CN113260570A - 用于核验飞行器上设备存在的方法和相关装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于核验飞行器上设备(E)的存在的方法，该方法包括以下步骤：在飞行器的飞行期间，借助于飞行器上的装置(2)实施(102)无线电通信测试，以确定飞行中的设备清单，该飞行中的设备清单包括任一如下设备：该设备与无线电通信装置(2)之间的无线电链路的质量高于第一预定质量阈值；在飞行后，借助于装置(2)实施(104)无线电通信测试，以确定飞行后的设备清单，该飞行后的设备清单包括任一如下设备：该设备与无线电通信装置(2)之间的无线电链路的质量高于飞行后的第二预定阈值；当设备项存在于飞行中的清单中而不存在于飞行后的清单中时，生成(108)警报。

Description

用于核验飞行器上设备存在的方法和相关装置

技术领域

本发明涉及一种用于核验飞行器上设备存在的方法和适用于实施这种方法的装置。

背景技术

诸如飞机的飞行器包括许多具有各种功能的设备项，通常有副本：救生衣、灭火器等。

安全标准规定了哪些设备必须在飞机上，数量是多少。如果某些设备丢失，飞行器将不允许起飞。

常规地，技术员在飞行器飞行前检查预期设备是否确实在飞行器上。

然而，位于飞行器上的设备项可能消失(例如救生衣或灭火器等)，或设备项需要定期维护(例如灭火器必须重新装满等)。这就是为什么有人提议让技术人员或操作人员反复介入，通常在飞行器每次飞行之间介入，使得这些技术人员或操作人员核验最初放置在飞行器上的设备是否还在那儿。

然而，由技术人员或操作人员进行的这种介入是漫长且乏味的。因此，这些技术人员会出错。

发明内容

本发明的目的是以更快更可靠的方式核验飞行器上设备的存在。

因此，根据本发明的第一方面，提出了一种用于核验飞行器上设备的存在的方法，该方法包括以下步骤：

-在飞行器飞行期间，借助于飞行器上的装置实施无线电通信测试，以确定飞行中的设备清单，该飞行中的设备清单包括任何如下设备：该设备与无线电通信装置之间的无线电链路的质量高于第一预定质量阈值，

-在飞行后，借助于该装置实施无线电通信测试，以确定飞行后的设备清单，该飞行后的设备清单包括任何如下设备：该设备与无线电通信装置之间的无线电链路的质量高于飞行后的第二预定阈值，

-当设备项存在于飞行中的清单上而不存在于飞行后的清单上时，生成警报。

根据本发明的第一方面的方法的步骤由通过无线电与所识别的设备进行通信的装置来实施，因此，在没有技术人员介入的情况下确立设备清单。

此外，这种方法是建立在如下思想上的：当飞行器在地面上时，飞行器很可能靠近许多外部设备(位于其他飞行器上或地面上的设备)。因此飞行后的清单很可能识别这些外部设备。此外，只有飞行器着陆后，人才能离开飞行器，同时带走飞行器上的设备项。另一方面，飞行器在飞行时，与位于飞行器外部的连接设备相距甚远，且位于飞行器上的设备项不能离开飞行器。因此，飞行中的设备清单很有可能只识别飞行器上的设备，而不识别飞行器外部的设备。这就是为什么设备项存在于飞行中的清单上而不存在于飞行后的清单上这一事实能够揭示飞行器上的设备项在飞行器着陆后离开了飞行器。

由于这些原因，根据本发明的第一方面的方法使得能够快速且可靠地检测位于飞行器上的设备项已经消失。

根据本发明的第一方面的方法还可以包括以下可选特征，这些可选特征被单独采用或在技术上可行时被组合采用。

优选地，该方法包括以下步骤：

-清点飞行中的清单和飞行后的清单上都存在的设备的数量，并将清点的数量与设备项的预定数量进行比较，

-当所清点的数量少于设备项的预定数量时，生成警报，表明位于飞行器上的设备项的数量不足。

优选地，针对存在于飞行中的清单或飞行后的清单上的每个设备项，该装置确定该设备项的类型，其中，逐个类型地实施清点步骤和比较步骤。

优选地，设备项的类型由该设备项传输到该装置。

优选地，无线电设备系统从参考设备项接收属于该参考设备项的标识符，并且其中，该装置通过查询与设备标识符和设备类型相关联的数据库来确定参考设备项的类型。

优选地，该方法包括在飞行之前由该装置实施无线电通信测试，以确定飞行前的设备清单，该飞行前的设备清单包括任一如下设备：该设备与装置之间的无线电链路的质量高于飞行前的第三预定质量阈值，其中，当设备项存在于飞行前的清单上、存在于飞行中的清单上且不存在于飞行后的清单上时，生成警报。

