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CN105531748B - 降落判断辅助系统、降落判断辅助方法以及降落判断辅助程序 - Google Patents

降落判断辅助系统、降落判断辅助方法以及降落判断辅助程序 Download PDF

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CN105531748B
CN105531748B CN201480049912.6A CN201480049912A CN105531748B CN 105531748 B CN105531748 B CN 105531748B CN 201480049912 A CN201480049912 A CN 201480049912A CN 105531748 B CN105531748 B CN 105531748B
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Abstract

本发明提供专家以外的普通用户也能够容易且准确地读取对飞机降落的判断有用的信息的降落判断辅助系统、降落判断辅助方法以及降落判断辅助程序。提供辅助飞机降落的判断的信息的降落判断辅助系统(1)具有：画面生成部(220)，其生成显示在显示部的各种画面；以及显示控制部(260)，其使由画面生成部(220)生成的各种画面显示在显示部，画面生成部(220)包括生成回波强度画面的回波强度画面生成部(240)，回波强度画面所包含的回波强度信息以由气象传感器取得的观测对象的回波强度数据为基础而生成，通过规定高度带的机场周边的回波强度的概要统计量来显示回波强度的水平分布。

Description

降落判断辅助系统、降落判断辅助方法以及降落判断辅助 程序
技术领域
本发明涉及提供辅助飞机降落的判断的信息的降落判断辅助系统、降落判断辅助方法以及降落判断辅助程序。
背景技术
以往，提供低高度的显著的风变化(低层风干扰)的信息的装置公知有香港天文台开发的WTWS(Windshear and Turbulence Warning System：风切变及湍流报警系统)(参照非专利文献1、2)、NCAR(National Center for Atmospheric Research：美国国家大气研究中心)作为原型(prototype)而开发的JAWS(Juneau Airport Wind System：朱诺机场风系统)(参照非专利文献3)、以及日本的气象厅开发的信息提供系统(参照非专利文献4、5)。JAWS的原型以NCAR在香港实施的初始项目为基础，因而与WTWS类似。上述装置均只提供持续且显著的风变化(风切变)、迅速且不规则的风变化(湍流)等“涉及风的信息”。上述风信息以文本显示或图形显示的形式进行提示，其中前者以管制员用为对象进行提示，后者以各种用户(例如自动飞行服务站专家、航空调度员、飞行员)为对象进行提示。文本显示装置是管制员使用的，因而仅简洁地用文本显示风切变所涉及的警报信息，另一方面，图形显示装置除了用图像显示过去的风切变的状况之外，还用图像显示现在的状况、警报。
非专利文献1：Ping-Wah LI，Weather-Its Detection and Alerting，HKOReprint 636，Symposium of Science in Public Service，Science Museum，Hong Kong，27 April 2006.
非专利文献2：Hong Kong Observatory，Windshear and Turbulence in HongKong-information for pilots，3rd edition，2010.
非专利文献3：Robert Barron，Overview of the Juneau Terrain-InducedTurbulence and Windshear Project.
非专利文献4：气象厅，航空气象信息提供系统(MetAir)，[在线]，[平成25年7月19日检索]，网址<URL：http://www.metinfo.go.jp/metair/view/login/index.html>
非专利文献5：气象厅，基于机场气象多普勒雷达的观测，[在线]，[平成25年7月19日检索]，网址<URL：http://www.jma.go.jp/jma/kishou/know/kouku/2_kannsoku/23_draw/23_draw.html>
非专利文献6：(株)JAL航空咨询，“提供给飞机航行的低层风干扰咨询系统的调查”，平成25年2月28日
非专利文献7：(财)航空治安研究中心，“机场航站楼内产生的恶劣天候对飞机航行的影响调查报告书”，2009年10月，[在线]，[平成25年7月19日检索]，网址<URL：http://www.jma.go.jp/jp/contents/index.html>
然而，上述现有的图形显示装置以各种用户为对象，但现状是在香港，主要是香港天文台职员使用，在日本主要是气象厅职员等专家使用，存在专家以外的航行管理者、飞行员等普通用户难以准确地读取所需信息的问题。
例如，即便提供低层风干扰信息，所产生的低层风干扰对飞机、操纵的实际影响(摇晃、路径脱离、实际的降落难度)因机型、飞行员的主观而不同，难以使该警报信息直接地对航行产生作用。
另外，在实际航行中经常发生如下现象：即便从上述系统提供了警报信息，飞机也能够不发生任何问题地降落，另一方面，尽管没有发出风干扰信息而实际在即将降落时遭遇风干扰而发生降落复飞等现象。这是因为：低层风干扰是在空间/时间上较小规模的大气现象，因而考虑即便在降落的数分钟前发出警报而实际降落时干扰本身消失情况下或其相反的情况。还存在即便实际发出风切变警报，猜中风切变的概率为百分之几左右的调查结果(参照非专利文献6)。
发明内容
因此，本发明解决上述问题点，其目的在于提供一种专家以外的普通用户也能够容易且准确地读取对飞机降落的判断有用的信息的降落判断辅助系统、降落判断辅助方法以及降落判断辅助程序。
本发明是提供辅助飞机降落的判断的信息的降落判断辅助系统，具有：画面生成部，其生成显示在显示部的各种画面；显示控制部，其使由上述画面生成部生成的各种画面显示在上述显示部，上述画面生成部包括生成回波强度画面的回波强度画面生成部和生成警报画面的警报画面生成部，该警报画面包含表示飞机的降落难易度的降落难易度信息，上述回波强度画面所包含的回波强度信息以由气象传感器取得的观测对象的回波强度数据为基础而生成，通过规定高度带的机场周边的回波强度的概要统计量显示回波强度的水平分布，上述降落难易度信息以由气象传感器取得的降落路径上的多个规定高度的风向数据以及风速数据、跑道的方位数据、以及飞机的机型信息为基础而生成，上述警报画面包含表示规定高度带以及降落路径上的沿着跑道方向的风速的正对风分量的增减的信息、表示风干扰的产生以及产生的高度带的干扰产生信息、以及表示干扰对飞机的飞行状态造成的影响的飞行状态信息，由此解决上述课题。
本发明的其他实施方式是提供辅助飞机降落的判断的信息的降落判断辅助方法，通过回波强度画面生成部生成包含回波强度信息的回波强度画面，上述回波强度信息以由气象传感器取得的观测对象的回波强度数据为基础而生成，通过规定高度带的机场周边的回波强度的概要统计量显示回波强度的水平分布，由警报画面生成部生成包含表示飞机的降落难易度的降落难易度信息的警报画面，上述降落难易度信息以由气象传感器取得的降落路径上的多个规定高度的风向数据以及风速数据、跑道的方位数据、以及飞机的机型信息为基础而生成，上述警报画面包含表示规定高度带以及降落路径上的沿着跑道方向的风速的正对风分量的增减的信息、表示风干扰的产生以及产生的高度带的干扰产生信息、以及表示干扰对飞机的飞行状态造成的影响的飞行状态信息，通过显示控制部使生成的回波强度画面以及警报画面显示在显示部，由此解决上述课题。
根据本技术方案1、20、21所涉及的发明，画面生成部包括生成回波强度画面的回波强度画面生成部，回波强度画面所包含的回波强度信息以由气象传感器取得的观测对象的回波强度数据为基础而生成，通过规定高度带的机场周边的回波强度的概要统计量来显示回波强度的水平分布，由此能够通过回波强度信息的提供实现可避免能见度障碍的降落时机，另外，使用概要统计量进行回波强度的显示，由此既检测局部现象、防止损坏，又确保显示的良好可视性，从而用户能够直观地把握回波强度而不要求气象学等专业性，另外，将回波的显示限定为机场周边，从而能够显示刚产生的小的回波等细微回波。
