背景技術(shù)：

1、本發(fā)明屬于航空領(lǐng)域，并且更確切地說，屬于監(jiān)管飛行記錄器（也稱為“機(jī)載記錄器”或“黑匣子”）領(lǐng)域。

2、在飛機(jī)事故之后，可能發(fā)生以下情況：

3、?黑匣子未找到；和/或

4、?搜尋黑匣子的成本非常高，和/或

5、?所有黑匣子或黑匣子之一被損壞。

6、因此，民用航空監(jiān)管近年來不斷發(fā)展，并且icao（國際民用航空組織）發(fā)布了多項文件，特別是10054號文件《遇險航空器定位及飛行記錄器數(shù)據(jù)恢復(fù)手冊》。該文件具體描述了允許快速恢復(fù)黑匣子中包含的數(shù)據(jù)的解決方案。出自10054號文件的一項解決方案是在發(fā)生遇險事件時，在飛行造成重大損失之前恢復(fù)來自飛行記錄器的數(shù)據(jù)。

7、此文件依賴于eurocae的另一份文件ed-237：“用于檢測飛行中的航空器遇險事件并觸發(fā)飛行信息傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)的最低航空系統(tǒng)性能規(guī)范”，該文件建議實施一系列觸發(fā)進(jìn)入遇險模式的標(biāo)準(zhǔn)。

8、此文件ed-273本身基于bea（bureau?enquête?et?analyse-調(diào)查和分析局）對68架導(dǎo)致事故的飛行進(jìn)行的研究。通過分析這些涉及事故的飛行期間收集的數(shù)據(jù)，bea基于對構(gòu)成緊急情況的評估，制定了一系列十三條標(biāo)準(zhǔn)。該方法是二元方法，即條件非真即假。如果一個條件為真，則認(rèn)為已發(fā)生緊急情況。否則，如果所有條件都為假，則認(rèn)為飛行正常。這十三條標(biāo)準(zhǔn)是：

9、-過度傾斜；

10、-過度俯仰

11、-失速

12、-低cas

13、-垂直速度過快

14、-超速

15、-異常負(fù)載系數(shù)

16、-滾轉(zhuǎn)指令過大

17、-過度使用舵

18、-地形感知與警告系統(tǒng)（taws）警告

19、-高度過低

20、-交通警報與防撞系統(tǒng)警告

21、-客艙高度警告。

22、對所有68起導(dǎo)致事故的飛行進(jìn)行的分析證實，所有導(dǎo)致致命后果的飛行均能通過應(yīng)用這些標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測，從而驗證了這13條標(biāo)準(zhǔn)的定義。

23、然而，在使用這些標(biāo)準(zhǔn)時，遇險情況的檢測僅發(fā)生在非常短的時間內(nèi)，平均約為事故發(fā)生前30秒。遺憾的是，這30秒的持續(xù)時間不足以允許通過通信衛(wèi)星解決方案傳輸包含在黑匣子中的數(shù)據(jù)。事實上，發(fā)明人評估發(fā)現(xiàn)，通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)送相當(dāng)于黑匣子20分鐘記錄的數(shù)據(jù)大約需要4分鐘。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明涉及一種解決方案，用于預(yù)測未來航空器事故的檢測，同時避免生成過多不合時宜的誤報，并在事故發(fā)生前將航空器的一個或多個黑匣子中包含的完整或大量數(shù)據(jù)的副本傳輸?shù)酵獠拷邮掌鳌?/p>

2、本發(fā)明主要涉及識別遇險情況的新的征兆標(biāo)準(zhǔn)或通告，即在68次導(dǎo)致事故的飛行中未識別的征兆標(biāo)準(zhǔn)或通告，并發(fā)起緊急通信（將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶娇掌魍獠康慕邮掌鳎?/p>

3、此文件的其余部分中將指明以下內(nèi)容：

4、-“導(dǎo)致事故的飛行”，指在此期間發(fā)生了事故（accident）或重大事故征候（incident），因此其維護(hù)數(shù)據(jù)無法被上傳的飛行；以及

5、-“被認(rèn)為是健康的飛行”，或簡稱為“健康飛行”，是指在此期間未發(fā)生事故或重大事故征候，因此飛機(jī)能夠著陸，并且其維護(hù)數(shù)據(jù)能夠被上傳的飛行。

6、需要回顧的是，現(xiàn)有技術(shù)的研究，尤其是bea的研究，涉及對68次導(dǎo)致事故的飛行的分析。

7、另一方面，本發(fā)明提出分析在健康飛行或被認(rèn)為健康的飛行期間收集的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在這些飛行結(jié)束時被加載到維護(hù)計算機(jī)中。

