EP3832624A1 - Flugverkehrskontrollsystem zur flugsicherung sowie verfahren zur übertragung von video- und/oder bilddaten - Google Patents

Flugverkehrskontrollsystem zur flugsicherung sowie verfahren zur übertragung von video- und/oder bilddaten Download PDF

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EP3832624A1
EP3832624A1 EP19213165.4A EP19213165A EP3832624A1 EP 3832624 A1 EP3832624 A1 EP 3832624A1 EP 19213165 A EP19213165 A EP 19213165A EP 3832624 A1 EP3832624 A1 EP 3832624A1
Authority
EP
European Patent Office
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operating system
air traffic
machine
traffic control
image data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19213165.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Georgian Andrei
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Original Assignee
Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Rohde and Schwarz GmbH and Co KG filed Critical Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority to EP19213165.4A priority Critical patent/EP3832624A1/de
Publication of EP3832624A1 publication Critical patent/EP3832624A1/de
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0017—Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information
    • G08G5/0026—Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information located on the ground
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0043—Traffic management of multiple aircrafts from the ground

Definitions

  • the invention relates to an air traffic control system for air traffic control.
  • the invention also relates to a method for transmitting video and / or image data in an air traffic control system.
  • Air traffic control systems (“Air Traffic Control System” - ATC system) are used for air traffic control or for monitoring an airspace for both civil and military applications.
  • the air traffic control systems usually include several air traffic controller workstations at which the air traffic controllers receive, among other things, information regarding aircraft, helicopters, drones and the like located in the air space in order to be able to control or manage the air space or the airplanes located therein.
  • a processing unit that is to say a computer on which an operating system runs, is usually provided at every air traffic controller workstation.
  • the respective processing units receive the image and / or video data necessary for air traffic control or monitoring.
  • optical waveguides It is known from the prior art that the video and / or image data are transmitted as optical signals by means of optical waveguides.
  • the optical waveguides used however, have an increased expense in terms of laying and maintenance.
  • the object of the invention is to provide a cost-effective and simply structured air traffic control system and a method for transmitting video and / or image data, the functionality being increased at the same time.
  • an air traffic control system for air traffic control which comprises at least one machine on which an operating system runs and at least one device that does not have an operating system. There is an Ethernet connection between the machine and the device without the operating system.
  • the operating system-free device has at least one control function, the operating system-free device being set up to control the machine and / or devices assigned to the machine via the at least one control function.
  • the air traffic control system is set up in such a way that the operating system-free device receives at least video and / or image data from a source.
  • the machine has a peer-to-peer connection or an Ethernet connection via an intermediate system to the device without the operating system.
  • the basic idea of the invention is that the video and / or image data via an Ethernet connection between a machine, which is set up in such a way that an operating system runs on the machine, and a To transfer operating system-free device, so a correspondingly simple device.
  • This allows the costs of the air traffic control system to be reduced and at the same time to increase its functionality.
  • One of the reasons for this is that instead of fiber optic cables, there is an Ethernet connection that is used to transmit the video and / or image data.
  • the Ethernet connection can also be designed to be bidirectional. This means that control commands assigned to the control function can also be transmitted via the Ethernet connection, so that the machine can be controlled via the device without the operating system using the Ethernet connection.
  • the noise level can also be reduced. This is due, among other things, to the fact that the individual air traffic controllers are better distributed in the room or can even go to another room, as they are no longer tied to their controller workstations.
  • the activation or control function ensures that the machine makes the desired video and / or image data available so that these are transmitted to the at least one operating system-free device.
  • the operating system running on the machine can be a Linux-based operating system. However, other operating systems can also be provided.
  • the operating system-free device which is connected to the machine via the Ethernet connection in a signal-transmitting manner, can thus provide a type of "remote access to the machine, since both the control and the reaction to the control, namely the transmitted video and / or Image data via the Ethernet connection.
  • the at least one machine and the operating system-free device are arranged or integrated in a common network, for example a local network ("Local Area Network” - LAN) or a wide area network (“Wide Area Network” - WAN).
  • a local network for example a local network (“Local Area Network” - LAN) or a wide area network (“Wide Area Network” - WAN).
  • the machine and the operating system-free device can be provided in different rooms, since they can communicate with one another via the Ethernet connection. This makes it possible that the machine is housed in a server room or the like, for example.
  • the machine on which the operating system runs can also be referred to as an OS device ("Operating System” device).
  • the operating system-free device can also be referred to as a non-OS device.
  • the devices assigned to the machine can be radio devices, telephones, video cameras or other devices, from which corresponding data about the machine are to be transmitted to the device without the operating system.
  • the data received that is to say the data requested by the devices assigned to the machine, can then be output accordingly on the device without the operating system so that the air traffic controller perceives them.
  • the machine forwards the received control commands to the devices assigned to it in order to request the corresponding data. In other words, the machine forwards the control commands to the appropriate device (s).
  • the air traffic control system has at least one air traffic control point, in particular an air traffic controller workstation, with the device that does not have an operating system being assigned to the air traffic control point.
  • the operating system-free device is provided in the vicinity of the air traffic controller, who thus has direct access to the operating system-free device.
  • the air traffic controller workstation can be a virtual air traffic controller workstation.
  • the operating system-free device is designed to process different data contents that are assigned to different air traffic control points, in particular different air traffic controller workstations.
  • the video and / or image data that are actually provided for two different air traffic control points or air traffic controller workstations are available on a device that does not have an operating system.
  • the operating system-free device that receives the different data content, for example two different video streams, can forward them to different display devices that are assigned to the operating system-free device.
  • the display devices can each be assigned to a specific air traffic control point or a specific air traffic controller workstation.
  • two different data contents are displayed on a single display device, for example in two different areas of the display device.
  • the representation displayed by the display device can thus be divided into at least two separate areas in which different data contents are displayed, for example a lower area and an upper area of the representation shown on the display device. This can also be referred to as a "split screen". This enables an operator or air traffic controller to monitor two different areas using a display device.
  • the different data contents can come from two machines that are connected to the device without the operating system via a corresponding Ethernet connection.
  • the operating system-free device receives at least two data sets, for example two video streams.
  • the data records have the same data content.
  • redundancy can be created if several data records are transmitted to the operating system-free device, which are then passed on accordingly by the operating-system-free device.
  • the first data record and the second data record can be referred to as the main data record ("main") or redundant data record ("standby").
  • the second data record can provide the same information as the first data record, in particular if the first data record is incorrect or fails.
  • the machine is the source from which the operating system-free device receives the video and / or image data.
  • the machine itself provides the data content.
  • the video and / or image data come from a separately embodied source that the machine accesses.
  • the source of the video and / or image data is assigned to the machine.
  • the intermediate system is cloud-based and / or server-supported.
  • the cloud-based intermediate system is also part of the network, for example the local network or the wide area network.
  • the at least one machine is based on its own hardware, in particular the at least one machine is designed as an independent computing unit.
  • the machine is a computer running the corresponding operating system.
  • the computer is connected to the operating system-free device directly via the Ethernet connection designed as a peer-to-peer connection or via the interposed intermediate system, which is connected in a signal-transmitting manner to both the computer and the operating system-free device via a corresponding Ethernet connection.
  • the at least one machine is a virtual machine.
  • the machine is provided via a server or a computer network.
  • the virtual machine represents a software-technical encapsulation of a computing unit within an executable hardware system. The virtual machine thus simulates the computer architecture of a computing unit that actually exists in hardware.
  • the at least one machine can be provided in a hardware system, as part of a cloud or as part of a data center, which is set up to establish connections with a plurality of operating system-free devices at the same time.
  • a hardware system as part of a cloud or as part of a data center, which is set up to establish connections with a plurality of operating system-free devices at the same time.
  • several devices without operating systems can be provided in the air traffic control system, which simultaneously access the at least one machine or receive data from the at least one machine.
  • the machine can be physically present as part of a Hardware system be designed, for example as a computer.
  • the machine can be provided virtually in a cloud or on a server (data center), with which the operating system-free device communicates via the Ethernet connection.
  • the device without operating system is a touch-sensitive device or the device without operating system is assigned to a touch-sensitive module.
  • the machine can be easily controlled via the touch-sensitive device or module, since an operator of the touch-sensitive device or module can easily interact with the touch-sensitive display device, i.e. the corresponding screen of the touch-sensitive device or module, in order to make inputs.
  • the corresponding entries made on the touch-sensitive device or module are processed by the device without the operating system and converted into control commands.
  • the operating system-free device is set up to control the machine via the Ethernet connection using the control commands. For this purpose, the operating system-free device thus has the corresponding control function.
  • the operating system-free device has a bidirectional data connection to the touch-sensitive module.
  • the control commands are entered via the touch-sensitive module, which are transmitted to the operating system-free device via the bidirectional data connection, which in turn are transmitted from the operating-system-free device to the machine via the Ethernet connection.
