本发明涉及一种用于驾驶飞行器的辅助方法。
本发明还涉及一种与这种方法相关联的计算机程序产品和用于驾驶的辅助装置。
背景技术：
“飞行器”指的是由至少一个飞行员驾驶的运动车辆，具体地能够在地球大气中飞行，例如飞机、直升机或无人机。飞行员从飞行器的驾驶舱或远程地从任何其他合适的驾驶中心使用驾驶命令来驾驶飞行器。
按照就其本身而言已知的方式，飞行器的每次飞行根据飞行计划进行，该飞行计划具体地包括在该飞行期间飞机器的多个计划的位置。这些位置具体地对应于预定的航路点。每个位置表示多个驾驶参数，例如在各个参考平面中的二维地理参数、涉及飞行器的高度或海拔的地理或高程参数、在各个参考平面中的时间参数或速度参数。
飞行计划在飞行器起飞之前确定且通常向主管机构登记备案。
飞行计划还可在飞行期间经历改变。这些改变例如由天气状况的改变、空气交通改变或任何其他类型的环境改变引起，并从地面以指令的形式发送给飞行员。
由空中交通管制员发出的指令据说是atc(空中交通管制)类型的。
空中交通管制员要么通过由无线电通信装置实施的语音连接，要么通过能够发送可以以文本形式恢复的消息的数据连接，来给飞行员发送atc指令。
后一种类型的连接也被称为数据链。
在接收这种指令时，飞行员必须具体地核实指令与飞行器的操作能力和由飞行器的当前飞行计划施加的任何限制的兼容性。
因此，例如，这些限制涉及至少在某些航路点的通过高度或在这些航路点的通过速度。
关于操作能力，飞行员必须具体地确保飞行器能够执行对应的驾驶命令以遵守传递的指令。这些能力例如取决于飞行器的当前重量、飞行器的最大飞行高度、可用的燃料等。
飞行员确定应用该指令可对当前飞行计划产生的后果。这些后果通常涉及与飞行计划相关联的参数，例如到达给定的航路点的飞行时间、在该点处可用的燃料的量等。
如果指令是兼容的，则飞行员向空中交通管制员确认指令被考虑并基于该指令改变当前飞行计划。
然后，可以看到这些操作需要由飞行员作出解释、计算以及手动和心理活动两者。这些活动也是重要的错误来源。
为了弥补这些缺点，在现有技术中，系统已经存在以用于处理由空中交通管制发送的至少一些指令。因此，例如，这些系统可与fms(飞行管理系统)类型的计算机相关联，该计算机将在当前飞行计划中接收的指令包含于提供给飞行员的辅助装置中。
然而，这些系统不是完全令人满意的。具体地，它们不能使飞行员免于应用传递的指令所需要的任何手动和/或心理活动。
本发明旨在提出一种用于驾驶飞行器的辅助方法，从而能够在接收旨在更改飞行器的当前飞行计划的指令时，大大简化需要由飞行员进行的手动和/或心理活动。
技术实现要素：
为此，本发明涉及一种用于驾驶飞行器的辅助方法，飞行器包括实施飞行器的操作能力的一组系统，飞行器根据飞行计划执行飞行，飞行计划包括飞行器的多个航路点和至少在这些航路点中的一些航路点处的多个约束条件，飞行计划与涉及飞行和/或飞行器的多个操作参数相关联并在飞行计划的各个航路点处采取不同的值；该方法包括如下步骤：
–从飞行器外部的系统获取旨在更改飞行器的当前飞行计划的指令；
-确定指令的适用时间段，适用时间段由指令的多个适用时刻构成，其中，指令的应用与飞行器的操作能力和飞行器的当前飞行计划的约束条件兼容，每个适用时刻相对于在飞行时的时刻或相对于飞行器的地理位置来限定；
-对于指令的每个适用时刻，在该适用时刻应用指令的情况下，确定更改后的飞行计划，并计算与该更改后的飞行计划相关联的操作参数的值；
