Brevet FR2969348A1 — publié le 20120622

Procédé et système pour la préparation à la phase de roulage d'un aéronef dans une zone aéroportuaire L'invention concerne l'aide apportée au pilote lors de la phase déplacement au sol d'un aéronef sur aéroport, et plus particulièrement lors de la phase de préparation de ce déplacement. La complexité des grandes plates-formes aéroportuaires associée à un trafic important et en forte croissance, amène la phase de roulage à être une phase de plus en plus délicate pour les pilotes notamment lorsqu'ils ont une expérience limitée d'un aéroport et de ses contraintes. Le pilote doit manoeuvrer l'avion sur un cheminement comportant de nombreuses intersections tout en surveillant le trafic, en respectant les autorisations de roulage du contrôleur, usuellement nommées clearances selon le terme anglais, et en effectuant la préparation du décollage. Cela peut amener des erreurs d'appréciations, et l'avion peut se retrouver sur des zones où il n'est pas autorisé, entraînant des risques de collisions. Sur les aéronefs modernes, pour assurer la fonction de navigation 15 aéroportuaire, il existe deux types de systèmes d'aide à la circulation au sol. Ce sont: - Un système d'aide à la navigation permettant au pilote de connaître la position de l'aéronef dans l'aéroport à tout moment. II est prévu par ailleurs que ce système lui indique quel chemin suivre pour se rendre 20 d'un point à un autre sur l'aéroport (cette fonction est en cours de développement). Généralement les informations utiles sont présentées sur une visualisation de planche de bord dite tête basse. Ces informations comprennent : une carte électronique mobile de l'aéroport, la position de l'aéronef sur l'aire de manoeuvre de l'aéroport. II est aussi prévu d'ajouter les 25 informations suivantes : le cheminement de roulage à suivre et les points d'arrêts, ces derniers correspondent aux autorisations de roulage fournies par le contrôle au sol. - Un système d'aide au roulage permettant au pilote de suivre, au plus près, la trajectoire de consigne venant du contrôle. 30 - De tels systèmes permettent d'accroitre la sécurité lors de la phase de roulage. Mais il existe un besoin d'améliorer encore la sécurité lors de cette phase lors de la préparation, d'anticiper les points où une confusion, une erreur sont susceptibles de se produire. L'invention vise notamment à pallier le problème cité précédemment en proposant un procédé et système pour la préparation à la phase de roulage d'un aéronef dans une zone aéroportuaire permettant d'accroitre la sécurité de la phase de roulage en détectant en affichant des zones à risque le long du plan de l'aéronef. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé pour la préparation à la phase de roulage d'un aéronef à partir d'une base de données aéroportuaire répertoriant par tronçon, les voies de circulation d'un aéroport et stockant, pour chaque tronçon, des données spécifiques de position géographique et de connectivité et d'un plan de roulage de l'aéronef indiquant une succession de tronçon de voie de circulation, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte : une étape de détection de zones à risque le long du plan de roulage comportant au moins une des sous-étapes suivantes : la détection de tronçons adjacents au plan de roulage formant un angle, avec un tronçon du plan de roulage, inférieur à un premier seuil °min, la détection de tronçons du plan de roulage comportant un nombre de connections avec d'autres tronçons supérieur à un second seuil Nmax, - la détection des tronçons du plan de roulage étant en connexion avec un tronçon connecté à une piste, une étape d'affichage des zones à risque détectées. Grâce à l'invention, le pilote de l'aéronef peut ainsi visualiser, avant la phase de roulage, le plan de roulage qu'il devra suivre. Le plan de roulage présenté au pilote comporte des indications pointant des zones à risques. Le pilote est ainsi alerté qu'il devra faire preuve d'une vigilance particulière au niveau de ces zones. La sécurité de la phase de roulage est ainsi améliorée. Avantageusement, l'étape d'affichage des zones à risque détectées comporte l'affichage sur une carte d'aéroport représentant les voies de circulation, de symboles au niveau des zones à risques détectées. Avantageusement, l'affichage du plan de