用于管理空中交通的進(jìn)度管理系統(tǒng)和方法相關(guān)申請(qǐng)案的交叉引用本申請(qǐng)要求2012年6月30日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/666,801的權(quán)益，所述美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的內(nèi)容以引用的方式并入本說(shuō)明書(shū)中。另外，本申請(qǐng)是2011年2月22日提交的共同待決的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序號(hào)13/032,176的部分繼續(xù)專(zhuān)利申請(qǐng)，所述美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的內(nèi)容以引用的方式并入本說(shuō)明書(shū)中。技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明大體涉及用于管理空中交通的方法和系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及用于優(yōu)化空中交通管制操作并使空中交通效率的損失最小化的方法和系統(tǒng)，并且包括通過(guò)包括提前巡航下降(earlycruisedescent)作為承受由一個(gè)或多個(gè)飛行器錯(cuò)過(guò)它的/它們的預(yù)定到達(dá)時(shí)間(STA)而造成的時(shí)間延遲而用于管理到達(dá)飛行器的時(shí)間進(jìn)度表的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
管理接近其到達(dá)機(jī)場(chǎng)的飛行器的時(shí)間進(jìn)度表是通過(guò)空中交通管制執(zhí)行的重要的空中交通管理任務(wù)。重要的是在將到達(dá)飛行器在STA附近的容差參數(shù)范圍內(nèi)輸送至到達(dá)計(jì)量方位(arrivalmeterfix)，盡管存在來(lái)自天氣影響和其他空中交通的干擾。在現(xiàn)代空中交通中，錯(cuò)過(guò)其STA的單架飛機(jī)將具有下游空中交通影響，可能包括錯(cuò)過(guò)著陸時(shí)隙?？臻g(緯度、經(jīng)度、高度)和時(shí)間中的準(zhǔn)確四維軌跡(4DT)使得空中交通管制能夠評(píng)估空中交通和飛行器的未來(lái)位置。這些參數(shù)還可通過(guò)空中交通管制用于進(jìn)度管理的目的，以通過(guò)縱向(速度變化)、橫向(飛行路徑延長(zhǎng)或縮短)或豎直(減小巡航高度以降低速度)改變來(lái)承受空中交通延遲并且改變下游空中交通的到達(dá)時(shí)間。目前，速度變化和飛行路徑橫向改變的組合用于承受時(shí)間延遲。如本說(shuō)明書(shū)所使用，軌跡是飛行器從起飛到著陸的三維位置的時(shí)序序列，并且能夠以數(shù)學(xué)方式來(lái)描述。相比之下，飛行計(jì)劃是由飛行員或班機(jī)調(diào)度員向民航管理部門(mén)提交的一系列文檔，包括諸如出發(fā)位置和到達(dá)位置、出發(fā)時(shí)間和到達(dá)時(shí)間的這類(lèi)信息，所述信息能夠由空中交通管制(ATC)用于提供跟蹤和路線(xiàn)選擇服務(wù)。軌跡是實(shí)現(xiàn)預(yù)期飛行計(jì)劃的一種方式，具有時(shí)間和位置的不確定性。基于軌跡的操作(TBO)是在不久的將來(lái)實(shí)現(xiàn)的先進(jìn)的空中交通系統(tǒng)的重要組成部分，包括美國(guó)下一代空中運(yùn)輸系統(tǒng)(NextGen)和歐洲的單一歐洲天空ATM研究(SESAR)。TBO概念為改進(jìn)的空域操作效率提供基礎(chǔ)。在TBO中實(shí)現(xiàn)的軌跡同步和協(xié)商還使空域用戶(hù)(包括班機(jī)操作員、班機(jī)調(diào)度員、班機(jī)甲板人員、無(wú)人航空系統(tǒng)和軍事用戶(hù))能夠定期以接近它們優(yōu)選軌跡的軌跡來(lái)飛行，從而使包括燃料和時(shí)間效率、風(fēng)力最佳路線(xiàn)選擇和天氣相關(guān)軌跡變化的商業(yè)目標(biāo)能夠結(jié)合到TBO概念中。因此，大量研究已進(jìn)入開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)TBO的系統(tǒng)框架和技術(shù)。