所公開的系統(tǒng)涉及飛機(jī)的飛行航路制定(routing)系統(tǒng)，并且更具體地，涉及用于基于被劃分為多個(gè)扇區(qū)(sector)的空域確定飛機(jī)的另選航路的飛行航路制定系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

有時(shí)，由于諸如例如對(duì)流天氣狀況或空中交通擁塞的破壞導(dǎo)致飛機(jī)的飛行航路的部分可能變?yōu)椴豢捎玫?。在飛行航路的部分變?yōu)椴豢捎玫那闆r下，需要確定避免阻塞空域的另選航路。具體地，飛機(jī)應(yīng)該沿著另選航路重新路由飛機(jī)，并且被盡可能快地以及盡可能有效地引導(dǎo)到最終目的地。

用于確定另選航路的兩種已知和常用的方法是在基于航點(diǎn)(waypoint)網(wǎng)絡(luò)上重新制定航路以及在基于一致的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)上重新制定航路?；诤近c(diǎn)網(wǎng)絡(luò)方法可能是用于確定另選航路的相對(duì)簡(jiǎn)單的方式。然而，如歷史上限定的，航點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)包括有限組的航點(diǎn)，進(jìn)而轉(zhuǎn)換成飛機(jī)的有限組的重新制定航路選項(xiàng)。這進(jìn)而常常導(dǎo)致比圍繞阻塞的空域所必須的路程更長(zhǎng)的繞道。在一致的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)上重新制定航路通常包括在整個(gè)空域一致間隔開的連接點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，并且常?；诙噙呅?諸如，例如，六邊形、矩形或三角形)的網(wǎng)格的中心或邊緣點(diǎn)。依賴于網(wǎng)格的粒度以及用于形成點(diǎn)之間的連接的方法，基于一致的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)確定另選航路經(jīng)常也是效率低的。

除了上述困難之外，依賴于航路的路徑怎樣與空域扇區(qū)的幾何數(shù)據(jù)(geometry)對(duì)齊，基于一致的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)確定的航路也可能是不實(shí)用的。具體地，飛機(jī)可能飛得太接近扇區(qū)的邊緣，或甚至可能切掉扇區(qū)的拐角。由于當(dāng)飛機(jī)飛得太接近扇區(qū)的邊緣或切掉扇區(qū)的拐角時(shí)對(duì)空中交通管制員造成額外的工作負(fù)載，所以這應(yīng)該被避免。因此，在本領(lǐng)域中存在對(duì)用于確定飛機(jī)的另選航路的改進(jìn)的方法的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個(gè)方面，公開了用于基于被劃分為多個(gè)扇區(qū)的空域以及具有起飛初始點(diǎn)和目的地點(diǎn)的原始飛行航路確定飛機(jī)的另選航路的飛行航路制定系統(tǒng)。飛行航路制定系統(tǒng)包括處理器和存儲(chǔ)可由處理器運(yùn)行以執(zhí)行包括確定多個(gè)扇區(qū)中的每個(gè)扇區(qū)內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)的操作的指令的存儲(chǔ)器。所述多個(gè)點(diǎn)中的每個(gè)點(diǎn)沿著多個(gè)扇區(qū)中的一個(gè)扇區(qū)的邊緣設(shè)置。處理器還執(zhí)行包括針對(duì)每個(gè)扇區(qū)確定至少一條連接弧的操作，其中，連接弧將第一點(diǎn)與沿著每個(gè)扇區(qū)的多個(gè)邊緣中的一個(gè)邊緣設(shè)置的另一個(gè)點(diǎn)連接。處理器還執(zhí)行用于基于至少預(yù)測(cè)容量確定完整的基于時(shí)間的空域網(wǎng)絡(luò)的操作，其中，基于時(shí)間的預(yù)測(cè)容量表示每個(gè)扇區(qū)可用的容量以及多個(gè)扇區(qū)中的哪個(gè)扇區(qū)是不可用的。處理器還執(zhí)行針對(duì)每個(gè)扇區(qū)基于至少完整的基于時(shí)間的空域網(wǎng)絡(luò)以及至少一條連接弧選擇另選航路作為輸出的操作。

在另一個(gè)方面，公開了基于被劃分為多個(gè)扇區(qū)的空域以及具有起飛初始點(diǎn)和目的地點(diǎn)的原始飛行航路確定飛機(jī)的另選航路的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法。該方法包括由處理器確定多個(gè)扇區(qū)中的每個(gè)扇區(qū)內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)，其中，多個(gè)點(diǎn)中的每個(gè)點(diǎn)沿著多個(gè)扇區(qū)中的一個(gè)扇區(qū)的邊緣設(shè)置。該方法還包括由處理器針對(duì)每個(gè)扇區(qū)確定至少一條連接弧。連接圓弧將第一點(diǎn)與沿著每個(gè)扇區(qū)的邊緣中的一個(gè)邊緣設(shè)置的另一點(diǎn)連接。處理器還包括基于至少預(yù)測(cè)容量確定完整的基于時(shí)間的空域網(wǎng)絡(luò)的操作，其中，基于時(shí)間的預(yù)測(cè)容量表示每個(gè)扇區(qū)的可用的容量以及多個(gè)扇區(qū)中的哪個(gè)扇區(qū)是不可用的。最后，該方法還包括由處理器針對(duì)每個(gè)扇區(qū)基于至少完整的基于時(shí)間的空域網(wǎng)絡(luò)以及至少一個(gè)連接圓弧選擇另選航路。