roulage comportant une liste de tronçons, l'étape d'affichage comporte pour chaque zones à risques détectées, l'affichage d'un message de vigilance signalant le tronçon associé à la zone à risque détectée. Avantageusement, le procédé comporte une étape de sélection des messages de vigilance permettant de centrer la carte d'aéroport sur la zone à risque correspondant au message de vigilance sélectionné. Avantageusement, le procédé comporte en outre une étape d'acquisition de zones à fort risque d'incursion sur piste provenant d'une base de zones à fort risque d'incursion sur piste. L'invention concerne aussi un système pour la préparation à la phase de roulage d'un aéronef comportant une base de données aéroportuaire répertoriant par tronçon, les voies de circulation d'un aéroport et stockant, pour chaque tronçon, des données spécifiques de position géographique et de connectivité, et une fonction de roulage calculant un plan de roulage de l'aéronef indiquant une succession de tronçon de voie de circulation, ledit système étant caractérisé en ce qu'il comporte : un dispositif adapté à la détection de zones à risque le long du plan de roulage à partir des données de la base de données aéroportuaire et du plan de roulage comprenant au moins un des moyens suivants : des moyens adaptés à la détection de tronçons adjacents au plan de roulage formant un angle, avec un tronçon du plan de roulage, inférieur à un premier seuil (0), des moyens adaptés à la détection de tronçons du plan de roulage comportant un nombre de connections avec d'autres tronçons supérieur à un second seuil (N), des moyens adaptés à la détection des tronçons du plan de roulage étant en connexion avec un tronçon connecté à une piste, des moyens adaptés 104 à l'affichage des zones à risque détectées. Avantageusement, les moyens adaptés à l'affichage 104 des zones à risque détectées comportent une carte d'aéroport représentant les 30 voies de circulation et des symboles au niveau des zones à risques détectées. Avantageusement,les moyens adaptés à l'affichage 104 des zones à risque détectées comportent une liste de tronçons du plan de roulage et, pour chaque zones à risques détectées, un message de vigilance 35 signalant le tronçon associé à la zone à risque détectée. Avantageusement, le système comporte en outre des moyens de sélections des messages de vigilance affichés, et des moyens pour la synchronisation de l'affichage de la carte d'aéroport avec lesdits moyens de sélections des messages de vigilance, configurées de sorte que la carte d'aéroport est centrée sur la zone à risque correspondant au message de vigilance sélectionné. Avantageusement, le système comporte en outre des moyens pour l'acquisition de données provenant d'une base de zones à fort risque d'incursion sur piste et en ce que les moyens adaptés à l'affichage des zones à risque détectées affichent en outre les zones à fort risque d'incursion sur piste. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée faite à titre d'exemple non limitatif et à l'aide des figures parmi lesquelles : La figure 1 représente le système selon l'invention ainsi que les fonctions principales du procédé et les dispositifs avioniques permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. La figure 2 présente un premier exemple d'un plan de roulage. La figure 3 présente un deuxième exemple d'un plan de roulage. La figure 4 présente un exemple d'affichage de symboles sur une carte d'aéroport au niveau de zones à risques détectées. La figure 5 illustre un exemple d'affichage d'une liste de tronçon comportant les informations de vigilance ou zones à risque. La figure 6a montre un premier exemple de sélection d'un 25 message de vigilance dans la liste de tronçons de voie représentant un plan de roulage. La figure 6b montre un deuxième exemple de sélection d'un message de vigilance toujours dans même la liste de tronçons de voie. La figure 1 représente le système selon l'invention ainsi que les 30 fonctions principales du procédé et les dispositifs avioniques permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Le système 100 selon l'invention comporte une base de données aéroportuaire 101 comportant des données relatives aux voies de circulation de l'aéroport qui sont répertoriées sous la forme de tronçons. La base de 35 données 101 comprend aussi