TBO的總體目標(biāo)是通過(guò)使用以上提及的空間和時(shí)間中的4DT來(lái)降低與飛行器未來(lái)位置的預(yù)測(cè)相關(guān)聯(lián)的不確定性。4DT的精確使用極大地降低了確定飛行器的當(dāng)前位置和未來(lái)位置以及相對(duì)于時(shí)間的軌跡的不確定性，并且包括在飛行器接近其到達(dá)機(jī)場(chǎng)時(shí)，預(yù)測(cè)飛行器抵達(dá)到達(dá)計(jì)量方位(地理位置，也稱(chēng)為計(jì)量方位、到達(dá)方位或角柱(cornerpost))的時(shí)間的能力。當(dāng)前，空中交通管制依賴(lài)于“基于間隙的管制”系統(tǒng)，這取決于對(duì)飛行器當(dāng)前位置的觀(guān)察，通常沒(méi)有更進(jìn)一步了解飛行器的軌跡。通常，這導(dǎo)致飛行器飛行通過(guò)空中交通管制確定并且不是飛行器優(yōu)選軌跡的路線(xiàn)。切換至TBO將使得飛行器能夠沿著用戶(hù)優(yōu)選的軌跡飛行。在TBO中，用戶(hù)偏好確定在空中交通操作中進(jìn)行的選擇。更確切地，飛行器軌跡和操作過(guò)程是飛行器操作員的商業(yè)目標(biāo)的直接結(jié)果。這些商業(yè)目標(biāo)的基本元素是成本指數(shù)(CI)，所述成本指數(shù)是飛行中的飛行器的時(shí)間成本(成本每分鐘)與燃料成本(成本每千克)的比。飛行器的CI確定其最優(yōu)飛行速度和軌跡，并且是大氣條件、飛行器性能能力和軌跡的函數(shù)，并且因此對(duì)于每次飛行是近乎唯一的。另外，諸如速度和高度的因素不一定隨增加的CI而線(xiàn)性地增加。這樣，在地面模擬中，CI的計(jì)算是困難的。當(dāng)前，空中交通管制員通過(guò)首先關(guān)注安全性和飛行器之間的分離來(lái)維持交通模式。在不關(guān)注優(yōu)選飛行器軌跡的情況下形成此類(lèi)模式，并且這樣空中交通管制員未作出努力來(lái)為飛行器操作員節(jié)約成本。已觀(guān)察到，在諸如這樣的情況下，可進(jìn)行更加節(jié)約成本的其他可行軌跡變化。確定優(yōu)選軌跡所需要的最優(yōu)化和計(jì)算最可能不是可能由人操作員或交通管制員進(jìn)行，并且需要由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供。在這樣一種情況下，計(jì)算機(jī)將為人操作員提供優(yōu)選軌跡選項(xiàng)，所述人操作員隨后將從一系列可能的軌跡中進(jìn)行選擇。為使TBO有效地起作用，需要對(duì)來(lái)自相關(guān)飛行器的軌跡數(shù)據(jù)的積累和編譯。用戶(hù)優(yōu)選軌跡(飛行器操作員最期望的那些軌跡)可能經(jīng)常彼此沖突，尤其是在不再基于間隙的空中交通系統(tǒng)中。盡管TBO將改進(jìn)效率，但它必須處理軌跡和交通沖突。軌跡協(xié)商確定多種飛行器的軌跡要求或意圖，并且試圖形成滿(mǎn)足盡可能多的用戶(hù)偏好的解決方案并更好地利用可用空域。這樣一個(gè)軌跡協(xié)商依賴(lài)于飛行器軌跡數(shù)據(jù)以及人的決策和軌跡參數(shù)選擇。當(dāng)前，飛行路徑的橫向變化以及速度變化用于承受空中交通飛行延遲。然而，所期望的是提前下降軌跡變化是否可用于承受空中交通的飛行延遲。美國(guó)國(guó)家航空航天局(NationalAeronauticsandSpaceAdministration，NASA)艾姆斯研究中心已在NASA的航路下降咨詢(xún)(En-RouteDescentAdvisor，EDA)中，通過(guò)利用有經(jīng)驗(yàn)的航路交通管制中心(AirRouteTrafficControlCenter，ARTCC)部門(mén)管制員進(jìn)行人在回路仿真實(shí)驗(yàn)(human-in-the-loopsimulationexperiment)，研究了使用高度變化(下降)咨詢(xún)能力的可行性，如在A(yíng)IAA導(dǎo)航制導(dǎo)管制大會(huì)中所公開(kāi)的、標(biāo)題為“對(duì)無(wú)沖突連續(xù)下降到達(dá)的中間巡航高度咨詢(xún)的影響(ImpactsonIntermediateCruise-AltitudeAdvisoryforConflict-FreeContinuous-DescentArrival)”的論文中所報(bào)告，2011年8月8日，美國(guó)俄勒岡州波特蘭。