根据本技术方案2所涉及的发明，在回波强度画面中排列显示最新的回波强度信息以及将来的回波的预测信息，由此能够容易地对现在的雷达回波的状况与预测为实际降落的时刻的雷达回波的状况进行比较，明晰性较高，能够良好地实现降落时机。
根据本技术方案3所涉及的发明，回波强度画面是在表示机场、降落路径以及其他飞机的位置的机场周边的地图重叠地显示有指定高度以下的回波强度信息的画面，由此能够直观地把握回波对飞机的飞行造成的影响，另外，按照1分钟～2分钟的间隔更新回波强度画面，由此能够应对容易变化的气象状况，并且接近被称为PIREP的飞行员报告的更新间隔，亲和性变高。
根据本技术方案4所涉及的发明，画面生成部包括生成警报画面的警报画面生成部，上述警报画面包含表示飞机的降落难易度的降落难易度信息，降落难易度信息以由气象传感器取得的降落路径上的多个规定高度的风向数据以及风速数据、跑道的方位数据、飞机的机型信息为基础而生成，由此不具有气象学等专业技能的航行管理者、飞行员等普通用户也能够容易且准确地读取与飞机降落的判断相关性高的信息。另外，以往采取如下方法，即航行管理者不对应该向飞机传递的信息进行整理，而根据各种显示信息通过他们的经验与知识进行判断来向飞机提供信息，但通过设置警报画面，警报内容以及应该向飞机传递的内容能够一目了然，有助于用户的状况识别提高以及脑力负担减轻。
根据本技术方案5所涉及的发明，降落难易度信息包括最新的飞机的降落难易度以及表示降落难易度的变化趋势的趋势信息，由此一眼就能够把握降落难易度的变化趋势，因此降落时机的判断变容易。
根据本技术方案6所涉及的发明，警报画面包含表示规定高度带以及降落路径上的沿着跑道方向的风速的正对风分量的增减的信息、表示风干扰的产生以及产生的高度带的干扰产生信息、以及表示干扰对飞机的飞行状态造成的影响的飞行状态信息，由此能够把握应该注意的风干扰、对飞行状态的影响，而不需要气象学等专业知识，因此能够容易且适当地计划将来的操纵方针。
根据本技术方案7所涉及的发明，画面生成部还具有生成警报历史画面的警报历史画面生成部，上述警报历史画面包含过去的警报画面所包含的信息，由此能够根据过去的信息把握警报内容的趋势，因此降落时机的判断变容易，并且能够根据过去的信息通过经验把握警报内容的周期性。
根据本技术方案8所涉及的发明，降落难易度信息针对每种飞机的机型而生成，由此能够提供反映飞机的机型的特性且精度高的降落难易度信息，另外，还具有机型切换部，其根据来自用户的要求而对显示在显示部的降落难易度信息的对象机型进行切换，由此每种机型的比较变容易，能够作为在机场使哪种机型航行的参考信息。
根据本技术方案9所涉及的发明，画面生成部包括：图表画面生成部，其生成图表画面，上述图表画面包含表示降落路径上的沿着跑道方向的风速的正对风分量相对于高度的变化的图表；以及表格形式画面生成部，其生成表格形式画面，上述表格形式画面包含表示降落路径上的每个规定高度的风速的正对风分量的表格，图表画面所包含的图表以及表格形式画面所包含的表格以由气象传感器取得的降落路径上的多个规定高度的风向数据以及风速数据为基础而生成，显示控制部使图表画面与表格形式画面排列显示在显示部，由此能够在一个画面中进行如下一系列的识别作业，即在通过图表显示直观地图像化出各高度的风速的增加/减少之后，通过表格形式的显示具体地把握各高度的风速等，因此能够迅速且容易地进行风状况的分析。
根据本技术方案10所涉及的发明，图表画面所包含的图表在同一图表内表示指定高度以下的最新的正对风分量的变化以及过去的正对风分量的变化这两方，表格形式画面所包含的表格表示指定高度以下的最新的正对风分量以及过去的正对风分量，由此用户能够根据过去的风信息把握低层风干扰的变化趋势，预测将来的低层风干扰的状况，另外，限定于干扰产生对飞机的降落强烈地造成影响的指定高度以下的范围来提供风信息，从而用户容易直观地把握低风层干扰。
根据本技术方案11所涉及的发明，显示控制部使包含降落难易度信息的警报画面、图表画面以及表格形式画面排列显示在显示部，在判断为降落难易度高的情况下，通过与其他位置不同的显示来表示图表画面以及表格形式画面内的上述降落难易度所涉及的风变化以及与风变化产生的高度带对应的位置，由此一眼就能够直观地把握成为问题的风干扰的风速、高度带。
根据本技术方案12所涉及的发明，还具有传感器切换部，其根据来自用户的指示或自动地对将多个气象传感器中的任一气象传感器作为各种画面的信息提供源来进行切换，由此能够把握现在提示的信息是从哪个观测装置提供的，因此在气象、传感器制造商等的专家监视本显示时变为有效信息，另外，例如在显示的风干扰信息存在不协调的情况下，能够在哪个气象传感器存在问题等疑难解答中进行利用。
根据本技术方案13所涉及的发明，还具有文本转换部，其将由画面生成部生成的画面所包含的信息转换为能够向被设置于飞机内的设备发送的文本格式，由此能够向飞机传递需要且足够的信息，在飞机内也能够以足够的信息为基础而良好地进行降落的规划、起飞前的简要说明，并且能够在与位于飞机内的用户之间实现信息的共享，另外，减少航行管理者整理向机上发送的信息的负担。
根据本技术方案14所涉及的发明，具有根据包括由气象传感器取得的观测对象的回波强度数据在内的观测信息生成各种信息的信息生成部，信息生成部具有：提取部，其在气象传感器的观测区域内设定多个由水平面内的规定的二维区域以及铅垂方向的规定范围所规定的三维区域，从回波强度数据中提取各三维区域内所包含的多个值；以及回波概要统计量计算部，其以由提取部提取的多个值为总体，对各三维区域的回波强度数据的概要统计量进行计算，由此既能够检测局部现象、防止损坏，又能够利用概要统计量实现二维显示、确保显示的良好可视性。
根据本技术方案15所涉及的发明，信息生成部还具有：矢量计算部，其以过去的多个时机的由回波概要统计量计算部取得的各三维区域的概要统计量的信息为基础，对观测对象的移动矢量进行计算；矢量概要统计量计算部，其以由矢量计算部取得的多个移动矢量为总体，对移动矢量的概要统计量进行计算；以及预测信息计算部，其以由矢量概要统计量计算部取得的移动矢量的概要统计量和由回波概要统计量计算部取得的回波强度数据的概要统计量为基础，对回波强度数据的概要统计量的预测值进行计算，由此能够生成精度高的短期预测信息，而不需要大量的计算成本。
根据本技术方案16所涉及的发明，具有根据由气象传感器取得的观测信息生成各种信息的信息生成部，信息生成部具有：数据处理部，其对由气象传感器取得的降落路径上的多个规定高度的风向数据以及风速数据、跑道的方位数据实施预处理；以及降落难易度推断部，其以飞机的机型信息和由数据处理部输出的多个规定高度的飞机的飞行状态的变动幅度为输入信息，通过第一推断模型对降落难易度进行推断，第一推断模型以在推断对象的降落路径上飞行、降落的飞机的飞行数据和飞行员主观评价降落难易度的评价数据为学习数据，通过非线性多变量解析方法构建而成，由此能够对反映特定的降落路径以及飞行员主观评价的评价数据且与航行障碍、事故的产生相关性高、有用性高的降落难易度进行推断。
根据本技术方案17所涉及的发明，具有根据由气象传感器取得的观测信息生成各种信息的信息生成部，信息生成部具有风干扰推断部，风干扰推断部以通过对由气象传感器取得的降落路径上的多个规定高度的风向数据以及风速数据、跑道的方位数据实施预处理而取得的数据为输入信息，通过第二推断模型对多个规定高度的风速的正对风分量的变动幅度、侧风分量的变动幅度以及上下风分量的变动幅度进行推断，第二推断模型以在推断对象的降落路径上飞行、降落的飞机的飞行数据为学习数据，通过非线性多变量解析方法构建而成，由此能够反映特定的降落路径的信息且高精度地对成为使飞机的飞行状态变动的因素的风速的正对风分量的变动幅度、侧风分量的变动幅度以及上下风分量的变动幅度进行推断。
根据本技术方案18所涉及的发明，具有根据由气象传感器取得的观测信息生成各种信息的信息生成部，信息生成部具有风干扰推断部，风干扰推断部以由气象传感器取得的降落路径上的多个规定高度的风向数据以及风速数据、跑道的方位数据为输入信息，通过实施坐标转换来对多个规定高度的风速的正对风分量与风速的侧风分量进行计算，并对正对风分量以及侧风分量分别在高度方向上进行数值微分，由此对多个规定高度的正对风分量的高度变化率以及侧风分量的高度变化率进行计算，以正对风分量、侧风分量、正对风分量的高度变化率、侧风分量的高度变化率以及高度为输入信息，通过第二推断模型对风速的正对风分量的变动幅度、侧风分量的变动幅度以及上下风分量的变动幅度进行推断，第二推断模型以在推断对象的降落路径上飞行、降落的飞机的飞行数据为学习数据，通过非线性多变量解析方法构建而成，由此能够根据降落路径上的多个规定高度的风向数据以及风速数据、跑道的方位数据对反映特定的降落路径的信息且高精度的风速的各分量的变动幅度进行推断。
