一種通過話音電臺實時傳輸飛機緊急狀態(tài)的方法
【專利說明】一種通過話音電臺實時傳輸飛機緊急狀態(tài)的方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明一種通過話音電臺實時傳輸飛機緊急狀態(tài)的方法，屬于飛行安全領(lǐng)域。即 軍機或民機在飛行中遭遇特殊情況時，由機載飛行參數(shù)記錄系統(tǒng)（以下簡稱飛參)判斷出特 殊情況的類型和級別，通過機載無線電通話系統(tǒng)發(fā)送到機場塔臺指揮員，由地面指揮員提 醒或協(xié)助飛行員完成處置工作。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 目前，在進行飛行訓(xùn)練和完成各種任務(wù)的過程中，因機械原因、飛行員身體狀況、 注意力分配以及惡劣天氣等原因，不可避免的會遇到特殊情況，在發(fā)生特殊情況時，飛行員 應(yīng)第一時間報告指揮員，由指揮員協(xié)助飛行員共同完成特殊情況的處置，但實際上由于受 訓(xùn)練水平、心理品質(zhì)及個人素質(zhì)等因素的影響，往往發(fā)生對特殊情況判斷不準(zhǔn)、報告不清及 過晚報告的情況，容易使地面指揮員難以發(fā)揮作用，喪失最寶貴的初始處置時機。因此，在 這種情況下，如果指揮員能第一時間獲得飛機的狀況報告，那么對預(yù)防事故發(fā)生具有重要 的作用。但目前通常采用的方法是通過加掛專用吊艙或?qū)Ｓ秒娕_的方式將飛行數(shù)據(jù)發(fā)送至 地面站，通過地面的處理來了飛行狀況，但這樣一來占用了飛機有限的掛載能力，另外新增 電臺不僅使飛機的重量增加，同時還影響飛機的電磁兼容、空氣動力特性以及經(jīng)濟性，因此 難以對所有飛機采用這種相對昂貴的方法。為了解決這個矛盾，本發(fā)明可在現(xiàn)有話音電臺 的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)特殊情況發(fā)送的能力。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003] 目的：
[0004] 本發(fā)明的目的是在不增加飛機硬件的基礎(chǔ)上，利用飛行數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)所采集的飛 機平臺各機載設(shè)備實時發(fā)送的狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過專家系統(tǒng)的方法，將危及飛行安全的特殊情 況從數(shù)據(jù)流中判斷出來，然后根據(jù)預(yù)先定義的特殊情況編碼，通過操縱無線電鍵控開關(guān)的 方式，及時發(fā)送至地面指揮員。
[0005] 所述專家系統(tǒng)是人工智能領(lǐng)域的專有名詞，領(lǐng)域?qū)＜医o出經(jīng)驗，將經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為用 數(shù)值表示的邏輯表達(dá)式，并將邏輯表達(dá)式采用邏輯運算的方式構(gòu)造成規(guī)則庫，使規(guī)則庫內(nèi) 容正確表達(dá)出領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗，系統(tǒng)運行時對數(shù)值信息依據(jù)規(guī)則庫進行邏輯判斷，得出經(jīng) 驗的結(jié)論。專家系統(tǒng)中最重要的部分是規(guī)則庫，即一個或多個邏輯表達(dá)式及其運算，只要提 供出規(guī)則庫，則專家系統(tǒng)的運行就成為普通的順序執(zhí)行的軟件系統(tǒng)。
[0006] 技術(shù)方案：
[0007] 本發(fā)明一種通過話音電臺實時傳輸飛機緊急狀態(tài)的方法，該方法包括兩種工作模 式，一種是自動方式，包括預(yù)備工作、機上工作和地面工作三個部分;另一種是手動方式。
[0008] 自動方式 [0009] 1.預(yù)備工作：
[0010]預(yù)備工作指明確要被實時監(jiān)控的特殊情況名稱、參數(shù)表征特征以及特殊情況編 號，另外，還需整理此特殊情況所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)處置過程，以備指揮員參考。
[0011] 所述特殊情況名稱是特殊情況發(fā)生時在地面指揮員席位上顯示的提示題目。
[0012] 所述參數(shù)表征特征是特殊情況的數(shù)據(jù)特點。常見特殊情況及其特征如下:第一，進 入復(fù)雜狀態(tài)時，一般有較大的側(cè)向加速度，失速時有較大的迎角和較小的速度以及橫向的 擺動;第二，嚴(yán)重偏離航線時，有偏航距較大及高度與預(yù)定高度偏差較大這些特征;第三，可 控觸地時，一般有較低的無線電高度、持續(xù)的高度降低和較高的速度;第四，遇到雷暴或風(fēng) 切變時，有突然變化的迎角、過載和航姿特征;第五，重要機載設(shè)備故障時，設(shè)備的參數(shù)會喪 失相關(guān)性;第六，飛行員部分喪失意識時，飛機的高度、速度、姿態(tài)會不斷的無規(guī)則的擺動， 且高度速度改變與發(fā)動機使用方式明顯與正常時不符。特殊情況數(shù)量可以以軟件配置的方 式擴充。利用這些特征可以在持續(xù)的飛參產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流中實時判斷處于何種特殊情況。典 型特征參數(shù)及其組合見表1:
[0013] 表1特殊情況特征參數(shù)表
[0015] 特殊情況編號指由電臺發(fā)送的，用于表明何種特殊情況的數(shù)值，地面設(shè)備解調(diào)出 此編號即可給出發(fā)生的特殊情況名稱。復(fù)雜狀態(tài)為01，偏航為02,可控觸地為03,惡劣天氣 為04，設(shè)備故障為05，失能為06。
[0016] 2.機上工作：
[0017] 機上工作指根據(jù)預(yù)備工作提供的信息，由機上飛參分析數(shù)據(jù)流，判斷特殊情況發(fā) 生后操縱電臺向地面指揮員發(fā)送特殊情況問題的過程。飛參在接收數(shù)據(jù)流的同時，發(fā)送數(shù) 據(jù)流進入嵌入式的專家系統(tǒng)中，專家系統(tǒng)實時掃描當(dāng)前及歷史數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)滿足特殊情況 匹配特征時，則激活飛參的采集器內(nèi)的電子開關(guān)，通過控制的話音電臺的鍵控開關(guān)信號接 地的方法來發(fā)送信息。
[0018] 首先獲取當(dāng)前無線電鍵控信息，確認(rèn)未按下時，接通1秒的、連續(xù)發(fā)送的、以發(fā)話即 輻射信號表示1以不發(fā)話即不輻射信號表示〇、時隙10毫秒(典型值為l〇ms，可根據(jù)電臺工作 性能調(diào)整該參數(shù))的發(fā)送動作，表示將有信息發(fā)布，此時空域內(nèi)包括地面都會收到此話音信 號，同時指揮員席位顯示出"特殊情況申請"，此時可由指揮員發(fā)出指令"靜默"，防止此時恰 好有電臺輻射影響特殊情況內(nèi)容發(fā)布，兩秒之后，飛參控制無線電鍵控信號接地與否的、連 續(xù)發(fā)送以輻射信號表示1以空白信號表示〇,時隙0.01秒的包含機號、特殊情況號及校驗位 的連續(xù)數(shù)據(jù)流;為防止由于空中有多架飛機同時發(fā)生特殊情況、或發(fā)生特殊情況時恰好通 信信道被占用等信號相互干擾的情況，在首次發(fā)布后，自動按照TCP協(xié)議中碰撞檢測后的 "二進制退避算法"方法，再次擇機發(fā)送，確保不會受到相互影響。當(dāng)再次發(fā)送后，將默認(rèn)該 種特情已經(jīng)處置完畢，不再進行判斷，防止持續(xù)影響無線電通話。若同時發(fā)生多種特情，則 按照專家系統(tǒng)判斷的結(jié)果順序，依次發(fā)送。
[0019] 3.地面工作：
[0020] 地面工作指地面電臺接收機解調(diào)出所發(fā)布特殊情況的過程。在地面電臺接收中， 對收到的無線電輻射信號的時間序列進行計算，若發(fā)現(xiàn)具有以固定時長的時隙單位的輻射 與否的規(guī)律性斷續(xù)信號，則激發(fā)檢波軟件向指揮員席位顯示特殊情況通報申請，指揮員發(fā) 出"無線電靜默"的命令后，將信道讓出來，由飛參控制鍵控開關(guān)完成特殊情況發(fā)布過程，此 時地面電臺檢波軟件根據(jù)輻射與否的信息，翻譯出飛機號、特殊情況號，并將特殊情況處置 的建議流程顯示在指揮員席位上，供指揮員參考。之后，指揮員根據(jù)特殊情況號及建議及時 與飛行員溝通，提供正確及時的指揮。
[0021] 手動方式工作：
[0022] 若飛行員感覺飛機處于特殊情況狀態(tài)，或其他需要向地面報告的時候，可采用手 動方式工作。飛參的數(shù)據(jù)流特征未被判據(jù)識別時，飛參不會自動報告。但飛行員覺得有必要 向地面?zhèn)魉痛藭r的飛機狀態(tài)，則利用人工接通發(fā)送狀態(tài)來發(fā)布信息。接通方法是口頭報告 指揮員"要發(fā)送數(shù)據(jù)"，待指揮員發(fā)出"靜默"命令使信道讓出后，特殊情況飛機的飛行員通 過手動連續(xù)按壓發(fā)話按鈕3次的方式通知飛參，因這種連續(xù)按壓方式不可能在正常使用電 臺發(fā)話時出現(xiàn)，故可以顯著區(qū)別于正常使用。之后，飛參按照接收到發(fā)送命令之時起，發(fā)送 當(dāng)前時刻為起始的歷史上10秒的重要數(shù)據(jù)。重要數(shù)據(jù)包括航向8位、俯仰8位、傾斜8位、高度 12位、速度12位、轉(zhuǎn)速7位、排溫7位、法/軸/側(cè)向過載各8位這10個數(shù)，計及4位校驗碼共90 位。發(fā)送一秒數(shù)據(jù)需耗時90個時隙即900毫秒（以IOms時隙為例）。
[0023]本發(fā)明優(yōu)點及功效在于：
[0024] 本發(fā)明的優(yōu)勢在于能夠自動對飛機整體數(shù)據(jù)進行綜合、全面、連續(xù)的監(jiān)測，這是區(qū) 別于一般監(jiān)控系統(tǒng)的重要特征，此特征在航電系統(tǒng)相對落后的飛機上優(yōu)勢更為明顯，可作 為全機的狀態(tài)監(jiān)控中心。同時，嵌入式特殊情況判斷模塊能夠?qū)崟r掃描飛機當(dāng)前狀態(tài)，并在 特殊情況發(fā)生、發(fā)展的過程中自動向地面報告。另外，依靠飛機自身具有的話音通信功能， 不需增加專用電臺或吊艙，經(jīng)濟性好，可實施性強，外場改裝簡單。 【【附圖說明】】
[0025] 圖1為系統(tǒng)機上工作流程圖。
[0026]圖2為系統(tǒng)地面工作流程圖。
[0027]圖3為手動工作方式流程圖。
[0028] 圖4為自動發(fā)送狀態(tài)電子開關(guān)工作時序。
[0029] 圖5為手動發(fā)送數(shù)據(jù)的電子開關(guān)工作時序。 【【具體實施方式】】
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