在連續(xù)下降或提前下降的軌跡中，飛行器比在標(biāo)準(zhǔn)軌跡中要更早得多以空轉(zhuǎn)或接近空轉(zhuǎn)推力設(shè)置開(kāi)始下降。通過(guò)在飛行路徑中更早地開(kāi)始緩慢下降，可承受時(shí)間延遲并且可消耗較少燃料。在圖1中示出提前下降軌跡的基本輪廓。遵循提前下降軌跡的飛行器可以連續(xù)下降到指定計(jì)量方位位置或下降到中間較低高度，從而允許飛行器以較慢的速度飛行以便承受飛行延遲并且可能消耗較少燃料。當(dāng)必須承受空中交通的時(shí)間延遲時(shí)，提前下降機(jī)動(dòng)飛行(maneuver)可提供優(yōu)于對(duì)飛行器軌跡的橫向或速度變化的明顯的成本優(yōu)勢(shì)。然而，通過(guò)確定滿(mǎn)足空中交通安全限制的優(yōu)選軌跡，承受適當(dāng)?shù)难舆t和節(jié)約材料最有可能超越人管制員的計(jì)算能力，尤其是在人管制員是專(zhuān)注于防止空中交通沖突的情況下。因此，必須使系統(tǒng)處于適當(dāng)位置中，所述位置能夠確定可包括提前下降機(jī)動(dòng)飛行一個(gè)優(yōu)選軌跡或若干優(yōu)選軌跡，并且隨后能夠向可將命令轉(zhuǎn)發(fā)給飛行器飛行員的人管制員提供這些軌跡。在空中交通沖突需要飛機(jī)機(jī)動(dòng)飛行以承受時(shí)間延遲的情況下，這個(gè)系統(tǒng)將提供優(yōu)于飛行器軌跡的簡(jiǎn)單橫向和縱向變化的軌跡選項(xiàng)，同時(shí)仍意識(shí)到空中交通安全性和由于周?chē)煌ǘ斐傻牟僮飨拗?。美?guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2009/0157288試圖解決類(lèi)似的問(wèn)題，但將解決方案中的參與者(actor)限制為單個(gè)飛行器。飛行器僅從空中交通管制接收時(shí)間延遲因子，并且獨(dú)立于來(lái)自地面系統(tǒng)的任何額外信息，確定最好的軌跡修改以滿(mǎn)足這個(gè)時(shí)間延遲。雖然可使信息和決策完全針對(duì)飛行器或地面系統(tǒng)，但在這些方法的任一個(gè)中存在對(duì)信息的準(zhǔn)確性和可用性的限制。通常，這樣的計(jì)算取決于飛行器附近的整個(gè)空中交通條件，并且因此這些決策的結(jié)果不孤立于飛行器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供用于管理到達(dá)飛行器接近它們的到達(dá)機(jī)場(chǎng)的時(shí)間進(jìn)度表的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明提供用于改變飛行器飛行軌跡(包括但不限于提前巡航下降)的裝置，以便補(bǔ)償空中交通調(diào)度變化，包括但不限于由于一個(gè)或多個(gè)飛行器錯(cuò)過(guò)它的/它們的STA(預(yù)定到達(dá)時(shí)間)而引起的時(shí)間延遲。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供用于管理包括處于限定空域內(nèi)的多個(gè)飛行器并且接近到達(dá)機(jī)場(chǎng)的空中交通的進(jìn)度管理系統(tǒng)，其中所述多個(gè)飛行器中的每一個(gè)均具有包括三維位置和速度的現(xiàn)有軌跡參數(shù)。所述進(jìn)度管理系統(tǒng)包括：飛行器上飛行管理系統(tǒng)(FMS)，所述飛行器上飛行管理系統(tǒng)與多個(gè)飛行器單獨(dú)關(guān)聯(lián)并且適用于確定與其關(guān)聯(lián)的飛行器的飛行器軌跡和飛行特定成本數(shù)據(jù)；和空中交通管制系統(tǒng)，所述空中交通管制系統(tǒng)適用于監(jiān)視多個(gè)飛行器，但并不位于所述多個(gè)飛行器中的任一個(gè)上。空中交通管制系統(tǒng)具有決策支持工具并且可操作用于從FMS獲得飛行器軌跡和飛行特定成本數(shù)據(jù)并且針對(duì)沿去往到達(dá)機(jī)場(chǎng)的路徑的至少一個(gè)位置(例如，計(jì)量方位點(diǎn))產(chǎn)生所述多個(gè)飛行器中的每一個(gè)的STA。如果多個(gè)飛行器中的任一個(gè)在所述位置錯(cuò)過(guò)它的STA并且由此使得飛向所述位置的多個(gè)飛行器中的第二個(gè)延遲，從而對(duì)第二飛行器強(qiáng)加更后的STA，那么空中交通管制系統(tǒng)可操作用于將飛行器軌跡和飛行特定成本數(shù)據(jù)傳輸至決策支持工具，使用決策支持工具確定特定的軌跡改變對(duì)于第二飛行器承受與更后的STA關(guān)聯(lián)的延遲是否更為節(jié)省成本，并且隨后基于由決策支持工具幫助的人決策來(lái)向第二飛行器傳輸指令。