CN116891001A - 火灾探测系统、飞行器和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及火灾探测系统、飞行器和方法。根据本发明的一个方面，火灾探测系统包括：火灾探测器，其配置成提供与飞行器舱室内的潜在火灾有关的火灾警告数据；监测系统，其配置成提供与储存在飞行器舱室的监测区域中的货物有关的实时监测数据；货物跟踪系统，其配置成提供储存在监测区域中的货物的货物数据；飞行器控制系统，其配置成提供飞行器状态数据；系统控制装置，其配置成在火灾探测器至少在飞行器舱室的监测区域的受影响部分中发出火灾警报的情况下对火灾警告数据、货物数据和飞行器状态数据进行评估并基于评估提供推荐的补救程序；以及显示装置，其配置成在火灾警报的情况下向驾驶舱机组人员显示实时监测数据和推荐的补救程序。

Description

火灾探测系统、飞行器和方法

技术领域

本发明涉及用于监测飞行器舱室并支持驾驶舱机组人员在火灾警报的情况下采取补救行动的火灾探测系统及方法。本发明还涉及配备有这种系统的飞行器。

背景技术

用于对机身的加压区域中的火灾进行探测的飞行器系统一般依赖于通常基于光学光散射技术的烟雾探测器。最近的烟雾探测器实现了采用多波长探测、温度评估和/或湿度评估的智能传感器。这些系统在非永久占用的舱室中特别重要，并且因此可能不存在可以发出警报的机组成员或乘客。这种舱室的示例包括货舱以及例如包括机组人员休息舱室和盥洗室的较小的封围结构。

当这种系统发出火灾警告时，该火灾警告通常自动经由相应的机舱相互通信器件传输至驾驶舱，并且更具体地传输至集成电子监测系统，该集成电子监测系统为飞行机组人员提供用于飞行器发动机和其他系统的仪表和机组人员通知。然后，飞行人员通常必须通过检查关于在相应的情况下如何处理的飞行手册和/或清单来自行采取推荐的补救行动。这意味着除其他外，机组成员必须确定实际上是否存在火灾或者是否可能是错误警报。机组成员可能还必须检查各种参数、如燃料状态、风向和风速、到下一个机场的距离和路线、下一个机场的可用性等，以做出关于在真正确实警报的情况下如何飞行/着陆以及飞行至何处/在何处着陆的决定。

现有技术文献WO 2007/027600A1描述了用于例如飞行器上的储存区域和/或货物区域的火灾传感器、火灾探测系统以及灭火系统。在货物区域中、例如在货物集装箱的上方可以定位有一个或更多个火灾温度传感器，以探测火灾的存在以及/或者高于预期的温度。每个这样的温度传感器可以包括单个感测元件、或者单独封装的感测元件、例如热电偶的阵列。

现有技术文献EP 2 517 956B1描述了一种用于对设置在货舱地板上的集装箱或其它货物件的温度进行监测的系统，该系统包括IR传感器和/或IR相机，以监测货物的温度。

现有技术文献DE 10 2009 043 080A1描述了一种用于探测飞行器中的烟雾和/或火焰的方法，该方法涉及通过光学传感器以及由显示装置在光学上呈现的实时图像来对测量室、例如货物舱室的实时图像进行检测。

发明内容

在这种背景下，本发明的目的是找到用于支持机组人员在火灾警报的情况下对情形进行评估并采取适当的补救行动的自动化解决方案。

该目的通过根据本申请的火灾探测系统、飞行器以及方法来实现。

根据本发明，一种用于监测飞行器舱室并支持驾驶舱机组人员在火灾警报的情况下采取补救动作的火灾探测系统包括：火灾探测器，该火灾探测器安装在飞行器舱室内，并且配置成提供与飞行器舱室内的潜在火灾有关的火灾警告数据；监测系统，该监测系统安装在飞行器舱室内，并且配置成提供与储存在飞行器舱室的监测区域中的货物有关的实时监测数据；货物跟踪系统，该货物跟踪系统配置成提供储存在监测区域中的货物的货物数据，该货物数据包括货物识别数据、货物类型数据和货物状态数据中的至少一者；飞行器控制系统，该飞行器控制系统配置成提供包括环境数据、燃料状态数据、导航数据、乘客数据和机组人员数据中的至少一者的飞行器状态数据；系统控制装置，该系统控制装置配置成在火灾探测器至少在飞行器舱室的监测区域的受影响部分中发出火灾警报的情况下评估火灾警告数据、货物数据和飞行器状态数据并基于评估提供推荐的补救程序；以及显示装置，该显示装置配置成在火灾警报的情况下向驾驶舱机组人员显示实时监测数据和推荐的补救程序。

