Интегрированная система регистрации данных, диагностики технического и физического состояния комплекса "человек - машина"

Изобретение относится к приборостроительной технике и может быть использовано на летательных аппаратах для обработки, хранения и отображения полетной информации. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей системы в части обеспечения мониторинга состояния пилота, в повышении достоверности установления причин, приведших к летному происшествию или катастрофе, в оценке влияния каждого внешнего фактора на изменение физического стояния пилота. Он достигается тем, что система содержит блок сбора и преобразования информации, защищенный накопитель, блок съема информации, блок контроля, контроллер защищенного накопителя, блок накопления и обработки диагностической информации состояния элементов и агрегатов ЛА, блок диагностики физического состояния пилота, причем выход блока сбора и преобразования информации дополнительно соединен с входом блока диагностики физического состояния пилота. 1 ил.

 

Изобретение относится к приборостроительной технике и может быть использовано на летательных аппаратах для обработки, хранения и отображения полетной информации.

Известна система регистрации данных, содержащая блок сбора и преобразования информации, защищенный накопитель, блок съема информации, блок контроля, контроллер защищенного накопителя и блок накопления и обработки диагностической информации состояния элементов и агрегатов ЛА (патент РФ №2531573, МПК G01D 9/00, G06H 17/40, опубл. 10.10.2014 г.).

Недостатками известной системы являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что невозможно исключить влияние физического состояния пилота на безопасность полета.

Для получения достоверного прогноза скорого наступления отказа и предотвращения летного происшествия или аварии ЛА необходимо выбрать перечень диагностируемых параметров (как от штатных, так и от специально для этой цели установленных датчиков) и обеспечивать их сбор, накопление и обработку с учетом не только диагностирования состояния элементов и агрегатов ЛА, но также физического состояния пилота (пульс, температура, давление, состояние зрачков и т.д.).

Известна интегрированная система регистрации данных, диагностики технического и физического состояния комплекса "человек - машина" (патент РФ №2602350, МПК G06F 17/40, G06F 11/30, G01D 9/00, G05B 23/02 опубл. 20.11.2016 г.).

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

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в расширении функциональных возможностей системы в части обеспечения мониторинга состояния пилота, в повышении достоверности установления причин, приведших к летному происшествию или катастрофе, в оценке влияния каждого внешнего фактора на изменение физического стояния пилота.

Технический результат достигается тем, что система, содержащая блок сбора и преобразования информации, защищенный накопитель, блок съема информации, блок контроля, контроллер защищенного накопителя, блок накопления и обработки диагностической информации состояния элементов и агрегатов ЛА, блок диагностики физического состояния пилота, причем информационные входы блока сбора и преобразования информации соединены с датчиками и системами контролируемого объекта, а его четвертый вход подключен к бортовому пульту управления, первый, второй, третий и пятый входы контроллера защищенного накопителя соединены соответственно с первым выходом блока сбора и преобразования информации, выходом защищенного накопителя, первым выходом блока контроля и с бортовыми источниками звуковой информации, первый, второй и четвертый выходы контроллера защищенного накопителя соединены соответственно с первым входом защищенного накопителя, первым входом блока контроля и вторым входом блока съема информации, первый вход блока съема информации соединен с третьим выходом блока сбора и преобразования информации, второй выход которого соединен со вторым входом блока контроля, второй и третий выходы блока контроля соединены соответственно с пятым входом блока сбора и преобразования информации и с бортовой системой отображения информации, входы диагностической информации блока накопления и обработки диагностической информации состояния элементов и агрегатов ЛА соединены с датчиками диагностирования состояния элементов и агрегатов ЛА, четвертый вход соединен с пятым выходом контроллера защищенного накопителя, первый выход соединен с третьим входом блока контроля, а второй выход и пятый вход - с третьим входом и выходом блока съема информации, входы блока диагностирования физического состояния соединены с датчиками диагностирования физического состояния пилота, четвертый вход соединен с пятым выходом контроллера защищенного накопителя и четвертым входом блока накопления и обработки диагностической информации состояния элементов и агрегатов ЛА, первый выход соединен с четвертым входом блока контроля, второй выход - с четвертым входом блока съема информации, третий выход соединен с третьим входом защищенного накопителя, причем третий выход блока сбора и преобразования информации соединен с пятым входом блока диагностики физического состояния пилота, а четвертый вход и третий выход контроллера защищенного накопителя подключены к наземной аппаратуре обработки информации.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена структурная схема интегрированной системы регистрации данных, диагностики технического и физического состояния комплекса «человек - машина».

