航空共同体(community)面临着不断增加的飞行延迟、安全关心和航线 成本。例如联邦航空局(FAA)、航空公司(airline)、和运输安全局 (Transportation Security Agency)等产业风险承担者(industry stakeholder)在分层属地(dependency)的复杂实施环境中操作，使得空中 交通管理启动项目(initiative)结果难以预测。因而，日益重要的是更详 细地并且进一步预先计划空中交通启动项目，以使可以更有效地管理得国家 空域系统。制定更加强调交通战略管理的空中交通系统的一个关键要求是在 不同空域中精确预测空中交通要求。
示例地将所管制的空域细分成多个区段(sector)，并且通常单个空中交 通管制员负责在特定区段中管制空中交通。在关心的时间段内预期在特定区 段中的飞行数量为对该区段的要求。因为可以合理地预期一个空中交通管制 员在其负责的区段中仅监测并指挥有限数量的同时飞行(例如10-15个飞 行)，所以希望确定管制空域区段中的预期要求和未来某时刻将具有预期要求 的单个飞行请求的影响，使得可以适当地指挥空域中的飞行以帮助保持空域 区段内的飞行的预期数量在可管理等级内。当前有限数量的系统和方法已应 用于空中交通要求预测的问题。这种系统的一个示例为FAA的增强空中交通 管理系统(ETMS)。然而，为了有效预测空中交通要求，这些方法和系统中许 多都不够精确，特别是在非标准环境下，例如对流天气状况下。

因此，本发明提供了具有改进的区段水平面(level)要求预测的空域要 求预测系统和方法，使空中交通管制员能获得更平滑和更迅速的空中交通流。 在这点上，通过使用例如飞行路径聚类(flight path clustering)、基于情 况的路线选择以及使用时间推理(temporal reasoning)技术的关于出发和 区段交叉次数的预测等有利技术来实现改进的区段水平面空中交通要求预 测。通过使用这些高级技术，可以获得在执行类似空中交通要求预测功能的 现有系统上精确度的增加。例如，通过对更大的历史数据集合应用几何聚类 技术，根据本发明的空中交通要求预测可以更加精确，并且通过应用例如时 间推理等时间预测技术，利用了对于空中交通要求预测的概率方法。
根据本发明的一个方面，一种空中交通要求预测系统包括扩展路线预测 器、轨迹模型器、区段交叉预测器、出发时间预测器和要求模型器。该空中 交通要求预测系统可以在划分成区段的空域内预测要求。
扩展路线预测器操作以产生与一个或多个飞行关联的预测的二维扩展路 线信息。各请求飞行具有关联的出发位置和关联的目的位置。目的和出发位 置示例地为机场，尽管它们可能是飞机跑道、降落场，或者其它固定或活动 的位置，飞机、直升飞机、飞艇和其它飞行器可以从这些地方起飞和降落。 预测的二维扩展路线信息可以包括地理位置方位，地理位置方位定义了在其 关联的出发位置和其关联的目的位置之间的每一请求飞行预期要飞行的路 线。
为了生成该扩展路线信息，扩展路线预测器可以接收历史数据、几何聚 类数据以及飞行信息参数，历史数据包括有关于相应于一次或多次请求飞行 的一次或多次飞行先前完成的实例的信息，几何聚类数据由关于在与该一次 或多次请求飞行相关的出发位置和目的位置相同的出发位置和目的位置之间 的先前完成的飞行的信息获得，飞行信息参数与该一次或多次请求飞行相关。 在这点上，空中交通要求预测系统可以包括时间表检索器，时间表检索器用 于检索包括与请求飞行相关的飞行信息参数的飞行时间表。