根据本技术方案19所涉及的发明，具有根据由气象传感器取得的观测信息生成各种信息的信息生成部，信息生成部具有飞机响应推断部，飞机响应推断部以多个规定高度的降落路径上的正对风分量以及侧风分量、多个规定高度的正对风分量的变动幅度、多个规定高度的侧风分量的变动幅度以及多个规定高度的上下风分量的变动幅度为输入信息，通过第三推断模型对多个规定高度的飞机的飞行状态的变动幅度进行推断，第三推断模型以在推断对象的降落路径上飞行、降落的飞机的飞行数据为学习数据，通过非线性多变量解析方法构建而成，由此能够反映特定的降落路径的信息且高精度地对降落难易度的推断时成为重要因素的飞机的飞行状态的变动幅度进行推断，因此能够对有用性高的降落难易度进行推断。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的降落判断辅助系统的结构的简图。
图2是表示观测/预测计算机的结构的简图。
图3是表示航行辅助计算机的结构的简图。
图4是表示风信息画面的一个例子的说明图。
图5是表示雷达回波画面的一个例子的说明图。
图6是表示ACARS文本转换输出的一个例子的说明图。
图7是对现有技术的雷达与高分辨率雷达的性能进行比较的说明图。
图8是对基于回波信息生成部的概要统计量的计算方法进行说明的说明图。
附图标记说明:
1...降落判断辅助系统；100...观测/预测计算机；110...控制部；120...信息生成部；130...风信息生成部；140...风干扰推断部；141...风分量计算部；142...变化率计算部；143...变动幅度推断部；150...飞机响应推断部；160...降落难易度推断部；170...回波信息生成部；180...铅垂概要统计处理部；181...提取部；182...回波概要统计量计算部；190...短期预测处理部；191...矢量计算部；192...矢量概要统计量计算部；193...预测信息计算部；200...航行辅助计算机；210...控制部；220...画面生成部；230...风信息画面生成部；231...警报画面生成部；232...警报历史画面生成部；233...图表图画面生成部；234...表格形式画面生成部；240...回波强度画面生成部；260...显示控制部；261...显示普通功能生成部；262...文本转换部；263...机型切换部；264...声音警报生成部；265...传感器切换部。
具体实施方式
本发明是提供对飞机降落的判断进行辅助的信息的降落判断辅助系统，其特征在于，具有：画面生成部，其生成显示在显示部的各种画面；以及，显示控制部，其使由画面生成部生成的各种画面显示在显示部，画面生成部包括生成回波强度画面的回波强度画面生成部，回波强度画面所包含的回波强度信息以由气象传感器取得的观测对象的回波强度数据为基础而生成，根据规定高度带内的机场周边的回波强度的概要统计量来显示回波强度的水平分布。只要专家以外的普通用户也能够容易且准确地读取有助于飞机降落的判断的信息，其具体结构任意。
例如，本发明中的气象传感器的具体实施方式只要能够取得风信息，可以是气象雷达(radar)、气象激光雷达(lidar)等任意结构。
以下，根据图1～8对作为本发明的一实施方式的降落判断辅助系统1进行说明。
降落判断辅助系统1对航行管理者/管制员/飞行员等各种用户提供对飞机降落的判断进行辅助的信息，如图1所示，具备生成各种信息的观测/预测计算机100和使各种画面显示在管制机关等地面/机上系统等的显示部的航行辅助计算机200。
首先，根据图1～6对航行辅助计算机200进行说明。
航行辅助计算机200使各种画面显示在管制机关、航空公司、飞机等的地面/机上系统、通常的个人计算机、移动终端(智能手机等)等的显示部。航行辅助计算机200具备控制部210、信号收发部、存储部、输入部、输出部以及辅助存储装置等，通过使控制部210根据在存储部展开的软件进行动作来实现后述的各部。控制部210由CPU等构成，存储部由ROM、RAM等构成。
如图3所示，控制部210具有生成各种画面的画面生成部220、使由画面生成部220生成的各种画面显示在显示部的显示控制部260、文本转换部262、机型切换部263、声音警报生成部264以及传感器切换部265。
画面生成部220具有生成图4所示的风信息画面的风信息画面生成部230和生成图5所示的雷达回波画面的回波强度画面生成部240。
如图3所示，风信息画面生成部230具有生成警报画面P11的警报画面生成部231、生成警报历史画面(未图示)的警报历史画面生成部232、生成图表图画面P13的图表图画面生成部233、生成表格形式画面P12的表格形式画面生成部234。
如图3所示，显示控制部260具有承担显示普通功能的显示普通功能生成部261。
以下，对航行辅助计算机200的各部以及各种画面进行说明。
首先，以下基于图4对由警报画面生成部231生成的警报画面P11进行说明。
首先，警报画面生成部231生成针对低层风干扰而应该警报的信息，通过简洁的文本显示警报内容。所使用的词语与航空从事人员使用的标准用语、缩略语统一。考虑到航行管理者将显示在警报画面P11的文本通过无线传递给飞行员，将降落难易度/低层风干扰的状况汇总为可传递且简洁的文本。以下对警报画面P11的汇总方法进行说明。
首先，在警报画面P11中，通过将现象能够简洁地理解的信息即降落难易度信息放在最上方来引起用户的注意。接下来，记载优先度高的正对风的增加/减少信息。接下来，记载作为详细信息的湍流、飞机各规格信息。另外，在警报画面P11中，为了发出警报时容易察觉，将画面的背景色设置为黑色。另外，考虑到用户的察觉容易度，警报画面P11配置在风信息画面的醒目位置(例如上侧)。
接下来，对警报画面P11的内容具体地进行说明。
首先，从警报画面P11的上方开始，在第一行按照多级(在本实施方式中为三级)显示“L/D COND RED TREND UNCHANGE(降落难易度像预测复飞那么高，作为趋势，此后也不变化)”、“L/D COND AMBER TREND UNCHANGE(因风干扰而需要特别的注意/操作，作为趋势，此后也不变化)”等“降落难易度”以及“降落难易度的变化趋势”。
首先，警报画面P11的“降落难易度”如下所述。
即，在警报画面P11的第一行，将对基于风干扰的降落复飞以及机身的风切变(持续且显著的风向/风速的变化，结果是对飞机的路径角、高度变化造成影响的变化)警报动作的概率进行预测后的结果作为降落难易度而分为三级(例：RED：预测降落复飞，AMBER：因风干扰而需要特别的注意/操作，GREEN：没有问题)来显示。由此，容易知晓风干扰对飞行的影响。另外，在通过“RED”、“AMBER”、“GREEN”和文本显示时，为了用户容易直观地理解状况，与文本所意味的颜色配合(例如若显示“RED”则将文字颜色设置为红色)。另外，在警报画面P11中，低层风干扰对飞机的影响(摇晃、路径脱离)因机型而不同，因此针对每种机型显示降落难易度。
接下来，警报画面P11的“降落难易度的变化趋势(趋势)”如下所述。
即，由于降落难易度的信息提供时与实际的降落时之间存在时间延迟，所以在警报画面P11的第一行按照三级(例如BETTER：恢复趋势，WORTH：恶化趋势，UNCHANGE：没有变化)来显示降落难易度将来如何变化的趋势信息。
降落难易度与降落难易度的趋势用一行文字的形式来表示。由此，现在的降落难易度的状况以及将来的降落难易度的状况具有明晰性，能够直观地识别。
接下来，从警报画面P11的上方开始，在第二行以下显示“11:25LOSS－9KT：BTN290FT(+24KT)—200FT(+15KT)(在11:25，在290FT至200FT之间存在－9KT的正对风的减少)”、“11:25GUST±10KT：BELOW 140FT(在11:25，在140FT以下，湍流为±10KT)”、“11:24SEVERE ROLL：BELOW 150FT(在11:24，在150FT以下，预料到滚动角的各规格变动)”等表示规定高度带、降落路径上(包括跑道上在内)的沿着跑道方向的“风速的正对风分量的增减”的信息、表示风干扰的产生以及产生的高度带的“干扰产生信息(湍流)”、或表示干扰对飞机的飞行状态造成的影响的“飞行状态信息(飞机各规格信息)”。
首先，警报画面P11的“正对风分量的增减”如下所述。