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供用于管理包括處于限定空域內(nèi)的多個(gè)飛行器并且接近到達(dá)機(jī)場(chǎng)的空中交通的方法，其中所述多個(gè)飛行器中的每一個(gè)均具有包括三維位置和速度的現(xiàn)有軌跡參數(shù)。所述方法包括：通過(guò)與多個(gè)飛行器單獨(dú)關(guān)聯(lián)的飛行器上FMS來(lái)確定多個(gè)飛行器中的每一個(gè)的飛行器軌跡和飛行特定成本數(shù)據(jù)；通過(guò)并不位于多個(gè)飛行器中的任一個(gè)上的空中交通管制系統(tǒng)來(lái)監(jiān)視多個(gè)飛行器；并且隨后針對(duì)沿去往到達(dá)機(jī)場(chǎng)的路徑的至少一個(gè)位置(例如，計(jì)量方位點(diǎn))來(lái)通過(guò)空中交通管制系統(tǒng)產(chǎn)生多個(gè)飛行器中的每一個(gè)的STA。如果多個(gè)飛行器中的任一個(gè)在所述位置錯(cuò)過(guò)它的STA并且由此使得飛向所述位置的多個(gè)飛行器中的第二個(gè)延遲，從而對(duì)第二個(gè)飛行器強(qiáng)加更后的STA，那么所述方法進(jìn)一步包括將從FMS獲得的飛行器軌跡和飛行特定成本數(shù)據(jù)傳輸至空中交通管制系統(tǒng)的決策支持工具，使用決策支持工具確定特定的軌跡改變對(duì)于讓第二飛行器來(lái)承受與更后的STA關(guān)聯(lián)的延遲是否更節(jié)省成本，并且隨后基于由決策支持工具幫助的人決策來(lái)向第二飛行器傳輸指令。本發(fā)明的技術(shù)效果在于，盡管管理到達(dá)飛行器的時(shí)間進(jìn)度表的現(xiàn)有方法依賴(lài)于完全留給單獨(dú)飛行器或地面系統(tǒng)的信息和決策，本發(fā)明尋求提供準(zhǔn)確和全面的進(jìn)度管理系統(tǒng)，所述進(jìn)度管理系統(tǒng)在基于地面的空中交通管制系統(tǒng)(例如，空中交通管制中心)的影響范圍內(nèi)使用飛行器和從飛行器接收的飛行數(shù)據(jù)，并且隨后使用地面系統(tǒng)的決策支持工具(DST)來(lái)計(jì)算所管理的每個(gè)飛行器的估計(jì)到達(dá)時(shí)間(ETA)并且確定是否對(duì)承受飛行器的時(shí)間延遲或時(shí)空提前存在需求。從以下詳細(xì)描述中將更好地理解本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)。附圖說(shuō)明圖1示意性地表示可由本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)施的提前下降軌跡的基本輪廓。圖2是用于基于單獨(dú)飛行器的軌跡和飛行特定成本數(shù)據(jù)管理接近到達(dá)機(jī)場(chǎng)的空中交通的進(jìn)度管理方法和系統(tǒng)的方框圖。圖3是表示給定時(shí)間延遲與可用來(lái)在提前下降機(jī)動(dòng)飛行中從到計(jì)量方位點(diǎn)某個(gè)距離開(kāi)始承受時(shí)間延遲的高度變化之間的關(guān)系的圖。圖4表示與常規(guī)的橫向或速度變化相比，在通過(guò)實(shí)施飛行器軌跡的提前下降機(jī)動(dòng)飛行來(lái)承受空中交通的時(shí)間延遲時(shí)可實(shí)現(xiàn)的潛在成本優(yōu)勢(shì)。具體實(shí)施方式本發(fā)明提供用于管理接近到達(dá)機(jī)場(chǎng)的空中交通的進(jìn)度管理系統(tǒng)和方法。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，空域內(nèi)的飛行器配備有確定單獨(dú)飛行器的飛行器軌跡和飛行特定成本數(shù)據(jù)的飛行器上飛行管理系統(tǒng)(FMS)，在所述單獨(dú)飛行器上安裝有所述飛行器上飛行管理系統(tǒng)。進(jìn)度管理系統(tǒng)在空中交通管制(ATC)中心的影響范圍內(nèi)從飛行器的FMS接收飛行器軌跡和飛行特定成本數(shù)據(jù)，所述空中交通管制中心的地面系統(tǒng)配備有決策支持工具(DST)。