(57)【要約】      （修正有）【課題】低コスト飛行を提供するために航空機の飛行計画を飛行中に調節する方法を提供する。【解決手段】方法１００は、少なくとも、飛行計画に沿った航空機の現在の状態データ、航空機についての性能データ、および飛行計画データに基づいて、飛行を完了させるための軌跡を予測するステップ１０２と、飛行計画を完了させるコストを計算するステップ１０４とに基づいており、容認可能な予測された軌跡のセットから最低コスト軌跡を選択し、航空機を飛行させる。【選択図】図２
2013177120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低コスト飛行を提供するために航空機の飛行計画を飛行中に調節する方法であって、
ａ）少なくとも、前記飛行計画に沿った前記航空機の現在の状態データ、前記航空機についての性能データ、および飛行計画データに基づいて、前記飛行を完了させるための軌跡を予測するステップと、
ｂ）前記予測された軌跡に沿った前記飛行計画を完了させるコストを計算するステップと、
ｃ）スケジューリング制約およびコスト制約のうちの少なくとも１つを含む制約を、前記予測された軌跡に適用するステップと、
ｄ）前記予測された軌跡が前記制約を満たすならば、前記予測された軌跡を容認するステップと、
ｅ）容認可能な予測された軌跡および対応するコストのセットを定めるために、前記現在の状態データ、性能データ、および飛行計画データのうちの少なくとも１つを変化させ、ステップａ〜ｄを繰り返すステップと、
ｆ）容認可能な予測された軌跡の前記セットからコスト軌跡を選択し、前記選択された軌跡に従って前記飛行計画データを更新するステップと、
ｇ）前記選択された軌跡に沿って前記航空機を飛行させるステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記飛行の間に、ステップａ〜ｇが複数回繰り返される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記飛行の間に、ステップａ〜ｇが連続的に繰り返される、請求項２記載の方法。
【請求項４】
ステップａ〜ｄの繰り返しの数が、時間または反復数のうちの少なくとも１つによって限定される、請求項１記載の方法。
【請求項５】
ステップａ〜ｄを前記繰り返すステップの間に、前記現在の状態データおよび前記性能データのうちの少なくとも１つが更新されて、前記飛行の間の前記航空機の移動を反映する、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記現在の状態データおよび前記性能データのうちの前記少なくとも１つが、前記予測された軌跡の反復ごとに更新される、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記現在の状態データが、航空機位置データを含む、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記航空機位置データが、前記飛行計画上の緯度、経度、高度、飛行フェーズ、および場所のうちの少なくとも１つを含む、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記飛行計画上の前記場所が、前記飛行計画のウェイポイントに対する場所を含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記性能データが、対気速度、高度、スロットル設定、巡航速度、コスト指数、総重量、無燃料重量、燃料搭載重量、テール番号、燃料消費率、抗力、運転許容範囲、および現在の気象条件のうちの少なくとも１つを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記飛行計画データが、出発空港、到着空港、出発時間、到着予定時間、ゲート到着時間、エンルートウェイポイント、航空路、ウェイポイント風データ、およびウェイポイント温度データのうちの少なくとも１つを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記制約を前記適用するステップが、前記スケジューリング制約と前記コスト制約の両方を適用することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記スケジューリング制約が、到着ゲート利用可能性および飛行乗務員利用可能性のうちの少なくとも１つを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１４】
