分析飛行器記錄的飛行數(shù)據(jù)以將其截取到飛行階段的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種分析在飛行器的至少一次飛行期間記錄的飛行數(shù)據(jù)的方法，所述飛行數(shù)據(jù)包括關(guān)于所述飛行的特征參數(shù)的數(shù)據(jù)，所述方法包括以下步驟：確定飛行的狀態(tài)模式，所述狀態(tài)模式包括若干狀態(tài)，每個狀態(tài)對應(yīng)于所述飛行器的可能飛行階段，所述狀態(tài)模式包括轉(zhuǎn)換以及至少一個標準，所述轉(zhuǎn)換限定在這些所說的狀態(tài)之間的切換，所述至少一個標準用于初始化狀態(tài)模式，所述初始化標準對應(yīng)于所述狀態(tài)模式的初始狀態(tài)，每個轉(zhuǎn)換和每個初始化標準取決于可以在所述飛行器的飛行期間記錄的至少一個特征參數(shù)。
【專利說明】分析飛行器記錄的飛行數(shù)據(jù)以將其截取到飛行階段的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在飛行器的至少一次飛行期間記錄的一組飛行數(shù)據(jù)的分析。

【背景技術(shù)】
[0002]關(guān)于維護以及空中交通的規(guī)定限定了航空公司為了確保最高水平的客戶安全性而必須遵守的標準。
[0003]為了最優(yōu)化并監(jiān)控空中操作，在監(jiān)管機構(gòu)的壓力之下，公司為自己裝備了用于分析飛行數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。
[0004]用于分析飛行數(shù)據(jù)的系統(tǒng)被稱為FDM(飛行數(shù)據(jù)監(jiān)控)或者FPQA(飛行操作質(zhì)量保證)。這些系統(tǒng)包括裝備飛行器的飛行數(shù)據(jù)記錄儀。這樣的記錄儀例如是黑匣子，或者是特殊的記錄儀，比如ACMS (飛行器狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng))。
[0005]使用這些系統(tǒng)，航空公司能夠根據(jù)這些飛行數(shù)據(jù)值的常規(guī)記錄來詳細了解飛行過程，這些常規(guī)記錄是在航空公司的每架飛機的每次飛行期間記錄的。
[0006]為此目的，這些系統(tǒng)檢測在飛行期間出現(xiàn)的預定義事件，然后由專家來分析這些指示在飛行期間出現(xiàn)的技術(shù)故障的事件，其是飛行程序沒有觀察到的預見的情況或狀態(tài)，從而在可能出現(xiàn)的可能故障或事故的早期階段發(fā)出警告。
[0007]為了應(yīng)用該檢測，每一飛行必須截取記錄的數(shù)據(jù)，而且每次飛行必須被截取到飛行階段。
[0008]實際上，事件的檢測受到當前飛行階段的影響。例如，在飛行器的起飛期間，當在巡航時不希望同樣類型的事件。
[0009]因此，記錄數(shù)據(jù)的截取和截取方法的質(zhì)量能夠保證分析的相關(guān)性。
[0010]包括截取記錄的飛行數(shù)據(jù)的分析飛行數(shù)據(jù)的方法是已知的。
[0011]這些已知方法是基于設(shè)定關(guān)于某些飛行參數(shù)的值的判定標準。這些方法也是基于典型的事件理論序列。
[0012]最后，該標準使用單一來源參數(shù)。
[0013]問題在于，所使用的標準對于記錄錯誤(不連續(xù)或者超出界限的值)、對于飛機類型的多樣性、對于飛行操作的多樣性或者對于產(chǎn)生臨界情況的空中操作的未知因素是不穩(wěn)健的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明提出克服這些缺點中的至少一個。
[0015]為此目的，本發(fā)明提出了一種分析在飛行器的至少一次飛行期間記錄的飛行數(shù)據(jù)的方法，所述飛行數(shù)據(jù)包括關(guān)于所述飛行的特征參數(shù)的數(shù)據(jù)，所述方法包括以下步驟:確定飛行的狀態(tài)模式，所述狀態(tài)模式包括若干狀態(tài)，每個狀態(tài)對應(yīng)于所述飛行器的可能飛行階段，所述狀態(tài)模式包括轉(zhuǎn)換以及至少一個標準，所述轉(zhuǎn)換限定在這些所說的狀態(tài)中的改變，所述至少一個標準用于初始化狀態(tài)模式，所述初始化標準對應(yīng)于所述狀態(tài)模式的初始狀態(tài)，每個轉(zhuǎn)換和每個初始化標準取決于可以在所述飛行器的飛行期間記錄的至少一個特征參數(shù)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的方法還依次地包括下列步驟:
