Control de tráfico aéreo.

Un sistema de control del tráfico aéreo, para ser utilizado por un controlador que controla una pluralidad deaeronaves,

que comprende un procesador, un dispositivo de entrada y un dispositivo de visualización, quecomprende, además:

un medio de predicción de la trayectoria para calcular una trayectoria para cada una de dichas aeronaves,para introducir datos de la posición detectada de las aeronaves, y para volver a calcular dichas trayectoriasen función de dichos datos de posición, y

un medio de detección de conflicto para detectar, en función de dichas trayectorias, futuras circunstanciasen las que pares de dichas aeronaves violan ensayos predeterminados de proximidad, y para provocar unarepresentación visual en dicho dispositivo de visualización que indique dichas circunstancias,

caracterizado porque

el sistema está dispuesto para representar visualmente cada una de dicho conjunto de circunstancias comoun símbolo gráfico seleccionado de un conjunto de símbolos predeterminados, correspondiéndose cadauno con una relación direccional entre los rumbos de las aeronaves del par.

Control de tráfico aéreo La presente invención versa acerca de sistemas informatizados para ayudar al control del tráfico aéreo.

El control del tráfico aéreo implica personal humano que se comunica con los pilotos de una pluralidad de aviones, dándoles instrucciones acerca de rutas, de forma que se eviten colisiones. En general, las aeronaves presentan “planes de vuelo” que indican sus rutas antes del vuelo, y a partir de estos, los controladores tienen cierta información inicial acerca de la presencia probable de aeronaves, pero los planes de vuelo están inherentemente sujetos a variaciones (debido, por ejemplo, a retrasos en despegues; cambios de velocidad debidos a viento en contra o viento de cola; y modificaciones permitidas del curso por el piloto) . En sectores concurridos (típicamente, los cercanos a los aeropuertos) es necesario un control activo de las aeronaves por parte de los controladores.

Los controladores reciben datos acerca de la posición de la aeronave (procedentes de unidades de radar) y solicitan información tal como altitud, rumbo y velocidad. Dan instrucciones a los pilotos por radio para que mantengan su rumbo, que alteren su rumbo, de forma predeterminada, o mantengan o alteren su altitud (por ejemplo, para ascender hasta una cierta altitud o para descender hasta una cierta altitud) , de forma que se mantenga una separación mínima segura entre las aeronaves y, por lo tanto, se eviten el riesgo de colisiones. Las colisiones son sumamente raras, incluso en las áreas más concurridas, debido a la monitorización y al control continuos de las aeronaves por parte de los controladores de tráfico aéreo, para los que la seguridad es, necesariamente, el criterio más importante.

Por otra parte, con un crecimiento continuo del transporte aéreo, debido a un creciente comercio global, es importante maximizar la cantidad de aeronaves (hasta el grado que sea compatible con la seguridad) . Aumentar adicionalmente el la cantidad con los sistemas existentes de control del tráfico aéreo es cada vez más difícil. Es difícil que los controladores del tráfico aéreo monitoricen las posiciones y los rumbos de demasiadas aeronaves a la vez en equipos convencionales, y los controladores humanos necesariamente pecan de prudentes en lo que respecta a la separación de aeronaves.

La monografía “Future area control tools support” (FACTS) , Peter Whysall, Second USA/Europe Air Traffic Management RND Seminar, Orlando, EE. UU., 1-4 de diciembre de 1998 (disponible en línea en el siguiente URL) http://atm-seminar-98.eurocontrol.fr/finalpapers/track1/whysall.pdf divulga una herramienta para controladores de planificación y tácticos en los que las interacciones entre pares de aeronaves están clasificadas como “aceptable”, “incierta” o “inaceptable”. En el caso de interacciones entre aeronaves que están clasificadas como “aceptable”, es evidente que el controlador no necesita hacer nada, y en el caso de aeronaves que están clasificadas como “inaceptable” es evidente que necesita hacer algo. Sin embargo, las aeronaves que están clasificadas como “incierta” simplemente suponen un quebradero de cabeza para el controlador. Cuanto más generoso sea el enfoque a la hora de modelar la incertidumbre, más interacciones de aeronaves habrá que se encontrarán en esta tercera categoría.

Pasa lo mismo con la monografía “Future Air Control Tools Support Operation Concept and Development Status”, Andy Price, FAA/Euro Control AP6 TIM-Memphis, EE. UU., 19-21 de octubre de 1999, que muestra adicionalmente la representación visual de cada una de estas tres clases de interacción en un color distinto (rojo para inaceptable, verde para aceptable y amarillo para incierta) , disponible en el siguiente URL:

http://www.eurocontrol.int/moc-faa-euro/galler y /content/public/papers/TIMS/AP6/tims/tim-memphis/FACTS/facts.ppt

Por lo tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar sistemas informatizados de soporte para un control del tráfico aéreo que permita que los operarios humanos aumenten la cantidad de aeronaves sin un aumento del riesgo de pérdidas de la separación mínima permitida desde su presente nivel, muy bajo. La invención en diversos aspectos está definida en las reivindicaciones adjuntas al presente documento, con ventajas y características preferentes que serán evidentes a partir de la descripción y de los dibujos siguientes.

