СИСТЕМА РЕГИСТРАЦИИ ДАННЫХ Российский патент 2013 года по МПК G01D9/00 

Предлагаемое изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в бортовых системах регистрации информации, вырабатываемой системами и агрегатами контролируемых транспортных средств, например летательных аппаратов.

Известные системы регистрации данных содержат, в основном, блок сбора и преобразования информации, защищенный накопитель, пульт управления, цифровой преобразователь к бортовой радиостанции, индикатор состояния, контроллер защищенного накопителя, модуль обработки звуковой информации, блок съема информации (эксплуатационный бортовой накопитель) (патенты РФ №2411452, 2401988, МПК G01D 9/00).

Недостатками этих систем являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью обеспечить пилота текущей информацией о безошибочности передачи информации между блоками системы и исправности всех блоков и узлов системы регистрации.

Известна система регистрации данных, содержащая блок сбора и преобразования информации, защищенный накопитель, пульт управления, контроллера, блок обработки звуковой информации, блок обработки видеоинформации (патент РФ №2411452, МПК G01D 9/00).

Недостатками этой системы являются ограниченные функциональные возможности:

нет проверки вводимых данных с пульта управления из-за отсутствия обратной связи с блоком сбора и преобразования, что снижает достоверность вводимой информации;

передача с блоков обработки звуковой и видеоинформации происходит однонаправлено без обратной связи, что исключает повтор передачи данных при сбоях;

нет обратной связи между блоком сбора и бортовой системой отображения информации, что делает невозможным работу с кнопками обрамления системы отображения информации при выборе подрежима наземного контроля (НК) или просмотра задокументированных событий, так как современные системы отображения информации летательных аппаратов выполнены в виде многофункциональных индикаторов (МФИ) с копками обрамления и связаны по последовательному коду с системами самолета.

Известна система регистрации данных, содержащая блок сбора информации, пульт, защищенный накопитель, контроллер защищенного накопителя, блок съема информации, аудиоблок, цифровой преобразователь, индикатор состояния, информационный порт, видеоблок, коммутатор (патент РФ №2401988, МПК G01D 9/00).

Недостатками этой системы являются ограниченные функциональные возможности:

однонаправленная связь между цифровым преобразователем с блоками сбора и контроллером защищенного накопителя не дает возможность повторить информацию при сбоях в передаче и исключает проверку исправности цифрового преобразователя;

отсутствие связи блока сбора информации с наземной ЭВМ делает невозможным ввод градуировок в блок сбора, мониторинга входных и выходных параметров блока сбора, а также загрузку новых программ в этот блок (с пульта можно выбрать только одну из ранее загруженных в блок сбора программ);

отсутствует обратная связь с бортовой системой отображения информации.

Известна система регистрации данных, содержащая блок сбора и обработки информации, эксплуатационный бортовой накопитель, защищенный бортовой накопитель, дополнительный бортовой накопитель (патент РФ 2423671, МПК G01D 9/00, G11C 15/00, B64D 43/00).

Недостатками этой системы являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные отсутствием регистрации полетной видеоинформации в защищенном накопителе, что значительно затрудняет расследование летного происшествия, а при учебно-тренировочных полетах - расследование полетного задания.

Эта система, как наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату, принята за ближайший аналог (прототип).

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в модернизации и расширении функциональных возможностей системы путем введения блока обработки видеоинформации, что также позволяет сократить время расследования происшествия за счет оперативного получения достоверной информации.