前記コスト制約が、燃料コストおよび乗務員コストのうちの少なくとも１つを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１５】
低コスト飛行を提供するために航空機の飛行計画を飛行中に調節する方法であって、
ａ）少なくとも、前記飛行計画に沿った前記航空機の現在の状態データ、前記航空機についての性能データ、および飛行計画データに基づいて、前記飛行を完了させるための軌跡を予測するステップと、
ｂ）前記予測された軌跡に沿った前記飛行計画を完了させるコストを計算するステップと、
ｃ）スケジューリング制約およびコスト制約のうちの少なくとも１つを含む制約を、前記予測された軌跡に適用するステップと、
ｄ）前記予測された軌跡が前記制約を満たすならば、前記予測された軌跡を容認するステップと、
ｅ）容認可能な予測された軌跡および対応するコストのセットを定めるために、前記現在の状態データ、性能データ、および飛行計画データのうちの少なくとも１つを変化させ、ステップａ〜ｄを繰り返すステップであって、ステップａ〜ｄの繰り返しの数が、時間または反復数のうちの少なくとも１つによって限定される、ステップと、
ｆ）容認可能な予測された軌跡の前記セットから最低コスト軌跡を選択し、前記選択された軌跡に従って前記飛行計画データを更新するステップと、
ｇ）前記選択された軌跡に沿って前記航空機を飛行させるステップと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛行計画を飛行中に調節するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の航空機は、飛行計画を実行するために飛行管理システム（ＦＭＳ）を含んでおり、ＦＭＳは、航空機が飛行している間に通信システムを介して地上局からＦＭＳにアップロードされ得る、またはパイロットによって直接入力され得る様々な因子およびデータを考慮することが可能である。最大積載量、航空機の重量、搭載された燃料の量、温度、風、高度など、および航空交通管制によって課された時間的制約など、航空機に特有のおよび飛行条件に特有のパラメータを考慮に入れることによって、ＦＭＳは、飛行計画を生成することが可能である。飛行計画は、航空機が通過する全てのウェイポイントまたは位置を、それぞれのウェイポイントにおける高度および対応する速度と共に記載することが可能である。また、最近では、ＦＭＳは、経済的基準を考慮に入れるように構成されてきている。しかし、これらのシステムは、飛行計画を構築するときに、労働コストまたは乗務員コストなどの時間に関係のあるコストに対する燃料のコストの相対的な重み付けだけを考慮に入れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／０３００７３８号明細書
【発明の概要】
【０００４】
一実施形態では、低コスト飛行を提供するために航空機の飛行計画を飛行中に調節する方法が、少なくとも、飛行計画に沿った航空機の現在の状態データ、航空機についての性能データ、および飛行計画データに基づいて、飛行を完了させるための軌跡を予測するステップと、飛行計画を完了させるコストを計算するステップと、容認可能な予測された軌跡および対応するコストのセットを定めるために現在の状態データ、性能データ、および飛行計画データのうちの少なくとも１つを変化させるステップと、容認可能な予測された軌跡のセットからコスト軌跡を選択するステップと、選択された軌跡に沿って航空機を飛行させるステップとを含む。
【０００５】
別の実施形態では、低コスト飛行を提供するために航空機の飛行計画を飛行中に調節する方法が、ａ）少なくとも、飛行計画に沿った航空機の現在の状態データ、航空機についての性能データ、および飛行計画データに基づいて、飛行を完了させるための軌跡を予測するステップと、ｂ）予測された軌跡に沿って航空機を飛行させることによって飛行計画を完了させるコストを計算するステップと、ｃ）スケジューリング制約およびコスト制約のうちの少なくとも１つを含む制約を、予測された軌跡に適用するステップと、ｄ）予測された軌跡が制約を満たすならば、予測された軌跡を容認するステップと、ｅ）容認可能な予測された軌跡および対応するコストのセットを定めるために、現在の状態データ、性能データ、および飛行計画データのうちの少なくとも１つを変化させ、ステップａ〜ｄを繰り返すステップであって、ステップａ〜ｄの繰り返しの数が、時間または反復数のうちの少なくとも１つによって限定される、ステップと、ｆ）容認可能な予測された軌跡のセットから最低コスト軌跡を選択し、選択された軌跡に従って飛行計画データを更新するステップと、ｇ）選択された軌跡に沿って航空機を飛行させるステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施形態による飛行経路を含む、航空機についての飛行経路の概略的なグラフ表示図である。