  • data transmitted by the machine are forwarded to the touch-sensitive module via the device without the operating system, so that they can be displayed on the touch-sensitive module that includes the display device.
  • the data that are forwarded from the machine to the touch-sensitive module can be data other than the requested video and / or image data, for example information.
  • the video and / or image data which are also transmitted via the Ethernet connection from the machine to the operating system-free device, can be transmitted from the operating system-free device via a separately designed image and / or Video data connection to the display device, in particular the touch-sensitive module, are forwarded.
  • the operating system-free device comprises a field-programmable (logic) gate arrangement, which is also referred to as a "field programmable gate array" (FPGA), and a data memory, in particular a DDR memory.
  • FPGA field-programmable gate array
  • the device which does not have an operating system, is designed to be simple and inexpensive, since it only comprises the FPGA for receiving and forwarding the video and / or image data or the control commands.
  • the received video and / or image data are at least temporarily stored in the data memory.
  • the operating system-free device can be designed as part of a peripheral device, in particular as part of a radar device screen or as part of an electronic control strip system ("electronic flight progress strip system").
  • the device which does not have an operating system, can also be designed as part of a media system.
  • the operating system-free device is implemented in a peripheral device of the air traffic control system that is otherwise to be used anyway, so that no further hardware is required. In particular, this allows the installation space required to be limited.
  • the number of devices used can be reduced, in particular the screens used.
  • a single-screen solution should therefore be provided in which the air traffic controller can see all information on just one screen.
  • the functions can be displayed on a single screen.
  • the number of devices, the space required and the waste heat can thus be significantly reduced.
  • One aspect provides that the requested video and / or image data are transmitted to the device without the operating system directly via a peer-to-peer connection or indirectly via an intermediate system.
  • a cloud-based solution can be provided due to the interposed intermediate system.
  • Direct communication via the Ethernet connection designed as a peer-to-peer connection can also be provided.
  • the display device can be integrated in the device without operating system or designed separately from the device without operating system.
  • the display device is assigned to an air traffic control point, so that the requested video and / or image data are displayed at the air traffic control point, in particular with the air traffic control point being an air traffic controller's workstation. This enables the operator or air traffic controller to receive the relevant information directly at his workplace. Due to the operating system-free device, the operator or air traffic controller is freer with regard to the mode of operation and functionality.
  • data for a graphical user interface (“Graphic User Interface” - GUI) can be transmitted from the machine to the operating system-free device via the Ethernet connection.
  • the data that are transmitted from the machine to the operating system-free device are transmitted in particular using a protocol that includes a user-defined Ethertype field (type field) in the Ethernet frame.
  • This protocol can be used to transfer the video and / or image data between the machine on which the operating system is running and the non-operating system device. It is especially optimized for GUI data ("Graphic User Interface" data).
  • the data memory can include an active area and an inactive area.
  • the active area can be provided in order to transmit the video and / or image data (to the display device).
  • the inactive area can be provided in order to implement changes that are transmitted via the Ethernet connection.
  • the data stored in the inactive area is changed on the basis of the commands transmitted via the Ethernet connection.
  • the active and inactive areas swap so that a revised display can be made on the display device.
  • the graphic user interface to be displayed is subdivided into areas, for example areas with 32 ⁇ 32 pixels or other types of areas.
  • an area can be provided in the data memory in which error / warning messages are stored, which could be displayed when the operating system-free device is started up if an error occurs, for example if the Ethernet connection is disturbed or not present.
  • the machine can be controlled via the operating system-free device, for example frequencies to be used for air traffic control can be set via the operating system-free device, certain air traffic control properties such as "cross-coupling" can be activated, conferences and / or ground-to-ground communication links can be set up.
  • frequencies to be used for air traffic control can be set via the operating system-free device, certain air traffic control properties such as "cross-coupling" can be activated, conferences and / or ground-to-ground communication links can be set up.
  • the device which does not have an operating system, has, in particular, a microcontroller which is connected to the FPGA in a signal-transmitting manner.
  • the microcontroller is assigned to the interface of the operating system-free device to the display device, in particular to the touch-sensitive module.
  • the microcontroller communicates with the display device or the touch-sensitive module via the data connection, for example the USB connection.
  • the microcontroller can record an input (pressing and / or releasing the display device or touch-sensitive module) and send it to the Send FPGA.
  • the FPGA converts the information received from the microcontroller into a corresponding control command, which is transmitted to the machine via the Ethernet connection.
  • the operating system-free device can have several interfaces, for example an audio interface, wherein the data received via the interfaces can be processed in the FPGA of the operating system-free device.
  • the touch-sensitive module or device can in principle be a touch-sensitive display module or display device, via which the received image and / or video data can be displayed.
  • FIG. 1 An air traffic control system 10 for air traffic control is shown, which comprises a machine 12 on which an operating system runs, as well as a device 14 which does not have an operating system.
  • the operating system-free device 14 is connected to the machine 12 via an Ethernet connection 16, so that data can be exchanged between the operating system-free device 14 and the machine 12 via the Ethernet connection 16.
  • the Ethernet connection 16 ensures in particular that the machine 12 and the device 14 which does not have an operating system are integrated in a common network 18, for example a local area network (LAN) or a wide area network (WAN).
  • the operating system-free device 14 can, however, be accommodated in a different room than the machine 12.
  • the operating system-free device 14 is assigned to an air traffic control station 20, that is to say an air traffic controller's workstation, whereas the machine 12 is accommodated in a server room or the like.
  • the Ethernet connection 16 ensures that control commands can be transmitted to the machine 12 via the device 14 which does not have an operating system.
  • the operating system-free device 14 includes a corresponding control function which ensures that the operating system-free device 14 is set up to control the machine 12 accordingly.
  • the air traffic control system 10 ensures that the operating system-free device 14 receives, among other things, video and / or image data from a source 22 that is assigned to the machine 12.
  • the machine 12 itself provides the source 22.
  • the machine 12 and the operating system-free device 14 are directly connected to one another via a so-called peer-to-peer connection, so that the corresponding data are exchanged directly.
  • the control commands are transmitted directly from the operating system-free device 14 to the machine 12 via the peer-to-peer connection.
  • the air traffic control system 10 comprises a display device 24 that is assigned to the device 14 that is not operating system.
  • the transmitted video and / or image data that the operating system-free device 14 receives from the source 22 or the machine 12 can be displayed accordingly via the display device 24.
  • the display device 24 is designed as a touch-sensitive module 26, via which an operator can make inputs that are included in the control commands from the device 14 without the operating system converted and then transmitted to the machine 12, that is to say via the Ethernet connection 16.
  • an input is transmitted to the operating system-free device 14 via a data connection 28 via the touch-sensitive module 26 or the display device 24, which is designed to be touch-sensitive.
  • the data connection 28 can be a USB connection which exists between the display device 24 or the touch-sensitive module 26 and the device 14 which does not have an operating system.
  • the data connection 28 is a bidirectional data connection, so that data are also transmitted from the operating system-free device 14 to the display device 24 or the touch-sensitive module 26.
  • the operating system-free device 14 converts the inputs contained via the data connection 28 into the control commands and transmits the control commands via the Ethernet connection 16 to the machine 12, which then implements the corresponding commands.
  • the machine 12 makes different video and / or image data available via the Ethernet connection 16, which data are thus transmitted to the device 14 which does not have an operating system.
  • the operating system-free device 14 is in turn set up to transmit the transmitted video and / or image data to the display device 24 or the touch-sensitive module 26, so that they can be displayed there.
  • the bidirectional data connection 28 or a separately configured image and / or video data connection 30 can be used, which only transmits data in one direction, namely from the operating system-free device 14 to the display device 24 or the touch-sensitive module 26.
  • the operating system-free device 14 basically comprises an FPGA 32, a data memory 34 and a microcontroller 35, which is connected to the FPGA 32 in a signal-transmitting manner.
  • the microcontroller 35 is assigned to the interface of the operating system-free device 14 to the display device 24 or to the touch-sensitive module 26, That is, the data connection 28. In this respect, the microcontroller 35 receives the inputs made via the display device 24 or the touch-sensitive module 26, which are then transmitted from the microcontroller 35 to the FPGA 32.
  • the FPGA 32 is set up to process the information which is transmitted from the microcontroller 35 and to convert it into the control commands. The FPGA 32 then sends the control commands to the machine 12 via the Ethernet connection 16.
  • the FPGA 32 is set up to process the video and / or image data received from the machine 12, which are received via the Ethernet connection 16.
  • the FPGA is coupled to the data memory 34 so that the video and / or image data received can be buffered at least temporarily in the data memory 34.
  • the machine 12 is also designed as an independent computing unit 36, that is to say as an independent computer. In other words, the machine 12 is based on its own hardware.
  • the operating system-free device 14 can also be designed as part of a peripheral device, for example as part of a radar device screen or as part of an electronic control strip system.
