DE102005063077B4

DE102005063077B4 - Aufzeichnung digitaler Cockpit-Boden-Kommunikation auf einem unfallgeschützten Sprachrekorder

Info

Publication number: DE102005063077B4
Application number: DE102005063077A
Authority: DE
Inventors: Peter Anders
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2005-12-29
Filing date: 2005-12-29
Publication date: 2011-05-05
Anticipated expiration: 2025-12-30
Also published as: WO2007074175A1; DE102005063077A1

Abstract

Verfahren zur Aufzeichnung von digitalen Nachrichten, die mit Datenlinkgeräten zwischen einem Führer eines Flugzeugs und Personal am Boden ausgetauscht werden, mit einem unfallgeschütztem Sprachrekorder (34) und einem Datenlinkgerät (20) an Bord des Flugzeugs,
wobei eine zwischen dem Datenlinkgerät (20) und mindestens einem Eingang des Sprachrekorders (34) an Bord des Flugzeugs angeordnete Sprachsyntheseeinheit (30) die digitalen Nachrichten in vom Sprachrekorder (34) aufzeichenbare analoge Sprachsignale umwandelt,
dadurch gekennzeichnet, dass die Sprachsyntheseeinheit (30) für eingehende und ausgehende Nachrichten getrennte Sprachsignale erzeugt und
dass die getrennten Sprachsignale zur Aufzeichnung zu einem Sprachsignal in Dialogform vereinigt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Aufzeichnung von digitalen Nachrichten, die zwischen einem Flugführer eines Flugzeugs und Personal am Boden ausgetauscht werden, mit einem unfallgeschützten Sprachrekorder und einem Datenlinkgerät an Bord des Flugzeugs.
Zur Zeit ist es noch nicht üblich, die Kommunikation zwischen dem Führer eines Flugzeugs und einem Flugsicherheitslotsen vollständig digital durchzuführen, stattdessen wird analoger Sprechfunk verwendet. Gemäß bestimmter Zulassungsvorschriften ist es erforderlich, diese herkömmliche Sprachkommunikation auf einem unfallgeschützten Flugschreiber (Sprachrekorder) aufzuzeichnen. Es existieren in neuen und modernen Flugzeugen jedoch Geräte, die eine zusätzliche digitale Kommunikation zwischen einem Piloten und etwa einem Flugsicherheitslotsen mittels Tastatur und Bildschirm erlauben. Diese digitale Form der Kommunikation wird auch als Controller-Pilot-Datalink-Communication (CPDLC) bezeichnet, wobei Datalink für die Datenverbindung steht, die etwa durch ein Datenlinkgerät an Bord des Flugzeugs initiiert wird. Bei verbreiteter Anwendung ersetzt CPDLC, zumindest aus Sicht der zulassenden Behörden, in gewisser Weise die herkömmliche Sprachkommunikation. Es ist daher nachvollziehbar, dass in nächster Zukunft auch diese digitale Form der Kommunikation an Bord des Flugzeugs auf einem unfallgeschützten Speichergerät aufgezeichnet werden muss, wie die sprachgestützte Kommunikation. Dies ermöglicht die Auswertung der Kommunikation bei einer etwaigen Flugunfalluntersuchung.
Bei zur Zeit betriebenen oder in der Fertigung befindlichen Flugzeugen ist diese Aufzeichnung allerdings noch nicht vorgesehen und technisch nicht realisierbar. Einerseits weist der vorhandene Sprachrekorder keinen Eingangskanal auf, der solche digitalen Signale in ihrer vorliegenden Form aufzeichnen kann. Andererseits besitzen die Geräte, die die digitale Kommunikation abwickeln, keinen geeigneten Ausgang, über den die Meldungen direkt zum Sprachrekorder übermittelt werden könnten. Weiterhin ist das Aufzeichnen der digitalen Nachrichten auf einem ebenfalls vorhandenen unfallgeschützten Flugdatenschreiber an Bord des Flugzeugs derzeit nicht möglich. Die vom Flugdatenschreiber aufgezeichneten Daten stammen üblicherweise von zahlreichen Zustandssensoren von Flugzeugsystemen und werden zyklisch gespeichert. Der vorhandene Speicherplatz im Flugdatenschreiber ermöglicht die Speicherung aller kontinuierlich vorliegenden Daten in bestimmten Abständen über einen gewünschten Zeitraum, etwa 24 oder 25 Stunden. Zur Bereitstellung von ausreichend Speicherplatz für einen zusätzlichen Nachrichtenkanal, der sich nicht nur auf den unregelmäßigen Austausch von Nachrichten zwischen Fluglotsen und Flugzeugführer beschränkt, sondern auch Nachrichten zwischen Flugzeugen im Flug umfasst (Air Traffic Daten, bspw. ADS-B) wäre die relativ teure Aufrüstung des Flugdatenschreibers erforderlich.
