DE69012556T2 - Flugzeugpark- und informationssystem. - Google Patents

Flugzeugpark- und informationssystem.

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Description

  • Gegenstand der Erfindung ist allgemein ein System, das zur Versorgung des Bodenpersonals an einem Flughafen mit Informationen ausgelegt ist, und ein Führungssystem zum Abstellen von Flugzeugen in Flughäfen, und spezieller ein zur Führung des das Flugzeug steuernden Piloten mit höchster Genauigkeit, so dass dieser das Flugzeug genau an einer sorgfältig vorbestimmten Anhaltestelle anhalten kann, konzipiertes System.
  • Für diesen Zweck bestimmte Systeme des Stands der Technik basieren auf Techniken, die sich von der erfindungsgemässen unterscheiden. Ein System dieser Art ist aus SE 403 999 bekannt.
  • Alle Systeme des Stands der Technik basieren auf der Methode, nach der das Bugrad des Flugzeugs über eine Anzahl von im Boden eingebetteten Sensoren rollen muss, die aufeinanderfolgend in einer Reihe in Bewegungsrichtung des Flugzeugs angeordnet sind. Bei allen oben erwähnten Systemen werden Induktionsschleifen verwendet, deren Anzahl je nach Marke unterschiedlich ist, in der Regel weisen sie jedoch zwischen 15 und 3 Schleifen pro Flugzeugtyp auf. Alle diese Systeme weisen wesentliche Nachteile auf, insbesondere hinsichtlich des Erfordernisses, die Schleifen in den Boden zu verlegen und der Neigung solcher Schleifen, als Folge von in den Betonplatten auftretenden Bewegungen zu brechen, wodurch das Vorfeld oder die Abstellfläche zur Reparatur der Schleifen für lange Zeiträume abgesperrt werden muss. Sowohl die Systeme dieser Art als auch Systeme des Stands der Technik anderer Art, die auf dem Weltmarkt erhältlich sind, können nicht dazu verwendet werden, eine andere Information als die zum Abstellen des Flugzeugs bestimmte bereitzustellen oder anzuzeigen.
  • Hauptzweck dieser Erfindung ist es, ein System der eingangs genannten Art bereitzustellen, das alle Erfordernisse hinsichtlich Zuverlässigkeit, vielseitiger Anwendbarkeit und Genauigkeit erfüllt und das insbesondere zur Verwendung bei auf Zivilflughäfen ankommenden und genau gegenüber einer Fluggastbrücke oder einer anderen sorgfältig vorbestimmten Anhaltestelle auf einem Flughafenparkfeld anzuhaltenden Flugzeugen konzipiert ist. Eine zusätzliche Aufgabe der Erfindung ist es, die im Boden eingebetteten Schleifen des Stands der Technik durch ein System zu ersetzen, bei dem keine störende Beeinflussung des Bodens auf dem Parkfeld erforderlich ist.
  • Die Erfindung beruht auf dem Prinzip der Verwendung von Mikrowellen zur Führung und Information des Flugzeugpiloten über die genaue Anhalteposition. Das Andocksystem enthält eine Anzeigeeinheit, die gegenüber der genauen endgültigen Anhaltestelle des Flugzeugs angebracht ist. In der Anzeigeeinheit oder in deren unmittelbarer Nähe ist zur Abstrahlung von auf das Flugzeug gerichteten Funkwellen eine Mikrowellenantenne angebracht. Durch Messung der Differenz zwischen den abgegebenen und reflektierten Funkwellen (Rückstrahlung) kann die Position des Flugzeugs mit grosser Genauigkeit von einem Computer analysiert werden.
  • Wird die Anzeigeeinheit nicht für den Zweck des Abstellens von Flugzeugen verwendet, ist das Steuersystem der Anzeigeeinheit mit dem FIDS-System (Flight Information and Destination System - Fluginformations- und Zielsystem) des Flughafens verbunden, wodurch die Anzeigeeinheit als Informationsanzeige dienen kann, die das Bodenpersonal am Flughafen mit Informationen versorgt und Flugnummern ankommender Flugzeuge, Ankünfte, Ankunftszeiten, Kraftstoffvorräte, Flugnummern abfliegender Flugzeuge, Abflüge, Abflugzeiten und Ortszeiten anzeigt.
