Brevet FR2051656A1 — publié le 19710409

Cette invention se rapporte à des systèmes et à des simulateurs de contrôle au sol du trafic aérien. De tels simulateurs sont utilisés pour l'entraînement des contrôleurs de trafic aérien et pour l'étude des procédures de commande de vol au-dessus des aéroports. 5 Dans un système de contrôle au sol d'un trafic aérien réel, un contrô leur peut avoir comme mission habituelle de superviser le trafic sur un, canal et occasionnellement il peut être appelé à se commuter sur un canal peu utilisé, un canal d'urgence par exemple. Du fait que le contrôleur peut être occupé sur le canal principal lorsqu'un message débute sur le canal peu utilisé, il est habi-10 tuel d'employer du personnel relativement peu entraîné pour écouter ce qui se passe sur les canaux peu utilisés de marri ère à pouvoir noter ces messages et à les apporter à l'attention du contrôleur. Un objet de la présente invention est d'éviter d'avoir à gaspiller de la sorte le temps du personnel. Un problème semblable se présente dans les systèmes de simulation. 15 Dans le passé, il a été habituel d'employer une personne appelée le "pilote" (ce mot étant entre guillemets pour le distinguer d'un pilote réel dans un système réel), disposant d'un pupitre de commande de "pilote" unique, qui répond aux instructions des "contrôleurs" au moyen de commandes de fonctionnement correspondant à chaque "avion", c'est-à-dire de commandes qui injectent des infor-20 mations dans le calculateur de simulation qui à son tour élabore des signaux pour les radars d'affichage disposés en face du "contrôleur". Le "pilote" répond au "contrôleur" et ainsi représente en retour les véritables pilotes de tous les avions simulés. Un tel système fonctionne convenablement aussi longtemps que l'opération est limitée à une seule fréquence, ce qui signifie que le "con-25 trÔleur" peut uniquement parler à un avion à la fois et que le "pilote" n'est jamais appelé à représenter simultanément les pilotes de deux avions. Mais avec la complexité toujours croissante des aéroports modernes et des installations militaires, il est devenu nécessaire d'étendre un tel système à un fonctionnement multi-canal impliquant l'emploi de plus d'un "contrôleur". Pour réaliser 50 une simulation réaliste, il est devenu nécessaire d'affecter un "pilote" séparé à chaque canal de fréquences du fait qu'il peut y avoir des cas où deux ou plusieurs avions sont appelés simultanément sur différentes fréquences. Ceci toutefois constitue un gaspillage du temps du personnel puisque en moyenne un seul "pilote" peut théoriquement s'occuper des messages sur tous, ou tout au 35 moins sur plusieurs canaux. Un autre objet de l'invention est de réaliser un système de simulation qui permette à un seul "pilote" de s'occuper de plus d'un canal de liaison. 70 25446 2 2051656 Selon, la présente invention, un système ou un siaulateur de contrôle au sol de trafics aériens est caractérisé en ce qu'il comporte une unité de contrôle équipée d'un appareil d'enregistrement et de lecture et de moyens de commande adaptés d'une part à détecter automatiquement la réception d'un signal 5 venant d'un pilote ou d'un "contrôleur" sur un canal donné, en mêtae temps que l'échange de signaux sur un autre canal et d'autre part, en réponse à une telle détection, à amener ledit signai apparaissant sur un canal donné à être enregistré dans ledit appareil, lesdits moyens de commande étant en outre adaptés à signaler au contrôleur ou au "pilote" qu'un message a été enregistré, ladite 10 unité de contrôle comprenant en outre des moyens utilisés par le contrôleur ou le "pilote" pour faire démarrer à son intention la lecture des signaux enregistrés . De préférence, l'appareil d'enregistrement et de lecture est un enregistreur magnétique comportant des cabestans séparés pour faire passer la bande 15 devant des transducteurs de lecture et d'enregistrement, disposés de telle sorte que pendant l'enregistrement une réserve de bandes enregistrées puisse se former entre les cabestans. Le cabestan de lecture peut être démarré de telle sorte que la lecture à l'intention du contrôleur ou du "pilote", des signaux enregistrés, puisse commencer à n'importe quel moment après la fin de l'enre-20 gistrement