Система состоит из блока 1 сбора и преобразования информации, выполненного на базе микросхем коммутаторов, аналого-цифровых преобразователей и микропроцессоров, защищенного накопителя 2, выполненного на базе микросхем энергонезависимой памяти, блока 3 съема информации, в состав которого входит микропроцессор и адаптер записи информации на съемную кассету с энергонезависимой памятью, в качестве которой может быть использована, например, стандартная PCMCI-карта, блока 4 контроля, который, в частности, может быть построен на базе микропроцессорных наборов, цифроаналоговых преобразователей в качестве источников аналоговых тестовых сигналов, формирователей разовых тестовых сигналов и микроЭВМ с зашитыми в ней алгоритмами обработки и преобразования полетной информации в форму, удобную для отображения, контроллера 5 защищенного накопителя, выполненного на базе микроЭВМ с интерфейсами связи с остальными блоками системы и прочей бортовой и наземной аппаратурой, блока 6 накопления и обработки диагностической информации, который может быть выполнен на базе микросхем аналого-цифровых преобразователей, программируемой логики (ПЛИС), микропроцессоров, микроЭВМ и собственной энергонезависимой памяти, в качестве которой может быть использован твердотельный диск (например, с SATA-интерфейсом), блока 7 диагностики физического состояния пилота, который может быть выполнен на базе микросхем аналого-цифровых преобразователей, ПЛИС, микропроцессора с собственной энергонезависимой памятью.

Система работает следующим образом. Информация (данные), поступающая от датчиков и систем ЛА на информационные входы 1, 2, 3 блока 1, преобразуется в нем в единую цифровую форму и запоминается в оперативном запоминающем устройстве блока 1. Одновременно из полученной информации формируется сообщение для записи в защищенный накопитель 2 в виде информационного кадра, состоящего из набора синхрослов и информационных слов.

