CN102722175A - 用于将应急系统报警信号转换成自动飞行系统机动动作的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

提供了用于将报警信号转换成自动飞行系统(AFS)机动动作的系统、方法和装置。该系统包括第一模块。该第一模块被配置成接收报警信号并构造与报警信号相关联的一个或多个AFS模式命令。该系统还包括第二模块。该第二模块被配置成读取并执行该一个或多个AFS模式命令，该一个或多个AFS模式命令当被执行时，操纵实现AFS机动动作的两个或更多个标准AFS模式。该系统进一步包括状态机，其将第一模块耦合至第二模块，并被配置成协调第一模块对一个或多个AFS模式命令的构造与第二模块对一个或多个AFS模式命令的执行。

Description

用于将应急系统报警信号转换成自动飞行系统机动动作的方法和系统
技术领域
本发明一般涉及自动飞行系统(“AFS”)，以及更特别地涉及用于将应急系统报警信号转换成AFS机动动作的方法和系统。
背景技术
用于避让其他飞行器、地形、障碍物、和限制区的各种概念已经被讨论了多年。这些概念中的一些包括从异常的飞行状况中辅助恢复或自动恢复的方法。还有其他概念创建了用于现有的控制系统的新的和独特的控制系统或模式。然而，由于技术挑战，这些概念中的很少被实现，该技术挑战与将自动飞行系统(“AFS”)灵活耦合至应急警告/报警系统(“应急系统”)相关联。应急系统的例子包括空中交通防撞系统(TCAS)、风切变探测器、以及增强型近地系统(EGPWS)。AFS的例子包括飞行指引仪(FD)、自动油门(AT)以及自动驾驶仪(AF)系统。
将应急系统耦合至AFS中的一个挑战是现今的大多数应急系统仅生成阐明各种不期望状况的简单信号集。信号完善度的缺乏，可使其难以驱动AFS响应以执行全面的自动避让机动动作。另一个挑战是由不同应急系统所指引的避让机动动作可对于给定警告而变化。对于给定机动动作的定义的上下文和程度也可能发生变化。
此外，许多标准的AFS可能未装备有用于接收由各种部署的应急系统所生成的不同类型信号和请求的装置。AFS目前被设计成通过模式控制面板(MCP)、制导面板(GP)或从飞行管理系统(FMS)接受命令。飞行机组人员使用MCP/GP/FMS来手动激活被预编程到AFS中的各种常规AFS模式，并手动建立用于那些模式的目标(即，参考值)。类似地，FMS激活AFS内的预编程的AFS导航模式，并为那些导航模式建立目标或参考。
现有的所部署的AFS模式集是巨大且扩展的。单个商用飞行器自动驾驶仪可具有多于25种的推力、横向和垂直机动动作模式。飞行员渐增的繁重任务是记住用于每种AFS机动动作模式的规则并正确应用到他自己发现的飞行状况。解释了AFS模式描述和AFS操作的标准参考是用于自动飞行制导和控制系统和设备的RTCADO-325最低操作性能标准(MOPS)。
图1是典型的AFS 290(即，自动驾驶仪)的简化功能框图。按照惯例，模式选择和参考值设置由飞行员110或由FMS 111通过MCP/GP 5来完成。AFS模式选择确定在外环控制子系统2中发起何种模式以及来自飞行器传感器4的何种输入被用于控制反馈。来自外环控制子系统2的输出通过内环控制子系统3控制实际的飞行器发动机和控制面致动4。然而，AFS系统290目前没有被设计成直接从应急系统100接收模式输入。
该问题的解决方法之一需要创建用于特定应急系统的一种或多种定制的、预编程的AFS模式，该AFS模式可被添加至外环模式的列表。正如在空中客车公司的文档“A New Step Towards Safety Improvement”和“Airbus NewAutopilot/Flight Director TCAS Mode Enhancing Flight Safety During TCASManeuvers”中所解释的，这种方法已经由空中客车公司(总部设在法国图卢兹)所使用。然而，这种方法增加了飞行员需要学习的增长的AFS模式的目录，并且仅局限于用于此目的的定制的新模式。通用的传统模式仍然不能被操纵以基于来自应急系统的报警实现机动动作。
