CN111538348B - 商用飞机远程驾驶系统及空地协同驾驶决策系统 - Google Patents

Abstract

一种商用飞机远程驾驶系统及空地协同驾驶决策系统，包括：商用无人驾驶飞机、用于远程驾驶的地面站以及设置于地面站和商用无人驾驶飞机之间的指挥和控制链路，本发明将传统显示在驾驶舱仪表系统中的数据通过指挥和控制(C2)链路向下传输到地面站，省去驾驶舱的配置需求，大大减轻飞机重量；由商用远程驾驶飞机上的机载自动系统辅助远程驾驶机组驾驶飞机，从而确保飞行安全并缩短飞行操作时间；通过机载自主飞行系统在空管授权的交通区域自主飞行，以减轻远程驾驶机组的工作负荷，提高空域利用率和飞行安全性。

Description

商用飞机远程驾驶系统及空地协同驾驶决策系统

技术领域

本发明涉及的是一种飞行器远程控制领域的技术，具体是一种商用飞机远程驾驶系统及空地协同驾驶决策系统。

背景技术

随着飞行环境、空域交通、飞行性能越来越复杂，飞行目标的认知、飞行环境的感知，飞行状态识别、飞行航路的组织和飞行过程管理对驾驶舱乘员的操作协同过程提出了非常高的要求。由于机上飞行员的飞行知识能力、感知能力、认知能力和响应能力有限，且协同过程中存在认知缺陷、思维偏离和操作不一致性，对飞行安全有影响。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种商用飞机远程驾驶系统及空地协同驾驶决策系统，通过商用飞机远程驾驶(Remotely Piloted Operation，RPO)系统及空地协同驾驶决策技术。针对商用飞机飞行过程组织需求，根据飞行环境条件，依据无人驾驶目标，采用远程驾驶代替目前双人制驾驶模式，通过构建机载自动化系统、地面远程飞行员、空管三方协同驾驶决策模式，实现从起飞机场到目的机场飞行过程组织，覆盖所有飞行阶段、飞行环境、气象条件、机场要求和系统能力与状态，满足双乘员驾驶决策能力、效率和有效性需求，确保远程操控无人驾驶模式成本、可信性和安全性目标。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种商用飞机远程驾驶系统及空地协同驾驶决策系统，包括：商用无人驾驶飞机、用于远程驾驶的地面站以及设置于地面站和商用无人驾驶飞机之间的指挥和控制链路，其中：商用无人驾驶飞机对飞行环境信息进行自动处理并通过指挥控制(C2)链路将处理结果分别输出至地面站、航空公司和空管中心并接收来自地面站的飞行控制指令，完成对飞机的远程操控，商用无人驾驶飞机与航空公司通过机载通信系统相连并传输飞行计划、飞行状态、飞行环境信息；商用无人驾驶飞机与空管中心通过机载通信系统相连并传输空域交通、飞行航路、飞行阶段信息。

技术效果

本发明整体解决了现有技术无法在确保驾驶飞行能力和安全性的条件下，远程飞行员驾驶的技术问题；本发明将传统显示在驾驶舱仪表系统中的数据通过指挥和控制(C2)链路向下传输到地面站，省去驾驶舱的配置需求，大大减轻飞机重量；由商用远程驾驶飞机上的机载自动系统辅助远程驾驶机组驾驶飞机，从而确保飞行安全并缩短飞行操作时间；通过机载自主飞行系统在空管授权的交通区域自主飞行，以减轻远程驾驶机组的工作负荷，提高空域利用率和飞行安全性。

附图说明

图1为本发明商用飞机远程驾驶系统总体架构图；

图2为本发明机载监视系统架构图；

图3为本发明机载飞行管理系统架构图；

图4为本发明机载通信系统架构图；

图5为本发明商用飞机远程驾驶系统的通信系统架构图；

图6为本发明商用飞机无人驾驶模式的组织架构图；

图7为本发明商用飞机无人驾驶模式的空地协同系统架构图；

图8为本发明商用飞机无人驾驶模式的空地协同决策架构图。

具体实施方式

如图1所示，为本实施例涉及的商用飞机远程驾驶系统及空地协同驾驶决策系统，包括：商用无人驾驶飞机、用于远程驾驶的地面站以及设置于地面站和商用无人驾驶飞机之间、为远程飞行单位通过地面站操控CRPA提供通信通道的指挥和控制链路，其中：商用无人驾驶飞机对飞行环境信息进行自动处理并通过指挥控制(C2)链路将处理结果分别输出至地面站、航空公司和空管中心并接收来自地面站的飞行控制指令，完成对飞机的远程操控，商用无人驾驶飞机与航空公司通过机载通信系统相连并传输飞行计划、飞行状态、飞行环境信息；商用无人驾驶飞机与空管中心通过机载通信系统相连并传输空域交通、飞行航路、飞行阶段信息。