所公開的方法和系統(tǒng)的其它目的和優(yōu)勢(shì)從以下描述、附圖和所附權(quán)利要求將明顯。

附圖說明

圖1是針對(duì)一個(gè)或更多個(gè)飛機(jī)建立航路的示例性飛行航路制定系統(tǒng)的框圖，其中，飛行航路制定系統(tǒng)包括航路規(guī)劃控制模塊；

圖2是包括多個(gè)一致形狀的扇區(qū)的空域的示例性圖；

圖3是具有不規(guī)則形狀的扇區(qū)的示例性圖；

圖4是圖1所示的航路規(guī)劃控制模塊的框圖；

圖5是圖2中的每個(gè)扇區(qū)的每個(gè)邊緣包括單個(gè)點(diǎn)的空域的示例性圖；

圖6是圖5中所見的單個(gè)扇區(qū)的圖，其中，在邊緣上的多個(gè)點(diǎn)中的一個(gè)點(diǎn)與扇區(qū)的另一個(gè)邊緣上的另一個(gè)點(diǎn)之間畫弧；

圖7是確定了所有可能的弧的圖6中的扇區(qū)的圖；

圖8是確定了跨過扇區(qū)的每條弧的圖5中的空域的圖；

圖9是原始飛行航路與扇區(qū)的邊緣相交的圖5中所示的空域的圖；

圖10是包括一組跳下弧(jump off arc)以及一組跳上弧(jump on arc)的圖9所示的空域的圖；

圖11是包括原始航路、一組跳下弧以及一組跳上弧的完全集成的空域的圖；

圖12是省略了不可用扇區(qū)的完整的空域的圖；以及

圖13是包括用于支持本公開的實(shí)施方式的通用計(jì)算設(shè)備的示例性計(jì)算環(huán)境的框圖的圖。

具體實(shí)施方式

圖1是示出用于針對(duì)一個(gè)或更多個(gè)飛機(jī)20建立航路的示例性飛行航路制定系統(tǒng)10的框圖。飛行規(guī)劃系統(tǒng)10可以包括航路規(guī)劃控制模塊22、命令和控制系統(tǒng)24和收發(fā)器26。如下面更加詳細(xì)地解釋的，飛行規(guī)劃系統(tǒng)10可以在由于破壞導(dǎo)致特定飛機(jī)的原始飛行航路30(圖2所示)的部分變?yōu)椴豢捎玫那闆r下為一個(gè)或更多個(gè)飛機(jī)20重新制定航路?？梢允沟迷硷w行航路30的部分變?yōu)椴豢捎玫钠茐牡囊恍┦纠ǖ幌抻趯?duì)流天氣狀況或空中交通擁塞。

命令和控制系統(tǒng)24可以通過收發(fā)器26發(fā)送信息到飛機(jī)20中的每個(gè)以及從飛機(jī)20中的每個(gè)接收信息。例如，命令和控制系統(tǒng)24將由航路規(guī)劃控制模塊22確定的更新的航路制定信息發(fā)送至飛機(jī)20中的一個(gè)或更多個(gè)。命令和控制系統(tǒng)24可以包括航空公司人員配備的一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)(未示出)。命令和控制系統(tǒng)24可以被用于收集與各種飛機(jī)20相關(guān)的信息(諸如，但不僅限于，起飛初始點(diǎn)或當(dāng)前飛機(jī)位置、目的地點(diǎn)、飛機(jī)類型、飛機(jī)20的當(dāng)前位置、天氣狀況、空中交通管制數(shù)據(jù)、前進(jìn)方向、海拔、速度、原始規(guī)劃的飛行航路和燃料信息)。由命令和控制系統(tǒng)24收集的信息可以與航路規(guī)劃控制模塊22共享。

航路規(guī)劃控制模塊22可以指的是諸如片上系統(tǒng)中的專用集成電路(ASIC)、電子電路、組合邏輯電路、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、包括執(zhí)行代碼的硬件或軟件 的處理器(共享、專用或組)、或上述的一些或所有的組合，或是以上的部分。如下面更加詳細(xì)地解釋的，航路規(guī)劃控制模塊22包括用于在特定飛機(jī)的飛行航路的部分變?yōu)椴豢捎玫那闆r下基于來自命令和控制系統(tǒng)24的多個(gè)輸入為特定飛機(jī)20確定另選航路32(圖2所示)的控制邏輯。

航路規(guī)劃控制模塊22包括用于基于從多個(gè)扇區(qū)幾何數(shù)據(jù)形成的網(wǎng)絡(luò)確定另選航路32的控制邏輯。更具體地，航路規(guī)劃控制模塊22可以基于被劃分為多個(gè)扇區(qū)40的空域42(圖2所示)來確定另選航路32?？梢员粍澐譃樯葏^(qū)40的空域42的一個(gè)示例是國(guó)家空域系統(tǒng)(NAS)，然而，應(yīng)當(dāng)理解，本公開不應(yīng)該限于具體的空域并且可以工作而不考慮空域42如何被劃分為各個(gè)扇區(qū)或幾何數(shù)據(jù)。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2，示出了空域42的示例性圖，其中，扇區(qū)40每個(gè)包括六邊形形狀。具體地，在所示的實(shí)施方式中，扇區(qū)40可以是一致網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)46的部分，其中，每個(gè)扇區(qū)40包括基本上相同的六邊形輪廓。應(yīng)當(dāng)理解，盡管圖2示出了六邊形形狀的扇區(qū)，但該圖本質(zhì)上僅是示例性的，并且本公開不應(yīng)該限于所示出的示例。實(shí)際上，扇區(qū)40可以是具有封閉形狀的任何類型的多邊形，包括但不限于三角形或矩形。此外，如圖3所示的實(shí)施方式中所見，扇區(qū)40甚至可以是不規(guī)則形狀的多邊形。還應(yīng)當(dāng)理解，實(shí)際上，扇區(qū)40通?；跇?biāo)準(zhǔn)真實(shí)世界扇區(qū)幾何數(shù)據(jù)，這反映了整個(gè)空域42主要的飛機(jī)流量(flow)和交通水平。