  • Durch Zusammenschalten des Steuersystems des Andocksystems mit dem FIDS-System des Flughafens kann ein grosser Teil der Einrichtungen auf dem Flughafenparkfeld wie die Fluggastbrücke am Vorderausgang, die Fluggastbrücke am Hinterausgang, Bodenversorgungsanlagen, Gepäckhandhabesysteme und Rückschleppsysteme je nach Typ des ankommenden Flugzeugs voreingestellt werden.
  • Luftfahrtministerien und Fluglinien haben ihre Forderungen und Wünsche hinsichtlich verbesserter Sichtverhältnisse und Genauigkeit bestehender Andocksysteme ausgesprochen. Darüber hinaus hat die Forderung nach mehr vom FIDS-System bereitgestellte Informationen zu einem Versuch, Mittel für eine höhere Genauigkeit beim Abstellen von Flugzeugen zu konzipieren, und zur Entwicklung eines für das Bodenpersonal ausgelegten Informationssystems geführt. Dieses System trägt die Bezeichnung APIS (Aircraft Parking und Information System - Flugzeug- Abstell- und Informationssystem).
  • Die von den Fluglinien vorgebrachten Forderungen und Wünsche könnten wie folgt zusammengefasst werden:
  • 1. Verbesserte Informationen über die Seitenposition.
  • 2. Verbesserte Sichtbarkeit der Anzeigeeinheit in hellem Sonnenlicht und kein Blenden im Dunkeln.
  • 3. FIDS-Informationen, wenn die Abstellsystemanzeige nicht für den Zweck des Abstellens von Flugzeugen benutzt wird.
  • 4. Zusätzliche automatische Funktionen. Die Mitarbeiter des Luftfahrtministeriums haben verbesserte Bedienungszugänglichkeit und vereinfachte Programmierungs- und Wartungsprozeduren gefordert. Die Forderungen des Luftfahrtministeriums könnten wie folgt zusammengefasst werden:
  • 1. Die Anzeige soll keine Steuersysteme oder anderen empfindlichen Einrichtungen enthalten.
  • 2. Das Steuersystem soll in Bodenhöhe, z.B. im Dienstgebäude, angebracht sein.
  • 3. Alle Sensoren im Vorfeld sollen leicht zu ersetzen sein.
  • 4. Alle Systemprogrammierungen sollen dem Luftfahrtministerium zugänglich sein.
  • 5. Alle Bauteile des Systems sollen standardmässig und auf dem Markt erhältlich sein.
  • Die Verwendung von mehr automatischen Vorrichtungen und schnellere Abfertigung sowie auch die Verwendung von zwei Brücken am gleichen Flugsteig (OTW BRIDGE - Over The Wing Bridge) führten zu vermehrter Forderung nach Kommunikationsmöglichkeiten zwischen den FIDS-/Abstellsystemen und den Fluggastbrücken, um jegliches Risiko einer Beschädigung von Flugzeugen weitestgehend zu eliminieren und das gleichzeitige Manövrieren der beiden Fluggastbrücken durch die Bedienperson zu erleichtern.
  • Ein Abstellen mit hoher Genauigkeit ist insbesondere dann wichtig, wenn Flugzeuge vieler verschiedener Typen auf ein und demselben Vorfeld empfangen werden sollen und wenn Vorgänge bezüglich des An- und Von-Bord- Gehens von Passagieren mit Hilfe von Fluggastbrücken vonstatten gehen, die direkt mit dem Flugzeug verbunden sind, und insbesondere hinsichtlich Flugzeugen des Typs DC-9, wenn eine OTW-Brücke verwendet wird.
  • Das Abstellsystem APIS wurde speziell mit der Absicht entwickelt, allen oben angeführten Bedürfnissen und Forderungen zu entsprechen. Die Anzeigeeinheit stellt über ein "INOGON"-Mittellinien-Leuchtsignal Informationen über die Seitenposition und über alphanumerische Anzeigemodule vom Typ "FERRANTI PACKARD" Informationen über die Längsposition bereit.