此外，根据本发明，飞行器配备有根据本发明的火灾探测系统的。

此外，根据本发明，一种用于监测飞行器舱室并支持驾驶舱机组人员在火灾警报的情况下采取补救动作的方法包括：通过火灾探测器提供与飞行器舱室内的潜在火灾有关的火灾警告数据；通过监测系统提供与储存在飞行器舱室的监测区域中的货物有关的实时监测数据；通过货物跟踪系统提供储存在监测区域中的货物的货物数据，该货物数据包括货物识别数据、货物类型数据和货物状态数据中的至少一者；通过飞行器控制系统提供飞行器状态数据，该飞行器状态数据包括环境数据、燃料状态数据、导航数据、乘客数据和机组人员数据中的至少一者；在火灾探测器至少在飞行器舱室的监测区域的受影响部分中发出火灾警报的情况下，通过系统控制装置评估火灾警告数据、货物数据和飞行器状态数据进行并基于评估提供推荐的补救程序；以及通过显示装置向驾驶舱机组人员显示实时监测数据和推荐的补救程序。

因此，本发明的一个构思是将常规的独立火灾探测系统转变为与飞行器上的其他系统无缝集成的整体系统，由此考虑与评估火灾警报是否为错误警报以及确定对相应的情况进行补救的最佳方法潜在相关的各种数据。换言之，本系统和本方法不仅探测(潜在的)火灾，而且还对所有相关数据以及必要的和/或推荐的补救动作进行管理，以便支持飞行器机组人员做出关于受影响的舱室的状态以及以最佳的方式操作飞行器的决定。因此，机组人员可以更迅速且更有效地处理紧急情况，因为这些信息是自动提供的且不需要从检查清单或飞行手册中手动检索。

为此，本发明包括若干个子系统，所述若干个子系统可能已经出于其他目的设置在飞行器上，或者可以针对本使用情况专门设置。这些系统除其他外包括监测系统，该监测系统设置在相应的舱室中以用于对货物进行附加的观察。相应的监测信息、例如一个或若干个相机的实时馈送被显示给驾驶舱机组人员，使得他们能够更直接地对情形进行评估，并且可以在视觉上确认火灾警报是否与真实火灾有关。此外，可以在启动灭火装置之前、在启动灭火装置期间和/或在启动灭火装置之后评估监测货物的状态。

此外，货物跟踪系统为驾驶舱机组人员提供了与实际装载在舱室的可能受影响部分中的内容物有关的附加信息。这些数据还可以包括与货物和/或其内容物的当前状态有关的信息。在一个示例中，基于RFID或其他合适的技术的智能集装箱解决方案可以用于对进入货舱和通过货舱的单个货物元件进行跟踪，以便能够识别位于发出火灾警报的探测器附近的装载物的类型。在货物、例如单元装载装置或托盘等上可以设置有各种附加的智能传感器系统。然后，可以考虑这些信息用于进一步的程序。

例如，如果舱室内装载有诸如西蓝花或沙拉蔬菜之类的蔬菜，则由于源自高海拔下的冷凝效应的湿度增加而产生错误警报的可能性增大。作为另一示例，在舱室内可能装载有锂电池或者其它对火灾高度敏感的电子设备，这可能会立即引发紧急程序。

此外，飞行器控制系统提供了与系统和驾驶舱机组人员相关的各种附加信息，以建立最佳行动方案。在常见的系统中，机组人员在发出火灾警报之后必须自己制定并执行必要的操作。本发明现在建议利用由飞行器系统在飞行期间中收集的任何类型的数据，以自动建立推荐的程序方式以便支持机组人员。因此，机组人员不再需要在高压力下查找手册。替代地，数据可以被收集在相应的飞行器的“物联网”(IoT)主干中。例如，这种信息和数据可以包括风速、风向、恶劣天气区、燃料状态、燃料消耗量、飞行路线、飞行轨迹、到机场的方向和距离、机场的可用性、飞行器救援以及/或者下一个合适机场的乘客紧急可用性等。这些数据可以由相应的飞行器的除其他外包括传感器系统的各种分布式系统收集。