【図２】本発明の実施形態による、航空機の飛行計画を飛行中に調節する方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の別の実施形態による、航空機の飛行計画を飛行中に調節する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
航空機についての飛行経路は、通常、上昇、巡航、および降下を含む。最新の航空機は、飛行経路軌跡１０を生成し、飛行経路軌跡１０に沿って航空機を飛行させるためのＦＭＳを含む。ＦＭＳは、すべてエアラインオペレーションセンター、航空交通管制から、またはパイロットから受け取ることが可能なコマンド、ウェイポイントデータ、および気象データなどの追加情報に基づいて、航空機についての飛行経路軌跡１０を自動的に生成することが可能である。そのような情報は、手動で入力可能であり、または通信リンクを使用して航空機に送信可能である。通信リンクは、それに限定されないが、パケット無線および衛星アップリンクを含む任意の種類の通信機構であることが可能である。非限定的な例として、航空機空地データ通信システム（ＡＣＡＲＳ）は、無線または衛星を介して、航空機と地上局との間でメッセージを伝送するためのデジタルデータリンクシステムである。また、情報は、パイロットが入力することも可能である。
【０００８】
図１は、航空機軌跡１０の形態の、航空機についての飛行経路の概略図である。軌跡は、出発空港などの開始ポイント１２から始まり、到着空港などの終了ポイント１４で終了する。開始ポイント１２と終了ポイント１４との間の横断は、上昇フェーズ１６、巡航フェーズ１８、および降下フェーズ２０を含み、それらはすべて軌跡１０の中に含まれる。
【０００９】
上昇フェーズ１６、巡航フェーズ１８、および降下フェーズ２０は、通常、ＦＭＳに入力されるか、または航空機性能に基づく好ましい速度、巡航高度、およびルーティングなどの入力に従って、ＦＭＳによって予測される。この予測は、特定のデータポイントを通過する軌跡を作成する。この説明の目的のために、用語データポイントは、ウェイポイント、エンルートウェイポイント、および高度を含む任意のタイプのデータポイントを含むことが可能であり、特定の地理的位置に限定されない。例えば、データポイントは、単に高度であることが可能であり、または特定の地理的場所であることが可能であり、地理的場所は、経度および緯度などの任意の座標系で表すことが可能である。非限定的な例として、データポイントは、３−Ｄまたは４−Ｄであることが可能である（航空機軌跡１０の４次元記述は、任意の所与の時間ポイントにおいて、３Ｄ空間の中のどこに航空機がいるかを規定する）。データポイントのそれぞれは、温度データ、および風向き有りまたは風向き無しの風データを含むことが可能な気象データなどの関連情報を含むことが可能である。
【００１０】
上昇に関して、上昇の最上部２２における高度Ａに対応するデータポイントが、計算された上昇速度または仮定された上昇速度に基づいて予測可能であり、巡航フェーズ１８に関して、エンルートウェイポイントＢが、入力可能であり、降下フェーズ２０に関して、様々な高度が、飛行軌跡が通過しなければならない制約として入力可能である。離陸後、航空機は、典型的に、上昇の最上部２２まで上昇フェーズ１６のままであり、次いで、巡航フェーズ１８の間、降下の最上部２４までエンルートウェイポイントが続き、次いで、降下の最上部２４において降下フェーズ２０を開始する。上昇フェーズ１６および降下フェーズ２０の中の高度Ａは、航空機が、これらのフェーズの間、そのような高度へ向かってその軌跡１０を実現させているという意味において、計算されたウェイポイント、または仮想ウェイポイントである。エンルートウェイポイントＢは、航空機の軌跡１０に沿って、地上航法援助装置（Ｎａｖａｉｄｓ）の場所に基づいて、選択することが可能である。また、疑似ウェイポイントＰが、軌跡１０の中に含まれることもあり、それは、軌跡１０のパラメータに関係する何らかの目的のために作成された人工的な基準ポイントであり、地上航法援助装置に限定されない。それらは、軌跡に関して確立されたデータポイントが設定される前でも、またはその後でも、規定することが可能である。疑似ウェイポイントは、例えば、緯度および経度によって、または進路に沿ったウェイポイントなど、現在の軌跡に沿った特定の距離によって、様々な形式で規定することが可能である。