优选地，装置(2)在飞行期间实施的测试期间使用第一无线电传输功率，并且在飞行之前和/或之后实施的测试期间使用高于或等于第一无线电传输功率的第二无线电传输功率，和/或第二质量阈值小于或等于第一质量阈值和/或第三质量阈值。

优选地，该方法还包括以下步骤：

-对于存在于实施无线电通信测试期间确定的清单中的参考设备项，计算自先前实施无线电通信测试以来经过的延迟，在该延迟期间，参考设备项与装置之间的无线电链路的质量高于在先前实施期间使用的预定质量阈值，

-将经过的延迟与设备项的预定保质期进行比较，

-当经过的延迟大于保质期时，生成警报，表明参考设备项已过时。

根据本发明的第二方面，还提出了一种用于核验飞行器上设备的存在的系统，用于核验设备的存在的系统包括无线电通信装置，该无线电通信装置被配置成一旦装载在飞行器上就实施以下步骤：

-在飞行器的飞行期间，实施无线电通信测试，以确定飞行中的设备清单，该飞行中的设备清单包括任一如下设备：该设备与装置之间的无线电链路的质量高于第一预定质量阈值，

-在飞行后，由装置实施无线电通信测试，以确定飞行后的设备清单，该飞行后的设备清单包括任一如下设备：该设备与装置之间的无线电链路的质量高于飞行后的第二预定阈值，

-当设备项存在于飞行中的清单上而不存在于飞行后的清单上时，生成警报。

优选地，无线电通信装置被配置为经由LPWAN类型的网络与设备进行通信。

附图说明

本发明的其它特征、目的和优点将通过以下描述被揭示，该描述仅是说明性的和非限制性的，并且必须参照附图阅读该描述，在附图中：

图1示意性地示出了一种飞行器，该飞行器包括能够核验该飞行器上设备的存在的系统。

图2是用于核验飞行器上设备的存在的方法的步骤的流程图。

在所有的附图中，相似的元件具有相同的附图标记。

具体实施方式

参照图1，飞行器1包括用于核验该飞行器1上的设备的存在的系统。在图1中，示出了飞行器上的两个设备项E，但是，当然可以有多个设备项。

该系统包括无线电通信装置2。

无线电通信装置2包括至少一个无线电天线4。

无线电天线4的作用是与位于飞行器1上并构成“被连接对象”的设备E建立通信信道。

无线电天线4优选地适用于经由低功率使用物联网网络(例如LPWAN)与这种设备E进行通信，即由天线4传输或接收的数据可具有符合低功率使用物联网网络的协议的结构，该协议例如为LPWAN、Sigfox、LoRa、EnOcean或BLE(低功耗蓝牙)。当然，无线电天线4可以经由根据这些协议中的一个建立的自组织通信信道直接或间接地与设备项进行通信，而不考虑频率。

该系统还包括数据处理单元8和存储器6。

存储器6被配置成存储数据。该存储器可以包括用于存储数据直到无线电通信装置2停机的易失性存储器6单元和用于持久地存储数据的非易失性存储器6单元。存储器6可以是无线电通信装置2的一部分。

数据处理单元8包括至少一个处理器。该至少一个处理器被配置成执行计算机程序，该计算机程序的功能是核验飞行器1上设备的存在。处理单元8可以是无线电通信装置2的一部分。

该系统还可包括航空无线电通信装置10。

航空无线电通信装置10被配置成在飞行器1飞行时与地面站S进行通信。地面站本身是已知的。

航空无线电通信装置10例如被配置成借助于飞行器的通信器件(例如卫星通信、ACARS……)与地面站S进行通信。

航空无线电通信装置10例如被配置成传输在Ku频带(从12GHz扩展到18GHz的微波频带)中的无线电信号。

无线电通信装置2经由飞行器1的本地网络连接到航空无线电通信装置10，该本地网络例如为通常为ARINC、以太网或AFDX类型的有线局域网络。

在后文中，将区分飞行器1飞行的多个阶段：

·“飞行中”阶段：在飞行器1起飞之后并且在飞行器1的随后着陆之前的阶段。

·“飞行前”阶段：这在“飞行中”阶段之前。“飞行前”阶段包括至少一个时间段，在该至少一个时间段期间，所有要被运送到飞行器1上的人(飞行人员、乘客)已经登上飞行器1，而飞行器1仍然在地面上。