然后，所有上述数据由系统控制装置的计算系统收集并分析，以便对例如火灾警报的类型和警报正确的可能性进行评估。在此基础上，系统控制装置可以提出并且/或者甚至启动关于合适的补救行动的建议。然后，通过合适的装置、例如头顶显示器向驾驶舱机组人员显示相关的结果，机组人员还可以在该装置上检查飞行器舱室、例如货舱的受影响部分的实时监测数据。

而常规的系统仅提供诸如例如“前部货舱发生火灾”之类的火灾警告。现在，本系统能够提供更详细的信息、例如“受影响区域中装载的货物对火灾敏感”、“这是通向受影响区的视图”、“最合适的机场是机场X，该机场比机场Y远Z km，但是对于本飞行器具有更适合的跑道长度”等。

本发明的有利实施方式和改进方案可以在本文中找到。

根据本发明的实施方式，监测系统可以包括相机。特别地，监测系统可以包括红外相机。

相机可以设置成在视觉上对舱室的特定部分中的货物进行监测。在红外相机的情况下，还可以监测货物的当前温度。

根据本发明的实施方式，系统控制装置可以配置成评估受影响部分中的货物是否是吸湿性的、对温度敏感的、可燃的和/或爆炸性的。

吸湿性货物具有天然含水量和/或含湿量，这意味着该吸湿性货物容易包含、释放和/或吸收湿气。吸湿性货物除其他外包括蔬菜或蔬菜来源的货物。例如，农业货物通常是吸湿性的，并且具有可以与空气相互作用的相关的含湿量。由于因为这种特定类型的货物可能会使舱室内的湿度增加，因此错误警报的可能性可能会更高。因此，关于货物类型的任何知识在火灾警报的情况下都可以进一步有助于完善对情形的评估。类似地，在存在某些类型的货物的情况下，例如在存在对温度敏感的、可燃性的甚至爆炸性的货物的情况下，补救动作可能会受到影响。

根据本发明的实施方式，推荐的补救程序可以包括对驾驶舱机组人员的关于紧急着陆和/或可到达机场的导航建议。

因此，该系统可以为机组人员提供针对当前特定情形的最适合的着陆程序和/或着陆目的地。例如，该决定可以取决于货物的类型、火灾警报的严重性、天气状况、剩余燃料、路线上的潜在障碍物或有问题的天气区等。

根据本发明的实施方式，系统控制装置可以通信地联接至机舱相互通信系统以及/或者集成在机舱相互通信系统中。

因此，该系统可以无缝地集成在飞行器上已经存在的通信系统中并且/或者代替该通信系统，以便向机组人员、特别是向驾驶舱中的机组人员提供信息。

附图说明

将参照附图中描绘的示例性实施方式对本发明进行更详细地说明。

包括有附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图被并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图图示了本发明的实施方式，并且与说明书描述部分一起用于说明本发明的原理。本发明的其他实施方式以及本发明的许多预期优点将容易理解，因为通过参照以下详细描述它们变得更好理解。附图的元件并不一定相对于彼此按比例绘制。在图中，除非另有说明，否则相同的附图标记表示相同的或功能相同的部件。

图1示意性地描绘了根据本发明的实施方式的火灾探测系统。

图2示意性地描绘了配备有图1的火灾探测系统的飞行器。

图3描绘了用于利用图1的火灾探测系统来监测飞行器舱室并支持驾驶舱机组人员在火灾警报的情况下采取补救行动的方法的示意流程图。

具体实施方式

尽管在本文中图示并描述了具体实施方式，但本领域技术人员将理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，各种替代和/或等同的实现方式可以代替所示出和所描述的具体实施方式。通常，本申请意在涵盖本文中所讨论的具体实施方式的任何修改或变型。