參照回圖2，還應(yīng)當(dāng)理解，扇區(qū)40不需要形狀相同，并且出于簡(jiǎn)單和清晰的目的，扇區(qū)40僅以該方式示出。實(shí)際上，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，每個(gè)扇區(qū)40可包括其自身唯一的形狀，并且可以是例如在NAS中或其它空域區(qū)域中定義的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際扇區(qū)幾何數(shù)據(jù)。此外，也應(yīng)當(dāng)理解扇區(qū)40可以包括作為空域42內(nèi)的空中交通的流量和密度的反映的幾何數(shù)據(jù)，如在NAS中。例如，扇區(qū)40可以為與空中交通的普遍流量對(duì)齊的形狀，其中，可以在具有較高空中交通的區(qū)域中設(shè)置較小的扇區(qū)40。

如圖2所見，在起飛初始點(diǎn)52與目的地點(diǎn)54之間描述飛機(jī)20的原始飛行航路30。飛機(jī)20可以從原始飛行航路30轉(zhuǎn)向并且被重新制定航路以跟隨另選航路32。另選航路32可以將飛機(jī)20最終引導(dǎo)至其目的地點(diǎn)54。航路規(guī)劃控制模塊22(圖1所示)包括用于基于扇區(qū)40的幾何數(shù)據(jù)確定另選航路32的控制邏輯。具體地，航路規(guī)劃控制模塊22基于沿著每個(gè)單獨(dú)扇區(qū)40的邊緣62設(shè)置的節(jié)點(diǎn)或點(diǎn)60計(jì)算或確定另選航路32(圖3)。

圖4是航路規(guī)劃控制模塊22的框圖。航路規(guī)劃控制模塊22可以包括多個(gè)子模塊和用于確定另選航路32的控制邏輯(圖2所示)。在圖4所示的實(shí)施方式中，航路規(guī)劃控制模塊22包括邊緣點(diǎn)子模塊72、弧確定子模塊74、扇區(qū)相交子模塊76、連接器子模塊78、集成子模塊80、容量子模塊82和航路計(jì)算子模塊84。

參照?qǐng)D4和圖5，航路規(guī)劃控制模塊22的邊緣點(diǎn)子模塊72接收空域扇區(qū)幾何數(shù)據(jù)92和控制參數(shù)94作為輸入，并且確定沿著每個(gè)單獨(dú)扇區(qū)40的邊緣62設(shè)置的每個(gè)點(diǎn)60的具體位置?？沼蛏葏^(qū)幾何數(shù)據(jù)92包含指定空域42內(nèi)的所有扇區(qū)40的具體形狀的描述。例如，在圖5所示的實(shí)施方式中，空域扇區(qū)幾何數(shù)據(jù)92將扇區(qū)40的幾何數(shù)據(jù)描述為一致的六邊形。在一個(gè)實(shí)施方式中，控制參數(shù)94包括但不限于最大連接角度θ_max、扇區(qū)40的每個(gè)邊緣62上設(shè)置的點(diǎn)60的最小數(shù)量、以及在扇區(qū)40的同一邊緣62上的多個(gè)點(diǎn)60之間測(cè)量的最大距離(如果邊緣62包括多于一個(gè)點(diǎn)60)。

航路規(guī)劃控制模塊22的邊緣點(diǎn)子模塊72基于控制參數(shù)94以及針對(duì)每個(gè)扇區(qū)40的每個(gè)點(diǎn)60的具體位置來確定應(yīng)當(dāng)沿著每個(gè)扇區(qū)40的每個(gè)邊緣62設(shè)置多少個(gè)點(diǎn)60。例如，在圖5所示的實(shí)施方式中，沿著每個(gè)扇區(qū)40的每個(gè)邊緣62沿著每個(gè)邊緣62的中點(diǎn)M設(shè)置單個(gè)點(diǎn)60。雖然圖5示出了在每個(gè)邊緣62處設(shè)置了單個(gè)點(diǎn)60，但是應(yīng)當(dāng)理解，也可以沿著單個(gè)邊緣60設(shè)置多個(gè)點(diǎn)60。例如，在圖3所示的實(shí)施方式中，扇區(qū)40的較長(zhǎng)邊緣104包括兩個(gè)點(diǎn)60。

