CN103927109B - 用于飞行器驾驶舱中操作管理的任务引导的系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了用于飞行器驾驶舱中操作管理的任务引导的系统和计算机可读介质。本主题包括用于提供任务引导的系统和计算机可读介质，用于在正常操作程序或异常事件引起的异常情况期间管理飞行操作。在一些方面中，用于提供任务引导的系统可以包括处理器、存储器以及被配置成从多个服务器接收数据的飞行辅助模块。辅助模块在指示飞行阶段的同时可以显示可能的飞行器飞行阶段。辅助模块还可以显示针对飞行阶段要执行的操作，以及与这些操作相对应的动作。

Description

用于飞行器驾驶舱中操作管理的任务引导的系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年1月11日提交的第1350247号法国专利申请的优先权和2013年5月30号提交的第13/905914号美国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合到本文中。

技术领域

本文描述的主题总体上涉及一种用于辅助飞行器操作期间的动作引导的系统。更具体地，本文公开的主题涉及用于由飞行器操作者实现的飞行器操作的管理的系统。

背景技术

在飞行器的一般操作期间，系统管理功能允许操作人员在正常管理的情况下交互和监视飞行器系统的状态，以及在飞行操作期间，在异常情形的情况下，提供警告和程序。

在正常条件下的飞行操作期间，操作人员可以按照标准操作程序和定义标准操作的验证清单。为了实现这些标准操作，机组人员使用布置在整个飞行器驾驶舱中的控制装置，按规定顺序执行构成这些程序的动作。这些控制装置不仅仅位于机组人员上面的控制面板上，而且位于机组人员之间的中央控制台上或仪表面板中的面板上。

在诸如系统故障的紧急情况或异常情况下，其他控制装置在那些情况下专注于飞行器系统的管理。这些控制装置包含显示装置，显示装置呈现要由机组人员执行的、在给定异常情况下飞行器持续操作必需的动作。

当前，没有用于辅助要由操作人员执行的动作的引导的系统，从而标准的和异常的程序及控制被集中在一个系统中。当前，这些控制系统被以如下方式布置在遍及整个飞行器仪表面板上：对于正常或异常飞行情况，没有用于辅助机组人员执行对控制装置的必要动作的集中系统。

因此，为方便机组人员操作，需要使标准的和异常的程序及控制集中位于一个系统中的系统。为方便机组人员操作，还需要将控制装置布置到一个中央系统的位置。

发明内容

本文描述的主题包括用于在飞行器飞行期间提供用于操作管理的任务引导的系统和计算机可读介质。在一些方面中，本文描述的主题包括用于在正常程序期间或在异常事件期间和/或在对飞行管理具有潜在影响的故障事件中，提供用于操作管理的任务引导的系统和计算机可读介质。

根据一个方面，可以提供一种用于辅助要由飞行器的操作者执行的用于飞行器系统的管理的动作的引导的系统。该辅助系统可以包括显示单元、存储器单元以及处理器，处理器被配置成执行辅助模块以用于飞行器系统的管理的动作引导。

本文描述的主题可以在结合硬件和/或固件的软件中实施。例如，本文描述的主题可以在处理器（例如基于硬件的处理器）执行的软件中实施。在一个示例性实施中，可以使用非暂态计算机可读介质实施本文描述的主题，该非暂态计算机可读介质上存储有计算机可执行指令，当计算机可执行指令由计算机的处理器执行时，控制计算机以进行步骤。适合用于实施本文描述的主题的示例性计算机可读介质包括非暂态装置，比如盘存储装置、芯片存储装置、可编程逻辑器件比如现场可编程门阵列以及专用集成电路。此外，实施本文描述的主题的计算机可读介质可以位于单个装置或计算平台上，或可以分布在多个装置或计算平台上。

如本文使用的，术语“功能”、“应用程序”和/或“模块”是指软件与硬件和/或固件结合用于实施本文描述的特征。在一些实施方式中，模块可以包括现场可编程门阵列、专用集成电路或处理器。