  • existing components of the air traffic control system 10 can be used in order to ensure the functionality of the device 14 which does not have an operating system.
  • the operating system-free device 14 itself is designed as a touch-sensitive device so that the operator or air traffic controller can make the corresponding inputs directly on the operating system-free device 14.
  • the operating system-free device 14 is connected to more than one display device 24 or touch-sensitive module 26.
  • the operating system-free device 14 can in principle receive several, in particular different, data sets of image and / or video data that are sent to the different display devices 24 or touch-sensitive modules 26 are transmitted.
  • the operating system-free device 14 can in principle also receive several, in particular different, data sets of image and / or video data, although only one display device 24 or touch-sensitive module 26 is provided.
  • the corresponding display can then be divided, which is also referred to as screen division.
  • the areas after the optional screen division are in Figure 1 marked with "A" and "B" as an example.
  • the air traffic control system 10 is designed in such a way that the operating system-free device 14 can process different data contents that can be assigned to different air traffic control points 20.
  • the different contents can, however, also be displayed in different areas of a corresponding display on a display device 24, so that they are assigned to only one air traffic control point 20.
  • An air traffic controller can then monitor several areas at the same time.
  • FIG. 2 an alternative embodiment is shown which differs from the embodiment according to FIG Figure 1
  • the machine 12 is not directly connected to the operating system-free device 14 via a peer-to-peer connection, but via an Ethernet connection 16 in which an intermediate system 38 is provided.
  • the intermediate system 38 is, for example, cloud-based, so that the intermediate system 38 is arranged within the network 18, for example the local network or the wide area network.
  • the intermediate system 38 generally ensures that several devices 14 that do not have an operating system can be connected to the one machine 12.
  • the air traffic control system 10 includes an, in particular cloud-based, intermediate system 38, it can be provided that several operating system-free devices 14 are coupled to the machine 12 via the intermediate system 38 so that the different contents of the video and / or image data are transmitted to different operating system-free devices 14 which are assigned in particular to different rooms of the air traffic control system 10.
  • FIG. 3 Another embodiment of the air traffic control system 10 is shown, which differs from the two previous embodiments in that two devices 14 free of operating systems are provided, which are each assigned to a display device 24 or a touch-sensitive module 26.
  • the two devices 14 that do not have an operating system are each connected to the at least one machine 12 via the intermediate system 38, as shown in FIG Figure 3 emerges.
  • the machine 12 is also designed as a virtual machine that does not currently have an independent computing unit 36.
  • a data center 40 which comprises several virtual machines. This can also be referred to as a server system.
  • the data center 40 or the (virtual) machine 12 can be part of a cloud, which generally ensures that the corresponding data can be accessed from outside.
  • the video and / or image data received by the operating system-free device 14 are processed internally by the operating system-free device 14 and transmitted to a display device 24, which can be integrated in the operating system-free device 14 or can be configured separately from the operating system-free device 14.
  • the display device 24 is assigned to an air traffic control point 20 so that the video and / or image data obtained can be displayed to the operator or air traffic controller.
  • the air traffic control system 10 is thus set up to carry out a method for transmitting video and / or image data, in which in a first step S1 video and / or image data are provided via the machine 12 on which the operating system is running.
  • a second step S2 the machine 12 and / or devices assigned to the machine 12 (downstream systems), for example radios, radios or the like, are controlled via the operating system-free device 14 by means of control commands in order to request video and / or image data to be transmitted.
  • the machine 12 can forward the corresponding control commands to the devices connected to it, which then implement the control commands accordingly in order to make the requested data available. This then takes place in turn via the machine 12.
  • the control commands are transmitted to the machine 12 via the Ethernet connection 16. This takes place via corresponding inputs on the display device 24 or on the touch-sensitive module 26.
  • a third step S3 the requested video and / or image data are transmitted from the machine 12 or the source 22 assigned to the machine 12 via the Ethernet connection 16 to the operating system-free device 14 and processed by the operating-system-free device 14.
  • a fourth step S4 the video and / or image data transmitted and processed by the operating system-free device 14 are displayed on the display device 24, which is assigned to the operating-system-free device 14, in particular designed separately or integrated in the operating system-free device 14.
  • the video and / or image data (as well as the control commands) are transmitted directly via the peer-to-peer connection, whereas in the embodiments according to FIGS Figures 2 and 3rd the intermediate system 38 is provided, via which the corresponding data (and control commands) are transmitted via the Ethernet connection 16.
  • an air traffic control system 10 of simple construction and easy to maintain is thus created, with which the video and / or image data can be transmitted in a simple manner.

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Abstract

Ein Flugverkehrskontrollsystem (10) zur Flugsicherung umfasst wenigstens eine Maschine (12), auf der ein Betriebssystem läuft, und zumindest ein betriebssystemfreies Gerät (14). Eine Ethernet-Verbindung (16) liegt zwischen der Maschine (12) und dem betriebssystemfreien Gerät (14) vor. Das betriebssystemfreie Gerät (14) weist wenigstens eine Steuerfunktion auf. Das betriebssystemfreie Gerät (14) ist eingerichtet, die Maschine (12) und/oder der Maschine (12) zugeordnete Geräte über die wenigstens eine Steuerfunktion zu steuern. Das Flugverkehrskontrollsystem (10) ist derart eingerichtet, dass das betriebssystemfreie Gerät (14) wenigstens Video- und/oder Bilddaten von einer Quelle (22) empfängt. Die Maschine (12) weist eine Peer-to-Peer-Verbindung oder eine Ethernet-Verbindung (16) über ein Zwischensystem (38) zum betriebssystemfreien Gerät (14) auf. Ferner ist ein Verfahren zum Übertragen von Video- und/oder Bilddaten in einem Flugverkehrskontrollsystem (10) beschrieben.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Flugverkehrskontrollsystem zur Flugsicherung. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Übertragen von Video- und/oder Bilddaten in einem Flugverkehrskontrollsystem.
  • Flugverkehrskontrollsysteme ("Air Traffic Control System" - ATC-System) dienen zur Flugsicherung bzw. zur Überwachung eines Flugraums sowohl für zivile als auch militärische Anwendungen. Die Flugverkehrskontrollsysteme umfassen hierzu üblicherweise mehrere Fluglotsenarbeitsplätze, an denen die Fluglotsen unter anderem Informationen hinsichtlich im Flugraum befindlicher Fluggeräte, beispielsweise Flugzeuge, Helikopter, Drohnen und ähnliches, erhalten, um den Flugraum bzw. die darin befindlichen Flugzeuge kontrollieren bzw. leiten zu können.
  • Üblicherweise ist an jedem Fluglotsenarbeitsplatz eine Recheneinheit vorgesehen, also ein Computer, auf dem ein Betriebssystem läuft. Die jeweiligen Recheneinheiten erhalten die für Flugsicherung bzw. Überwachung notwendigen Bild- und/oder Videodaten.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass die Video- und/oder Bilddaten als optische Signale mittels Lichtwellenleiter übertragen werden. Die verwendeten Lichtwellenleiter haben jedoch einen erhöhten Aufwand hinsichtlich der Verlegung sowie der Instandhaltung.
  • Darüber hinaus wird es bei den aus dem Stand der Technik bekannten Flugverkehrskontrollsystemen als nachteilig empfunden, dass die Fluglotsen aufgrund der fest vor Ort installierten Recheneinheiten hinsichtlich ihrer Arbeitsweise und/oder Funktionalität der Recheneinheiten limitiert sind. Ebenso ergibt sich hierdurch ein hoher Lärmpegel, da mehrere Fluglotsen in einem Raum an ihren fest zugeordneten Fluglotsenarbeitsplätzen arbeiten müssen.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostengünstiges sowie einfach aufgebautes Flugverkehrskontrollsystem sowie Verfahren zum Übertragen von Video- und/oder Bilddaten bereitzustellen, wobei gleichzeitig die Funktionalität erhöht ist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Flugverkehrskontrollsystem zur Flugsicherung, das wenigstens eine Maschine, auf der ein Betriebssystem läuft, und zumindest ein betriebssystemfreies Gerät umfasst. Zwischen der Maschine und dem betriebssystemfreien Gerät liegt eine Ethernet-Verbindung vor. Das betriebssystemfreie Gerät weist wenigstens eine Steuerfunktion auf, wobei das betriebssystemfreie Gerät eingerichtet ist, die Maschine und/oder der Maschine zugeordnete Geräte über die wenigstens eine Steuerfunktion zu steuern. Das Flugverkehrskontrollsystem ist derart eingerichtet, dass das betriebssystemfreie Gerät wenigstens Video- und/oder Bilddaten von einer Quelle empfängt. Die Maschine weist eine Peer-to-Peer-Verbindung oder eine Ethernet-Verbindung über ein Zwischensystem zum betriebssystemfreien Gerät auf.
  • Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Übertragen von Video- und/oder Bilddaten in einem Flugverkehrskontrollsystem, mit den folgenden Schritten:
    • Bereitstellen von Video- und/oder Bilddaten mittels einer Quelle, die einer Maschine zugeordnet ist, auf der ein Betriebssystem läuft,
    • Ansteuern der Maschine und/oder der Maschine zugeordnete Geräte über ein betriebssystemfreies Gerät, um zu übertragene Video- und/oder Bilddaten anzufragen,
    • Übertragen der angefragten Video- und/oder Bilddaten über eine Ethernet-Verbindung an das betriebssystemfreie Gerät, und
    • Anzeigen der übertragenen Video- und/oder Bilddaten an einem Anzeigegerät, das dem betriebssystemfreien Gerät zugeordnet ist.
  • Der Grundgedanke der Erfindung ist es, dass die Video- und/oder Bilddaten über eine Ethernet-Verbindung zwischen einer Maschine, die derart eingerichtet ist, dass ein Betriebssystem auf der Maschine läuft, und einem betriebssystemfreien Gerät zu übertragen, also einem entsprechend einfach ausgebildeten Gerät. Hierdurch lassen sich die Kosten des Flugverkehrskontrollsystems senken und gleichzeitig dessen Funktionalität erhöhen. Dies liegt unter anderem daran, dass anstelle von Lichtwellenleiter eine Ethernet-Verbindung vorliegt, die zur Übertragung der Video- und/oder Bilddaten genutzt wird. Die Ethernet-Verbindung kann zudem bidirektional ausgebildet sein. Dies bedeutet, dass über die Ethernet-Verbindung auch der Steuerfunktion zugeordnete Steuerbefehle übertragen werden können, sodass die Maschine über das betriebssystemfreie Gerät mittels der Ethernet-Verbindung angesteuert werden kann.
  • Ebenso lässt sich der Geräuschpegel senken. Dies liegt unter anderem daran, dass sich die einzelnen Fluglotsen besser im Raum verteilen oder sogar einen anderen Raum aufsuchen können, da sie nicht mehr an ihre Lotsenarbeitsplätze gebunden sind.
  • Die Ansteuerung bzw. Steuerfunktion stellt sicher, dass die Maschine gewünschte Video- und/oder Bilddaten zur Verfügung stellt, sodass diese an das zumindest eine betriebssystemfreie Gerät übermittelt werden.
  • Bei dem Betriebssystem, das auf der Maschine läuft, kann es sich um ein Linux-basiertes Betriebssystem handeln. Es können jedoch auch andere Betriebssysteme vorgesehen sein.
  • Das betriebssystemfreie Gerät, welches mit der Maschine über die Ethernet-Verbindung signalübertragend verbunden ist, kann somit eine Art "Remote-Zugriff auf die Maschine bereitstellen, da sowohl die Ansteuerung als auch die Reaktion auf die Ansteuerung, nämlich die übertragenen Video- und/oder Bilddaten, über die Ethernet-Verbindung erfolgt.
  • Die wenigstens eine Maschine und das betriebssystemfreie Gerät sind in einem gemeinsamen Netzwerk, beispielsweise einem lokalen Netzwerk ("Local Area Network" - LAN) oder einem Weitverkehrsnetzwerk ("Wide Area Network" - WAN), angeordnet bzw. in diesem eingebunden.
  • Grundsätzlich können die Maschine und das betriebssystemfreie Gerät jedoch in unterschiedlichen Räumen vorgesehen sein, da sie über die Ethernet-Verbindung miteinander kommunizieren können. Hierdurch ist es möglich, dass die Maschine beispielsweise in einem Serverraum oder ähnlichem untergebracht ist.
  • Die Maschine, auf der das Betriebssystem läuft, kann auch als OS-Gerät ("Operating System"-Gerät) bezeichnet werden. Das betriebssystemfreie Gerät kann auch als Non-OS-Gerät bezeichnet werden.
  • Die der Maschine zugeordnete Geräte, auch als nachgelagerte Systeme bezeichnet, können Funkgeräte, Telefone, Videokameras oder weitere Geräte sein, von denen entsprechende Daten über die Maschine an das betriebssystemfreie Gerät übermittelt werden sollen.
  • An dem betriebssystemfreien Gerät können die erhaltenen Daten, also die von den der Maschine zugeordnete Geräte angefragten Daten, dann entsprechend ausgegeben werden, sodass der Fluglotse diese wahrnimmt.
  • Die Maschine leitet die empfangenen Steuerbefehle demnach an die ihr zugeordneten Geräte weiter, um die entsprechenden Daten anzufragen. Mit anderen Worten leitet die Maschine die Steuerbefehle an das oder die geeigneten Gerät(e) weiter.
  • Ein Aspekt sieht vor, dass das Flugverkehrskontrollsystem zumindest eine Flugverkehrskontrollstelle aufweist, insbesondere einen Fluglotsenarbeitsplatz, wobei das betriebssystemfreie Gerät der Flugverkehrskontrollstelle zugeordnet ist. Insofern ist das betriebssystemfreie Gerät in der Nähe des Fluglotsen vorgesehen, der somit direkten Zugriff auf das betriebssystemfreie Gerät hat. Bei dem Fluglotsenarbeitsplatz kann es sich um einen virtuellen Fluglotsenarbeitsplatz handeln.
  • Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass das betriebssystemfreie Gerät ausgebildet ist, unterschiedliche Dateninhalte zu verarbeiten, die verschiedenen Flugverkehrskontrollstellen zugeordnet sind, insbesondere verschiedenen Fluglotsenarbeitsplätzen. Insofern ist es möglich, dass an einem betriebssystemfreien Gerät die Video- und/oder Bilddaten vorliegen, die eigentlich für zwei unterschiedliche Flugverkehrskontrollstellen bzw. Fluglotsenarbeitsplätzen vorgesehen sind.
  • Das betriebssystemfreie Gerät, das die unterschiedlichen Dateninhalte empfängt, beispielsweise zwei unterschiedliche Videostreams, kann diese an unterschiedliche Anzeigegeräte weiterleiten, die dem betriebssystemfreien Gerät zugeordnet sind. Die Anzeigegeräte können jeweils einer bestimmten Flugverkehrskontrollstelle bzw. einem bestimmten Fluglotsenarbeitsplatz zugeordnet sein.
  • Auch kann vorgesehen sein, dass an einem einzelnen Anzeigegerät zwei unterschiedliche Dateninhalte dargestellt werden, beispielsweise in zwei unterschiedlichen Bereichen des Anzeigegeräts. Die vom Anzeigegerät angezeigte Darstellung kann somit in wenigstens zwei voneinander getrennte Bereiche unterteilt sein, in denen unterschiedliche Dateninhalte dargestellt werden, beispielsweise ein unterer Bereich und ein oberer Bereich der auf dem Anzeigegerät dargestellten Darstellung. Dies kann auch als Bildschirmaufteilung ("Split-Screen") bezeichnet werden. Hierdurch ist ein Bediener bzw. Fluglotse in der Lage, zwei unterschiedliche Bereiche über ein Anzeigegerät zu überwachen.
  • Grundsätzlich können die unterschiedlichen Dateninhalte von zwei Maschinen stammen, die mit dem betriebssystemfreien Gerät über eine entsprechende Ethernet-Verbindung verbunden sind.
  • Zudem kann vorgesehen sein, dass das betriebssystemfreie Gerät wenigstens zwei Datensätze empfängt, beispielsweise zwei Videostreams. Insbesondere haben die Datensätze den gleichen Dateninhalt.
  • Grundsätzlich kann eine Redundanz geschaffen werden, sofern mehrere Datensätze an das betriebssystemfreie Gerät übermittelt werden, die dann vom betriebssystemfreien Gerät entsprechend weitergeleitet werden. Der erste Datensatz und der zweite Datensatz können als Haupt-Datensatz ("main") bzw. redundanter Datensatz ("standby") bezeichnet werden. Der zweite Datensatz kann die gleichen Informationen wie der erste Datensatz bereitstellen, insbesondere dann, wenn der erste Datensatz fehlerhaft ist bzw. ausfällt.
  • Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass die Maschine die Quelle ist, von der das betriebssystemfreie Gerät die Video- und/oder Bilddaten empfängt. Insofern stellt die Maschine die Dateninhalte selbst bereit. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Video- und/oder Bilddaten von einer separat ausgebildeten Quelle bereitgestellt werden, auf die die Maschine zugreift. In jedem Fall ist die Quelle der Video- und/oder Bilddaten der Maschine zugeordnet.
  • Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass das Zwischensystem cloudbasiert und/oder servergestützt ausgebildet ist. Insofern können in einfacher Weise mehrere unterschiedliche betriebssystemfreie Geräte über das cloudbasierte Zwischensystem auf die gleiche Maschine zugreifen. Das cloudbasierte Zwischensystem ist ebenfalls Teil des Netzwerks, beispielsweise des lokalen Netzwerks oder des Weitverkehrsnetzwerks.