所述的商用无人驾驶飞机中设有机载监视系统、机载飞行管理单元和机载通信系统，其中：机载监视系统与机载飞行管理系统相连，通过合作或非合作传感器输出飞行环境信息，或直接通过机载监视系统输出飞机飞行性能信息至机载飞行管理系统的飞行监视间隔保障处理(ASSAP)模块进行监视数据处理和间隔保障处理，同时通过与下一代飞管系统(NG-FMS)交互完成基于监视的引导，减少地面操作员工作负担，确保飞行安全；机载飞行管理单元与机载通信系统相连，进行航路优化及航迹组织，并通过控制链路，即C2链路输出至地面站，机载飞行管理单元进一步与飞行控制网关相连并传输飞行控制信息，飞行控制网关分别向商用无人驾驶飞机上的自动驾驶仪和飞行控制系统传输飞行控制信息。机载通信系统与机载飞行管理和机载监视系统相连，将从航空公司和空管接收到的交通/气象信息输出至机载监视系统。

如图2所示，所述的机载监视系统包括合作-非合作传感器、交通/气象信息实时更新模块，其中：合作-非合作传感器与交通/气象信息实时更新模块相连并传输采集到的飞行环境信息，交通/气象信息实时更新模块对接收到的飞行环境信息进行交通预测、地形预测、气象预测、空管员信息处理和地面站信息处理，并与机载通信系统相连，将数据通过机载通信系统与地面操作员保持同步，支持地面操作员对飞行态势的全方位感知以及协同决策。

如图3所示，所述的机载飞行管理单元通过合作或非合作传感器获得飞行环境信息，或可直接通过飞行环境监视模块获得飞机飞行性能信息，并支持通过通信链路从空管中心、航空公司获得实时交通及气象信息，支持通过指挥控制(C2)链路与地面操作员共同进行4DT的航路计划、优化、协商及验证，同时通过机载自动飞行系统和机载自主飞行系统完成对飞机的驾驶控制。

所述的机载飞行管理单元针对飞行阶段和飞行过程组织，根据机载航空电子系统专业能力和功能，针对基础设施能力，组建地面操作员、航空公司、空管系统协同模式，建立面向飞行计划的飞行许可运行组织，确定当前飞行状态和运行引导需求，构建飞行航路优化和飞行航迹组织，满足航空交通环境和航路气象的约束，支持空域密度能力和的飞行流量目标需求，完成面向飞行计划需求、飞行空域能力和飞行环境条件的综合优化目标。

如图4所示，所述的机载通信系统包括：指挥控制(C2)链路、机外视距内通信、机外超视距通信和机内通信，其中：指挥控制(C2)链路直接或通过卫星中继与远程飞行员和地面站人机接口相连接，完成远程驾驶机组和地面站对CRPA指挥控制和通信；机外视距内通信与地面站人机接口、空中交通指挥操作员人机接口和航空公司运营中心操作员人机接口相连，完成CRPA与地面站、空管和航空公司之间的通信；机外超视距通信与地面站人机接口、空中交通指挥操作员人机接口和航空公司运营中心操作员人机接口通过卫星中继相连，完成CRPA与地面站、空管和航空公司之间的通信。

如图5所示，所述的视距内通信(Radio Line-Of-Sight，RLOS)指发射机和接收机共同在无线电链路覆盖范围之内并能够直接通信，或者通过地面有线网络通信时，发射机在CRPA的无线电视距之内且在相应时间范围内完成传输；

所述的超视距通信(Beyond Radio Line-Of-Sight，BRLOS)指发射机和接收机无法完成RLOS的任何配置，地面站在超视距通信下操控CRPA必须通过卫星或其他中介系统才能在相应时间范围内完成传输。

