。
【００４１】
以上の実施形態は、航空機がメンテナンス問題を被る際、又はメンテナンス問題が予測される際に、メンテナンス及び／又は派遣を含む推奨する作業をＡＯＣの航空路線スタッフに提供することを含めて、様々な利点を提供する。このように、ＡＯＣの航空路線スタッフは、航空機の状態の改善された知識を含む、すべてのデータの組合せを考慮に入れ、選択肢がわかるように航空路線をシミュレートし、推奨案を生成するために、これらのコストを正確に計算する方式で支援することができる。商業的な利点は、良好でない決定遂行による非効率性及び無駄を除去することにより、航空路線がコストを節約することであるのがわかる。以上の実施形態は、航空機が地上に留まる時間を最小化し、遅延を最小化し、航空路線全体のキャンセルを除去又は最小化することができる。
【００４２】
ここに記載した説明は、最良の形態を含めて、本発明を開示し、さらに、任意の装置又はシステムを作成及び使用し、組み込まれた任意の方法を実施することを含めて、当業者が本発明を実施することができるように、実例を使用する。本発明の特許範囲は、特許請求の範囲により規定され、当業者が想起する他の例を含むことができる。そうした他の例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構成要素を有するか、又は特許請求の範囲の文言との実質的な差がない均等な構成要素を含む場合、特許請求の範囲の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００４３】
１０  航空機
１２  航空機
１４  航空機
２０  第１の空港
２２  第２の空港
２４  第３の空港
２６  運航センタ（ＡＯＣ）
３０  航路運航制御システム
３２  コンピュータ探索可能データベース
３４  照会モジュール
３６  ディスプレイモジュール
３８  コンピュータ
４０  航空機登録データ
４２  航空機状態データ
４４  航空路データ
４６  メンテナンス資源データ
４８  航空機運用スタッフ
１３０  航路運航制御システム
１３２  コンピュータ探索可能データベース
１３４  照会モジュール
１３６  ディスプレイモジュール
１３８  コンピュータ
１４０  航空機登録データ
１４２  航空機状態データ
１４４  航空路データ
１４６  メンテナンス資源データ
１４８  航空機運用スタッフ
１５０  予測モジュール
２３０  航路運航制御システム
２３２  コンピュータ探索可能データベース
２３４  照会モジュール
２４０  航空機登録データ
２４２  航空機状態データ
２４４  航空路データ
２４６  メンテナンス資源データ
２４８  航空機運用スタッフ
２６０  学習モジュール
２６２  コンピュータ
２６４  ディスプレイ
２６６  カーソル制御装置
２６８  多機能キーボード
２７０  コストモジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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