Aus Gründen der Kostenersparnis besteht bislang außerdem keine Bereitschaft seitens der Betreiber und Flugzeughersteller, ein komplett neues System zu installieren, welches sowohl die herkömmliche Sprachaufzeichnung als auch die Aufzeichnung der digitalen Meldungen ermöglicht. Die Notwendigkeit einer Aufzeichnung soll die Betreiber der Flugzeuge nicht zur Einführung neuer Sprachrekorder, neuer Flugdatenschreiber und/oder neuer Geräte zur digitalen Kommunikation mit zusätzlichen Funktionen zwingen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, mindestens einen der oben genannten Nachteile zu vermindern oder gänzlich zu eliminieren. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung bereitzustellen, welche unter Weiterverwendung der Geräte zur digitalen Kommunikation und des herkömmlichen Sprachrekorders eine Aufzeichnung der digitalen Kommunikation ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Sprachsyntheseeinheit für eingehende und ausgehende Nachrichten getrennte Sprachsignale erzeugt. Dadurch ist es einfacher möglich, die jeweilige Nachrichtenquelle kenntlich zu machen.
Das Aufweisen unterschiedlicher Klänge, insbesondere andere Stimmlagen oder -charakteristika der getrennten Sprachsignale ist außerdem deshalb bevorzugt, da das Unterscheiden der jeweiligen Nachrichtenquelle beim Abhören der Sprachsignale bei einer Flugunfalluntersuchung dadurch stark vereinfacht wird.
Günstig ist ferner, dass die Sprachsyntheseeinheit aus den eingehenden Nachrichten Sprachsignale mit männlicher Stimme und aus den ausgehenden Nachrichten Sprachsignale mit weiblicher Stimme erzeugt. Dadurch können die Flussrichtungen der Nachrichten klar unterschieden werden. Aus dem gleichen Grund ist es vorteilhaft, mittels der Sprachsyntheseeinheit umgekehrt aus den eingehenden Nachrichten Sprachsignale mit weiblicher Stimme und aus den ausgehenden Nachrichten Sprachsignale mit männlicher Stimme zu erzeugen.
Vorteilhaft ist ferner, wenn das Sprachsignal in einen Signaleingang des unfallgeschützten Sprachrekorders gespeist wird. Die vereinigten Sprachsignale können dann bei einer Flugunfalluntersuchung wie ein herkömmlicher und per Sprechfunk geführter Dialog abgehört werden.
Schließlich ist es bevorzugt, dass der Signaleingang für ein Mikrofon eines dritten Besatzungsmitglieds des Flugzeugs zum Einspeisen der digitalen Nachrichten verwendet wird. Durch das Verwenden dieses nur in Ausnahmefällen benutzten Signaleingangs entfällt die Notwendigkeit der Ersetzung des Sprachrekorders.
Weiterhin wird die oben angegebene Aufgabe durch eine Vorrichtung nach Anspruch 7 gelöst. Besonders bevorzugt ist eine Vorrichtung, die aufgrund der genannten Vorteile das vorangehend beschriebene Verfahren ausführt.
Die oben genannte Aufgabe wird schließlich durch ein Fluggerät, insbesondere ein Passagierflugzeug, nach Anspruch 9 gelöst.
