Система регистрации данных
Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение для сбора и обработки полетных данных, сохранения этой информации в случае летных происшествий, а также для эксплуатационного контроля систем и оборудования самолета. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для достижения данного результата дополнительный бортовой накопитель выполнен с возможностью катапультироваться вместе с летчиком. При этом соединение блоков двунаправленной связью по последовательному коду и введение модулей суммарной наработки блоков позволяет сократить время расследования летного происшествия, расширить функциональные возможности системы и обеспечить контроль достоверности вводимой информации. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
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, модуль съема информации (эксплуатационный бортовой накопитель) (патенты РФ №№2285240, 2286543, 2289102 и др., МПК G01D 9/00).
Недостатками этих систем являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью обеспечить пилота текущей информацией о безошибочности передачи информации с блока сбора на накопители и бортовую радиостанцию, об исправности всех блоков и узлов системы регистрации, так как связь с бортовой информационной системой осуществляется через пульт, а связь пульта с цифровым преобразователем, накопителями и индикатором состояния отсутствует. Сам индикатор состояния может находиться в труднодоступном месте. Цифровой преобразователь может принимать информацию с блока сбора и контроллера защищенного накопителя с ошибками, накопители информации могут быть в отказе, а на бортовую систему отображения информации будет выдаваться сигнал исправности. Кроме того, при расследовании летного происшествия в случае падения летательного аппарата на большую глубину акватории морей и океанов возникают проблемы поиска и подъема защищенного накопителя, требующие значительных материальных и временных затрат, что приводит к задержке расследования летного происшествия.
Известна система регистрации данных, содержащая модуль сбора и преобразования информации, защищенный накопитель, пульт управления, модуль контроля, контроллер защищенного накопителя, модуль обработки звуковой информации, модуль обработки полетной информации и модуль съема информации (эксплуатационный бортовой накопитель) (патент РФ №2287132, МПК G01D 9/00, G01C 21/00, G11С 15/00, B64D 43/00).
Недостатками известной системы являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью проверки исправности и правильности приема информации эксплуатационным бортовым накопителем, так как отсутствует обратная связь с блоком сбора и преобразования информации и контроллером защищенного накопителя. При работе с пультом управления нет возможности проверки вводимых данных из-за отсутствия обратной связи с блоком сбора и преобразования, что снижает достоверность вводимой информации, а в случае падения летательного аппарата на большую глубину акватории морей и океанов требуются значительные материальные и временные затраты на поиск и подъем защищенного накопителя, что приводит к задержке расследования летного происшествия, либо поиск оказывается безрезультатным и причину происшествия установить невозможно.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в расширении функциональных возможностей системы, повышении оперативности принятия решений за счет получения достоверной информации, а также в сокращении времени 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 и модуля обработки полетной информации, 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, защищенный бортовой накопитель, который состоит из защищенного накопителя, контроллера защищенного накопителя и модуля обработки звуковой информации, соединенных между собой по внутренней шине защищенного бортового накопителя, соединенного с блоком сбора и обработки информации, снабжена дополнительным бортовым накопителем, выполненным с возможностью катапультироваться вместе с летчиком, причем блок сбора и обработки информации соединен двунаправленной связью по последовательному коду с эксплуатационным бортовым накопителем и дополнительным бортовым накопителем, кроме того, блок сбора и обработки информации, эксплуатационный бортовой накопитель, защищенный бортовой накопитель и дополнительный бортовой накопитель снабжены модулями суммарной наработки, подключенными к внутренним шинам соответствующих блоков.
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.
Дополнительный бортовой накопитель соединен с блоком сбора и обработки информации отрывным разъемом.
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 микро-ЭВМ 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 микро-ЭВМ 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.
Модули 5, 7, 12, 14 суммарной наработки соответственно блоков БСОИ1, ЭБН6, ЗБН8, ДБН13 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.
Поступающая в систему параметрическая и звуковая информация проходит необходимую обработку в модуле 2 БСОИ1 и модуле 10 ЗБН8 и поступает на контроллер 9 защищенного накопителя.
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, 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 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, 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 БСОИ1 и ЭБН6 позволило контролировать правильность принимаемой информации ЭБН6 и контролировать текущую исправность ЭБН6 оператором с записью сигнала исправности в защищенный накопитель И, а между БСОИ1 и пультом управления - повысить достоверность вводимой информации.
Суммарная наработка блоков БСОИ1, ЭБН6, ЗБН8 и ДБН13 записывается при включении питания блоков, суммарная наработка на отказ в полете - по наличию разовой команды включения двигателя.
Информация, записанная в энергонезависимую память модулей 5, 7, 12 и 14 суммарной наработки блоков БСОИ1, ЭБН6, ЗБН8, ДБН13, 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 (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. Зарегистрированная в ДБН13 информация благодаря защитному корпусу сохраняется при падении с высоты 16 метров на бетонную поверхность и воздействии морской воды в течение 1 дня на глубине до 3-х метров, что позволяет, не дожидаясь подъема ЗБН8, начать расследование летного происшествия.
Таким образом, наличие дополнительного бортового накопителя, выполненного с возможностью катапультироваться вместе с летчиком, двунаправленной связи по последовательному коду между блоками и пультом управления, бортовой системой отображения информации, аппаратурой наземной обработки, цифровым преобразователем бортовой радиостанции, а также наличие модулей суммарной наработки блоков позволило контролировать правильность принимаемой блоками информации, достоверно контролировать работу бортовых систем в полете через бортовую систему отображения информации, контролировать наработку в полете и суммарную наработку соответствующих блоков для подтверждения характеристик надежности, производить замену блоков при выработке ресурса, что влияет на безопасность полетов, повысило оперативность принятия решений за счет получения достоверной информации, а также сократить время расследования летного происшествия.
1. Система регистрации данных, содержащая блок сбора и обработки информации, который состоит из модуля сбора и преобразования информации, модуля контроля и модуля обработки полетной информации, 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, защищенный бортовой накопитель, который состоит из защищенного накопителя, контроллера защищенного накопителя и модуля обработки звуковой информации, соединенных между собой по внутренней шине защищенного бортового накопителя, соединенного с блоком сбора и обработки информации, отличающаяся тем, что снабжена дополнительным бортовым накопителем, выполненным с возможностью катапультироваться вместе с летчиком, причем блок сбора и обработки информации соединен двунаправленной связью по последовательному коду с эксплуатационным бортовым накопителем и дополнительным бортовым накопителем, кроме того, блок сбора и обработки информации, эксплуатационный бортовой накопитель, защищенный бортовой накопитель и дополнительный бортовой накопитель снабжены модулями суммарной наработки, подключенными к внутренним шинам соответствующих блоков.
2. Система регистрации данных по п.1, отличающаяся тем, что 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.
3. Система регистрации данных по п.1, отличающаяся тем, что дополнительный бортовой накопитель соединен с блоком сбора и обработки информации отрывным разъемом.