空中交通管制系統(tǒng)在沿著去往到達(dá)機(jī)場(chǎng)的一個(gè)或多個(gè)路徑的一個(gè)或多個(gè)計(jì)量方位點(diǎn)(meterfixpoint)處確定飛行器的預(yù)定到達(dá)時(shí)間(STA)，并且如果任何飛行器錯(cuò)過(guò)它的STA并且由此對(duì)飛向所述計(jì)量方位點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)其他飛行器強(qiáng)加時(shí)間延遲，則DST使用其他(延遲的)飛行器的飛行器軌跡和飛行特定成本數(shù)據(jù)來(lái)確定飛行器軌跡變化在一個(gè)或多個(gè)承受時(shí)間延遲方面是否是有利的。如果適當(dāng)，這樣一個(gè)確定可由空中交通管制人員傳輸給延遲的飛行器。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，飛行特定成本信息由飛行器產(chǎn)生并提供給DST進(jìn)行分析?；诂F(xiàn)有的計(jì)算能力，DST優(yōu)選是基于地面的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一部分并且并不位于飛行器上。這提供了更大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理能力，考慮到DST可具有大得多的尺寸，設(shè)計(jì)用于安裝在房間或建筑物內(nèi)，并且不位于飛行器艙中?；诘孛娴腄ST還提供用于在空中交通管制系統(tǒng)的管制下編譯來(lái)自多個(gè)飛行器的輸入數(shù)據(jù)的更好媒介。應(yīng)指出，本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例提供促進(jìn)空中交通管制的進(jìn)步的能力，具體來(lái)說(shuō)，以便適應(yīng)未來(lái)將實(shí)施的先進(jìn)的空中交通系統(tǒng)諸如基于軌跡的操作(TBO)，包括NextGen和SESAR演變。這樣，DST設(shè)計(jì)用于不僅僅通過(guò)一個(gè)飛行器起作用，而是通過(guò)大量不同的飛行器、軌跡、位置和時(shí)間限制起作用。到達(dá)管理器(AMAN)通常用于擁擠空域以計(jì)算飛行器在具體機(jī)場(chǎng)的到達(dá)進(jìn)度表。進(jìn)度管理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可使用飛行器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和/或來(lái)自飛行器的預(yù)測(cè)軌跡來(lái)構(gòu)建在某個(gè)點(diǎn)(通常是位于終端空域邊界的計(jì)量方位)到達(dá)的飛行器的進(jìn)度表?，F(xiàn)今，這個(gè)功能由聯(lián)邦航空局的交通管理顧問(wèn)(TMA)在美國(guó)執(zhí)行，而其他AMAN在國(guó)際上被使用?？傮w上，本發(fā)明可以利用到達(dá)進(jìn)度表工具，所述到達(dá)進(jìn)度表工具基于飛行器數(shù)據(jù)監(jiān)視飛行器并且計(jì)算到達(dá)飛行器到達(dá)計(jì)量方位的順序和STA。盡管大多數(shù)當(dāng)前的進(jìn)度表使用先來(lái)先服務(wù)算法來(lái)計(jì)算STA，但存在很多不同的替代進(jìn)度表裝置，包括裝備最好服務(wù)最佳的進(jìn)度表。另一方面，DST是用于產(chǎn)生替代軌跡的咨詢(xún)工具，所述替代軌跡將使得后到達(dá)的飛行器能夠準(zhǔn)確地執(zhí)行提前下降軌跡(這可導(dǎo)致速度降低)，所述提前下降軌跡將會(huì)根據(jù)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)針對(duì)后達(dá)到飛行器計(jì)算的延遲STA將飛行器輸送至計(jì)量方位。作為本發(fā)明的進(jìn)度管理系統(tǒng)的實(shí)施和操作的非限制性實(shí)例，圖2表示在機(jī)場(chǎng)附近出現(xiàn)的空中交通沖突，其中兩個(gè)飛行器將同時(shí)抵達(dá)機(jī)場(chǎng)的交通模式。在參照?qǐng)D2描述的場(chǎng)景下，必須使一個(gè)飛行器(在圖2中示出)延遲，以使得另一個(gè)飛行器(未示出)可以首先進(jìn)入交通模式并且會(huì)在飛行器之間提供充分的空間量。