ou au cours de l'enregistrement. Un autre appareil de lecture est de préférence prévu pour fournir en retour au pilote ou au "contrôleur" un message d'attente préenregistré sur ledit canal, à un intervalle de temps prédéterminé après la fin de l'enregistrement. Le contrôleur ou le "pilote" peut être empêché de répondre sur ce 25 canal jusqu'à la fin du signal d'attente, mais de préférence le message d'attente n'est pas lu si le contrôleur ou le "pilote" a déjà commencé sa réponse ou est prêt à le faire. Une forme de réalisation de l'invention sera maintenant décrité à titre d'exemple non limitatif en référence au schéma constituant la seule fi-30 gure des dessins annexés. La forme de réalisation décrite se rapporte à un système de simulation. Les modifications qu'il faut apporter au dispositif pour le rendre capable de fonctionner dans tin système réel sont évidentes. Dans le système de simulation les messages venant des "contrôleurs" sont enregistrés poux- le "pilote". Dans-un système réel, les messages venant des pilotes sont 35 enregistrés pour le contrôleur. Pour des raisons de simplicité cette forme de réalisation comporte uniquement deux canaux de fréquences, ces canaux étant référencés A et B. La plus grande partie des éléments du système sont identiques dans les deux canaux PAD ORIGINAL 70 25446 5 2051656 et sont identifiés sur le dessin avec les mtïaes références simplement suivies des lettres A et B. Dans la description qui va suivre, quel que soit le canal décrit, les références seront utilisées sans lettre complémentaire. En pratique, plus de deux canaux sont habituellement utilisés, notamment quatre. L'extension 5 du système décrit à l'emploi de plus de deux canaux, apparaît d'une manière évidente. Le système comprend deux postes de "contrôleur" 10, chacun comprenant l'équipement de communication habituel et les dispositifs d'affichage radar 11. Ces affichages radar sont sous la commande d'un calculateur 12 qui d'une part 10 répond aux informations venant du pupitre de commande d'un "pilote", et d'autre part simule les conditions de trafic aérien, fournissant les signaux pour représenter sur les radars d'affichage des avions simulés. Cette invention ne concerne en aucune manière les techniques de simulation et d'une manière générale ni la nature du pupitre de commande du "pilote" 13, ni le poste du "con-15 trÔleur" 10, ceux-ci étant construits en accord avec les techniques connues. Les postes de "contrôleurs" 10A et 10B sont équipés de deux canaux A et B de télécommunication à voies d'appel et de réponse en liaison avec le pupitre de coanande de "pilote" 13. La disponibilité de l'un ou l'autre des canaux est déterminée par une bascule 14. Ces bascules, comme toutes les autres bascules 20 dans le système, comportent des bornes R et S de commande de mise à l'état passif et à l'état actif. Quand une bascule est placée dans son état actif, sa sortie Q délivre un signal logique 1 et sa sortie Q, un signal logique 0, la situation inverse apparaissant lorsque la bascule est à l'état passif. Les bascules utilisées sont représentées en association avec une logique positive pour 25 simplifier la description, mais en pratique une logique négative pourrait tout aussi bien $tre utilisée.' Quand l'une ou l'autre des bascules 14 est à l'état actif, elle ouvre une porte 15 qui permet une conversation dans lès deux sens entre le poste du "contrôleur" 10 et le pupitre de commande du "pilote" 13. Quelle que soit la 30 bascule à l'état actif, celle-ci place l'autre à l'état passif de manière à éviter des communications simultanées sur les deux canaux. En supposant que les deux canaux soient libres et que le "contrôleur", à la position 10A par exemple, appelle un avion, la bascule 10A doit alors passer à l'état actif de manière à établir la communication sur le canal A. A cet effet, chaque canal A ou B est 35 connecté à un détecteur 16 qui fournit un signal de sortie logique 1 lorsqu'il détecte un signal de communication émanent de son poste de "contrôleur" 10. Le signal venant du détecteur 16 fait passer à l'état actif la bascule 14 à travers une porte 17, aussi longtemps que l'autre bascule 14 n?est pas à l'iétat actif. SAD OR'GINAL 70 25446 * 2051656 Il est maintenant nécessaire