图1示意性地描绘了根据本发明的实施方式的火灾探测系统1，该火灾探测系统1设置成用于对飞行器舱室10、例如图2中示例性示出的客机100的货舱进行监测并支持驾驶舱机组人员12在火灾警报的情况下采取补救行动。在图3中以示意流程图的方式示出了对应的方法M。提供系统1和方法M以克服用于飞行器上的火灾探测的常规方法的某些缺点。特别地，与通常在很大程度上仍然依赖于机组人员在火灾警报的情况下和在高压力情形下的手动行动的传统解决方案相比，提供本发明以提高这种系统中的自动化水平。

飞行器上的主动防火器件通常包括两个基本系统。第一个是用于探测发生的火灾的火灾探测系统(例如烟雾探测系统)。这些系统通常安置在飞行器的未被永久占用的任意舱室中，使得火灾将不会被机组成员或乘客注意到。配备有这种系统的最大的这种舱室是货舱。较小的这种舱室包括机组人员休息舱室和盥洗室。与第一系统协同工作的第二系统是灭火系统。灭火系统通常采用灭火剂、例如气体、水和/或气雾剂，灭火剂被施用在受影响区域中，以扑灭或抑制探测到的火灾以及/或者保持火灾处于受控状态，直到飞行器安全着陆。

现代的这种系统通常包括不同的传感器技术，以减少错误警报的可能性。例如，光学(多频)传感器通常与温度传感器和/或湿度传感器相结合。在可靠探测飞行器上的火灾方面已经取得了很大进展。然而，在火灾警报的情况下的程序尚未进行相关改变。火灾警报通常经由机舱相互通信器件发送至驾驶舱，在驾驶舱中，飞行员必须检查飞行手册以进行进一步的步骤。他们必须在相当大的精神压力下确定实际上是否存在火灾并随后采取必要的补救动作。

现在参照图1至图3描述的本解决方案通过下述方式克服了这些缺点：结合来自不同的机载系统的各种数据，以便提供对火灾警报的自动检查并建议和/或发起适当的补救动作。

参照图1，系统1包括一个或若干个火灾探测器2，所述一个或若干个火灾探测器2安装在飞行器100的飞行器舱室10内，并且配置成提供与飞行器舱室10内的潜在火灾9有关的火灾警告数据。每个火灾探测器2可以包括如在该技术领域中所公知的各种传感器技术，该传感器技术除其他外包括光学烟雾探测器、(用于绝对温度或相对温度以及梯度的)温度传感器、诸如例如用于探测液态氢的电子鼻或类似物的气体探测器、湿度传感器等。在图1所示的实施方式中，舱室10是包括若干货物元件、例如单元装载装置等的货舱。火灾探测器2的传感器可以充分地分布在舱室10的墙壁、天花板和/或地板上，以便能够为在舱室内探测到的火灾指定位置。

系统1还包括监测系统3，该监测系统3安装在飞行器舱室10内，并且配置成提供与储存在飞行器舱室10的监测区域中的货物11有关的实时监测数据。本实施方式的监测系统3包括在舱室10中安装在不同位置处并具有不同视场的若干个相机8。相机8可以包括例如光学相机以及IR相机，并且可以配置成提供该它们的各自的视场的实时视频馈送。这些相机8可以对各个货物11元件或舱室10的整个部分进行监测。

系统1还包括货物跟踪系统4，该货物跟踪系统4配置成提供储存在监测区域中的货物11的货物数据，该货物数据包括货物识别数据、货物类型数据和/或货物状态数据。例如，货物跟踪系统4可以是基于各种传感器技术的半自动货物装载系统或全自动货物装载系统，以对每一件货物11以及致动货物11的运动的致动器进行识别和跟踪。然而，在其它实施方式中，货物跟踪系统4可以仅提供与储存在舱室中的各件货物11有关的某些数据，而没有任何复杂的感测技术并且没有自动化运输。例如，货物跟踪系统4可以仅提供包括每件货物11的最终位置和类型的舱室10的地图，而不会在装载期间对每件货物11进行任何主动跟踪。

系统1还包括飞行器控制系统5，该飞行器控制系统5配置成提供飞行器状态数据，该飞行器状态数据包括环境数据(例如当前和/或预测的天气数据、风、温度等)、燃料状态数据、导航数据(例如计划路线、到最近机场的路线)、乘客数据(例如座位计划、个别乘客的健康信息)和/或机组人员数据、或者对本目的有用的任何其他信息。