·“飞行后”阶段：这在“飞行中”阶段之后。“飞行后”阶段包括至少一个时间段，在该至少一个时间段期间，至少一个被运送的人在着陆之后离开飞行器1。

参照图2，用于核验飞行器1上设备E的存在的方法包括以下步骤。

在飞行之前，无线电通信装置2在步骤100中实施无线电通信测试，以确定飞行前设备清单，该飞行前设备清单包括任一如下设备：该设备与无线电通信装置2之间的无线电链路质量高于第一预定质量阈值。设备清单被称为“飞行前的清单”，以表明该清单是在飞行之前确立的。

在这些测试100期间，在第一实施例中，无线电通信装置2通常广播用于邀请附近的任何设备E做出响应的请求。为了传输该请求，无线电通信装置2使用与法律允许最大传输功率相对应的第一传输功率(例如在用于欧洲的ISM频带中为25mW)。

当范围内的设备项接收到这种类型的请求时，该设备项通过向无线电通信装置2传输包括属于该设备项的唯一标识符的响应来响应该请求。该标识符使得能够将该设备项E与任何其他设备区分开来。

因此，无线电通信装置2接收由范围内的多个设备项传输的多个响应。该设备清单包括接收在这些响应中的所有标识符。

在第二实施例中，无线电通信装置2监听来自附近的任何设备E的消息。

来自设备项E的消息包括属于该设备项的标识符。该标识符使得能够将该设备项E与任何其他设备区分开来。

因此，无线电通信装置2接收由范围内的多个设备项传输的多个消息。该设备清单包括接收在这些响应中的所有标识符。

可选地，在实施测试100期间，无线电通信装置2可以确定已经提供了其标识符的每个设备项的类型。该类型通常提供关于该设备项的功能的信息。例如，该设备项可以是“灭火器”类型或“救生衣”类型。

例如，如下设备项可以在该设备项向无线电通信装置2进行发送的响应中传输该设备项的类型：该设备项已经将其类型存储在该设备项的内部存储器6中。在这种情况下，该响应可以包括数据头以及有效负载，该数据头包括传输的设备项的标识符，该有效负载包括传输的设备项的类型。

替代地，已接收到标识符的通信装置的处理单元8可以通过查询与设备标识符和设备类型相关联的数据库来确定所关注的设备项的类型。该数据库可以位于系统的存储器6中，因此被携带在飞行器1中，或者由地面站S远程存储，在这种情况下，数据库的查询借助于飞行器1的航空通信装置10来实施。

在所实施的测试100期间，无线电通信装置2的处理单元8仅保留以高于第一质量阈值的无线电链路质量与通信装置进行通信的设备的标识符。因此，位于离无线电通信装置2太远或在任何情况下不能以所需的质量水平与通信装置进行通信的设备项不被保留在设备飞行前的清单中。

在实践中，链路的质量可以是以dBm或消息的飞行时间表示的链路评估。本领域技术人员知道如何估计这种类型的链路质量。

例如，在形成设备的飞行前的清单时，处理单元8仅考虑只有设备具有大于-20dBm的链路评估或小于1纳秒的飞行时间。

之后，飞行器1起飞。

无线电通信装置2以及(如果适用的话)飞行器1上的设备E检测飞行器1正在飞行中。这种检测例如借助于大气压力传感器或移动传感器来实施。当由传感器测量的大气压力或移动超过预定阈值时，处理器8和/或设备E认为飞行器1正在飞行中。

无线电通信装置2还可以通过借助于到飞行器1的本地有线网络的链路恢复该信息来检测飞行器1正在飞行中。

响应于这种类型的检测(因此在飞行器1的飞行期间)，无线电通信装置2在步骤102中再次实施无线电通信测试，以确定飞行中设备清单，该飞行中设备清单包括其与该装置之间的无线电链路的质量高于第二预定质量阈值的的任何设备。

在飞行期间实施的测试102类似于在飞行之前实施的测试100。

用于测试102的第二质量阈值可以等于在测试100期间使用的第一质量阈值。优选地，第二阈值严格小于第一测试阈值。

无线电通信装置2和(如果适用的话)设备E使用第二传输功率来传输它们的无线电消息。

第二传输功率可以等于第一功率。优选地，第二传输功率严格小于第一传输功率。相对于飞行前使用的功率，功率的这种降低具有减少在飞行期间实施的通信测试对飞行器1与地面站之间的借助于航空通信装置10进行的通信的干扰以及对飞行器1的子系统造成的可能干扰的效果。

