Информации для его использования на борту

(Московский институт электромеханики и автоматики ОАО «МИЭА», Москва)

В бортовой вычислитель информация из внешней памяти подгружается по требованию ВСС. При этом

1. 
   информация должна соответствовать окружающим реалиям;
   
2. 
   доступ к данным должен выполняться оперативно.
   

Согласно Приложению 15 к «Конвенции о международной гражданской авиации» каждый из участников типового потока аэронавигационных данных должен производить проверку достоверности используемой информации [2]. Таким образом, проверку корректности аэронавигационных данных следует осуществлять и перед использованием данных на борту воздушного судна. Разработчиками ВСС реализуется выборочная проверка базы данных перед ее внедрением на целевую машину.

Для систем, работающих, как ВСС, в режиме реального времени, критично время отклика программы, обрабатывающей данные, на поступающие к ней запросы, вследствие чего методам и средствам доступа к аэронавигационным данным в системе отводится особенная роль. Одним из методов сокращения времени доступа к данным является усечение файла аэронавигационных данных в зависимости от задач, решаемых воздушным судном.

В работе представлены алгоритм предварительного анализа исходной информации и алгоритм ее фильтрации. Предварительный анализ позволяет произвести автоматическую проверку файла данных на предмет наличия в нем синтаксических ошибок, а алгоритм фильтрации формирует усеченный бортовой файл данных на основании стоящих перед воздушным судном задач, что увеличивает производительность средств доступа к данным.

К таким ошибкам можно отнести:

• 
  некорректную длину записи (согласно формату ARINC-424 установленная длина записи – 132 символа);
  
• 
  наличие символов, неидентифицируемых спецификацией ARINC-424. Спецификация определяет множество символов, которые могут быть встречены на рассматриваемой позиции заданной строки [1].
  

К семантическим ошибкам относятся ошибки, возникающие при отсутствии анализа ограничений или использовании некорректных ограничений.

В качестве примера можно привести следующие ошибки:

• 
  значения параметров выходят за пределы допустимых величин (координаты, скорости и т.д.);
  
• 
  координаты объектов (ППМ, РМ и т.д.) не соответствуют географической области, к которой они приписаны.
  

В ARINC-424 один объект (аэродром/взлетно-посадочная полоса и т.д.) описывается рядом строк, идущих подряд. Принадлежность к какому-либо объекту определяются первыми 20 символами, при этом первые 20 символов одного объекта отличаются от первых 20 символов другого объекта. Основываясь на этом, алгоритм анализа позволяет разбить файл на отдельные текстовые описания объектов, которые, затем, могут быть проанализированы отдельно.

На Рис. 1 приведена общая блок-схема алгоритма анализа файла данных, а на Рис. 2 – блок-схема анализа объекта. В процессе обработки алгоритм сформирует текстовый отчет, содержащий номера и содержания строк, в которых были найдены ошибки, а также текстовые описания обнаруженных ошибок.

Рис. 1. Процесс анализа файла данных

Рис. 2. Процесс анализа отдельного объекта

На Рис. 3 представлен процесс фильтрации файла данных для целевых машин, выполняющих разные навигационные задачи. На вход алгоритму подается файл аэронавигационных данных в формате ARINC-424, предварительно пропущенный через программную реализацию алгоритма анализа данных на корректность (см. выше). Алгоритм фильтрации заключается в построчном чтении данных из файла с последующим прохождением считанной строки через ряд фильтров. Каждый фильтр в конфигурации заданного воздушного судна будет находиться в одном из двух состояний: активен (на Рис. 3 такие фильтры обозначены в виде заполненных параллелограммов) или неактивен (незаполненные параллелограммы на Рис. 3). Активные фильтры отсеивают информацию, удовлетворяющую заданным условиям, неактивные фильтры в процессе фильтрации, по сути, не участвуют. Изменение набора аэронавигационных данных, обрабатываемых бортовым вычислителем, непременно повлечет смену состояния соответствующих фильтров. В результате на выходе алгоритма мы будем иметь два разных файла аэронавигационных данных, отвечающих задачам тех целевых машин, для которых они создавались.

Программная реализация алгоритма фильтрации встраивается в программное обеспечение вычислительной системы самолетовождения. При запуске бортового компьютера программа формирует дополнительный, усеченный файл аэронавигационной информации, к которому вычислительная система самолетовождения будет обращаться в процессе выполнения полета.
Апробация алгоритмов
Апробация алгоритмов производилась на файле аэронавигационных данных всего мира с детализацией территории Российской Федерации. Размер использованного файла данных – около 100 Мб.

Алгоритм анализа данных ошибок не выявил, что свидетельствуют о качестве предоставляемых данных. Однако расширение множества критериев, согласно которым производится оценка корректности данных, может выявить ряд проблем, незамеченных существующей программной реализацией алгоритма.

Для тестирования алгоритма фильтрации данных определим абстрактную ВСС, в задачи которой входит формирование плана полета на территории РФ. Тогда бортовым вычислителем будет использоваться следующий набор запросов к базе данных:

• 
  получение объекта по имени (ППМ, радиомаяки, маршруты и т.д.);
  
• 
  выборка множества предпочтительных маршрутов;
  
• 
  выборка множества доступных воздушных трасс;
  
• 
  выборка зон ожидания по маршруту;
  
• 
  выборка навигационных средств по маршруту;
  
• 
  получение всех ВПП для заданного аэродрома.
  

Конфигурация алгоритма фильтрации

Следует заметить, что объем файла аэронавигационных данных уменьшился до 9.3 Мб, то есть в 9.7 раз.

В дальнейшем планируется расширение множества критериев, применяемых при анализе данных, а также исследование зависимости времени, необходимого ВСС для доступа к информации, от объема исходных данных.

1. 
   Arinc specification 424-17 «Navigation system data base», August 31, 2004.
   
2. 
   Приложение 15 к «Конвенции о международной гражданской авиации» «Службы аэронавигационной информации». Издание двенадцатое. Июль 2004 года.