所有这些子系统可以例如经由有线和/或无线数据链路14彼此通信地联接并与系统控制装置6通信地联接。系统控制装置6是计算系统，该计算系统可以通信地联接至飞行器100的机舱相互通信系统13并且/或者可以作为飞行器100的机舱相互通信系统13的一部分。系统控制装置6在火灾探测器2至少于飞行器舱室10的监测区域的受影响部分中发出火灾警报的情况下收集并分析数据，并且基于评估提供推荐的补救程序。

例如，在图1中的舱室10的右侧示出的该件货物11可以例如由于该件货物11上方的温度升高超过某一最小温度而发出火灾警报。潜在火灾9被该件货物11上方的火灾探测器2探测并由监测系统3进行监测。同时，可以基于来自货物跟踪系统4的信息确定受影响的该件货物11的位置。

此外，可以确定该特定件货物11的类型和状态。例如，系统控制装置6可以确定受影响部分中的货物11是否是吸湿性的、温度敏感的、可燃性的和/或爆炸性的。例如，吸湿性货物可能会由于货舱内相应件货物11周围的湿度的潜在增大而使错误警报的可能性增加。另一方面，可燃性或者甚至爆炸性货物在火灾警报的情况下可以立即引发应对措施，无论关于警报的正确性的相应的置信度如何。

系统1还包括显示装置7，该显示装置7配置成在火灾警报的情况下向驾驶舱机组人员12显示实时监测数据和推荐的补救程序。因此，机组人员12能够接收货物舱室10中的受影响部分的实时馈送，以在视觉上复查是否存在火灾。另外，在显示器上向机组人员12自动显示紧急程序、例如用于紧急着陆的导航建议以及/或者推荐的可到达的机场、撤离和/或救援管理信息、特定乘客的医疗信息等。因此，机组人员12能够在火灾警告的情况下直接行动，而不必对飞行手册等进行复杂的手动检查。因此，机组人员12可以在火灾警报的情况下更有效且更迅速地做出反应。

图3的方法M对应地包括：在M1下，通过火灾探测器2提供与飞行器舱室10内的潜在火灾9有关的火灾警告数据。方法M还包括：在M2下，通过监测系统3提供与储存在飞行器舱室10的监测区域中的货物11有关的实时监测数据。方法M还包括：在M3下，通过货物跟踪系统4提供储存在监测区域中的货物11的货物数据，该货物数据包括货物识别数据、货物类型数据和/或货物状态数据。方法M还包括：在M4下，通过飞行器控制系统5提供飞行器状态数据，该飞行器状态数据包括环境数据、燃料状态数据、导航数据、乘客数据和/或机组人员数据。方法M还包括：在M5下，在火灾探测器2至少在飞行器舱室10的监测区域的受影响部分中发生火灾警报的情况下，通过系统控制装置6评估火灾警告数据、货物数据和飞行器状态数据，并基于评估提供推荐的补救程序。最后，方法M包括：在M6下，在火灾警报的情况下，通过显示装置7向驾驶舱机组人员12显示实时监测数据和推荐的补救程序。

在前述详细的描述中，出于简化本公开的目的，在一个或更多个示例中将各种特征组合在一起。应当理解的是，以上描述旨在是说明性的而非限制性的。以上描述旨在涵盖所有替代方案、修改和等同物。在回顾以上说明书之后，许多其他示例对本领域技术人员来说将是明显的。选择和描述实施方式以便最好地说明本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域其他技术人员能够最好地利用本发明以及具有适合于所设想的特定用途的各种修改的各种实施方式。

附图标记列表

1 火灾探测系统

2 火灾探测器

3 监测系统

4 货物跟踪系统

5 飞行器控制系统

6 系统控制装置

7 显示装置

8 相机

9 潜在火灾

10 飞行器舱室

11 货物

12 驾驶舱机组人员

13 机舱相互通信系统

14 数据链路

100 飞行器

M 方法

M1至M6 方法步骤

Claims (10)