8、因此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種用于生成用于檢測在航空器的飛行期間發(fā)生的異常事件的模塊的方法。

9、在本文的其余部分，“參考事件”是指在健康飛行期間在時間t時發(fā)生的事件，該事件可以用在該時間t時的指標(biāo)集合來表示。參考事件被用于生成用于檢測異常事件的模塊。

10、一旦檢測模塊已經(jīng)生成，它就可以被用于確定某個事件（被稱為“關(guān)注事件”）是正常事件還是非典型事件，以將它與被用于生成模塊的參考事件區(qū)分開來。

11、檢測模塊的優(yōu)選用途是，當(dāng)在飛行期間它被用于航空器時，確定在飛行期間發(fā)生的關(guān)注事件是正常還是非典型，從而觸發(fā)緊急通信，即將飛行數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠拷邮掌鳌?/p>

12、但是檢測模塊也可以在地面使用，用于檢測在健康飛行或?qū)е率鹿实娘w行期間發(fā)生的關(guān)注事件是正常還是非典型，以便重新訓(xùn)練和/或驗證檢測模塊。

13、以下分別指明：

14、-“指標(biāo)”，指標(biāo)的類型（例如“俯仰角”）以及；

15、-“指標(biāo)值”，該指標(biāo)在時間t時的值，例如20°。

16、按照本發(fā)明，將使用表示參考事件的完整指標(biāo)集合的子集。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，不完整的這種類型的子集僅給出了參考事件的部分/不完整/不完美的表示。

17、因此，按照本發(fā)明的生成用于檢查異常事件的模塊的方法包括：

18、-獲得在被認(rèn)為是健康的飛行期間采集的飛行數(shù)據(jù)的步驟；

19、-對于從基于這些數(shù)據(jù)獲得的、表示在所述健康飛行的時刻期間發(fā)生的參考事件的指標(biāo)集合中選擇的至少一個指標(biāo)子集，將該指標(biāo)子集與閾值相關(guān)聯(lián)，從而允許僅基于所述子集的指標(biāo)值來確定對該參考事件的正常或非典型特征的部分意見的步驟；以及

20、-利用以下配置檢測模塊的步驟：

21、（i）指標(biāo)和每個指標(biāo)子集的閾值；以及

22、（ii）決策模塊，該決策模塊允許基于針對關(guān)注事件而確定的部分意見，對該關(guān)注事件的正常或非典型特征確定明確意見，其中針對每個指標(biāo)子集確定的部分意見基于（i）基于表示關(guān)注事件的數(shù)據(jù)而獲得的這些指標(biāo)的值；以及（ii）與該子集相關(guān)聯(lián)的閾值；

23、-所述用于檢測異常事件的模塊被配置為，當(dāng)其在飛行中的航空器中實施時，用于取決于針對在飛行期間發(fā)生的關(guān)注事件而確定的所述明確意見而是否生成遇險信號。

24、在本發(fā)明的一個實施例中，用于檢測異常事件的模塊是被配置為能夠由航空器的處理器執(zhí)行的計算機(jī)程序。

25、作為本發(fā)明的目的，生成方法使用來自健康飛行或被認(rèn)為健康的飛行（即未發(fā)生重大事故而終止的飛行）的數(shù)據(jù)。

26、該檢測模塊一旦被生成，就能夠根據(jù)在健康飛行或?qū)е率鹿实娘w行期間發(fā)生的關(guān)注事件是正常事件還是非典型事件而確定明確意見。

27、按照本發(fā)明，基于部分意見和決策模型來獲得該明確意見。該決策模型可以例如基于一組檢測規(guī)則，或基于通過學(xué)習(xí)獲得的模型，例如通過使用孤立森林或lof（局部異常因子）類型的算法。

28、關(guān)于事件的正?；蚍堑湫吞卣鞯牟糠忠庖娭员徽J(rèn)定為部分意見，是因為這些意見是在僅考慮完全表示該事件的指標(biāo)集合的子集的情況下獲得的。

29、在一個實施例中，決策模型被配置為考慮在時間窗口期間針對多個指標(biāo)子集所確定的多個部分意見，以便確定關(guān)于參考事件的正?；蚍堑湫吞卣鞯拿鞔_意見。