该正对风分量的增减在降落难易度高的情况下，显示正对风的增加/减少的信息。另外，观测该信息的时刻与所存在的高度带一同显示。另外，作为高度带的显示方法，考虑到飞机的降落过程，从高度高的顺序开始显示。这里，通常，在记述文章时，以5W1H(“何时(when)”、“何地(where)”、“何人(who)”、“何物(what)”、“何故(why)”、“如何(how)”为基本，但本实施方式的文本的排列考虑到作为人类的认知过程的模型之一的“认知”、“判断”、“行动”而生成。即，在“何时(when)”这一信息之后，将最想引起用户(特别是飞行员)的注意的信息即正对风的状态(增加(GAIN)或减少(LOSS))排列在开头，然后排列现象的详细数值(正对风的增减值(例：－9KT、+8KT等值)为多少KT、在“何地(where)”产生的信息)的文本。在“何地(where)”产生的信息不用产生的位置来记述，而是用高度带(例：BTN 290FT(+24KT)-200FT(+15KT))来记述。
由此，首先引起飞行员的注意并使飞行员“认知”状况，接下来，实现适于使飞行员对针对该状况如何操纵(例如在什么高度增减多少推力操作)进行“判断”之类的飞行员的一系列的认知过程的信息提供，认为有助于状况识别提高。
接下来，警报画面P11的“干扰产生信息(湍流)”如下所述。
即，该干扰产生信息在产生湍流(因迅速且不规则的空气活动而形成，是对飞机以急剧的摇晃而造成影响的现象。通常，不存在飞机的路径角发生变化那样显著的影响)的情况下显示。该信息与产生时刻和所存在的高度一同显示。
接下来，警报画面P11的“飞行状态信息(飞机各规格信息)”如下所述。
即，在降落难易度高的情况下，显示降落难易度所涉及的飞机各规格(例如姿势、升降率)信息。
接下来，以下基于图4对由图表图画面生成部233生成的图表图画面P13进行说明。
首先，在图表图画面生成部233中，生成以高度为纵轴、正对风为横轴的图表表现的正对风。另外，为了正对风的增减容易一目了然，纵轴为0KT。另外，由图表图画面生成部233显示的高度为通过后述的方法提取的高度带(例如500ft以下，每10ft)。另外，为了能够理解正对风的趋势，与观测时刻并行显示过去数分钟的信息。另外，在图表图画面生成部233中，在图表中显示过去信息时，以能够明确地区别观测时刻的信息与过去时刻的信息的方式考虑。作为具体例，为以下的显示方法。即，改变颜色来区别观测时刻的信息与过去时刻的信息。另外，观测时刻与过去时刻的正对风信息的颜色相同，但越趋向过去，线的颜色越浅。另外，改变线的种类(例如实线、虚线)来区别观测时刻的信息与过去时刻的信息。另外，在降落难易度高的情况下(例如降落难易度为“RED”、“AMBER”时)，用按照难易度设定的颜色(例如，若为“RED”则用红色)来对该降落难易度所涉及的显著的风变化产生的高度带进行强调。由此，能够直观地把握成为问题的风干扰的高度带。另外，在降落难易度高的情况下(例如降落难易度为“RED”、“AMBER”时)，在图表的旁边提示成为问题的高度与正对风的数值。由此，能够直观地把握正对风的值，容易知晓风干扰对飞行的影响。另外，上述数值用按照难易度设定的文字颜色(例如，若为“RED”则用红色)。通过采用这样的显示方法能够同时理解成为问题的高度带以及实际的数值。另外，在存在多个风观测传感器(雷达、激光雷达等)的情况下，自动选择风可计算的范围宽广的传感器来显示。
接下来，以下基于图4对由表格形式画面生成部234生成的表格形式画面P12进行说明。
首先，在表格形式画面P12中，以表格形式来显示行为高度、列为从观测时刻开始过去数分钟的飞行路径上(包含跑道上的风)的风向/风速以及正对风信息。另外，关于表格形式的显示，显示风向/风速与正对风这两项的表格是为了获得布局位置，在相同的表格的单元中填入风向/风速与正对风的数值。具体而言，设置风向/风速(正对风)(例如350/05(+10)：风向/风速为从350度方向5KT的风速，正对风为正10KT)。由此，能够容易地读取两者的关系。另外，按照数值显示风向/风速、正对风分量时，风向用10度单位的圆、飞机的航行中通常使的磁方位来显示。另外，为了正对风的数值的增加/减少一目了然，在增加的情况下，对数值标上+，在减少的情况下，对数值标上－。另外，在降落难易度高的情况下(例如降落难易度为“RED”、“AMBER”时)，用按照难易度设定的颜色(例如，若为“RED”则用红色)来对该降落难易度所涉及的显著的风变化产生的高度带与时刻的单元进行强调。由此，能够直观地把握成为问题的风干扰的高度带。另外，在存在多个风观测传感器(雷达、激光雷达等)的情况下，自动选择风可计算的范围宽广的传感器来显示。另外，针对飞行路径上的风向/风速、正对风分量的显示来提示观测源(例如激光雷达、雷达)。
接下来，以下基于图4对警报历史画面生成部232进行说明。
在本实施方式中，为了能够把握一天的降落难易度、风向/风速的趋势，设置有显示降落难易度、风向/风速的趋势的功能(Warning History功能)。若用户通过选择图4的P9来选择“Warning History”功能，则使警报历史画面显示在其他画面。由此用户能够以经验获得警报、风向/风速的周期性。在警报历史画面中，为了能够把握一天的降落难易度，显示过去数小时的降落难易度。另外，为了掌握一天的风向/风速的趋势，显示过去数小时的风向/风速。另外，作为显示方法，降落难易度、风向、风速分别位于上部、中部、下部。另外，用户能够选择显示过去几小时的信息(例如1小时、3小时、6小时)。
接下来，以下基于图5对由回波强度画面生成部240生成的回波强度画面P19进行说明。
首先，回波强度画面P19将观测时刻时的雷达回波(图5的P19-1)以及指定时间后的雷达回波预测(图5的P19-2)显示得较大。这里，雷达回波的指定高度以及范围通过后述的手法来提取。像这样，通过显示观测时刻时的雷达回波、指定时间后的雷达回波预测能够在现在时刻与降落时刻容易地识别针对飞机的回波的情况。
在回波强度画面P19中，指定高度面以下的雷达回波通过回波信息生成部170取得，以指定高度面以下的回波强度的最大值、平均值等一个概要统计量为代表来显示雷达回波的水平分布。另外，为了能够在降落时机判断中使用，针对雷达回波水平分布而显示指定时间后的预测。显示指定时间后的预测信息的理由是实际飞机在到达机场上方之后至开始接近而降落需要时间。通过提供现在显示与指定时间后的预测显示能够实现降落的时机。另外，在雷达回波的水平分布的显示中，显示观测或预测的有效范围。
在回波强度画面P19中，雷达回波的强度用颜色来表现。另外，除了雷达回波的现在显示之外，还将雷达回波的指定时间后的预测显示在一个画面。通过显示在一个画面能够容易地比较现在的雷达回波的状况与预测为实际降落的时刻的雷达回波的状况。另外，为了能够直观地理解降落路径上的哪个位置存在回波(哪个位置存在降雨/降雪)，设计在展示机场、起飞降落路径的地图上重叠雷达回波的显示方法。另外，在回波强度画面P19中，使位于机场周边的机身位置重叠来显示。通过重叠能够更直观地把握回波对飞行造成的影响。此外，机场、起飞降落路径、飞机等显示在回波强度画面P19的对象可以任意决定。
这里，由航行辅助计算机200提供的画面大致分为图4所示的风信息画面以及图5所示的雷达回波画面，但用户可以切换着利用风信息画面以及雷达回波画面这两个画面，也可以仅利用某个需要的画面。
接下来，以下基于图4以及图5对显示普通功能生成部261进行说明。
首先，显示普通功能生成部261具有通过选择图4的P4以及图5的P16而显示为图4的P3以及图5的P15的、日本时间或世界标准时间的观测时间的切换功能。由此，能够与按照世界标准时间提供的情况较多的其他航空气象数据对应。另外，显示普通功能生成部261具有在从观测时刻经过指定的时间以上的情况下(后述的时刻切换功能发挥功能或停止的情况下)变更观测时刻的显示色或变更背景色的功能。由此，能够向用户给予发挥或停止自动更新功能的注意唤起，另外，在自动更新功能未发挥功能的情况下，存在能够发现风观测传感器的异常的可能性。另外，显示普通功能生成部261具有通过操作图4的P6或图5的P18而能够以可把握风、雷达回波的趋势信息的方式动画显示过去信息的功能。由此，能够把握风、雷达回波的趋势信息，另外，机身位置也能够在雷达回波画面中动画化，从而能够更直观地把握回波与机身位置的关系。另外，显示普通功能生成部261具有在回波强度画面P19中能够使机身位置也动画化从而能够进一步掌握回波与机身位置的关系的功能。另外，为了能够把握风、雷达回波的趋势信息，显示普通功能生成部261具有切换时刻来显示的功能。另外，显示普通功能生成部261具有通过操作图4的P5或图5的P17来实现显示的自动更新的功能。另外，显示普通功能生成部261具有可供用户选择的功能，即在使用动画化、时刻切换功能时不使用自动更新功能，另外，在欲返回现在时刻的显示时能够使用自动更新功能。另外，显示普通功能生成部261具有记述显示的说明的帮助功能。另外，显示普通功能生成部261具有通过操作图4的P1或图5的P14来切换激光雷达或雷达画面的功能。
