СПОСОБ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ПОДДЕРЖКИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЭКИПАЖА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 1994 года по МПК G08B23/00 B64C19/00 

Изобретение относится к системам интеллектуальной поддержки - СИП (экспертным системам) деятельности операторов эргатических систем, в частности деятельности экипажей летательных аппаратов (ЛА) и руководителей полетов (РП), и касается способа представления информации экипажу ЛА и РП по действиям в особых случаях полета (ОСП). Изобретение также может быть использовано в различных областях промышленного производства, где есть сложная операторская или технологическая деятельность.

Известен способ подсказки летчику, реализованный в экспертной системе пиктографической подсказки летчику вертолета безопасных режимов пилотирования по динамике веса, центровки, крутящего момента при такелажно-транспортных операциях с грузами на внешней подвеске и внутри фюзеляжа.

Известный способ заключается в измерении полетной информации, вычислении и выдаче летчику на дисплей информацию о фактической и требуемой мощности (тяге) двигателей в определенных условиях полета, исходя из полетного веса вертолета и загрузки его внутренних отсеков, хранящихся в памяти процессора, фактической величины груза на внешней подвеске и данных о высоте полета, температуре наружного воздуха и остатка топлива, которые вводятся вручную.

По команде летчика система выдает на дисплей данные о фактическом остатке топлива, часовом расходе топлива, высоте полета, состоянии противообледенительной системы и веса груза на каждом из трех крюков наружной подвески. Кроме того, вводятся вручную и фиксируются такие данные, как полетный вес, центр тяжести, резервный уровень топлива, тип двигателя. Эти данные хранятся в памяти процессора и могут быть затребованы на дисплей по желанию летчика.

Основными недостатками известного способа являются:
- большое количество манипуляций на пульте управления процессора для получения необходимой для летчика информации, что совершенно неприемлемо при пилотировании в сложной полетной ситуации;
- недостаточно оптимальный, с точки зрения времени восприятия и переработки информации, способ ее представления буквенно-цифровой;
- отсутствие возможности осуществления контроля экспертной системы за точностью выполняемых летчиком операций.

Задачей изобретения является повышение безопасности полетов за счет повышения эффективности восприятия и переработки информации, уменьшения вероятности ошибочных действий экипажа и обеспечения контроля за деятельностью экипажа ЛА по парированию ОСП.

Это достигается тем, что в способе интеллектуальной поддержки деятельности экипажа летательного аппарата, заключающемся в том, что измеряют полетную информацию, вводят ее в вычислительный комплекс и обрабатывают по программе, предварительно кодируют особые случаи полета с помощью пиктографических знаков и вводят их в блок памяти вычислительного комплекса, осуществляют анализ измеренной полетной информации и при возникновении особого случая полета предъявляют на дисплее информацию о последовательности необходимых операций экипажу по парированию особого случая полета, при этом информацию предъявляют в виде видеокарты, причем каждую последующую видеокарту предъявляют после правильного выполнения действий, указанных на предыдущей, при неправильно выполненных последовательности операций или их содержании предъявляют информацию о том, кто из членов экипажа совершил ошибку и о способе ее исправления.

Информацию на дисплей предъявляют в виде системы пиктографических знаков и следующих элементов, выполненных в виде функциональных линий "делать", "контролировать", "ожидать".

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего данный способ; на фиг. 2 - кабина самолета с дисплеем и пультом управления СИП; на фиг. 3 - пульт управления СИП; на фиг.4 - внешний вид видеокарты, предъявляемой экипажу ЛА, на примере ОСП "Уход на второй круг с одним отказавшим двигателем".