現(xiàn)在將解釋由弧確定子模塊74使用的每個(gè)扇區(qū)40的最大連接角度θ_max。最大連接角度θ_max表示可以在單個(gè)扇區(qū)40的多個(gè)點(diǎn)60中的兩個(gè)點(diǎn)之間測(cè)量的最大角度，并且將在下面更詳細(xì)地解釋并且在圖6中示出?，F(xiàn)在返回到圖6，示出了示例性扇區(qū)40的圖。扇區(qū)40包括沿著每個(gè)邊緣62設(shè)置的單個(gè)點(diǎn)60。如圖6所見，連接弧100可以被用于將多個(gè)點(diǎn)60中的一個(gè)點(diǎn)與沿著扇區(qū)40的另一個(gè)邊緣62設(shè)置的另一個(gè)點(diǎn)60連接?？梢栽谂c初始點(diǎn)60A的邊緣62垂直的垂直線102與潛在的連接弧100A之間測(cè)量連接角度θ。連接角度θ是在垂直線102與潛在弧100A之間測(cè)量的角度。例如，在圖6所示的實(shí)施方式中，潛在弧100A的連接角度θ為約三十度。如果連接角度θ小于最大連接角度θ_max，則可以包括潛在弧100A。然而，應(yīng)當(dāng)理解，形成大于θ_max的連接角度θ的任何連接弧100不被包括作為形成網(wǎng)絡(luò)的連接弧。因此，如果最大連接角度θ_max被設(shè)置為四十度，則位于直接彼此相鄰的邊緣62上的點(diǎn)60可能沒有通過 連接弧100中的一條連接弧而彼此連接，這是因?yàn)檫@將需要以大于四十度的角度設(shè)置連接弧100。

應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)與最大連接角度θ_max相比較時(shí)可以使用負(fù)連接角度的絕對(duì)值。最大連接角度θ_max可以基于諸如但不限于具體飛機(jī)性能、空中交通管制和在穿過扇區(qū)40中的一個(gè)扇區(qū)時(shí)所需要的網(wǎng)絡(luò)的連通性的限制的因子。還應(yīng)當(dāng)理解，如果最大連接角度θ_max太大，則這可能導(dǎo)致切割穿過拐角或扇區(qū)40的航路。

參照?qǐng)D4和圖7，航路規(guī)劃控制模22的弧確定子模塊74接收如由邊緣點(diǎn)子模塊72確定的沿著空域42的每個(gè)單獨(dú)扇區(qū)40的邊緣62設(shè)置的點(diǎn)60中的每個(gè)點(diǎn)的具體位置作為輸入，并且基于該輸入確定每個(gè)單獨(dú)扇區(qū)40的一組連接弧100。圖7示出了已經(jīng)由弧確定子模塊74確定每個(gè)連接弧100的單個(gè)扇區(qū)40。如上所述，位于直接彼此相鄰的邊緣62上的點(diǎn)60可以不通過連接弧100中的一條連接弧來彼此連接，這是因?yàn)檫@將需要以大于最大連接角度θ_max(該最大連接角度θ_max在本示例中為四十度)的角度設(shè)置連接弧100。如圖8所見，每個(gè)扇區(qū)40的點(diǎn)60中的一個(gè)點(diǎn)可以被連接至沿著扇區(qū)40的另一個(gè)邊緣62的至少一個(gè)其它的點(diǎn)60，并且從單個(gè)扇區(qū)40形成的連接弧100可以連接至位于相鄰扇區(qū)40內(nèi)的連接弧100，以形成通過整個(gè)空域42的弧的網(wǎng)絡(luò)。

應(yīng)當(dāng)理解，如果特定連接弧100被形成為落在扇區(qū)40中的一個(gè)扇區(qū)的邊緣62外，則可以去除該特定連接弧100。也應(yīng)當(dāng)理解，由于圖8所示的所有扇區(qū)40通常是六邊形，所以沒有連接弧100會(huì)落在邊緣62的外面。然而，如圖3所見，連接弧100落在邊緣62的外面。并且因此將被去除。

參照?qǐng)D2和圖4，航路規(guī)劃控制模22的扇區(qū)相交子模塊76接收用于確定原始飛行航路30的一組航點(diǎn)110、表示需要對(duì)原始飛行航路30重新制定航路的指示信息(designator)112、和空域扇區(qū)幾何數(shù)據(jù)92作為輸入。如圖2所見，原始飛行航路30是規(guī)劃的飛行航路，并且包括兩個(gè)航點(diǎn)110(例如，起飛初始點(diǎn)52和目的地點(diǎn)54)。起飛初始點(diǎn)52類似地可以是在確定另選航路32時(shí)飛機(jī)20的當(dāng)前位置。在圖2所示的實(shí)施方式中，原始飛行航路30被假設(shè)為直的，并且為了簡(jiǎn)單和清楚的目的被示出為直線，并且因此僅需要兩個(gè)航點(diǎn)110。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將很容易明白飛機(jī)的原始飛行航路可以不是直的，并且可以包括彼此連接的超過兩個(gè)航點(diǎn)。指示信息 112提供需要對(duì)原始飛行航路30重新制定航路的表示，這是因?yàn)橛捎谥T如對(duì)流天氣狀況或空中交通擁塞的破壞導(dǎo)致的原始飛行航路30(圖2所示)不可用。

參照?qǐng)D4和圖9，航路規(guī)劃控制模22的扇區(qū)相交子模塊76確定原始飛行航路30與扇區(qū)40的邊緣62相交的空域42內(nèi)的所有位置。如圖9所見，示例性原始飛行航路30與扇區(qū)40的邊緣62相交于三個(gè)獨(dú)特的交點(diǎn)120，然而，應(yīng)當(dāng)理解，該圖本質(zhì)上僅是示例性的，并且基于原始飛行航路30的具體幾何數(shù)據(jù)可以確定任何數(shù)量的交點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)理解，盡管原始飛行航路30仍然看起來相同，但原始飛行航路30實(shí)際上已經(jīng)被分割或劃分成一系列的四條單獨(dú)的弧122?；?22被定義為交點(diǎn)120中的兩個(gè)交點(diǎn)之間、或交點(diǎn)中的一個(gè)交點(diǎn)與起飛初始點(diǎn)52或目的地點(diǎn)54之間的片段。