接下来，以下基于图4以及图6对文本转换部262进行说明。
文本转换部262为了使用数据链路将正对风的图表图信息/文本信息、降落难易度、每个高度的风向/风速信息等传递至飞机，将显示在风信息画面的图表、文字转换为能够向飞机发送的图6所示的ACARS(Aircraft Communication Addressing and ReportingSystem：飞机通信寻址与报告系统)文本格式。ACARS文本转换通过选择图4的P10来进行。
接下来，以下基于图4对机型切换部263进行说明。
由于显示在各种画面(警报画面P11、图表画面P13、表格形式画面P12、警报历史画面等)的降落难易度根据机型而改变，所以机型切换部263切换降落难易度信息的对象机型。机型的切换通过选择图4的P2来进行。
接下来，以下基于图4对声音警报生成部264进行说明。
声音警报生成部264在降落难易度高的情况下(降落难易度达到通过选择图4的P7而设定的“RED”或“AMBER”时)通过声音进行警报。另外，声音警报生成部264针对每个降落难易度变更声音的内容来进行提示。变更声音内容是为了使人注意每个降落难易度的不同。另外，声音警报生成部264针对每个降落难易度变更声音的品质(例如男声、女声)来进行提示。另外，声音警报生成部264为了引起用户的注意，首先，降落难易度(例如RED、AMBER)为第一声(例如在RED的情况下：RED，RED，Landing Condition RED，在AMBER的情况下：AMBER，AMBER，Landing Condition AMBER)。另外，为了用户能够选择发不发出警报声，在画面上设置有选择功能(例如仅在RED的情况下发出警报声，在AMBER的情况下不发出警报声)。
接下来，以下基于图4对传感器切换部265进行说明。
传感器切换部265根据来自用户的指示或自动地(自动切换)对将多个气象传感器(激光雷达、雷达)中的任一气象传感器作为各种画面的信息提供源进行切换。传感器切换部265的切换通过选择图4的P8来进行。
接下来，以下对显示在各种画面的信息等的决定手法进行说明。
这里，针对每个机场成为问题的高度带、距离范围不同，因此根据风观测数据、飞机的各规格数据以及飞行员/航行管理者的调查来提取在该机场成为问题的高度带以及范围。具体而言，如下所述。
首先，在相应的机场选定低层风干扰严重的时期。另外，在该时期使用风观测装置(例如雷达、激光雷达)来取得风观测数据。另外，获得取得上述数据的时期的飞机的各规格数据。另外，对在取得上述数据的时期在上述机场起航的飞行员实施调查。即，登记具有显著的风变化的高度带、此时感受到的主观的风速、降落难易度的主观评价。另外，登记是否欲取得多少[ft]附近的高度带的风信息。另外，关于雷达回波，登记欲覆盖的距离范围/高度。另外，登记具有积雨云的位置与云顶高度。另外，登记在机上欲取得的信息/信息取得的时机/优选的传递手段。另外，在取得上述数据的时期对上述机场的航行管理者实施调查。即，登记在地面欲取得的信息。然后，根据基于飞行员以及运行管理者的调查结果，提取具有显著的风变化的高度带。另外，根据上述高度带以及“是否欲取得多少[ft]附近的风信息”的结果、风观测数据、飞行数据，决定由该装置提供的低层风干扰的高度带。另外，根据“覆盖的距离范围/高度”、“具有积雨云的位置与云顶高度”的登记结果，决定由该装置提供的雷达回波的距离范围。另外，根据飞行员调查的“在机上欲取得的信息”以及航行管理者调查的“在地面欲取得的信息”的结果选定信息提供内容。另外，根据飞行员调查的“优选的传递手段”的结果，对应该通过无线进行传递的信息与应该通过ACARS进行传递的信息进行整理，应该通过无线传递的信息反映在警报画面P11，应该通过ACARS传递的信息反映在文本转换部262。
接下来，以下对各种信息的更新间隔进行说明。
即，在本实施方式中，由于是相对于容易变化的气象提供信息，所以将更新间隔设置为1分钟～2分钟间隔。作为提供风切变的信息的系统，存在具有1分钟间隔的更新间隔的系统，但不存在雷达回波信息的更新间隔为1分钟～2分钟的系统。通过设置为本更新间隔来接近称为PIREP的飞行员报告的更新间隔，认为亲和性变高。
接下来，根据图2、图7、图8对生成各种信息的观测/预测计算机100进行说明。
观测/预测计算机100对由气象传感器取得的观测信息进行数据处理，生成各种信息。观测/预测计算机100具备控制部110、信号收发部、存储部、输入部、输出部以及辅助存储装置等，通过使控制部110根据在存储部展开的软件进行动作来实现后述的各部。控制部110由CPU等构成，存储部由ROM、RAM等构成。
控制部110具有生成各种信息的信息生成部120，信息生成部120具有生成风信息的风信息生成部130和生成回波信息的回波信息生成部170。
如图2所示，风信息生成部130具有包括风干扰推断部140以及飞机响应推断部150的数据处理部和计算飞机的降落难易度的降落难易度推断部160。
如图2所示，风干扰推断部140具有风分量计算部141、变化率计算部142以及变动幅度推断部143。基于风干扰推断部140的各部的处理内容如下所述。
首先，风分量计算部141以由气象传感器取得的降落路径上的多个规定高度的风向数据以及风速数据、跑道的方位数据为输入信息，进行坐标转换，由此来对多个规定高度的沿着跑道方向的风速的正对风分量和沿着与跑道方向正交的横向的风速的侧风分量进行计算。
接下来，变化率计算部142通过对由风分量计算部141取得的正对风分量以及侧风分量分别在高度方向上进行数值微分来对正对风分量的高度变化率以及侧风分量的高度变化率进行计算。
接下来，变动幅度推断部143以正对风分量、侧风分量、正对风分量的高度变化率、侧风分量的高度变化率以及高度为输入信息，通过第二推断模型来对与输入相同的高度的降落路径上的正对风分量的变动幅度、侧风分量的变动幅度、上下风分量的变动幅度进行推断。变动幅度推断部143中，变化规模为10m～100m等级的比较小的规模的风速变动的主要生成因素之一是风速的高度变化(切变)，因此将正对风分量、侧风分量的高度变化率用作输入信息。
上述第二推断模型以在推断对象的降落路径上飞行、降落的飞机的飞行数据为基础而通过神经网络、贝叶斯网络、支持向量机等非线性多变量解析手法生成。第二推断模型的具体内容如下所述。
首先，作为第二推断模型的输出的风速成分的变动幅度被用作飞机响应推断部150的输入，因此使飞行姿势变动的变化规模需要包括10m～100m等级的风干扰的信息。然而，在普通的100m等级的空间分辨率的风观测传感器中，无法直接观测该信息。因此，在第二推断模型的构建中使用的学习数据通过以下方法生成。
学习数据以在成为推断对象的降落路径上飞行、降落的飞机的飞行数据为基础而生成。优选飞行数据准备100例以上等尽量多的数据。作为飞行数据，例如可以使用普通客机所搭载的飞行数据记录仪(FDR)的数据。普通航空公司保管过去一年左右的FDR的数据，数据数量的确保容易。飞机承受的正对风/侧风/上下风这三个分量的风的时历信息(以下是指飞行数据计算风)能够根据飞行数据计算(参照非专利文献3)。飞机的飞行数据通常按照1～10Hz左右的频率记录，若考虑通常的降落时的对地飞行速度为60m/s左右的情况，则例如基于按照2Hz的频率记录的飞行数据，风信息的空间分辨率为30m左右，根据飞行数据计算出的三个分量的风数据充分包括使飞行姿势变动的小规模的风干扰(变化规模为10m～100m等级)的信息。在学习数据中，相当于雷达、激光雷达等现有的风观测传感器的输出的推断模型的输入按照飞行数据计算风符合风观测传感器的空间分辨率(100m等级)的区间宽度(例如在符合100m～200m的空间分辨率的情况下，为2秒～3秒左右)来移动平均而生成。在学习数据中，成为推断模型的输出的正对风/侧风/上下风这三个分量的风的变动幅度作为飞行数据计算风的移动平均值周围的标准偏差来计算。用于标准偏差计算的移动平均按照主要表示基于使飞行姿势变动的风干扰(变化规模为10m～100m等级)的风速变动的区间宽度(例如在通常的大型客机的情况下，为2秒～5秒左右)进行。
接下来，以下对飞机响应推断部150的处理内容进行说明。飞机响应推断部150以由风分量计算部141取得的多个高度的降落路径上的正对风分量以及侧风分量、由变动幅度推断部143取得的多个高度的降落路径上的正对风分量的变动幅度、侧风分量的变动幅度以及上下风分量的变动幅度、飞机的机型信息为输入信息，通过针对各个降落路径以及飞机的机型而设定的第三推断模型，来对与输入相同的高度的飞机的飞行状态(飞行参数)的变动幅度进行推断。