图2是说明了发生在常规驾驶舱环境中的常规信息流的简化功能框图。典型地，所有数据输入已通过飞行员110所集中，以通过手动操纵飞行器飞行和发动机控制150来按照该数据输入进行行动。飞行员利用来自紧急系统100的这些实时数据输入以及诸如视觉采集、空中交通控制通信、以及飞机飞行手册的其他信息资源140来辅助开发他的响应。
如在本领域中众所周知，TCAS 120既在视觉上通过交通显示设备122又在听觉上通过听觉报警124向飞行员110呈递威胁检测信息。接着，通过威肋解决咨询显示器126(见图1)将威胁解决咨询(RA)(即，报警)提供给飞行员110以指令飞行员如何避免威胁。该TCAS RA提供了识别垂直机动动作的类型的信息来执行(例如，爬升，下降，维持，调整等)，并根据垂直机动动作的类型对“飞向”或“避让”二者之一提供垂直速度目标值。在纵向轴和横向轴上的改变通常是被限制的，除非这些改变是为了达到所需的垂直性能所需要的。飞行员110然后作出关于如何响应从TCAS 120接收到的报警的决定。飞行员可选择忽视该报警或者采取由威胁RA或听觉报警所建议的动作。示例性TCAS 120的操作在题为“Minimum Operational Performance Standards for TrafficAlert and Collision Avoidance System II(TCAS II)”的RTCADO-185B中被描述。
类似地，EGPWS 130通过地形显示器132在视觉上以及通过听觉报警134在听觉上提供近地警告。在二者之一的情况下，EGPWS简单地生成单个、离散的电信号，其指示需要拉起机动动作。对于拉起机动动作，EGPWS 130没有对飞行员110提供进一步的指导，其反映了飞机飞行手册中通常包括了什么，诸如：a)应用最大推力、b)转动机翼水平，以及c)增加俯仰姿态和以最佳可用角度爬升。飞行员可选择忽视报警或采取由报警所指示的行动。
由此，期望的是，提供用于将从应急系统100接收的报警转换成AFS机动动作的系统和方法。另外，期望的是，提供用于通过使用现有AFS模式将应急系统耦合至AFS的系统和方法。此外，根据随后的详细描述和所附权利要求，结合考虑附图以及此背景技术，本发明的其它期望的特征和特性将会变得明白。虽然如今的复杂飞行器包括可产生报警的其它类型的信息源140，但为了简洁和清晰起见，以下的公开仅描述TCAS 120和EGPWS 130。
发明内容
提供一种用于将报警信号转换成自动飞行系统(AFS)机动动作的系统。该系统包括第一模块。该第一模块被配置成接收报警信号，并构造与报警信号相关联的一个或多个AFS模式命令。该系统还包括第二模块。该第二模块被配置成读取和执行一个或多个AFS模式命令，当该一个或多个AFS模式命令被执行时，操纵实现AFS机动动作的两个或更多个标准AFS模式。该系统进一步包括状态机。该状态机将第一模块耦合至第二模块，并被配置成协调第一模块对一个或多个AFS模式命令的构造与第二模块对一个或多个AFS模式命令的执行，以控制飞行器的发动机和/或飞行控制面来影响AFS机动动作。
提供一种用于将报警信号转换成由自动飞行系统(AFS)所执行的机动动作的方法。该方法包括接收和验证报警信号，至少部分地基于该报警信号来创建一个或多个AFS模式命令，以及执行该一个或多个AFS模式命令，该一个或多个AFS模式命令被配置成对影响机动作所必需的两个或更多个标准AFS模式进行操纵。
提供一种用于将一个或多个报警转换成自动飞行系统(AFS)机动动作的装置。该装置包括时钟电路和处理器。该处理器包括第一模块、第二模块和状态机，并被配置成接收时间信号。该第一模块被配置成解码一个或多个报警，验证该一个或多个报警，确定与该一个或多个与报警相关联的机动动作定义，以及根据机动动作定义构造一个或多个AFS模式命令，该一个或多个AFS模式命令当被执行时联合引导该AFS来执行AFS机动动作。该第二模块被配置成通过选择性地装备实现AFS机动动作所需的一个或多个标准AFS模式，来执行从机动动作定义所确定的一个或多个AFS模式命令。该装置进一步包括将第一模块耦合至第二模块的状态机，该状态机被配置成基于时间信号来协调第一模块的功能与第二模块的功能。
附图说明
在下文中将结合以下附图来描述本发明，其中相同的数字表示相同的元件，以及
图1是常规AFS的简化功能框图；