  • Gemäß einer Ausführungsform basiert die wenigstens eine Maschine auf einer eigenen Hardware, insbesondere ist die wenigstens eine Maschine als eigenständige Recheneinheit ausgebildet. Dies bedeutet, dass die Maschine ein Computer ist, auf dem das entsprechende Betriebssystem läuft. Der Computer ist mit dem betriebssystemfreien Gerät direkt über die als Peer-to-Peer-Verbindung ausgebildete Ethernet-Verbindung verbunden oder über das zwischengeschaltete Zwischensystem, welches sowohl mit dem Computer als auch mit dem betriebssystemfreien Gerät über eine entsprechende Ethernet-Verbindung signalübertragend verbunden ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei der wenigstens einen Maschine um eine virtuelle Maschine. Dies bedeutet, dass die Maschine über einen Server oder ein Rechennetzwerk bereitgestellt wird. Mit anderen Worten stellt die virtuelle Maschine eine Software-technische Kapselung einer Recheneinheit innerhalb eines lauffähigen Hardwaresystems dar. Die virtuelle Maschine bildet also die Rechnerarchitektur einer real in Hardware existierenden Recheneinheit nach.
  • Ferner kann die wenigstens eine Maschine in einem Hardwaresystem, als Teil einer Cloud oder als Teil eines Rechenzentrums vorgesehen sein, was eingerichtet ist, gleichzeitig Verbindungen mit mehreren betriebssystemfreien Geräten herzustellen. Wie bereits erläutert, können mehrere betriebssystemfreie Geräte im Flugverkehrskontrollsystem vorgesehen sein, die gleichzeitig auf die wenigstens eine Maschine zugreifen bzw. Daten von der wenigstens einen Maschine erhalten. Insofern handelt es sich um bidirektionale Kommunikationsverbindungen, bei denen Verbindungen von der Maschine ausgehen bzw. Verbindungen zu der Maschine hingehen. Die Maschine kann als Teil eines physisch vorliegenden Hardwaresystems ausgebildet sein, beispielsweise als Computer. Alternativ kann die Maschine virtuell in einer Cloud oder auf einem Server (Rechenzentrum) vorgesehen sein, womit das betriebssystemfreie Gerät über die Ethernet-Verbindung kommuniziert.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das betriebssystemfreie Gerät ein berührungsempfindliches Gerät oder ist das betriebssystemfreie Gerät einem berührungsempfindlichen Modul zugeordnet. Über das berührungsempfindliche Gerät bzw. Modul lässt sich in einfacher Weise die Maschine steuern, da ein Bediener des berührungsempfindlichen Geräts bzw. Moduls in einfacher Weise mit dem berührungsempfindlichen Anzeigegerät interagieren kann, also dem entsprechenden Bildschirm des berührungsempfindlichen Geräts bzw. Moduls, um Eingaben vorzunehmen. Die entsprechenden am berührungsempfindlichen Gerät bzw. Modul vorgenommenen Eingaben werden vom betriebssystemfreien Gerät verarbeitet und in Steuerbefehle umgewandelt. Das betriebssystemfreie Gerät ist eingerichtet, die Maschine über die Ethernet-Verbindung mittels der Steuerbefehle zu steuern. Hierzu weist das betriebssystemfreie Gerät also die entsprechende Steuerfunktion auf.
  • Insbesondere weist das betriebssystemfreie Gerät eine bidirektionale Datenverbindung zu dem berührungsempfindlichen Modul auf. Über das berührungsempfindliche Modul werden entsprechend die Steuerungsbefehle eingegeben, die über die bidirektionale Datenverbindung an das betriebssystemfreie Gerät übermittelt werden, welche wiederum von dem betriebssystemfreien Gerät über die Ethernet-Verbindung an die Maschine übertragen werden. In umgekehrter Richtung werden von der Maschine übertragene Daten über das betriebssystemfreie Gerät an das berührungsempfindliche Modul weitergeleitet, sodass diese am berührungsempfindlichen Modul, das das Anzeigegerät umfasst, angezeigt werden können. Bei den Daten, die von der Maschine an das berührungsempfindliche Modul weitergeleitet werden, kann es sich um andere Daten als die angefragten Video- und/oder Bilddaten handeln, beispielsweise Informationen.
  • Die Video- und/oder Bilddaten, die ebenfalls über die Ethernet-Verbindung von der Maschine an das betriebssystemfreie Gerät übermittelt werden, können vom das betriebssystemfreien Gerät über eine separat ausgebildete Bild- und/oder Videodatenverbindung an das Anzeigegerät, insbesondere das berührungsempfindliche Modul, weitergeleitet werden.
  • Beispielsweise umfasst das betriebssystemfreie Gerät eine Feld-programmierbare (Logik-)Gatter-Anordnung, was auch als "Field Programmable Gate Array" (FPGA) bezeichnet wird, sowie einen Datenspeicher, insbesondere einen DDR-Speicher. Insofern ist das betriebssystemfreie Gerät einfach und kostengünstig ausgebildet, da es lediglich den FPGA zum Empfang und Weitergabe der Video- und/oder Bilddaten bzw. der Steuerungsbefehle umfasst. Die empfangenen Video- und/oder Bilddaten werden zumindest temporär in dem Datenspeicher zwischengespeichert.
  • Darüber hinaus kann das betriebssystemfreie Gerät als Teil eines Peripheriegeräts ausgebildet sein, insbesondere als Teil eines Radargerät-Bildschirms oder als Teil eines elektronischen Kontrollstreifen-Systems ("electronic flight progress strip system"). Ebenso kann das betriebssystemfreie Gerät als Teil eines Mediasystems ausgebildet sein. Insofern ist es möglich, dass das betriebssystemfreie Gerät in einem ansonsten ohnehin zu verwendenden Peripheriegerät des Flugverkehrskontrollsystems implementiert wird, sodass keine weitere Hardware benötigt wird. Hierdurch lässt sich insbesondere der benötigte Bauraum begrenzen.
  • Grundsätzlich lässt sich die Anzahl der verwendeten Geräte reduzieren, insbesondere der verwendeten Bildschirme. Es soll also eine Einbildschirm-Lösung vorgesehen werden, bei der der Fluglotse sämtliche Informationen auf nur einem Bildschirm angezeigt bekommt. Mit anderen Worten sind die Funktionen auf einem einzigen Bildschirm darstellbar. Die Anzahl der Geräte, der Platzbedarf sowie die Abwärme lassen sich somit signifikant senken.
  • Ein Aspekt sieht vor, dass die angefragten Video- und/oder Bilddaten direkt über eine Peer-to-Peer-Verbindung oder indirekt über ein Zwischensystem an das betriebssystemfreie Gerät übermittelt werden. Insofern kann eine cloudbasierte Lösung aufgrund des zwischengeschalteten Zwischensystems vorgesehen sein. Auch kann eine direkte Kommunikation über die als Peer-to-Peer-Verbindung ausgebildete Ethernet-Verbindung vorgesehen sein.
  • Das Anzeigegerät kann in dem betriebssystemfreien Gerät integriert oder separat zu dem betriebssystemfreien Gerät ausgebildet sein. Das Anzeigegerät ist einer Flugverkehrskontrollstelle zugeordnet, sodass die angefragten Video- und/oder Bilddaten an der Flugverkehrskontrollstelle angezeigt werden, insbesondere wobei die Flugverkehrskontrollstelle ein Fluglotsenarbeitsplatz ist. Hierdurch kann der Bediener bzw. Fluglotse die entsprechenden Informationen direkt an seinem Arbeitsplatz erhalten. Aufgrund des betriebssystemfreien Geräts ist der Bediener bzw. Fluglotse hinsichtlich der Arbeitsweise und Funktionalität freier.
  • Grundsätzlich können Daten für eine graphische Benutzerschnittstelle ("Graphic User Interface" - GUI) von der Maschine über die Ethernet-Verbindung an das betriebssystemfreie Gerät übermittelt werden.
  • Die Daten, die von der Maschine an das betriebssystemfreie Gerät übermittelt werden, werden insbesondere mit einem Protokoll übermittelt, das ein benutzerdefiniertes Ethertype-Feld (Typ-Feld) im Ethernet-Frame umfasst. Dieses Protokoll kann verwendet werden, um die Video- und/oder Bilder-Daten zwischen der Maschine, auf der das Betriebssystem läuft, und dem betriebssystemfreien Gerät zu übertragen. Es ist insbesondere für GUI-Daten ("Graphic User Interface"-Daten) optimiert.
  • Auch können zusätzlich über die Ethernet-Verbindung an das betriebssystemfreie Gerät andere Datentypen zur individuellen Nutzung gesendet werden.