[0017]-提取記錄的飛行數(shù)據(jù)，所述飛行數(shù)據(jù)關(guān)于所述飛行器的特征參數(shù)；
[0018]-根據(jù)關(guān)于所述飛行器的特征參數(shù)的飛行數(shù)據(jù)計算初始化標準，以便檢測所述飛行數(shù)據(jù)開始對應(yīng)所述狀態(tài)模式的初始狀態(tài)的初始時刻；
[0019]-在所述初始時刻之后根據(jù)關(guān)于記錄的特征參數(shù)的飛行數(shù)據(jù)來計算所述狀態(tài)模式的多個轉(zhuǎn)換，以便檢測關(guān)于所述飛行器的特征參數(shù)的飛行數(shù)據(jù)開始對應(yīng)所述狀態(tài)模式的狀態(tài)改變的時刻；
[0020]-根據(jù)由此確定的時刻截取所述飛行數(shù)據(jù)，以便將記錄的飛行數(shù)據(jù)與飛行階段匹配。
[0021]通過下述特征(單獨采用或者以其在技術(shù)上的任意可能組合)，有利地完成了本發(fā)明；
[0022]-所述轉(zhuǎn)換的計算包括在所述初始狀態(tài)的檢測之后至少一個所述狀態(tài)模式的轉(zhuǎn)換的計算，其給出從所述初始狀態(tài)轉(zhuǎn)到對應(yīng)于飛行階段的被稱為當前狀態(tài)的狀態(tài)的概率。
[0023]-所述轉(zhuǎn)換的計算包括至少一個轉(zhuǎn)換的計算，其給出從所述當前狀態(tài)轉(zhuǎn)到晚于所述當前狀態(tài)的狀態(tài)的概率。
[0024]-確定在兩個轉(zhuǎn)換之間的時間間隔，以便確定所述飛行數(shù)據(jù)對應(yīng)所述狀態(tài)模式的狀態(tài)的時間段。
[0025]-狀態(tài)模式的初始狀態(tài)是正在巡航的飛行器或處于飛行結(jié)束時的飛行器。
[0026]-轉(zhuǎn)換的計算包括依據(jù)關(guān)于所述飛行器的至少一個特征參數(shù)的飛行數(shù)據(jù)來計算判定標準。
[0027]-消除在所述飛行數(shù)據(jù)開始對應(yīng)初始狀態(tài)的時刻之前的所述飛行數(shù)據(jù)。
[0028]-所述特征參數(shù)為:垂直加速度、水平加速度、縱向加速度、高度、副翼的配置、垂直速度和水平速度、氣壓高度、雷達高度、起落架的狀態(tài)、航向。
[0029]所述狀態(tài)模式的狀態(tài)為:飛行結(jié)束、發(fā)動機啟動、滑出、起飛、拒絕起飛、第二環(huán)節(jié)、初始上升、上升、下降、巡航、進場、復飛、最終進場、著陸、觸地復飛、滑入。
[0030]本發(fā)明還涉及一種用于分析飛行數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，包括處理單元和存儲單元，所述處理單元適用于應(yīng)用根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項的方法，所述存儲單元用于存儲狀態(tài)模式。
[0031]本發(fā)明具有多個益處。
[0032]記錄的數(shù)據(jù)的截取是自動的，而飛行和階段的手動截取將會耗費每一飛行至少五分鐘。
[0033]截取對于記錄錯誤是穩(wěn)健的。
[0034]所使用的標準不依賴飛機的類型，這是因為所使用的參數(shù)是在所有飛行器上都記錄的一般參數(shù)。
[0035]截取的精確性也得到了進一步的提升。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]根據(jù)下面的描述，本發(fā)明的其他特征、目標和優(yōu)點將會變得明顯，下面的描述是純示意的而非限制，而且應(yīng)當參考所附附圖進行閱讀，在所述附圖中:
[0037]-圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的方法的步驟；
[0038]-圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的狀態(tài)模式；
[0039]-圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的確定轉(zhuǎn)換的實例。

【具體實施方式】
[0040]如同在介紹中所提及闡述的，飛行數(shù)據(jù)在飛機的至少一次飛行期間得到記錄飛行數(shù)據(jù)。
[0041]這些飛行數(shù)據(jù)對應(yīng)于記錄的飛行器的參數(shù)。其可以是速度、高度、副翼的位置等坐寸ο
