ГосНИИАС
О координаторе проекта
Итоги
Аналитика
Карта проекта
Русская версия
Домашняя страница
English version
Написать письмо
Искусственный интеллект для самолетов?
Новости/ > 2019/ > Искусственный интеллект для самолетов?/
Искусственный интеллект для самолетов?
5 июля 2019 Подключенная ВСС становится фактом

Подключенная вычислительная система самолетовождения (ВСС) постепенно становится реальностью благодаря обновлениям программного обеспечения и более широкому использованию на борту высокоскоростных подключений, а также специальных интерфейсных устройств ЛА.

ВСС является основным навигационным вычислителем, который применяется пилотами для взлета, крейсерского полета, набора высоты, снижения и посадки воздушного судна. Планы полетов загружаются в ВСС, чтобы обеспечить маршрутные точки, по которым воздушное судно перемещается между аэропортами. Эти точки предоставляются автопилоту, который поддерживает курс самолета, если только пилот не решит взять управление на себя.

Но самый прямой путь между двумя аэропортами не всегда самый оптимальный, так как погодные условия и изменения направления ветра оказывают значительное влияние на самолет вне зависимости от того, насколько интеллектуальна его ВСС. Эти основы управления полетом, которые были главным занятием систем ВСС с начала 2000-х годов и определяли способы, с помощью которых пилоты взаимодействовали со своими ВСС, станут намного более динамичными, так как концепция подключенной вычислительной системы самолетовождения становится все более распространенной.

Подключенная ВСС Honeywell

Занимающиеся авионикой инженерные группы компании Honeywell Aerospace изучают и разрабатывают способы дальнейшего совершенствования концепции подключенной ВСС, основанной на собственной службе передачи данных. Управляемая их всемирным дата-центром (Global Data Center — прим. ред.), эта служба принимает запрошенный пилотом план полета за четыре часа до взлета и обновляет последние данные о ветре и температуре за 30 минут до взлета.

Сервис также позволяет ВСС рекомендовать оптимальный ступенчатый набор высоты, точку начала снижения и нисходящую траекторию.

В настоящее время подразделение авионики Honeywell проводит НИОКР в области расширения возможностей существующих ВСС для взаимодействия со сторонними электронными системами бортовой документации. >>>
>>> «Одна из наших крупнейших инвестиций связана с подключенной ВСС», — сказал Майк Ингрэм, вице-президент Honeywell Aerospace по авионике.

«Подключенная вычислительная система самолетовождения позволяет легко передавать зарегистрированные планы полета с электронной системы бортовой документации в вашем iPad на авионику, не вводя их вручную. В перспективе для ВСС в больших бизнес-джетах будет доступно больше функций графического планирования полета, что позволит пилотам манипулировать вашим полетным планом непосредственно на карте, а не вводить его в многофункциональный блок управления и индикации (Multifunction Control & Display Unit, MCDU — прим. ред.)», — подчеркнул Ингрэм.

Еще одной сферой НИОКР в области подключенной ВСС является фокусировка на включении типа автоматизации в центральном навигационном вычислительном устройстве, которое может безопасно выполнять функции второго пилота в коммерческой авиакомпании. Возможность использования экипажа, состоящего из единственного пилота, стала широко обсуждаемой проблемой в авиационной индустрии и регулирующих кругах, когда положение о проведении финансируемого FAA исследования по осуществлению грузовых перевозок однопилотным экипажем было отклонено Ассоциацией пилотов авиалиний (Air Line Pilots Association, профсоюз пилотов гражданской авиации авиакомпаний США и Канады — прим. ред.), которая представляет более 60 000 пилотов из 34-х авиакомпаний.

Но поскольку все сегменты авиатранспортной отрасли находятся под угрозой надвигающейся нехватки пилотов, концепция однопилотного экипажа может стать реальностью, и подключенная ВСС является одним из технологических ключей для безопасного разрешения этой проблемы в будущем.

«Мы стремимся повысить уровень автоматизации в ВСС, — проинформировал Ингрэм, — В настоящее время действительно инновационный подключенный способ регистрации полетного плана состоит в том, чтобы передать его с вашего iPad. Что, если он уже обновлен и готов к работе, без необходимости загружать что-либо дополнительное с планшета? Это один из способов помочь отрасли обеспечить тот уровень автоматизации, который необходим для выполнения полетов однопилотным экипажем».