【００１１】
例示の便宜上、飛行計画は、フェーズのそれぞれについて直線で図示されている（現実には、これは、そうならないであろう）。例えば、巡航フェーズ１８の間、とりわけ大陸横断飛行に関して、いくらかの高度の変化が存在する可能性がある（大陸横断飛行においては、航空機は、ジェット気流などの卓越風を利用するために、または卓越風の衝撃を最小限にするために、その高位を変化させ、燃料は燃焼されるがより高い高度へ上昇するか、または乱気流を回避する可能性がある）。ＦＭＳは、１つの風レベルを許容することだけが可能であり、それは、風および重量に基づいて、風最適な巡航高度、または最適ステップの上昇ポイントを機内で計算することを妨げ、一定高度の巡航、または風および温度を最大限に利用しない巡航高度変化という結果になる。いくつかの長距離航空機は、それぞれのウェイポイントにおいて最大５つの飛行レベルをとることが可能であり、風最適な巡航高度、およびより高い巡航レベルへの巡航ステップを最適化する単一の場所の計算を可能にする。自動スロットルによる一定の推進力設定を使用した巡航フェーズ１８の間の高度変化は、巡航軌跡が、固定された高度ではなく、実際の推進力が実現されることに影響を与える大気の風条件変化および温度条件変化に従って変化することとなる巡航上昇軌跡を作成することが可能である。
【００１２】
本発明の実施形態は、低コスト飛行を提供するために、航空機の飛行計画を飛行中に調節する方法を含む。本発明の実施形態によれば、図２は、方法１００を示しており、方法１００は、所定のガイドラインに従って、航空機の飛行計画を飛行中に調節するために使用可能であり、本実施形態では、所定のガイドラインは、低コスト飛行を提供することとして図示されている。
【００１３】
方法１００は、１０２において、特定の航空機の飛行の完了のための軌跡を予測することによって開始する。そのような予測は、少なくとも、現在の状態データ、航空機についての性能データ、および飛行計画データに基づくことが可能である。現在の状態データは、飛行計画に沿った航空機に関する情報を含むことが可能であり、航空機の現在の運転状態、および／または航空機の現在の位置的な状態を含むことが可能である。例えば、現在の状態データは、航空機位置データを含むことが可能であり、飛行計画上の緯度、経度、高度、飛行フェーズ、および場所のうちの少なくとも１つを含むことが可能である。飛行計画上の場所は、飛行計画のウェイポイントに対する場所を含むことが可能である。また、飛行計画に沿った航空機の現在の状態データは、時間情報、燃料情報、および航空機の速度を含むことも可能である。
【００１４】
航空機についての性能データは、コスト指数、機体とエンジンとの組合せ、重量、および固有のテール番号など、飛行に関する航空機の特定データであることが可能である。重量情報は、総重量、無燃料重量、および燃料搭載重量のうちのいずれであってもよい。固有のテール番号は、航空機の燃料流量、推進力、抗力、および運転許容範囲に関係付けられることが可能である。また、性能データは、対気速度、高度、スロットル設定、巡航速度、コスト指数、燃料消費率、抗力、および運転許容範囲も含むことが可能である。
【００１５】
また、性能データは、現在の気象条件を含む気象学的データを含むことも可能である。これは、米国海洋大気庁（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｏｃｅａｎｉｃ  ａｎｄ  Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）のＲａｐｉｄ  Ｕｐｄａｔｅ  Ｃｙｃｌｅ  Ｇｒｉｄｄｅｄ  Ｂｉｎａｒｙなどの気象グリッドソースから直接アクセスすることが可能である。そのような気象学的データは、リアルタイムの気象学的データまたは予報された気象学的データを含有することが可能である。