所述的地面站包括：远程驾驶机组、飞行控制单元和地面站人机接口，其中：远程驾驶机组与飞行控制单元相连并传输飞行控制指令；飞行控制单元通过指挥控制(C2)链路与商用无人驾驶飞机相连，完成对飞机的控制；地面站人机接口与远程驾驶机组相连，用于向远程驾驶机组提供决策辅助，并通过指挥控制(C2)链路与商用无人驾驶飞机相连，辅助操控飞机。

所述的远程驾驶机组由三人组成，其中一名远程飞行单位，负责远程驾驶飞机以及飞机飞行的安全性，对飞机具有唯一掌控权；一名远程“副驾驶”，由航空公司签派单位兼职担当；一名备份远程飞行单位，当原飞机远程飞行单位发生失能或离岗时，负责掌控飞机。

所述的远程飞行单位是指在航空公司远程驾驶地面站通过远程驾驶设备驾驶飞机的人。为了减少航空公司运营成本，并在先进的机载自动系统和机载自主系统支持下，地面站远程飞行单位由一人组成。远程飞行单位负责在CRPA系统运营人分配的各飞行航段的远程驾驶飞机和地面站的运行和安全。

所述的远程“副驾驶”由航空公司签派单位兼职担当，在飞机标称飞行情况下，该签派单位可以从事其正常签派工作，同时服务于多架飞机；当处于非标称飞行且需要与空管协同时，该签派将充当飞机的“副驾驶”职责，一对一协助远程飞行单位完成飞行任务，其负责签派的其他飞机将移交给其他签派单位负责。

所述的备份远程飞行单位是在远程飞行单位失能或离岗而导致无法完成飞行任务时，接管飞机控制权的备份飞行员，因远程飞行单位出现失能、离岗或者恶意驾驶而导致的控制权被替换的情况概率较低、替换时间较少，备份远程飞行单位可以服务于多架CRPA飞机。

本实施例涉及上述决策系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤1、构建商用飞机无人驾驶模式，即面向双乘员驾驶飞行能力和安全性级需求建立，如图6所示的机载自动系统+机载自主系统+地面操作单位协同模式。

所述的机载自动系统依据飞机标准飞行程序，使用机载自动化系统设备可以完成标称飞行过程，整个过程不需要进行人工参与决策，按照自动化程序执行，当遇到非标称飞行状态，将切换到地面人工驾驶模式。

所述的机载自主系统是在空管授权的空域交通下，基于机载智能化感知技术，监视空域其它飞机运行状态，构建当前飞行环境感知和空域飞行状态预测，自主协同运行管理，组织空域能力、空域流量、飞行性能的优化过程，实现空域复杂环境自主飞行的管理系统。

所述的地面操作单位是基于控制链路，即C2链路支持，在地面获取到实时机载数据并通过地面操控台完成对飞机的远程驾驶，同时在地面自动系统支持下与空管和航空公司完成协同。为了满足目前双飞行员驾驶模式中所规定的一个飞行员驾驶飞机、一个飞行员监视飞行的要求，在无人驾驶模式下航空公司地面操作员正常情况由两人组成：一名远程飞行单位，负责飞机的远程驾驶；一名签派单位，在远程飞行单位驾驶飞机时，负责监视飞行。

步骤2、构建商用飞机无人驾驶模式的空地协同系统架构，如图7所示，此时空中飞机、地面飞行控制台、空管中心以及航空公司构成商用飞机无人驾驶模式下空地协同系统，彼此之间通过数据链路实时通信并同步数据，其中地面远程飞行单位通过操控台实现远程飞行计划与再计划、任务规划、组织和管理，有效地提升飞行运行和处理能力，实现地面飞行组织与管理。机载自动系统用于飞行环境信息采集、飞行状态组织和飞行操作执行，以及飞行信息感知、飞行状态组织和飞行系统管理，从而降低机载设备对飞行员操控的能力需求，完成标称飞行。机载自主系统用于在空管授权的空域交通环境下自主完成飞行，包括实时航迹优化、遇到突发情况的实时航路调整(在授权空域内)，无需向空管进行提前申请，只需将更改后的航路信息发送给空管即可。空地数据链提供高速数据传输，可以提升空地协同能力，从而支持飞行环境感知和飞行任务决策能力。