參照?qǐng)D4和圖10，航路規(guī)劃控制模塊22的連接器子模塊78接收由扇區(qū)相交子模塊76確定的交點(diǎn)120和由弧確定子模塊74確定的空域42內(nèi)的每個(gè)扇區(qū)40的連接弧100(圖8)作為輸入。連接器子模塊78然后基于該輸入確定一組跳上弧130以及一組跳下弧132。如圖10所見，跳上弧130將一致的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)46的扇區(qū)40中的一個(gè)扇區(qū)的點(diǎn)60中的一個(gè)點(diǎn)連接到多個(gè)交點(diǎn)120中的一個(gè)交點(diǎn)或目的地點(diǎn)54(即，弧跳到原始飛行航路30上)。跳下弧132表示將多個(gè)交點(diǎn)120中的一個(gè)交點(diǎn)或起飛初始點(diǎn)52連接到一致的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)46的扇區(qū)40中的一個(gè)扇區(qū)的點(diǎn)60中的一個(gè)點(diǎn)(即，弧跳下原始飛行航路30)。

參照?qǐng)D4和圖11，航路規(guī)劃控制模22的集成子模塊80接收沿著空域42的每個(gè)單獨(dú)扇區(qū)40的邊緣62設(shè)置的點(diǎn)60中的每個(gè)點(diǎn)的具體位置、每個(gè)單獨(dú)扇區(qū)40的一組連接弧100、交點(diǎn)120、四條單獨(dú)弧122、一組跳上弧130以及一組跳下弧132作為輸入。然后，集成子模塊80可以將所有輸入組合在一起以創(chuàng)建完全集成的空域網(wǎng)絡(luò)140(見圖11)，并且提供飛機(jī)20可以穿越空域42的多條航路。

航路規(guī)劃控制模塊22的容量子模塊82接收扇區(qū)預(yù)測(cè)容量142以及如圖11所見的完全集成的空域網(wǎng)絡(luò)140作為輸入。扇區(qū)預(yù)測(cè)容量142表示每個(gè)扇區(qū)40的可用容量的預(yù)測(cè)(即，多少個(gè)飛機(jī)可以同時(shí)在扇區(qū)40內(nèi)的測(cè)量)，并且也表示由于諸如例如對(duì)流天氣狀況或空中交通擁塞的狀況導(dǎo)致的哪個(gè)扇區(qū)40或哪些扇區(qū)40可能是不可用的或具有有限的容量?？罩薪煌〒砣梢员环Q為受限空域。應(yīng)當(dāng)理解，扇區(qū)預(yù)測(cè)容量142是基于時(shí)間的，這意味著特定扇區(qū)40的可用容量以及可用性可以隨時(shí)間推移 而改變。具體地，如果在扇區(qū)40中的一個(gè)扇區(qū)中包含使得該扇區(qū)不可用的對(duì)流天氣狀況，則該天氣狀況最終將改善。因此，扇區(qū)40最終將變得再次可用。

例如，在圖2所示的實(shí)施方式中，特定扇區(qū)40'被陰影表示為不可用扇區(qū)。該不可用扇區(qū)40'為不可用空域的表示。因此，至少在飛機(jī)20將穿過特定扇區(qū)40'以到達(dá)目的地點(diǎn)54的時(shí)間期間，飛機(jī)20不能飛行穿越特定扇區(qū)40'。因此，航路規(guī)劃控制模塊22的容量子模塊82則可以關(guān)閉位于來自集成的空域140的特定扇區(qū)40'內(nèi)的所有連接弧100或使位于來自集成的空域140的特定扇區(qū)40'內(nèi)的所有連接弧100不可用，從而創(chuàng)建完整的基于時(shí)間的空域網(wǎng)絡(luò)150(在圖12中示出該完整的基于時(shí)間的空域網(wǎng)絡(luò)150)。如圖12所見，完整的基于時(shí)間的空域網(wǎng)絡(luò)150包括位于特定扇區(qū)40'內(nèi)被關(guān)掉的任何弧。因此，如在圖12中可見，完整的基于時(shí)間的空域網(wǎng)絡(luò)150包括所有弧(即，連接弧100、弧122、跳上弧130和跳下弧132)。航路規(guī)劃控制模塊22現(xiàn)在可以基于完整的基于時(shí)間的空域網(wǎng)絡(luò)150確定飛機(jī)20的有效的、完整的重新制定航路選項(xiàng)。

應(yīng)當(dāng)理解，因?yàn)橥暾幕跁r(shí)間的空域網(wǎng)絡(luò)150是基于時(shí)間的，所以完整的基于時(shí)間的空域網(wǎng)絡(luò)150的圖示可以隨時(shí)間的推移而改變。具體地，包括在完整的基于時(shí)間的空域網(wǎng)絡(luò)150內(nèi)的弧可以隨時(shí)間改變，其中，特定扇區(qū)40和它們相關(guān)的弧可以在一時(shí)段內(nèi)變?yōu)榭捎没虿豢捎?。因此，重要的是，基于通過完整的基于時(shí)間的空域網(wǎng)絡(luò)150的具體路徑以及所估計(jì)的飛機(jī)穿越給定扇區(qū)40的時(shí)間來確定完整的基于時(shí)間的空域網(wǎng)絡(luò)150內(nèi)的每個(gè)扇區(qū)40的可用性。