图2是说明了发生在驾驶舱环境中的常规信息流的简化功能框图；
图3是说明了根据实施例的发生在驾驶舱环境中的信息流的简化功能框图；
图4是根据实施例的自动机动动作功能(AMF)的功能框图；
图5是根据实施例的用于示例性状态机的状态图，该示例性状态机可用于与自动飞行命令解译器(ACMDIT)和自动模式激活检查和接口(AMATCHIT)相对接；
图6是说明了由ACMDIT模块所执行的示例性方法的逻辑流程图；
图7是说明了由AMATCHIT模块所执行的示例性方法的逻辑流程图。
具体实施方式
以下的详细描述本质上仅为示例性的，并且并非旨在限制本发明或本发明的应用和使用。如在此处所用的，词语“示例性”表示“用作示例、实例、或说明”。因此，在此被描述为“示例性”的任何实施例都不必被解释为优选于或有利于其它的实施例。在此描述的所有实施例都是示例性实施例，提供这些实施例以使本领域的技术人员能够制造或使用本发明，而不是为了限制由权利要求所限定的本发明的范围。而且，不意图通过前面的技术领域、背景技术、发明内容或以下的详细描述中所提出的任何明示的或暗示的理论来限制本发明。
本领域技术人员将理解，连同此处所公开实施例一起被描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。以下根据功能和/或逻辑块部件(或模块)以及各种处理步骤对某些实施例和实现方式进行描述。但是，应该理解，这样的块部件(或模块)可由配置成执行特定功能的任意数量的硬件、软件和/或固件部件所实现。为了清楚地说明硬件与软件的这种互换性，下文已经根据它们的功能性一般地描述了各种说明性部件、块、模块、电路和步骤。这种功能性实现为硬件还是软件取决于对整体系统施加影响的特定应用和设计约束。本领域技术人员可为每个特定应用以变化的方式来实现所描述的功能性，但这种实现方式的决定不应当被解释为引起从本发明的范围的偏离。例如，系统、模块或部件的实施例可以采用各种集成电路部件，例如存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等等，其可以在一个或多个微处理器或其他控制设备的控制下执行各种功能。另外，本领域的技术人员将理解的是，在此描述的实施例仅仅是示例性的实现方式。
可以用被设计成执行在此描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件、或这些的任意组合，来实现或执行连同在此公开的实施例一起被描述的各种说明性逻辑块、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器也可被实现为计算设备的组合，例如以下的组合：DSP和微处理器、多个微处理器、结合DSP内核的一个或多个微处理器、或者任何其它的这种配置。在此处专门使用词语“示例性”来表示“用作示例、实例、或说明”的意思。在此被描述为“示例性”的任何实施例都不必被解释为优选于或有利于其它的实施例。
连同在此公开的实施例一起被描述的方法和算法的步骤可以在硬件中、在由处理器所执行的软件模块中、或两者的组合中被直接体现。软件模块可以驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移除盘、CD-ROM、或本领域公知的任何其它形式的存储介质内。示例性存储介质被耦合至处理器，这样处理器能从存储介质中读取信息和向存储介质写入信息。在替代方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替代方案中，处理器和存储介质可作为用户终端中的离散部件而驻留。
在本文档中，诸如第一和第二等的关系术语可以被单独地用来将一个实体或动作与另一个实体或动作相区别，而不一定需要或暗示此类实体或动作之间的任何实际此类关系或顺序。诸如“第一”、“第二”、“第三”等的数字序数仅仅表示多个中不同的单个，并且不暗示任何顺序或次列，除非由权利要求语言所特别限定。任何权利要求中的文字的次序并不暗示必须以根据此类次序的时间或逻辑顺序来执行过程步骤，除非由权利要求的语言所特别限定。在不脱离本发明的范围的情况下，这些过程步骤可以以任何顺序互换，只要此类互换不与权利要求语言相冲突并且在逻辑上不是无意义的。