-基于与对应于该适用时刻的更改后的飞行计划相关联的操作参数的值和与当前飞行计划相关联的操作参数的值，从一组适用时刻之中选择最优适用时刻。
根据本发明的其他有利的方面，该方法包括单独地或根据所有技术上可能的组合来考虑的如下特征中的一个或多个：
-用于将当前飞行计划替代为对应于指令的最优适用时刻的更改后的飞行计划的步骤；
-用于通知指令的适用时间段和最优适用时刻的步骤；
-包括能够在最优适用时刻应用指令的驾驶命令和对生成的驾驶命令的通知的步骤；
-当在用于确定多个适用时刻的步骤期间没有确定指令的适用时刻时用于对不兼容的通知的步骤；
-每个操作参数对应于从包括如下元素的组中选择的元素中的一个：剩余飞行时间；飞行器上可用的燃料的量；飞行器的高度；飞行器的速度；飞行器的重量；
-用于选择最优适用时刻的步骤包括：计算与每个更改后的飞行计划相关联的操作参数的值和与当前飞行计划相关联的操作参数的值之间的差；
-用于通知最优化报告的步骤，最优化报告包括与对应于最优适用时刻的更改后的飞行计划相关联的操作参数的值和与当前飞行计划相关联的操作参数的值之间的差；
-用于选择最优适用时刻的步骤包括核实多个最优化准则；
-最优化准则由运营飞行器的航空公司施加；
-在由于除了指令的应用之外的理由导致当前飞行计划或与该飞行计划相关联的操作参数更改的情况下，再次执行该方法的除了用于获取指令的步骤之外的步骤。
本发明还涉及一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括软件指令，当由计算机设备实施该软件指令时，该软件指令执行如上限定的方法。
本发明还涉及一种用于驾驶飞行器的辅助设备，飞行器包括实施飞行器的操作能力的一组系统，飞行器根据飞行计划执行飞行，飞行计划包括飞行器的多个航路点和至少在这些航路点中的一些航路点处的多个约束条件，飞行计划与涉及飞行和/或飞行器的多个操作参数相关联并在飞行计划的各个航路点处采取不同的值；该设备能够：
–从飞行器外部的系统获取旨在更改飞行器的当前飞行计划的指令；
-确定指令的适用时间段，适用时间段由指令的多个适用时刻构成，其中，指令的应用与飞行器的操作能力和飞行器的当前飞行计划的约束条件兼容，每个适用时刻相对于在飞行时的时刻或相对于飞行器的地理位置来限定；
-对于指令的每个适用时刻，在该适用时刻应用指令的情况下，确定更改后的飞行计划，并计算与该更改后的飞行计划相关联的操作参数的值；
-基于与对应于该适用时刻的更改后的飞行计划相关联的操作参数的值和与当前飞行计划相关联的操作参数的值，从一组适用时刻之中选择最优适用时刻。
附图说明
通过阅读仅作为非限制性示例提供且参照附图作出的如下描述，本发明的这些特点和优点将更加清楚地显现，在附图中：
-图1是包括根据本发明的驾驶辅助设备的飞行器的示意图；
-图2是图1的驾驶辅助设备的示意图；
-图3是根据本发明的驾驶辅助设备的流程图，该方法由图2的设备执行；以及
-图4是示出图3的方法的数个步骤的实施的示意图。
具体实施方式
在图1的示例实施例中，飞行器10是由至少一个飞行员驾驶的飞机。优选地，该飞机是由航空公司运营的客机。
可选地，飞行器10是直升机或由飞行员远程地驾驶的无人机。
飞行器10包括允许飞行器10被驾驶的一组系统11。
“系统”指的是飞行器10上机载的至少部分地电子化的设备，或这种设备的组合，并使得驾驶该飞行器成为可能。
这种系统的示例具体地包括具有不同的机械设备和电子设备的组合的飞行管理系统(fms)、自动驾驶仪(ap)系统或无线电管理系统(rms)，或者具有不同的机械设备的组合的起落架或任何类型的缝翼和襟翼。