  • Der Datenspeicher kann einen aktiven Bereich und einen inaktiven Bereich umfassen.
  • Der aktive Bereich kann vorgesehen sein, um die Video- und/oder Bilddaten (an das Anzeigegerät) zu übertragen.
  • Der inaktive Bereich kann vorgesehen sein, um Änderungen, die über die Ethernet-Verbindung übermittelt werden, umzusetzen. Mit anderen Worten werden die im inaktiven Bereich hinterlegten Daten aufgrund der über die Ethernet-Verbindung übermittelten Befehle verändert.
  • Sobald alle Daten aufgrund der über die Ethernet-Verbindung übermittelten Befehle verändert worden sind, tauschen der aktive und der inaktive Bereich, sodass eine überarbeitete Anzeige auf dem Anzeigegerät erfolgen kann.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die dazustellende graphische Benutzerschnittstelle in Bereiche unterteilt wird, beispielsweise Bereiche mit 32x32 Pixeln oder andersartige Bereiche.
  • Dabei werden lediglich die Bereiche an das betriebssystemfreie Gerät übermittelt, die sich verändert haben, um die Datenmenge zu reduzieren, die über die Ethernet-Verbindung übermittelt wird. Hierdurch lässt sich auch die benötigte Bandbreite reduzieren.
  • Ferner kann in dem Datenspeicher ein Bereich vorgesehen sein, in dem Fehler-/Warnmeldungen hinterlegt sind, die beim Hochfahren des betriebssystemfreien Geräts angezeigt werden könnten, wenn dabei ein Fehler auftritt, beispielsweise wenn die Ethernet-Verbindung gestört ist oder nicht vorliegt.
  • Mit dem benutzerdefinierten und proprietären Protokoll und dem betriebssystemfreien Gerät ist es demnach möglich, Fehler-/Warnmeldungen vom betriebssystemfreien Gerät anzuzeigen oder die Videoausgabe anzupassen.
  • Grundsätzlich ist die Maschine über das betriebssystemfreie Gerät steuerbar, beispielsweise lassen sich über das betriebssystemfreie Gerät zu verwendende Frequenzen für die Flugsicherung einstellen, bestimmte Eigenschaften bei der Flugsicherung wie "Cross-Coupling" aktivieren, Konferenzen und/oder Boden-Boden-Kommunikationsverbindungen einrichten.
  • Das betriebssystemfreie Gerät weist insbesondere einen Mikrocontroller auf, der mit dem FPGA signalübertragend verbunden ist. Der Mikrocontroller ist der Schnittstelle des betriebssystemfreien Geräts zum Anzeigegerät zugeordnet, insbesondere zum berührungsempfindlichen Modul.
  • Beispielsweise kommuniziert der Mikrocontroller mit dem Anzeigegerät bzw. dem berührungsempfindlichen Modul über die Datenverbindung, beispielsweise die USB-Verbindung.
  • Insofern kann der Mikrocontroller eine Eingabe (Drücken und/oder Loslassen am Anzeigegerät bzw. berührungsempfindlichen Modul) erfassen und an den FPGA übersenden. Der FPGA wandelt die vom Mikrocontroller erhaltenen Informationen in einen entsprechenden Steuerbefehl um, der über die Ethernet-Verbindung an die Maschine übermittelt wird.
  • Zudem kann das betriebssystemfreie Gerät mehrere Schnittstellen, beispielsweise eine Audio-Schnittstelle, aufweisen, wobei die über die Schnittstellen empfangenen Daten im FPGA des betriebssystemfreien Geräts verarbeitet werden können.
  • Bei dem berührungsempfindlichen Modul bzw. Gerät kann es sich grundsätzlich um ein berührungsempfindliches Anzeigemodul bzw. Anzeigegerät handeln, worüber die empfangenen Bild- und/oder Videodaten dargestellt werden können.
  • Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
    • Figur 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Flugverkehrskontrollsystems zur Flugsicherung gemäß einer ersten Ausführungsform,
    • Figur 2 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Flugverkehrskontrollsystems zur Flugsicherung gemäß einer zweiten Ausführungsform, und
    • Figur 3 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Flugverkehrskontrollsystems zur Flugsicherung gemäß einer dritten Ausführungsform.
  • In Figur 1 ist ein Flugverkehrskontrollsystem 10 zur Flugsicherung gezeigt, das eine Maschine 12, auf der ein Betriebssystem läuft, sowie ein betriebssystemfreies Gerät 14 umfasst.
  • Das betriebssystemfreie Gerät 14 ist mit der Maschine 12 über eine Ethernet-Verbindung 16 verbunden, sodass Daten zwischen dem betriebssystemfreien Gerät 14 und der Maschine 12 über die Ethernet-Verbindung 16 ausgetauscht werden können.
  • Die Ethernet-Verbindung 16 stellt insbesondere sicher, dass die Maschine 12 und das betriebssystemfreie Gerät 14 in einem gemeinsamen Netzwerk 18 eingebunden sind, beispielsweise einem lokalen Netzwerk (LAN) oder einem Weitverkehrsnetzwerk (WAN). Das betriebssystemfreie Gerät 14 kann jedoch in einem anderen Raum als die Maschine 12 untergebracht sein. Beispielsweise ist das betriebssystemfreie Gerät 14 einer Flugverkehrskontrollstelle 20 zugeordnet, also einem Fluglotsenarbeitsplatz, wohingegen die Maschine 12 in einem Serverraum oder ähnlichem untergebracht ist.
  • Des Weiteren stellt die Ethernet-Verbindung 16 sicher, dass Steuerungsbefehle über das betriebssystemfreie Gerät 14 an die Maschine 12 übertragen werden können. Hierzu umfasst das betriebssystemfreie Gerät 14 eine entsprechende Steuerfunktion, die sicherstellt, dass das betriebssystemfreie Gerät 14 eingerichtet ist, die Maschine 12 entsprechend zu steuern.
  • Generell stellt das Flugverkehrskontrollsystem 10 sicher, dass das betriebssystemfreie Gerät 14 unter anderem Video- und/oder Bilddaten von einer Quelle 22 empfängt, die der Maschine 12 zugeordnet ist.
  • In der gezeigten Ausführungsform stellt die Maschine 12 selbst die Quelle 22 bereit.
  • Ferner sind in der gezeigten Ausführungsform die Maschine 12 und das betriebssystemfreie Gerät 14 direkt über eine sogenannte Peer-to-Peer-Verbindung miteinander verbunden, sodass die entsprechenden Daten direkt ausgetauscht werden. Zudem werden die Steuerbefehle über die Peer-to-Peer-Verbindung direkt vom betriebssystemfreien Gerät 14 an die Maschine 12 übermittelt.
  • Darüber hinaus umfasst das Flugverkehrskontrollsystem 10 ein Anzeigegerät 24, das dem betriebssystemfreien Gerät 14 zugeordnet ist. Über das Anzeigegerät 24 lassen sich die übermittelten Video- und/oder Bilddaten entsprechend anzeigen, die das betriebssystemfreie Gerät 14 von der Quelle 22 bzw. der Maschine 12 erhält.
  • Das Anzeigegerät 24 ist in der gezeigten Ausführungsform als ein berührungsempfindliches Modul 26 ausgebildet, über das ein Bediener Eingaben machen kann, die vom betriebssystemfreien Gerät 14 in die Steuerbefehle umgewandelt und dann an die Maschine 12 übermitteln werden, also über die Ethernet-Verbindung 16.
  • Über das berührungsempfindliche Modul 26 bzw. das Anzeigegerät 24, welches berührungsempfindlich ausgebildet ist, wird hierzu eine Eingabe an das betriebssystemfreie Gerät 14 über eine Datenverbindung 28 übermittelt. Die Datenverbindung 28 kann eine USB-Verbindung sein, die zwischen dem Anzeigegerät 24 bzw. dem berührungsempfindlichen Modul 26 und dem betriebssystemfreien Gerät 14 besteht. Insbesondere handelt es sich bei der Datenverbindung 28 um eine bidirektionale Datenverbindung, sodass auch Daten vom betriebssystemfreien Gerät 14 an das Anzeigegerät 24 bzw. das berührungsempfindliche Modul 26 übermittelt werden.
  • Das betriebssystemfreie Gerät 14 wandelt die über die Datenverbindung 28 enthaltenen Eingaben in die Steuerbefehle um und überträgt die Steuerbefehle über die Ethernet-Verbindung 16 an die Maschine 12, die die entsprechenden Befehle dann umsetzt.
  • In Abhängigkeit der erhaltenen Befehle stellt die Maschine 12 unterschiedliche Video- und/oder Bilddaten über die Ethernet-Verbindung 16 zur Verfügung, die somit an das betriebssystemfreie Gerät 14 übermittelt werden.