附图说明

在说明书的剩余部分中更具体地阐述了对本领域的普通技术人员而言包括其最佳方式的本主题的完整和能够实现的公开，包括参照附图，其中：

图1是示出根据本文描述主题的各个方面的用于辅助要由飞行器操作者执行的动作的引导的示例性系统的框图；

图2示意性地示出了根据本文描述主题的各个方面的显示正常操作期间在飞行器当前飞行阶段期间的动作引导的显示装置；以及

图3示意性地示出了根据本文描述主题的各个方面的显示异常操作期间在飞行器不同的当前飞行阶段期间的动作引导的显示装置。

具体实施方式

根据本文的描述和示例性的相关附图，公开了用于由飞行器操作者执行的飞行器操作系统的管理的新系统。在图1所示的一个方面中，例如，本主题提供整体标记为1的系统，系统1可以安装在飞行器上，尤其在运输机上。系统1可以包括显示单元2，显示单元2可以布置在飞行器驾驶舱中。该显示单元2可以被配置成允许至少一个飞行器操作者（例如飞行员）和飞行器的标准引导系统之间的对话。

在一些方面中，系统1还可以包括存储器单元4和基于硬件的处理器8。存储器单元4可以包含用于通过处理器8执行的一个或更多个基于软件或基于固件的模块。例如，存储器单元4可以包含辅助模块6，辅助模块6可以被配置成在显示单元上显示至少一个可能的飞行器飞行阶段同时指示当前飞行阶段、针对当前飞行阶段要执行的至少一个操作以及与操作相对应的至少一个动作。

在另一方面中，辅助模块6可以与飞行器引导系统进行通信，并且可以被配置成指导飞行器引导系统进行与当前飞行阶段相关联的动作。例如，辅助模块6可以被配置成与在滑出阶段之前进行发动机起动的飞行器上的系统进行通信，允许操作者从通过链路与辅助模块6进行通信的显示单元2控制发动机起动功能。根据另一方面，辅助模块6可以被配置成与至少一个操作数据库9进行通信，操作数据库9包含与用于标准操作、异常操作和附加操作的程序有关的操作和动作。

在一些方面中，显示单元2可以被配置成显示至少第一部分10，如图2所示，其中，可能的飞行阶段可以被指示为图形指示器12。在一些方面中，飞行阶段可以表示为相继连在一起的一系列伸长的矩形图形指示器12。在一些方面中，飞行阶段的说明可以写在每个飞行阶段图形指示器12内。该一系列阶段可以包括例如至少以下阶段：起飞前、发动机起动、滑跑或滑出、起飞、爬升、巡航、下降、进场、着陆、地面滑跑或滑入、停泊以及飞行后。

为了区别当前飞行阶段，显示单元2可以被配置成相对于其他指示器来突出当前飞行阶段图形指示器13。该突出可以例如包括或由用比其他阶段图形指示器12更大的照度照亮图形指示器13、或相对于其他图形指示器12改变图形指示器13的颜色组成。在一些方面中，通过操作者与布置在第一部分10上的标记14进行交互，第一部分10可以被配置成显示当前飞行阶段图形指示器13以外的任何飞行阶段图形指示器12。这些标记14可以被操纵以显示在第一部分10的当前配置中可能不可见的图形指示器12。在另一方面中，辅助模块6可以被配置成允许操作者选择显示单元2的第一部分10上显示的飞行阶段。飞行阶段图形指示器12可以被配置成通过操作者使用例如有触摸屏幕功能的触觉运动来直接交互。该触觉选择可以允许操作者选择任何飞行阶段和观看与该特定阶段相关联的操作和动作。显示单元2的第一部分10也可以被配置成显示基本的操作数据，尤其是涉及与飞行器外部进行通信的数据或者关于起飞或接近跑道的数据。第一部分10也可以被配置成显示时间飞行数据，比如预定的起飞或着陆时间。

在一些方面中，显示单元2可以被配置成显示第二部分20，其中，与当前飞行阶段图形指示器13指示的当前飞行阶段相对应的操作列表可以显示为如图2和3所示。在另一方面中，至少一个操作可以通过矩形操作图形指示器22代表性地显示在显示单元2上。在一些方面中，操作图形指示器12可以包括写在图形指示器中的相关操作的说明。

在一些方面中，操作图形指示器12指示的操作可以是强制的，作为相关飞行阶段的一部分。这样的强制操作可以由来自标准操作程序（SOP）或辅助技术的正常飞行操作引导来确定，通常是机组操作人员记住的操作程序。至少一个强制操作可以被配置成显示强制操作图形指示器24，给予强制操作图形指示器24以特定颜色或更高发光度作为对操作者的指示：在当前飞行阶段期间，必须执行该相关操作。例如，如图2所示，对于当前飞行阶段“发动机起动”的强制操作将是图形指示器24指示的“发动机起动”的操作。