Технический результат достигается тем, что система регистрации данных, содержащая блок сбора и обработки информации, который состоит из модуля сбора и преобразования информации, модуля контроля, модуля обработки полетной информации и модуля суммарной наработки, соединенных между собой по внутренней шине блока сбора и обработки информации, и имеет информационные входы-выходы для подключения к датчикам и системам контролируемого объекта, эксплуатационный бортовой накопитель, снабженный модулем суммарной наработки, защищенный бортовой накопитель, который состоит из защищенного накопителя, контроллера защищенного накопителя, модуля обработки звуковой информации и модуля суммарной наработки, соединенных между собой по внутренней шине защищенного бортового накопителя, дополнительный бортовой накопитель, выполненный с возможностью катапультироваться вместе с летчиком и содержащий модуль суммарной наработки, причем блок сбора и обработки информации соединен двунаправленной связью по последовательному коду с пультом управления, бортовой системой отображения информации, с цифровым преобразователем бортовой радиостанции и аппаратурой наземной обработки информации, эксплуатационным бортовым накопителем, дополнительным бортовым накопителем и защищенным бортовым накопителем, дополнительно снабжена блоком обработки видеоинформации, содержащим модуль суммарной наработки, причем блок обработки видеоинформации соединен последовательным двунаправленным кодом с блоком сбора и обработки информации.

На чертеже представлена структурная схема системы регистрации данных.

Система регистрации данных содержит блок 1 сбора и обработки информации (далее по тексту БСОИ1), состоящий из модулей: модуля 2 сбора и преобразования, выполненного на базе микросхем коммутаторов, аналого-цифровых преобразователей и микропроцессоров, модуля 3 контроля, который, в частности, может быть построен на базе микропроцессорных наборов, цифроаналоговых преобразователей в качестве источников аналоговых тестовых сигналов и формирователей разовых тестовых сигналов, модуля 4 обработки полетной информации, выполненного на базе микроЭВМ с зашитыми в ней алгоритмами обработки и преобразования полетной информации в форму, удобную для отображения (это может быть мнемоническая, графическая, табличная и иная другая форма представления информации, удобная для оператора), модуля 5 суммарной наработки блока БСОИ1; эксплуатационный бортовой накопитель 6 (далее по тексту ЭБН6), в состав которого входит съемная кассета с энергонезависимой памятью, которая может быть выполнена на базе микропроцессора, например, сигнального процессора типа DSP или на процессоре типа CPU-CORE и модуль 7 суммарной наработки ЭБН6; защищенный бортовой накопитель 8 (далее по тексту ЗБН8), состоящий из контроллера 9 защищенного накопителя, выполненного на базе микроЭВМ с интерфейсами связи с остальными блоками системы, модуля 10 обработки звуковой информации, который может быть построен на базе специализированных микросхем кодеков и микропроцессора со встроенным специальным программным обеспечением для обработки звуковой информации, защищенного накопителя 11, выполненного на базе микросхем с энергонезависимой памятью и модуля 12 суммарной наработки ЗБН8; дополнительный бортовой накопитель 13 (далее по тексту ДБН13) в состав которого входит микросхема с энергонезависимой памятью, которая может быть выполнена на базе микропроцессора, например, сигнального процессора типа DSP или на процессоре типа CPU-CORE и модуль 14 суммарной наработки ДБН13; блок 15 обработки видеоинформации (далее по тексту БОВ15) с модулем суммарной наработки 16. БОВ15 преобразует информацию с системы видеорегистрации (по выбранным алгоритмам сжатия) в последовательный код (например ETHERNET), которая через распределитель (типа HUB) в блоке БСОИ1 поступает в блок ЗБН8.

Модули 5, 7, 12, 14, 16 суммарной наработки соответственно блоков БСОИ1, ЭБН6, ЗБН8, ДБН13, БОВ15 представляют собой энергонезависимую память, в которую производится запись средней наработки То и средней наработки на отказ в полете Топ для подтверждения показателей надежности и контроля выработки ресурса блоков.

Система регистрации данных работает следующим образом. Через информационные входы БСОИ1 и модуля 10 обработки звуковой информации в систему поступает весь объем информации, предназначенной для регистрации в защищенном накопителе 11, а также для хранения в модулях памяти ЭБН6 и ДБН13 копий регистрируемой информации. Видеоинформация обрабатывается в блоке БОВ15, сжимается по заданным алгоритмам, преобразуется в последовательный код и через блок БСОИ1 поступает в блок ЗБН8 для регистрации в защищенном накопителе 11.