Подключенная ВСС GE Aviation-Avionica

Компании GE Aviation и Avionica также находятся в процессе получения дополнительной сертификации типа FAA для своей версии подключенной ВСС, которая больше фокусируется на увеличении доступной взаимосвязанности между исполняющими роль пилота планшетными приложениями и самой вычислительной системой самолетовождения. >>>
>>> Эти компании создали совместное предприятие в 2018-ом году с акцентом на ускорение конечной обработки информации от бортовых систем и возможностях беспроводной связи, чтобы позволить эксплуатантам быстрее получать и анализировать критически важные полетные данные.

Сейчас GE Aviation и Avionica готовы предоставить подключенную ВСС тем эксплуатантам во всех авиатранспортных сегментах, которые имеют самолеты, оснащенные вычислительной системой самолетовождения GE. Их ВСС представлены на Boeing 737 в качестве самостоятельной системы, а на Airbus A320, A321 и A330 — в качестве системы, созданной в сотрудничестве с Thales. Эта ВСС станет стандартной для COMAC C919, когда данное воздушное судно будет готово к вводу в эксплуатацию.

«Мы действительно пытаемся создать новый интерфейс к системе ВСС, позволяющий планшетным приложениям двунаправленный доступ к ней. Мы также хотим обеспечить связь между ВСС и наземными системами», — сказал Гари Зелен, директор по управлению продуктом ВСС в GE Aviation.

Зелен уточнил, что GE хочет выйти на новый уровень двусторонней связи между приложениями для планшетов и встроенными критическими по безопасности навигационными системами самолетов, который может изменить изолированный способ работы с планшетами пилотов воздушных судов. Например, когда сегодня пилот вносит на планшете изменения в маршрутизацию после получения обновленной информации о погоде, трафике или турбулентности, он должен также вручную ввести эти изменения и в ВСС.

Связав сторонние приложения электронной системы бортовой документации напрямую с ВСС, пилоты смогут использовать на сенсорном экране графическое картографирование для планирования маршрута и перетаскивать траекторию полета вокруг той области неблагоприятных погодных явлений, в которую они не хотели бы заходить. Это обновление будет автоматически отражено в ВСС.

Зелен также подчеркнул, что GE намерена в конечном итоге интегрировать подключенную ВСС в некоторые инициативы по модернизации управления воздушным движением, развертываемые в рамках программ FAA NextGen в Соединенных Штатах и Single European Sky ATM Research (SESAR) в Европе. >>>
>>> «Если вы задумаетесь о перспективах, то вас посетит идея объединить это с некоторыми инициативами SESAR и NextGen для более эффективной навигации в будущем воздушном пространстве, поскольку подключение ВСС к воздушному судну очень способствует этим инициативам», — заключил Зелен.

Обе программы имеют общую цель — изменить структуру воздушного пространства, регламент процедур и методологию управления воздушным движением, чтобы подготовиться к прогнозируемому двукратному росту мирового воздушного движения в течение следующего десятилетия. Внедряемые технологии ОрВД предоставляют ВСС возможность контролировать другие бортовые навигационные системы или принимать участие в их работе с целью внедрения новых методов управления воздушным движением. Среди них основанное на временных интервалах снятие показаний измерительных приборов, их сортировка и расстановка, самостоятельное разделение во время непрерывного снижения и/или во время последнего отрезка пути.

Модернизация, необходимая для работы подключенной ВСС GE, включает в себя обновление программного обеспечения, а также установку специального интерфейсного устройства Avionica и бортового сетевого сервера. Кроме того, на используемых пилотами планшетах должны быть приложения, разработанные или обновленные с использованием SDK GE.

Протоколы безопасности, включенные в комплект разработчика, обеспечивают метод проверки приложения, которое подключается к ВСС. Когда электронная система бортовой документации готова к подключению, она сообщает цифровой код, который пилот должен ввести в ВСС для разрешения связи непосредственно с приложением. «Это действительно объединение ВСС GE и нашего оборудования, — сказал Шон Рейли, вице-президент по развитию бизнеса компании Avionica, — Мы обеспечиваем мост для подключения ВСС к электронной системе бортовой документации».