  • Das betriebssystemfreie Gerät 14 ist wiederum eingerichtet, die übermittelten Video- und/oder Bilddaten an das Anzeigegerät 24 bzw. das berührungsempfindliche Modul 26 zu übermitteln, sodass diese dort angezeigt werden können.
  • Hierzu kann die bidirektionale Datenverbindung 28 oder eine separat ausgebildete Bild- und/oder Videodatenverbindung 30 genutzt werden, die lediglich Daten in eine Richtung übermittelt, nämlich vom betriebssystemfreien Gerät 14 an das Anzeigegerät 24 bzw. das berührungsempfindliche Modul 26.
  • Grundsätzlich umfasst das betriebssystemfreie Gerät 14 einen FPGA 32, einen Datenspeicher 34 sowie einen Mikrocontroller 35, der mit dem FPGA 32 signalübertragend verbunden ist.
  • Der Mikrocontroller 35 ist der Schnittstelle des betriebssystemfreien Geräts 14 zum Anzeigegerät 24 bzw. zum berührungsempfindlichen Modul 26 zugeordnet, also der Datenverbindung 28. Insofern erhält der Mikrocontroller 35 die über das Anzeigegerät 24 bzw. das berührungsempfindliche Modul 26 getätigten Eingaben, die dann vom Mikrocontroller 35 an den FPGA 32 übermittelt werden.
  • Der FPGA 32 ist eingerichtet, die Informationen, die vom Mikrocontroller 35 übermittelt werden, zu verarbeiten und in die Steuerbefehle umzuwandeln. Anschließend sendet der FPGA 32 die Steuerbefehle über die Ethernet-Verbindung 16 an die Maschine 12.
  • Zudem ist der FPGA 32 eingerichtet, die von der Maschine 12 erhaltenen Video- und/oder Bilddaten zu verarbeiten, die über die Ethernet-Verbindung 16 empfangen werden.
  • Zudem ist der FPGA mit dem Datenspeicher 34 gekoppelt, sodass die erhaltenen Video- und/oder Bilddaten in dem Datenspeicher 34 zumindest temporär zwischengespeichert werden können.
  • In der gezeigten Ausführungsform ist die Maschine 12 zudem als eine eigenständige Recheneinheit 36 ausgebildet, also als ein selbständiger Computer. Mit anderen Worten basiert die Maschine 12 auf einer eigenen Hardware.
  • Alternativ zu der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform, in der das Anzeigegerät 24 separat zum betriebssystemfreien Gerät 14 ausgebildet ist, kann das betriebssystemfreie Gerät 14 auch als Teil eines Peripheriegeräts ausgebildet sein, beispielsweise als Teil eines Radargerät-Bildschirms oder als Teil eines elektronischen Kontrollstreifen-Systems. Insofern können bestehende Komponenten des Flugverkehrskontrollsystems 10 genutzt werden, um die Funktionalität des betriebssystemfreien Geräts 14 zu gewährleisten.
  • Ferner kann alternativ vorgesehen sein, dass das betriebssystemfreie Gerät 14 selbst als ein berührungsempfindliches Gerät ausgebildet ist, sodass der Bediener bzw. Fluglotse die entsprechenden Eingaben direkt am betriebssystemfreien Gerät 14 machen kann.
  • Zudem kann vorgesehen sein, dass das betriebssystemfreie Gerät 14 mit mehr als einem Anzeigegerät 24 bzw. berührungsempfindlichen Modul 26 verbunden ist.
  • Das betriebssystemfreie Gerät 14 kann grundsätzliche mehrere, insbesondere unterschiedliche, Datensätze von Bild- und/oder Videodaten erhalten, die an die unterschiedlichen Anzeigegeräte 24 bzw. berührungsempfindlichen Module 26 übermittelt werden.
  • Auch kann das betriebssystemfreie Gerät 14 grundsätzliche mehrere, insbesondere unterschiedliche, Datensätze von Bild- und/oder Videodaten erhalten, obwohl nur ein Anzeigegerät 24 bzw. berührungsempfindliches Modul 26 vorgesehen ist. Die entsprechende Darstellung kann dann geteilt sein, was auch als Bildschirmaufteilung bezeichnet wird. Die Bereiche nach der optionalen Bildschirmaufteilung sind in Figur 1 beispielhaft mit "A" und "B" gekennzeichnet.
  • Grundsätzlich ist das Flugverkehrskontrollsystem 10 also derart ausgebildet, dass das betriebssystemfreie Gerät 14 unterschiedliche Dateninhalte verarbeiten kann, die verschiedenen Flugverkehrskontrollstellen 20 zugeordnet sein können.
  • Dies bedeutet, dass beispielsweise unterschiedliche Inhalte auf mehreren Anzeigegeräten 24 angezeigt werden können. Es können also zwei oder mehr Anzeigegeräte 24 mit dem betriebssystemfreien Gerät 14 gekoppelt sein, sodass die unterschiedlichen Inhalte auf unterschiedlichen Anzeigegeräten 24 dargestellt werden können.
  • Die unterschiedlichen Inhalte können aber auch in unterschiedlichen Bereichen einer entsprechenden Darstellung auf einem Anzeigegerät 24 dargestellt werden, sodass sie nur einer Flugverkehrskontrollstelle 20 zugeordnet sind. Ein Fluglotse kann dann mehrere Bereiche gleichzeitig überwachen.
  • In Figur 2 ist eine alternative Ausführungsform gezeigt, die sich von der Ausführungsform gemäß Figur 1 lediglich darin unterscheidet, dass die Maschine 12 mit dem betriebssystemfreien Gerät 14 nicht über eine Peer-to-Peer-Verbindung direkt verbunden ist, sondern über eine Ethernet-Verbindung 16, in der ein Zwischensystem 38 vorgesehen.
  • Das Zwischensystem 38 ist beispielsweise cloudbasiert ausgebildet, sodass das Zwischensystem 38 innerhalb des Netzwerks 18 angeordnet ist, beispielsweise des lokalen Netzwerks oder des Weitverkehrsnetzwerks.
  • Über das Zwischensystem 38 ist generell sichergestellt, dass mehrere betriebssystemfreie Geräte 14 mit der einen Maschine 12 verbunden sein können.
  • Sofern das Flugverkehrskontrollsystem 10 ein, insbesondere cloudbasiertes, Zwischensystem 38 umfasst, kann vorgesehen sein, dass mehrere betriebssystemfreie Geräte 14 über das Zwischensystem 38 mit der Maschine 12 gekoppelt sind, sodass die unterschiedlichen Inhalte der Video- und/oder Bilddaten an unterschiedliche betriebssystemfreie Geräte 14 übermittelt werden können, die insbesondere unterschiedlichen Räumen des Flugverkehrskontrollsystems 10 zugeordnet sind.
  • Hierdurch ist es möglich, dass unterschiedliche Dateninhalte an Fluglotsen gesendet werden, die in unterschiedlichen Räumen arbeiten, um die Informationen an sämtliche Flugverkehrskontrollstellen 20 des Flugverkehrskontrollsystems 10 zu übermitteln. Dies ist also unabhängig davon, wo die entsprechenden Flugverkehrskontrollstellen 20 lokalisiert sind, solange diese einen Zugang zu dem cloudbasierten Zwischensystem 38 haben.
  • In Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform des Flugverkehrskontrollsystems 10 gezeigt, die sich von den beiden vorherigen Ausführungsformen dahingehend unterscheidet, dass zwei betriebssystemfreie Geräte 14 vorgesehen sind, die jeweils einem Anzeigegerät 24 bzw. einem berührungsempfindlichen Modul 26 zugeordnet sind. Die beiden betriebssystemfreien Geräte 14 sind jeweils über das Zwischensystem 38 mit der wenigstens einen Maschine 12 verbunden, wie aus Figur 3 hervorgeht.
  • In der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform ist die Maschine 12 zudem als virtuelle Maschine ausgebildet, die gerade nicht eine eigenständige Recheneinheit 36 aufweist.
  • Wie aus Figur 3 deutlich wird, ist die virtuelle Maschine in einem Rechenzentrum 40 vorgesehen, das mehrere virtuelle Maschinen umfasst. Dies kann auch als Serversystem bezeichnet werden.
  • Das Rechenzentrum 40 bzw. die (virtuelle) Maschine 12 kann Teil einer Cloud sein, wodurch generell sichergestellt ist, dass auf die entsprechenden Daten von außerhalb zugegriffen werden kann.
  • Grundsätzlich lassen sich gleichzeitig mehrere Verbindungen zu bzw. Verbindungen von unterschiedlichen betriebssystemfreien Geräten 14 herstellen, wie dies in Figur 3 auch gezeigt ist. Dies liegt insbesondere daran, dass das cloudbasierte Zwischensystem 38 vorgesehen ist, welches in dem Netzwerk 18 über die entsprechenden Ethernet-Verbindungen 16 eingebunden ist.