返回到圖4，航路規(guī)劃控制模22的航路計(jì)算子模塊84接收如由預(yù)測(cè)容量子模塊82確定的完整的基于時(shí)間的空域網(wǎng)絡(luò)150作為輸入。然后，航路計(jì)算子模塊可以確定起飛初始點(diǎn)52與目的地點(diǎn)54之間的最短潛在航路。參照?qǐng)D4和圖12二者，可以基于完整的基于時(shí)間的空域網(wǎng)絡(luò)150內(nèi)的所有弧計(jì)算最短的潛在航路，該完整的基于時(shí)間的空域網(wǎng)絡(luò)150包括連接弧100、弧122、跳上弧130和跳下弧132。然后，航路計(jì)算子模塊84可以輸出就距離而言最短的航路，該最短航路是如圖2所示的另選航路32。

通常參照附圖，當(dāng)與當(dāng)前可用的現(xiàn)有飛行航路制定系統(tǒng)相比較時(shí)，所公開的飛行航路制定系統(tǒng)10提供了很多好處和優(yōu)勢(shì)。具體地，與基于航點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)相比，所公開的飛行航路制定系統(tǒng)10包括更高分辨率網(wǎng)絡(luò)，因此減少了在擁堵扇區(qū)周圍的繞路的 長(zhǎng)度，這進(jìn)而降低了飛機(jī)的燃料消耗。此外，由于沿著每個(gè)扇區(qū)的每個(gè)邊緣設(shè)置的點(diǎn)的數(shù)量和最大連接角度θ_max(見圖6)二者都是可變的，所以所公開的飛行航路制定系統(tǒng)10還是靈活的。因此，可以控制扇區(qū)網(wǎng)絡(luò)的分辨率(甚至通過單獨(dú)的扇區(qū))。此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然為了簡(jiǎn)單和清晰起見附圖示出六邊形扇區(qū)，但是實(shí)際上可以使用真實(shí)空域扇區(qū)幾何數(shù)據(jù)，所述真實(shí)空域扇區(qū)幾何數(shù)據(jù)反映空中交通的主要交通流量和密度。因此，扇區(qū)可以被形成為與空中交通的普遍流量匹配的形狀，并且反映空中交通密度。因此，可以在具有較高空中交通的區(qū)域中設(shè)置較小的扇區(qū)，這得到了與空中交通的流量匹配的扇區(qū)。使用基于空中交通和密度的扇區(qū)幾何數(shù)據(jù)可以得到更可能操作上有利的重新制定航路選項(xiàng)。

圖13是包括用于支持根據(jù)本公開的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法和計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序指令(或代碼)的實(shí)施方式的通用計(jì)算設(shè)備310的計(jì)算環(huán)境300的框圖的圖。例如，計(jì)算設(shè)備310或其部分可以執(zhí)行指令以便以特定數(shù)量的比特對(duì)數(shù)據(jù)自適應(yīng)地進(jìn)行編碼/解碼。計(jì)算設(shè)備310或其部分還可以執(zhí)行根據(jù)本文描述的任何方法的指令。

計(jì)算設(shè)備310可以包括處理器320。處理器320可以與系統(tǒng)存儲(chǔ)器330、一個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備340、一個(gè)或更多個(gè)輸入/輸出接口350、一個(gè)或更多個(gè)通信接口360、或它們的組合進(jìn)行通信。系統(tǒng)存儲(chǔ)器330可以包括易失性存儲(chǔ)器設(shè)備(例如，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)設(shè)備)、非易失性存儲(chǔ)器設(shè)備(例如，只讀存儲(chǔ)器(ROM)設(shè)備、可編程只讀存儲(chǔ)器和閃存)、或二者。系統(tǒng)存儲(chǔ)器330可以包括操作系統(tǒng)332，該操作系統(tǒng)332可以包括用于啟動(dòng)計(jì)算設(shè)備310的基本/輸入輸出系統(tǒng)以及用于使計(jì)算設(shè)備310能夠與用戶、其它程序和其它設(shè)備進(jìn)行交互的完整的操作系統(tǒng)。

系統(tǒng)存儲(chǔ)器330可以包括可以由處理器320執(zhí)行的一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)程序或應(yīng)用334。例如，應(yīng)用334可以包括可由處理器320執(zhí)行以確定另選航路32(圖2)的指令。系統(tǒng)存儲(chǔ)器330可以包括用于控制數(shù)據(jù)的分析的程序數(shù)據(jù)336。應(yīng)用334也可以在其中存儲(chǔ)有應(yīng)用334的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中被實(shí)施。

處理器320也可以與一個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備340進(jìn)行通信。例如，一個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備340可以包括非易失性存儲(chǔ)設(shè)備(諸如，磁盤、光盤、或閃存設(shè)備)。存儲(chǔ)設(shè)備340可以包括可拆卸和不可拆卸存儲(chǔ)設(shè)備二者。存儲(chǔ)設(shè)備340可以被配置成存儲(chǔ)操作系統(tǒng)、操作系統(tǒng)的圖像、應(yīng)用和程序數(shù)據(jù)。在特定的實(shí)施方式中，存儲(chǔ)器330、存儲(chǔ)設(shè)備340或二者包括有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。