此外，根据上下文，在描述不同元件之间的关系时所使用的诸如“连接”或“耦合至”的词语不暗示这些元件之间必须进行直接的物理连接。例如，两个元件可以在物理上、在电气上、在逻辑上、或以任何其它方式，通过一个或多个附加元件来彼此相连。
图3是说明了根据在此公开的实施例的发生在驾驶舱环境中的信息流的简化功能框图。根据公开的各种特征，自动机动动作功能(AMF)200从TCAS120接收RA(即，报警)，从EGPWS 130接收报警指示134，并在此基础上控制发动机和飞行面150。结果，飞行员110现在可在自动机动动作期间监控系统操作，而不是执行发动机和飞行面150的手动控制。然而，一如既往，飞行员110保留了中断自动机动动作的能力并在任何时候可手动115驾驶飞行器。本领域的普通技术人员将理解，尽管在此只讨论了作为示例的TCAS 120和EGPWS130。其他应急系统可提供报警信号。其他应急系统的非限制性示例可包括驾驶舱入侵报警、座舱压力损失或液压损失指示，仅举数例。
图4是作为在此以下公开的各种示例性实施例中所考虑的AMF 200的功能框图。在不偏离在此的公开范围的情况下，AMF 200可被体现为软件对象、硬件、固件或其组合。在优选实施例中，AMF200驻留在飞行器的AFS 290中，但可替换地驻留在存储器211中、在应急系统100中，或驻留在与飞行器的数据总线201相通信的其它地方。
如在此以下所使用的，术语“自动飞行系统(AFS)机动动作”被定义为表示顺序执行的AFS可理解模式命令的列表或脚本，以及关联的目标值/参考值选择，使完全自动的AFS机动动作能够由AFS使用现有的AFS模式所执行，无论特定报警何时发生。脚本允许对在AFS 290中运行的一个或多个应用进行控制，并且与任何正在运行的应用的核心代码不同。在AMF 200的上下文中，脚本控制(即，操纵)AFS 290的一个或多个模式或子模式。
AMF 200包括自动飞行指令解译器(ACMDIT)220和自动模式激活、检查、和接口(AMATCHIT)270。AMF 200或它的任何部分都可以由处理器202所执行。ACMDIT 220和/或AMATCHIT 270可体现为软件、硬件、固件或其中的组合。
ACMDIT 220是被配置成在由应急系统100生成的外部指令或报警与AFS 290的现有机动动作模式之间提供转换接口的模块。因此，ACMDIT 220的功能是使由标准应急系统所指示的AFS机动动作能够通过操纵标准的AFS自动模式来执行。因此，既不需要对应急系统重新编程，也不需要创建AFS 290新的或特殊的功能模式或子模式，就提供了自动机动动作能力。ACMDIT 220还在使它们被执行前，对应急系统报警进行验证和优先排序。例如，当同时收到多个报警时，ACMDIT 220首先选择最高优先级的报警并将其转换成由AFS290可理解的命令。
在某些实施例中，ACMDIT 220可将单个EGPWS报警(例如，拉起通知)转换成AFS机动动作。考虑到大多数AFS机动动作可很大程度上以脚本形式预定义，ACMDIT 220在将产生简单报警的应急系统100耦合至需要复杂指令的现有AFS 290时，提供了很大程度的灵活性。由于脚本所提供的灵活性，应急系统100不需要AFS模式或其操作的特定知识。
除了用于TCAS和EGPWS报警的自动回避机动动作外，AMF 200可提供的AFS机动动作的其他可想到的示例包括：自动应急下降机动动作、自动风切变机动动作、自动起飞机动动作、自动空中交通管制上行机动动作、自动应急着陆机动动作或使飞行器返回到在紧急事件之前存在的初始飞行状况的自动机动动作。
和ACMDIT 220相对比，AMATCHIT 270通过对接和操纵飞行器所部署的AFS 290的模式逻辑来执行AFS机动动作，通过激活/去激活由ACMDIT220所指定的模式和目标值/参考值来进行该操纵。AMATCHIT 270可被配置为共享许多相同的模式逻辑输入和参考点作为现有的驾驶舱MCP，由此使对现有的AFS模式逻辑和控制法则所需要的改变最小化。AMATCHIT 270也可以被配置成针对每次自动机动动作，对来自应急系统100的解译命令应用预定义的极限值、警戒或约束的集合。这些极限值、警戒或约束确保每次自动机动动作仅受限于最初被定义成支持机动动作的模式、参考值和性能极限值。