Здесь описана всего лишь одна из функций, которые Avionica и GE планируют внедрить в свои подключенные ВСС. Рейли добавил, что пилоты действительно начнут больше использовать подключенную ВСС, как только смогут начать использовать ее в полете и адаптировать к своим индивидуальным требованиям. >>>
>>> «Если я вылетаю из Майами и служба УВД дает мне прямой маршрут в Тампу, используя подключенную ВСС и мою подключенную электронную систему бортовой документации, то я могу удалить промежуточную маршрутную точку, и как только эта точка будет удалена с планшета, она также будет удалена из ВСС. Такой метод сводит к минимуму загруженность летного экипажа, отображая в ВСС ту же информацию, что и на iPad», — подчеркнул Рейли.

Что касается перспектив, то Avionica планирует и в будущем использовать преимущества полученных в реальном времени данных, а также возможности высокоскоростных каналов связи, таких как Iridium NEXT (второе поколение коммуникационных спутников американской компании Iridium Communications Inc., призванное заменить спутниковую группировку космических аппаратов первого поколения Iridium — прим. ред.) Ее существующее партнерство с компанией Cobham позволило объединить систему спутниковой связи AVIATOR 300D (разработана специалистами Cobham — прим. ред.) с интеллектуальным маршрутизатором Avionica avWIFI, позволяя эксплуатантам воздушных судов использовать преимущества безопасной широкополосной связи, обычно предназначенной в настоящее время для пассажиров.

Рейли сообщил, что новая технология подключенной ВСС находится в процессе получения сертификата типа для снятых с производства Boeing 737, которые оснащены вычислительной системой самолетовождения GE.

«Мы обеспечиваем разделение безопасности между всеми тремя доменами на борту самолета и улучшаем ВСС, iPad, возможности подключения и удобство работы для пилота», — заключил Рейли.

Gulfstream разрабатывает будущие приложения, обладающие искусственным интеллектом

Компания Gulfstream разрабатывает для модели G500 приложения с функциями искусственного интеллекта (ИИ) за счет расширенного использования существующей сети сбора данных с прицелом на модернизацию будущих самолетов специального назначения и бизнес-джетов, производимых на ее заводе в Саванне, штат Джорджия.

«Основные инициативы по части будущих разработок этих приложений, предназначенных для самолетов специального назначения, исходит от таких наших партнеров, как компания L3 Technologies, которая в настоящее время модернизирует четыре борта G550 с целью превращения их в самолеты РЭБ следующего поколения для Королевских австралийских ВВС», — сказал Леда Чонг, вице-президент по правительственным программам Gulfstream. >>>
>>> Но воздушное судно со встроенными сетевыми возможностями быстрой модернизации, использования искусственного интеллекта и машинного обучения прибывает из подразделения бизнес-джетов Gulfstream, имея на борту сеть сбора данных G500/600. Новая сеть впервые была введена в эксплуатацию на модели G500 в 2018-ом году и еще не использовалась подразделением специальных программ Gulfstream.

«Искусственный интеллект и машинное обучение действительно стали расхожими понятиями в нашей ежедневной лексике, — продолжил Чонг, — В области специальных программ мы интегрируем эти технологии на базовую платформу в соответствии с контрактом. Мы не строим что-то заранее в надежде на то, что это понадобится будущему клиенту. Мы получаем от него технические требования и выполняем их».

Разработанная GE Aviation сеть сбора данных использует магистраль Ethernet и может хранить кодирование, а также облегчать перевод на компьютерный язык. Впервые Gulfstream модернизирует центральную бортовую сеть, которая может выполнять интеллектуальные функции и получать новый функционал, путем перепрограммирования существующих удаленных концентраторов данных, а не путем интеграции в нее нового оборудования в виде вычислителей и процессоров.