轨迹模型器接收该预测的二维扩展路线信息并用于生成与请求飞行关联 的预测的四维扩展路线信息。在这点上，预测的四维扩展路线信息可以包括 地理位置方位，该地理位置方位定义了每一请求飞行在其出发位置和其目的 位置之间的预期飞行路线、与地理位置方位关联的高度、以及与地理位置方 位关联的时间。除接收预测的二维扩展路线信息外，轨迹模型器也接收与请 求飞行关联的预期的巡航速度和巡航高度信息。
区段交叉预测器接收预测的四维扩展路线信息并可以生成与请求飞行关 联的预测区段交叉信息。预测区段交叉信息包括请求飞行从空域的一个区段 和空域的另一个区段交叉的时间。
空中交通要求预测系统也可以包括响应过滤器。响应过滤器从区段交叉 预测器接收预测区段交叉信息并可以过滤该预测区段交叉信息从而获得过滤 的预测区段交叉信息。过滤的预测区段交叉信息可以被要求模型器用作预测 出发时间信息以得到预测时间间隔。
出发时间预测器可以生成预测与请求飞行关联的出发时间信息。在这点 上，出发时间预测器可以接收历史出发延迟信息，根据该历史出发延迟信息 可以得到预测出发时间信息。该历史出发延迟信息可以包括相应于与请求飞 行一次或多次飞行的先前所有情况相关的信息。
要求模型器可以生成要求模型。在这点上，要求模型包括与请求飞行关 联的预测时间间隔，它指示了请求飞行预期什么时候出现在空域一个或更多 区段中。要求模型器至少由预测区段交叉信息(或当空中交通要求预测系统 包括响应过滤器时由过滤的预测区段交叉信息)和预测出发时间信息得到预 测时间间隔。
为促进包括在要求模型中信息的利用，空中交通要求预测系统可以进一 步地包括要求模型接口(interface)。要求模型接口可以将要求模型呈现给 空中交通要求系统的用户(例如空中交通管制员)从而得以利用并与之相互 作用。在这点上，要求模型接口可以包括在显示装置上可显示的图形用户界 面。
在一个实施例中，要求模型器包括图形生成器。图形生成器接收预测区 段交叉信息和预测出发时间信息并可以生成相应于空域每一区段的时间约束 图形，沿每一请求飞行在其出发位置和其目的位置之间预期飞行路线关联的 每一请求飞行进入或离开该空域每一区段。每一时间约束图形由预测区段交 叉信息和预测出发时间信息得到并表现出与每一请求飞行关联的预测时间间 隔，该间隔指示了每一请求飞行预期什么时候在相应于该图形的空域区段内。
空中交通要求预测系统可以包括在航交通检索器。在航交通检索器接收 与请求飞行的在航数据并可以提供与使用在航数据请求飞行关联的更新的在 航信息。更新的在航信息输入到轨迹模型器以获得相应于关联在航数据的四 维扩展路线信息。
在本发明的另一方面中，被划分成区段的空域中的预测空中交通要求的 方法包括为该空域中一次或多次请求飞行执行扩展路线预测，利用扩展路线 预测对请求飞行执行时间拥塞预测，为请求飞行执行出发预测，以及生成基 于时间拥塞预测和出发预测结果的要求模型。每一请求飞行具有关联出发位 置和关联目的位置，并且目的和出发位置可以是例如机场、飞机跑道、降落 场、或者其它固定或活动位置等，从这些地方飞机、直升飞机、飞艇和其它 飞行器可以起飞和降落。所生成的要求模型包括与每一请求飞行关联的预测 时间间隔，它指示了每一请求飞行在其关联的出发位置到其关联的目的位置 的路线上预期什么时候进入或离开从而出现在空域的一个或更多的区段中。
执行路线预测的步骤可以包括检索(retrieve)与请求飞行关联的飞行 信息参数，检索包括关于与请求飞行一次或多次飞行的相应的先前完成的一 次或多次飞行示例的信息的历史数据，检索由关于在与该一次或多次请求飞 行相关的出发位置和目的位置相同的出发位置和目的位置之间的先前完成的 飞行的信息而获得的几何聚类数据，并且生成包括定义了每一请求飞行预期 飞行路线的地理位置方位的预测二维扩展路线信息。在这点上，该方法可以 进一步包括利用包括与请求飞行相关的飞行信息参数的飞行时间表的步骤。