Программа обработки поступающей информации, программа подключения датчиков и систем, частота их опроса, структура информационного кадра, формируемая блоком 1, разрабатываются для каждого конкретного случая применения системы регистрации. На управляющий вход 4 блока 1 с бортового пульта управления вводятся опознавательные данные (номера блоков, дата, астрономическое время и т.п.), которые также преобразуются для записи в информационные кадры. Информационные кадры с первого выхода блока 1 поступают на первый вход контроллера 5, в котором преобразуются к виду, требуемому для записи в защищенный накопитель 2, и последовательно передаются и записываются в память накопителя 2. Вся область памяти накопителя 2 подразделяется на информационную, где хранится вся регистрируемая информация, и служебную, где хранятся специальная информация и программы, необходимые для привязки системы регистрации к конкретному объекту контроля. В каждом цикле записи проводится контроль правильности записи информации путем считывания и передачи ее по линиям связи с выхода накопителя 2 на второй вход контроллера 5 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 2, регистрируемая информация (данные) записывается только в исправные элементы памяти. Кроме того, если число дефектных элементов превысит допустимый уровень, в контроллере 5 формируется сигнал отказа тракта регистрации, который передается со второго выхода контроллера 5 на первый вход блока 4. В блоке 4 при приеме этого сигнала формируется сигнал отказа системы, который поступает на третий выход блока 4 контроля для предъявления оператору через бортовую систему отображения информации. Одновременно с передачей информационных кадров с первого выхода блока 1 информация в виде двоичного кода со второго его выхода поступает на второй вход блока 4, на первый вход которого из контроллера 5 поступают считанные из служебной области памяти накопителя 2 градуировочные характеристики датчиков и эксплуатационные ограничения. Эта информация обрабатывается в блоке 4 с целью выявления выходов режимов управления объектом за допустимые пределы. При обнаружении таких ситуаций в блоке 4 формируются сигналы, которые с первого выхода блока 4 поступают на третий вход контроллера 5 для последующей регистрации в памяти защищенного накопителя 2, а для предупреждения оператора о выходе режимов управления объектом за допустимые пределы и о появлении аварийных и предаварийных ситуаций эти сигналы с выхода 3 блока 4 поступают в бортовую систему отображения информации. Кроме того, в зависимости от функционального назначения ЛА (боевой, учебный, морской, санитарный и т.п.) получаемая блоком 4 от блоков 1 и 5 информация посредством зашитых в нем алгоритмов визуализации преобразуется в соответствующий перечень параметров определенной последовательности и формы с учетом цветового кодирования, удобной для отображения, и 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. На пятый вход блока 1 со второго выхода блока 4 периодически подаются тестовые сигналы, формируемые в блоке 4. Эти сигналы обрабатываются блоком 1 аналогично информации от датчиков, и результаты обработки передаются на второй вход блока 4. Блок 4 производит сравнение результатов обработки с тестами и по результатам сравнения формирует сигнал исправности/отказа блока 1. Этот сигнал с третьего выхода блока 4 поступает в бортовую систему отображения информации для предъявления оператору, а с первого выхода блока 4 - на третий вход контроллера 5 для регистрации в память накопителя 2. В блоке 5 поступающая от бортовых источников звуковая информация (предварительно оцифрованная и сжатая по определенным алгоритмам) преобразуется к виду, удобному для регистрации в защищенную память накопителя 2, аналогично параметрической, и пишется в отдельную информационную область памяти накопителя 2, специально выделенную для этого. В записываемую звуковую информацию периодически добавляются временные метки, полученные из параметрической информации, поступающей на вход 1 блока 5 от блока 1, либо, при их отсутствии, генерируемые блоком 5 самостоятельно. В последнем случае эти же метки включаются и в записываемую параметрическую информацию. Одновременно вся регистрируемая в защищенном накопителе информация в порядке ее поступления передается с выхода 4 блока 5 на вход 2 блока 3, в котором осуществляется ее запись на съемную кассету с энергонезависимой памятью. Перезапись осуществляется под управлением программного обеспечения таким образом, что в памяти съемной кассеты блока 3 создается точная копия содержимого защищенного накопителя 2. Причем вся область памяти съемной кассеты блока 3, выделенная для записи информации, подразделяется на отдельные зоны по аналогии с памятью защищенного накопителя 2. Кроме того, на вход 1 блока 3 с выхода 3 блока 1 поступает дополнительная информация, которую не требуется регистрировать в защищенном накопителе 2, но которая может быть использована при обслуживании ЛА для более детального контроля функционирования оборудования ЛА и его текущего состояния, а также с целью анализа выполнения полетного задания, оценки техники пилотажа. В случае аварийной ситуации, при отказе системы, а также при различных работах для проверки работоспособности системы информация, накопленная в защищенном накопителе 2, может считываться контроллером 5 и передаваться с его третьего выхода на вход наземной аппаратуры обработки информации. Программное обеспечение позволяет не только полностью считывать всю зарегистрированную информацию, но и осуществлять выборочное считывание из служебной области памяти накопителя 2 и запись в нее служебной информации: градуировочные характеристики датчиков, эксплуатационные ограничения и т.п., получаемые от наземной аппаратуры обработки информации на четвертый вход контроллера 5. Диагностическая информация, необходимая для мониторинга состояния ЛА, формируется устанавливаемыми для этой цели на контролируемых элементах и агрегатах ЛА датчиками (это могут дать датчики вибрации, давления, ускорения, температуры и прочих параметров), поступает на информационные входы 1, 2, 3 блока 6 накопления и обработки диагностической информации, оцифровывается и помещается в диагностический кадр, передаваемый с выхода 2 блока 6 на вход 3 блока 3, где он записывается в специально выделенную зону съемной кассеты памяти. С целью возможности синхронизации по времени данных диагностического кадра с прочими данными, записанными на съемной кассете памяти блока 3, с выхода 5 контроллера 5 на вход 4 блока 6 подаются синхросигналы, аналогичные тем, которые записываются в информационном кадре, сохраняемом в защищенном накопителе 2 и дублируемом в съемной кассете памяти блока 3. Блок 6 накопления и обработки диагностической информации может иметь собственную съемную кассету памяти (например, твердотельный диск с SATA-интерфейсом), на которую регистрируется как диагностическая информация, так и весь объем информации, регистрируемой в защищенном накопителе 2. Эту информацию блок 6 получает на свой вход 4 с выхода 5 контроллера 5 защищенного накопителя. При необходимости, диагностический кадр посредством выдачи через выход 3 блока 6 на вход 2 накопителя 2 может быть также записан в специально выделенную зону энергонезависимой памяти защищенного накопителя 2, что позволяет сохранить диагностическую информацию в случае повреждения блока съема 3 при аварии ЛА. При наземной обработке диагностической информации показания датчиков, записанные на съемной кассете памяти блока 3 в процессе последнего полета, обрабатываются с помощью специальных алгоритмов, использующих статистические данные, накопленные во время предыдущих полетов данного ЛА. По результатам обработки составляется прогноз возможного времени наступления отказов ЛА с уточнением конкретных узлов (агрегатов, систем), находящихся в предотказном состоянии. Получаемая блоком 6 на входы 1, 2, 3 диагностическая информация также подвергается экспресс-анализу в режиме реального времени непосредственно в процессе выполнения полета. При этом используются алгоритмы экспресс-обработки (например, допускового контроля, адаптивного контроля и т.п.), формируемые наземной аппаратурой обработки информации и учитывающие результаты (показания датчиков) по предыдущим полетам данного ЛА. Сформированные таким образом алгоритмы при подготовке к очередному полету записываются в специально выделенную для этого зону памяти съемной кассеты блока 3, причем возможность записи в эту зону памяти имеет только наземная аппаратура обработки информации. Далее, в процессе полета алгоритмы экспресс-обработки считываются из указанной зоны памяти съемной кассеты и с выхода блока 3 поступают на вход 5 блока 6, который использует их для непрерывной обработки поступающих от датчиков диагностических данных. В случае возникновения в полете опасной ситуации (превышения каким-либо параметром индивидуальных допусковых границ, критически высокой скоростью изменения показаний датчиков и т.д.) с выхода 1 блока 6 на вход 3 блока 4 выдается соответствующая информация. Получаемая блоком 4 от блока 6 информация преобразуется в блоке 4 в предупреждающие или аварийные сообщения (посредством зашитых в нем алгоритмов визуализации), которые с выхода 3 поступают в бортовую систему отображения информации для предупреждения оператора. Диагностирование физического состояния пилота достигается установкой на нем датчиков диагностирования физического состояния пилота (пульс, температура, давление, состояние зрачков и т.д.), информация с которых поступает на информационные входы 1, 2, 3 блока 7, преобразуется, оцифровывается и помещается в кадр, передаваемый с выхода 2 блока 7 на вход 4 блока 3, где он записывается в специально отведенную зону съемной кассеты памяти. Одновременно на вход 5 блока 7 с выхода 3 блока 1 поступает информация параметров полета, в том числе влияющих на физическое состояние пилота, например перепады атмосферного давления из-за изменения высоты полета. Таким образом, введение в кадр данных о физическом состоянии пилота, причин, повлекших изменение состояния организма, позволяет расширить функциональные возможности системы, что обеспечивает повышение безопасности полетов и повышает достоверность расследования причин, приведших к летному происшествию или катастрофе.