步骤3、构建商用飞机无人驾驶模式的空地协同决策架构，如图8所示，无人驾驶模式针对复杂的飞行条件(标称和非标称)，依据变化的地面远程飞行单位能力(正常、非正常和恶意驾驶)，构建标称飞行与地面远程飞行单位正常能力条件、非标称飞行与地面远程飞行单位正常能力条件、标称飞行与地面远程飞行单位非正常条件、非标称飞行与地面远程飞行单位非正常条件、标称飞行与地面远程飞行单位恶意驾驶条件、非标称飞行与地面远程飞行单位恶意驾驶条件六种模式，通过机载自动系统、机载自主系统和航空公司地面远程飞行单位飞行驾驶协同模式，实现从起飞机场到目的机场飞行过程组织，覆盖所有飞行阶段、飞行环境、气象条件、机场要求和系统能力与状态，满足目前双飞行员驾驶决策能力、效率和有效性需求，实现商用飞机无人驾驶模式成本、可信性和安全性目标。

步骤4、构建商用飞机无人驾驶模式下六种场景模式的组织方式，具体包括：针对飞行员驾驶规范以及身体状态，商用飞机无人驾驶模式区分在以下六种场景模式中的组织方式：飞行员标称驾驶和正常飞行能力场景、飞行员非标称驾驶和正常飞行能力场景、飞行员标称驾驶和非正常飞行能力场景、飞行员非标称驾驶和非正常飞行能力场景、飞行员标称驾驶和恶意危险驾驶场景以及飞行员非标称驾驶和恶意危险驾驶场景，其具体判断包括：

i)当远程飞行单位处于正常驾驶状态(身体健康且操作规范)，并且飞机处于标称飞行过程时，即飞行员标称驾驶和正常飞行能力场景中，机载自动/自主系统执行控制程序操控飞机完成飞行任务，远程飞行单位监视飞行过程并对飞机具有掌控权，对飞机安全性负责。在机载自动/自主系统协助下的标称飞行不需要远程飞行单位操控飞机，远程飞行单位可以在机载监视系统的辅助下监视飞行。因此，航空公司签派单位可以不必一对一协助远程飞行单位监控飞机，可以同时负责多架飞机的签派任务，以便为航空公司节省地勤人员开支。

ii)当远程飞行单位处于正常驾驶状态(身体健康且操作规范)，但由于特殊原因(例如，飞行计划更改、单发失效、液压故障、严酷天气)飞机处于非标称飞行状态时，即飞行员非标称驾驶和正常飞行能力场景中，远程飞行单位必须驾驶飞机并对飞机具有掌控权，对飞机安全性负责，但需要航空公司签派单位提供协助完成安全飞行。此时，签派单位必须对飞机提供一对一协助服务，之前其负责签派的其他飞机将移交给航空公司其他签派单位处理。此时的签派单位角色为被协助飞机的“远程副驾驶”，与航空公司、空管协同交互，协助远程飞行单位完成非标称飞行过程。

iii)当远程飞行单位处于失能状态(身体不适、非主观的错误操作或者离岗)，并且飞机处于标称飞行过程时，即飞行员标称驾驶和非正常飞行能力场景中，机载自动/自主系统执行控制程序操控飞机完成飞行任务，备份远程飞行单位监视飞行过程并对飞机具有掌控权，对飞机安全性负责。此时，备份远程飞行单位对飞机飞行基本信息需要了解，因此航空公司签派单位必须对飞机提供一对一协助服务。

iv)当远程飞行单位处于失能状态，同时飞机处于非标称飞行过程时，即飞行员非标称驾驶和非正常飞行能力场景中，备份远程飞行单位必须驾驶飞机并对飞机具有掌控权，对飞机安全性负责，但需要航空公司签派单位提供协助完成安全飞行。此时，签派单位必须对飞机提供一对一协助服务，与航空公司、空管协同交互，协助备份远程飞行单位完成非标称飞行过程。

v)当远程飞行单位处于异常驾驶状态(主观意识的恶意危险驾驶)，并且飞机处于标称飞行过程时，即飞行员标称驾驶和恶意危险驾驶场景中，地面监控系统警告远程飞行单位操控异常，如继续，切断远程飞行单位控制权并移交给备份远程飞行单位。此时，机载自动/自主系统执行控制程序操控飞机完成飞行任务，备份远程飞行单位监视飞行过程并对飞机具有掌控权，对飞机安全性负责。同时，航空公司签派单位对飞机提供一对一协助服务。

vi)当远程飞行单位处于异常驾驶状态(主观意识的恶意危险驾驶)，并且飞机处于非标称飞行过程时，即飞行员非标称驾驶和恶意危险驾驶场景中，地面监控系统警告远程飞行单位操控异常，如继续，切断远程飞行单位控制权并移交给备份远程飞行单位。备份远程飞行单位驾驶飞机并对飞机具有掌控权，对飞机安全性负责，但需要航空公司签派单位提供协助完成安全飞行。签派单位对飞机提供一对一协助服务，与航空公司、空管协同交互，协助备份远程飞行单位完成非标称飞行过程。