每个系统的操作由该系统的至少一个操作数据表征。
因此，在之前的示例中，例如缝翼的操作可由多个操作数据表征，其中每个操作数据对应于这些缝翼的预定位置。
一组系统11实施飞行器10的操作能力。
“操作能力”因此指的是由一组系统11中的至少一些系统提供且允许飞行员执行飞行器10的至少一个驾驶任务的一组服务。
每个操作能力随后由实施该能力的系统的操作数据确定。
按照已知的方式，飞行器10的每次飞行根据事先确定并向主管机构登记备案的飞行计划进行。飞行计划还使用缩写词fpl来称呼。
飞行计划包括飞行器10的多个计划的航路点，飞行器10在其飞行期间必须通过这些航路点。
这些航路点对应于已知的地理位置。
基于飞行的进展，每个航路点要么是事先安排类型的要么是已通过类型的。
因此，最初，飞行计划的所有的航路点是事先安排类型的。随着飞行器10在其飞行期间通过这些点，这些点变成已通过类型的。
对于至少一些航路点，飞行计划进一步包括一个或数个约束条件。这些约束条件具体地涉及在对应的航路点的通过时间、通过速度或通过高度。
飞行器10的飞行计划还与多个操作参数相关联。每个操作参数与飞行和/或飞行器有关。
多个操作参数例如涉及飞行时间、可用的燃料、飞行器的高度、飞行器的速度或飞行器的重量。
按照已知的方式，存在实现操作最优化的操作参数的组合。最优化由外部系统所知。因此，例如，这些系统能够确定分别对应于飞行器10的速度、飞行器10的高度、飞行器10的重量和外部温度的参数x、y、z和t的组合，在参数x、y、z和t的这种组合下实现操作最优化。
按照已知的方式，能够确定在飞行计划的每个航路点或在介于这些航路点之间的点的每个操作参数的值。
当涉及事先安排的航路点时，在这样的点处确定的每个操作参数的值是预测值。
当涉及已通过的航路点时，在这样的点处确定的每个操作参数的值是明确确定的值。
因此，例如，与在事先安排的航路点处确定的飞行时间相关的操作参数的数值，对应于飞行器通过该航路点的预期通过时间。
类似地，与在该航路点处确定的燃料、高度或速度相关的参数的数值，分别对应于在该点处预期可用的燃料、在该点处飞行器10的高度或速度。
参照图1，飞行器10的一组系统11具体地包括通信设备15和驾驶辅助设备17。
通信设备15允许飞行器10的各个系统与飞行器10外部的系统例如地面站19通信。
通信使用已知的方法进行，并具体地包括在地面站19和飞行器10之间传递数据链消息。这些消息可以以文本形式恢复。
具体地，来自地面站19且由通信设备15接收的消息中的至少一些消息包括旨在在飞行器10的飞行期间修改飞行器10的当前飞行计划的指令。
因此，例如，这种指令涉及在飞行计划的航路点的飞行器的高度的改变、一个或数个航路点的改变、通过时间的改变等。
当然，所有这些改变与事先安排的航路点有关。
驾驶辅助设备17在图2中更详细地示出。
因此，参考该图2，驾驶辅助设备17包括采集模块21、处理模块23、数据库25和显示模块27。
驾驶设备17例如采取独立的计算机的形式，该独立的计算机进一步包括能够存储多个软件程序的存储器和实施这些程序的处理器。
根据另一可选的实施例，驾驶设备17集成到现存的计算机例如实施fms的计算机中。
采集模块21是例如具体地连接到通信设备15、能够获取由该设备接收的任何指令以及旨在更改飞行器10的飞行计划的物理模块。
采集模块21进一步能够获取飞行器10的当前飞行计划以及一组系统11的操作数据。