Блок-схема устройства, изображенного на фиг.1, включает процессор 1, куда поступает электроэнергия от блока 2 питания. Туда же через интерфейсный блок 3, состоящий из мультиплексного аналого-цифрового преобразователя и мультиплексного цифрового преобразователя, поступают сигналы от датчиков 4, установленных в агрегатах и системах ЛА. Процессор 1 функционально связан системами обратной связи с арифметическим сопроцессором 5, блоками 6 и 7 оперативной и энергонезависимой памяти. Кроме этого, процессор связан с блоком 8 управления СИП, состоящим из панели клавиатуры и клавиатурного кодирующего устройства, и графическим процессором 9. Графический процессор связан с видеоадаптером 10, который связан с дисплеями 11 на рабочих местах членов экипажа ЛА.

Кабина экипажа ЛА представлена рабочими местами летчиков, где на передней приборной панели расположены два дисплея, а на горизонтальной панели, расположенной между креслами командира экипажа и его помощника, пульт управления СИП.

Пульт управления, представленный на фиг.3, состоит из трех функциональных полей. На правом верхнем функциональном поле расположены клавиши 12 "ВКЛ" и 13 "АВТОМАТ РУЧНОЙ" со светящимися трафаретами, а также регулятор 14 яркости изображения на дисплеях.

На левом верхнем функциональном поле расположены клавиши 15 "ТЕСТ", 16 "МЕНЮ", 17 "ВОЗВРАТ", 18 "ПРОДОЛЖЕНИЕ", 19 "ВЫБОР", 20 "ВВОД". На нижнем функциональном поле расположены цифровые клавиши от 0 до 9, клавиши 21 "ТОПЛИВО/ГРУЗ" и 22 "ОТМЕНА".

Внешний вид видеокарты, предъявляемой экипажу ЛА, показан на фиг.4 на примере ОСП "УХОД на второй круг с одним отказавшим двигателем". В левом верхнем информационном поле предъявлена информация о том, какой особый случай произошел. В правом верхнем информационном поле представлена информация о том, кто из членов экипажа принимает непосредственное участие в парировании данной аварийной ситуации. В центральном верхнем информационном поле предъявлена информация о необходимом условии для реализации возможности ухода на второй круг. В нижнем информационном поле предъявлена информация о необходимых операциях и их последовательности для выполнения ухода на второй круг с одним отказавшим двигателем.

Способ функционирует следующим образом.

Перед вылетом ЛА нажатием клавиши 12 "ВКЛ", расположенной на правом верхнем функциональном поле пульта управления СИП (фиг.3), производится включение СИП, при этом на клавише 12 загорается транспарант "ВКЛ" зеленого цвета, на клавише 13 "АВТОМАТ РУЧНОЙ" и лицевых панелях дисплеев 11 загорается транспарант "АВТОМ" зеленого звена.

После включения СИП в оперативную память БВК с помощью пульта управления вводится необходимая полетная информация:
- масса заправленного топлива;
- масса и расположение перевозимого груза, размещаемого внутри фюзеляжа ЛА и на его внешних подвесках;
Суммарная масса топлива вводится вручную в оперативную память БВК только в том случае, когда топливные баки перед вылетом заправлялись не полностью. Остаток топлива вычисляется процессором автоматически в течение всего полета по дискретным данным от датчиков-расходомеров. Остаток топлива и расходуемого в процессе выполнения полетного задания груза позволяют БВК в любой момент рассчитать полетную массу ЛА и расположение его центра тяжести для того, чтобы выдать правильную информацию экипажу ЛА по действиям в ОСП.