そのような気象学的データは、特定の気象関連の現象に関するデータ（例えば、とりわけ、風速、風向き、温度）、および視程に関するデータ（例えば、霧がかかっている、曇っているなど）、降水に関するデータ（雨、霰、雪、氷晶雨など）、および対流気象セルまたは乱気流などの他の気象学的情報を含むことが可能である。航空機が確実に所望の軌跡に正確に従うことができるようにするためには、軌跡計算において気温および風が考慮されなければならないので、気象学的データは、局所的な空域の３−Ｄのリアルタイム温度および風モデル、ならびに、４−Ｄの予報データを含むことが可能である。気象データベースは、特定の緯度、経度、および高度におけるそのようなリアルタイムの気象学的データまたは予報された気象学的データを記憶することが可能である。
【００１６】
飛行計画データは、カンパニールートまたはカスタムルートなど、航空機が辿るべきルートを特定することが可能である。飛行計画データは、出発空港、到着空港、出発時間、到着予定時間、ゲート到着時間、エンルートウェイポイント、航空路、ウェイポイント風データ、およびウェイポイント温度データのうちの少なくとも１つを含むことが可能である。このデータは、ナビゲーションデータベースを含むことが可能であり、ナビゲーションデータベースは、緯度および経度、または任意の速度もしくは高度制約など、飛行計画データに関する補足情報を提供することが可能である。ナビゲーションデータベースは、ウェイポイントが特定の速度または高度で横断されなければならないかどうか、ウェイポイントがエンルート空域にあるかまたはターミナル空域にあるかなどの情報、あるウェイポイントから別のウェイポイントへどのように移動するかについての情報、滑走路の長さと方向、および異なる区域の境界線などの空域構造についての情報または空港の周辺のターミナル空域の形状の定義についての情報を含有することが可能である。飛行計画データは、ＩＣＡＯフォーマットの飛行計画文字列など、標準化フォーマットで入力することが可能である。
【００１７】
次いで、この情報が、航空機の残りの飛行についての軌跡を予測するために使用される。１０２における軌跡予測は、上記にリストアップされた様々な情報を考慮に入れることが可能である。含まれる情報が多ければ多いほど、また、情報が正確であればあるほど、軌跡の予測はより正確になる。
【００１８】
１０４において、予測された軌跡に沿って航空機を飛行させることによって飛行計画を完了させるためのコストが、計算され得る。そのような計算は、運航コストおよびスケジュールコストを含むことが可能である。運航コストは、運航するための燃料のコスト、労働コスト、および他の時間ベースの運航コストなどのようなものを含むことが可能である。追加的な時間ベースの運航コストは、エンジン減価償却コストまたは他の間接運航コストなどのようなものを含むことが可能である。
【００１９】
スケジュール関係のコストは、スケジュールに関連するコストを考慮に入れることが可能であり、それは、規定されたスケジュールから逸脱するコスト、超過勤務手当のコストが特定の時間を超えて適用されるかどうか、追加の地上勤務員もしくはゲート係員が特定の時間ブロックの前後に必要とされることになるかどうか、または乗り継ぎに間に合わなかった乗客に対する補償金が特定の回数を超えて必要とされることとなるかどうかなどのようなことを含むことが可能である。これらのコストは、段階的である可能性もあることが考えられる。例えば、国際線への乗り継ぎに間に合わなかったファーストクラスの乗客は、乗り継ぎに間に合わなかった国内線のエコノミークラスの乗客よりも、コストが多くかかる可能性がある。このようにして、乗客乗り継ぎ時間、乗務員乗り継ぎ時間、最も早いゲート利用可能時間、予定到着時間、予定出発時間、および実際の出発時間などのスケジュール情報が、考慮され得、様々なコストが、それに関連し得る。
【００２０】
スケジュール関係のコストは、複雑であり、非線形であり、関連の軌跡を飛行するコストを決定することにおいて重要である可能性がある。諸例は、乗客の最初の一部分が乗り継ぎに間に合わなかったとき、コストはＣ１であるということを含み得る。より大きなグループの乗客が乗り継ぎに間に合わなかったとき、コストはＣ２である。さらに大きな数の乗客が乗り継ぎに間に合わなかったとき、コストはＣ３である。乗務員が乗り継ぎに間に合わなかった、または次の航空機が乗務員のために遅れたとき、コストはＣ４である。乗務員が最大労働時間に違反したとき、コストはＣ５である。航空機が１分から１４分の間の遅れであるとき、コストはＣ６である。