上述第三推断模型以在推断对象的降落路径上飞行、降落的推断对象机型的飞机的飞行数据为基础而通过神经网络、贝叶斯网络、支持向量机等非线性多变量解析手法生成。第三推断模型的具体内容如下所述。
首先，对作为第三推断模型的推断对象的飞行参数而言，与操纵的难易度相关性高的对气速度、姿势(横滚、俯仰)、上下/左右加速度、升降率、转向操纵量等是适当的，但并不限定于此。考虑针对每种机型而不同的飞行特性，因此推断模型针对每种机型而构建。作为第三推断模型的输出的飞行参数的变动幅度用作降落难易度推断部160的输入，因此以包括与操纵的难易度相关性高的频率带的飞行参数的变动信息的方式进行推断。因此，在第三推断模型的构建中使用的学习数据通过以下方法生成。
学习数据以在成为推断对象的降落路径上飞行、降落的推断对象的机型的飞机的飞行数据为基础而生成。这里，优选飞行数据准备100例以上等尽量多的数据，特别是为了平均地反映飞行员的操纵特性，优选准备多位飞行员操纵的飞行数据。在学习数据中，成为推断模型的输入的风数据按照与风干扰推断部140的输出生成同样的手法而根据飞行数据生成。在学习数据中，成为推断模型的输出的飞行参数的变动幅度作为与推断对象的飞行参数对应的飞行数据的移动平均值周围的标准偏差进行计算(通常，飞行数据包括推断对象的飞行参数的记录)。用于标准偏差计算的移动平均按照主要表示与操纵的难易度相关性高的飞行参数的变动的区间宽度(例如在通常的大型客机的情况下，为2秒～4秒左右)进行。
接下来，以下对降落难易度推断部160的处理内容进行说明。降落难易度推断部160以飞机的机型信息和由飞机响应推断部150取得的多个规定高度的飞机的飞行状态的变动幅度为输入信息，通过针对每种降落路径以及飞机的机型而设定的第一推断模型，对分为多个分区(例如难易度为低、中、高三级)的降落难易度进行计算。
第一推断模型以在推断对象的降落路径上飞行、降落的推断对象机型的飞机的飞行数据和飞行员主观评价降落难易度的评价数据为基础，通过神经网络、贝叶斯网络、支持向量机等非线性多变量解析手法生成。第一推断模型的具体内容如下所述。
首先，第一推断模型的学习数据以在成为推断对象的降落路径上飞行、降落的推断对象的机型的飞机的飞行数据以及飞行员主观评价降落的难易度的评价数据为基础而生成。这里，飞行数据准备100例以上等尽量多的数据，特别是为了平均地反映飞行员的操纵特性，优选准备多位飞行员操纵的飞行数据。另外，优选评价数据也准备100例以上等尽量多的数据。此外，飞行员的主观评价在与推断模型的输出相同的分区进行。在学习数据中，成为推断模型的输入的飞机的飞行参数的变动幅度按照与飞机响应推断部150的输出生成相同的手法而根据飞行数据生成。在学习数据中，成为推断模型的输出的降落的难易度使用飞行员的主观评价数据。该主观评价数据例如能够通过在一定期间进行的对飞行员的问卷调查来收集。
接下来，以下对回波信息生成部170进行说明。如图2所示，回波信息生成部170具有：铅垂概要统计处理部180，其对基于气象传感器的观测信息所包含的回波强度数据的概要统计量进行计算；以及短期预测处理部190，其对10分钟～20分钟后的回波强度数据的概要统计量的预测值进行计算。
如图3所示，铅垂概要统计处理部180具有：提取部181，其提取在气象传感器的观测区域内设定有多个的三维区域R内分别包含的多个值；以及回波概要统计量计算部182，其以由提取部181提取的多个值为总体而对各三维区域R的回波强度数据的概要统计量进行计算。基于铅垂概要统计处理部180的处理的具体内容如下所述。
首先，提取部181如图8所示地提取在气象传感器的观测区域内设定有多个的各三维区域R内所包含的多个值。上述三维区域R规定在任意设定的水平面内的二维区域以及任意设定的铅垂方向的范围。
这里，本实施方式的上述观测区域以及上述三维区域R的具体设定如下所述。首先，气象传感器的观测区域对飞机的降落时机的判断而言，从提供有效信息的观点考虑，被设定在水平方向上以机场为中心的半径10海里的范围内。另外，规定上述三维区域R的上述二维区域从既检测局部的降水回波、防止损坏又确保以由铅垂概要统计处理部180取得的信息为基础的显示的良好可视性的观点考虑，设定为各边的长度为数米～数十米等100m以下的矩形区域。另外，从根据降落时机的判断提供有效信息的观点考虑，上述铅垂方向的范围被设定在高度2km以下的范围。此外，上述观测区域以及上述三维区域R的具体设定并不限定于上述情况，也可以根据实施方式任意设定。
另外，作为本实施方式的气象传感器，如图7所示，使用能够以短时间(1分钟～2分钟)且高分辨(数米～数十米等级)体积扫描对机场气象观测有效的半径数十千米的范围的高分辨率雷达。根据这样的高分辨率雷达，能够从如上述那样设定的三维区域R提取能够成为概要统计量的总体的足够的样本数的值。
接下来，回波概要统计量计算部182以由提取部181提取的每个各三维区域R的多个值为总体，对各三维区域R的回波强度数据的概要统计量进行计算。这里，在本实施方式中，从提供能够对飞机的航行强烈地造成影响的回波信息的观点考虑，通过回波概要统计量计算部182对回波强度数据的最大值进行计算，但由回波概要统计量计算部182计算的概要统计量并不限定于最大值，也可以根据实施方式任意决定。
接下来，对短期预测处理部190进行说明。短期预测处理部190对10分钟～20分钟后的回波强度数据的概要统计量的预测值进行计算。如图2所示，短期预测处理部190具有矢量计算部191、矢量概要统计量计算部192以及预测信息计算部193。基于短期预测处理部190的处理的具体内容如下所述。
首先，矢量计算部191以过去的多个时机的由回波概要统计量计算部182取得的各三维区域R的概要统计量的信息为基础，计算观测对象的移动矢量。
接下来，矢量概要统计量计算部192以由矢量计算部191取得的多个移动矢量为总体，计算移动矢量的概要统计量。这里，在本实施方式中，作为由矢量概要统计量计算部192计算的概要统计量，采用中央值或平均值，但由矢量概要统计量计算部192计算的概要统计量并不限定于平均值或中央值，也可以根据实施方式决定。
接下来，预测信息计算部193以由矢量概要统计量计算部192取得的移动矢量的概要统计量和由回波概要统计量计算部182取得的回波强度数据的概要统计量为基础，对回波强度数据的概要统计量的10分钟～20分钟后的预测值进行计算。这里，在本实施方式中，如上述那样对10分钟～20分钟后的预测值进行计算，但预测值的具体内容并不限定于此。
在这样获得的本实施方式的降落判断辅助系统1中，画面生成部220包括生成回波强度画面P19的回波强度画面生成部240，回波强度画面P19所包含的回波强度信息以由气象传感器取得的观测对象的回波强度数据为基础而生成，通过规定高度带的机场周边的回波强度的概要统计量显示回波强度的水平分布，由此能够通过回波强度信息的提供实现可避免能见度障碍的降落时机，另外，使用概要统计量来进行回波强度的显示，由此既检测局部现象、防止损坏，又确保显示的良好可视性，从而用户能够直观地把握回波强度而不要求气象学等专业性，另外，将回波的显示限定为机场周边，从而能够显示刚产生的小的回波等细微回波。
另外，在回波强度画面P19排列显示有最新的回波强度信息以及将来的回波的预测信息，由此能够容易地对现在的雷达回波的状况与预测为实际降落的时刻的雷达回波的状况进行比较，明晰性较高，能够良好地实现降落时机。
另外，回波强度画面P19在表示机场、降落路径以及其他飞机的位置的机场周边的地图上重叠地显示有高度2km以下的回波强度信息，由此能够直观地把握回波对飞机的飞行造成的影响，另外，按照1分钟～2分钟的间隔更新回波强度画面P19，由此能够应对容易变化的气象状况，并且接近被称为PIREP的飞行员报告的更新间隔，亲和性变高。
另外，在机上显示雷达回波画面的情况下(例如使用网络显示在手写面板，使用数据链路显示在EFB(Electronic Flight Bag：电子飞行包))，在机上，飞行员自身能够实现降落的时机判断，有助于起航率提高、安全性的提高。
另外，画面生成部220包括生成警报画面P11的警报画面生成部231，上述警报画面P11包含表示飞机的降落难易度的降落难易度信息，降落难易度信息以由气象传感器取得的降落路径上的多个规定高度的风向数据以及风速数据、跑道的方位数据、飞机的机型信息为基础而生成，由此不具有气象学等专业技能的航行管理者、飞行员等普通用户也能够容易且准确地读取与飞机降落的判断相关性高的信息。另外，以往采取如下方法，即航行管理者不对应该向飞机传递的信息进行整理，而根据各种显示信息通过他们的经验与知识进行判断来向飞机提供信息，但通过设置警报画面P11，警报内容以及应该向飞机传递的内容能够一目了然，有助于用户的状况识别提高以及脑力负担减少。