盡管空中交通管制人員僅可以要求延遲飛行器降低它的巡航速度或僅作出另一個(gè)簡(jiǎn)單的軌跡改變，這樣做對(duì)于飛行器操作員來(lái)說(shuō)可能不是最節(jié)省成本或最希望的。在進(jìn)度管理系統(tǒng)內(nèi)，提供具有基于地面的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的空中交通管制系統(tǒng)，所述基于地面的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在每個(gè)飛行器進(jìn)入正由空中交通管制系統(tǒng)監(jiān)視的空域時(shí)監(jiān)視每個(gè)飛行器的4D(高度、橫向路線(xiàn)和時(shí)間)軌跡(4DT)。適當(dāng)配備有機(jī)載FMS(或，例如，數(shù)據(jù)通信(DataComm)系統(tǒng))的飛行器能夠直接向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供這一信息。具體來(lái)說(shuō)，很多先進(jìn)的FMS能夠準(zhǔn)確地計(jì)算4DT數(shù)據(jù)，所述4DT數(shù)據(jù)可使用CPDLC、ADS-C或飛行器與空中交通管制系統(tǒng)之間的另一個(gè)數(shù)據(jù)通信機(jī)構(gòu)或來(lái)自班機(jī)調(diào)度員的另一個(gè)數(shù)字交換機(jī)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)交換。對(duì)于監(jiān)視空域內(nèi)的每個(gè)飛行器，與空中交通管制系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)針對(duì)與飛行器共享的到達(dá)(目的地)機(jī)場(chǎng)關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)計(jì)量方位計(jì)算估計(jì)到達(dá)時(shí)間(ETA)。使多個(gè)飛行器的ETA以隊(duì)列形式存儲(chǔ)，所述隊(duì)列是可由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其DST訪(fǎng)問(wèn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的一部分。在參照?qǐng)D2描述的場(chǎng)景中，其中第一飛行器(未示出)首先進(jìn)入交通模式，這導(dǎo)致另一個(gè)飛行器(在圖2中示出)延遲，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行計(jì)算來(lái)基于從飛行器推斷或下行的信息確定第一飛行器的ETA和延遲飛行器的適當(dāng)延遲時(shí)間。通過(guò)使用4DT、飛行特定成本數(shù)據(jù)以及任選地基于從延遲飛行器獲得的飛行器操作員的商業(yè)目的的參數(shù)選擇，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使用DST來(lái)計(jì)算若干可能的替代軌跡，這些替代軌跡會(huì)使得延遲飛行器充分地延遲并且解決交通沖突，同時(shí)還通過(guò)可能地開(kāi)始提前下降而節(jié)約飛行器運(yùn)行成本。在這種情況下，通過(guò)使用適當(dāng)?shù)腁TCo界面(諸如圖形/用戶(hù)界面)，空中交通管制人員可以選擇由DST推薦的可能軌跡中的一條(可能包括提前下降)并向延遲飛行器轉(zhuǎn)發(fā)這一請(qǐng)求。這樣，人仍可以作出決定來(lái)改變飛行器的軌跡，但DST通過(guò)計(jì)算和推薦可包括一條或多條提前下降軌跡的更為節(jié)省成本的解決方案來(lái)促進(jìn)更好的操作效率。一旦下降軌跡請(qǐng)求已由延遲飛行器記錄(“飛行員檢查”)并實(shí)施(“4DT”)，空中交通管制系統(tǒng)便可遵守所述請(qǐng)求繼續(xù)監(jiān)視飛行器軌跡。如果必要并且可能，空中交通管制系統(tǒng)可以將ETA更新至存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)隊(duì)列中的每個(gè)飛行器的計(jì)量方位。如圖2中所示，進(jìn)度管理系統(tǒng)可以被實(shí)施來(lái)參照起始和最終調(diào)度地平線(xiàn)(schedulinghorizon)進(jìn)行工作。