所述的场景模式均建立在空地数据链通讯正常的前提下，当空地链路通讯不畅时，地面远程飞行单位无法正常掌控飞机，不对飞机飞行安全负责。此时，飞机自动系统将对飞机具有掌控权，在控制程序的引导下将自动启动紧急着陆规划(Emergency LandingPlanner)程序，自动在导航数据库里面查找距离最近的机场，并使用ADS-B设备向外自动发送紧急代码，使得下降航路中的其他飞机紧急避让，按照自动程序设置完成紧急着陆。

本实施例涉及上述系统的空地协同驾驶决策技术，根据飞机的飞行环境条件和飞行员本身的能力状态，构建驾驶场景，通过构建机载自动化系统、地面操作单位、空管三方空地协同驾驶决策模式，实现从起飞机场到目的机场飞行过程组织，覆盖所有飞行阶段、飞行环境、气象条件、机场要求和系统能力与状态。

本发明提出的商用飞机远程驾驶系统，与现行的双乘员驾驶模式不同，通过部署地面操作员系统和机载自动和自主系统，通过指挥和控制链路将原属于机上飞行员的工作分散或转移至机载自动自主系统与地面操作员，覆盖现行的双乘员驾驶模式的基本操作。

综合以上改进，商用飞机远程驾驶系统能够实现地面操作员远程驾驶代替机上飞行员，降低了飞行员成本，提升运营经济性。用远程地面站取代飞机驾驶舱，节约飞机设计空间并减轻飞机重量。并且在机载自动系统和机载自主系统的辅助下，提高了飞行性能，消除了商用飞机多乘员驾驶的决策冲突，提高空地协同驾驶决策的效率及有效性。

与现有技术相比，本发明省去驾驶舱的配置需求，大大减轻飞机重量；机载自动系统辅助远程驾驶机组驾驶飞机，缩短飞行操作时间；机载自主飞行系统在空管授权的交通区域自主飞行，以减轻远程驾驶机组的工作负荷，提高空域利用率和飞行安全性。

上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (1)

1.一种商用飞机远程驾驶系统及空地协同驾驶决策系统，其特征在于，包括：商用无人驾驶飞机、用于远程驾驶的地面站以及设置于地面站和商用无人驾驶飞机之间、为远程飞行单位通过地面站操控CRPA提供通信通道的指挥和控制链路，其中：商用无人驾驶飞机对飞行环境信息进行自动处理并通过指挥控制(C2)链路将处理结果分别输出至地面站、航空公司和空管中心并接收来自地面站的飞行控制指令，完成对飞机的远程操控，商用无人驾驶飞机与航空公司通过机载通信系统相连并传输飞行计划、飞行状态、飞行环境信息；商用无人驾驶飞机与空管中心通过机载通信系统相连并传输空域交通、飞行航路、飞行阶段信息；

所述的商用无人驾驶飞机中设有机载监视系统、机载飞行管理单元和机载通信系统，其中：机载监视系统与机载飞行管理系统相连，通过合作或非合作传感器输出飞行环境信息，或直接通过机载监视系统输出飞机飞行性能信息至机载飞行管理系统的飞行监视间隔保障处理(ASSAP)模块进行监视数据处理和间隔保障处理，同时通过与下一代飞管系统(NG-FMS)交互完成基于监视的引导，减少地面操作员工作负担，确保飞行安全；机载飞行管理单元与机载通信系统相连，进行航路优化及航迹组织，并通过控制链路，即C2链路输出至地面站，机载飞行管理单元进一步与飞行控制网关相连并传输飞行控制信息，飞行控制网关分别向商用无人驾驶飞机上的自动驾驶仪和飞行控制系统传输飞行控制信息；机载通信系统与机载飞行管理和机载监视系统相连，将从航空公司和空管接收到的交通/气象信息输出至机载监视系统；