Например, когда пилот запускает двигатели, сеть одновременно включает навигационные огни и топливные насосы вспомогательной силовой установки. На предыдущих самолетах Gulfstream эти функции контролировались отдельными вычислителями. По словам Чонга, такая ситуация открывает большие возможности для снижения веса, поскольку Gulfstream продолжает модифицировать существующие бизнес-джеты для соответствия требованиям специальных задач.

«Это в высшей степени интеллектуальная сеть, которая позволяет расширить возможности перевода с одного машинного языка на другой, — подчеркнул Чонг, — Сеть также может предоставить некоторые возможности для снижения затрат за счет экономии веса, поскольку использование сети такого типа на борту исключает значительное количество стоек для оборудования».

Колин Миллер, старший вице-президент Gulfstream по инновациям и проектированию, отметил, что гибкость сети сбора данных, представленной на G500 и G600, — это то, что позволит им постоянно обновлять электронику самолета, а в конечном итоге обеспечит мост для внедрения искусственного интеллекта в сферу мониторинга тенденций здоровья пассажиров и экипажа. >>>
>>> «Если вы собираетесь обновлять свой самолет на современную модель каждые 30 лет, готовы ли вы летать с электроникой, которой 30 лет? Темпы развития в цифровом пространстве намного выше, чем, вероятно, обновление любого воздушного судна в авиации общего назначения. Итак, как вы справитесь с этим разрывом? Одним из способов является создание очень гибких сред, и сеть сбора данных как раз входит в их число», — подчеркнул Миллер.

Весь пользовательский интерфейс, представленный на всех 10-ти сенсорных индикаторах в кабине экипажа G500/600, можно полностью изменить, просто изменив код. Эти изменения не требуют замены аппаратного обеспечения, а только перепрограммирования удаленных концентраторов сети сбора данных.

«Я могу автоматизировать функции и внедрить более совершенный и улучшенный мониторинг тенденций состояния здоровья, в который я без проблем интегрирую новые возможности прогнозирования, у нас могут даже появиться некоторые такие ИИ-алгоритмы, которые окажут содействие в оценке рабочей нагрузки на пилота в будущем», — поделился информацией Миллер.

Около 1500 инженеров на предприятии в Саванне, ориентированном на НИОКР, оценивают использование аналитической системы прогностического техобслуживания критичных по безопасности систем самолета. Миллер описал одну из интеллектуальных функций, управляемых сетью, которая представляет собой самоконтроль скорости открытия и закрытия клапанов двигателей G500. Сеть сбора данных сообщает каждому клапану, когда открываться и закрываться, а встроенная система мониторинга измеряет, насколько быстро это происходит.

«Искусственный интеллект и машинное обучение становятся важными, когда вы захотите знать, как скоро в процессе жизненного цикла самолета этот клапан начнет выходить из строя, — резюмировал Миллер, — Большая часть ИИ-приложений на самом деле не думает, это просто производит сопоставление с образцом. Компьютеры гораздо лучше видят образцы, чем люди. Механизм искусственного интеллекта может определить, сколько лет деталь эксплуатировалась, и какое среднее количество рабочих циклов она может выдержать, прежде чем ее нужно будет заменить». >>>
>>> Авиакомпании все больше связывают искусственный интеллект со своими стратегиями техобслуживания, ремонта и капитального ремонта

Использование ИИ расширяется в качестве инструмента принятия решений для групп технического обслуживания крупных коммерческих авиаперевозчиков.

Авиакомпании, базирующиеся в США, Европе и Азии, постепенно внедряют инструменты искусственного интеллекта в виде интеллектуальных агентов для моделирования данных и моделирования с использованием когнитивных вычислений. Использование ИИ в стратегиях технического обслуживания авиакомпаний превращается в продвинутое и расширенное использование прогностической дата-аналитики.

У групп технического обслуживания авиакомпаний существует проблема, связанная с большим объемом данных, создаваемых самолетами нового поколения: налицо потребность в интеллектуальном приложении, боте или компьютерной программе, способной генерировать конкретную задачу заказ-наряда на работу для специалистов по ТО, чтобы им не пришлось собирать воедино и анализировать большие объемы данных для получения действенного результата. В некоторых таких случаях меры даже не приходится предпринимать, так как техник или инженер в результате анализа обнаруживают ситуацию, в которой не было ошибок.