Vorteilhafterweise und aufgrund der genannten Vorteile führt dieses Fluggerät ein Verfahren gemäß des vorangehend beschriebenen Verfahrens aus.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfinderischen Verfahrens bzw. einer Vorrichtung wird anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
1 schematische Darstellung der Aufzeichnung digitaler Nachrichten mit speziell angepassten Geräten für neuentwickelte Flugzeuge (Stand der Technik);
2 schematische Darstellung der Aufzeichnung digitaler Nachrichten unter Verwendung der ursprünglichen Geräte durch erfindungsgemäßes Verfahren bzw. Vorrichtung; und
3 ein Passagierflugzeug.
1 zeigt eine übliche Anordnung von Kommunikations- und Speicherungsgeräten, die sowohl Sprache als auch Daten aufzeichnen kann, jedoch nur in neuentwickelten oder zu künftigen Flugzeugen Anwendung findet. Die Schnittstelle zwischen den digitalen Kommunikationsgeräten und dem Flugzeugführer wird durch eine Anzeige- und Steuerungseinheit 2 realisiert. Der Flugzeugführer erhält hier die digitalen Nachrichten in lesbarer Form oder kann selbst Nachrichten initiieren und beispielsweise an einen Fluglotsen senden. Über eine Datenverbindung 4 wird die Anzeige- und Steuerungseinheit 2 mit einem Datenlinkgerät 6 verbunden. Dort wird eine Verbindung zu Sende- und Empfangseinheiten (Transceiver) 8 hergestellt, so dass digitale Nachrichten über verschiedene Funksysteme (HF, VHF, Mode S, SatCom) gesendet und empfangen werden können.
Die Datenlinkgerät 6 ist ferner über eine Verbindung 10 mit einem speziell entwickelten Cockpit-Sprach- und -Datenlinkrekorder 12 verbunden. Dort wird der gesamte digitale Nachrichtenstrom gespeichert und steht für eine gewisse Zeit abrufbar zur Verfügung. Üblicher weise ist der Cockpit-Sprach- und -Datenlinkrekorder 12 so unfallgeschützt, dass er bei einem Absturz des Flugzeugs unversehrt bleibt. Bei einer Flugunfalluntersuchung können die gespeicherten Nachrichten bzw. die aufgezeichnete Sprache abgehört und ausgewertet werden.
Der Cockpit-Sprach- und -Datenlinkrekorder 12 ist weiterhin mit einer Audioverwaltungseinheit 14 verbunden, die über separate Eingänge die Signale von den Mikrofonen 16 der Besatzung und dem Cockpit-Mikrofon 18 in entsprechend aufbereiteter Form an den Cockpit-Sprach- und -Datenlinkrekorder 12 weiterleitet. Dort wird schließlich neben den digitalen Nachrichten auch jedes Tonsignal aus dem Cockpit und von der Besatzung aufgezeichnet.
Es ist hierfür erforderlich, dass der Cockpit-Sprach- und -Datenlinkrekorder 12 für das Speichern von digitalen Nachrichten ausgelegt ist, ebenso muss das Datenlinkgerät 6 einen oder mehrere entsprechende geeignete Ausgänge für die digitalen Daten aufweisen. Eine nachträgliche Aufrüstung oder Umrüstung bestehender Teile wäre durch den Aus- und Wiedereinbau sowie der Ersetzung einiger wesentlicher Komponenten zu kostspielig. Die in 1 beschriebene Vorrichtung lässt sich nicht in Flugzeugen realisieren, die bereits existieren oder sich mit festgelegtem Aufbau bereits in der Produktion befinden.