例如使用可用触摸屏幕装置获得的触觉装置，以及通过选择与期望的操作相关联的操作图形指示器22，辅助模块6可以被配置成允许操作者选择显示单元2的第二部分20中显示的操作。在使用操作图形指示器22选择了操作的情况下，其可以变成当前操作并且可以由当前操作图形指示器26指示，在操作者选择之后，当前操作图形指示器26可以移动到第二部分20的中心，并且可以被配置成相对于其他操作图形指示器22突出。该突出可以包括或由用比其他操作图形指示器22更大的照度照亮图形指示器26、或相对于其他图形指示器22改变图形指示器26的颜色组成。

此外，在一些方面中，辅助模块6可以被配置成将当前显示的操作图形指示器22和当前显示的飞行阶段指示器12链接，以使得操作者对飞行阶段图形指示器12的选择可以影响显示单元2的第二部分20中显示的操作图形指示器22的改变。

在一些方面中，显示单元2的第二部分20可以被配置成指示具有完成的操作图形指示器27的至少一个完成操作，完成的操作图形指示器27可以被布置在显示单元2的第二部分20的左侧上。完成的操作图形指示器27可以被配置成相对于其他操作图形指示器22突出。该突出可以包括或由用比其他操作图形指示器22更大的照度照亮图形指示器27或相对于其他图形指示器22改变图形指示器27的颜色组成。完成的图形指示器27也可以被配置成包括一些指示其完成状态的标记。如图2和3所示，这些标记可以包括复选标记。

在一些方面中，显示单元2的第二部分20可以被配置成用可选择操作图形指示器25指示与当前飞行阶段相对应的至少一个可选择操作。包括可选择操作可以给操作者如下便利：在飞行器操作期间，以减轻的与强制操作混淆的风险或停止依赖操作者记忆来回忆所有可能的可用操作，来准备可能基于位置或背景而成为必要的操作。

在一些方面中，显示单元2也可以被配置成显示第三部分40，其中，可以显示至少一个与当前操作和当前飞行阶段相对应的动作。至少一个动作可以使用矩形动作图形指示器30显示，在正常飞行操作期间，矩形动作图形指示器30可以被布置为按标准操作程序确定的优先级排序的列表、或详述用于异常操作的程序的清单。动作的该优先级排序可以允许操作者以看和做的方式遵循正确的程序，这将不依赖操作者记住整组程序以及根据记忆执行它们。该按有序方式的动作的呈现具有允许操作者以最佳方式管理飞行器系统的另外的优点。

辅助模块6可以被配置成优选地使用可用触摸屏幕装置获得的触觉方法或装置并且通过选择与期望动作相关联的动作图形指示器30，允许操作者选择显示单元2的第三部分40中显示的动作。在一些方面中，操作者对动作图形指示器30的选择可以影响与该动作相关联的飞行器系统的重新配置。例如，如图2所示，与动作“为除冰准备A/C”相关联的动作图形指示器33的选择可以影响飞行器前后出流阀门的关闭，以使飞行器防水而用于除冰操作。

在一些方面中，辅助模块6可以被配置成执行感应动作，比如包括能够使机上控制系统确定动作的完成状态的传感器的那些动作。例如，与动作图形指示器33“为除冰准备A/C”相关联的动作是在执行了动作之后，可以基于来自飞行器上的出流阀门的传感反馈而被显示为完成的感应动作。

辅助模块6也可以被配置成执行非感应动作，比如不包括能够使机上控制系统确定它们的完成状态的传感器的那些动作。例如，与动作图形指示器34“请求喷洒”相关联的动作是在飞行器操作者和除冰人员之间必须进行音频或文本通信的动作，这样没有相应的传感器来确定动作的完成。替代地，该动作的完成可以通过操作者确定并经显示单元2指示到辅助模块6。在一些实施方式中，用于非感应动作的动作图形指示器34可以被配置成包括盒或其他几何形状，其中，可以在操作者进一步选择时布置符号以指示完成动作。

在一些方面中，动作可以要求操作者从多个选项的选择。至少一个可选择动作可以通过至少一个可选择动作图形指示器36在显示单元2的第三部分40上指示，可选择动作图形指示器36可以使用布置在可选择动作图形指示器36上的圆形或其他几何形状，其中，可以在操作者进一步选择时布置符号以指示确定的选项。例如，如图2所示，在除冰操作期间，有若干可以使用的除冰液的选择。操作者可以通过选择与特定类型液体相关联的可选择动作图形指示器36来选择液体的选项。此外，该动作的集中化可以提供以最佳和高效的方式从高功能水平到低功能水平管理飞行器的系统的优点。

