基于扇区几何数据确定另选飞行航路的系统和方法技术方案

基于扇区几何数据确定另选飞行航路的系统和方法。公开了一种基于被划分为多个扇区(40)的空域(42)以及具有起飞初始点(52)和目的地点(54)的原始飞行航路(30)确定飞机(20)的另选航路的飞行航路制定系统(10)。飞行航路制定系统(10)包括处理器(320)和存储可由处理器运行以执行以下操作的指令的存储器(330)，所述操作包括确定多个扇区中的每个扇区内的多个点的操作。所述多个点中的每个点沿着多个扇区(40)中的一个扇区的边缘(62)设置。处理器(320)还执行包括确定针对每个扇区的至少一条连接弧的操作，其中，连接弧将第一点与每个扇区的另一个点连接。处理器(320)还执行用于基于至少预测容量确定完整的基于时间的空域网络(150)的操作。

【技术实现步骤摘要】

所公开的系统涉及飞机的飞行航路制定(routing)系统，并且更具体地，涉及用于基于被划分为多个扇区(sector)的空域确定飞机的另选航路的飞行航路制定系统。
技术介绍
有时，由于诸如例如对流天气状况或空中交通拥塞的破坏导致飞机的飞行航路的部分可能变为不可用的。在飞行航路的部分变为不可用的情况下，需要确定避免阻塞空域的另选航路。具体地，飞机应该沿着另选航路重新路由飞机，并且被尽可能快地以及尽可能有效地引导到最终目的地。用于确定另选航路的两种已知和常用的方法是在基于航点(waypoint)网络上重新制定航路以及在基于一致的网格网络上重新制定航路。基于航点网络方法可能是用于确定另选航路的相对简单的方式。然而，如历史上限定的，航点网络包括有限组的航点，进而转换成飞机的有限组的重新制定航路选项。这进而常常导致比围绕阻塞的空域所必须的路程更长的绕道。在一致的网格网络上重新制定航路通常包括在整个空域一致间隔开的连接点的网络，并且常常基于多边形(诸如，例如，六边形、矩形或三角形)的网格的中心或边缘点。依赖于网格的粒度以及用于形成点之间的连接的方法，基于一致的网格网络确定另选航路经常也是效率低的。除了上述困难之外，依赖于航路的路径怎样与空域扇区的几何数据(geometry)对齐，基于一致的网格网络确定的航路也可能是不实用的。具体地，飞机可能飞得太接近扇区的边缘，或甚至可能切掉扇区的拐角。由于当飞机飞得太接近扇区的边缘或切掉扇区的拐角时对空中交通管制员造成额外的工作负载，所以这应该被避免。因此，在本领域中存在对用于确定飞机的另选航路的改进的方法的需要。
技术实现思路
在一个方面，公开了用于基于被划分为多个扇区的空域以及具有起飞初始点和目的地点的原始飞行航路确定飞机的另选航路的飞行航路制定系统。飞行航路制定系统包括处理器和存储可由处理器运行以执行包括确定多个扇区中的每个扇区内的多个点的操作的指令的存储器。所述多个点中的每个点沿着多个扇区中的一个扇区的边缘设置。处理器还执行包括针对每个扇区确定至少一条连接弧的操作，其中，连接弧将第一点与沿着每个扇区的多个边缘中的一个边缘设置的另一个点连接。处理器还执行用于基于至少预测容量确定完整的基于时间的空域网络的操作，其中，基于时间的预测容量表示每个扇区可用的容量以及多个扇区中的哪个扇区是不可用的。处理器还执行针对每个扇区基于至少完整的基于时间的空域网络以及至少一条连接弧选择另选航路作为输出的操作。在另一个方面，公开了基于被划分为多个扇区的空域以及具有起飞初始点和目的地点的原始飞行航路确定飞机的另选航路的计算机实现方法。该方法包括由处理器确定多个扇区中的每个扇区内的多个点，其中，多个点中的每个点沿着多个扇区中的一个扇区的边缘设置。该方法还包括由处理器针对每个扇区确定至少一条连接弧。连接圆弧将第一点与沿着每个扇区的边缘中的一个边缘设置的另一点连接。处理器还包括基于至少预测容量确定完整的基于时间的空域网络的操作，其中，基于时间的预测容量表示每个扇区的可用的容量以及多个扇区中的哪个扇区是不可用的。最后，该方法还包括由处理器针对每个扇区基于至少完整的基于时间的空域网络以及至少一个连接圆弧选择另选航路。