  • Durch Kommunikation mit dem FIDS kann das neuartige Abstellsystem das Bodenpersonal mit den gewünschten Informationen hinsichtlich Flugnummern ankommender und abfliegender Flugzeuge sowie auch deren Ankunfts- und Abflugzeiten versorgen.
  • Das System entspricht allen von der Internationalen Zivilluftfahrt-Organisation ICAO vorgebrachten Forderungen und Empfehlungen. Die Informationen über die Seitenposition sind für den Piloten im linken Sitz ausgeführt.
  • Ziel bei dem APIS-System war es, standardmässige Bauteile zu verwenden, die entweder leicht zu ersetzen oder leicht zu reparieren sein sollen. Die das gesamte Abstellsystem steuernde und überwachende Zentraleinheit befindet sich im Dienstgebäude, wodurch sichergestellt wird, dass die Programmierung und das Ersetzen fehlerhafter Bauteile drinnen und auf ergonomisch korrektem Niveau erfolgen kann.
  • Des weiteren wurde dem Aspekt grosse Bedeutung beigemessen, die vom System bereitgestellten Informationen sogar bei starkem Sonnenlicht sichtbar zu machen, was bei den meisten auf dem Markt erhältlichen Systemen ein Problem darstellt. Ein weiteres Ziel war es, mit Hilfe des APIS die Anzeige weiterer für die Piloten sowie für das in verschiedenen das Flugzeug betreffenden Bereichen arbeitende Personal nützlicher Informationen wie die Flugnummer, Ankunft- und Abflugzeiten, aktuelle Zeit usw. zu ermöglichen.
  • Das APIS-System umfasst vier Hauptkomponenten:
  • - Anzeigeeinheit 1
  • - Steuersystem 2
  • - Bedienfeld 3
  • - Radar 4.
  • Alle Informationen für die Piloten werden auf der Anzeigeeinheit 1 angezeigt, die an der Wand 6 des Terminal-Gebäudes 5 genau vor dem Cockpit angebracht ist. Das Steuersystem 2 überträgt vom Radar 4 und vom Bedienfeld 3/FIDS (Fluginformations- und Zielsystem) 11 erhaltene Informationen. Ob das APIS-System über das Bedienfeld 3 oder vom FIDS 11 gesteuert werden soll, kann durch Betätigen einer auf dem Bedienfeld 3 an der Fluggastbrücke 12 befindlichen Drucktaste bestimmt werden.
  • In Fig. 1 sind allgemein die verschiedenen Komponenten des APIS-Systems und ihre Verbindung untereinander dargestellt.
  • Des weiteren ist in Fig. 1 ein Beschaltungssystemplan dargestellt.
  • Im folgenden werden die Hauptkomponenten ausführlicher beschrieben.
  • Die Anzeigeeinheit 1, bei der es sich um eine Komponente des APIS-Systems handelt, ist zur Versorgung des Piloten mit allen Informationen, die er zur Führung des Flugzeugs in Seiten- und Längsrichtung benötigt, um es an der Anhaltestelle abzustellen, ausgelegt. Diese Informationen stehen über zwei Sichteinheiten, nämlich die alphanumerischen Anzeigen 7 und das Mittellinien- Leuchtsignal 8 vom Typ Inogon, zur Verfügung. Die alphanumerischen Anzeigen versorgen auch das betreffende Bodenpersonal mit Informationen vom FIDS.
  • Es sind zwölf alphanumerische Anzeigen 7 vorhanden, wobei die Abmessungen jeder Anzeige 213 x 150 mm betragen.
  • Jede alphanumerische Anzeige 7 besteht aus 35 Punkten, die in sieben vertikalen Reihen und fünf horizontalen Reihen angeordnet sind. Der Punktdurchmesser beträgt 24 mm.
  • Eine Seite jedes Punkts ist mit einer Leuchtfarbe versehen und die gegenüberliegende Seite mit einer mattschwarzen Farbe.
  • Die verschiedenen Zeichen werden mit Hilfe elektromagnetischer Spulen gebildet, die bei Betätigung die das Zeichen zu bildenden Punkte so drehen, dass die angewählten Punkte mit ihren Leuchtfarben-Seiten nach aussen zeigen. Um die Punkte wieder in ihre ursprüngliche Position zu drehen, wird die Spulenpolarität umgeschaltet. Folglich ist zum Drehen der Punkte kein Stromverbrauch erforderlich.