Поступающая в систему параметрическая, звуковая и видеоинформация, проходит необходимую обработку в модуле 2 БСОИ1, в модуле 10 ЗБН8 и в блоке 15 БОВ поступает на контроллер 9 защищенного накопителя.

В процессе преобразования в записываемую звуковую и видеоинформацию периодически добавляются временные метки, полученные из параметрической информации, поступающей в модуль 9 блока 8 из модуля 2 блока 1. Эти же метки включаются и в записываемую параметрическую информацию.

Поступившая в контроллер 9 защищенного накопителя информация форматируется в нем и передается в защищенный накопитель 11. В каждом цикле записи проводится контроль правильности записи информации путем считывания и передачи ее по общей шине с накопителя 11 на вход контроллера 9 для сравнения. При обнаружении ошибок производится несколько повторных циклов записи/чтения. В случае если запись осуществляется с ошибкой, принимается решение о дефекте элемента памяти и запись производится в соседний элемент памяти. Номер дефектного элемента записывается в специально отведенную часть служебной области памяти накопителя 11, регистрируемая информация (данные) записывается только в исправные элементы памяти.

Кроме того, если число дефектных элементов превысит допустимый уровень, в контроллере 9 формируется сигнал отказа тракта регистрации, который передается с контроллера 9 через выход ЗБН8 на вход БСОИ1 в модуль 3 контроля. В модуле 3 при приеме этого сигнала формируется сигнал отказа системы (блока), который поступает с выхода БСОИ1 для предъявления оператору через систему отображения информации и в модуль 2 для формирования информационного кадра и последующей записи в защищенный накопитель 11.

Информация, формируемая в контроллере 9, одновременно с выхода ЗБН8 поступает на вход БСОИ1 и далее в модуль 4 обработки полетной информации. В зависимости от функционального назначения самолета (учебный, морской, военный, санитарный) в модуле 4 посредством зашитых алгоритмов визуализации входная информация преобразуется в соответствующий перечень параметров определенной последовательности и формы с учетом цветового кодирования, удобной для отображения. Через БСОИ1 информация визуализации передается в бортовую систему отображения информации. Объем информации, необходимой для вывода на бортовую систему отображения, определяет в полете пилот, например, это может быть информация о летно-технических ограничениях при учебных полетах, о состоянии бортового оборудования, о наличии оружия, топлива, эшелонировании и т.д., что позволяет оперативно принимать решения.

Одновременно вся регистрируемая в защищенном накопителе 11 информация (кроме видеоинформации) в порядке ее поступления передается с выхода ЗБН8 через БСОИ1 на входы ЭБН6 и ДБН13, в которых осуществляется ее запись на модули с энергонезависимой памятью. Перезапись осуществляется под управлением программного обеспечения таким образом, что в модулях памяти ЭБН6 и ДБН13 создается точная копия содержимого защищенного накопителя 11. Причем вся область модулей памяти ЭБН6 и ДБН13, выделенная для записи информации, зарегистрированной в защищенном накопителе 11, подразделяется на отдельные зоны по аналогии с памятью защищенного накопителя 11. Контроль записи в энергонезависимую память ДБН13 и ЭБН6 производится аналогично контролю записи в энергонезависимую память защищенного накопителя 11.

Обмен информацией между БСОИ1 и ЭБН6, ЗБН8, ДБН13, БОВ15, бортовой системой отображения информации, аппаратурой наземной обработки, пультом управления, цифровым преобразователем бортовой радиостанции, соединенных двунаправленной связью по последовательному коду, осуществляется пакетами с указанием длины пакета и контрольной суммы передаваемой информации в пакете. Принимающий блок сверяет полученную информацию по длине пакета, контрольной сумме и выдает сигнал правильности приема передающему блоку. При наличии ошибок в приеме передающий блок повторяет выдачу информационного пакета.

