CN108717300A - 一种飞行控制系统中的辅助监控装置 - Google Patents

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白志强
徐舒寒
陈少敏
赵广涛
李喜玉
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Commercial Aircraft Corp of China Ltd
Beijing Aeronautic Science and Technology Research Institute of COMAC
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Commercial Aircraft Corp of China Ltd
Beijing Aeronautic Science and Technology Research Institute of COMAC
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLYING SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D47/00—Equipment not otherwise provided for
    • B64D47/02—Arrangements or adaptations of signal or lighting devices

Abstract

本发明涉及飞行控制系统领域，具体涉及一种飞行控制系统中的辅助监控装置。所述辅助监控装置包括核心处理模块；所述核心处理模块包括数据库单元、处理单元、发送单元；所述数据库单元存储有违反飞行规章的规则数据及不安全的飞行操纵数据，所述处理单元获得飞机实时飞行的航路和姿态信息，将所述实时飞行的航路和姿态信息与所述违反飞行规章的规则数据及不安全的飞行操纵数据进行对比分析，一旦存在吻合，将吻合信息传输至发送单元；所述发送单元将所述吻合信息传输至地面空管。本发明通过飞机飞行状态信息和系统主动感知信息的有效融合设计，实时对飞行进行监控，实现为机组人员提供驾驶的有效监控和告警，避免因人为操作照成的飞行事故的发生。

Description

一种飞行控制系统中的辅助监控装置
技术领域
[0001]本发明涉及飞行控制系统领域，具体涉及一种飞行控制系统中的辅助监控装置。
背景技术
[0002]飞机的飞行控制系统一般由主飞行控制系统、高升力系统和自动飞行控制系统组 成，这些系统的操纵都是通过驾驶员机组人员实现的。在民用飞机领域，驾驶舱操纵机组人 员一般由正、副驾驶两人组成，通常由左边的机长完成起飞和着陆阶段的关键动作，副驾驶 一般帮助完成检查单，检查各仪表设备是否正常，协助收放襟翼以及起落架。正副驾驶是 轴对称的，两边的操纵机构完全一样，控制油门的手柄在中间，正副驾驶均可控制。
[0003] 机长除了驾驶飞机外，还是飞行途中的管理者，这项职责通常是在机长不控制飞 行的时间里进行，特别是在发生紧急情况时。在副驾驶控制飞行时，机长可以接收来自副驾 驶、乘务员、调度员和空中交通指挥员的讯息，依此来决策事务，确保飞行顺利。在执行飞行 任务期间，副驾驶应协助机长实施安全飞行。如果副驾驶认为机长的工作出现失误或可能 导致失误的发生，应及时提出意见或建议。如果机长因病或其他原因失能后，副驾驶有责任 立即接替机长承担机长的职责，并将飞机继续飞至计划的下一个落地点或备降机场。
[0004] 现存在的问题是:机组驾驶人员负责飞行具体任务制定、各种阶段飞行操控、仪器 仪表监控等，承担着比较繁重的驾驶任务，尤其在国际长途飞行中，机组驾驶人员体力消耗 较大。因“机长没睡好”而导致航班延误的事情屡见报端。由于飞行员的状态不正常带来的 误操作，以及飞行员精神不正常带来的恶意操作，而导致的飞机安全事故的案例时有发生。 例如，1999年埃及航空990号航班的备勤机师在机长离开驾驶室时操控飞机，关闭了自动导 航系统，并有意驾驶飞机坠落在大西洋中。
[0005] 目前的飞机在飞行途中缺乏一种对驾驶长期有效的辅助监控措施，正是由于飞行 途中缺乏一种长期有效的辅助监控措施，使得飞行员无意或恶意操纵导致的飞行事故时有 发生。
发明内容
[0006] 针对上述问题，本发明提供一种飞行控制系统中的辅助监控装置，通过飞机飞行 状态信息和系统主动感知信息的有效融合设计，实时对飞行进行监控，实现为机组人员提 供驾驶的有效监控和告警，避免因人为操作照成的飞行事故的发生。
[0007] 本发明是通过以下技术方案实现的： 本发明的有益技术效果:本发明提供一种飞行控制系统中的辅助监控装置，通过飞机 飞行状态信息和系统主动感知信息的有效融合设计，实时对飞行进行监控，实现为机组人 员提供驾驶的有效监控和告警，避免因人为操作照成的飞行事故的发生。本发明对飞行员 非理性或非理智情况下所做的非正常操纵进行及时告警，并及时上报航空公司调度，使航 空公司及时掌握飞机状态，提升航空公司运营安全性。
附图说明
[0008]图1.本发明实施例一种飞行控制系统中的辅助监控装置的系统组成； 图2•本发明实施例一种飞行控制系统中的辅助监控装置的功能原理； 图3•本发明实施例一种飞行控制系统中的辅助监控装置的工作流程。
具体实施方式
[0009]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0010]相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修 改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细 节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的 描述也可以完全理解本发明。
[0011]实施例1 一种飞行控制系统中的辅助监控装置的功能原理如图2所示，工作流程如图3所示。核 心处理模块(计算机)中主要有数据库单元、处理单元、记录单元、发送单元和报警单元等关 键组成部分。数据库单元中存储了大量的违反飞行规章的规则数据，包括:飞行航线进入禁 飞区、实际航线偏移量异常、空管指令异常响应等，以及不安全的飞行操纵数据，包括:大幅 度姿态操纵、重着陆、尾擦地等。处理单元中的工作模式分为两种:基于图像语音模式和基 于航电网络模式。
[0012]在基于图像语音模式下，通过人机交互触摸面板接收到的授权人员操作信息和空 管指令信息、以及通过组合相机采集到的驾驶舱仪器仪表等信息，经过数据通信链路传输 到核心处理计算机的处理单元中，并在记录单元中进行记录。处理单元将上述信息进行分 析，分析过程包括图像处理、物体或字符识别、语义分析、语音识别等，形成具体的逻辑语 言。将融合后的信息与数据库单元中信息进行匹配，一旦存在吻合信息，将其分离提取，记 录到记录单元中的同时，传输到发送单元，通过但不限于无线电的形式将信息传输给地面 空管。与此同时，匹配信息在报警单元中生成相应的指令，通过数据通信链路传回给人机交 互触摸面板，进行声光报警的操作。
[0013] 在基于航电网络模式下，数据通信链路通过AFDX总线从航电网络中获取实时飞行 数据和飞机飞行告警中的实时告警数据，再经过数据通信链路传输到核心处理计算机的处 理单元中，随后的步骤与基于图像语音模式相同。
[0014]人机交互触摸面板允许且只允许授权人员的操作，未授权人员只能够阅读面板上 的相关信息，没有操作的权利，避免无意或恶意的操作和关闭，保证该装置能够在飞行任务 全程中保持长期的辅助监控效果。
[0015]以某型飞机某航线为例，在飞行任务前，地面的授权人员对该辅助监控装置进行 设置后，退出编辑模式，人机交互触摸面板仅可读。在飞行任务中，监控飞行员出现恶意操 作，驾驶飞机偏离航线，驶入禁飞区，或进行大幅度姿态操纵的驾驶行为。
[0016] 1)在基于图像语音模式下，组合相机通过驾驶舱仪器伩表采集到的航路和姿态信 息经过数据通彳目链路传输到核心处理计算机的处理单元中，并在记录单元中进行记录。处 理单元将上述信息经过图像处理、模式识别等分析融合后，将信息与数据库单元中信息进 行匹配，发现该信息与“飞行航线进入禁飞区”、“实际航线偏移量异常”和“大幅度姿态操 纵”吻合，将其分离提取，记录到记录单元中的同时，传输到发送单元，通过无线电的形式将 信息传输给地面空管。与此同时，匹配信息在报警单元中生成指令，通过数据通信链路传回 给人机交互触摸面板，发出红光警报，并发出“请离开禁飞区，请按照航路点飞行，，、“请减小 姿态角变化量”等声音告警。
[0017] 2)在基于航电网络模式下，数据通信链路通过AFDX总线从航电网络中获取实航路 和姿态信息，并传输到核心处理计算机的处理单元中，随后的步骤与基于图像语音模式相 同。
[0018]本申请“一种飞行控制系统中的辅助监控装置”与同日递交的申请“一种飞行驾驶 系统”和“一种飞行控制系统中的故障应对决策装置及方法，’共同构成一个完整的智能化飞 行控制系统，能够同时实现自动化驾驶、辅助监控和故障应对决策功能，使飞行更智能、更 高效、更可靠、更安全。