执行时间拥塞预测的步骤可以包括接收预测二维扩展路线信息，生成预 测四维扩展路线信息，以及生成包括请求飞行预期什么时候从空域的一个区 段交叉到空域的另一个区段中的时间的预测区段交叉信息。四维扩展路线信 息可以包括定义了每一请求飞行在其出发位置和其目的位置之间预期飞行路 线的地理位置方位，与地理位置方位关联的高度，以及与地理位置方位关联 的时间。执行时间拥塞预测的步骤可以进一步包括接收更新的与请求飞行关 联的在航信息并且使用该更新的在航信息以获得与在航信息关联的四维扩展 路线信息。执行时间拥塞预测的步骤也可以进一步包括接收与请求飞行关联 的预期巡航速度和巡航高度信息，这些信息与其它所接收信息一起使用以产 生预测四维扩展路线信息并生成预测区段交叉信息。
执行出发时间预测的步骤可以包括检索与请求飞行关联的飞行信息参 数，查询历史出发延迟信息以识别先前具有类似于请求飞行的飞行信息参数 的飞行信息参数的一次或多次飞行的所有情况，以及基于所识别的先前一次 或多次飞行的所有情况为每一请求飞行生成延迟分布。
生成要求模型的步骤可以包括生成相应于空域每一区段的时间约束图 形，每一请求飞行在其出发位置和其目的位置之间连同关联的预期飞行路线 飞行的每一请求飞行进入或离开该空域。在这点上，每一时间约束图形由预 测区段交叉信息和预测出发时间信息得到并且代表与每一请求飞行关联的预 测时间间隔以指示每一请求飞行相应于该图形预期什么时候出现在空域该区 段中。
预测空中交通要求的方法也可以包括在生成要求模型步骤之前过滤时间 拥塞预测的结果。在这点上，在生成要求模型步骤中，预测时间间隔可以由 出发预测的结果和时间拥塞预测的过滤结果得到。
预测空中交通要求的该方法可以进一步包括输出要求模型到一个或多个 作为指挥空域中空中交通根据的个体。在这点上，输出步骤可以包括在显示 装置上以图形用户界面方式显示要求模型参数。
本发明的这些以及其它方面和优点将与附图一起通过下述详细描述而得 以更加明显。

为了更完整地理解本发明及其进一步的优点，现在结合附图来参考以下 的详细描述。
图1是空中交通要求预测系统的一个实施例的框图；
图2是基于情况(case-based)的检索过程的一个实施例的图示；
图3是描述从旧金山到芝加哥O’Hare的示例完整飞行路线的聚类的曲 线图；
图4是出发延迟预测过程的一个实施例的图示；
图5A是图形生成过程的一个实施例的图示；
图5B是示出示例时间约束图形的曲线图；
图6描述了由图形生成过程获得的示例解决方案；以及
图7描述了空中交通要求预测系统的要求模型接口的图形用户界面的一 个实施例。

图1示出了空中交通要求预测系统10的一个实施例。空中交通要求预测 系统10分析一格或多个请求的飞行以确定请求飞行对于在关心的时间期间 管制的空域的各个区段中请求飞行对于要求的影响。
空中交通要求预测系统10包括时间表检索元件12、扩展路线预测元件 14、轨迹模型元件16、区段交叉元件18、在航交通检索元件20、出发时间 预测元件22、响应过滤器元件24、和图形生成元件26。这些元件12-26在 此也可以指时间表检索器12、扩展路线预测器、轨迹模型器、区段交叉预测 器18、在航交通检索器20、出发时间预测器22、响应过滤器24、和图形生 成器26。在本实施例中，空中交通要求预测系统10的不同元件12-26由可 被一个或多个处理器执行的软件指令来实现。在其它实施例中，空中交通要 求预测系统的一个或多个元件12-26可以替代软件的硬件或可编程逻辑(例 如场可编程门阵列等)来实现。