ACMDIT 220和AMATCHIT 270之间的交互由一个或多个状态机210所控制。状态机是由以下所组成的软件对象：有限数量的状态、那些状态间的指定转换、以及在那些状态处发生的诸如基于特定输入来生成特定输出之类的动作。
图5为根据在此公开的实施例的示例性状态机210的状态图300，该示例性状态机210可被用于与ACMDIT 220和AMATCHIT 270相对接。示例性状态机210可具有四种状态：禁止活动的机动动作状态320、就绪状态330、机动动作正在进行状态340和机动动作退出状态350。本领域的普通技术人员将理解，在不偏离在此公开的范围的情况下，以上列出的四种状态仅为示例性的。状态可以被组合成更少的状态，状态可被分解成更小或不同的状态，以及任务可在各种状态之中被重分配。
在步骤310中，当AMF 200由飞行员所手动从事或在通往禁止活动的机动动作状态320的飞行器启动过程期间从事AMF200时，状态机210被启动。在禁止活动的机动动作状态320处，状态机禁止所有的自动机动动作，并等待直到所有的自动机动动作触发(AMT)(即，报警)被清理。这确保了将不对由于初始化而可能已经被虚假检测的AMT或从已被触发的任何先前的机动动作中所残留的AMT起作用。一旦所有报警已经被清理，状态机210前进到就绪状态330，并且不禁止在AFS 290处任何所需要的AFS机动动作。
在就绪状态330，ACMDIT 220正在执行，以及状态机210等待从ACMDIT 220(见图6)传送的已验证和优先排序的AMT。在等待的同时，所有AFS机动动作的状态可以被输出并在显示装置(122/126/132)上呈递，以通过通知飞行员AMF 200内哪些AFS机动动作被禁止以及哪些未被禁止，来向飞行员110提供状况感知(situational awareness)，并且所有AFS机动动作的状态可以因此在检测到报警时变成活动的。当被接收时，在通往机动动作正在进行状态340的状态机转换T2期间，状态机210激活最高优先级的自动机动动作。
当一个或多个AMT由ACMDIT 220所接收并验证时，状态机210禁止与优先级比在ACMDIT 220处所接收的最高优先级AMT低的AMT相关联的自动机动动作。例如，如果由EGPWS 130所生成的地面撞击警告在ACMDIT 220处作为最高优先级AMT被接收，那么与由TCAS 120所生成的任何碰撞警告相关联的任何自动机动动作会被禁止，因为基于编程到ACMDIT 220中的优先级逻辑，其具有更低的优先级。一旦已经接收到有效且优先排序的AMT，状态机210进行到下一状态。
在机动动作正在进行状态340，状态机210激活AMATCHIT 270。因为应急系统报警是罕见的，MATCHIT 270通常是空闲的，直到状态机210将其激活。激活AMATCHIT 270的同时，飞行员的显示器(122/126/132)上会呈递消息，指示哪些自动机动动作正在进行中。AMATCHIT 270然后开始独立于状态机210来执行机动动作。
在过程460(见图6)，当AMATCHIT270完成自动机动动作或检测由ACMDIT所构造的每个机动动作定义的机动动作末尾状况时，AMATCHIT 270用信号通知状态机过渡到机动动作退出状态350。机动动作定义是对飞行器的纵向运动轴，横向运动轴及垂直运动轴和/或创建期望的轨迹或飞行路径所需的飞行器状态所指定的修改的信息或数据。
可使当前自动机动动作结束的示例性的机动动作末尾状况包括移除应急系统报警、出现来自应急系统100的指示(诸如TCAS“冲突的清除”)、出现超时、已经达到用于机动动作的警戒或极限值(诸如高度偏离极限值)、应急系统中检测到的故障、或与应急系统失去通信。
在机动动作正在进行状态340的同时，可接收到新的指示，其指示已经由ACMDIT 220处理了更高优先级的AMT。如果接收到的AMT具有比正在执行的机动动作更高的优先级，则ACMDIT 220在机动动作正在进行状态340的同时生成输出，命令AMATCHIT 270中止正在执行的机动动作，同时保留在该机动动作的参考和限制之内。状态机210然后通过过渡到机动动作退出状态350来发起与当前报警相关联的AFS机动动作结束。