航空機が１４分を超える遅れであるとき、コストはＣ７である。ＦＡＡのオンタイム統計は、１５分以上の遅れに関連しており、したがって、そのポイントにおいて対応するコストが増加し得るので、コストＣ７は、コストＣ６よりもかなり高くなる可能性がある。また、スケジュール関係のコストは、ペナルティ要因などの仕組みによって考慮されることもある。例えば、航空機は、最も早いゲート利用可能より前には到着すべきでなく、またはそこに早く着き過ぎたことに対して、コスト計算において、少なくともペナルティを科されるべきである。代替的に、この解決策を制約するための制約だけが使用されることもある。方法１００は、現在特定されている予測軌跡のコストをドルまたは何らかの他の正規化された単位で出力することが可能であり得る。
【００２１】
１０４においてコストを計算した後、１つまたは複数の制約が、予測された軌跡に適用され得る。そのような制約は、スケジューリング制約およびコスト制約のうちの少なくとも１つを含むことが可能である。スケジューリング制約は、到着ゲート利用可能性および飛行乗務員利用可能性を含むことが可能である。より具体的には、制約は、到着ゲートが特定の期間に利用可能でないかどうか、航空機乗務員の法廷飛行時間が、予測された軌跡によって超過されるかどうか、許容可能な飛行レベル、現在の飛行レベルからの最大偏差、所与の空域が利用可能でない時間、最小／最大速度、現在の速度からの最大偏差、（例えば、騒音禁止時間に起因して）空港が閉鎖される時間、（例えば、除雪のために）滑走路が閉鎖される時間、燃料重量制約などを含むことが可能である。コスト制約は、燃料コストおよび乗務員コストを含むことが可能である。予測された軌跡がこれらの制約を満たすならば、１０８において、予測された軌跡は容認され得る。予測された軌跡が制約を満たさないときは、１１０において、飛行計画および性能データは更新されることが可能であり、方法は、１０２において継続することが可能であり、１０２において、更新されたデータに基づいて軌跡が予測される。
【００２２】
多数の容認可能な予測された軌跡がこのように決定可能であるということが考えられる。より具体的には、容認可能な予測された軌跡および対応するコストのセットは、現在の状態データ、性能データ、および飛行計画データのうちの少なくとも１つを変化させることによって、および方法１００を繰り返すことによって定めることが可能である。次いで、コスト軌跡のうちの１つが、容認可能な予測された軌跡のセットから選択可能であり、飛行計画データが、選択された軌跡にしたがって更新可能であり、したがって、航空機は、選択された軌跡に沿って飛行することが可能である。
【００２３】
飛行中の調節の方法は柔軟性があり、図示されている方法は、単に説明目的のためものであるということが理解されるであろう。ステップは異なる論理的順序で進行することが可能であり、または本発明を損ねることなく、追加的なステップもしくは介入するステップが含まれてもよいということが理解されるので、例えば、示されているステップの順番は、単に説明目的のためのものであって、方法１００を任意の態様に限定することを意味するのではない。例えば、関係のコスト情報を伴う代替的な軌跡のランク付けされたセットが、運航管理者に提示され、どの軌跡を選択するかに関する決定がなされることが可能である。さらに、コストのブレークダウンが提示され得、したがって、運航管理者は、他の修正よりもある飛行修正を選ぶことによって予想される結果を理解することが可能である。
【００２４】
図３は、本発明の実施形態による、低コスト飛行を提供するために航空機の飛行計画を飛行中に調整する方法の第２の実施形態を示している。第２の実施形態は、第１の実施形態と同様であり、特に断りのない限り、第１の実施形態の同様の部分の説明は、第２の実施形態に適用されるということが理解可能である。飛行中に調節する方法２００は、単に説明目的のためのものであるということが理解されるであろう。ステップは異なる論理的順序で進行することが可能であり、または本発明を損ねることなく、追加的なステップもしくは介入するステップが含まれることが可能であるということが理解されるので、示されているステップの順番は、単に説明目的のためのものであり、方法２００を任意の様態に限定することを意味するのではない。
【００２５】