使用不同输入，空中交通要求预测系统10的元件12-26生成要求模型 28。将要求模型28提供到要求模型接口30以代表给空中交通要求系统10的 用户并供其利用。在这点上，要求模型接口30可以是可显示在例如电脑显示 器的显示装置上的图形用户界面(GUI)。在这点上，要求模型接口30可以通 过一个或多个处理器可执行软件指令来执行。在其它实施例中，要求模型接 口30可以是非图形界面并且它可以替代软件的硬件或可编程逻辑(例如场可 编程门阵列等)来实现。
操作时间表检索元件12以检索飞行时间表32。时间表检索元件12可以 通过结合包括从不同航空公司和包机服务可得到的出版的飞行时间表(例如 官方航线指南，OAG)的不同信息源来检索飞行时间表32。飞行时间表32包 括与在关心的时间段期间内预定出发的一个或多个飞行相关的飞行信息。在 这点上，飞行时间表32中的飞行信息可以包括时间表32中每一飞行的例如 航线、飞机类型、预定出发时间、出发机场和目的机场等。通常，所关心的时 间段可以是在未来任何时间开始的任何期望长度的时间区块。但是，在一个 实施例中，所关心的时间段为开始在未来十五小时后的一小时时间段。所关 心的时间段的持续时间和/或该时间段开始的时间可以被固定在空中交通管 理系统10中或者基于例如在启动空中交通要求预测系统10期间用户选择的 偏好和/或在系统10运转期间用户输入等而可变。
一旦为所关心的时间段创建了飞行时间表32，则可以从飞行时间表32 中选择飞行请求34以随后被空中交通要求预测系统10处理。飞行请求34在 此也可以关联于请求飞行34。将来自飞行时间表32、对于请求飞行34的飞 行信息输入到扩展路线预测元件14。此外，可以将与请求飞行32相关的进 一步信息58输入到轨迹模型元件16。对轨迹模型元件16具有特殊重要性的 是飞行请求32的巡航速度和巡航高度。这些附加信息(例如巡航速度、巡航 高度)58可以通过根据历史数据和/或预测算法的时间表检索元件12而与包 括在时间表32中的飞行相关。
扩展路线预测元件14接收飞行请求34的飞行信息、以及相关于空中交 通路线的几何聚类数据36和相关于空中交通路线的历史数据38。历史数据 38包括描述从出发机场到目的机场的完整的飞行所采用的单个飞行路径的信 息。该信息可以包括由例如与单个飞行路径的不同分段相关的纬度和经度(纬 度/经度点)所指定的地理位置方位。几何聚类数据36包括描述从出发机场 到目的机场的完整的飞行所采用的类似单个飞行路径的平均值或其它信息组 合。在这点上，可以从如关于图3所描述的历史数据38获得几何聚类数据 36。
由于历史数据38和可用的几何聚类数据36可与在不同的出发和/或目的 机场之间的完整的飞行相关而不是与飞行请求34相关的飞行信息中的那些 飞行相关，所以所有历史数据38和可用的几何聚类数据36可以不必与正在 处理中的特定飞行请求34相关。在这点上，如同在正处理的飞行请求34相 关的飞行信息中，只有与在相同的出发和目的机场之间飞行相关的历史数据 38和几何聚类数据36可被从历史数据38和几何聚类数据36中选出，以输 入到扩展路线预测元件14。例如，如果请求飞行34始于旧金山并目的地为 芝加哥O’Hare，然后可将相关于从旧金山到芝加哥O’Hare完整的飞行的 历史数据38和几何聚类数据36选做相关数据，以输入到扩展路线预测元件 14。
使用飞行请求34的飞行信息，相关聚类数据36和相关历史数据38作为 输入，操作扩展路线预测元件14生成与飞行请求34相关的预测二维扩展路 线信息(预测ER2d)40。在这点上，与飞行请求34相关的预测ER2d40包括 预测的地理位置方位(例如纬度/经度点)，该预测地理位置方位定义了请求 飞行34从其出发机场到其目的机场预期飞行的路线。该预测路线将包括一个 或多个(通常很多个)从出发机场到目的机场的空域中的空中交通控制区段。
