應用於飛機的報警方法、系統、及監測終端與流程
2023-12-03 17:00:36
本發明涉及飛機安全保障領域，特別是涉及一種應用於飛機的報警方法、系統、及監測終端。
背景技術：
空客機隊空調系統的故障在整個機隊佔比較高，經常發生雙PACK跳開客艙失壓返航嚴重事故徵候，目前空客採取的措施是飛機駕駛艙ECAM(飛機中央電子監控系統，Electronic Centralized Aircraft Monitoring)警告，而這是在空調溫度過高，且在空調基本切斷時觸發，不能有效預防空調系統散熱器髒、溫控活門卡阻等導致客艙溫度偏高的情況。
技術實現要素：
鑑於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種應用於飛機的報警方法、系統、及監測終端，用於解決現有技術中不能有效預防空調系統散熱器髒、溫控活門卡阻等導致客艙溫度偏高的情況的問題。
為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種應用於飛機的報警方法，所述飛機包括空調壓氣機、空調組件以及流量控制閥，所述方法包括：預設關聯空調壓氣機出口溫度的第一溫度閾值、關聯空調組件出口溫度的第二溫度閾值以及關聯流量控制閥的開度閾值；採集空調壓氣機出口溫度、空調組件出口溫度以及流量控制閥開度，將所述空調壓氣機出口溫度與所述第一溫度閾值進行比較，且將所述空調組件出口溫度與所述第二溫度閾值進行比較，將所述流量控制閥開度與所述開度閾值進行比較；當所述空調壓氣機出口溫度大於所述第一溫度閾值時，生成第一報警報文並向相通信的電子設備進行發送；當所述空調組件出口溫度大於所述第二溫度閾值時，生成第二報警報文並向相通信的電子設備進行發送；當所述流量控制閥開度小於或等於所述開度閾值時，生成第三報警報文並向相通信的電子設備進行發送。
於本發明一具體實施例中，還包括預設關聯所述空調壓氣機的第一延遲時間、關聯所述空調組件的第二延遲時間以及關聯所述流量控制閥的第三延遲時間；在所述空調壓氣機啟動或狀態切換的第一延遲時間後，採集所述空調壓氣機出口溫度；且在所述空調組件啟動或狀態切換的第二延遲時間後，採集所述空調組件出口溫度；且在所述流量控制閥啟動或狀態切換的第三延遲時間後，採集所述流量控制閥位置。
於本發明一具體實施例中，還用以獲取大氣壓溫度，以根據所述大氣壓溫度對所述第二溫度閾值進行修正。
於本發明一具體實施例中，當空調進口風門擋板溫度小於第三溫度閾值或溫控/旁通活門的開度大於活門開度閾值後，當所述大氣壓空調壓氣機出口溫度大於預設的第一氣壓溫度閾值的情況下，且所述空調組件出口溫度大於所述第二溫度閾值的情況下時，不執行生成第一報警報文和第二報警報文並向相通信的電子設備進行發送的步驟。
於本發明一具體實施例中，所述方法還包括根據不同的飛機機型對所述第一溫度閾值、第二溫度閾值、開度閥值、第一延遲時間、第二延遲時間以及第三延遲時間進行對應的調整。
於本發明一具體實施例中，以預設的時間周期採集所述空調壓氣機出口溫度、所述空調組件出口溫度以及所述流量控制閥開度。
於本發明一具體實施例中，在進入一預設的飛機航段的預設時間後，採集一預設時間段內關聯飛機的空調組件的左組件的預設關鍵參數，生成第一常態報文並向相通信的電子設備進行發送，且同時採集所述預設時間段內關聯飛機的空調組件的右組件的預設關鍵參數，生成第二常態報文並向相通信的電子設備進行發送。
於本發明一具體實施例中，所述電子設備設置於地面控制中心，用於對接收的所述第一報警報文、第二報警報文、第三報警報文、第一常態報文、以及第二常態報文進行存儲，以供根據不同的需求，調取對應的報文進行分析，且根據分析結果進行顯示。