优选地，调节第二功率以满足RTCA DO-160问题G-第21节类别H标准。

可能的是，在飞行之前实施的测试期间，在飞行前的清单中识别出的设备不在飞行器1上，而是位于地面上或在接近飞行器1的另一飞行器1上。这些设备项是假阳性。飞行器1在飞行中时与这种假阳性的距离要远得多。这就是为什么飞行中的设备清单比飞行前的设备清单更能代表真正位于飞行器1上的设备的原因。

另一方面，在飞行之前的标称功率通信测试期间及时检测到的位于飞行器1上的某些设备可能在飞行期间实施的测试期间不再被检测到。这特别可能发生在第二传输功率太弱时；阈值必须特定于每一架飞机，并且通过针对给定类型飞机的传播条件进行建模来获得。

之后，飞行器1着陆。

在飞行后，无线电通信装置2在步骤104中再次实施无线电通信测试，以确定被称为“飞行后”的设备清单，该设备清单包括其与该装置之间的无线电链路的质量高于预定质量阈值的任何设备。

在飞行器1已经被打开并且位于飞行器1上的设备项可能离开飞行器1(例如因为设备项被乘客或操作人员的成员偷走)之后，实施飞行后的测试104至少一次。

在飞行后实施的测试104类似于在飞行之前实施的测试100。

特别地，在测试104期间使用的第三质量阈值可以与在飞行之前实施的测试期间使用的第一质量阈值相同。

无线电通信装置2在飞行之后的测试期间使用第三传输功率来传输请求。

第三传输功率优选地不同于在飞行期间使用的第二传输功率。第三传输功率例如等于在飞行之前使用的第一传输功率。

处理单元8对飞行中的清单和飞行后的清单进行比较(步骤106)。

当处理单元8检测到设备项存在于飞行中的清单中但不存在于飞行后的清单中时，处理单元8生成警报(步骤108)。这种类型的警报使得能够通知位于飞行器1上的设备项被偷走。

这种检测可以以多种方式进行。

处理单元8例如可以对飞行中的清单的标识符的数量和飞行后的清单中的标识符的数量进行清点。如果飞行后的清单的标识符的数量少于飞行中的清单的标识符的数量，则表示至少有一个设备项离开了飞机，并且生成警报。

替代地，处理单元8可以依赖于在飞行中的清单和飞行后的清单中识别的标识符的值。如果一标识符的值在飞行中的清单中被找到，但在飞行后的清单中没有被找到，则生成警报。在该变型的实施例中，可以在生成的警报中报告丢失的设备项的标识符。

还可以访问飞行前的清单以确定在步骤108期间是否生成警报。

例如，在如下状况下处理单元8生成警报：

·当设备项存在于飞行前的清单上，存在于飞行中的清单上，但不存在于飞行后的清单上时；

·如果一设备项在飞行器内的时间超过其保质期；

·如果一设备项的评估无故崩溃(当前正在远离飞行器)；

·如果一设备项指示故障状态(利用每个设备项的“有效负载”发送信息，例如“救生衣打开”)。

由处理单元8生成的警报通常被传输到诸如站S的地面站以通知地面上的维护团队，和/或传输到机载计算机以通知飞行器1的操作人员。

针对飞行器1的多次连续飞行重复上文详细描述的步骤100、102、104、106、108。

飞行中的清单和飞行后的清单可以出于其他目的而操作，而不是简单检测：设备项在飞行器着陆后离开飞行器1。

安全标准规定了飞行器1上的某些设备的最低数量。因此，没有足够数量的设备的飞行器将不允许飞行。

然后，处理单元8可以对飞行中的清单和飞行后的清单上都存在的设备项的数量进行清点，并将所清点的数量与设备项的预定数量进行比较。当清点的数量小于设备项的预定数量时，无线电通信装置2生成警报，表明飞行器1上的设备项的数量不足。

当系统知道飞行期间和飞行之后检测到的不同设备项的类型时，这些步骤特别有利。在这种情况下，清点步骤和比较步骤由处理单元8按照设备类型来实施。某种类型的设备缺乏或不足可能被证明是至关重要的，而其他设备的缺乏则不那么重要。例如，缺少救生衣被认为是至关重要的。逐个类型地实施清点步骤和比较步骤使得能够生成更详细、更相关、特别地区分必须强制性地为飞行器1重新配备关键类型的设备以再次飞行的情况的警报。