Наличие двунаправленной связи между всеми блоками и системами, позволяет контролировать правильность принимаемой информации, контролировать текущую исправность оператором с записью сигнала исправности в защищенный накопитель 11. Суммарная наработка блоков БСОИ1, ЭБН6, ЗБН8, ДБН13, БОВ15 записывается при включении питания блоков, суммарная наработка на отказ в полете - по наличию команды включения двигателя.

Информация, записанная в энергонезависимую память модулей 5, 7, 12, 14 и 16 суммарной наработки блоков БСОИ1, ЭБН6, ЗБН8, ДБН13, БОВ15 позволяет контролировать выработку ресурса блоков для их своевременной замены, используется для подтверждения показателей надежности (наработка в полете).

ДБН13 размещен в малогабаритном корпусе и входит в состав носимого аварийного запаса (далее по тексту НАЗ), в котором размещены предметы первой необходимости при летном происшествии. При летном происшествии НАЗ отстреливается с креслом летчика и вместе с летчиком приземляется (приводняется) на фале, поэтому его сравнительно легко отыскать.

Учитывая, что в современных накопителях применяются микросхемы памяти с большой емкостью, поэтому есть возможность записать видеоинформацию полета длительностью несколько часов. При длительных полетах запись видеоинформации делится программно на отдельные фрагменты. Если память в блоке ЗБН8 позволяет записывать непрерывно 3 часа видеоинформации и полет длится меньше 3 часов, то полет записывается весь. При длительных полетах задается программно алгоритм записи видеоинформации. Например - 3 часа запись идет непрерывно, затем остаются по приоритетам короткие записи видеоинформации (3-5 мин) по наличию признаков выхода параметров за допустимые пределы, остальная информация стирается по кольцу, при этом всегда остается запись заключительной фазы полета 20-30 мин.

Таким образом, наличие дополнительного блока обработки видеоинформации, содержащего модуль суммарной наработки, связанного по последовательному двунаправленному каналу с блоком сбора и обработки информации, с программируемым алгоритмом записи видеоинформации в защищенный бортовой накопитель, позволяет сохранить полетную видеоинформацию (совместно с информацией о состоянии оборудования, системах самолета и служебной информацией), что значительно повышает достоверность обработки полетной информации в части выполнения полетного задания и при расследовании авиационного происшествия или катастрофы, а также сокращает время расследования летного происшествия.

Система регистрации данных относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в бортовых системах регистрации информации, вырабатываемой системами и агрегатами контролируемых транспортных средств, например летательных аппаратов. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для этого дополнительно введен блок обработки видеоинформации, содержащий модуль суммарной наработки. Причем блок обработки видеоинформации соединен последовательным двунаправленным кодом с блоком сбора и обработки информации. При этом обеспечивается сокращение времени расследования происшествия за счет оперативного получения достоверной информации. 1 ил.

Система регистрации данных, содержащая блок сбора и обработки информации, который состоит из модуля сбора и преобразования информации, модуля контроля, модуля обработки полетной информации и модуля суммарной наработки, соединенных между собой по внутренней шине блока сбора и обработки информации, и имеет информационные входы-выходы для подключения к датчикам и системам контролируемого объекта, эксплуатационный бортовой накопитель, снабженный модулем суммарной наработки, защищенный бортовой накопитель, который состоит из защищенного накопителя, контроллера защищенного накопителя, модуля обработки звуковой информации и модуля суммарной наработки, соединенных между собой по внутренней шине защищенного бортового накопителя, дополнительный бортовой накопитель, выполненный с возможностью катапультироваться вместе с летчиком и содержащий модуль суммарной наработки, причем блок сбора и обработки информации соединен двунаправленной связью по последовательному коду с пультом управления, бортовой системой отображения информации, с цифровым преобразователем бортовой радиостанции и аппаратурой наземной обработки информации, эксплуатационным бортовым накопителем, дополнительным бортовым накопителем и защищенным бортовым накопителем, дополнительно снабжена блоком обработки видеоинформации, содержащим модуль суммарной наработки, причем блок обработки видеоинформации соединен последовательным двунаправленным кодом с блоком сбора и обработки информации.