為實現上述目的及其他相關目的，本發明還提供一種應用於飛機的報警系統，所述飛機包括空調壓氣機以及空調組件，所述系統包括：預設模塊，用以預設關聯空調壓氣機出口溫度的第一溫度閾值、關聯空調組件出口溫度的第二溫度閾值以及關聯空調流量控制活門位置的第三位置閥值；數據採集模塊，用以採集空調壓氣機出口溫度、空調組件出口溫度以及空調流量控制活門位置，將所述空調壓氣機出口溫度與所述第一溫度閾值進行比較，將所述空調組件出口溫度與所述第二溫度閾值進行比較，且將所述空調流量控制活門位置與所述第三位置閾值進行比較；處理模塊，用以當所述空調壓氣機出口溫度大於所述第一溫度閾值時，生成第一報警報文並向相通信的電子設備進行發送；當所述空調組件出口溫度大於所述第二溫度閾值時，生成第二報警報文並向相通信的電子設備進行發送；當所述流量控制活門位置小於所述第三位置閾值時，生成第三報警報文並向相通信的電子設備進行發送。
為實現上述目的及其他相關目的，本發明還提供一種應用於飛機的監測終端，應用如上任一項所述的報警方法對所述飛機的空調壓氣機、空調組件的出口溫度、以及流量控制閥的開度進行監控。
如上所述，本發明的應用於飛機的報警方法、系統、及監測終端，具體為預設關聯空調壓氣機出口溫度的第一溫度閾值、關聯空調組件出口溫度的第二溫度閾值以及關聯流量控制閥的開度閾值；採集空調壓氣機出口溫度、空調組件出口溫度以及流量控制閥開度，將所述空調壓氣機出口溫度與所述第一溫度閾值進行比較，將所述空調組件出口溫度與所述第二溫度閾值進行比較，且將所述流量控制閥開度與所述開度閾值進行比較；當所述空調壓氣機出口溫度大於所述第一溫度閾值時，生成第一報警報文並向相通信的電子設備進行發送；當所述空調組件出口溫度大於所述第二溫度閾值時，生成第二報警報文並向相通信的電子設備進行發送；當所述流量控制閥開度小於或等於所述開度閾值時，生成第三報警報文並向相通信的電子設備進行發送。用於對空調壓氣機、空調組件的出口溫度以及FCV位置進行監測，且合理的設置溫度和控制閥開度報警閾值，且通過報文的形式將報警報文發送至相應的電子設備，實現對飛機的空調壓氣機、空調組件出口溫度以及空中非指令性空調流量控制閥關斷的預報警，提醒維修人員及時查看清除可能的障礙點，保障飛機運行的安全。
附圖說明
圖1顯示為本發明的報警方法在一具體實施例中的流程示意圖。
圖2顯示為本發明的報警系統在一具體實施例中的模塊示意圖。
圖3顯示為本發明的監測終端在一具體實施例中的組成示意圖。
元件標號說明
10 報警方法
S11～S13 方法步驟
20 報警系統
21 預設模塊
22 數據採集模塊
23 處理模塊
30 監測終端
具體實施方式
以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基於不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是，在不衝突的情況下，以下實施例及實施例中的特徵可以相互組合。
需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖示中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪製，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為複雜。
為了使本發明之敘述更加詳盡與完備，可參照附圖及以下所述之各種實施例。但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍；步驟的描述亦非用以限制其執行之順序，任何由重新組合，所產生具有均等功效的裝置，皆為本發明所涵蓋的範圍。
於實施方式與申請專利範圍中，除非內文中對於冠詞有所特別限定，否則「一」與「該」可泛指單一個或複數個。將進一步理解的是，本文中所使用的「包含」、「包括」、「具有」及相似詞彙，指明其所記載的特徵、區域、整數、步驟、操作、組件與/或組件，但不排除其所述或額外的其一個或多個其它特徵、區域、整數、步驟、操作、組件、組件，與/或其中之群組。