处理模块23是例如能够通过实施根据本发明的驾驶辅助方法的至少一些步骤来处理由采集模块21获取的信息的软件程序。
数据库是例如存储器的一部分，包括多个最优化准则。具体地，每个最优化准则具有某些数量的规则或首选项，当通过由采集模块21获取的指令更改飞行计划时，必须遵守这些规则或首选项。
这些准则是可重新配置的且可例如在每次飞行之前确定。
最优化准则例如由运营飞行器10的航空公司确定，具体地能够根据经济和/或安全准则最优化飞行器10的路径。
显示模块27是例如触控显示屏，从而允许飞行员与驾驶辅助设备27交互。该模块具体地能够显示方法的实施结果，如稍后将解释的。
现在，将参照示出了其步骤的流程图的图3来解释根据本发明的驾驶辅助方法。
最初，在飞行器10起飞之前，确定飞行计划。该飞行计划因此最初是飞行器的当前飞行计划。
该方法的后续步骤在飞行器10的起飞、飞行或降落期间执行，每一次由通信设备15接收旨在更改飞行器10的当前飞行计划的指令。
因此，在步骤110期间，采集模块21获取这种指令、一组系统11的操作数据以及飞行器10的当前飞行计划。
然后，采集模块21将该信息发送到处理模块23。
获取的指令是例如“在通过[位置p1]之前到达[水平面l1]”类型的，其意思是飞行器10必须在通过位置p1之前到达水平面(高度)l1。该指令在图4中示意性地示出，其中，水平面l0对应于飞行器10的当前水平面。
在接下来的步骤115期间，处理模块23分析指令与飞行器10的操作能力和当前飞行计划的约束条件的兼容性。
具体地，在该步骤115期间，处理模块23确定指令的适用时间段。
指令的适用时间段包括一个或数个连续的区段，每个区段由指令的多个适用时刻构成。
指令的每个适用时刻相对于在飞行时的时刻或相对于飞行器10的当前飞行计划中的航路点来确定。每个适用时刻因此是在时间或空间中的时刻。
在这种适用时刻，获取的指令与飞行器10的操作能力和当前飞行计划的约束条件兼容。
当一组系统11能够在对应的适用时刻执行该指令时，指令与飞行器10的操作能力兼容。为了确定该情况，处理模块23分析用于所有系统11的操作数据和在该适用时刻处操作参数的值。
当在对应的适用时刻的实施结果与飞行计划的约束条件兼容时，指令与飞行计划的约束条件兼容。
在图4的示例中，在该步骤115期间，处理模块23具体地分析指令与飞行器10的上升能力的兼容性。根据来自所有系统11的操作数据以及在不同时刻处操作参数的值例如飞行器10的重量，分析该能力。
因此，例如，在该步骤115期间，确定包括两个区段[t1，t2]和[t3，t4]的适用时间段。
这些区段[t1，t2]和[t3，t4]中的每个由在适用时的多个时刻构成，其中，指令与飞行器10的操作能力和当前飞行计划的约束条件兼容。
在接下来的步骤120期间，处理模块23分析确定的适用时间段。
当该时间段不包括任何适用时刻时，或者换句话说，当适用时间段为空时，处理模块23转到步骤125。
否则，处理模块23转到步骤130。
在步骤125期间，处理模块23通知飞行员：获取的指令与操作能力和/或飞行器10的飞行计划不兼容。
该通知通过显示模块27提供给飞行员，可选地，该通知指示一个或数个不兼容理由。
在步骤130期间，处理模块23针对指令的适用时间段的每个适用时刻，在该适用时刻应用指令的情况下，确定更改后的飞行计划。
然后，对于每个更改后的飞行计划，处理模块23确定至少在更改后的飞行计划的某些事先安排的航路点处或在介于这些航路点之间的位置处操作参数的值。