de considérer les parties du système qui fonctionnent lorsque la communication est déjà établie sur un canal et que le "contrôleur" sur l'autre canal appelle un avion. On supposera que la bascule 14a a été placée à l'état actif, comme cela vient d'être décrit, le canal a 5 étant normalement utilisé entre le poste de "contrôleur" 10A et le pupitre- de commande du "pilote" 13. Quand le poste de 'bontrôleur" 10B appelle un avion, le signal venant du détecteur 16B ne peut pas passer à travers la porte 17B et la bascule 14b ne peut être placée à l'état actif. Toutefois, le signal venant du détecteur 16B place à l'état actif une bascule l8B à travers une por-10 te supplémentaire 19B qui est mise en état de fonctionnement par la sortie Q de la bascule 14A. Quand la bascule ibb est placée dans son état actif, elle a deux fonctions. Premièrement, elle ouvre une porte 20B pour permettre aux signaux de passer depuis le poste de "contrôleur" 10B vers une tête d'enregistrement 2IB d'un enregistreur magnétique associé au canal B. Deuxièmement, la 15 bascule 3j8B amène un cabestan 22B à tourner de manière à faire passer la bande de 1'enregistreur devant la tête d'enregistrement 21B, le message venant du poste de "contrôleur" 10B étant par là même enregistré sur la bande. Chaque enregistreur est représenté d'une manière schématique étant d'un type de construction connu, sauf en ce qui concerne le;s deux cabestans 20 séparés respectivement utilisés pour l'enregistrement et pour la lecture. De la sorte, la tête d'enregistrement 21 est associée avec le cabestan d'enregistrement 22 et la tête de lecture 23 associée avec le cabestan de lecture 24. La bande entre les deux têtes d'enregistrement et de lecture peut former une boucle (si besoin dans me boft» d'accumulation libre), de manière qu'une cer-25 taine longueur de ruban puisse recevoir un message enregistré pouvant être gardé en mémoire jusqu'à ce que le "pilote" du pupitre de commande 13 soit prêt à s'en occuper. La bascule 18B est remise à l'état passif afin d'arrêter l'opération d'enregistrement lorsque le signal venant du détecteur lôB s'interrompt. Toute-30 fois, afin d'éviter que la bascule soit remise à l'état passif simplement par le fait d'arrêts brefs apparaissant au cours du message, un dispositif à retard du type monostable 25 précède la borne de remise à l'état passif de la bascule ISS. Ce dispositif monostable (de type connu) produit une impulsion logique 1 lorsque l'intervalle de retard s'est écoulé après la fin du signal d'entrée, l'in-35 tervalle de retard étant réétabli aussitôt que le signal réapparaît. Il peut être indispensable de disposer d'une longueur de ruban notable entre les têtes de lecture et d'enregistrement 21 et 2J>. Ceci peut provoquer un retard gênant lorsque le "pilote" demande à l'enregistreur de lui lire BAD ORIGINAL 70 25446 5 2051656 le message qui lui est destiné. Afin d'éliminer ce retard, on peut s'arranger pour faire tourner le cabestan de lecture 24 pendant un intervalle de temps suffisant pour que le message qui vient d'être enregistré soit amené au niveau de la tête de lecture 23. Le cabestan de lecture 24 est commandé par un bista-5 ble 26 et le signal passant à travers la porte 19 est en outre initialement utilisé pour mettre à l'état actif le bistable 26. Après un retard prédéterminé, engendré par un circuit de retard 27* la basculé 26 est remise à l'état passif, le circuit de retard 27 étant adapté à produire une impulsion logique 1 à un intervalle de temps prédéterminé après qu'un signal lui a été appliqué une pre-10 mière fois. Afin de s'assurer que ce fonctionnement temporaire de la bascule 26 prend place uniquement la première fois que le détecteur 16 fournit un signal de sortie et n'est pas répété à la suite de toute interruption brève du signal de sortie du détecteur, la commande de fonctionnement décrite pour le bistable 26 est effectuée à travers une porte 28 qui est mise en état de fonctionnement 15 à travers un circuit de retard 29* à partir de la sortie Q, de la bascule 18. Le circuit de retard 29 fournit un retard très court. Le retard engendré par le circuit 27 qui â pour objet d'amener le début du message sur la tête de lecture est le même que le retard du dispositif