關於本文中所使用的「網絡」泛指具有結構關係、組成關係、連接關係、通信關係、運算關係、或邏輯關係的實體元件或抽象元件的關係組合，不局限於實際的通信網絡。
空客機隊空調系統主要部件是散熱器、FCV、ACSC、ACM、冷凝器、再加熱器等，反映客艙溫度高的原因一般是散熱器髒、溫控活門卡阻、以及管路漏氣，導致ACM、冷凝器、再加熱器效率降低所致，本發明中空客採用空調壓氣機出口溫度和pack出口溫度來作為反映客艙溫度高的兩個參數如果空調壓氣機出口溫度超過260度或者pack出口溫度超過88度(A330是95度)時，會產生過熱(overheat)報警，ACSC(Air Conditioning System Controller，空調系統控制器)會關閉FCV(Flow Control Valve，流量控制閥門)，從而切斷空調供氣。而當空調系統散熱器髒、ACM(Air Cycle Machine，空氣循環機)效率降低時，空調壓氣機出口溫度和pack出口溫度會升高，但不會高到觸發故障或ECAM報警，會有些偏高，一方面這種情況會造成夏季高溫季節旅客投訴，影響服務質量，另一方面會導致特定情況下空調壓氣機出口溫度快速升高引起FCV切斷或由於FCV本身故障非指令性關斷，如果在空中，容易造成客艙失壓嚴重事件。
本發明基於飛機的ACARS系統(ARINC Communication Addressing and Reporting System，航空無線電通訊地址和報告系統)，根據空調系統空調壓氣機和pack出口溫度參數的工作邏輯，設置空調壓氣機出口溫度(Pack Compressor Outlet Temperature)、pack出口溫度(Pack Outlet Temperature)和FCV位置門限值，編寫報警報文，在還沒有出現故障和ECAM警告前，通過預設的門限值提前對溫度和位置變化進行報警，利用地面軟體平臺，將報文採集的關鍵參數進行不同航段的採樣，形成趨勢圖進一步分析和監控，通過提前預防和更換性能下降的空調部件，確保空調系統平穩運行，提高夏季空調系統服務質量和防止雙pack切斷導致的備降返航以及事故徵候。其中，空調組件(PACK)，是英語Pneumatic Air Cycle Kit的首字母縮寫，即壓縮空氣循環組件。此組件一般由空氣循環機，一套熱交換器，水分離器和溫度和壓力控制閥和傳感器。依不同的設計可能包括其他組件。空調組件的主要功能是給客艙供給適當壓力和溫度的空氣。空調組件需要高壓和高溫的空氣源，通常來自氣體渦輪發動機的壓縮機引氣，比如說渦扇，渦噴或渦軸發動機。當需要加熱時，流經空氣循環機的引氣直接引入發動機艙加熱。當在地面運行需要降溫時，空氣循環機降低引入的空氣溫度再輸入客艙。在降溫的過程中，水蒸氣凝結，此時需要水隔離器工作。
請參閱圖1，顯示為本發明的報警方法在一具體實施例中的流程示意圖。所述應用於飛機的報警方法10包括：
S11：預設關聯空調壓氣機出口溫度的第一溫度閾值、關聯空調組件出口溫度的第二溫度閾值以及關聯流量控制閥的開度閾值；所述第一溫度閾值、第二溫度閾值、以及開度閾值不是一個固定的值，其可以根據外界溫度TAT、發動機不同工作狀態、大翼防冰活門位置等參數進行自動的調整。
S12：採集空調壓氣機出口溫度、空調組件出口溫度以及流量控制閥開度，將所述空調壓氣機出口溫度與所述第一溫度閾值進行比較，將所述空調組件出口溫度與所述第二溫度閾值進行比較，且將所述流量控制閥開度與所述開度閾值進行比較；
