民用飛機駕駛艙門監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計

袁樹德 /

(上海飛機設(shè)計研究院，上海201210)

民用飛機駕駛艙門監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計

袁樹德 /

(上海飛機設(shè)計研究院，上海201210)

作為民用飛機安防系統(tǒng)的重要組成部分，駕駛艙門監(jiān)視系統(tǒng)可以為飛行機組提供駕駛艙門附近清晰、實時的監(jiān)視畫面，提高安全防范和應(yīng)急處理能力，保障飛行運輸安全。在分析駕駛艙門監(jiān)視系統(tǒng)組成、架構(gòu)的基礎(chǔ)上，給出了系統(tǒng)監(jiān)視區(qū)域的安裝布置要求，環(huán)境條件，適航性等其它設(shè)計要求。

艙門監(jiān)視；攝像頭；安防

0 引言

駕駛艙門監(jiān)視系統(tǒng)作為民用飛機安防系統(tǒng)的重要組成部分，主要提供駕駛艙門處的監(jiān)視畫面。駕駛艙內(nèi)的飛行員可以通過駕駛艙門處安裝的攝像頭，以視頻圖像的形式，實時、迅捷的觀察艙門外的情況，確保無可疑人員進(jìn)入駕駛艙，危害飛行安全。目前民航業(yè)要求民用飛機必須安裝駕駛艙門監(jiān)視系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)組成

典型的駕駛艙門監(jiān)視系統(tǒng)由1個顯示裝置、1個視頻轉(zhuǎn)換裝置和3個艙門攝像頭組成[1]。

1.1 顯示裝置

顯示裝置位于駕駛艙，可安裝于頂部板，或其它便于飛行機組觀察的位置。顯示裝置用于顯示艙門攝像頭捕獲的艙門附近的監(jiān)視畫面。顯示裝置上可以進(jìn)行對比度、亮度的調(diào)節(jié)，并可進(jìn)行三個攝像頭畫面的切換。

1.2 視頻轉(zhuǎn)換裝置

視頻轉(zhuǎn)換裝置主要用于接收攝像頭拍攝的圖像，進(jìn)行處理后送至顯示裝置。

1.3 艙門攝像頭

攝像頭安裝于前服務(wù)區(qū)天花板，與內(nèi)飾板顏色一致，以模擬圖像或數(shù)字圖像形式，將監(jiān)視畫面提供給視頻轉(zhuǎn)換裝置，通過合適的安裝，3個艙門攝像頭應(yīng)能保證360°無死角的覆蓋駕駛艙門外的區(qū)域。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

圖1給出了一種典型的駕駛艙門監(jiān)視系統(tǒng)的架構(gòu)框圖，此架構(gòu)因機型而異。

3 系統(tǒng)設(shè)計

駕駛艙門監(jiān)視系統(tǒng)用于飛行員在以下情況時，需要打開駕駛艙門前，對駕駛艙門外區(qū)域進(jìn)行檢查，判斷是否安全。

1)飛機乘務(wù)員、維護(hù)人員或其它人員請求進(jìn)入駕駛艙；

2)飛機乘務(wù)員、維護(hù)人員或其它人員請求離開駕駛艙。

3.1 安裝要求

由于不同機型內(nèi)部架構(gòu)不同，潛在的反恐范圍也不同，艙門攝像頭的安裝位置也各有差異，ED-123《駕駛艙門監(jiān)視系統(tǒng)最小操作性能規(guī)范》中對監(jiān)視范圍進(jìn)行了說明，民用飛機設(shè)計時應(yīng)根據(jù)此規(guī)范進(jìn)行艙門攝像頭的安裝設(shè)計[3]。

圖2為識別區(qū)域范圍，要求此范圍內(nèi)可以清晰地識別需要進(jìn)入駕駛艙的人員。

1)高度上限：頂棚高度或者從地板測量 187.1cm(73.7in)，按其中較低的高度(依據(jù)MIL-HDBK-759C，95%男性身高)；

2)高度下限：從地板測量 123cm(48.4in)，(依據(jù)MIL-HDBK-759C，5%女性肩的高度)；

3)寬度：門或通向門的走廊的寬度，按其中較窄的寬度；

4)深度：需要進(jìn)門的人站位點的前后縱向 50cm(19.7in)(位置點見圖2)。

在進(jìn)行艙門攝像頭的安裝布置時應(yīng)能保證監(jiān)視范圍覆蓋圖2要求的識別區(qū)域范圍，保證360°無死角。

3.2 安裝舉例

下面以某型號機載攝像頭為例進(jìn)行說明，該攝像頭外部為方形構(gòu)造，攝像頭嵌入其中，此攝像頭的性能指標(biāo)為視角120°，即在進(jìn)行布局時，需要首先基于單個攝像頭做出視角覆蓋區(qū)域，如圖3和圖4所示。

