ГосНИИАС
О координаторе проекта
Итоги
Аналитика
Карта проекта
Русская версия
Домашняя страница
English version
Написать письмо
Стеклянные экраны и виджеты
Новости/ > 2017/ > Стеклянные экраны и виджеты/
28 сентября 2017 Когда в далеком 1970-ом году началась эксплуатация Boeing 747-100, его состоящий из трех человек экипаж взаимодействовал с самолетом и всеми его системами посредством широкомасштабного набора бортовых индикаторов (Cockpit Display System, CDS — прим. ред.) Однако каким бы огромным ни был этот объем индикаторов, переключателей и кнопок, лишь очень небольшая часть из него была бы непонятна пилоту Boeing Model 40, самолету воздушной почты и пассажирскому перевозчику 1920-х годов.

Перенесемся на 19 лет вперед: авиакомпания Northwest Airlines первой начала летать на Boeing 747-400, полностью перепроектированном классическом авиалайнере-гиганте, обладающем пятидисплейной электронной системой пилотажных приборов (Electronic Flight Instrumentation System, EFIS — прим. ред.), называемой «стеклянной» кабиной. Экипаж по-прежнему управлял воздушным судном с помощью множества переключателей и кнопок, но весь всеобъемлющий пул полетных данных, а также навигационная и другая информация были представлены на ЭЛТ-мониторах.

С тех пор более легкие и высокопроизводительные ЖК-дисплеи в значительной степени заменили ЭЛТ, а «стеклянный» кокпит стал ожидаемой особенностью даже для однодвигательных поршневых самолетов авиации общего назначения. По мере того как поставщики расширяли и улучшали свои предложения касательно систем бортовых индикаторов, ранние поколения «стеклянных» кабин модифицировались и модернизировались, что помогало поддерживать воздушные суда во время второго и третьего этапов их жизненного цикла на уровне новейших технологий.

Конечно, требования к авионике и дисплею Cessna Skyhawk очень отличаются от таких же требований Airbus A380, но, по существу, аналогичные системы авионики «разговаривают» и управляются через аналогичные экраны кабины экипажа. Добавьте к этому сложность взаимодействия с многоуровневой страницей и выбор необходимого слоя (в зависимости от выведенного на дисплей приложения), особенно с помощью сенсорного экрана, и быстро становится понятно, что интерфейс между экранной функцией и авионикой является критичной технологией. Например, такие сенсорные интерфейсы являются ключевым элементом модернизации кабин аэробусов A300 грузового авиаперевозчика UPS Airlines комплектом оборудования Primus Epic (разработан компанией Honeywell — прим. ред.>>>
>>> Стандартизация была не так важна для первых поколений «стеклянных» кабин, а поставщики модернизированных систем бортовых индикаторов должны были не только адаптировать свои продукты к нескольким стандартам, но и справляться с заменой ЭЛТ-трубок на ЖК-дисплеи, гарантировав общую функциональность между двумя технологиями.

Это непростая проблема, с которой очень хорошо знакомы в компании Thomas Electronics, подразделении Thomas Global, находящемся в местечке Клайд штата Нью-Йорк и специализирующемся на замене систем бортовых индикаторов. «Мы обладаем 60-летним опытом в области исследования видеохарактеристик ЭЛТ и их сложного поведения, — сказал технический директор Thomas Electronics Нельсон Мино, — Помимо простой оцифровки аналоговых сигналов мы разработали алгоритмы, которые гарантированно имитируют это поведение, чтобы не вводить ненужные условия отказа. Ключом к определению ценности наших продуктов является понимание того факта, что они представляют собой модернизационное plug-and-play-решение, требующее только усилий по замене существующего устройства».

Thomas Electronics имеет более чем 25-летний опыт работы с бортовыми ЭЛТ-трубками. «Интегрированные системы, технологии и продукты становятся все больше и больше OEM-ориентированными, — отметил Мино, — Многоблочные модульные системы, где каждый блок отвечает за определенные функции, уступают место моноблочным системам со встроенными функциями, что делает техобслуживание и ремонт третьими лицами все более сложным и дорогостоящим для оператора».