所公开的方法和系统的其它目的和优势从以下描述、附图和所附权利要求将明显。附图说明图1是针对一个或更多个飞机建立航路的示例性飞行航路制定系统的框图，其中，飞行航路制定系统包括航路规划控制模块；图2是包括多个一致形状的扇区的空域的示例性图；图3是具有不规则形状的扇区的示例性图；图4是图1所示的航路规划控制模块的框图；图5是图2中的每个扇区的每个边缘包括单个点的空域的示例性图；图6是图5中所见的单个扇区的图，其中，在边缘上的多个点中的一个点与扇区的另一个边缘上的另一个点之间画弧；图7是确定了所有可能的弧的图6中的扇区的图；图8是确定了跨过扇区的每条弧的图5中的空域的图；图9是原始飞行航路与扇区的边缘相交的图5中所示的空域的图；图10是包括一组跳下弧(jump off arc)以及一组跳上弧(jump on arc)的图9所示的空域的图；图11是包括原始航路、一组跳下弧以及一组跳上弧的完全集成的空域的图；图12是省略了不可用扇区的完整的空域的图；以及图13是包括用于支持本公开的实施方式的通用计算设备的示例性计算环境的框图的图。具体实施方式图1是示出用于针对一个或更多个飞机20建立航路的示例性飞行航路制定系统10的框图。飞行规划系统10可以包括航路规划控制模块22、命令和控制系统24和收发器26。如下面更加详细地解释的，飞行规划系统10可以在由于破坏导致特定飞机的原始飞行航路30(图2所示)的部分变为不可用的情况下为一个或更多个飞机20重新制定航路。可以使得原始飞行航路30的部分变为不可用的破坏的一些示例包括但不限于对流天气状况或空中交通拥塞。命令和控制系统24可以通过收发器26发送信息到飞机20中的每个以及从飞机20中的每个接收信息。例如，命令和控制系统24将由航路规划控制模块22确定的更新的航路制定信息发送至飞机20中的一个或更多个。命令和控制系统24可以包括航空公司人员配备的一个或更多个计算机(未示出)。命令和控制系统24可以被用于收集与各种飞机20相关的信息(诸如，但不仅限于，起飞初始点或当前飞机位置、目的地点、飞机类型、飞机20的当前位置、天气状况、空中交通管制数据、前进方向、海拔、速度、原始规划的飞行航路和燃料信息)。由命令和控制系统24收集的信息可以与航路规划控制模块22共享。航路规划控制模块22可以指的是诸如片上系统中的专用集成电路(ASIC)、电子电路、组合逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)、包括执行代码的硬件或软件
的处理器(共享、专用或组)、或上述的一些或所有的组合，或是以上的部分。如下面更加详细地解释的，航路规划控制模块22包括用于在特定飞机的飞行航路的部分变为不可用的情况下基于来自命令和控制系统24的多个输入为特定飞机20确定另选航路32(图2所示)的控制逻辑。航路规划控制模块22包括用于基于从多个扇区几何数据形成的网络确定另选航路32的控制逻辑。更具体地，航路规划控制模块22可以基于被划分为多个扇区40的空域42(图2所示)来确定另选航路32。可以被划分为扇区40的空域42的一个示例是国家空域系统(NAS)，然而，应当理解，本公开不应该限于具体的空域并且可以工作而不考虑空域42如何被划分为各个扇区或几何数据。现在转到图2，示出了空域42的示例性图，其中，扇区40每个包括六边形形状。具体地，在所示的实施方式中，扇区40可以是一致网格网络46的部分，其中，每个扇区40包括基本上相同的六边形轮廓。应当理解，尽管图2示出了六边形形状的扇区，但该图本质上仅是示例性的，并且本公开不应该限于所示出的示例。实际上，扇区40可以是具有封闭形状的任何类型的多边形，包括但不限于三角形或矩形。此外，如图3所示的实施方式中所见，扇区40甚至可以是不规则形状的多边形。还应当理解，实际上，扇区40通常基于标准真实世界扇区几何数据，这反映了整个空域42主要的飞机流量(flow)和交通水平。