Интегрированная система регистрации данных, диагностики технического и физического состояния комплекса «человек - машина», содержащая блок сбора и преобразования информации, защищенный накопитель, блок съема информации, блок контроля, контроллер защищенного накопителя, блок диагностики физического состояния пилота, блок накопления и обработки диагностической информации состояния элементов и агрегатов ЛА, причем информационные входы блока сбора и преобразования информации соединены с датчиками и системами летательного аппарата, а его четвертый вход подключен к бортовому пульту управления, первый, второй, третий и пятый входы контроллера защищенного накопителя соединены соответственно с первым выходом блока сбора и преобразования информации, выходом защищенного накопителя, первым выходом блока контроля и с бортовыми источниками звуковой информации, первый, второй и четвертый выходы контроллера защищенного накопителя соединены соответственно с первым входом защищенного накопителя, первым входом блока контроля и вторым входом блока съема информации, первый вход блока съема информации соединен с третьим выходом блока сбора и преобразования информации, второй выход которого соединен с вторым входом блока контроля, второй и третий выходы блока контроля соединены соответственно с пятым входом блока сбора и преобразования информации и с бортовой системой отображения информации, входы диагностической информации блока накопления и обработки диагностической информации состояния элементов и агрегатов ЛА соединены с датчиками диагностирования состояния элементов и агрегатов ЛА, четвертый вход соединен с пятым выходом контроллера защищенного накопителя, первый выход соединен с третьим входом блока контроля, а второй выход и пятый вход - с третьим входом и выходом блока съема информации, третий выход соединен с вторым входом защищенного накопителя, причем входы блока диагностики физического состояния пилота соединены с датчиками диагностирования физического состояния пилота, первый выход соединен с четвертым входом блока контроля, второй выход - с четвертым входом блока съема информации, третий выход - с третьим входом защищенного накопителя, а четвертый вход подключен к пятому выходу контроллера защищенного накопителя, отличающаяся тем, что третий выход блока сбора и преобразования информации соединен с пятым входом блока диагностики физического состояния пилота, а четвертый вход и третий выход контроллера защищенного накопителя подключены к наземной аппаратуре обработки информации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области моделирования процессов тепломассопереноса. Технический результат – обеспечение расчета обобщенных угловых коэффициентов излучения посредством использования средств графического процессора.