2 stellt eine erfinderische Anordnung 1 von Kommunikations- und Speichergeräten dar. Die Anzeige- und Steuerungseinheit 2 für die digitale Kommunikation ist mit einem Datenlinkgerät 20 über zwei Verbindungsleitungen 22 und 24 verbunden, die auch unidirektional ausgeführt sein können. Dort wird eine Verbindung zu Transceivern 8 hergestellt, über die eine Datenverbindung zum Boden hergestellt werden kann. Das Datenlinkgerät 20 weist weiterhin zwei weitere Leitungen 26 und 28 als Abzweigungen der Leitungen 22 und 24 auf, die mit einer Sprachsyntheseeinheit 30 verbunden sind. In der Sprachsyntheseeinheit 30, die auch als „Digital/Audio Translator” bezeichnet wird, werden die digitalen Nachrichten in für den Menschen verständliche Tonsignale umgewandelt. Die übertragenen Daten liegen bevorzugt in einer standardisierten Form vor, wobei die Nachrichten selbst üblicherweise als digitale Textdaten kodiert sind.
Die Sprachsyntheseeinheit 30 selbst erzeugt zwei analoge Sprachsignale, welche auf einem herkömmlichen Cockpit-Sprachrekorder 34 aufgezeichnet werden können. Diese zwei Sprachsignale beinhalten die Nachrichten und Meldungen, die auf der Anzeige- und Steuerungseinheit 2 angezeigt werden (Sprachsignal 1) und die Nachrichten und Meldungen, die der Flugzeugführer eingibt und zum Boden sendet (Sprachsignal 2) jeweils in gesprochener Form. Diese beiden Sprachsignale werden dann zusammengemischt und wie ein gesprochener Dialog auf ein gemeinsames Signal gebündelt. Die beiden Sprachsignale sollten akustische Unterschiede aufweisen, z. B. kann ein Sprachsignal durch eine männliche und ein Sprachsignal durch eine weibliche Stimme ausgeführt werden. Damit lässt sich bei der Auswertung sehr einfach die Richtung des Nachrichtenflusses bestimmen. Weitere Stimmunterscheidungen, die durch Hinzunahme weiterer Quellen (z. B. vom Co-Piloten) notwendig werden, sind durchaus möglich.
Das gebündelte Signal wird über eine Leitung 32 in den Eingang einer Audioverwaltungseinheit 14 gesandt. Weiterhin gehen die Signale von dem Mikrofonen der Besatzung 16 sowie vom Cockpit-Mikrofon 18 ebenfalls in die Audioverwaltungseinheit 14 ein. Die gesammelten Signale werden abschließend an den Cockpit-Sprachrekorder 34 geleitet, wo sie aufgezeichnet werden.
Es ist zu beachten, dass üblicherweise die Cockpit-Sprachrekorder lediglich vier Eingänge für Tonsignale aufweisen, wodurch kein Eingang für das Signal aus der Sprachsyntheseeinheit 30 zur Verfügung steht. Aufgrund des Wechsels zu Zwei-Mann-Cockpits ist es jedoch nur sehr selten und in besonderen Situationen (z. B. bei der Pilotenausbildung etc.) erforderlich, für ein drittes Besatzungsmitglied einen entsprechenden Mikrofoneingang zur Verfügung zu stellen, so dass dieser Eingang für das Signal aus der Sprachsyntheseeinheit 30 verwendet werden kann. Ältere Flugzeuge weisen zwar gelegentlich noch 3-Mann-Cockpits auf, diese sind von dieser Erfindung jedoch nicht betroffen, da sie aufgrund relativ alter Technik an Bord auch keine digitale Kommunikation bereitstellen, die aufgezeichnet werden muss.
3 zeigt ferner ein Passagierflugzeug 36, in welchem durch das erfindungsgemäße Verfahren die digitalen und zwischen dem Flugzeug und bspw. einem Fluglotsen ausgetauschten Nachrichten durch eine Sprachsyntheseeinheit 30 auf einem herkömmlichen unfallgeschützten Sprachrekorder 34 aufgezeichnet werden.
Mit dieser erfindungsgemäßen Aufzeichnung digitaler Kommunikation auf einem herkömmlichen Cockpit-Sprachrekorder ist eine relativ kostengünstige Lösung vorhanden, die Aufzeichnung von digitalen Nachrichten auf einem unfallgeschützten Sprachrekorder zu realisieren, ohne die vorhandenen Geräte durch Neuentwicklungen austauschen zu müssen.