  • Die unterschiedlichen Ausführungsformen, die in den Figuren 1 bis 3 gezeigt sind, haben jedoch gemein, dass die Maschine 12, unabhängig davon, ob es sich um eine virtuelle oder eine physikalische Maschine handelt, mit dem wenigstens einen betriebssystemfreien Gerät 14 über die Ethernet-Verbindung 16 verbunden sind, über die Video- und/oder Bilddaten in eine Richtung sowie Steuerungsbefehle in die andere Richtung übertragen werden.
  • Die vom betriebssystemfreien Gerät 14 empfangenen Video- und/oder Bilddaten werden vom betriebssystemfreien Gerät 14 intern prozessiert und an ein Anzeigegerät 24 übermittelt, das in dem betriebssystemfreien Gerät 14 integriert sein kann oder separat zum betriebssystemfreien Gerät 14 ausgebildet sein kann.
  • In jedem Fall ist das Anzeigegerät 24 einer Flugverkehrskontrollstelle 20 zugeordnet, sodass die erhaltenen Video- und/oder Bilddaten dem Bediener bzw. Fluglotsen angezeigt werden können.
  • Grundsätzlich ist das Flugverkehrskontrollsystem 10 somit eingerichtet, ein Verfahren zum Übertragen von Video- und/oder Bilddaten durchzuführen, bei dem in einem ersten Schritt S1 Video- und/oder Bilddaten über die Maschine 12 bereitgestellt werden, auf der das Betriebssystem läuft.
  • In einem zweiten Schritt S2 wird die Maschine 12 und/oder der Maschine 12 zugeordnete Geräte (nachgelagerte Systeme), beispielsweise Radios, Funkgeräte oder ähnliches, über das betriebssystemfreie Gerät 14 mittels Steuerbefehlen angesteuert, um zu übertragende Video- und/oder Bilddaten anzufragen. Die Maschine 12 kann die entsprechenden Steuerbefehle an die mit ihr verbundenen Geräte weiterreichen, die die Steuerbefehle dann entsprechend umsetzen, um die angefragten Daten zur Verfügung zu stellen. Dies erfolgt dann wiederum über die Maschine 12.
  • Die Steuerbefehle werden dabei über die Ethernet-Verbindung 16 an die Maschine 12 übertragen. Dies geschieht über entsprechende Eingaben am Anzeigegerät 24 bzw. am berührungsempfindlichen Modul 26.
  • In einem dritten Schritt S3 werden die angefragten Video- und/oder Bilddaten von der Maschine 12 bzw. der der Maschine 12 zugeordneten Quelle 22 über die Ethernet-Verbindung 16 an das betriebssystemfreie Gerät 14 übertragen und vom betriebssystemfreien Gerät 14 verarbeitet.
  • In einem vierten Schritt S4 werden die übertragenen und vom betriebssystemfreien Gerät 14 verarbeiteten Video- und/oder Bilddaten an dem Anzeigegerät 24 angezeigt, das dem betriebssystemfreien Gerät 14 zugeordnet ist, insbesondere separat hierzu ausgebildet bzw. im betriebssystemfreien Gerät 14 integriert ist.
  • In der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform werden die Video- und/oder Bilddaten (sowie die Steuerungsbefehle) über die Peer-to-Peer-Verbindung direkt übermittelt, wohingegen in den Ausführungsformen gemäß den Figuren 2 und 3 das Zwischensystem 38 vorgesehen ist, über das die entsprechenden Daten (und Steuerungsbefehle) über die Ethernet-Verbindung 16 übertragen werden.
  • Grundsätzlich ist somit ein einfach aufgebautes und leicht zu wartendes Flugverkehrskontrollsystem 10 geschaffen, mit dem die Video- und/oder Bilddaten in einfacher Weise übertragen werden können.

Claims (15)

  1. Flugverkehrskontrollsystem (10) zur Flugsicherung, mit wenigstens einer Maschine (12), auf der ein Betriebssystem läuft, und zumindest einem betriebssystemfreien Gerät (14), wobei eine Ethernet-Verbindung (16) zwischen der Maschine (12) und dem betriebssystemfreien Gerät (14) vorliegt, wobei das betriebssystemfreie Gerät (14) wenigstens eine Steuerfunktion aufweist, wobei das betriebssystemfreie Gerät (14) eingerichtet ist, die Maschine (12) und/oder der Maschine (12) zugeordnete Geräte über die wenigstens eine Steuerfunktion zu steuern, wobei das Flugverkehrskontrollsystem (10) derart eingerichtet ist, dass das betriebssystemfreie Gerät (14) wenigstens Video- und/oder Bilddaten von einer Quelle (22) empfängt, und wobei die Maschine (12) eine Peer-to-Peer-Verbindung oder eine Ethernet-Verbindung (16) über ein Zwischensystem (38) zum betriebssystemfreien Gerät (14) aufweist.
  2. Flugverkehrskontrollsystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Flugverkehrskontrollsystem (10) zumindest eine Flugverkehrskontrollstelle (20) aufweist, insbesondere einen Fluglotsenarbeitsplatz, wobei das betriebssystemfreie Gerät (14) der Flugverkehrskontrollstelle (20) zugeordnet ist.
  3. Flugverkehrskontrollsystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das betriebssystemfreie Gerät (14) ausgebildet ist, unterschiedliche Dateninhalte zu verarbeiten, die verschiedenen Flugverkehrskontrollstellen (20) zugeordnet sind, insbesondere verschiedenen Fluglotsenarbeitsplätzen.
  4. Flugverkehrskontrollsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine (12) die Quelle (22) ist, von der das betriebssystemfreie Gerät (14) die Video- und/oder Bilddaten empfängt.
  5. Flugverkehrskontrollsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischensystem (38) cloudbasiert und/oder servergestützt ausgebildet ist.
  6. Flugverkehrskontrollsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Maschine (12) auf einer eigenen Hardware basiert, insbesondere als eine eigenständige Recheneinheit (36) ausgebildet ist.
  7. Flugverkehrskontrollsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Maschine (12) eine virtuelle Maschine ist.
  8. Flugverkehrskontrollsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Maschine (12) in einem Hardwaresystem (36), als Teil einer Cloud oder als Teil eines Rechenzentrums (40) vorgesehen ist, was eingerichtet ist, gleichzeitig Verbindungen mit mehreren betriebssystemfreien Geräten (14) herzustellen.
  9. Flugverkehrskontrollsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das betriebssystemfreie Gerät (14) ein berührungsempfindliches Gerät ist oder einem berührungsempfindlichen Modul (26) zugeordnet ist.
  10. Flugverkehrskontrollsystem (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das betriebssystemfreie Gerät (14) eine bidirektionale Datenverbindung (28) zu dem berührungsempfindlichen Modul (26) aufweist.
  11. Flugverkehrskontrollsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das betriebssystemfreie Gerät (14) eine Feld-programmierbare (Logik-)Gatter-Anordnung (32) und einen Datenspeicher (34) umfasst, insbesondere einen DDR-Speicher.
  12. Flugverkehrskontrollsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das betriebssystemfreie Gerät (14) als Teil eines Peripheriegeräts ausgebildet ist, insbesondere als Teil eines Radargerät-Bildschirms oder als Teil eines elektronischen Kontrollstreifen-Systems oder als Teil eines Mediasystems.
  13. Verfahren zum Übertragen von Video- und/oder Bilddaten in einem Flugverkehrskontrollsystem (10), mit den folgenden Schritten:
    - Bereitstellen von Video- und/oder Bilddaten mittels einer Quelle (22), die einer Maschine (12) zugeordnet ist, auf der ein Betriebssystem läuft,
    - Ansteuern der Maschine (12) und/oder der Maschine (12) zugeordnete Geräte über ein betriebssystemfreies Gerät (14), um zu übertragende Video- und/oder Bilddaten anzufragen,
    - Übertragen der angefragten Video- und/oder Bilddaten über eine Ethernet-Verbindung (16) an das betriebssystemfreie Gerät (14), und
    - Anzeigen der übertragenen Video- und/oder Bilddaten an einem Anzeigegerät (24), das dem betriebssystemfreien Gerät (14) zugeordnet ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die angefragten Video- und/oder Bilddaten direkt über eine Peer-to-Peer-Verbindung oder indirekt über ein Zwischensystem (38) an das betriebssystemfreie Gerät (14) übermittelt werden.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigegerät (24) in dem betriebssystemfreien Gerät (14) integriert oder separat zu dem betriebssystemfreien Gerät (14) ausgebildet ist, wobei das Anzeigegerät (24) einer Flugverkehrskontrollstelle (20) zugeordnet ist, sodass die angefragten Video- und/oder Bilddaten an der Flugverkehrskontrollstelle (20) angezeigt werden, insbesondere wobei die Flugverkehrskontrollstelle (20) ein Fluglotsenarbeitsplatz ist.
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