在一些方面中，可以链接显示单元2的三个部分，以使得一个画面上的选择影响任何其他画面上的可用选项和选项状态。例如，通过选择任何飞行阶段图形指示器12，操作者可以观看与该飞行阶段相关联的操作，因为操作由相关联的操作图形指示器22图示。此外，操作者可以选择与选择的飞行阶段相关联的任何可用操作图形指示器22，然后可以观看与由相应动作图形指示器30图示的操作相关联的动作。该功能可以允许操作者预测未来任务，或回顾已经执行的任务。画面的三个部分之间的该链接克服了在不失去动作和操作之间关系的风险的情况下飞行员难以执行的具有多个动作的长的操作的问题。该链接以集中方式提供了复杂操作和相关联的动作之间清晰和管理的连接，以减少可能的混淆和错误。

辅助模块6可以被配置成使得与当前操作图形指示器26指示的选择的操作相关联的至少一个动作可以自动执行。这具有如下优点：允许操作者她或他不关注发起每个和各个动作，进一步简化他们的职责，减少总工作量，以及改善飞行操作的优化和效率。

在图2所示的一个方面中，显示单元2的第三部分40也可以被配置成包括概要显示32，概要显示32可以示意性地图示与当前选择的操作图形指示器26相关联的飞行器系统。如果在动作图形指示器30详述的操作程序期间操作者执行的动作要求飞行器系统配置的改变并且具有指示那些系统状态的传感数据，则系统状态可以被指示在概要显示32上。例如，如图2所示，出流阀门被显示在概要显示32中，概要显示32示出了从上看的飞行器视图。出流阀门的状态在概要显示32上可以被指示为打开或关闭，由除冰程序期间关闭出流阀门的相关动作图形指示器30的状态确定。如图3所示的不同系统所指示，概要显示32可以被配置成显示任何数量的飞行器系统。

此外，概要显示32可以被配置成通过直接选择出现在概要显示32中的相应系统，来控制与其相关联的动作的执行。该特性向操作者提供的附加优点是在飞行操作期间根据他的或她的偏好的增加的控制可能性。

本文公开的系统具有如下优点：将正常飞行期间操作中的标准程序和异常飞行事件期间生效的异常程序集中在单个系统中，并显示在单个显示单元2上。显示单元2具体可以显示要针对标准操作和异常操作执行的动作的列表，以及与特定飞行器规范相关的附加操作。为此，上述数据库9可以包含与标准程序、异常程序和任何附加程序有关的操作和动作。标准操作是正常运行期间为所有飞行执行的操作，而在异常运行期间，在问题、故障的情况下，或当飞行器的系统有缺陷时，使用异常操作。

在一些方面中，辅助系统可以包括与辅助系统自身外部的监视服务器7的链接，其传递与飞行器系统的监视相关的信息。与监视服务器的该链接允许故障检测，从而辅助模块6可以提供涉及要执行的异常程序的操作引导。

图3示出了在由故障或失效引起的异常操作情况下、尤其是机上燃料泄漏的异常情况下显示单元2的实施方式。监视服务器7可以检测机上系统中的燃料泄漏，并且经由通过服务器和模块之间的链接将该信息传送到辅助模块6。该传送的信息可以自动导致触发与故障导致的异常程序相对应的一系列操作和相关联的动作。因此，一旦检测到问题，辅助系统1可以立即提出一系列要进行的动作和要采取的操作以解决问题，否则将飞行器置于最佳飞行条件。该自动提出动作的处理可以产生与诊断故障相关联的完成的操作图形指示器27，以及由更新的当前操作图形指示器26突出和指示的新的有效操作，更新的当前操作图形指示器26被链接到之前完成的操作图形指示器27。概要显示32也可以动态更新以显示故障系统，如图3所示为机上燃料系统。在一些方面中，概要显示32可以提供关于系统当前状态的信息，包括故障的详细情况。作为示例，图3示出了系统中剩余的燃料、油箱之间燃料的不平衡、燃料流速以及发动机状态。图3还示出了在实施方式中，当前动作图形指示器33可以被配置成在动作正进行或未完成时显示状态指示。具体地，图3示出了具有状态“进行中（最大30最小）”的动作“L/R损耗比较”以及小符号指示器42以示出正进行的动作的性质。