起始調(diào)度地平線(xiàn)是空間地平線(xiàn)，是每個(gè)飛行器進(jìn)入給定空域(例如，在到達(dá)機(jī)場(chǎng)的約200海里(370.4km)內(nèi)的空域)的位置。ATM系統(tǒng)監(jiān)視飛行器的位置并且一旦飛行器進(jìn)入起始調(diào)度地平線(xiàn)，即被觸發(fā)。最終調(diào)度地平線(xiàn)(也稱(chēng)為STA凍結(jié)地平線(xiàn))是由特定到達(dá)時(shí)間計(jì)量方位限定。STA凍結(jié)地平線(xiàn)可在未來(lái)定義為小于或等于(例如)二十分鐘的飛行器計(jì)量方位ETA。一旦飛行器穿過(guò)STA凍結(jié)地平線(xiàn)，它的STA保持不變，進(jìn)度管理系統(tǒng)得以觸發(fā)，并使任何滿(mǎn)足時(shí)間機(jī)動(dòng)飛行被上行傳輸至飛行器以執(zhí)行由進(jìn)度管理系統(tǒng)的DST設(shè)計(jì)的替代軌跡之一。在圖1中示意性地表示延遲飛行器的提前下降軌跡的基本輪廓，其證明飛行器開(kāi)始下降(例如，在空轉(zhuǎn)或接近空轉(zhuǎn)推力設(shè)置下)比在標(biāo)準(zhǔn)軌跡中要早得多。通過(guò)在飛行路徑中早得多地開(kāi)始緩慢下降，承受時(shí)間延遲并且在優(yōu)選實(shí)施例中，消耗較少燃料。飛行器可以繼續(xù)下降到指定計(jì)量方位位置或下降到中間較低高度，從而允許飛行器以較慢的速度飛行以便承受飛行延遲并且消耗較少燃料。在必須承受空中交通的時(shí)間延遲時(shí)，圖1所示類(lèi)型的并且通過(guò)圖2的進(jìn)度管理系統(tǒng)變得可能的提前下降機(jī)動(dòng)飛行可以提供優(yōu)于飛行器軌跡的橫向或速度變化的明顯成本優(yōu)勢(shì)。產(chǎn)生本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)評(píng)估包括對(duì)以下各項(xiàng)的模擬：多個(gè)波音737模型的飛行器類(lèi)型、風(fēng)速輪廓線(xiàn)和滿(mǎn)足時(shí)間目標(biāo)，包括產(chǎn)生了圖3中用曲線(xiàn)圖表示的時(shí)間延遲數(shù)據(jù)以及圖4中繪制的預(yù)測(cè)燃料成本的模擬。圖3中的曲線(xiàn)圖表示為承受某個(gè)時(shí)間延遲所需的高度變化程度之間的關(guān)系，在提前下降機(jī)動(dòng)飛行中離計(jì)量方位點(diǎn)給定一定距離。雖然在恒風(fēng)條件下燃料使用對(duì)于提前巡航下降比對(duì)于相應(yīng)的路徑伸展總體上更高，但觀(guān)察到非恒風(fēng)場(chǎng)的存在，因?yàn)榕c較高高度處的路徑伸展相比，可能提供顯著的燃料節(jié)約。還開(kāi)發(fā)了基于費(fèi)用系數(shù)的框架，所述框架可以支持最優(yōu)滿(mǎn)足時(shí)間進(jìn)度管理機(jī)動(dòng)飛行的基于地面的計(jì)算。在第30次數(shù)字航空電子系統(tǒng)會(huì)議(2011年10月16-20日)的Torres等人的“通過(guò)用戶(hù)偏好驅(qū)動(dòng)的軌跡管理(TrajectoryManagementDrivenbyUserPreferences)”論述這樣一種框架的論述，所述論述的關(guān)于這樣一種框架的教義以引用的方式并入本說(shuō)明書(shū)中。操作飛行的成本可以分解成燃料成本以及其他直接和時(shí)間相關(guān)成本，包括但不限于組員工資、飛行器維護(hù)、客運(yùn)和貨運(yùn)物流和設(shè)備貶值。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例涉及從飛行器的機(jī)載FMS減去有效的操作成本。用于計(jì)算和評(píng)估操作成本的合適機(jī)制可以包括成本指數(shù)，如上文以及Torres中所論述。特定飛行器的這樣的計(jì)算和評(píng)估可能位于于飛行器本身上，因?yàn)閿?shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理所必要的硬件要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及基于地面的系統(tǒng)的DST所要求的。待處理的信息將取決于或直接與特定飛行器相關(guān)，這與大體屬于由給定空中交通管制中心監(jiān)視的空中交通內(nèi)的所有飛行器形成對(duì)照。