為保證360°無死角的覆蓋圖2中的識別區(qū)域，目前，民用客機上對艙門攝像頭的常規(guī)布局是采用3個攝像頭，分別布置于飛機前服務(wù)區(qū)駕駛艙門、登機門和服務(wù)門上方。在做出單個攝像頭監(jiān)視區(qū)域后，根據(jù)3個攝像頭的布置區(qū)域，進(jìn)行調(diào)整，使3個攝像頭的組合覆蓋范圍，滿足圖2中所要求的識別區(qū)域。在進(jìn)行布置時，攝像頭不應(yīng)與飛機結(jié)構(gòu)、控制組件干涉，設(shè)備拆卸維護(hù)方便，人機功效好，電搭接滿足機上要求等。

圖5為駕駛艙門監(jiān)視系統(tǒng)顯示畫面示意。

3.3 環(huán)境條件

所有機載設(shè)備應(yīng)滿足但不限于DO-160文件的安裝環(huán)境條件，包括溫度、高度、濕度、沖擊、振動、爆炸、防水性、流體敏感性、砂塵、霉菌、鹽霧、磁影響、電源輸入、電壓尖峰、音頻傳導(dǎo)敏感性、感應(yīng)信號敏感性、射頻敏感性、射頻能量發(fā)射、結(jié)冰、靜電放電、防火和可燃性等環(huán)境項目。

3.4 軟/硬件要求

設(shè)備軟件的設(shè)計應(yīng)符合DO-178《機載系統(tǒng)和設(shè)備符合性驗證中的軟件考慮》，設(shè)備硬件的設(shè)計應(yīng)符合DO-254《機載電子硬件設(shè)計保證指南》。由設(shè)備功能和應(yīng)用軟件來確定危險程度等級。

3.5 操作要求

1)對系統(tǒng)的操作應(yīng)簡單、直觀；

2)飛行機組對顯示裝置的控制應(yīng)可以單手完成；

3)飛行機組應(yīng)能在不影響飛行操作并無需離開工作位置的前提下，對駕駛艙門周圍情況進(jìn)行全方位觀察；

4)飛行機組不需對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)焦；

5)飛行過程中不需對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，可達(dá)性好；

6)飛行機組可以對顯示圖像的亮度、對比度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.6 適航性

1)駕駛艙門監(jiān)視系統(tǒng)隨機取證，涉及到的適航

驗證條款包括CCAR 25部25.1(b), 25.601,25.603(a, b, c), 25.605(a, b), 25.611(a, b), 25.869(a1, a3), 25.899(a1, a2, a3, b1, b2), 25.1301(a1, a2, a3, a4, b), 25.1309(f), 25.1353(a, c), 25.1431(a, c, d), 25.1529, 25.1581(a1, a2, a3, b), 25.1585(a1, a2, a3), 25.1701(a, b), 25.1703(a1, a2, a3, a4, b), 25.1705(a, b), 25.1707(a, b), 25.1709(a1, a2, b)；

2)駕駛艙門監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)備不影響機上其它設(shè)備取證。

4 結(jié)論

駕駛艙門監(jiān)視系統(tǒng)作為飛機安防系統(tǒng)的重要組成部分，自北京奧運會后已得到廣泛應(yīng)用。隨著技術(shù)的進(jìn)步，以前舊的模擬視頻技術(shù)也逐步過渡到數(shù)字視頻技術(shù)，架構(gòu)更優(yōu)化，傳輸速度更快，抗干擾能力更強，視頻存儲能力更大。在進(jìn)行民用飛機駕駛艙門監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)綜合架構(gòu)合理性、安全性、信號傳輸性能，并結(jié)合國際先進(jìn)設(shè)計理念進(jìn)行考慮。

[1] 陳澤.民航客機駕駛艙門監(jiān)視系統(tǒng)簡介[J].電子技術(shù)，2015.

[2] ED-123 Minimum Operational Performance Specification For Flight Deck Door Monitoring System，2005.

Design of Cockpit Doors Surveillance System for Civil Aircraft

YUAN Shude

(Shanghai Aircraft Design and Research Institute, Shanghai 201210, China)

As an important part of security system on civil aircraft, cockpit doors surveillance system can provide the clear and real time monitoring picture around the flight deck door for flight crew, which can be improve the emergency handing capability and ensure the flight safety of Civil Aircraft.

cockpit doors surveillance; camera; security

10.19416/j.cnki.1674-9804.2017.01.005

V223+.1

A

袁樹德 男，工程師。主要研究方向：民用飛機通信系統(tǒng)需求、架構(gòu)、接口等設(shè)計；E-mail：yuanshude@comac.cc