  • Infolge der Leuchtfarbe wird der Kontrast jedes Zeichens mit zunehmendem Licht erhöht, also z.B. bei hellem Sonnenlicht, aber auch im Dunkeln wird eine ausserordentliche Sichtbarkeit erzielt, wenn die Punkte beleuchtet sind.
  • Die alphanumerischen Anzeigen werden von der Steuereinheit im Dienstgebäude und von drei Stromversorgungseinheiten, die jeweils vier alphanumerische Einheiten mit Strom versorgen, gesteuert. Die auf einer Leiterplatte vorgesehene Stromversorgungseinheit ist die einzige elektronische Einrichtung bei der Anzeige. Sie wurde speziell zur Versorgung der alphanumerischen Anzeigen entwickelt.
  • Die Einrichtung zur Beleuchtung der alphanumerischen Anzeigen 7 wird eingeschaltet, wenn die Lichtstärke des umgebenden Lichts zu gering ist. Die Lichtstärke wird von einer Fotozelle erfasst.
  • Das Mittellinien-Leuchtsignal 8 besteht aus einem Moiré-Schirm, der von sechs kompakten Leuchtstoffröhren mit jeweils 36 W beleuchtet wird, so dass auch diese Einheit beleuchtet oder verdunkelt werden kann.
  • Bei dem Mittellinien-Leuchtsignal handelt es sich um das Fabrikat Inogon, das auf zahlreichen Flughäfen mit zufriedenstellenden Ergebnissen verwendet wird.
  • Bei dem Steuersystem 2 handelt es sich um die Marke Omron. Es ist zusammen mit seinen zugehörigen Verbindungsleisten in einem Kasten montiert. Die Abmessungen des Kastens betragen 500 x 550 x 210 mm (Breite, Höhe, Tiefe). Das Gehirn des Systems ist ein Mikrocomputer 10 vom Typ Omron Sysmac C200H.
  • Bei allen Einheiten einschliesslich dem Mikrocomputer handelt es sich um standardmässige Einheiten, die weltweit in den meisten Ländern erhältlich sind.
  • Der Mikrocomputer ist zur Kommunikation mit einem Hauptcomputer ausgelegt. Bei der Kommunikationsschnittstelle handelt es sich um RS-232C oder RS-422. RS-422 ermöglicht die Kommunikation mit mehreren APIS-Systemen, höchstens jedoch mit 32. Die Kommunikation erfolgt über ASCII-Zeichen gemäss dem Omron Leitrechnerverbindungsstandard.
  • Neben dem Mikrocomputer und seinen Eingängen und Ausgängen enthält der Kasten die folgenden Einrichtungen:
  • - 24 V Gleichspannungsversorgungsaggregat
  • - Leistungsschalter
  • - Relais
  • - Verbindungsleisten.
  • Der Mikrocomputer kontrolliert ständig den Status der Sensoren und die Informationen vom Bedienfeld 3 oder vom FIDS-System 11. Das Computer-Programm verarbeitet die Informationen und überträgt bei Bedarf die Signale sowohl an die Anzeige 1 als auch an das Bedienfeld 3/FIDS-System 11.
  • Das Bedienfeld 3 wurde in Zusammenarbeit mit Fluglinien und den Mitarbeitern des Luftfahrtministeriums für den Landvetter Flughafen ausgelegt und besteht aus acht grossen Drucktasten, die für die acht am häufigsten auftretenden Flugzeugtypen bestimmt sind. Zwei zusätzliche Tasten sind vorhanden, über die schrittweise, nach vorne und nach hinten, Zugang zu Informationen, die mehrere andere Flugzeugtypen betreffen, erhalten werden kann. Bei Auswahl des Flugzeugtyps über diese Tasten wird der Flugzeugtyp auf einer auf dem Bedienfeld an der Fluggastbrücke befindlichen Minianzeige angezeigt.
  • Sobald der gewünschte Flugzeugtyp angezeigt ist, startet das APIS-System automatisch nach einer Verzögerung von ca. 3-4 Sekunden.