С другой стороны, когда речь идет о новых системах, имеет место значительная степень стандартизации интерфейсов благодаря внедрению стандартных отраслевых инструментов, примером которых является ARINC 661. «Как разработчик новых функций могу сказать, что любая их стандартизация — это большой плюс как для обеспечения расширенной функциональности, так и с точки зрения прозрачности разработанного дизайна», — заявил Мино. Он также добавил, что сотрудники Thomas Electronics входят в совет Комитета по электронной технике авиатранспортных компаний (Airlines Electronic Engineering Committee, AEEC — прим. ред.), который помогает создавать ARINC 661. Тем не менее, несмотря на четвертьвековую работу на архитектурой авионики, ARINC 661 еще весьма далек от стандарта для сотрудников Thomas Electronics. Мино проинформировал, что его компания имеет обширную библиотеку отраслевых стандартов и руководств, которые учитываются при внедрении усовершенствований в уже созданное оборудование и новые продуктовые линейки. >>>
>>> Что такое ARINC 661?

Как старший менеджер по продукции для системных продуктов компании-разработчика программного обеспечения ANSYS со штаб-квартирой в Канонсберге, штат Пенсильвания, Кара Гремелион отвечает за решения SCADE для ARINC 661-совместимых систем. Она описала эти решения как набор программных инструментов, который позволяет инженерам прототипировать и проектировать такие системы, встроенные группы бортовых индикаторов и пользовательские приложения.

«Стандарт ARINC 661 определяет дизайн интерактивных систем бортовых индикаторов, а также их способ взаимодействия с пользовательскими приложениями, включая вычислительную систему самолётовождения, систему управления полетом и систему предупреждений экипажу», — сказала Кара. Он предписывает использовать предопределенные и стандартизованные графические виджеты, в заданных пределах изменяемые посредством воздействия пилота на трекбол, клавиатуру, сенсорные экраны и т. д., одновременно стандартизируя протокол связи между пользовательскими приложениями и бортовыми дисплеями. «ARINC 661 гарантирует, что полностью интерактивные системы бортовых индикаторов взаимодействуют с авионикой точно таким же, как и неинтерактивные системы, образом, независимо от разработчика пользовательских приложений и поставщика индикаторов кабины», — подчеркнула Гремелион.

Виджеты, за которые она отвечает, созданы в соответствии со стандартом ARINC 661. Разработчики бортовых систем индикаций применяют их для создания графического интерфейса пользователя (Graphical User Interface, GUI — прим. ред.) Использование этих виджетов означает, что нет необходимости разрабатывать графику с нуля для новых или модернизируемых пользовательских приложений, в то время как все новое, созданное с помощью виджета, уже соответствует стандарту. Виджет может отрисовывать простое графическое изображение или же выводить на дисплей подробные данные из какого-либо источника в авионике, например, генерируя карту.

Хотя ARINC 661 указывает, как должны работать виджеты, внешний вид бортовых систем индикаций может меняться в соответствии с предпочтениями разработчика или заказчика (это может быть модифицировано путем изменения представления виджетов). Виджеты также позволяют производителям создавать особый, неповторимый стиль их продуктовых линий, а специальное дополнение, посвященное внешнему моделированию, было добавлено в Приложение 5, чтобы стандартизировать эту стилизацию. В своей первой редакции, относящейся к 2001-му году, ARINC 661 включал 42 виджета. Последующие Приложения все увеличивали это количество, и с учетом последнего Приложения 6 (ARINC 661-6) их уже около 80. Dassault, General Electric, Honeywell, Rockwell Collins и Thales входят в число ключевых участников подкомитета по стандартизации бортовых систем индикации в соответствии с ARINC 661. Этот подкомитет активно готовит Приложение 7. >>>
>>> Стандарт ARINC 661 впервые был применен при разработке Airbus A380. Производитель остался верен ему и при последующем создании самолетов A400M и A350XWB, в обоих случаях разрабатывая бортовую систему индикации с помощью ПО ANSYS SCADE. Boeing 787 является еще одним бенефициаром ARINC 661, а компания Embraer еще в 2011-ом году заявила, что собирается использовать решение SCADE в своих будущих проектах, создавая бортовые системы индикации в соответствии с этим стандартом.