S13：當所述空調壓氣機出口溫度大於所述第一溫度閾值時，生成第一報警報文並向相通信的電子設備進行發送；當所述空調組件出口溫度大於所述第二溫度閾值時，生成第二報警報文並向相通信的電子設備進行發送；當所述流量控制閥開度小於或等於所述開度閾值時，生成第三報警報文並向相通信的電子設備進行發送。
於本發明一具體實施例中，還包括預設關聯所述空調壓氣機的第一延時間、關聯所述空調組件的第二延遲時間以及關聯流量控制閥的第三延遲時間；在所述空調壓氣機啟動或狀態切換的第一延遲時間後，採集所述氣機出口溫度；在所述空調組件啟動或狀態切換的第二延遲時間後，採集所述空調組件出口溫度；且在在所述空調組件啟動或狀態切換的第三延遲時間後，採集所述流量控制閥的開度，即通過採集所述流量控制閥的閥所處的位置，計算獲得所述流量控制閥的開度。因為在所述空調壓氣機、所述空調組件以及所述流量控制閥啟動或狀態切換的一段時間內，運行不太穩定，在此時間段內採集溫度進行檢測會導致檢測結果不穩定，所以，此處採取在一定的延遲時間後再對溫度進行採集以及檢測。
於本發明一具體實施例中，還用以獲取大氣壓溫度，以根據所述大氣壓溫度對所述第二溫度閾值進行修正。
於本發明一具體實施例中，當空調進口風門擋板溫度小於第三溫度閾值或溫控/旁通活門的開度大於活門開度閾值後，當所述空調壓氣機出口溫度大於預設的第一氣壓溫度閾值的情況下，且所述空調組件出口溫度大於所述第二溫度閾值的情況下，不執行生成第一報警報文和第二報警報文並向相通信的電子設備進行發送的步驟。
於本發明一具體實施例中，當所述大氣壓溫度小於預設的第一氣壓溫度閾值的情況下，所述空調組件出口溫度大於所述第二溫度閾值時，不執行生成第二報警報文並向相通信的電子設備進行發送的步驟。所述大氣壓溫度與飛機外傳感器直接測得的全溫(TAT，Total air temperature)有關，按照外界溫度TAT的不同，對於pack出口溫度報警門限值進行不同的改變，更貼近於旅客真實的感受環境，能在不同季節監控到空調系統部件的性能降低。由於外界溫度較低時機組會選擇加熱方式，因此報文設置在TAT低於一定值後，將不會觸發PACK出口溫度的報警。於本實施例中，例如採用R33/R34為空調常態報文，其中R33是左空調組件，R34是右空調組件，根據實驗結果，取空調最穩定的階段相同參數，然後利用地面軟體平臺對不同航段的數值進行連續動態趨勢分析。地面支持軟體是自行開發的報文顯示和分析平臺，用於將飛機ACARS實時下傳的客戶化報文從總伺服器提取，將不同原因觸發的各類報文集中顯示，並可以根據不同需求分析和查看空調系統各參數。
於本發明一具體實施例中，所述方法還包括根據不同的飛機機型對所述第一溫度閾值、第二溫度閾值、開度閥值、第一延遲時間、第二延遲時間以及第三延遲時間進行對應的調整。
於本發明一具體實施例中，以預設的時間周期採集所述空調壓氣機出口溫度、所述空調組件出口溫度以及流量控制閥的開度。
於本發明一具體實施例中，在進入一預設的飛機航段的預設時間後，採集一預設時間段內關聯飛機的空調組件的左組件的預設關鍵參數，生成第一常態報文並向相通信的電子設備進行發送，且同時採集所述預設時間段內關聯飛機的空調組件的右組件的預設關鍵參數，生成第二常態報文並向相通信的電子設備進行發送。
於本發明一具體實施例中，選取飛機航段中最穩定的階段，在進入該航段的預設時間後，進行預設關鍵參數的採集，常態報文的設置目的是利用所述電子設備通過對飛機每個不同航段飛機空調系統工作狀態的採集，形成一定周期內飛機空調系統狀況發展趨勢，用以對報警報文的補充。其中，一般來說飛機包括10個航段，取空調狀態最穩定的航段開始參數的採集。例如，具體為，在進入該最穩定的航段的一定時間後，開始採集，且採集100秒內的飛機的空調系統的關鍵參數，該關鍵參數的設置可以根據用戶的需求自行設置。