操作航交通检索元件20生成一组零个或多个与飞行请求34相关的在航 飞行，以输入到轨迹模型元件16。在航飞行由连同巡航速度和巡航高度的二 维扩展路线信息(全体在航信息42)组成。在这点上，在航信息42可以从 在航数据44数据库中获得。在航数据44可以包括例如来自出发之前为请求 飞行34的提出的飞行计划的信息，和/或从飞行传送的和/或由监测飞行穿过 的空域的系统获得的实际信息。
轨迹模型元件16从扩展路线预测元件14接收预测的ER2d40连同与请求 飞行34相关的附加飞行信息58(例如预测巡航速度和巡航高度)。使用这些 输入，操作轨迹模型元件16生成预测四维扩展路线信息(预测ER4d)46。在 这点上，预测ER4d46包括地理位置方位(例如纬度/经度点)，这些地理位置 方位定义了请求飞行34从其出发机场到其目的机场连同与该地理位置方位 的高度和时间相关的预定飞行路线。并且，可用时，将来自在航交通检索元 件20的在航信息42输入到轨迹模型元件16以提供除正处理中请求飞行34 施加的空域要求之外的空域要求增强图像。
区段交叉元件18从轨迹模型元件16接收预测ER4d。使用预测ER4d46作 为输入，区段交叉元件18将预测区段交叉信息48输出到响应过滤器元件24。 在这点上，预测区段交叉信息48包括沿请求飞行34的预测路线的空域区段 的预测四维进入和离开点(例如纬度、经度、高度和时间等)。
如所示出的，轨迹模型元件16和区段交叉元件18可以是另一空中交通 控制相关系统60的一部分。适当的系统60的一个示例为洛克希德马丁用户 要求评估工具(Lockheed Martin User Request Evaluation Tool)(LM URET) 系统60。该系统60已被安装在空中路线交通控制中心(ARTCCs)并且包括 适合连接或合并到空中交通要求预测系统10的轨迹模型16和区段交叉元件 18。在其它实施例中，轨迹模型元件16和/或区段交叉元件18可以为仅包括 在空中交通要求预测系统10中的元件。
响应过滤器元件24从区段交叉元件18接收预测区段交叉信息48。响应 操作过滤器元件24过滤预测区段交叉信息48，从而获得过滤的预测区段交 叉信息50。在这点上，过滤预测区段交叉元件过滤预测区段交叉信息48以 将时间和持续时间格式成标准格式并移除复制的或其它不必需的区段交叉信 息。
使用历史出发延迟时间数据52作为输入，出发时间预测元件22生成请 求飞行34的预测出发时间信息54。在这点上，预测出发时间信息54可以包 括时间间隔，在该间隔期间请求飞行预计出发。连同图4描述出发时间预测 过程，该过程可以被出发时间预测元件22利用以生成预测出发时间信息54。
将过滤的预测区段交叉信息50和预测出发时间信息54输入到图形生成 元件26。使用这些输入，图形生成元件26生成代表请求飞行34沿其预测路 线不同区段部分的预测时间间隔(例如进入请求飞行34将穿过的不同区段的 预测的提前、中和延迟进入时间，和离开请求飞行34将穿过的不同区段的预 测的提前、中和延迟离开时间)的时间约束图形56。
在一个实施例中，为预测路线的每一分段生成的时间约束图形56可以是 Tachyon图形。Tachyon为用于代表并推理时间定性和定量方面的基于约束的 模型的电脑软件工具。在此也可将Tachyon软件指示为Tachyon时间推理器 (reasoner)。Tachyon时间推理器由通用电气全球研究中心(GE GRC)开发。 在其它实施例中，可采用提供极为类似的功能的软件和/或硬件来替代 Tachyon时间推理器。结合图5B记载并描述了示例的Tachyon图形56。