monostable de retard 25. Le retard engendré par le dispositif 25 fait avancer 20 la bande à la fin de l'enregistrement de la même distance que l'avance préliminaire à la tfîte de lecture. Le système qui a été décrit ci-dessus permet l'enregistrement automatique d'un message sur l'un des canaux, lorsque l'autre canal n'est pas libre, l'enregistreur étant arrêté lorsque le message est terminé du fait de la cessa-25 tion du signal fournit par le détecteur 16. La lecture de ce signal pour le "pilote" au pupitre de commande 13 sera maintenant décrite. La lecture peut prendre place à n'importe quel moment après le commencement de l'enregistrement, aussitôt que le "pilote" est prêt à s'occuper du message suivant. Le pupitre de commande du "pilote" comporte pour chaque canal un interrupteur 30 con-30 necté à une ligne référencée V correspondant à un niveau logique 1. En se rapportant à une situation dans laquelle l'enregistrement a pris place sur le canal B (ou est toujours en cours) et en supposant que la conversation sur le canal A est maintenant terminée, le "pilote" utilise le commutateur 30B, lequel met à l'état actif les bascules 14b et 26b et fait immédiatement démarrer la lecture 35 par la tête 23B au moyen d'une ligne 31B. Pour éviter que le commencement du message lu puisse être tronqué par la fin du message sur le canal B, une porte 32B en série avec la porte 15B est seulement autorisée à fonctionner quand la bascule 26B est remise à l'état passif. 70 25446 6 2051656 La bascule 26B se remet automatiquement à l'état passif lorsque le message a été entièrement lu. A cet effet, les cabestans 22 et 24 sont couplés à un compteur mécanique différentiel 33 qui fournit un signal à un niveau logique 1 sur une ligne JA lorsque le compte différentiel est nul. En supposant 5 donc que le compteur 33 compte en réponse aux mouvements du cabestan 22 et décompte en réponse aux mouvements du cabestan 24, le compte augmentera au fur et à mesure que le message est enregistré et aucun signal ne sera appliqué sur la ligne 3^. Quand la lecture commence, le compte est éventuellement réduit, devenant zéro lorsque la même longueur de ruban est passée devant la tête de 10 lecture, comme devant la tête d'enregistrement. Lorsque le compte atteint zéro, le signal sur la ligne 3^ (fourni par exemple par une came et un interrupteur) remet à l'état passif la bascule 26. On va à nouveau se référer au canal B, la porte 32B étant. maintenant ouverte de manière à permettre au "pilote" de répondre au "contrôleur" du poste 15 10B. La porte 15B a déjà été ouverte puisque la bascule 14B a été placée à l'état actif comme cela a été indiqué ci-dessus. Quand la bascule 14B est placée à l'état actif, elle met à l'état passif la bascule 14a, antérieurement à l'état actif. Il est nécessaire pour le "pilote" d'être averti qu'un message enre-20 gistré l'attend sur l'un des canaux. A cet effet, le compteur 13 commande également une lampe 35 sur le pupitre de contrôle 13, la lampe étant allumée aussi longtemps que le compteur n'est pas à zéro, par exemple au moyen d'un autre interrupteur commandé par une came. De la sorte, pendant qu'une conversation est en cours sur le canal A, .le "pilote" note que la lampe 35B est allumée, de sorte 25 qu'il lui suffit de presser le bouton 30B aussitôt qu'il est libre. Dans un système comportant plus que deux canaux, plusieurs lampes 35 peuvent s'allumer l'une après l'autre et le pilote devant alors se rappeler l'ordre dans lequel il doit s'occuper des différents canaux. Afin de donner un côté réaliste à la simulation, il est nécessaire de 30 faire face au cas où un délai important entre la fin de l'enregistrement d'un .message venant d'un "contrôleur" et le moment où le "pilote" peut y répondre. Ce problème peut aisément être surmonté, puisqu'en cas de fonctionnement réel il arrive que les pilotes ne répondent pas aux contrôleurs autrement qu'en leur adressant un message d'attente, notamment dans le cas où ils sont occupés à la 35 réalisation d'une phase de vol critique. Dans le système ici décrit, chaque canal est en conséquence équipé d'un enregistreur de messages d'attente 40, du type à boucle continue. Un tel enregistreur passe à l'état de fonctionnement si le "pilote" n'a pas commencé à répondre sur le canal en question, par exemple BAD ORIGINAL 70 25446 7 2051656 deux secondes après la fin de l'enregistrement du message adressé par le "contrôleur" . Ce retard est fourni par un circuit de retard 41, connecté à la sortie du circuit de retard 25- De la sorte, le circuit 41 introduit son intervalle de retard à partir de l'instant où la bascule 18 est remise à l'état passif. 