此外，安全标准限定了某些类型的设备的保质期。换句话说，在飞行器1上放置太久的给定类型的设备项被认为是磨损的并且必须被替换。

由通信装置实施的测试可以有利地用于检测飞行器1上的设备项已过时。

为此，通信设备为其实施的通信测试打上时间戳(飞行前和/或飞行中和/或飞行后)。

考虑在实施测试期间向通信装置传输响应的被称为“参考设备项”的设备项。

在接收到该响应时，处理单元8命令在存储器6中存储接收到响应的日期，该日期被称为当前日期。

此外，处理单元8核验存储器6是否还包含在测试的先前实施期间(通常在飞行器1的较早飞行之前、期间或之后)在过去的设备清单中保留参考设备项的较早日期。

处理单元8计算从该较早日期起经过的延迟(当前日期与较早日期之间的差)。

无线电处理单元8对经过的延迟和预定的设备保质期(该保质期例如取决于设备的类型)进行比较。

当经过的延迟大于预定的保质期时，处理单元8生成指示参考设备过时的警报。

通常，不同类型设备的预定保质期和设备的预定数量是在MEL(“最小设备清单”)中找到的数据。

Claims (10)

1.用于核验飞行器上设备(E)的存在的方法，所述方法包括：

-在所述飞行器的飞行期间，借助于所述飞行器上的装置(2)实施(102)无线电通信测试，以确定飞行中的设备清单，所述飞行中的设备清单包括如下设备项：所述设备项与所述无线电通信装置(2)之间的无线电链路的质量高于第一预定质量阈值，

-在飞行后，借助于所述装置(2)实施(104)无线电通信测试，以确定飞行后的设备清单，所述飞行后的设备清单包括如下设备项：所述设备项与所述无线电通信装置(2)之间的无线电链路的质量高于飞行后的第二预定阈值，

-当设备项存在于所述飞行中的设备清单中而不存在于所述飞行后的设备清单中时，生成(108)警报。

2.根据前一项权利要求所述的方法，所述方法包括以下步骤：

-清点所述飞行中的设备清单和所述飞行后的设备清单上都存在的设备项的数量，并将所述数量与设备项的预定数量进行比较，

-当所清点的数量少于所述设备项的预定数量时，生成警报，表明位于所述飞行器上的设备项的数量不足。

3.根据前一项权利要求所述的方法，所述方法包括针对存在于所述飞行中的设备清单或所述飞行后的设备清单上的每个设备项，通过所述装置(2)确定该设备项的类型，其中，逐个类型地执行清点步骤和比较步骤。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，该设备项的类型由所述设备项传输到所述装置(2)。

5.根据权利要求4所述的方法，所述方法包括：通过所述无线电设备系统并且从参考设备项接收属于所述参考设备项的标识符，以及由所述装置(2)通过查询与设备标识符和设备类型相关联的数据库来确定所述参考设备项的类型。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括在飞行之前由所述装置(2)实施(100)无线电通信测试，以确定飞行前的设备清单，所述飞行前的设备清点包括如下设备项：所述设备项与所述装置(2)之间的无线电链路的质量高于飞行前的第三预定质量阈值，其中，当设备项存在于所述飞行前的设备清单上、存在于所述飞行中的清单上且不存在于所述飞行后的清单上时，生成所述警报。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：

-所述装置(2)在飞行期间实施的测试期间使用第一无线电传输功率，并且在飞行之前和/或飞行之后实施的测试期间使用高于或等于所述第一无线电传输功率的第二无线电传输功率，和/或

-所述第一预定阈值小于或等于所述第二预定阈值和/或所述第三预定阈值。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括：

-对于存在于实施无线电通信测试期间确定的清单中的参考设备项，计算自无线电通信测试的先前实施以来经过的延迟，在所述延迟期间，所述参考设备项与所述装置(2)之间的无线电链路的质量高于在所述先前实施期间使用的预定质量阈值，

-将所述延迟与所述设备项的预定保质期进行比较，

-当经过的延迟大于所述保质期时，生成警报，表明所述参考设备项已过时。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述装置(2)经由例如为LPWAN的物联网类型的网络与所述设备进行通信。

10.用于核验飞行器(1)上设备(E)的存在的系统，所述用于核验设备的存在的系统包括无线电通信装置(2)，所述无线电通信装置被配置成一旦装载在所述飞行器(1)上就实施以下步骤：

-在所述飞行器(1)的飞行期间，实施无线电通信测试，以确定飞行中的设备清单，所述飞行中的设备清单包括如下设备项：所述设备项与所述装置(2)之间的无线电链路的质量高于第一预定质量阈值，

-在飞行后，由所述装置(2)实施无线电通信测试，以确定飞行后的设备清单，所述飞行后的设备清单包括如下设备项：所述设备项与所述装置(2)之间的无线电链路的质量高于飞行后的第二预定阈值，

-当设备项(E)存在于所述飞行中的设备清单上而不存在于所述飞行后的设备清单上时，生成警报。

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