處理器320也可以與一個(gè)或更多個(gè)輸入/輸出接口350進(jìn)行通信，該一個(gè)或更多個(gè)輸入/輸出接口350使計(jì)算設(shè)備310能夠與一個(gè)或更多個(gè)輸入/輸出設(shè)備370進(jìn)行通信以方便用戶交互。輸入/輸出接口350可以包括串行接口(例如，通用串行總線(USB)接口或電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)1394接口)、并行接口、顯示適配器、音頻適配器以及其它接口。輸入/輸出設(shè)備370可以包括鍵盤、指示設(shè)備、顯示器、揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)、觸摸屏以及其它設(shè)備。處理器320可以基于經(jīng)由輸入/輸出接口350接收的用戶輸入檢測(cè)交互事件。另外，處理器320可以經(jīng)由輸入/輸出接口350向顯示設(shè)備發(fā)送顯示。

處理器320可以經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)通信接口360與設(shè)備或控制器380進(jìn)行通信。一個(gè)或更多個(gè)通信接口360可以包括有線以太網(wǎng)接口、IEEE 802無線接口、其它無線通信接口或其它網(wǎng)絡(luò)接口。設(shè)備或控制器380可以包括主機(jī)、服務(wù)器、工作站和其它計(jì)算設(shè)備。

此外，本公開包括根據(jù)以下條款的實(shí)施方式：

條款1、一種基于被劃分為多個(gè)扇區(qū)(40)的空域(42)以及原始飛行航路(30)確定飛機(jī)(20)的另選航路(32)的飛行航路制定系統(tǒng)(10)，其中，所述原始飛行航路(30)具有起飛初始點(diǎn)(52)和目的地點(diǎn)(54)，所述飛行航路制定系統(tǒng)(10)包括：

處理器(320)；以及

存儲(chǔ)器(330)，其存儲(chǔ)能夠被所述處理器(320)運(yùn)行以執(zhí)行包括以下操作的操作的指令：

確定所述多個(gè)扇區(qū)(40)中的每個(gè)扇區(qū)內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)(60)，其中，所述多個(gè)點(diǎn)(60)中的每個(gè)點(diǎn)沿著所述多個(gè)扇區(qū)(40)中的一個(gè)扇區(qū)的邊緣設(shè)置；

針對(duì)所述多個(gè)扇區(qū)(40)中的每個(gè)扇區(qū)確定至少一條連接弧(122)，其中，所述至少一條連接弧(100)將第一點(diǎn)(60A)與沿著所述多個(gè)扇區(qū)(40)中的每個(gè)扇區(qū)的多個(gè)邊緣(62)中的一個(gè)邊緣設(shè)置的另一點(diǎn)(60)連接；

基于至少預(yù)測(cè)容量確定完整的基于時(shí)間的空域網(wǎng)絡(luò)(150)，其中，所述預(yù)測(cè)容量表示所述多個(gè)扇區(qū)(40)中的每個(gè)扇區(qū)的可用容量以及所述多個(gè)扇區(qū)中的哪些扇區(qū)是不可用的；以及

針對(duì)所述多個(gè)扇區(qū)(40)中的每個(gè)扇區(qū)基于至少所述完整的基于時(shí)間的空域網(wǎng)絡(luò)(150)和所述至少一條連接弧選擇所述另選航路(132)作為輸出。

條款2、根據(jù)條款1所述的飛行航路制定系統(tǒng)，其中，所述處理器(320)接收在所選扇區(qū)(40)的所選邊緣(62)上的特定點(diǎn)處(60A)的垂直線(102)與所述至少一條連接弧(100)中的一條連接弧之間測(cè)量的最大連接角度參數(shù)作為輸入。

條款3、根據(jù)條款1所述的飛行航路制定系統(tǒng)，其中，所述處理器執(zhí)行確定多個(gè)交點(diǎn)的操作，其中，所述多個(gè)交點(diǎn)中的每個(gè)交點(diǎn)表示所述多個(gè)扇區(qū)中的一個(gè)扇區(qū)的邊緣與所述原始飛行航路相交的地方。

條款4、根據(jù)條款3所述的飛行航路制定系統(tǒng)，其中，所述處理器執(zhí)行基于所述多個(gè)交點(diǎn)將所述原始飛行航路劃分為一系列單獨(dú)的弧的操作。

條款5、根據(jù)條款3所述的飛行航路制定系統(tǒng)，其中，所述處理器執(zhí)行基于所述目的地點(diǎn)或所述多個(gè)交點(diǎn)中的一個(gè)交點(diǎn)確定至少一條跳上弧的操作，其中，所述至少一條跳上弧將所述多個(gè)點(diǎn)中的一個(gè)點(diǎn)連接至所述多個(gè)交點(diǎn)中的一個(gè)交點(diǎn)或所述目的地點(diǎn)。

條款6、根據(jù)條款3所述的飛行航路制定系統(tǒng)，其中，所述處理器執(zhí)行基于所述多個(gè)交點(diǎn)中的一個(gè)交點(diǎn)或所述起飛初始點(diǎn)確定至少一條跳下弧的操作，其中，所述至少一條跳下弧將所述多個(gè)點(diǎn)中的一個(gè)點(diǎn)連接至所述多個(gè)交點(diǎn)中的一個(gè)交點(diǎn)或所述起飛初始點(diǎn)。