5 A la fin de cet intervalle de retard, qui est par exemple de deux secondes, le circuit de retard 41 fournit une impulsion logique 1 qui déclenche l'enregistreur à boucle continue 40 si l'une ou l'autre des deux conditions suivantes est vérifiée. Dans le cas du canal B, l'enregistreur à boucle continue 40B est déclenché à la fin de l'intervalle de retard, à travers une porte 42B si la 10 bascule l4B reste à l'état passif, ce qui signifie que le "pilote" n'a pas encore pu appuyer sur le bouton JOB et donc n'a pas encore commencé à écouter le message. Le "pilote" toutefois peut avoir commencé à écouter le message mais n'a pas encore fini de ie faire et en conséquence l'enregistreur à boucle continue est également déclenché à la fin du retard à travers une porte 4j, mise 15 en état de fonctionnement quand la bascule 14B est à l'état actif mais ceci, uniquement si un interrupteur 44, commun aux deux canaux, n'a pas été ouvert. L'interrupteur 44 est mécaniquement lié à la manette transmission-réception habituelle du poste du "pilote" et est ouvert dans le seul cas où le "pilote" transmet. De la sorte, l'enregistreur à boucle continue 40B n'est pas déclenché 20 si le "pilote" a déjà écouté le message enregistré et à fait fonctionner sa manette de transmission pour commencer à répondre au "contrôleur" du poste 10B. Quand l'enregistreur à boucle continue 40B est déclenché, le message d'attente préenregistré est adressé au "contrôleur" au poste 10B, l'enregistreur s'arrête ensuite, prêt à démarrer à nouveau. Cet enregistreur peut fonctionner comme 25 tous les dispositifs de réponse automatique connus. Le message d'attente étant très bref, il y a une très faible probabilité pour que le "pilote" puisse commencer à répondre au "contrôleur" avant que le message d'attente soit terminé. A titre de précaution cependant chaque enregistreur 40 est adapté durant son cycle de fonctionnement à commander 30 l'allumage, d'une lampe d'avertissement 45 sur le pupitre de commande 13 et le "pilote" sait qu'il ne doit répondre sur aucun canal tant que cette lampe 45 est allumée. Dans une autre forme de réalisation, chaque enregistreur à boucle continue 40 est commandé par l'état du compteur 33 Qui existe à la fin de l'en-35 registrement, quand la bascule 18 reprend l'état passif. Si le nombre dans le compteur est égal ou supérieur à une valeur prédéterminéea l'enregistreur à boucle est déclenché. S'il est inférieur à cette valeur (ce qui veut dire que le "pilote" aura fini d'écouter le message assez tôt pour lui donner une réponse sans retard prohibitif) l'enregistreur à boucle n'est pas déclenché. BAD ORIGINAL 70 25Uké 8 2051656 A l'évidence, il apparaît que de nombreux autres changements peuvent être apportés au système commandant le fonctionnement des enregistreurs. Dans la forme de réalisation décrite, un enregistreur séparé est affecté à chaque canal et ceci peut être également le cas lorsqu'il y a plus de deux canaux. 5 Toutefois, en fonction des statistiques des trafics de communication, il peut être plus économique avec un plus grand nombre de canaux de disposer de moins d'enregistreurs que de canaux et d'affecter ces enregistreurs auxdits canaux en fonction des nécessités. A cet effet par exemple, la logique de commande peut numéroter les 10 enregistreurs d'une manière séquentielle et déterminer le prochain enregistreur libre dans la séquence à chaque fois qu'un "contrôleur" appelle un canal quand une conversation est déjà en cours sur un autre canal. La logique de commande adresse alors successivement les enregistreurs au "pilote" qui de la sorte peut s'occuper des messages enregistrés dans leur ordre d'arrivée. BAD ORSG'NÂt 25kW6 9 2051656 REVENDICATIONS Système ou simulateur de contrôle au sol du trafic aérien caractérisé en ce qu'il comprend une unité de commande comportant un appareil d'enregistrement