另外，降落难易度信息包括最新的飞机的降落难易度以及表示降落难易度的变化趋势的趋势信息，由此能够取得实际开始接近而降落的时刻的信息，一眼就能够把握降落难易度的变化趋势，因此降落时机的判断变容易。
另外，警报画面P11包含表示规定高度带以及降落路径上的沿着跑道方向的风速的正对风分量的增减的信息、表示风干扰的产生以及产生的高度带的干扰产生信息、以及表示干扰对飞机的飞行状态造成的影响的飞行状态信息，由此能够把握应该注意的风干扰、对飞行状态的影响，而不需要气象学等专业知识，因此能够容易且适当地计划将来的操纵方针。
另外，画面生成部220还具有生成警报历史画面的警报历史画面生成部232，上述警报历史画面包含过去的警报画面P11所包含的信息，由此能够根据过去的信息把握警报内容的趋势，因此降落时机的判断变容易，并且能够根据过去的信息通过经验把握警报内容的周期性。
另外，降落难易度信息针对每种飞机的机型而生成，由此能够提供反映飞机的机型的特性且精度高的降落难易度信息，另外，还具有机型切换部263，其根据来自用户的要求而对显示在显示部的降落难易度信息的对象机型进行切换，由此每种机型的比较变容易，能够作为在机场使哪种机型航行的参考信息。
另外，画面生成部220包括：图表画面生成部233，其生成图表画面P13，上述图表画面P13包含表示降落路径上的沿着跑道方向的风速的正对风分量相对于高度的变化的图表；以及表格形式画面生成部234，其生成表格形式画面P12，该表格形式画面P12包含表示降落路径上的每个规定高度的风速的正对风分量的表格，图表画面P13所包含的图表以及表格形式画面P12所包含的表格以由气象传感器取得的降落路径上的多个规定高度的风向数据以及风速数据为基础而生成，显示控制部260使图表画面P13与表格形式画面P12排列显示在显示部，由此能够在一个画面中进行如下一系列的识别作业，即在通过图表显示直观地想象出各高度的风速的增加/减少之后，通过表格形式的显示具体地把握各高度的风速等，因此能够迅速且容易地进行风状况的分析。
另外，图表画面P13所包含的图表在同一图表内表示高度500ft以下的最新的正对风分量的变化以及过去的正对风分量的变化两方，表格形式画面P12所包含的表格表示高度500ft以下的最新的正对风分量以及过去的正对风分量，由此用户能够根据过去的风信息把握低层风干扰的变化趋势，预测将来的低层风干扰的状况，另外，限定于干扰产生对飞机的降落强烈地造成影响的高度500ft以下的范围来提供风信息，从而用户容易直观地把握低风层干扰。
另外，显示控制部260使包含降落难易度信息的警报画面P11、图表画面P13以及表格形式画面P12排列显示在显示部，在判断为降落难易度高的情况下，通过与其他位置不同的显示来表示图表画面P13以及表格形式画面P12内的上述降落难易度所涉及的风变化以及与风变化产生的高度带对应的位置，由此一眼就能够直观地把握成为问题的风干扰的风速、高度带。
另外，还具有传感器切换部265，其根据来自用户的指示或自动地对将多个气象传感器中的任一气象传感器作为各种画面的信息提供源进行切换，由此能够把握现在提示的信息是从哪个观测装置提供的，因此在气象、传感器制造商等的专家监视本显示时变为有效信息，另外，例如在显示的风干扰信息存在不协调的情况下，能够在哪个气象传感器存在问题等疑难解答中进行利用。
另外，还具有文本转换部262，其将由画面生成部220生成的画面所包含的信息转换为能够向被设置于飞机内的机器发送的文本格式，由此能够向飞机传递需要且足够的信息，在飞机内也能够以足够的信息为基础而良好地进行降落的规划、起飞前的简要说明，并且能够在与位于飞机内的用户之间实现信息的共享，另外，减少航行管理者整理向机上发送的信息的负担。特别地，正对风的空间图表信息与正对风的增加/减少、显著的风变化的高度带的直观理解相关。
另外，具有根据包括由气象传感器取得的观测对象的回波强度数据在内的观测信息生成各种信息的信息生成部120，信息生成部120具有：提取部181，其在气象传感器的观测区域内设定有多个由水平面内的规定的二维区域以及铅垂方向的规定范围内规定的三维区域R，从回波强度数据中提取各三维区域R内所包含的多个值；以及回波概要统计量计算部182，其以由提取部181提取的多个值为总体，对各三维区域的回波强度数据的概要统计量进行计算，由此既能够检测局部现象、防止损坏，又能够实现利用概要统计量的二维显示、确保显示的良好可视性。
另外，信息生成部120还具有：矢量计算部191，其以过去的多个时机的由回波概要统计量计算部182取得的各三维区域的概要统计量的信息为基础，对观测对象的移动矢量进行计算；矢量概要统计量计算部192，其以由矢量计算部191取得的多个移动矢量为总体，对移动矢量的概要统计量进行计算；以及预测信息计算部193，其以由矢量概要统计量计算部192取得的移动矢量的概要统计量和由回波概要统计量计算部182取得的回波强度数据的概要统计量为基础，对回波强度数据的概要统计量的预测值进行计算，由此能够生成精度高的短期预测信息，而不需要大量的计算成本。
另外，信息生成部120具有：数据处理部，其对由气象传感器取得的降落路径上的多个规定高度的风向数据以及风速数据、跑道的方位数据实施预处理；以及降落难易度推断部160，其以飞机的机型信息和由数据处理部输出的多个规定高度的飞机的飞行状态的变动幅度为输入信息，通过第一推断模型对降落难易度进行推断，第一推断模型以在推断对象的降落路径上飞行、降落的飞机的飞行数据和飞行员主观评价降落难易度的评价数据而学习数据，通过非线性多变量解析手法构建而成，由此能够对反映特定的降落路径以及飞行员主观评价的评价数据且与航行障碍、事故的产生相关性高、有用性高的降落难易度进行推断。
另外，风干扰推断部140以通过对由气象传感器取得的降落路径上的多个规定高度的风向数据以及风速数据、滑行路径的方位数据实施预处理而取得的数据为输入信息，通过第二推断模型对多个规定高度的风速的正对风分量的变动幅度、侧风分量的变动幅度以及上下风分量的变动幅度进行推断，第二推断模型以在推断对象的降落路径上飞行、降落的飞机的飞行数据为学习数据，通过非线性多变量解析手法构建而成，由此能够反映特定的降落路径的信息且高精度地对成为使飞机的飞行状态变动的因素的风速的正对风分量的变动幅度、侧风分量的变动幅度以及上下风分量的变动幅度进行推断。
另外，风干扰推断部140以由气象传感器取得的降落路径上的多个规定高度的风向数据以及风速数据、滑行路径的方位数据为输入信息，通过实施坐标转换来对多个规定高度的风速的正对风分量与风速的侧风分量进行计算，并对正对风分量以及侧风分量分别在高度方向上进行数值微分，由此对多个规定高度的正对风分量的高度变化率以及侧风分量的高度变化率进行计算，以正对风分量、侧风分量、正对风分量的高度变化率、侧风分量的高度变化率以及高度为输入信息，通过第二推断模型对风速的正对风分量的变动幅度、侧风分量的变动幅度以及上下风分量的变动幅度进行推断，第二推断模型以在推断对象的降落路径上飞行、降落的飞机的飞行数据为学习数据，通过非线性多变量解析手法构建而成，由此能够根据降落路径上的多个规定高度的风向数据以及风速数据、滑行路径的方位数据对反映特定的降落路径的信息且高精度的风速各分量的变动幅度进行推断。
另外，飞机响应推断部150以多个规定高度的降落路径上的正对风分量以及侧风分量、多个规定高度的正对风分量的变动幅度、侧风分量的变动幅度以及上下风分量的变动幅度为输入信息，通过第三推断模型对多个规定高度的飞机的飞行状态的变动幅度进行推断，第三推断模型以在推断对象的降落路径上飞行、降落的飞机的飞行数据为学习数据，通过非线性多变量解析手法构建而成，由此能够反映特定的降落路径的信息且高精度地对降落难易度的推断时成为重要因素的飞机的飞行状态的变动幅度进行推断，因此能够对有用性高的降落难易度进行推断。
冬季，在降雪多的机场，为了飞机起飞或降落而需要除雪作业。然而总是发生如下现象，即在对滑行路径进行除雪后的数分钟后，下一次降雪到来，必须再次进行除雪而导致飞机无法降落等。因此根据观测时刻时的雷达回波以及指定时间后的雷达回波预测信息预料滑行路径的除雪时机，能够使飞机高效地起飞/降落，也有助于起航率提高。
产业上的利用可能性
气象厅、航空公司、气象业务从业者等在已经设置或将来设置的气象传感器的观测信息的数据处理中可以利用本发明，具有产业上的利用可能性。另外，本发明也可以应用在气象数据处理的软件制造商、航空电子设备制造商、气象传感器制造商等制作的气象传感器的观测信息的数据处理软件。

Claims (18)

1.一种降落判断辅助系统，其提供辅助飞机降落的判断的信息，