條款7、根據(jù)條款1所述的飛行航路制定系統(tǒng)，其中，所述可用容量是基于同時(shí)位于單個(gè)扇區(qū)內(nèi)的飛機(jī)的數(shù)量。

條款8、根據(jù)條款1所述的飛行航路制定系統(tǒng)，其中，所述預(yù)測(cè)容量是基于對(duì)流天氣狀況、空中交通擁塞和受限空域中的至少一個(gè)。

條款9、根據(jù)條款1所述的飛行航路制定系統(tǒng)，其中，所述處理器在所述至少一條連接弧中的任一條連接弧沒有位于不可用扇區(qū)內(nèi)的情況下確定所述另選航路，并且其中，所述不可用扇區(qū)表示不可用空域。

條款10、根據(jù)條款1所述的飛行航路制定系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)扇區(qū)中的每個(gè)扇區(qū)包括作為所述空域內(nèi)的空中交通的流量和密度的反映的唯一形狀。

條款11、一種基于被劃分為多個(gè)扇區(qū)的空域以及具有起飛初始點(diǎn)和目的地點(diǎn)的原始飛行航路確定飛機(jī)的另選航路的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法，所述方法包括以下步驟：

由處理器確定所述多個(gè)扇區(qū)中的每個(gè)扇區(qū)內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)，其中，所述多個(gè)點(diǎn)中的每個(gè)點(diǎn)沿著所述多個(gè)扇區(qū)中的一個(gè)扇區(qū)的邊緣設(shè)置；

由處理器針對(duì)所述多個(gè)扇區(qū)中的每個(gè)扇區(qū)確定至少一條連接弧，其中，所述至少一條連接弧將第一點(diǎn)與沿著所述多個(gè)扇區(qū)中的每個(gè)扇區(qū)的多個(gè)邊緣中的一個(gè)邊緣設(shè)置的另一點(diǎn)連接；

基于至少預(yù)測(cè)容量確定完整的基于時(shí)間的空域網(wǎng)絡(luò)，其中，所述預(yù)測(cè)容量表示所述多個(gè)扇區(qū)中的每個(gè)扇區(qū)的可用容量以及所述多個(gè)扇區(qū)中的哪些扇區(qū)是不可用的；以及

由處理器針對(duì)所述多個(gè)扇區(qū)中的每個(gè)扇區(qū)基于至少所述完整的基于時(shí)間的空域網(wǎng)絡(luò)和所述至少一條連接弧選擇所述另選航路。

條款12、根據(jù)條款11所述的方法，其中，所述處理器接收在所選扇區(qū)的特定點(diǎn)處的垂直線與所述至少一條連接弧中的一條連接弧之間測(cè)量的最大連接角度作為輸入。

條款13、根據(jù)條款11所述的方法，其中，所述處理器確定多個(gè)交點(diǎn)，其中，所述多個(gè)交點(diǎn)中的每個(gè)交點(diǎn)表示所述多個(gè)扇區(qū)中的一個(gè)扇區(qū)的邊緣與所述原始飛行航路相交的地方。

條款14、根據(jù)條款13所述的方法，其中，所述處理器基于所述多個(gè)交點(diǎn)將所述原始飛行航路劃分為一系列單獨(dú)的弧。

條款15、根據(jù)條款13所述的方法，其中，所述處理器基于所述目的地點(diǎn)或所述多個(gè)交點(diǎn)中的一個(gè)交點(diǎn)確定至少一條跳上弧，其中，所述至少一條跳上弧將所述多個(gè)點(diǎn)中的一個(gè)點(diǎn)連接至所述多個(gè)交點(diǎn)中的一個(gè)交點(diǎn)或所述目的地點(diǎn)。

條款16、根據(jù)條款13所述的方法，其中，所述處理器基于所述多個(gè)交點(diǎn)中的一個(gè)交點(diǎn)或所述起飛初始點(diǎn)確定至少一條跳下弧，其中，所述至少一條跳下弧將所述多個(gè)點(diǎn)中的一個(gè)點(diǎn)連接至所述多個(gè)交點(diǎn)中的一個(gè)交點(diǎn)或所述起飛初始點(diǎn)。

條款17、根據(jù)條款13所述的方法，其中，所述可用容量是基于同時(shí)位于單個(gè)扇區(qū)內(nèi)的飛機(jī)的數(shù)量。

條款18、根據(jù)條款17所述的方法，其中，所述預(yù)測(cè)容量是基于對(duì)流天氣狀況、空中交通擁塞和受限空域中的至少一個(gè)。

條款19、根據(jù)條款17所述的方法，其中，所述處理器在所述至少一條連接弧中的任一條連接弧沒有位于不可用扇區(qū)內(nèi)的情況下確定所述另選航路，并且其中，所述不可用扇區(qū)表示不可用空域。

條款20、根據(jù)條款13所述的方法，其中，所述多個(gè)扇區(qū)中的每個(gè)扇區(qū)包括作為所述空域內(nèi)的空中交通的流量和密度的反映的唯一形狀。

雖然在此描述的裝置和方法的形式構(gòu)成了本公開的優(yōu)選方面，但是應(yīng)當(dāng)理解，本公開并不限于裝置和方法的這些精確形式，并且可以在不脫離本公開的范圍的情況下對(duì)其進(jìn)行改變。