30、本發(fā)明還涉及一種用于檢測在航空器的飛行期間的異常事件的模塊，該模塊的特征在于其由上述生成方法生成。

31、本發(fā)明還涉及一種用于備份在航空器的飛行期間采集的飛行數(shù)據(jù)的方法，所述航空器包括如上所述的用于檢測異常事件的模塊，該方法包括：

32、-在飛行期間收集數(shù)據(jù)并將所述收集數(shù)據(jù)保存在航空器的存儲器中的步驟；

33、-將收集數(shù)據(jù)的至少一部分復(fù)制到航空器的黑匣子中的步驟；

34、-將所述收集數(shù)據(jù)供應(yīng)在所述檢測模塊的輸入處的步驟；以及

35、-當(dāng)且僅當(dāng)檢測到所述檢測模塊生成的遇險信號時觸發(fā)將收集數(shù)據(jù)的至少一部分傳輸?shù)酵獠拷邮掌鞯牟襟E。

36、相關(guān)地，本發(fā)明涉及一種用于備份在航空器的飛行期間采集的飛行數(shù)據(jù)的設(shè)備，所述航空器包括如上所述的用于檢測異常事件的模塊，該設(shè)備包括：

37、-用于在飛行期間收集數(shù)據(jù)并將所述收集數(shù)據(jù)保存在航空器的存儲器中的模塊；

38、-用于將所述收集數(shù)據(jù)的至少一部分復(fù)制到航空器的黑匣子中的模塊；

39、-用于將所述收集數(shù)據(jù)供應(yīng)在檢測模塊的輸入處的模塊；以及

40、-用于當(dāng)且僅當(dāng)檢測到由所述檢測模塊生成的遇險信號時觸發(fā)將收集數(shù)據(jù)的至少一部分傳輸?shù)酵獠拷邮掌鞯哪K。

41、本發(fā)明還涉及一種包括如上所述的備份設(shè)備的航空器。

42、備份設(shè)備例如可以被集成到飛行數(shù)據(jù)采集單元中，該單元從一定數(shù)量的傳感器和航空電子系統(tǒng)接收模擬或數(shù)字形式的不同飛行數(shù)據(jù)，并將至少部分這些數(shù)據(jù)路由到黑匣子。

43、因此，本發(fā)明通常認(rèn)為，在被認(rèn)為是健康的飛行的數(shù)據(jù)之中，發(fā)生了一些本應(yīng)觸發(fā)飛行數(shù)據(jù)的緊急通信的非典型事件，因為例如在略微不同的情況下，或者由于航空器駕駛員的不同反應(yīng)，這些非典型事件可能會導(dǎo)致航空器的事故。

44、因此，本發(fā)明提出通過分析在健康飛行期間采集和記錄的數(shù)據(jù)來檢測這些非典型事件。

45、本發(fā)明基于在健康飛行期間收集的數(shù)據(jù)而識別出新的觸發(fā)條件，從而允許預(yù)測更多事故情況并更早地檢測到它們。

46、這些健康飛行數(shù)據(jù)例如是來自用于監(jiān)測航空器狀況的acms（航空器狀況監(jiān)測系統(tǒng)）的數(shù)據(jù)。需要回顧的是，用于監(jiān)測航空器狀況的系統(tǒng)是一種預(yù)測性維護(hù)工具，其由高容量飛行數(shù)據(jù)采集單元和相關(guān)聯(lián)的傳感器組成，用于采樣、監(jiān)測和記錄航空器的主要系統(tǒng)和組件的飛行信息和參數(shù)。

47、非常有利的是，從健康飛行中收集的、被用于定義新觸發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的acms系統(tǒng)的數(shù)據(jù)比由bea為識別上面回顧的13個標(biāo)準(zhǔn)而分析的來自68個導(dǎo)致事故的飛行的黑匣子的數(shù)據(jù)更加龐大和豐富。

48、被本發(fā)明用于確定標(biāo)準(zhǔn)的來自acms系統(tǒng)的數(shù)據(jù)數(shù)量更多，因為它們是從大量被認(rèn)為健康的飛行中收集的。此外，這些數(shù)據(jù)的可用頻率（若干赫茲）比黑匣子數(shù)據(jù)高得多。

49、由本發(fā)明使用的數(shù)據(jù)可以包含黑匣子中記錄的那些類型的數(shù)據(jù)，也可以包含其他類型的數(shù)據(jù)。

50、舉例來說，a330-300航空器的acms系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包括超過695個參數(shù)，其中很大一部分參數(shù)并未記錄在黑匣子中。舉例來說，本發(fā)明可以考慮bea定義的所有標(biāo)準(zhǔn)以及其他飛行數(shù)據(jù)，例如以下數(shù)據(jù)：

51、-測量系統(tǒng)產(chǎn)生的通知（例如“主警示”和“主警告”信號裝置）；

52、-起落架放下或襟翼處于著陸位置時的超速數(shù)據(jù)（超速起落架/超速襟翼）；

53、-除發(fā)動機(jī)起火信號裝置以外的起火信號裝置；

54、-振動信號；

55、-正副駕駛員發(fā)出的一個或多個特定詞語，例如“mayday（求救信號）”；

56、-正副駕駛員無法駕駛飛機(jī)；

57、-駕駛艙內(nèi)的緊急情況，例如出現(xiàn)煙霧；

58、-外部攝像頭檢測到的障礙物；

59、數(shù)據(jù)可以通過衛(wèi)星無線電或gsm網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)酵獠拷邮掌鳌?/p>