Claims (9)

1. 一种飞行控制系统中的辅助监控装置，其特征在于，所述辅助监控装置包括核心处 理模块;所述核心处理模块包括数据库单元、处理单元、发送单元； 所述数据库单元存储有违反飞行规章的规则数据及不安全的飞行操纵数据，所述处理 单元获得飞机实时飞行的航路和姿态信息，将所述实时飞行的航路和姿态信息与所述违反 飞行规章的规则数据及不安全的飞行操纵数据进行对比分析，一旦存在吻合，将吻合信息 传输至发送单元； 所述发送单元将所述吻合信息传输至地面空管。
2. 如权利要求1所述辅助监控装置，其特征在于，所述处理单元获得飞机实时飞行的航 路和姿态信息的方法为:数据通信链路通过AFDX总线从航电网络中获取实时飞行数据和飞 机飞行告警中的实时告警数据，再经过数据通信链路传输到所述处理单元。
3. 如权利要求1所述辅助监控装置，其特征在于，所述处理单元获得飞机实时飞行的航 路和姿态信息的方法为:所述辅助监控装置包括数据采集模块； 所述数据采集模块采集驾驶舱仪器仪表信息获得飞机航路及姿态信息，并将所述飞机 航路及姿态信息经过数据通信链路传输到所述处理单元中。
4. 如权利要求1所述辅助监控装置，其特征在于，所述比对分析具体包括图像处理、物 体或字符识别、语义分析、语音识别。
5. 如权利要求1-4任一所述辅助监控装置，其特征在于，所述核心处理模块包括记录单 元，所述记录单元记录所述处理单元获得的飞机实时飞行的航路和姿态信息及所述吻合信 肩、。
6. 如权利要求1-4任一所述辅助监控装置，其特征在于，所述核心处理模块包括报警单 元，一旦存在吻合，所述报警单元发出报警指令。
7. 如权利要求6所述辅助监控装置，其特征在于，所述辅助监控装置包括人机交互模 块，所述人机交互模块接收所述报警指令发出报警信息。
8. 如权利要求1-4任一所述辅助监控装置，其特征在于，所述违反飞行规章的规则数据 包括:飞行航线进入禁飞区、实际航线偏移量异常、空管指令异常响应;所述不安全的飞行 操纵数据包括:大幅度姿态操纵、重着陆、尾擦地。
9. 如权利要求1-4任一所述辅助监控装置，其特征在于，所述数据采集模块由组合相机 构成，所述组合相机实时采集驾驶舱仪器仪表信息。
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