[0042]這些記錄數(shù)據(jù)以矩陣的形式被接收，其每一行對應(yīng)于飛行期間的飛行器參數(shù)的記錄。
[0043]為了將飛行數(shù)據(jù)與飛行階段聯(lián)系起來，每一飛行階段地記錄的飛行數(shù)據(jù)被適當?shù)亟厝　?br> [0044]一旦它們被得到了截取，則它們可以以相關(guān)方式對它們進行分析。
[0045]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的用同于分析飛行數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)包括存儲單元10、處理單元20和顯示單元30，其中處理單元20包括處理器(未顯示)。
[0046]存儲單元10包括存儲器(未顯示)，以用于存儲源自飛行器數(shù)次飛行期間的記錄的飛行數(shù)據(jù)。這樣的存儲單元10可以由用硬盤或SSD或者任何其他可移除且可重寫存儲裝置構(gòu)件(USB盤、記憶卡等)形成。
[0047]處理單元20能夠應(yīng)用用于實現(xiàn)分析飛行數(shù)據(jù)的方法(見后文)。存儲單元10可以是處理單元20的R0M/RAM存儲器、USB盤、記憶卡。這樣的處理單元是例如計算機(多個計算機)、處理器(多個處理器)、微控制器(多個微控制器)、微型計算機(多個微型計算機)、可編程邏輯控制器(多個可編程邏輯控制器)、專用集成電路(多個專用集成電路)、其他可編程電路(多個可編程電路)或其他包括計算機的設(shè)備，比如工作站。
[0048]顯示單元30能夠顯示該方法的結(jié)果，尤其是截取的飛行數(shù)據(jù)。這樣的顯示單元可以是例如計算機屏幕、監(jiān)視器、平面屏幕、等離子屏幕或已知類型中任何其他類型的顯示設(shè)備。
[0049]關(guān)于圖2，描述了用于分析飛行數(shù)據(jù)的方法。
[0050]在第一步驟100中，飛行的狀態(tài)模式(或狀態(tài)機)得以確定。這樣的確定可以是將狀態(tài)模式裝載到分析系統(tǒng)的存儲單元10中。
[0051]圖3示出了這樣的狀態(tài)模式。該狀態(tài)模式特別存儲在圖1的用于分析飛行數(shù)據(jù)的系統(tǒng)的存儲單元10中。
[0052]這樣的狀態(tài)模式包括若干狀態(tài)EO、EO ’、E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8、E9、E10、E11、E12、E13、E14、E15、E16。
[0053]每個狀態(tài)對應(yīng)于在飛行期間飛行器可能處于的可能飛行階段。
[0054]這些飛行階段是:飛行結(jié)束E0、發(fā)動機啟動E1、滑出E2、起飛E3、拒絕起飛E4、第二環(huán)節(jié)E5、初始上升E6、上升E7、下降E8、巡航E0’、進場E10、復飛E9、最終進場E11、著陸E12、觸地復飛(touch and go) E14、滑入 E15。
[0055]關(guān)于不同飛行階段的解釋可以參考文獻:商用航空安全組，國際民航組織，“phaseof flight definit1ns and usage notes，，, 2010 年 6 月。
[0056]狀態(tài)模式包括轉(zhuǎn)換，1'1、了2、了3、了4、了5、了6、了7、了8、了9、1'10、1'11、1'12、1'13、1'14、1'15、T16、T17、T18、T19、T20、T21、T22、T23、T24，所述轉(zhuǎn)換限定了不同狀態(tài)之間的切換。
[0057]狀態(tài)模式還包括兩個初始化標準TC、TC’，其對應(yīng)于狀態(tài)模式的初始狀態(tài)E0、E0’。
[0058]初始化標準TO、T0’兩者是狀態(tài)模式中的兩個可能輸入。
[0059]每個轉(zhuǎn)換以及每個初始化標準取決于至少一個可以在飛行器的飛行期間記錄的特征參數(shù)。
[0060]特征參數(shù)優(yōu)選在多數(shù)飛行器中常規(guī)記錄的參數(shù)。
[0061]這些參數(shù)是(在航空學中所使用的常用術(shù)語):渦輪旋轉(zhuǎn)速度(N2)、發(fā)動機燃料流
1、發(fā)動機燃料流2、廢氣溫度(EGT)、垂直加速度、縱向加速度、高度、起落架的位置、航向、相對地面的速度、副翼的配置、垂直速度、馬赫數(shù)、氣壓高度、雷達高度。
[0062]在本分析方法的范圍內(nèi)，在第二步驟200中，從記錄的飛行數(shù)據(jù)中提取關(guān)于飛行器的特征參數(shù)的飛行數(shù)據(jù)。這些參數(shù)已在上面列出。