  • Insgesamt können zwischen 25 und 30 verschiedene Flugzeugtypen mittels dieser Tasten überwacht werden. Ein gewöhnlicher Not-Aus-Schalter zur Unterbrechung aller Bewegungen der Fluggastbrücke und des Andocksystems befindet sich auf dem Bedienfeld in der Fluggastbrücke.
  • Zur Erfassung des Abstands zwischen dem Flugzeug und der Fluggastbrücke wird ein die Mikrowellentechnologie verwendener Radar 4 benutzt. Mikrowellen mit einer sehr kurzen Wellenlänge werden von der Antenne abgegeben, vom Flugzeug reflektiert und dann wieder von der Antenne empfangen. Der Abstand zwischen der Abstrahlung und dem Empfang einer Welle wird berechnet und in eine Stromschleife umgewandelt, die von der SPS-Einheit empfangen wird. In der SPS-Einheit wird der Strom von der Stromschleife mittels einer im Programm gespeicherten Tabelle in Abstand umgewandelt.
  • Der Radar 4 befindet sich in unmittelbarer Nähe der APIS-Anzeige 1 und erfasst Abstände von bis zu 100 m vom Terminal-Gebäude 5. Die Leistung beträgt nur 5 mW, was mit dem Flugzeugradar mit einer Leistung von 50 kW verglichen werden sollte. Die Mikrowellen sind für Menschen und Einrichtungen vollkommen unschädlich.
  • Im folgenden wird die Funktionsweise des "APIS"- Führungssystems kurz beschrieben.
  • Schritt 1 Der Typ des ankommenden Flugzeug. wird entweder manuell am Bedienfeld 3 oder automatisch über das FIDS- System 11 ausgewählt.
  • Auf dem Bedienfeld 3 der Bugladebrücke (NL-Brücke) befindet sich eine Taste zur Auswahl der automatischen oder manuellen Einstellung des APIS-Systems. Wurde der Typ des ankommenden Flugzeugs durch automatische Mittel über das FIDS- System ausgewählt, werden die Fluggastbrücken 13, 14 automatisch in die korrekte Anfangsposition plaziert.
  • Wird hingegen das APIS-System manuell aktiviert, zeigt die alphanumerische Anzeige "NL IN" oder "NL UP" an, wenn sich die NL-Brücke 13 nicht in ihrer korrekten Position befindet, und "OT IN", wenn sich die OTW-Brücke 14 nicht in ihrer korrekten Position befindet. Haben die Fluggastbrücken 13, 14 ihre korrekten Anfangspositionen eingenommen, geht das System zu Schritt 2 über.
  • Schritt 2 Das Steuersystem 2 sendet Informationen über den ausgewählten Flugzeugtyp zu der die alphanumerischen Anzeigen 15 versorgenden Leiterplatte, die den Flugzeugtyp gemäss dem folgenden Beispiel anzeigen: Flugzeugtyp Alphanumerische Anzeige
  • Darüber hinaus sendet das Steuersystem Signale an das Annäherungsgeschwindigkeits-"Thermometer" 16 und veranlasst das Aufleuchten des Mittellinien-Leuchtzeichens 8. Das entsprechende ausgewählte Flugzeugtypsymbol fängt an zu blinken. Gleichzeitig werden die Fluggastbrücken 13, 14 arretiert und können nicht mehr bewegt werden. Das System steht nun in Bereitschaft für die Erfassung des Flugzeugs durch den Radar 4.
  • Schritt 3 Hat der Radar das Flugzeug entdeckt, und befindet sich das Flugzeug 20 m von der Anhalteposition, wird das Flugzeugtypsymbol in einem Dauerlicht gezeigt.
  • Schritt 4 Befindet sich das Flugzeug 13 m von der Anhalteposition, wird das Licht der beiden untersten Reihen des Annäherungsgeschwindigkeits-"Thermometers" 16 ausgeschaltet.
  • Schritt 5 Befindet sich das Flugzeug 12 m von der Anhalteposition, wird das Licht der nächsten beiden unteren Reihen des Annäherungsgeschwindigkeits- "Thermometers" 16 ausgeschaltet.