Изобретение относится к вычислительным технологиям для взимания платы. Технический результат заключается в минимизации среднего времени доступа к геообъектам для обеспечения взимания платы за транспортное средство.

Изобретение относится к средствам сбора, обработки и передачи данных от датчиков и предназначено как для автономной регистрации двигательной активности пользователя, так и для передачи информации о его двигательной активности на персональный компьютер или иное внешнее вычислительное устройство в режиме реального времени, с целью сбора данных о совершаемых пользователем движениях, принимаемых им динамических и статических положениях тела, о количестве и траектории перемещений, регистрации его абсолютных координат.

Предложены способы и системы для управления различной информацией о компоненте в течение жизненного цикла такого компонента. Технический результат заключается в расширении арсенала средств того же назначения.

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к системе мониторинга ставок арендных платежей операторов аэродромов за пользование имуществом аэродромов.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат – уменьшение времени сбора данных, увеличение количества источников данных для опроса через канал связи, выбор стабильного канала связи из нескольких каналов.

Изобретение относится к средствам сбора, обработки и распределения данных и информации и может быть использовано для построения единого информационного пространства корпоративной структуры, выпускающей высокотехнологичные изделия.
Изобретение относится к управлению предприятием. Технический результат - автоматизация работы предприятия в режиме реального времени.

Интегрированная система регистрации данных, диагностики технического и физического состояния комплекса «человек-машина» содержит блок сбора и преобразования информации, защищенный накопитель, блок съема информации, блок контроля, контроллер защищенного накопителя, блок накопления и обработки диагностической информации, блок диагностирования физического состояния пилота, блок подготовки полетной информации для передачи на наземные пункты управления, соединенные определенным образом.