因此，处理模块230例如确定与在对应于飞行器10的最终目的地的航路点处的飞行时间相关的操作参数。
在接下来的步骤140期间，处理模块23从一组适用时刻之中选择最优适用时刻。
该选择具体地基于在步骤130期间确定的操作参数的值并基于来自数据库25的最优化准则作出。
具体地，在该步骤140期间，针对每个适用时刻，处理模块23计算为对应于该适用时刻的更改后的飞行计划确定的操作参数的值和与当前飞行计划相关联的对应值之间的差。
处理模块23进一步核实由数据库25的最优化准则施加的规则或最优化首选项。
另外，处理模块23请求飞行器10的另一系统例如fms的最优化功能。
因此，在图4的示例中，区段[t3，t4]的适用时刻m被选择为最优的。该时刻例如能够根据运营飞行器10的航空公司的经济准则确保最优的到达时间。
然后，在接下来的步骤145期间，处理模块23通过在对应的屏幕上显示例如在步骤140期间计算且对应于最优适用时刻的差，通知飞行员适用时刻的最优化结果。
在同一个步骤期间，飞行员具有接受或拒绝在最优适用时刻应用指令的选择权。当指令的应用被飞行员接受时，当前飞行计划被对应于指令的最优适用时刻的更改后的飞行计划替代。
可选地，在飞行员未明确接受的情况下应用指令。在这种情况下，当前飞行计划自动地被对应于指令的最优适用时刻的更改后的飞行计划替代。
在步骤150期间，处理模块23确定指令是否是立刻可应用的。
当指令立刻被实施时，即当该指令的最优适用时刻迫近时，处理模块23转到步骤155。
否则，即当指令的实施被推迟时，处理模块23转到步骤160。
在步骤155期间，处理模块23生成驾驶命令，从而能够实施指令。
然后，处理模块23向飞行员显示该驾驶命令，飞行员具有命令或不命令该命令的实施的可能性。
在步骤160期间，处理模块23通过显示模块27显示命令的基于图标和/或文本的描绘。
该描绘例如显示在位于侧面且垂直的导航屏幕上和时标上。
时标上的图像有利地包括指令的适用时间段和最优适用时刻。
该基于图标的描绘与构成当前飞行计划的元素相关联，是动态刷新的。
此外，该基于图标的描绘可基于指令的内容改变。
因此，例如，当指令涉及飞行器10的高度改变时，基于图标的描绘例如包括显示飞行器的上升和下降的符号。
在接下来的步骤170期间，处理模块23监测飞行计划以及操作数据和操作参数的任何更改，且在更改的情况下，处理模块23返回之前描述的步骤115。
具体地，在该步骤115的执行期间，再次确定与操作能力和相同指令的飞行计划的约束条件的兼容性。
否则，处理模块23转到步骤180。
在该步骤180期间，处理模块23核实最优适用时刻的截止期限。
当已到达该适用时刻时，处理模块23转到之前解释的步骤155，以生成驾驶命令，从而能够执行指令。
否则，处理模块再次转到步骤160。
可以看到，本发明具有某些数量的优点。
具体地，根据本发明的驾驶辅助方法能够确保与旨在更改当前飞行计划的每个指令的飞行演变连贯的、直观的、快速的流动处理。
该过程只需要飞行员对最后的步骤进行干预，以确认或拒绝指令的实施。
该方法考虑飞行计划的约束条件和飞行器的操作能力，以确定指令的适用时刻。
根据本发明的一个特别有利的方面，例如通过考虑由对应的航空公司施加的最优化准则，该方法进一步能够确定最优适用时刻。
所有这些活动在飞行员不进行干预的情况下进行，这简化了飞行器的驾驶并降低了错误风险。
最后，根据本发明的方法提出对推迟实施的指令的直观描绘，这使得飞行员能够识别推迟实施的指令并特别直观地理解推迟实施的指令的意思。