[0063]為了繼續(xù)進行飛行數(shù)據(jù)的截取，在步驟300中，計算初始化標準。具體來說，將檢測對應(yīng)于飛行器的初始狀態(tài)的飛行數(shù)據(jù)所在的記錄時刻。狀態(tài)模式的初始狀態(tài)是“飛行器正在巡航”E0’或“飛行器處于飛行結(jié)束”E0。
[0064]該步驟300例如能夠消除關(guān)于不完整飛行的飛行數(shù)據(jù)，即，消除在飛行數(shù)據(jù)對應(yīng)初始狀態(tài)的時刻之前的飛行數(shù)據(jù)。
[0065]替代地，也可以分析這些數(shù)據(jù)以為其他目的，這是因為飛行階段可能不與這些數(shù)據(jù)相聯(lián)系。
[0066]接下來，在步驟400中，在初始時刻之后將根據(jù)關(guān)于記錄的特征參數(shù)的飛行數(shù)據(jù)來計算狀態(tài)模式的若干轉(zhuǎn)換，以便檢測關(guān)于飛行器的特征參數(shù)的飛行數(shù)據(jù)對應(yīng)狀態(tài)模式的狀態(tài)改變的時刻。
[0067]換句話說，一旦檢測到了初始狀態(tài)，將檢測來自該檢測的初始狀態(tài)的可能轉(zhuǎn)換中的一個。然后將重復該用于計算轉(zhuǎn)換的階段，以便處理全部的有效記錄持續(xù)時間。
[0068]應(yīng)當注意，轉(zhuǎn)換的計算包括依據(jù)關(guān)于飛行器的至少一個特征參數(shù)的飛行數(shù)據(jù)來計算判定標準。
[0069]例如，如圖3所示，如果從狀態(tài)EO開始，檢測到轉(zhuǎn)換T5，則可以得到飛行器處于狀態(tài)E2的結(jié)論。
[0070]因此，通過檢測轉(zhuǎn)換，可以推測飛行數(shù)據(jù)對應(yīng)狀態(tài)模式的狀態(tài)期間的時間間隔。
[0071]因此，根據(jù)轉(zhuǎn)換檢測，可以得到狀態(tài)改變的結(jié)論。
[0072]通過使用狀態(tài)模式，能以避免窮舉搜索。實際上，從一個狀態(tài)開始，只會檢測到有限數(shù)量的轉(zhuǎn)換。
[0073]在探測轉(zhuǎn)換之后，在步驟500在，根據(jù)由此確定的時刻截取飛行數(shù)據(jù)，以便使得記錄的飛行數(shù)據(jù)對應(yīng)于飛行階段。
[0074]該方法在記錄的每一秒處執(zhí)行。然而，在更高的頻率需要某些參數(shù)，因此算法的迭代可以使用在位于程序的執(zhí)行步驟(IHz)之外的時刻的參數(shù)值。
[0075]如上所述，轉(zhuǎn)換取決于飛行器的至少一個特征參數(shù)。
[0076]轉(zhuǎn)換可以取決于單一特征參數(shù)。在該情況下，轉(zhuǎn)換根據(jù)關(guān)于該特征參數(shù)的飛行數(shù)據(jù)來計算，而且之后的轉(zhuǎn)換與閾值比較，以便例如確定是否檢測到轉(zhuǎn)換。
[0077]轉(zhuǎn)換可以取決于若干特征參數(shù)。在該情況下，對關(guān)于這些特征參數(shù)的飛行數(shù)據(jù)進行處理，對它們進行組合而且將結(jié)果與閾值進行比較，以便例如確定是否檢測到轉(zhuǎn)換。
[0078]作為計算起飛狀況的實例，將使用四個參數(shù):發(fā)動機燃料流1，以便檢測發(fā)動機I正在聚集動量；發(fā)動機燃料流2，以便檢測發(fā)動機2正在聚集動量；相對地面的速度，以便檢測飛行器正在移動；以及縱向加速度，以便檢測飛行器正處于加速階段。
[0079]進行轉(zhuǎn)換的計算的同時，首先檢查若干參數(shù)，并將權(quán)重關(guān)聯(lián)至每個檢測。
[0080]檢測的參數(shù)如下:
[0081]-如果關(guān)于發(fā)動機燃料流I的參數(shù)等于特定值至少3秒，則發(fā)動機I正在聚集動量;
[0082]-如果關(guān)于發(fā)動機燃料流I的參數(shù)等于特定值至少3秒，則發(fā)動機2正在聚集動量;
[0083]-如果相對地面的速度大于5海里每小時，則飛行器正在移動；
[0084]-如果縱向加速度大于0.1g,則飛行器正在加速。
[0085]對于每個檢查，如果滿足條件，關(guān)聯(lián)值1，如果不滿足，關(guān)聯(lián)值零。
[0086]為了檢測飛行器正在起飛，如果將四個條件相加，得到至少為3的值(四個條件中滿足了三個)，則將檢測到轉(zhuǎn)換。
【權(quán)利要求】