所述的机载监视系统包括合作-非合作传感器、交通/气象信息实时更新模块，其中：合作-非合作传感器与交通/气象信息实时更新模块相连并传输采集到的飞行环境信息，交通/气象信息实时更新模块对接收到的飞行环境信息进行交通预测、地形预测、气象预测、空管员信息处理和地面站信息处理，并与机载通信系统相连，将数据通过机载通信系统与地面操作员保持同步，支持地面操作员对飞行态势的全方位感知以及协同决策；

所述的机载飞行管理单元通过合作或非合作传感器获得飞行环境信息，或可直接通过飞行环境监视模块获得飞机飞行性能信息，并支持通过通信链路从空管中心、航空公司获得实时交通及气象信息，支持通过指挥控制(C2)链路与地面操作员共同进行4DT的航路计划、优化、协商及验证，同时通过机载自动飞行系统和机载自主飞行系统完成对飞机的驾驶控制；

所述的机载飞行管理单元针对飞行阶段和飞行过程组织，根据机载航空电子系统专业能力和功能，针对基础设施能力，组建地面操作员、航空公司、空管系统协同模式，建立面向飞行计划的飞行许可运行组织，确定当前飞行状态和运行引导需求，构建飞行航路优化和飞行航迹组织，满足航空交通环境和航路气象的约束，支持空域密度能力和的飞行流量目标需求，完成面向飞行计划需求、飞行空域能力和飞行环境条件的综合优化目标；

所述的机载通信系统包括：指挥控制(C2)链路、机外视距内通信、机外超视距通信和机内通信，其中：指挥控制(C2)链路直接或通过卫星中继与远程飞行员和地面站人机接口相连接，完成远程驾驶机组和地面站对CRPA指挥控制和通信；机外视距内通信与地面站人机接口、空中交通指挥操作员人机接口和航空公司运营中心操作员人机接口相连，完成CRPA与地面站、空管和航空公司之间的通信；机外超视距通信与地面站人机接口、空中交通指挥操作员人机接口和航空公司运营中心操作员人机接口通过卫星中继相连，完成CRPA与地面站、空管和航空公司之间的通信；

所述的视距内通信(Radio Line-Of-Sight，RLOS)指发射机和接收机共同在无线电链路覆盖范围之内并能够直接通信，或者通过地面有线网络通信时，发射机在CRPA的无线电视距之内且在相应时间范围内完成传输；

所述的超视距通信(Beyond Radio Line-Of-Sight，BRLOS)指发射机和接收机无法完成RLOS的任何配置，地面站在超视距通信下操控CRPA必须通过卫星或其他中介系统才能在相应时间范围内完成传输；

所述的地面站包括：远程驾驶机组、飞行控制单元和地面站人机接口，其中：远程驾驶机组与飞行控制单元相连并传输飞行控制指令；飞行控制单元通过指挥控制(C2)链路与商用无人驾驶飞机相连，完成对飞机的控制；地面站人机接口与远程驾驶机组相连，用于向远程驾驶机组提供决策辅助，并通过指挥控制(C2)链路与商用无人驾驶飞机相连，辅助操控飞机；

所述的远程驾驶机组由三人组成，其中一名远程飞行单位，负责远程驾驶飞机以及飞机飞行的安全性，对飞机具有唯一掌控权；一名远程副驾驶，由航空公司签派单位兼职担当；一名备份远程飞行单位，当原飞机远程飞行单位发生失能或离岗时，负责掌控飞机；

所述的远程飞行单位是指在航空公司远程驾驶地面站通过远程驾驶设备驾驶飞机的人；为了减少航空公司运营成本，并在先进的机载自动系统和机载自主系统支持下，地面站远程飞行单位由一人组成；远程飞行单位负责在CRPA系统运营人分配的各飞行航段的远程驾驶飞机和地面站的运行和安全；

所述的远程副驾驶由航空公司签派单位兼职担当，在飞机标称飞行情况下，该签派单位能够从事其正常签派工作，同时服务于多架飞机；当处于非标称飞行且需要与空管协同时，该签派将充当飞机的副驾驶职责，一对一协助远程飞行单位完成飞行任务，其负责签派的其他飞机将移交给其他签派单位负责；