因而，图形生成元件26和生成的Tachyon图形56可以包括要求模型生 成元件62。在其它实施例中，要求模型生成元件62可以包括附加元件。来 自要求模型生成元件62的输出(例如图形56)用于更新提供到要求模型接 口30的要求模型28，以向空中交通要求系统10的用户呈现所述要求模型28， 并由空中交通要求系统10的用户与其互动。在这点上，要求模型28代表了 多少飞行将在所关心的时间段内处于空域的不同区段中。更新要求模型28以 结合有关请求飞行34预期穿过的区段和预期在该区段中请求飞行34的预测 时间间隔的信息，以及对于所关心的时间段分析的全部其它请求飞行的类似 信息。在这点上，可用过空中交通要求预测系统10分析一次或多次附加请求 飞行(例如由飞行时间表32所获得的)，以为所关心的时间段内所有请求飞 行生成要求模型28。
图2图解了可以由如图1的空中交通要求预测系统10，特别是为了生成 与飞行请求34相关的预测ER2d40的扩展路线预测元件14承担的基于场合的 检索过程200的一个实施例。基于情况的检索过程包括采用飞行信息参数查 询匹配的历史数据38，飞行信息参数包括：(1)出发机场；(2)目的机场； (3)航线；(4)飞机类型；(5)飞行编号；(6)时间；(7)星期几；以及(8) 月份。如果采用所有前面的参数没有发现匹配，则执行一次或多次随后的查 询直到发现匹配。所每个随后执行的查询使用更少的参数(例如第一随后查 询使用参数(1)-(7)，下一个随后查询使用参数(1)-(6)，等等)。
基于与历史数据38中表示的每一飞行相关的地理位置方位的接近度，将 由一次或多次查询返回的匹配组织成聚类。事先创建该聚类，并且根据事先 创建的历史飞行聚类来分类由一次或多次查询所返回的匹配。例如，如图2 所示，总共返回八个组织成总共四个聚类的匹配。第一聚类可以包括八个匹 配中的三个，第二聚类可以包括八个匹配中的两个，第三聚类可以包括八个 匹配中的一个，并且第四聚类可以包括八个匹配中的两个。因而，与第一到 第四聚类相关的可能性相应地为3/8、2/8、1/8和2/8。最有代表性的 (represented)聚类(例如图2所示示例中的第一聚类)被选作代表聚类并 且具有最高分数的匹配(例如最匹配的参数)被选作空中交通要求预测系统 10所承担的随后预测的种子飞行。
根据空中交通要求预测系统10所承担的基于场合的检索过程而选出的 聚类可以通过围绕种子飞行的地理位置方位(纬度/经度点)绘出矩形边界(边 界框)而显现出来。在这点上，图3为描述了旧金山(SFO)到芝加哥O’Hare (ORD)示例路线的聚类的曲线图，该路线包括四百二十四个类似飞行。在图 3所示示例中，采用大约纬度1.5度、经度2.5度的边界框(bounding box)， 但是可以采用更大或更小的边界框。可以平均化(或以其它方式联合)位于 围绕种子飞行位置方位的边界框内的飞行分段的地理位置方位(例如纬度/ 经度)以获得相关几何聚类数据。
图4图解了可以由图1所示空中交通要求预测系统10，及其中用于生成 请求飞行34的预测出发时间信息54的出发时间预测元件22承担的出发延迟 预测过程400的一个实施例。出发延迟预测过程400包括接收402许多飞行 请求信息参数，包括以下：(1)出发机场；(2)目的机场；(3)航线；(4) 飞机类型；(5)飞行编号；(6)时间；(7)星期几；(8)月份；和(9)目的 机场天气状况。将飞行请求信息参数输入到基于情况的出发延迟模块404。 基于场合的出发延迟模块404比较输入到其中的飞行请求信息参数和历史数 据(例如历史延迟数据52)，以识别类似历史情况406。