В настоящее время авиакомпания Delta Air Lines работает над внедрением искусственного интеллекта и машинного обучения в свою стратегию технического обслуживания самолетов.

«Мы хотим интегрировать некоторые из наиболее продвинутых технологий, такие как машинное обучение, искусственный интеллект, обработка естественного языка и глубокое обучение, в наш процесс прогностического техобслуживания. В связи с возросшей оцифровкой данных мы бы хотели, чтобы наши технические специалисты уделяли больше внимания валидации, а не сбору и анализу данных для техобслуживания», — сказал Джеймс Джексон, менеджер Delta Air Lines по разработке прогностических технологий.

Хотя Delta — не единственная авиакомпания, которая думает об использовании искусственного интеллекта применительно к техническому обслуживанию, подход Джексона показывает, как ИИ может стать эффективным инструментом для авиационных техников в будущем. >>>
>>> «Если у меня есть предупреждение, представляющее собой режим с одиночным отказом, то почему я не могу автоматизировать его и заставить вызывать предписывающие инструкции из нашей информационной системы технического обслуживания, чтобы отправить их группе ТО, включая спецификации по деталям, инструментам, маршрутизации самолета. Таким образом, наши специалисты должны реагировать на те предупреждения, которые сразу позволят задействовать их специальные навыки, а не на простое предупреждение об одиночном отказе», — подчеркнул Джексон.

Он также объяснил, что одной из основных причин, по которой Delta хочет принять интеллектуальную стратегию технического обслуживания, является не только количество самолетов, которые авиакомпания имеет в своем парке, но и разнообразие их моделей. Этот факт также объясняет, почему индустрия коммерческих авиалиний во всей своей полноте принимает ИИ в качестве инструмента принятия решений для технического обслуживания воздушных судов.

Джексон сообщил, что исторически Delta начала переходить на цифровую и ориентированную на прогнозирование стратегию техобслуживания, когда авиационные двигатели стали поставляться с полным цифровым управлением и интеллектуально-продвинутыми датчиками, способными захватывать и передавать большие объемы данных. Теперь, когда бортовые эксплуатационные регистраторы и технологии сбора данных делают доступ и к другой (не относящейся к двигателям) полетной информации повсеместным и более легким, внимание руководства авиаперевозчика сосредоточено на сокращении количества человеко-часов технического обслуживания и тех рабочих часов, которые используются для сбора и анализа данных, путем замены их на часы с автоматизированным принятием решений.

По словам Джексона, у Delta есть пятилетний план по официальному внедрению искусственного интеллекта в стратегию прогностического техобслуживания.

В свою очередь Винсент Мец, глава авиакомпании Air France KLM по стратегическому планированию, сообщил, что авиаперевозчик использует собственную инновационную лабораторию техобслуживания, ремонта и капитального ремонта для сотрудничества с университетами, производителями и разработчиками программного обеспечения как в авиатранспортной отрасли, так и за ее пределами, чтобы выяснить, как можно воплотить в жизнь новые идеи и концепции этой сферы. В их число входит и стратегия прогностического ТО, основанная на использовании искусственного интеллекта и машинного обучения. >>>
>>> В Air France KLM она уже имеет, как и современные самолеты, свою цифровую инфраструктуру для того, чтобы в будущем использовать ИИ для извлечения необходимой информации из первичных данных. Система Prognos, разработанная в вышеупомянутой лаборатории компании, представляет собой программное обеспечение для прогностического технического обслуживания, предназначенное для сбора бортовых данных в полете и на земле по доступным каналам связи. Эти данные затем сохраняются и анализируются с использованием алгоритмов, запускающих оповещения для компонент в соответствии с предварительно определенным набором параметров. Полученные результаты загружаются в режиме реального времени в центр управления техобслуживанием авиакомпании, что приводит к выполнению заказ-наряда на ТО.

«Одна из вещей, на которой мы действительно фокусируемся в наших моделях, говорит о том, что нам нужно прогнозировать, смотря как можно дальше вперед. Например, если мы обнаружим, что через 30 рабочих циклов деталь выйдет из строя и произойдет незапланированное техобслуживание, то мы сможем превратить его в плановое, тем самым сэкономив значительные средства», — сказал Мец.