Se ilustrarán ahora las realizaciones de la invención, únicamente a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

La Figura 1 es un diagrama de bloques que muestra un sistema de control del tráfico aéreo para un sector de espacio aéreo según una realización de la invención;

la Figura 2 es un diagrama de bloques que muestra los elementos de una estación de controladores tácticos del tráfico aéreo que forma parte de la Figura 1;

la Figura 3 es un esquema que muestra el soporte lógico presente en un ordenador central que forma parte de la Figura 1;

la Figura 4 es un esquema que muestra la posición, la trayectoria y la incertidumbre en el mismo de una aeronave según la presente realización;

la Figura 5 es un esquema que muestra de forma esquemática los datos y las rutinas que componen un módulo de predicción de la trayectoria que forma parte de la Figura 3;

la Figura 6 es un diagrama de procesos que muestra los procedimientos llevados a cabo por el predictor de la trayectoria de la Figura 5;

la Figura 7 es un esquema que muestra la geometría de una interacción entre dos aeronaves en una vista en planta;

la Figura 8 es un diagrama de flujo que muestra el procedimiento de la detección de conflicto llevado a cabo por un detector de conflictos a medio plazo según la presente realización;

la Figura 9 es un gráfico de distancia en función del tiempo que muestra la variación en la distancia entre dos 10 vuelos correspondientes a los de la Figura 7;

la Figura 10 es un gráfico de separación en función del tiempo que muestra tres clases de interacción;

la Figura 11 es un diagrama de flujo que muestra el procedimiento de clasificación de interacciones llevado a cabo por el detector de conflictos a medio plazo que forma parte de la Figura 8;

la Figura 12 muestra una representación visual en pantalla que indica un diagrama de marcas de separación en función del tiempo, y correspondiente al de la Figura 10, representado visualmente en una realización de la estación de trabajo de la Figura 2; y

la Figura 13 es una interfaz de usuario que muestra una representación visual de la altitud en función de la distancia a lo largo de la trayectoria para una aeronave seleccionada y que indica interacciones potenciales con otras aeronaves, e incluye una porción de entrada de instrucciones tácticas (autorización) .

Descripción general del sistema de control del tráfico aéreo La Figura 1 muestra los elementos de soporte físico de un sistema de control del tráfico aéreo (conocido per se, y utilizado en las presentes realizaciones) . En la Figura 1, un sistema de seguimiento por radar, denotado 102, comprende una unidad de radar para hacer un seguimiento de aeronaves entrantes, que detecta el rumbo y la distancia (radar primario) y altitud (radar secundario) , y genera señales de salida que indica la posición de cada uno, 25 a intervalos periódicos. Se proporciona una estación 104 de radiocomunicaciones para comunicaciones de voz con la radio de la cabina del piloto de cada aeronave 200. Se proporciona una estación meteorológica 106 para recoger datos meteorológicos y producir mediciones y pronósticos del viento, velocidad y dirección, y de otra información meteorológica. Un ordenador servidor 108 que se comunica con una red 110 de comunicaciones recoge datos del sistema 102 de radar y la estación meteorológica 106 (por medio de la red 110) , y proporciona los datos recogidos a un centro 300 de control de tráfico aéreo. Asimismo, los datos del centro 300 de control del tráfico aéreo son devueltos al ordenador servidor para una distribución a través de la red 110 a los sistemas de control de tráfico aéreo en otras áreas.

Una base 112 de datos almacena información acerca de cada una de una pluralidad de aeronaves 200, incluyendo el tipo de aeronave, y diversos datos de rendimiento, tales como el peso mínimo y máximo, la velocidad, y la máxima velocidad de ascenso.

Típicamente, el espacio aéreo del que es responsable el centro 300 de control del tráfico aéreo está dividido en una pluralidad de sectores, cada uno con límites geográficos y verticales definidos y controlados por controladores... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de control del tráfico aéreo, para ser utilizado por un controlador que controla una pluralidad de

aeronaves, que comprende un procesador, un dispositivo de entrada y un dispositivo de visualización, que

comprende, además:

5 un medio de predicción de la trayectoria para calcular una trayectoria para cada una de dichas aeronaves,

para introducir datos de la posición detectada de las aeronaves, y para volver a calcular dichas trayectorias

en función de dichos datos de posición, y

un medio de detección de conflicto para detectar, en función de dichas trayectorias, futuras circunstancias

en las que pares de dichas aeronaves violan ensayos predeterminados de proximidad, y para provocar una

10 representación visual en dicho dispositivo de visualización que indique dichas circunstancias,

caracterizado porque

el sistema está dispuesto para representar visualmente cada una de dicho conjunto de circunstancias como

un símbolo gráfico seleccionado de un conjunto de símbolos predeterminados, correspondiéndose cada

uno con una relación direccional entre los rumbos de las aeronaves del par.

15 2. Un sistema según la reivindicación 1, en el que el conjunto comprende: un primer símbolo que indica que cada

aeronave está aproximándose a la otra, un segundo símbolo que indica que una aeronave está aproximándose

a la otra desde un lado de la misma, y un tercer símbolo que indica que una aeronave está alcanzando a la

otra.