类似历史情况用于生成延迟分布408。如所示出的，延迟分布408可以 由示出历史类似情况的次数对时间延迟的曲线表示。然后，可以建立预测的 延迟间隔410。在这点上，延迟间隔410可使用例如分布平均值的标准偏差 来建立。
将延迟分布408和预测延迟间隔410输入到出发延迟评估(evaluation) 模块412。出发延迟评估模块412输出时间预测间隔414。时间预测间隔414 包括请求飞行34的预测的提前出发时间(提前出发或ES)和预测的延迟出 发时间(延迟出发或LS)。在这点上，ES可以通过从延迟分布平均出发时间 中减去标准偏差而获得，而LS可以通过将标准偏差加到延迟分布平均出发时 间而获得。
图5A描述了可以由图1的空中交通要求预测系统10承担的图形生成过 程500及其中的图形生成元件26的一个实施例。图形生成过程500包括多个 节点502A-502D的传播相关约束，其中每个节点502A-502D代表请求飞行34 将穿过的空域中的一个区段。在这点上，可使用可应用的约束、利用一前述 Tachyon软件来实现图形生成过程500以及其后的解决方案。
在图5A所示实施例中，有四个节点502A-502D，但是可以有比所描述的 更多或更少的节点。这四个节点包括初始节点502A，两个中间节点502B、 503C，以及最终节点502D。初始节点502A代表当进入受控空域时(例如从 出发机场起飞)请求飞行34将处于的第一区段，最终节点502D代表当离开 受控空域时(例如在目的机场降落)请求飞行34将处于的最后区段，而中间 节点502B、502C代表沿请求飞行34的预定路线进入或离开的中间区段。
关联于请求飞行34的初始节点502A时间约束的表征如图5B中图形56 所示。在图5B的曲线图中描述了与请求飞行34相关的多个约束，即提前出 发时间(ES)、延迟出发时间(LS)、通过区段的最小经过时间(minD)、以及 通过区段的最大经过时间(maxD)。可以根据结合图4而描述的出发延迟预测 过程400获得所估计的提前出发(ES)和延迟出发(LS)时间。可从第一区 段的区段交叉元件18输出的预测区段交叉信息48得到minD和maxD约束。 另外，提前完成时间(EF)和最延迟完成时间(LF)依赖于前述约束(ES， LS，minD和maxD)。如所描述的，区段中总共可能的时间包括LF和ES间之 间的区别。中间节点502B、502C以及最终节点502D的相关约束包括该所代 表区段的minD和maxD，其可以通过区段的区段交叉元件18输出的区段交叉 信息48得到。
Tachyon时间推理器用于传播每一节点502A-502D的相关约束以获得与 每一节点502A-502D相关的图形56。在这点上，图6描述了由图5A的四个 节点502A-502D代表的四个示例区段的Tachyon时间推理器获得的解决方案。 解决方案(如图6的最右列所示)代表了预测的时间间隔，在该预测的时间 间隔内请求飞行34预期在节点502A-502D所代表的每一区段中。预测时间间 隔指示请求飞行34预期处于每一区段中的时间并且该预测时间间隔包括在 要求模型28中。
图7描述了空中交通要求预测系统10的要求模型接口30的图形用户界 面(GUI)700的一个实施例。该GUI包括多个不同的窗格或窗口702A-702F。 窗格包括空域信息窗格702A、区段信息窗格702B、飞行信息窗格702C、事 件信息窗格702D、控制面板窗格702E、以及空域地图窗格702F。窗格 702A-702F可以以包括如所描述的平铺式的多种不同方式布置。