在机动动作退出状态350处，由AMATCHIT 270结束所执行的机动动作，先前向飞行员所呈递的机动动作消息被清除。为结束机动动作而采取的示例性行动包括恢复初始的AFS性能极限值、设置高度参考、以及激活高度捕捉模式、装备在执行自动机动动作之前已经装备的FMS模式、或设置可最终触发另一个自动机动动作的标记或指示。
另外，状态机210检查ACMDIT 220，以确定引起先前的机动动作被中止的新的有效且优先排序的报警是否已经被处理。如果是，在过渡T4期间，状态机激活更高优先级的自动机动动作，并禁止更低优先级的自动机动动作。如果不是，则如果没有接收到附加的优先级报警，AMATCHIT 270被去激活。
如果从ACMDIT 220接收到一个或多个有效的、更高优先级的报警，状态机210发起与通过过渡回到机动动作正在进行状态340而接收到的最高优先级报警相关联的新的机动动作。根据待解决的报警数目，状态机210可在机动动作正在进行状态340和机动动作退出状态350之间交替，只要有渐增的更高优先级的未解决的AMT在ACMDIT 220的队列中等待。
如果在机动动作正在进行状态340期间，没有其它有效的AMT已经被ACMDIT 220触发并处理，则状态机210进行到就绪状态330。当状态机210回到就绪状态330时，在离开就绪状态330之后被禁止的任何自动机动动作不被禁止。
如果在机动动作正在进行状态340期间，更低优先级的AMT已经被触发，则状态机210进行到禁止活动的机动动作状态320。在禁止活动的机动动作状态320处，状态机禁止所有自动机动动作并等待，直到所有的自动机动动作触发(AMT)(即，报警)被清除。
图6是说明了由AMF 200的ACMDIT模块220所执行的方法400的示例性逻辑流程图。在过程405处，ACMDIT 220接收并解码从应急系统100接收到的AMT。AMT的非限制性示例可包括简单的报警发音或可以是与飞行器机动动作指令一起被嵌入的更复杂的TCAS RA消息。
在过程410处，对任何接收到的AMT进行验证。示例性的AMT验证方法可包括检查用于自动机动动作的禁止状态以确保关联的自动机动动作尚未被禁止，或检查验证应急系统的正确操作的监视器。例如，用于EGPWS的监视器能验证飞行器处在适于地形避让警告(例如，低于20,000英尺)的高度，或者用于TCAS RA的监视器能验证TCAS处于正确的TA/RA模式。
在判定点415上，如果AMT不是有效的，则在过程420处生成错误信息。如果AMT是有效的，则在过程420处将AMT包含在接收到的AMT的队列中并将其在该队列内优先排序。AMT队列可驻留在存储器设备211中(见图4)，该存储器设备211在飞行器内、或在AFS 290内，或其可位于在网络上进行通信或以其它方式与总线201进行通信的其它位置。在过程475处，ACMDIT220用信号通知状态机300有效的AMT已经被优先排序。
在判定点425，确定最高优先级的AMT是否包含了用于与AMT关联的AFS机动动作的定义。由EGPWS 130所生成的诸如“拉起”报警之类的简单报警，可以仅包括识别AMT性质的足够的信息。这种简单报警不具有机动动作定义。相反，TCAS RA可包括丰富的机动动作定义，该丰富的机动动作定义包括全面的机动动作指令。
例如，对于TCAS“爬升”RA，机动动作定义可要求从事AFS的垂直速度(VS)模式。该AFS VS模式可将垂直机动动作指引到垂直速度目标，该垂直速度目标等于飞行器垂直速度指示器上的红/绿边界值，该飞行器垂直速度指示器通常在TCAS RA期间在RA显示器126上提供给飞行员110。
当AMT不包含足够鲁棒的机动动作定义以生成关联的机动动作时，则方法400进行到过程450。当AMT的确包含用于关联的机动动作的足够鲁棒的机动动作定义时，则在步骤430和435分别将机动动作定义解码和验证为正确的机动动作。例如，TCAS RA可在定义了RA的数据字中包括具有12位的位字段的ARINC 429数据字，由此允许超过4096的可能解码。在过程435中，可检查位字段，以确定位字段包含表示有效RA的有效解码子集中的一个有效解码。一个可能的解码的TCAS RA的例子将是1500fpm的垂直速度机动动作(即，基本的爬升纠正RA)。ARINC 429是用于飞行器航空电子设备的一个应用专用标准。ARINC 429标准涉及自计时、自同步数据总线。ARINC 735A标准定义了用于TCAS ARINC 429的有效数据。