1.一种用于监测飞行器舱室(10)并支持驾驶舱机组人员(12)在火灾警报的情况下采取补救动作的火灾探测系统(1)，所述火灾探测系统(1)包括：

火灾探测器(2)，所述火灾探测器(2)安装在所述飞行器舱室(10)内，并且配置成提供与所述飞行器舱室(10)内的潜在火灾(9)有关的火灾警告数据；

监测系统(3)，所述监测系统(3)安装在所述飞行器舱室(10)内，并且配置成提供与储存在所述飞行器舱室(10)的监测区域中的货物(11)有关的实时监测数据；

货物跟踪系统(4)，所述货物跟踪系统(4)配置成提供储存在所述监测区域中的所述货物(11)的货物数据，所述货物数据包括货物识别数据、货物类型数据和货物状态数据中的至少一者；

飞行器控制系统(5)，所述飞行器控制系统(5)配置成提供飞行器状态数据，所述飞行器状态数据包括环境数据、燃料状态数据、导航数据、乘客数据和机组人员数据中的至少一者；

系统控制装置(6)，所述系统控制装置(6)配置成在所述火灾探测器(2)至少在所述飞行器舱室(10)的所述监测区域的受影响部分中发出火灾警报的情况下对所述火灾警告数据、所述货物数据和所述飞行器状态数据进行评估并基于评估提供推荐的补救程序；以及

显示装置(7)，所述显示装置(7)配置成在火灾警报的情况下向所述驾驶舱机组人员(12)显示所述实时监测数据和所述推荐的补救程序。

2.根据权利要求1所述的火灾探测系统(1)，其中，所述监测系统包括相机(8)、特别是红外相机。

3.根据权利要求1或2所述的火灾探测系统(1)，其中，所述系统控制装置(6)配置成评估所述受影响部分中的所述货物(11)是否为吸湿性的、温度敏感的、可燃性的和爆炸性的中的至少一者。

4.根据权利要求1至3中的一项所述的火灾探测系统(1)，其中，所述推荐的补救程序包括对所述驾驶舱机组人员(12)的关于紧急着陆和可到达的机场中的至少一者的导航推荐。

5.根据权利要求1至4中的一项所述的火灾探测系统(1)，其中，所述系统控制装置(6)通信地联接至机舱相互通信系统(13)以及集成在所述机舱相互通信系统(13)中的至少一者。

6.一种飞行器(100)，所述飞行器(100)配备有根据权利要求1至5中的一项所述的火灾探测系统。

7.一种用于监测飞行器舱室(10)并支持驾驶舱机组人员(12)在火灾警报的情况下采取补救动作的方法，所述方法包括：

通过火灾探测器(2)提供(M1)与所述飞行器舱室(10)内的潜在火灾(9)有关的火灾警告数据；

通过监测系统(3)提供(M2)与储存在所述飞行器舱室(10)的监测区域中的货物(11)有关的实时监测数据；

通过货物跟踪系统(4)提供(M3)储存在所述监测区域中的所述货物(11)的货物数据，所述货物数据包括货物识别数据、货物类型数据和货物状态数据中的至少一者；

通过飞行器控制系统(5)提供(M4)飞行器状态数据，所述飞行器状态数据包括环境数据、燃料状态数据、导航数据、乘客数据和机组人员数据中的至少一者；

在所述火灾探测器(2)至少在所述飞行器舱室(10)的所述监测区域的受影响部分中发出火灾警报的情况下，通过系统控制装置(6)对所述火灾警告数据、所述货物数据和所述飞行器状态数据进行评估(M5)，并且基于评估提供推荐的补救程序；以及

在火灾警报的情况下，通过显示装置(7)向所述驾驶舱机组人员(12)显示(M6)所述实时监测数据和所述推荐的补救程序。

8.根据权利要求7所述的方法(M)，其中，所述系统控制装置(6)评估所述受影响部分中的所述货物(11)是否为吸湿性的、温度敏感的、可燃性的和爆炸性的中的至少一者。

9.根据权利要求7或8所述的方法(M)，其中，所述推荐的补救程序包括对所述驾驶舱机组人员(12)的关于紧急着陆和可达到的机场中的至少一者的导航推荐。

10.根据权利要求7至9中的一项所述的方法(M)，其中，所述系统控制装置(6)通信地联接至机舱相互通信系统(13)以及集成在所述机舱相互通信系统(13)中的至少一者。