pour chaque tronçon des données spécifiques de position géographique et de connectivité, ces données permettant de connaître les intersections entre tronçons. Le système 100 comporte une fonction de roulage 102 calculant un plan de roulage de l'aéronef indiquant une succession de tronçon de voie de circulation. Le système comporte aussi un dispositif adapté à la détection 103 de zones à risque le long du plan de roulage. Ce dispositif est récupère les données de la base aéroportuaire et le plan de roulage. Le dispositif adapté à la détection 103 de zones à risque le long du plan de roulage comprend au moins un des moyens suivants : des moyens adaptés à la détection de tronçon adjacents au plan de roulage formant un angle, avec un tronçon du plan de roulage, inférieur à un premier seuil °min, des moyens adaptés à la détection des tronçons du plan de roulage comportant un nombre de connections avec d'autres tronçons supérieur à un second seuil Nmax, - des moyens adaptés à la détection des tronçons du plan de roulage étant en connexion avec un tronçon connecté à une piste. Le dispositif comprend aussi des moyens adaptés à l'affichage 104 des zones à risque détectées. L'invention comprend une fonction de configuration permettant de paramétrer quel moyen de détection est activé dans le dispositif de détection. La configuration peut activer seulement l'un des moyens, seulement deux moyens ou les trois moyens en même temps. Le système qui est embarqué permet de détecter les passages 25 jugés délicats, voire dangereux lors de la phase de roulage, du fait de la configuration des différents taxiways et pistes. La dangerosité est signalée au système de planification du roulage et au système de visualisation. Le procédé selon l'invention comporte une étape de détection de 30 zones à risque le long du plan de roulage à partir d'une base de données aéroportuaire, et de façon optionnelle d'une base de données de zones à risques de l'aéroport. Cette étape met en oeuvre des seuils prédéterminés définis dans une base de configuration 105. Le procédé comporte en outre une étape d'affichage des zones à 35 risque détectées. La base de données aéroportuaire 101 répertorie par tronçon, les voies de circulation de l'aéroport et stocke, pour chaque tronçon, des données spécifiques de position géographique et de connectivité. La base de données aéroportuaire 101 décrit la cartographie de l'aéroport telle que normalisée dans le document ARINC-816 ainsi que des informations supplémentaires sur la connectivité des tronçons. Elle contient en particulier la localisation de tous les éléments visuels et leur attachement à une entité physique de l'aéroport au travers d'un conteneur (« container » en anglais), comme une voie de circulation (« taxiway en anglais ») ou une piste (« runway » en anglais) par exemple. L'ensemble des conteneurs et des éléments inclus dans la base de données sont décrits dans l'ARINC-816. Au-delà du simple regroupement des données dans des conteneurs, la base utilisée assure le chaînage de connectivité des éléments d'aéroport. Le plan de roulage provient d'une fonction de roulage 102 aussi appelée système d'aide à la navigation au roulage. Le plan de roulage de l'aéronef indique une succession de tronçon de voie de circulation à suivre. Le plan de roulage est parcouru depuis la zone d'embarquement à la piste de décollage lors de la phase de décollage et depuis la piste d'atterrissage à la zone de débarquement des passagers lors de la phase d'atterrissage. Les moyens adaptés à l'affichage 104 des zones à risque détectées comporte une IHM qui a pour fonction de présenter à l'équipage le plan de roulage de l'aéronef. L'IHM a également pour rôle de présenter à l'équipage les messages de vigilance relatifs au plan de roulage, notamment les zones à risques détectées. L'IHM comporte une interface utilisateur qui comprend une interface entrée ou « CDS Interactif » telle par exemple un « track bail », un curseur, ou un clavier .., et une interface sortie, typiquement un système d'affichage en cockpit ou CDS acronyme de l'expression anglo-saxonne Cockpit Display System. L'IHM est reliée directement au dispositif adapté à la détection 103 de zones à risque. L'étape de détermination des zones à risque comporte au moins une des sous-étapes suivantes - la détection de tronçons adjacents