当机动动作定义被确定为有效定义并且该定义被正确解码时，方法400从判定点425进行到过程450。否则，在过程445中生成错误信息以用于显示给飞行员110，并且忽略关联的AMT。
在过程450处，从存储器设备211中获取与最高优先级AMT相关联的补充定义。该补充定义可被记录在与AFS 290共处一处的存储器211中，存储器211可位于飞行器内的本地网络上，或者可位于飞行器外的分布式网络上。在某些实施例中，例如，补充定义可由空中交通管理机构通过数据链路(未示出)所提供。
“补充定义”在此被定义为由AFS 290可执行的命令列表，以及该补充定义对可从应急系统100接收作为AMT的组成部分的相应的机动动作定义进行放大和增强。该补充定义可被表明为计算机脚本或与AFS相兼容的其他合适的数据结构。
例如，基本的“拉起”AMT可由ACMDIT 220从EGPWS 130接收。为了提供能够通过如飞行员本应执行的整个机动动作来引导AFS的全面的机动动作定义，从存储器设备211获取与“拉起”AMT相对应的预定义的补充脚本文件。该补充脚本文件提供放大的定义信息，该放大的定义信息允许ACMDIT220响应于“拉起”AMT而产生一个或多个合适的AFS模式和参考选择。AFS模式命令是选择的AFS模式和任何关联的参考值/目标值，该参考值/目标值本应由飞行员针对战术机动动作在相同飞行状况下使用自动驾驶而输入到MCP/GP中。
在过程455处，为机动动作定义的每个部分而构造自动飞行性能极限和模式参考值。机动动作定义所需要的各种标准AFS模式被识别。作为非限制性的例子，TCAS“爬升”RA指定了作为基本AFS模式的垂直速度(VS)机动动作。ACMDIT 220通过从存储器211中调用关联的脚本文件来将此RA报警转换成合适的AFS命令。存储器211可包含所需的附加AFS模式命令和目标/参考，以用于垂直控制(例如，在机动动作期间保持装备的模式和目标/参考)、用于纵向控制(例如，空速保持)，以及还为AFS机动动作设置所需的垂直加速极限值(例如，0.25g的性能极限值)。
在过程460处，定义了识别机动动作的末尾的参数，使得AFS 290和AMATCHIT 270将识别机动动作何时完成。例如，机动动作定义的末尾可以是增量式高度改变，或结合了相对航向改变、超时值或故障状况的增量式高度改变。
在过程465处，可构造结束指令，以及自动飞行极限值、模式和参考值。结束自动飞行极限值、模式和参考是跟在完成机动动作之后提供飞行剖面图的那些指令，例如，命令AFS 290直线飞行且瞄准达到在机动动作的末尾处的高度和空速。结束指令也可触发另一个自动机动动作。例如，在TCAS RA机动动作之后，结束指令可命令AMF 200标记或触发随后的自动机动动作，该自动机动动作将使飞行器返回到在RA事件之前所先前维持的初始飞行状况。
在过程470处，如果状态机300处于就绪状态330，ACMDIT 220将飞行状况保存为初始飞行状况，并将每个AFS模式的状态记录为初始模式状态。方法400然后返回到过程405以等待下次AMT。
图7是说明了由AMF 200的AMATCHIT 270所执行的方法500的示例性逻辑流程图。因为AMT相对很少发生，AMATCHIT 270经常空闲。当状态机210过渡到机动动作正在进行状态340时，激活AMATCHIT 270的方法500。在过程505处，ACMDIT 220读取由ACMDIT 220在过程460处所创建的机动动作定义的末尾，并在过程510处读取在过程455(见图6)处所建立的AFS极限值、模式以及参考命令。
在过程515处，AMATCHIT 270为每个AFS模式调整完成机动动作所需要的极限值，并在过程520处，在AFS 290中设置所需要的参数参考值和目标值。
在过程525处，部署到AFS 290中的每个标准AFS模式都根据机动动作定义来被个别地触发以激活、装备或解除每一个标准AFS模式。为了完成此，AMATCHIT 270检查从ACMDIT 220接收的机动动作定义，并确定执行所定义的机动动作或其组合的部分所需要的每个标准AFS模式命令。然后，AMATCHIT 270在AFS中激活所需的模式且去激活那些不需要的或可能与机动动作产生冲突的模式中的至少一些。