Перед набором массы топлива или груза с помощью цифровых клавиш, расположенных на нижнем функциональном поле пульта управления СИП (фиг.3), клавишей 21 "ТОПЛИВО/ГРУЗ" задается режим соответствия вводимой информации, при этом на клавише загорается соответствующий транспарант зеленого цвета (для изменения режима соответствия необходимо повторно нажать клавишу 21), а на дисплеях появляется мнемосхема ЛА (вид сверху) и надпись "Укажите массу топлива по группам топливных баков" или "Укажите массу грузов и их расположение". Расположение топлива и грузов на борту ЛА указывается маркером на экране при помощи клавиш 19 "ВЫБОР" и 20 "ВВОД", а численные значения задаются при помощи цифровых клавиш и клавиши 20 "ВВОД". Ошибочно введенные или требующие замены массы груза и топлива, а также их расположение по группам топливных баков и внутри ЛА отменяются при помощи клавиш 19 "ВЫБОР" и 22 "ОТМЕНА". Для этого маркер на экране дисплея, управляемый клавишами 19 "ВЫБОР", подводится к изменяемому значению и нажатием клавиши 22 "ОТМЕНА" производится стирание с экранов дисплеев ненужной информации. На освободившееся место, при необходимости, вводится новое значение массы топлива или груза.

При возникновении ОСП, например "Отказа двигателя", информация об отказе поступает от датчиков 4, расположенных в агрегатах и системах отказавшего двигателя, в процессор 1, который с помощью специального программного продукта идентифицирует и обрабатывает ее. Затем выводит необходимую информацию на экраны дисплеев 11, расположенных на рабочих местах членов экипажа ЛА.

Вся необходимая информация по ОСП хранится в блоке 7 энергонезависимой памяти. При возникновении ОСП и после его идентификация для ускорения информационного обмена информация об ОСП перезаписывается в блок 6 оперативной памяти БВК и находится там до окончания всего комплекса мероприятий по парированию ОСП. В процессе парирования данной аварийной ситуации процессор БВК 1 работает только с оперативной памятью.

После вывода информации ("подсказка") на экраны дисплеев 11 СИП начинает работать в режиме контроля - каждую выполненную операцию датчики 4 систем регистрируют и посылают соответствующий сигнал в процессор 1 БВК, где он обрабатывается. После его обработки, в случае правильного выполнения предписываемой "подсказкой", операции, информация о ней убирается с экранов дисплеев (реализуется принцип предъявления информации - "динамическая подсказывающая строка"). Если член экипажа ЛА выполнил все предписываемые ему операции, то вместе с последней выполненной им операцией убирается и соответствующий данному члену экипажа пиктографический знак, расположенный в правом верхнем информационном поле видеокарты.

В случае неправильного выполнения кем-либо из членов экипажа ЛА операции (например, старший бортовой инженер (СБИ) не закрыл противопожарный кран на отказавшем двигателе), на экраны бортовых дисплеев немедленно выводится видеокарта с информацией о том, что неправильно выполнил предписываемую "подсказкой" операцию и как эту операцию необходимо выполнить (закрыть противопожарный кран). После устранения ошибки СИП продолжает выдавать информацию о дальнейших операциях по парированию ОСП.

После выполнения всех предписываемых СИП операций по парированию ОСП, оперативная память БВК и экраны дисплеев 11 очищаются от использованной информации, затем вся система специальным программным продуктом приводится в исходное состояние.

Ручной режим функционирования СИП предназначен для использования при повреждении линий связи с датчиками 4, расположенными в агрегатах и системах ЛА, при обучении экипажа действиям в ОСП, а также при использовании СИП на рабочем месте РП.

Для перевода СИП в ручной режим функционирования необходимо нажатием клавиши 12 на пульте управления (фиг.3) включить СИП (если СИП был выключен), затем нажатием клавиши 13 переключить режим на "РУЧНОЙ" (при этом на клавише 13 и лицевых панелях дисплеев 11, расположенных на рабочих местах членов экипажа ЛА, должен загореться транспарант "РУЧНОЙ" желтого цвета). После этого, нажатием клавиши 16 "МЕНЮ", на экраны дисплеев вызывается меню (перечень) особых случаев полета, информация о которых записана в блок 7 энергонезависимой памяти БВК. Выбор информации по ОСП осуществляется путем перемещения маркера (специальной метки на экране дисплея) по меню с помощью клавиш 19 "ВЫБОР" и последующим нажатием клавиши 20 "ВВОД". После этого на экраны дисплеев 11 выводится информация по действиям в ОСП, который был указан маркером на меню в виде видеокарт.