1.一種分析在飛行器的至少一次飛行期間記錄的飛行數(shù)據(jù)的方法，所述飛行數(shù)據(jù)包括關(guān)于所述飛行的特征參數(shù)的數(shù)據(jù)，所述方法包括以下步驟: -確定飛行的狀態(tài)模式(10)，所述狀態(tài)模式包括若干狀態(tài)(E0-E16、E0’)，每個狀態(tài)對應(yīng)于所述飛行器的可能飛行階段，所述狀態(tài)模式包括轉(zhuǎn)換(T1-T19)以及至少一個標準(Τ0-Τ0’)，所述轉(zhuǎn)換限定在這些所說的狀態(tài)之間的切換，所述至少一個標準(Τ0-Τ0’)用于所述狀態(tài)模式的初始化，所述初始化標準(TO、TO’ )對應(yīng)于所述狀態(tài)模式的初始狀態(tài)(E0、E0’)，每個轉(zhuǎn)換和每個初始化標準取決于能夠在所述飛行器的飛行期間記錄的至少一個特征參數(shù)； 所述方法還依次地包括以下步驟: -從記錄的飛行數(shù)據(jù)中提取關(guān)于所述飛行器的特征參數(shù)的飛行數(shù)據(jù)(20)； -根據(jù)關(guān)于所述飛行器的特征參數(shù)的飛行數(shù)據(jù)計算初始化標準(30)，以便檢測所述飛行數(shù)據(jù)開始對應(yīng)所述狀態(tài)模式的初始狀態(tài)的初始時刻； -在所述初始時刻之前根據(jù)關(guān)于記錄的特征參數(shù)的飛行數(shù)據(jù)來計算所述狀態(tài)模式的多個轉(zhuǎn)換(40)，以便檢測關(guān)于所述飛行器的特征參數(shù)的飛行數(shù)據(jù)開始對應(yīng)所述狀態(tài)模式的狀態(tài)改變的時刻； -依據(jù)由此確定的時刻截取所述飛行數(shù)據(jù)(50)，以便將記錄的飛行數(shù)據(jù)與飛行階段匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)換的計算包括在所述初始狀態(tài)的檢測之后至少一個所述狀態(tài)模式的轉(zhuǎn)換的計算，其給出從所述初始狀態(tài)轉(zhuǎn)到對應(yīng)于飛行階段的被稱當前狀態(tài)的狀態(tài)的概率。
3.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)換的計算包括至少一個轉(zhuǎn)換的計算，其給出從所述當前狀態(tài)轉(zhuǎn)到晚于所述當前狀態(tài)的狀態(tài)的概率。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其中確定在兩個轉(zhuǎn)換之間的時間間隔，以便確定所述飛行數(shù)據(jù)對應(yīng)所述狀態(tài)模式的狀態(tài)的持續(xù)時間。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其中所述狀態(tài)模式的初始狀態(tài)是正在巡航的飛行器或者處于飛行結(jié)束時的飛行器。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其中轉(zhuǎn)換的計算包括依據(jù)關(guān)于所述飛行器的至少一個特征參數(shù)的飛行數(shù)據(jù)來計算判定標準。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其中消除了在所述飛行數(shù)據(jù)開始對應(yīng)初始狀態(tài)的時刻之前的所述飛行數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其中所述特征參數(shù)為:垂直加速度、水平加速度、縱向加速度、高度、副翼的配置、垂直速度和水平速度、氣壓高度、雷達高度、起落架的狀態(tài)、航向。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其中所述狀態(tài)模式的狀態(tài)為:飛行結(jié)束、發(fā)動機啟動、滑出、起飛、拒絕起飛、第二環(huán)節(jié)、初始上升、上升、下降、巡航、進場、復飛、最終進場、著陸、觸地復飛、滑入。
10.一種用于分析飛行數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，包括處理單元和存儲單元，所述處理單元適用于應(yīng)用根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項的方法，所述存儲單元用于存儲狀態(tài)模式。
【文檔編號】G05B23/02GK104246637SQ201380018475
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月4日
【發(fā)明者】E·加尼爾迪拉巴爾艾爾, V·勒菲弗 申請人:薩熱姆防務(wù)安全公司