第１の実施形態と同様に、２０２において、軌跡が予測され、２０４において、予測された軌跡についてのコストが計算され、２０６において、軌跡が制約を満たすかどうかが決定される。予測された軌跡がこれらの制約を満たすならば、方法は、２０８へ進むことが可能であり、２０８において、２０４において計算されたコストがコスト閾値を満たすかどうかが決定され得る。予測された軌跡が制約を満たさないときは、方法は、２１２において、最大反復回数に到達したかどうかを決定することに進むことが可能である。
【００２６】
２０８において、２０４において計算されたコストがコスト閾値を満たすかどうかが決定され得る。これを行うために、２０４において計算されたコストが、所定のコスト閾値と比較され得る。閾値を「満たす」という用語は、本明細書において、２０４において計算されたコストが、所定の閾値を満たし、例えば、閾値と等しいかまたはそれより小さいということ意味するために使用される。そのような決定は、肯定／否定の比較または真／偽の比較によって、満たされるように容易に変更可能であるということが理解されるであろう。所定のコスト閾値は、残りの飛行を行うことについて容認可能なコストとして、または飛行を行うことについての全体的なコストとして、エアラインコントロールまたはパイロットによって設定され得る。所定のコスト閾値は、所定の範囲のコストであることが可能であり、そして、所定のコスト閾値は、２０４において計算されたコストが所定のコスト範囲の中に入るときに、満たされることが可能であるということが考えられている。多数の所定のコスト閾値が存在することが可能であり、比較の間、多数のコスト閾値のうちのどれが満たされるかについて決定され得るということが考えられている。
【００２７】
２０４において計算されたコストがコスト閾値を満たすということが決定されたときは、飛行計画および性能データは、２１０において、容認可能なオプションとして返されることが可能である。軌跡を予測すること、予測された軌跡についてコストを計算すること、および軌跡が制約を満たすかどうかについて決定することが、低コストオプションを見つけるために繰り返されてもよいということが考えられる。ステップａ〜ｄの繰り返しの数は、反復の数によって限定されることもある。したがって、２０６において、予測された軌跡が制約を満たさないとき、または２０８において、２０４において計算されたコストがコスト閾値を満たさないときは、方法は、２１２において、最大反復回数に到達したかどうかを決定するために進むことが可能である。例えば、飛行パラメータの組合せが、所望のコスト閾値の中に全ての制約を守るということがない可能性がある。この場合、無限ループ状態は回避されなければならない。２１２において、特定の最大反復数を超えたことが決定されたときは、飛行計画および性能データは、２１０において、容認可能なオプションとして返されることもある。特定の最大反復数を超えていないときは、飛行計画および性能データは、２１４において更新可能であり、方法は、２０２において継続することが可能であり、２０２において、更新されたデータに基づいて軌跡が予測される。
【００２８】
代替的に、軌跡を予測すること、予測された軌跡についてコストを計算すること、軌跡が制約を満たすかどうかについて決定すること、および予測された軌跡を容認することが、反復数の代わりに時間によって限定され得るということが決定されている。例えば、方法２００は、目標応答時間を有することが可能であり、目標応答時間を超えていないときは、方法２００は反復を継続することが可能である。
【００２９】
２１４において、データは、飛行の間に、航空機の移動を反映するために更新可能である。現在の状態データおよび性能データのうちの少なくとも１つが、それぞれの反復ごとに更新可能である。また、軌跡を予測する際に使用されることとなる新しい飛行計画および性能データを決定するために、最適化関数が使用可能であるということも考えられる。このように、方法２００は、最低コスト、ならびに、最高巡航高度、または巡航上昇の間に高度を変化させるために最良の高度および場所を有する、予測された軌跡のセットを決定するために使用可能である。使用者は、容認可能な軌跡のセットを計算する際にこれらのうちのどれを含めるべきかについて入力することが可能であり、容認可能な予測された軌跡のセットは、使用者によって特定されるように、これらの組合せを見つけ出すために選択され得る。また、方法の出力は、その情報が適用可能であるならば、低コスト軌跡情報、ならびに、コスト指数、巡航高度、巡航上昇ステップの高度および場所を含むことが可能であるということも考えられる。
【００３０】