Изобретение относится к передаче предупреждений об опасности пересечения скважин на удаленное устройство. Способ включает этапы, на которых определяют обрабатывающим устройством, соединенным с инструментами в выбуриваемой скважине, существование опасности пересечения первой скважины со второй скважиной, принимают полевой вычислительной машиной сообщение, причем сообщение содержит предупреждение о том, что существует опасность пересечения первой скважины, которая является выбуриваемой скважиной, со второй скважиной, отправляют полевой вычислительной машиной сообщение по беспроводной связи посредством беспроводной сети сторонней компании на мобильное устройство и отображают уведомление, отражающее предупреждение, в удаленном графическом пользовательском интерфейсе мобильного устройства и в полевой вычислительной машине.

Изобретение относится к испытательным системам и может быть использовано в качестве подвижной комплексной испытательной аппаратной для проведения испытаний опытных образцов средств связи в полевых условиях.

Интегрированная система регистрации данных, диагностики технического и физического состояния комплекса «человек-машина» содержит блок сбора и преобразования информации, защищенный накопитель, блок съема информации, блок контроля, контроллер защищенного накопителя, блок накопления и обработки диагностической информации, блок диагностирования физического состояния пилота, блок подготовки полетной информации для передачи на наземные пункты управления, соединенные определенным образом.

Группа изобретений относится к средствам динамического распределения функциональности при управлении энергопотреблением. Технический результат – обеспечение динамического разделения функциональности между подсистемой обработки данных и одним или более удаленным датчиком.

Изобретение относится к области идентификации технических средств путем использования их уникальных индивидуальных параметров. Технический результат заключается в обеспечении достоверного управления техническими объектами и формирования уникального идентифицирующего признака, присущего только конкретному техническому объекту.

Комплекс оборудования состоит из разнородных компонентов, из которых может быть образовано более одной конфигурации, обеспечивающей использование объекта управления по назначению.

Изобретение относится к технологиям многопараметрического контроля телеметрической информации. Техническим результатом является расширение арсенала технических средств контроля телеметрической информации.

Изобретение относится к системам управления ответственными технологическими процессами, в частности к системам управления движением поездов на железнодорожном транспорте.

Группа изобретений относится к области контроля и управления ходом выполнения процессов и может быть использована для обнаружения ошибок. Техническим результатом является уменьшение памяти для хранения данных и обеспечение контроля множества модулей, связанных с управлением и контролем установки.

Изобретение относится к способу оценки эффективности функционирования автоматизированных систем управления (АСУ). Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей способа оценки эффективности AСУ за счет добавления в него процесса моделирования воздействия вредоносных программ на структурные элементы АСУ.

Изобретение относится к контролю целостности данных, обрабатываемых в автоматизированных системах. Технический результат – обеспечение необходимого уровня защиты записей данных в файле на основе задания соответствующих параметров метода «однократной записи»: степени вложенности в блок данных, количество используемых внешних ключей.

Изобретение относится к способу поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала. Для поиска неисправного блока фиксируют число динамических элементов системы, определяют время контроля, используют тестовый сигнал на определенном интервале, определяют параметры интегрирования и интегральные оценки, регистрируют реакцию заведомо исправной системы в контрольных точках и определяют интегральные оценки выходных сигналов системы, замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой, подают аналогичный тестовый сигнал и определяют интегральные оценки выходных сигналов, определяют деформации интегральных оценок от номинальных, определяют нормированные значения интегральных оценок выходных сигналов, полученные в результате перемещения позиции входного сигнала на позицию после каждого из соответствующих блоков, определяют диагностические признаки, по минимуму диагностического признака определяют дефект.

Изобретение относится к приборостроительной технике и может быть использовано на летательных аппаратах для обработки, хранения и отображения полетной информации. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей системы в части обеспечения мониторинга состояния пилота, в повышении достоверности установления причин, приведших к летному происшествию или катастрофе, в оценке влияния каждого внешнего фактора на изменение физического стояния пилота. Он достигается тем, что система содержит блок сбора и преобразования информации, защищенный накопитель, блок съема информации, блок контроля, контроллер защищенного накопителя, блок накопления и обработки диагностической информации состояния элементов и агрегатов ЛА, блок диагностики физического состояния пилота, причем выход блока сбора и преобразования информации дополнительно соединен с входом блока диагностики физического состояния пилота. 1 ил.

Наверх