В отличие от автоматического режима функционирования СИП видеокарта, предъявляемая в этом случае, статична. Перевод СИП в исходное состояние после парирования ОСП осуществляется путем нажатия клавиши 16 "ТЕСТ", расположенной на левом верхнем функциональном поле пульта управления. После этого на экранах дисплеев вновь появляется меню. Если на данной видеокарте меню нужного ОСП не оказалось, нажатием клавиши 18 "ПРОДОЛЖЕНИЕ" вызывается видеокарта с новым меню ОСП и т.д. Вызов предыдущей видеокарты осуществляется нажатием клавиши 17 "ВОЗВРАТ".

Если видеокарта ОСП имеет продолжение, то оно вызывается нажатием клавиши 18 "ПРОДОЛЖЕНИЕ", при необходимости можно вызвать на экраны дисплеев предыдущую видеокарту нажатием клавиши 17 "ВОЗВРАТ".

Перевод СИП в автоматический режим работы осуществляется нажатием клавиши 13 "АВТОМАТ/РУЧНОЙ", при этом на ней и на лицевых панелях дисплеев загорается транспарант "АВТОМ" зеленого цвета, а с экранов дисплеев убирается видеокарта меню ОСП.

Использование: изобретение относится к системам интеллектуальной поддержки (СИП)(экспертным системам) деятельности операторов эргатических систем, в частности деятельности экипажей летательных аппаратов (ЛА) и руководителей полетов (РП), и касается способа представления информации экипажу ЛА и РП по действиям в особых случаях полета (ОСП). Сущность изобретения: в основу изобретения положена задача интеллектуальной поддержки (СИП) деятельности экипажа ЛА, обеспечивающей возможность в автоматическом режиме производить диагностику агрегатов, систем и всего ЛА в целом при возникновении ОСП, для получения необходимой при его парировании информации ("подсказки"). При этом "подсказка" должна быть предъявлена каждому члену экипажа своевременно и в форме, позволяющей в кратчайшие сроки ее воспринять и применить. Кроме того, должен осуществляться контроль за деятельностью каждого члена экипажа и немедленно предупреждать о сделанных ошибках (обеспечивать обратную связь). В данном способе, включающем измерение и обработку полетной информации, вывод информации для экипажа на экраны дисплеев осуществляют в виде видеокарты, разделенной на четыре информационных поля, на левом верхнем информационном поле предъявляют информацию о характере особого случая полета, на правом верхнем поле - о том, кому из членов экипажа адресована информация, на центральном верхнем поле - об условиях выполнения операций по парированию особого случая полета, на нижнем поле - о характере, способах и последовательности выполнения операций по парированию особого случая, при этом всю информацию предъявляют в виде системы пиктографических знаков и связующих элементов, выполненных в виде функциональных линий "деталь", "контролировать" и "ожидать". 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. СПОСОБ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ПОДДЕРЖКИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЭКИПАЖА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, заключающийся в том, что измеряют полетную информацию, вводят ее в вычислительный комплекс и обрабатывают по программе, отличающийся тем, что предварительно кодируют особые случаи полета с помощью пиктографических знаков и вводят их в блок памяти вычислительного комплекса, осуществляют анализ измеренной полетной информации и при возникновении особого случая полета предъявляют на дисплее информацию о последовательности необходимых операций экипажу по парированию особого случая полета, при этом информацию предъявляют в виде видеокарты, причем каждую последующую видеокарту предъявляют после правильного выполнения действий, указанных на предыдущей, при неправильно выполненных последовательности операций или их содержании предъявляют информацию о том, кто из членов экипажа совершил ошибку и о способе ее исправления. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что информацию на дисплей предъявляют в виде системы пиктографических знаков и связующих элементов, выполненных в виде функциональных линий "делать", "контролировать", "ожидать".