方法２００は、多数の低コスト軌跡を出力することが可能であるということが考えられる。より具体的には、容認可能な予測された軌跡および対応するコストのセットは、現在の状態データ、性能データ、および飛行計画データのうちの少なくとも１つを変化させることによって、および方法２００を繰り返すことによって定めることが可能である。例えば、方法２００は、コスト、および現在計画されている飛行に対する節約量と共に、５つの最低コスト代替案を出力することが可能である。次いで、コスト軌跡のうちの１つが、容認可能な予測された軌跡のセットから選択可能であり、飛行計画データが、選択された軌跡にしたがって更新可能であり、したがって、航空機は、選択された軌跡に沿って飛行することが可能である。選択された軌跡は、最低コスト軌跡に関係付けることが可能であり、または最高巡航高度もしくは巡航ステップの高度および場所の最適化など、別の方法で選択することも可能である。低コスト軌跡を決定すること、およびそれに従って航空機を飛行させることは、飛行の間に複数回繰り返されてもよい。例えば、それは、航空機が常に低コストの方法で飛行している状態となるように、飛行の間に連続的に繰り返されてもよい。
【００３１】
上記の実施形態に関して、そのような低コスト軌跡の計算は、地上で、適切なコンピュータまたはプロセッサによって決定され得、無線通信システムなどの通信システムを介して航空機に提供されるということが考えられる。代替的に、そのような低コスト軌跡の決定は、航空機自身の中に搭載されたコンピュータ、プロセッサ、またはＦＭＳによって行うことが可能である。低コスト軌跡の決定は、飛行計画システム、乗務員および乗客スケジューリングシステム、および気象予報システムなどの他のシステムに接続されたプロセッサにおいて行うことが可能であり、それにより、入力の多くは、オペレータの直接入力よりも、そのような情報源から直接来ることが可能になるということが考えられる。また、使用者は、直接、プロセスと相互作用して、入力を特定または修正することが可能であるそれにより、様々な出力がほとんどリアルタイムに表示可能になるとういうこと、または様々な入力に従って、軌跡が、最適化可能になるということも考えられる。
【００３２】
上記の実施形態の技術的な効果は、飛行の間、航空機の軌跡および飛行計画が、飛行のコストを最小化するために、コスト情報、ならびに、他の様々な制約および入力に基づいて、更新可能であるということである。上記の実施形態は、様々な利益を提供し、それには、様々な制約に基づいて、航空機の飛行を、対応する低コストを有する軌跡に沿って管理する能力が含まれる。これは、飛行において全体的なコスト節約を可能にし、ならびに、航空会社がその全機体をより効率的に管理することを可能にする。上述の実施形態は、飛行の間、気象および航空交通渋滞などの混乱によるコストを最小限にするために使用され得る。
【００３３】
本明細書は、例を使用して、最良の形態を含めた本発明を開示し、また全ての当業者が、任意のデバイスまたはシステムを製造および使用すること、ならびに任意の組み込まれた方法を実行することを含めた、本発明を実施することを可能にしている。本発明の特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が考え付く他の例を含むことが可能である。そのような他の例は、それらが特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を含んでいる場合には、またはそれらが特許請求の範囲の文言とわずかに異なる、均等な構造的要素を含んでいる場合には、特許請求の範囲内に含まれるということが意図されている。
【符号の説明】
【００３４】
１０  航空機軌跡
１２  開始ポイント
１４  終了ポイント
１６  上昇フェーズ
１８  巡航フェーズ
２０  降下フェーズ
２２  上昇の最上部
２４  降下の最上部
１００  方法
１０２  軌跡を予測する
１０４  コストを計算する
１０６  決定
１０８  予測された軌跡を容認する
１１０  データを更新する
２００  方法
２０２  軌跡を予測する
２０４  コストを計算する
２０６  決定
２０８  決定
２１０  飛行計画および性能データを返す
２１２  決定
２１４  飛行計画およびデータを更新する
【図１】
2013177120.tif 000003
【図２】
2013177120.tif 000004
【図３】
2013177120.tif 000005
【外国語明細書】
2013177120000001.pdf