  • Schritt 6 Für jeden Meter, den sich das Flugzeug der Anhalteposition nähert, wird das Licht von zwei weiteren Reihen am Annäherungsgeschwindigkeits-"Thermometer" ausgeschaltet.
  • Schritt 7 Muss das Flugzeug nur noch einen Meter zur Anhalteposition zurücklegen, sind nur noch die beiden obersten Reihen des Annäherungsgeschwindigkeits-"Thermometers" beleuchtet.
  • Schritt 8 Hat das Flugzeug die korrekte Anhalteposition erreicht, wird das Licht der beiden obersten Reihen des Annäherungsgeschwindigkeits-"Thermometers" ausgeschaltet, und das "STOP"-Zeichen in der unteren Anzeige leuchtet auf. Das den Flugzeugtyp anzeigende Symbol auf der oberen Anzeige wird ausgeschaltet.
  • Schritt 9 Ist das Flugzeug korrekt abgestellt (innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs), zeigt die obere Anzeige "OK" an. Bewegt sich das Flugzeug zu weit, blinkt die Anzeige "TOO/FAR" (ZU WEIT). Nach einer vorbestimmten Zeit werden sämtliche Lichter des ganzen Systems ausgeschaltet.
  • Im folgenden wird die Funktionsweise des APIS- Systems kurz beschrieben.
  • Alle APIS-Systeme kommunizieren mit dem FIDS 11, das kontinuierlich Informationen an die APIS-Systeme überträgt. Eine Beschreibung von in den alphanumerischen Anzeigen zu unterschiedlichen Zeiten angezeigten Informationen folgt unten.
  • Schritt 1 Der betreffende Flugzeughalteplatz ist nicht besetzt, und das ankommende Flugzeug ist noch nicht gelandet.
  • Die Anzeige zeigt an:
  • Flugnummer 158
  • Ankunft von GOT
  • Schritt 2 Das ankommende Flugzeug ist gelandet. Die Anzeige wird wie unter Schritt 2 beschrieben beleuchtet.
  • Schritt 3 Das ankommende Flugzeug ist korrekt abgestellt.
  • Die Anzeige zeigt an:
  • Abflug Nr. 117
  • Ziel MMA
  • Schritt 4 Verlässt das abfliegende Flugzeug den Flugzeughalteplatz, wird die in Schritt 3 angezeigte Information gelöscht, und das APIS-System wartet auf neue Informationen vom FIDS.
  • Informationen an das FIDS hinsichtlich "Block On" (Sperre an) und "Block Off" (Sperre aus) könnten auch gegeben werden.

Claims (3)

1. System zur Information und Führung sowie zum mechanisierten Parken eines Flugzeugs zum Zwecke der Leitung eines das Flugzeug am Boden führenden Piloten, um ihm zu erlauben, in einem Flughafen das Flugzeug mit extremer Genauigkeit an einer sorgfältig vorbestimmten Anhaltestelle anzuhalten, gekennzeichnet durch eine gegenüber der Anhaltestelle aufgestellte Anzeigeeinheit (1) und durch eine in der Anzeigeeinheit oder in unmittelbarer Nähe davon angeordnete Mikrowellenantenne (4), die auf das Flugzeug gerichtete Mikrowellen sendet, wobei diese Mikrowellen vom Flugzeug zurück zür Antenne (4) reflektiert und von ihr empfangen werden, so dass die Position des Flugzeugs durch Messung des Zeitunterschieds zwischen den gesendeten und empfangenen Wellen mit grosser Genauigkeit von einem Computer analysierbar und auf der Anzeigeeinheit (1) darstellbar ist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit (1), wenn sie nicht zum Parken eines Flugzeugs verwendet wird, an das FIDS- System des Flughafens anschliessbar ist, um als Anzeigeeinheit zur Versorgung z.B. des Bodenpersonals mit Information zu dienen.
3. System nach Anspruch 1 oder, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollsystem des Parksystems und das FIDS-System untereinander verbunden sind, um verschiedenen Anzeigeeinheiten (1) auf dem Flugzeugparkfeld des Flughafens zu erlauben, gemäss dem Typ des eintreffenden Flugzeugs voreingestellt zu werden.
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