於本發明一具體實施例中，所述電子設備設置於地面控制中心，用於對接收的所述第一報警報文、第二報警報文、第三報警報文、第一常態報文、以及第二常態報文進行存儲，以供根據不同的需求，調取對應的報文進行分析，且根據分析結果進行顯示。優選的，所述地面支持軟體運行於所述電子設備中。
所述報警方法可以很好的預防空客機隊雙空調空中超溫跳開導致的客艙失壓等嚴重事故徵候，對減少空調系統導致的返航、備降以及長時間AOG(Aircraft On Ground，飛機停飛)事件效果明顯。本專利可以提高夏季高溫天氣客艙服務質量，避免了空客機隊空調系統部件在性能下降後不能有效預警的缺陷。本報警方法的另一個突出的優點是可以通過報文各參數判斷出空調系統性能降低的具體部件，所述報文參數例如包括左組件空調壓氣機出口溫度、右組件空調壓氣機出口溫度、左組件PACK出口溫度、右組件PACK出口溫度，為了方便工程師對飛機空調溫度狀態進行查看，所述報文參數還包括飛機號、航段、高度等參數。所述報警方法在航線故障排查過程中，可以顯著的節省航材以及人力成本等。本專利只需對飛機進行程序更新，無需改裝飛機線路或更換飛機計算機等部件，結構簡單，成本低，便於大機隊安裝和運行，且採用飛機ACARS系統下傳報文，安全性高，實時性強，理論上講可以和飛機空調部件發生異常時做到同步報警。
進一步參閱圖2，顯示為本發明的報警系統在一具體實施例中的模塊示意圖。所述報警系統20的技術方案與所述報警方法10一一對應，所有關於所述報警方法10的描述均可以應用於本實施例中。所述報警系統20包括：
預設模塊21，用以預設關聯空調壓氣機出口溫度的第一溫度閾值、關聯空調組件出口溫度的第二溫度閾值以及關聯流量控制閥的開度閥值。
數據採集模塊22，用以採集空調壓氣機出口溫度、空調組件出口溫度、以及流量控制閥開度，將所述空調壓氣機出口溫度與所述第一溫度閾值進行比較，將所述空調組件出口溫度與所述第二溫度閾值進行比較，且將所述流量控制閥開度與所述開度閾值進行比較。
處理模塊23，用以當所述空調壓氣機出口溫度大於所述第一溫度閾值時，生成第一報警報文並向相通信的電子設備進行發送；當所述空調組件出口溫度大於所述第二溫度閾值時，生成第二報警報文並向相通信的電子設備進行發送；當所述流量控制閥開度小於或等於所述開度閾值時，生成第三報警報文並向相通信的電子設備進行發送。
進一步參閱圖3，顯示為本發明的監測終端在一具體實施例中的組成示意圖。所述監測終端30應用於所述飛機上，應用如圖1所述的報警方法10對所述飛機的空調壓氣機、空調組件的出口溫度進行監控、以及流量控制閥的開度進行監控，且根據監控結果，向地面的電子設備發送相應的報文。相應的，所述監測終端30包括如上所述的報警系統20。
綜上所述，本發明的應用於飛機的報警方法、系統、及監測終端，具體為預設關聯空調壓氣機出口溫度的第一溫度閾值、關聯空調組件出口溫度的第二溫度閾值以及關聯流量控制閥開度的開度閥值；採集空調壓氣機出口溫度、空調組件出口溫度以及流量控制閥開度，將所述空調壓氣機出口溫度與所述第一溫度閾值進行比較，將所述空調組件出口溫度與所述第二溫度閾值進行比較，且所述流量控制閥開度與所述開度閾值進行比較；當所述空調壓氣機出口溫度大於所述第一溫度閾值時，生成第一報警報文並向相通信的電子設備進行發送；當所述空調組件出口溫度大於所述第二溫度閾值時，生成第二報警報文並向相通信的電子設備進行發送，當所述流量控制閥開度小於所述開度閾值時，生成第三報警報文並向相通信的電子設備進行發送。用於對空調壓氣機、空調組件的出口溫度以及流量控制閥的開度進行監測，且合理的設置溫度和開度報警閾值，且通過報文的形式將報警報文發送至相應的電子設備，實現對飛機的空調壓氣機出口溫度、空調組件的出口溫度以及流量控制閥開度的預報警，提醒維修人員及時查看清除可能的障礙點，保障飛機運行的安全。所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。