所述的备份远程飞行单位是在远程飞行单位失能或离岗而导致无法完成飞行任务时，接管飞机控制权的备份飞行员，因远程飞行单位出现失能、离岗或者恶意驾驶而导致的控制权被替换的情况概率较低、替换时间较少，备份远程飞行单位能够服务于多架CRPA飞机；

所述的协同驾驶决策，具体包括：

步骤1、构建商用飞机无人驾驶模式，即面向双乘员驾驶飞行能力和安全性级需求建立，机载自动系统+机载自主系统+地面操作单位协同模式；

所述的机载自动系统依据飞机标准飞行程序，使用机载自动化系统设备能够完成标称飞行过程，整个过程不需要进行人工参与决策，按照自动化程序执行，当遇到非标称飞行状态，将切换到地面人工驾驶模式；

所述的机载自主系统是在空管授权的空域交通下，基于机载智能化感知技术，监视空域其它飞机运行状态，构建当前飞行环境感知和空域飞行状态预测，自主协同运行管理，组织空域能力、空域流量、飞行性能的优化过程，实现空域复杂环境自主飞行的管理系统；

所述的地面操作单位是基于控制链路，即C2链路支持，在地面获取到实时机载数据并通过地面操控台完成对飞机的远程驾驶，同时在地面自动系统支持下与空管和航空公司完成协同；为了满足目前双飞行员驾驶模式中所规定的一个飞行员驾驶飞机、一个飞行员监视飞行的要求，在无人驾驶模式下航空公司地面操作员正常情况由两人组成：一名远程飞行单位，负责飞机的远程驾驶；一名签派单位，在远程飞行单位驾驶飞机时，负责监视飞行；

步骤2、构建商用飞机无人驾驶模式的空地协同系统架构，此时空中飞机、地面飞行控制台、空管中心以及航空公司构成商用飞机无人驾驶模式下空地协同系统，彼此之间通过数据链路实时通信并同步数据，其中地面远程飞行单位通过操控台实现远程飞行计划与再计划、任务规划、组织和管理，有效地提升飞行运行和处理能力，实现地面飞行组织与管理；机载自动系统用于飞行环境信息采集、飞行状态组织和飞行操作执行，以及飞行信息感知、飞行状态组织和飞行系统管理，从而降低机载设备对飞行员操控的能力需求，完成标称飞行；机载自主系统用于在空管授权的空域交通环境下自主完成飞行，包括实时航迹优化、遇到突发情况的实时航路调整(在授权空域内)，无需向空管进行提前申请，只需将更改后的航路信息发送给空管即可；空地数据链提供高速数据传输，能够提升空地协同能力，从而支持飞行环境感知和飞行任务决策能力；

步骤3、构建商用飞机无人驾驶模式的空地协同决策架构，无人驾驶模式针对复杂的飞行条件(标称和非标称)，依据变化的地面远程飞行单位能力(正常、非正常和恶意驾驶)，构建标称飞行与地面远程飞行单位正常能力条件、非标称飞行与地面远程飞行单位正常能力条件、标称飞行与地面远程飞行单位非正常条件、非标称飞行与地面远程飞行单位非正常条件、标称飞行与地面远程飞行单位恶意驾驶条件、非标称飞行与地面远程飞行单位恶意驾驶条件六种模式，通过机载自动系统、机载自主系统和航空公司地面远程飞行单位飞行驾驶协同模式，实现从起飞机场到目的机场飞行过程组织，覆盖所有飞行阶段、飞行环境、气象条件、机场要求和系统能力与状态，满足目前双飞行员驾驶决策能力、效率和有效性需求，实现商用飞机无人驾驶模式成本、可信性和安全性目标；

步骤4、构建商用飞机无人驾驶模式下六种场景模式的组织方式，具体包括：针对飞行员驾驶规范以及身体状态，商用飞机无人驾驶模式区分在以下六种场景模式中的组织方式：飞行员标称驾驶和正常飞行能力场景、飞行员非标称驾驶和正常飞行能力场景、飞行员标称驾驶和非正常飞行能力场景、飞行员非标称驾驶和非正常飞行能力场景、飞行员标称驾驶和恶意危险驾驶场景以及飞行员非标称驾驶和恶意危险驾驶场景，其具体判断包括：