虽然本文参照具体方面、特征和示例性实施方式，描述了飞行器引导辅助系统和计算机可读介质，但是应当理解，主题的使用并不因此被限制，而是延伸到和包括许多其他变型、修改和替选实施方式，基于本文的公开，本主题的领域中的普通技术人员将想到这些其他变型、修改和替选实施方式。对具有本公开知识的技术人员而言，本文描述的结构和特征的各种组合和子组合是预期的和明显的。本文公开的任何各种特征和元素可以与一个或更多个其他公开的特征和元素结合，除非相反地指出。对应地，权利要求中要求保护的主题意在广义地理解和解释，包括其范围内的所有这样的变型、修改和替选实施方式，以及包括权利要求的等同物。

Claims (18)

1.一种用于辅助要由飞行器的操作者执行的动作的引导的系统，所述系统包括：

显示单元；

存储器单元；以及

处理器，被配置成执行用于动作引导的辅助模块以用于飞行器系统的管理；

其中，所述辅助模块被配置成在显示单元上显示单个显示画面，所述单个显示画面同时显示所述单个显示画面的第一部分中的至少一个可能的飞行器飞行阶段以及所述单个显示画面的所述第一部分中的至少一个当前飞行阶段、所述单个显示画面的第二部分中的针对所述至少一个当前飞行阶段要执行的至少一个操作、以及所述单个显示画面的第三部分中的与所述至少一个操作相对应的至少一个动作。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述单个显示画面显示：

针对所述可能的飞行阶段要执行的至少一个操作的显示部件；以及

针对所述操作者选择的可能飞行阶段的操作要执行的至少一个动作的显示部件。

3.如权利要求1所述的系统，其中，所述辅助模块还被配置成显示标准操作、异常操作和附加操作。

4.如权利要求3所述的系统，其中，所述辅助模块还包括至少一个数据库，所述数据库包含与用于标准操作、异常操作和附加操作的程序有关的操作和动作。

5.如权利要求4所述的系统，其中，所述辅助模块还被配置成影响与所述操作者选择的操作对应的动作的自动执行。

6.如权利要求1所述的系统，其中，所述辅助模块还被配置用于所述显示单元上显示的操作的选择。

7.如权利要求6所述的系统，其中，所述辅助模块还被配置成显示至少一个验证控制器用于检验所述动作的执行，以及被配置成在所述显示单元上指示执行的动作。

8.如权利要求1所述的系统，其中，所述辅助模块还被配置成显示选择的操作以及按优先级顺序显示与选择的操作相关联的所述至少一个动作。

9.如权利要求1所述的系统，其中，所述辅助模块还被配置成在所述显示单元上显示至少一个控制器，所述控制器与要针对操作执行的动作相关联并且被配置成通过所述操作者控制相关联的动作的执行。

10.如权利要求2所述的系统，其中，所述显示单元被配置成显示操作数据。

11.如权利要求10所述的系统，其中，所述显示单元被配置成显示操作数据，所述操作数据包括与飞行器外部的引导系统进行通信相关的数据。

12.如权利要求2所述的系统，其中，所述显示单元还被配置成允许所述操作者参考与除了所述当前飞行阶段之外的至少一个飞行阶段相关联的至少一个操作。

13.如权利要求1所述的系统，其中，所述辅助模块还被配置成自动显示在有缺陷系统或异常状况的情况下要实施的至少一个异常操作。

14.如权利要求13所述的系统，其中，所述辅助模块还被配置成通过示意图上显示的相应系统的选择来帮助所述至少一个动作的执行的控制。

15.如权利要求2所述的系统，其中，所述显示单元还被配置成显示飞行器的系统的示意图，显示的系统与选择的操作的动作相对应。

16.如权利要求2所述的系统，其中，所述显示单元包括交互式触摸屏幕显示部件，所述交互式触摸屏幕显示部件被配置成允许所述操作者对操作、动作、飞行阶段或示意图的选择。

17.一种非暂态计算机可读介质，包括包含在计算机可读介质中的计算机可执行指令，当计算机可执行指令由计算机的处理器执行时，控制所述计算机在显示单元上显示单个显示画面，所述单个显示画面同时显示：

所述单个显示画面的第一部分中的至少一个可能的飞行器飞行阶段；

所述单个显示画面的所述第一部分中的至少一个当前飞行阶段；

所述单个显示画面的第二部分中的针对所述至少一个当前飞行阶段要执行的至少一个操作；以及

所述单个显示画面的第三部分中的与所述至少一个操作相对应的至少一个动作。

18.一种飞行器，包括根据权利要求1至16中的任意一项所述的系统。