Авиакомпания EasyJet также внедряет инструменты искусственного интеллекта для прогностического технического обслуживания, используя лондонский стартап Aerogility, который предлагает интеллектуальные программные агенты, способные представлять каждое воздушное судно парка бюджетной авиакомпании. Каждый такой самолет, включая его отдельные программные части и обновления, модификации и рабочие профили, представлен веб-приложением Aerogility и базой данных SQL, способной к выводу данных конфигурации и моделирования, включая аналитику, расписания и конфигурационные параметры модели.

Этот инструмент используется EasyJet для автоматизации ежедневного планирования техобслуживания своего парка, включая прогнозирование капитального ремонта, при одновременном учете существующих планов, связанных со сторонними поставщиками, а также индивидуальных графиков модернизации и замены воздушных судов. EasyJet впервые начала использовать такой инструмент в декабре 2017-го года и постоянно обновляла его возможности, которые теперь включают прогнозирование покупки запчастей для двигателей и инспекцию шасси.

Как производитель самолетов для коммерческой авиации, Airbus и в сфере прогностического ТО претендует на лидерство, активно стремясь внедрять использование искусственного интеллекта в работы по техническому обслуживанию в авиакомпаниях. Европейский авиапроизводитель уже установил ПО Skywise в качестве официальной платформы для прогностического техобслуживания и передовой аналитики данных. Это приложение служит единой точкой доступа к аналитике, которая объединяет несколько источников в одну безопасную облачную платформу, включая заказ-наряды на выполнение работ, расход запасных частей, данные о компонентах, конфигурацию самолета/авиапарка, информацию с бортовых датчиков и расписание полетов. >>>
>>> Базирующаяся в Лас-Вегасе авиакомпания Allegiant Air стала самым последним авиаперевозчиком, взявшим на вооружение новую конфигурацию этой платформы, названную Skywise Health Monitoring, которая имеет встроенные ИИ-подобные возможности. В ходе тестирования Skywise Health Monitoring в Airbus было подтверждено, что это ПО может анализировать до 600 000 потоков данных в течение 0,1 секунды. Это экспоненциальное улучшение по сравнению с аналогичной предшествующей платформой европейцев — Airman, которая была способна обрабатывать всего 7 000 потоков с 30-секундным временем отклика.

Кристиан Торо, вице-президент Allegiant Air по техническому обслуживанию и проектированию, заявил, что его авиакомпания использует данную платформу для обеспечения прогностическими возможностями их информационной системы технического обслуживания.

«Allegiant использует Skywise для прогнозирования отказов компонент и работ по техобслуживанию наших бортовых пневматических систем/систем выпуска воздуха, противообледенительных систем, гидравлики, приводов и тормозов, а также вспомогательных силовых установок», — сообщил Торо.

Но в настоящее время Airbus идет еще дальше, создавая перспективную онлайн-платформу AI Gym, стремясь выявлять новые и неожиданные изменения в поведении контролируемых систем, а также более эффективно анализировать подозрительное поведение на предмет потенциальных сбоев и отказов.

«Нам нужна помощь для понимания того, как (разбирать)… технические схемы, которые содержат много подписей и аннотаций, — описал текущую ситуацию Адам Боннифилд, вице-президент Airbus по искусственному интеллекту, — «Ключевым уроком, который мы усвоили, было то, что объединение… данных — это только первая часть проблемы. Вторая ее часть — это выяснение того, как эти данные взаимодействуют».

Более подробную информацию можно получить здесь:

http://interactive.aviationtoday.com/avionicsmagazine/june-2019/
making-the-connected-fms-a-reality/

и
http://interactive.aviationtoday.com/avionicsmagazine/june-2019/
gulfstream-is-developing-future-ai-applications/

а также
http://interactive.aviationtoday.com/avionicsmagazine/june-2019/
airlines-are-increasingly-connecting-artificial-intelligence-to-their-mro-strategies/
.

Поиск по проекту
Искать!
.
© 2019 Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем. Все права защищены. Условия использования информации.