空域信息窗格702A显示识别空域中一个或多个区段的信息以及已被空 中交通要求预测系统10处理的空域中一次或多次请求飞行的信息，以将这样 的请求飞行包括在要求模型28中。在图7所示示例中，列出了两个模拟请求 飞行(“EGF264”和“EGF2640”)和两个区段(“ZCM06”和“ZCM25”)。在空 中交通要求预测系统10操作期间，在空域中可以有比图7的GUI700的空域 信息窗格702A中所列更少或更多的请求飞行以及更少或更多的区段。
区段信息窗格702B显示有关所选区段的信息(例如通过点击在空域信息 窗格702A中它的名称或点击空域地图窗格702F中它的位置来选择)。区段信 息窗格702B中所显示的信息可以包括，例如整个区段负载、平均区段负载以 及在航区段负载信息等。在图7所示示例中，显示了有关区段“ZCM06”的信 息。可以通过在空域信息窗格702A中高亮所选择区段而指示(例如为区段 “ZCM06”所图解的)，来指示要在区段信息窗格702B中显示的特定区段的选 择。
飞行信息窗格702C显示有关由空中交通要求预测系统10处理的请求飞 行的信息。在飞行信息窗格702C中所显示的信息可以包括，例如飞行号码、 航线、飞机类型和飞行计划(例如飞行速度、巡航高度、出发机场、预定出 发日期/时间、目的机场、和预定到达日期/时间)信息等。在图7所示示例 中，因为飞行“EGF264”为最近处理的请求飞行，所以显示了有关该此飞行 的信息。
事件信息窗格702D显示有关请求飞行(例如其信息显示在飞行信息窗格 702C中的请求飞行)可能发生的一个或多个事件的信息。在这点上，为每一 事件所显示的信息可以包括多个参数，例如事件发生的事件类型、飞行标识 符(例如“EGF264”)、其中发生时间的区段(例如“ZCM25”)，以及事件的时 间。时间类型的示例包括，飞行进入区段和飞行从区段离开的所预测低(最 早)、中、和高(最晚)时间。
控制面板窗格702E显示识别一个或多个与一个或多个空域相关的可行 空中交通要求预测(或运行)的信息。在图7所示示例中，识别为“GBW02”、 “LIZZI1”、“LIZZI2”和“LIZZI3”的行驶(run)是可行的。特定行驶可以 通过在控制面板窗格702E中点击其识别符、由空中交通要求预测系统10来 选择执行。在图7所示示例中，通过高亮“GBW02”的识别符已经指示了要执 行的“GBW02”行驶的选择。
空域地图窗格702F显示描述了与控制面板窗格702E中为了执行所选的 行驶相关的空域中不同区段边界的二维空域地图。可以在空域地图窗格702F 中所显示的地图上高亮显示为了在区段信息窗格702B中显示所选的区段。在 图7所示示例中，高亮显示了区段“ZCM06”。另外，尽管没有在图7中示出， 但是不同区段可以被颜色编码以指示与之相关的预测区段负载(例如总共的、 激活的或在航的)。例如，具有低于较低可接受等级(例如10次飞行)的预 测负载的区段可以被颜色编码成第一颜色(例如绿色)、具有在较低可接受等 级和较高可接受等级(例如15次飞行)之间预测负载的区段可以被颜色编码 成第二颜色(例如黄色)，而具有超过较高可接受等级预测负载的区段可以被 颜色编码成第三颜色(例如红色)。这种颜色编码允许空中交通要求预测系统 10的用户迅速视觉上识别预测的问题区段并选择这种区段以在区段信息窗格 702B上显示。在这点上，也可以通过在空域地图窗格702F中地图上选择特 定区段来选择它以在区段信息窗格702B上显示。
尽管已经详细描述了本发明的不同实施例，所属领域技术人员可以对本 发明做进一步修改和改进。然而，应当很清楚地认识到，这种修改和改进落 在本发明精神和范围内。