Альтернативный подход

Компания Gulfstream представила свою новую кабину Symmetry для моделей G500 и G600, первая из которых должна быть поставлена стартовому заказчику в декабре 2017-го года. Имея в своем составе 10 сенсорных экранов, Symmetry была разработана не в соответствии с ARINC 661, а ориентируясь на фирменный стандарт бортовых коммуникаций ASCB (Avionics Standard Communications Bus — прим. ред.) компании Honeywell, который старший летчик-испытатель Gulfstream Скотт Мартин охарактеризовал как соответствующий ARINC 429 или ARINC 739 (в зависимости от того, какое приложение активно в данный момент), и ARINC 665 для связи с другими системами на борту.

«Два пилотских рабочих места включают в себя четыре основных и два резервных полетных дисплея, а также еще четыре дисплея, на которые выводятся данные от различных систем авионики, — сказал Мартин, — Такое количество экранов было установлено для улучшения оперативного контроля и повышения безопасности управления воздушным судном, так как в случае отказа какого-либо отдельного монитора это не окажет существенного влияния на всю систему в целом. Большая часть отображаемой информации избыточна для разных дисплеев одного и того же типа. Кроме того, базовые возможности индикации и управления аналогичны предыдущим продуктам».

Он сообщил, что основной причиной перехода на сенсорные экраны было облегчение будущих обновлений авионики, пользовательских приложений и самих мониторов. «Мы можем контролировать и отображать все, что нам может понадобиться, — подчеркнул Мартин, — Технология интерфейса неизбежно играет огромную роль. Люди созданы для непосредственного взаимодействия с интересующим их объектом. Взаимодействие с виртуальными визуальными устройствами на электронном дисплее требует нулевой подготовки, но требуется специальная подготовка, чтобы знать, какую кнопку нажимать на несколько сантиметров выше, ниже или в стороне от текста на экране, как и было всегда в прошлом».

«Теперь мы находимся в точке прямого управления системой/функцией, — заявил он, — Мы определили минимальный набор сенсорных интерфейсов, которые можно приспособить для любого взаимодействия с сенсорным экраном, и это самый короткий процесс интеграции нового приложения в управляющую панель». >>>
>>> Gulfstream и Honeywell, разработав кабину Symmetry, создали уникальный прецедент, так как система, оптимизированная изначально для G500/600, продемонстрировала, что на рынке есть место и для индивидуальных интерактивных решений в области бортовых систем индикации. Но в масштабах отрасли, несомненно, будет более предпочтителен единый стандарт, и ARINC 661, скорее всего, победит.

Дизайнерские особенности дисплеев кабины Symmetry

«Gulfstream создала оригинальную графику и сенсорные пользовательские интерфейсы (Touch User Interfaces, TUI — прим. ред.) для кабины Symmetry самолетов G500/600 посредством многоступенчатого логического процесса, — поделился информацией Скотт Мартин, — Производитель сначала разработал физическую компоновку кабины, затем определил целевое предназначение самолета и задачи авионики, которые должны этому предназначению соответствовать. Далее была сделана структура меню, с помощью которого пилоты получают доступ к различным системам и функциям, включая настраиваемые в режиме реального времени опции, и определены минимально необходимые касания для различных типов виртуальных кнопок, их цветов, размеров, форм и стилей. В результате получилось шесть видов взаимодействия, которые стали сенсорными пользовательскими интерфейсами и макетами страниц. Завершенный макет с предопределенной формой взаимодействия подгонялся под заданные Honeywell требования авионики для окончательной реализации».

Мартин объяснил, что сенсорный экран определяет область касания, сравнивает ее с местоположением кнопки или ползункового регулятора и выполняет необходимый внутренний перевод формата, а также некоторые простые вычисления. Затем система индикации отображает новую информацию, изменяет состояние кнопки (регулятора) или же передает касательное воздействие целевой системе/приложению. В последнем случае экран также изменяет состояние кнопки или сразу отображает новые данные (при наличии такой возможности), а если от целевой системы не получена обратная связь, то страница возвращается в исходное положение.

Более подробную информацию можно получить на сайте:
http://interactive.aviationtoday.com/avionicsmagazine/
august-september-2017/glass-screens-and-widgets-unseen/
.

Поиск по проекту
Искать!
© 2017 Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем. Все права защищены. Условия использования информации.