et de, lecture et des moyens de contrôle adaptés à détecter automatiquement la réception d'un signal venant d'un pilote ou d'un "contrôleur" sur un premier canal en même temps que l'échange de signaux sur un second canal et amenant, en réponse à une telle détection, lesdits signaux sur le premier canal à être enregistré sur ledit appareil, lesdits moyens de contrôle étant en outre adaptés à signaler au contrôleur ou au "pilote" qu'un message a été enregistré et l'unité de contrôle comprenant des moyens mis en oeuvre par le contrôleur ou le "pilote" pour faire démarrer la lecture desdits signaux enregistrés à l'intention du contrôleur ou du "pilote". Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'appareil d'enregistrement et de lecture est de préférence un enregistreur magnétique à bande comportant des cabestans séparés pour faire avancer la bande respectivement devant une tête d'enregistrement et une tête de lecture et disposés de telle sorte que pendant l'enregistrement une réserve de ruban enregistré se constitue entre les deux cabestans. Système selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour faire démarrer le cabestan de lecture afin d'adresser les signaux enregistrés au contrôleur ou au "pilote", indépendamment du fait que le cabestan d'enregistrement soit encore en cours de fonctionnement ou non. Système selon l'une des revendications. 2 ou 3 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour amener le cabestan de lecture à avancer pendant un intervalle de temps prédéterminé au début de la mise en route du cabestan d'enregistrement de manière à amener le début du message nouvellement enregistré jusqu'aux têtes de lecture. Système selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour amener le cabestan d'enregistrement à avancer pendant ledit intervalle de temps prédéterminé à la fin de l'enregistrement d'un message. 70 25446 10 2051656 6. Système selon l'une ou l'autre des revendications 2 à 5* caractérisé en ce qu'il comprend des moyens sensibles à la différence des mouvements des cabestans d'enregistrement et de lecture et adaptés à arrêter le mouvement du cabestan de lecture lorsque la différence entre les mouvements totaux des 5 deux cabestans devient nulle. 7- Système selon la revendication 6 caractérisé en ce que lesdits moyens sensibles à la différence des deux mouvements des cabestans sont constitués par un compteur différentiel qui compte et décompte respectivement en réponse aux mouvements des cabestans d'enregistrement et de lecture. 10 8. Système selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il comprend un autre appareil de lecture d'enregistrement adapté à faire passer un message d'attente en retour au pilote ou au "contrôleur" sur ledit premier canal, un intervalle de temps prédéterminé après la fin de l'enregistrement d'un message ordinaire. 15 9- Système selon les revendications 7 et 8 en combinaison, caractérisé en ce que ledit autre appareil de lecture d'enregistrement est autorisé à produire un message d'attente à la fin de l'intervalle de temps prédéterminé dans le seul cas où le nombre dans le compteur différentiel excède une valeur prédéterminée. 20 10. Système selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour provoquer le fonctionnement de l'autre appareil de lecture d'enregistrement à la fin de l'intervalle de temps prédéterminé, dans le seul cas où le cabestan de lecture dudit premier canal n'a pas commencé à avancer ou s'il a commencé à avancer uniquement si le contrôleur ou le "pilote" n'a pas 25 fait passer sa manette transmission-réception sur la position transmission. 11. Système selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que chaque canal a son propre appareil d'enregistrement et de lecture auquel il est affecté d'une manière permanente. 12. Système selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 10, comportant au 30 moins trois canaux, caractérisé- en ce qu'un nombre d'appareils d'enregistrement et de lecture inférieur au nombre de canaux est prévu et des moyens ÔAD ORIGNAL 25446 11 2051656 pour affecter un appareil libre à un canal à chaque fois qu'un" pilote ou un "contrôleur" appelle sur ce canal pendant qu'une conversation est déjà en cours sur un autre canal.