Claims

Verfahren zur Aufzeichnung von digitalen Nachrichten, die mit Datenlinkgeräten zwischen einem Führer eines Flugzeugs und Personal am Boden ausgetauscht werden, mit einem unfallgeschütztem Sprachrekorder (34) und einem Datenlinkgerät (20) an Bord des Flugzeugs, wobei eine zwischen dem Datenlinkgerät (20) und mindestens einem Eingang des Sprachrekorders (34) an Bord des Flugzeugs angeordnete Sprachsyntheseeinheit (30) die digitalen Nachrichten in vom Sprachrekorder (34) aufzeichenbare analoge Sprachsignale umwandelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprachsyntheseeinheit (30) für eingehende und ausgehende Nachrichten getrennte Sprachsignale erzeugt und dass die getrennten Sprachsignale zur Aufzeichnung zu einem Sprachsignal in Dialogform vereinigt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die getrennten Sprachsignale unterschiedliche Klänge aufweisen, insbesondere unterschiedliche Stimmlagen und/oder Stimmcharakteristika.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprachsyntheseeinheit (30) aus den eingehenden Nachrichten Sprachsignale mit männlicher Stimme und aus den ausgehenden Nachrichten Sprachsignale mit weiblicher Stimme erzeugt.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprachsyntheseeinheit (30) aus den eingehenden Nachrichten Sprachsignale mit weiblicher Stimme und aus den ausgehenden Nachrichten Sprachsignale mit männlicher Stimme erzeugt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sprachsignal in einen Signaleingang des unfallgeschützten Sprachrekorder (34) gespeist wird.
Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sprachsignal in einen Signaleingang für ein Mikrofon eines dritten Besatzungsmitglieds des Flugzeugs gespeist wird.
Vorrichtung (1) zur Aufzeichnung von digitalen Nachrichten, die mit Datenlinkgeräten zwischen einem Führer eines Flugzeugs und Personal am Boden ausgetauscht werden, mit einem unfallgeschütztem Sprachrekorder (34) und einem Datenlinkgerät (20) an Bord des Flugzeugs, wobei zwischen dem Datenlinkgerät (20) und mindestens einem Eingang des Sprachrekorders (34) an Bord des Flugzeugs eine Sprachsyntheseeinheit (30) angeordnet ist, die ausgestaltet ist, die digitalen Nachrichten in vom Sprachrekorder (34) aufzeichenbare analoge Sprachsignale umzuwandeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprachsyntheseeinheit (30) zum Erzeugen von getrennten Sprachsignalen für eingehende und ausgehende Nachrichten und zum Vereinigen der getrennten Sprachsignale zur Aufzeichnung zu einem Sprachsignal in Dialogform ausgestaltet ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Verfahren gemäß der Ansprüche 1–6 ausführt.
Fluggerät, insbesondere Passagierflugzeug, bei dem digitale Nachrichten mit Datenlinkgeräten zwischen einem Führer des Fluggeräts und Personal am Boden ausgetauscht werden können, mit einem unfallgeschütztem Sprachrekorder (34) und einem Datenlinkgerät (20), mit einer Anzeige- und Steuerungseinheit (2) zum Eingeben von digitalen Nachrichten des Fluggeräteführers und zum Anzeigen von digitalen Nachrichten des Personals am Boden und mit wenigstens einem Transceiver zum Senden und Empfangen digitaler Nachrichten, wobei zwischen dem Datenlinkgerät (20) und mindestens einem Eingang des Sprachrekorders (34) an Bord des Flugzeugs eine Sprachsyntheseeinheit (30) angeordnet ist, die ausgestaltet ist, die digitalen Nachrichten in vom Sprachrekorder (34) aufzeichenbare analoge Sprachsignale umzuwandeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprachsyntheseeinheit (30) zum Erzeugen von getrennten Sprachsignalen für eingehende und ausgehende Nachrichten und zum Vereinigen der getrennten Sprachsignale zur Aufzeichnung zu einem Sprachsignal in Dialogform ausgestaltet ist.
Fluggerät gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluggeräts ein Verfahren gemäß den Ansprüche 1–6 ausführt.