所述降落判断辅助系统的特征在于，具有：
画面生成部，其生成显示在显示部的各种画面；以及显示控制部，其使由所述画面生成部生成的各种画面显示在所述显示部，
所述画面生成部包括生成回波强度画面的回波强度画面生成部和生成警报画面的警报画面生成部，该警报画面包含表示飞机的降落难易度的降落难易度信息，
所述回波强度画面所包含的回波强度信息以由气象传感器取得的观测对象的回波强度数据为基础而生成，通过规定高度带的机场周边的回波强度的概要统计量显示回波强度的水平分布，
所述降落难易度信息以由气象传感器取得的降落路径上的多个规定高度的风向数据以及风速数据、跑道的方位数据、以及飞机的机型信息为基础而生成，
所述警报画面包含表示规定高度带以及降落路径上的沿着跑道方向的风速的正对风分量的增减的信息、表示风干扰的产生以及产生的高度带的干扰产生信息、以及表示干扰对飞机的飞行状态造成的影响的飞行状态信息。
2.根据权利要求1所述的降落判断辅助系统，其特征在于，
在所述回波强度画面中排列显示最新的回波强度信息以及将来的回波的预测信息。
3.根据权利要求1所述的降落判断辅助系统，其特征在于，
所述回波强度画面是在表示机场、降落路径以及其他飞机的位置的机场周边的地图上重叠地显示有指定高度以下的回波强度信息的画面，
所述显示控制部按照1分钟～2分钟的间隔更新所述回波强度画面。
4.根据权利要求1所述的降落判断辅助系统，其特征在于，
所述降落难易度信息包括最新的飞机的降落难易度以及表示降落难易度的变化趋势的趋势信息。
5.根据权利要求1所述的降落判断辅助系统，其特征在于，
所述画面生成部还具有生成警报历史画面的警报历史画面生成部，该警报历史画面包含过去的所述警报画面所包含的信息。
6.根据权利要求1所述的降落判断辅助系统，其特征在于，
所述降落难易度信息针对每种飞机的机型而生成，
还具有机型切换部，其根据来自用户的要求而对显示在所述显示部的降落难易度信息的对象机型进行切换。
7.根据权利要求1所述的降落判断辅助系统，其特征在于，
所述画面生成部包括：图表画面生成部，其生成图表画面，该图表画面包含表示降落路径上的沿着跑道方向的风速的正对风分量相对于高度的变化的图表；以及表格形式画面生成部，其生成表格形式画面，该表格形式画面包含表示降落路径上的每个规定高度的风速的正对风分量的表格，
所述图表画面所包含的图表以及所述表格形式画面所包含的表格以由气象传感器取得的降落路径上的多个规定高度的风向数据以及风速数据为基础而生成，
所述显示控制部使所述图表画面与所述表格形式画面排列显示在所述显示部。
8.根据权利要求7所述的降落判断辅助系统，其特征在于，
所述图表画面所包含的图表在同一图表内表示指定高度以下的最新的所述正对风分量的变化以及过去的所述正对风分量的变化这两者，
所述表格形式画面所包含的表格表示指定高度以下的最新的所述正对风分量以及过去的所述正对风分量。
9.根据权利要求7所述的降落判断辅助系统，其特征在于，
所述显示控制部，将包含所述降落难易度信息的警报画面、所述图表画面以及所述表格形式画面排列显示在所述显示部，在判断为降落难易度高的情况下，通过与其他位置不同的显示来表示所述图表画面以及所述表格形式画面内的所述降落难易度所涉及的风变化以及与风变化产生的高度带对应的位置。
10.根据权利要求1所述的降落判断辅助系统，其特征在于，
还具有传感器切换部，其根据来自用户的指示或自动地对将多个气象传感器中的任一气象传感器作为所述各种画面的信息提供源来进行切换。
11.根据权利要求1所述的降落判断辅助系统，其特征在于，
还具有文本转换部，其将由所述画面生成部生成的画面所包含的信息转换为能够向被设置于飞机内的设备发送的文本格式。
12.根据权利要求1所述的降落判断辅助系统，其特征在于，
具有根据包括由气象传感器取得的观测对象的回波强度数据的观测信息生成各种信息的信息生成部，
所述信息生成部具有：
提取部，其在所述气象传感器的观测区域内设定多个由水平面内的规定的二维区域以及铅垂方向的规定范围所规定的三维区域，从所述回波强度数据中提取各所述三维区域内所包含的多个值；以及
回波概要统计量计算部，其以由所述提取部提取的多个值为总体，对各所述三维区域的回波强度数据的概要统计量进行计算。
13.根据权利要求12所述的降落判断辅助系统，其特征在于，
所述信息生成部还具有：
矢量计算部，其以过去的多个时机的由所述回波概要统计量计算部取得的各所述三维区域的概要统计量的信息为基础，对所述观测对象的移动矢量进行计算；
矢量概要统计量计算部，其以由所述矢量计算部取得的多个移动矢量为总体，对所述移动矢量的概要统计量进行计算；
预测信息计算部，其以由所述矢量概要统计量计算部取得的移动矢量的概要统计量和由所述回波概要统计量计算部取得的回波强度数据的概要统计量为基础，对所述回波强度数据的概要统计量的预测值进行计算。
14.根据权利要求1所述的降落判断辅助系统，其特征在于，
具有根据由气象传感器取得的观测信息生成各种信息的信息生成部，
所述信息生成部具有：
数据处理部，其对由气象传感器取得的降落路径上的多个规定高度的风向数据以及风速数据、跑道的方位数据实施预处理；以及
降落难易度推断部，其以飞机的机型信息和由所述数据处理部输出的多个规定高度的飞机的飞行状态的变动幅度为输入信息，通过第一推断模型对降落难易度进行推断，
所述第一推断模型以在推断对象的降落路径上飞行、降落的飞机的飞行数据和飞行员主观评价降落难易度的评价数据为学习数据，通过非线性多变量解析方法构建而成。
15.根据权利要求1所述的降落判断辅助系统，其特征在于，
具有根据由气象传感器取得的观测信息生成各种信息的信息生成部，
所述信息生成部具有风干扰推断部，
所述风干扰推断部以通过对由气象传感器取得的降落路径上的多个规定高度的风向数据以及风速数据、跑道的方位数据实施预处理而取得的数据为输入信息，通过第二推断模型对多个规定高度的风速的正对风分量的变动幅度、侧风分量的变动幅度以及上下风分量的变动幅度进行推断，
所述第二推断模型以在推断对象的降落路径上飞行、降落的飞机的飞行数据为学习数据，通过非线性多变量解析方法构建而成。
16.根据权利要求1所述的降落判断辅助系统，其特征在于，
具有根据由气象传感器取得的观测信息生成各种信息的信息生成部，
所述信息生成部具有风干扰推断部，
所述风干扰推断部以由气象传感器取得的降落路径上的多个规定高度的风向数据以及风速数据、跑道的方位数据为输入信息，通过实施坐标转换来对多个规定高度的风速的正对风分量和风速的侧风分量进行计算，并对所述正对风分量以及所述侧风分量分别在高度方向上进行数值微分，由此对多个规定高度的正对风分量的高度变化率以及侧风分量的高度变化率进行计算，以所述正对风分量、所述侧风分量、所述正对风分量的高度变化率、所述侧风分量的高度变化率以及高度为输入信息，通过第二推断模型对所述风速的正对风分量的变动幅度、所述侧风分量的变动幅度以及上下风分量的变动幅度进行推断，
所述第二推断模型以在推断对象的降落路径上飞行、降落的飞机的飞行数据为学习数据，通过非线性多变量解析方法构建而成。
17.根据权利要求1所述的降落判断辅助系统，其特征在于，
具有根据由气象传感器取得的观测信息生成各种信息的信息生成部，
所述信息生成部具有飞机响应推断部，
所述飞机响应推断部以多个规定高度的降落路径上的正对风分量以及侧风分量、多个规定高度的正对风分量的变动幅度、多个规定高度的侧风分量的变动幅度以及多个规定高度的上下风分量的变动幅度为输入信息，通过第三推断模型对多个规定高度的飞机的飞行状态的变动幅度进行推断，
所述第三推断模型以在推断对象的降落路径上飞行、降落的飞机的飞行数据为学习数据，通过非线性多变量解析方法构建而成。
18.一种降落判断辅助方法，其提供辅助飞机降落的判断的信息，
所述降落判断辅助方法的特征在于，
通过回波强度画面生成部生成包含回波强度信息的回波强度画面，所述回波强度信息以由气象传感器取得的观测对象的回波强度数据为基础而生成，通过规定高度带的机场周边的回波强度的概要统计量显示回波强度的水平分布，
由警报画面生成部生成包含表示飞机的降落难易度的降落难易度信息的警报画面，
所述降落难易度信息以由气象传感器取得的降落路径上的多个规定高度的风向数据以及风速数据、跑道的方位数据、以及飞机的机型信息为基础而生成，
所述警报画面包含表示规定高度带以及降落路径上的沿着跑道方向的风速的正对风分量的增减的信息、表示风干扰的产生以及产生的高度带的干扰产生信息、以及表示干扰对飞机的飞行状态造成的影响的飞行状态信息，
通过显示控制部使生成的回波强度画面以及警报画面显示在显示部。
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