60、傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以是在檢測到生成的遇險信號之前收集的并且表示檢測到異常事件的數(shù)據(jù)，也可以是在此檢測之后收集的數(shù)據(jù)。

61、具體而言，本發(fā)明可以實現(xiàn)一種用于備份航空器的運行數(shù)據(jù)的方法，該方法包括以下步驟：收集運行數(shù)據(jù)并在航空器上逐步記錄；檢測航空器可能發(fā)生事故；基于該檢測，一方面將收集到的數(shù)據(jù)在收集后立即傳輸?shù)酵獠拷邮掌鳎硪环矫鎸⒈４娴臄?shù)據(jù)按記錄順序的倒序傳輸?shù)酵獠拷邮掌鳌?/p>

62、此備份可以通過使用文獻(xiàn)fr2967647（a1）中描述的備份方法來實現(xiàn)。

63、在一個實施例中，用于生成用于檢測在航空器的飛行期間的異常事件的模塊的方法，對于表示在所述健康飛行期間發(fā)生的參考事件的多個指標(biāo)子集，包括：

64、-基于所述子集中針對所述參考事件中的每個的指標(biāo)的值來計算針對該事件的正態(tài)性得分的步驟；

65、-基于針對指標(biāo)子集而計算出的所述正態(tài)性得分的分布類型，確定與該指標(biāo)子集相關(guān)聯(lián)的閾值。

66、在一個實施例中，閾值取決于分布的尾部的形狀來確定。

67、在一個實施例中，針對指標(biāo)子集而計算出的正態(tài)性得分由與該子集相關(guān)聯(lián)的訓(xùn)練算法獲得。

68、在一個特定實施例中，在上述指標(biāo)之中，區(qū)分符合第一級的指標(biāo)和符合第二級的指標(biāo)。

69、第一級指標(biāo)例如可以以向量的形式來表示，其中每個分量表示在時間t時的飛行數(shù)據(jù)或氣象數(shù)據(jù)。

70、第二級指標(biāo)可以通過第一級指標(biāo)的聚合來獲得，例如，通過在給定的時間段內(nèi)（例如，在過去十秒期間）的平均值、最小值或最大值類型的函數(shù)來獲得。在此實施例中，使用第二級指標(biāo)允許基于與該聚合時段相對應(yīng)的時間窗口期間所考慮的指標(biāo)值來確定部分意見。

71、本發(fā)明中使用的決策模型可以是不同的性質(zhì)。具體而言，它可以是：

72、-基于邏輯條件組合的模型（例如，如果條件1且（條件2或條件3）……）；或

73、-基于狀態(tài)機(jī)的模型。

74、在一個示例中，如果事件的正態(tài)性得分超過所述閾值，則該事件被視為非典型事件（部分意見）。

75、在一個特定實施例中，生成方法或用于備份數(shù)據(jù)的方法的不同步驟由計算機(jī)程序指令確定，或由包括適用于構(gòu)成可編程或不可編程硬線模型的模型門的晶體管的硅芯片來實現(xiàn)。

76、因此，本發(fā)明還涉及一種存儲介質(zhì)上的計算機(jī)程序，該程序能夠被實現(xiàn)在控制計算機(jī)中，該程序包括適用于實現(xiàn)上述生成方法和/或數(shù)據(jù)備份方法的步驟的指令。

77、該程序可以使用任何編程語言，并且可以是源代碼、目標(biāo)代碼或介于源代碼和目標(biāo)代碼之間的中間代碼的形式（諸如部分編譯形式）或任何其他期望形式。

78、本發(fā)明還涉及一種計算機(jī)可讀的存儲介質(zhì)，并且包括如上面所提及的計算機(jī)程序的指令。該存儲介質(zhì)可以是能夠存儲程序的任何實體或設(shè)備。例如，該介質(zhì)可以包括存儲裝置，諸如rom、閃存類型的非易失性存儲器，甚至是磁記錄裝置，例如硬盤。另一方面，該存儲介質(zhì)可以是可傳輸介質(zhì)，諸如電信號或光信號，其可以經(jīng)由電纜或光纜、通過無線電或其他方式進(jìn)行路由。根據(jù)本發(fā)明的程序尤其可以被上傳到互聯(lián)網(wǎng)類型的網(wǎng)絡(luò)上。替代地，該存儲介質(zhì)可以是合并了程序的集成電路，該電路適用于執(zhí)行所討論的方法或者在執(zhí)行所討論的方法時被使用。