所述機(jī)制隨后使得所述信息可用于(下行至)空中交通管制系統(tǒng)及其DST。如上所述，Torres含有對(duì)基于成本系數(shù)的框架的論述，所述框架可以支持最優(yōu)滿(mǎn)足時(shí)間進(jìn)度管理機(jī)動(dòng)飛行的基于地面的計(jì)算，通過(guò)所述論計(jì)算響應(yīng)于錯(cuò)過(guò)其STA的較早飛行器確定飛行器的新的成本優(yōu)化的STA?？傮w上，就速度、橫向路徑變化(路徑長(zhǎng)度變化)或巡航高度的變化而言，這樣一種框架涉及計(jì)算其當(dāng)前計(jì)劃軌跡的各種類(lèi)型的變化的成本(相對(duì)于當(dāng)前計(jì)劃軌跡或絕對(duì)成本)的飛行器。所述巡航高度變化最有可能是巡航高度的減小以降低速度，盡管巡航高度的增加有可能是適當(dāng)?shù)模?，如果較高高度處的強(qiáng)大逆風(fēng)可導(dǎo)致整體時(shí)間延遲，所述整體時(shí)間延遲能夠滿(mǎn)足由于較早飛行器錯(cuò)過(guò)其STA而成為必要的飛行器的更后STA。使這個(gè)成本信息傳輸至地面上的DST(可能作為來(lái)自飛行器的成本系數(shù)集)。鑒于上述情況，成本信息可以用于確定特定進(jìn)程改變是否為與(例如)路徑伸展或另一個(gè)機(jī)動(dòng)飛行相比，滿(mǎn)足進(jìn)度表的更有效的方法。這樣一個(gè)進(jìn)程改變的非限制性實(shí)例將為對(duì)于滿(mǎn)足飛行器的新的STA來(lái)說(shuō)最優(yōu)的提前下降軌跡，特定實(shí)例為由于較早飛行器錯(cuò)過(guò)其STA而成為必須的更后STA。DST將飛行器提供的可用信息編譯到更有用的工具中。如果TBO的一部分較早進(jìn)行描述，DST產(chǎn)生并編譯信息，通過(guò)所述信息可發(fā)生軌跡協(xié)商，并且根據(jù)所述信息，DST優(yōu)選產(chǎn)生若干可能的替代軌跡，其中的一個(gè)或多個(gè)可以由飛行器操作員優(yōu)選和/或適合現(xiàn)有空中交通環(huán)境的限制。DST旨在能夠通過(guò)適當(dāng)界面向一個(gè)或多個(gè)人用戶(hù)提供所有可用的飛行數(shù)據(jù)以及優(yōu)選軌跡而促進(jìn)更好地使用空域并且滿(mǎn)足航空器用戶(hù)優(yōu)選軌跡，所述界面允許用戶(hù)基于軌跡以及潛在額外信息作出決定。通過(guò)對(duì)所管理的飛行器的STA的訪(fǎng)問(wèn)，DST可以基于預(yù)測(cè)飛行器軌跡來(lái)計(jì)算飛行器的ETA。如果飛行器的ETA早于其STA，則需要承受時(shí)間延遲。相反，如果飛行器的ETA晚于其STA，則需要使飛行器在時(shí)間上提前?；诘孛娴腄ST可考慮速度變化(單個(gè)速度指令或時(shí)間限制，如要求到達(dá)時(shí)間(RTA))、橫向路徑伸展或捷徑和/或巡航高度變化的各種組合。由下行成本系數(shù)構(gòu)成的成本面用于評(píng)估和選擇飛行器的滿(mǎn)足時(shí)間機(jī)動(dòng)飛行，以及更優(yōu)選地，在到達(dá)計(jì)量方位滿(mǎn)足STA時(shí)對(duì)于飛行器看上去最有利的最佳滿(mǎn)足時(shí)間機(jī)動(dòng)飛行。鑒于上述情況，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)提前巡航下降作為針對(duì)空中交通管制人員設(shè)定為可用的可行選項(xiàng)的一部分，從而擴(kuò)大針對(duì)滿(mǎn)足時(shí)間進(jìn)度管理的選項(xiàng)設(shè)置。這也增大了了速度變化和路徑伸展以外的可用自由度，從而允許更好地識(shí)別在擁擠空域中滿(mǎn)足時(shí)機(jī)要求的無(wú)沖突軌跡。利用更廣泛的選項(xiàng)設(shè)置以及用于計(jì)算與每個(gè)選項(xiàng)關(guān)聯(lián)的成本的裝置，可考慮并滿(mǎn)足飛行器商業(yè)目的。雖然本發(fā)明已就某些實(shí)施例進(jìn)行了描述，但很顯然，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以使用其他形式。相應(yīng)地，應(yīng)理解，本發(fā)明不限于本說(shuō)明書(shū)中描述的具體實(shí)施例。因此，本發(fā)明的范圍僅受隨附權(quán)利要求書(shū)的限制。