i)当远程飞行单位处于正常驾驶状态(身体健康且操作规范)，并且飞机处于标称飞行过程时，即飞行员标称驾驶和正常飞行能力场景中，机载自动/自主系统执行控制程序操控飞机完成飞行任务，远程飞行单位监视飞行过程并对飞机具有掌控权，对飞机安全性负责；在机载自动/自主系统协助下的标称飞行不需要远程飞行单位操控飞机，远程飞行单位能够在机载监视系统的辅助下监视飞行；因此，航空公司签派单位能够不必一对一协助远程飞行单位监控飞机，能够同时负责多架飞机的签派任务，以便为航空公司节省地勤人员开支；

ii)当远程飞行单位处于正常驾驶状态(身体健康且操作规范)，但由于特殊原因(例如，飞行计划更改、单发失效、液压故障、严酷天气)飞机处于非标称飞行状态时，即飞行员非标称驾驶和正常飞行能力场景中，远程飞行单位必须驾驶飞机并对飞机具有掌控权，对飞机安全性负责，但需要航空公司签派单位提供协助完成安全飞行；此时，签派单位必须对飞机提供一对一协助服务，之前其负责签派的其他飞机将移交给航空公司其他签派单位处理；此时的签派单位角色为被协助飞机的远程副驾驶，与航空公司、空管协同交互，协助远程飞行单位完成非标称飞行过程；

iii)当远程飞行单位处于失能状态(身体不适、非主观的错误操作或者离岗)，并且飞机处于标称飞行过程时，即飞行员标称驾驶和非正常飞行能力场景中，机载自动/自主系统执行控制程序操控飞机完成飞行任务，备份远程飞行单位监视飞行过程并对飞机具有掌控权，对飞机安全性负责；此时，备份远程飞行单位对飞机飞行基本信息需要了解，因此航空公司签派单位必须对飞机提供一对一协助服务；

iv)当远程飞行单位处于失能状态，同时飞机处于非标称飞行过程时，即飞行员非标称驾驶和非正常飞行能力场景中，备份远程飞行单位必须驾驶飞机并对飞机具有掌控权，对飞机安全性负责，但需要航空公司签派单位提供协助完成安全飞行；此时，签派单位必须对飞机提供一对一协助服务，与航空公司、空管协同交互，协助备份远程飞行单位完成非标称飞行过程；

v)当远程飞行单位处于异常驾驶状态(主观意识的恶意危险驾驶)，并且飞机处于标称飞行过程时，即飞行员标称驾驶和恶意危险驾驶场景中，地面监控系统警告远程飞行单位操控异常，如继续，切断远程飞行单位控制权并移交给备份远程飞行单位；此时，机载自动/自主系统执行控制程序操控飞机完成飞行任务，备份远程飞行单位监视飞行过程并对飞机具有掌控权，对飞机安全性负责；同时，航空公司签派单位对飞机提供一对一协助服务；

vi)当远程飞行单位处于异常驾驶状态(主观意识的恶意危险驾驶)，并且飞机处于非标称飞行过程时，即飞行员非标称驾驶和恶意危险驾驶场景中，地面监控系统警告远程飞行单位操控异常，如继续，切断远程飞行单位控制权并移交给备份远程飞行单位；备份远程飞行单位驾驶飞机并对飞机具有掌控权，对飞机安全性负责，但需要航空公司签派单位提供协助完成安全飞行；签派单位对飞机提供一对一协助服务，与航空公司、空管协同交互，协助备份远程飞行单位完成非标称飞行过程；

所述的场景模式均建立在空地数据链通讯正常的前提下，当空地链路通讯不畅时，地面远程飞行单位无法正常掌控飞机，不对飞机飞行安全负责；此时，飞机自动系统将对飞机具有掌控权，在控制程序的引导下将自动启动紧急着陆规划(Emergency LandingPlanner)程序，自动在导航数据库里面查找距离最近的机场，并使用ADS-B设备向外自动发送紧急代码，使得下降航路中的其他飞机紧急避让，按照自动程序设置完成紧急着陆；

所述的协同驾驶决策，根据飞机的飞行环境条件和飞行员本身的能力状态，构建驾驶场景，通过构建机载自动化系统、地面操作单位、空管三方空地协同驾驶决策模式，实现从起飞机场到目的机场飞行过程组织，覆盖所有飞行阶段、飞行环境、气象条件、机场要求和系统能力与状态。

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