参照回图2，还应当理解，扇区40不需要形状相同，并且出于简单和清晰的目的，扇区40仅以该方式示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于被划分为多个扇区(40)的空域(42)以及原始飞行航路(30)确定飞机(20)的另选航路(32)的飞行航路制定系统(10)，其中，所述原始飞行航路(30)具有起飞初始点(52)和目的地点(54)，所述飞行航路制定系统(10)包括：处理器(320)；以及存储器(330)，其存储能够被所述处理器(320)运行以执行包括以下操作的操作的指令：确定所述多个扇区(40)中的每个扇区内的多个点(60)，其中，所述多个点(60)中的每个点沿着所述多个扇区(40)中的一个扇区的边缘设置；针对所述多个扇区(40)中的每个扇区确定至少一条连接弧(122)，其中，所述至少一条连接弧(100)将第一点(60A)与沿着所述多个扇区(40)中的每个扇区的多个边缘(62)中的一个边缘设置的另一点(60)连接；基于至少预测容量确定完整的基于时间的空域网络(150)，其中，所述预测容量表示所述多个扇区(40)中的每个扇区的可用容量以及所述多个扇区中的哪些扇区是不可用的；以及针对所述多个扇区(40)中的每个扇区基于至少所述完整的基于时间的空域网络(150)和所述至少一条连接弧选择所述另选航路(132)作为输出。

【技术特征摘要】
2015.06.08 US 14/733,5501.一种基于被划分为多个扇区(40)的空域(42)以及原始飞行航路(30)确定飞机(20)的另选航路(32)的飞行航路制定系统(10)，其中，所述原始飞行航路(30)具有起飞初始点(52)和目的地点(54)，所述飞行航路制定系统(10)包括：处理器(320)；以及存储器(330)，其存储能够被所述处理器(320)运行以执行包括以下操作的操作的指令：确定所述多个扇区(40)中的每个扇区内的多个点(60)，其中，所述多个点(60)中的每个点沿着所述多个扇区(40)中的一个扇区的边缘设置；针对所述多个扇区(40)中的每个扇区确定至少一条连接弧(122)，其中，所述至少一条连接弧(100)将第一点(60A)与沿着所述多个扇区(40)中的每个扇区的多个边缘(62)中的一个边缘设置的另一点(60)连接；基于至少预测容量确定完整的基于时间的空域网络(150)，其中，所述预测容量表示所述多个扇区(40)中的每个扇区的可用容量以及所述多个扇区中的哪些扇区是不可用的；以及针对所述多个扇区(40)中的每个扇区基于至少所述完整的基于时间的空域网络(150)和所述至少一条连接弧选择所述另选航路(132)作为输出。2.根据权利要求1所述的飞行航路制定系统，其中，所述处理器(320)接收在所选扇区(40)的所选边缘(62)上的特定点处(60A)的垂直线(102)与所述至少一条连接弧(100)中的一条连接弧之间测量的最大连接角度参数作为输入。3.根据权利要求1所述的飞行航路制定系统，其中，所述处理器执行确定多个交点的操作，其中，所述多个交点中的每个交点表示所述多个扇区中的一个扇区的边缘与所述原始飞行航路相交的地方。4.根据权利要求3所述的飞行航路制定系统，其中，所述处理器执行基于所述多个交点将所述原始飞行航路划分为一系列单独的弧的操作。5.根据权利要求3所述的飞行航路制定系统，其中，所述处理器执行基于所述目的地点或所述多个交点中的一个交点确定至少一条跳上弧的操作，其中，所述至少
\t一条跳上弧将所述多个点中的一个点连接至所述多个交点中的一个交点或所述目的地点。6.根据权利要求3所述的飞行航路制定系统，其中，所述处理器执行基于所述多个交点中的一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·S·康，D·R·弗拉福德，M·L·卡特，M·E·伯奇，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US