在判定点530，AMATCHIT 270查看机动动作定义的末尾是否被检测到。如果没有，则在过程535处，AFS 290被指引来执行来自机动动作定义脚本中的第一个AFS模式命令。
在判定点545，AMATCHIT 270确定是否需要新的AFS模式或用于模式的新的参考值。如果否，则在过程530，535和545之间进行循环，直到检测到机动动作定义的末尾。如果需要新的模式或用于目前的模式的参考点，则方法500循环回到过程515。
当在判定点530已经检测到机动动作状况的末尾时，在过程575处发送信号到状态机300，以指示机动动作的末尾，并在540处，从机动动作定义脚本中读取结束AFS极限值、模式、参考和指令。在过程550处，将AFS 290的性能极限值调整到过程540中所读取的结束AFS性能极限值。
在过程555处，确定是否需要建立结束AFS模式或参考值。如果否，则方法500结束。如果是，则在过程560处，根据过程540处所读取的定义来为AFS 290设置合适的参考和目标值。在过程565处，AMATCHIT 270然后触发各种标准AFS模式，以激活将需要的那些模式，并至少解除将与机动动作的结束相冲突的那些模式。
另外，可在机动动作定义脚本中被定义的结束指令可包括新的自动机动动作的触发，例如使飞行器返回到先前维持的飞行状况的机动动作。例如，在TCAS RA机动动作后，结束指令可命令AMF标记或激活用于随后自动机动动作的触发，该触发将使飞行器返回到在RA事件之前所先前维持的初始飞行状况。
虽然在本发明的前述详细描述中已呈现了至少一个示例性实施例，但应理解的是，存在大量的变形。还应理解的是，一个或多个示例性实施例仅仅是示例，并且并不意图以任何方式限制本发明的范围、应用性或配置。相反，前述详细描述将为本领域的技术人员提供用于实现本发明的示例性实施例的方便路线图。要理解的是，可在不偏离所附权利要求中所阐述的本发明的范围的情况下，在示例性实施例中所描述的元件的功能和布置中进行各种改变。

Claims (8)

1.一种用于将报警信号转换成由自动飞行系统(AFS)所执行的机动动作的方法，包括：
接收并验证报警信号；
至少部分地基于报警信号来构造一个或多个AFS模式命令；以及
执行该一个或多个AFS模式命令，该一个或多个AFS模式命令被配置成对影响机动作所必需的两个或更多个标准AFS模式进行操纵。
2.权利要求1的方法，其中创建一个或多个AFS模式命令包括至少部分地基于报警信号的验证，来从报警信号中确定AFS机动动作的定义。
3.权利要求2的方法，其中报警信号不包括机动动作定义，从存储器中获取AFS机动动作的补充定义。
4.权利要求1的方法，其中对两个或更多个AFS模式进行操纵包括装备或解除两个或更多个标准AFS逻辑模式，并为每个标准AFS模式调整极限值和参考值。
5.一种用于将一个或多个报警信号转换成自动飞行系统(AFS)机动动作的装置，包括：
处理器，该处理器包含第一模块、第二模块和状态机，并被配置成接收时间信号，
第一模块被配置成：
解码一个或多个报警信号，
验证一个或多个报警信号，
确定与一个或多个报警信号相关联的机动动作定义，以及
根据机动动作定义构造一个或多个AFS模式命令，该一个或多个AFS模式命令当被执行时联合指引AFS来执行AFS机动动作；
第二模块被配置成：
通过选择性地装备实现AFS机动动作所需的一个或多个标准AFS模式，执行根据机动动作定义所确定的一个或多个AFS模式命令；以及
状态机将第一模块耦合至第二模块，该状态机被配置成基于时间信号来协调第一模块的功能与第二模块的功能。
6.权利要求5的装置，其中至少部分地基于该一个或多个报警信号中每一个报警信号的验证来确定机动动作定义。
7.权利要求5的装置，进一步包括存储器设备，其中该存储器设备包含记录在其上的与一个或多个报警信号相关联的一个或多个补充的机动动作定义。
8.权利要求7的装置，其中通过将机动动作定义与一个或多个补充的机动动作定义相组合来确定该一个或多个AFS模式命令。
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