au plan de roulage formant un angle, avec un tronçon du plan de roulage, inférieur à un premier 35 seuil °min, - la détection de tronçons du plan de roulage comportant un nombre de connections avec d'autres tronçons supérieur à un second seuil Nmax, - la détection des tronçons du plan de roulage étant en connexion avec un tronçon connecté à une piste. La figure 2 présente un premier exemple d'un plan de roulage 200. La figure montre une carte de l'aéroport 205 signalant les voies de circulation indiquées dans la base de données aéroportuaire 101. Le plan de roulage 200 est signalé par un trait épais et par une flèche signalant le sens de circulation de l'aéronef. La figure montre aussi deux zones à risque 201, 202 détectées le long du plan de roulage. La première zone à risque 201 correspond à un tronçon comportant un nombre de connections avec d'autres tronçons supérieur à un second seuil Nmax. Ce signalement permet d'attirer l'attention du pilote sur le fait qu'il va rencontrer un carrefour comprenant de nombreuses routes et ainsi d'éviter qu'il se trompe d'embranchement. En pratique la détection des tronçons du plan de roulage comportant un nombre de connections avec d'autres tronçons supérieur à un second seuil peut être réalisée par exemple en : En examinant chaque tronçon du plan de roulage et pour chacun des tronçons, en examinant chacune de ses extrémités, en comptant le nombre de tronçons auxquelles cette extrémité est reliée et en comparant ce nombre à un second seuil Nmax prédéterminé. Si le nombre de tronçons à une extrémité est supérieur au second 25 seuil Nmax alors l'extrémité de tronçon est signalée comme une zone à risque. Dans l'exemple, l'extrémité correspondant à la zone à risque 201 est reliée à quatre tronçons. On suppose, dans l'exemple, que le second seuil Nmax est égal à 3. 30 La deuxième zone à risque 202 correspond à un tronçon du plan de roulage 200 étant en connexion avec un autre tronçon connecté à une piste 204. Ce signalement permet au pilote d'éviter de se diriger vers une mauvaise piste, ce qui peut amener à une incursion sur piste, événement impactant la sécurité aérienne. En pratique, la détection d'une telle zone peut être effectuée par exemple en examinant un par un les tronçons appartenant au plan de roulage 200 et pour chacun des tronçons : - en déterminant un ensemble tronçons de voie auquel il est connecté à l'aide des informations de connectivités de la base d'aéroport, et en détectant si l'un des tronçons de l'ensemble déterminé est connecté directement à une piste, toujours à l'aide des informations de connectivités de la base d'aéroport. On dit que deux tronçons sont connectés directement si ces deux tronçons sont adjacents, ~o autrement ils ont une extrémité en commun. Dans l'exemple, un des tronçons du plan de roulage 200 est relié à une voie de circulation elle-même reliée à une piste 204. L'extrémité du tronçon de plan de roulage 200 reliée à la voie de circulation est signalée comme une zone à risque 202. 15 La figure 3 présente un deuxième exemple d'un plan de roulage 300. Comme dans l'exemple précédent, la figure montre une carte de l'aéroport 305 signalant les voies de circulation indiquées dans la base aéroport. Le plan de roulage 300 est signalé par un trait épais et par une flèche signalant le sens de circulation de l'aéronef. La figure montre 20 également deux zones 301, 302 à risque détectées le long du plan de roulage. La première zone 301 à risque correspond à un tronçon du plan de roulage 300 formant un angle avec un autre tronçon adjacent, inférieur à un premier seuil Om;r,. Ce signalement permet d'informer le pilote sur le fait 25 qu'il va rencontrer une bifurcation dont les voies sont suffisamment proches pour qu'il y ait un risque de confusion. La base de données aéroportuaire contient les informations de connectivités, celle-ci fournit les infos d'angle entre les branches de tronçons. Donc, les angles de bifurcation par rapport au cheminement planifiés sont 30 testés s'ils sont inférieurs ou non au seuil. Dans l'exemple, on suppose que l'angle associé à la zone à risque signalée est de 15° et que le premier seuil Omar, est de 20°. La deuxième zone à risque 302 correspond à une zone à risques prédéterminées provenant d'une base de données dédiés 106. Cette base 35 106 contient notamment les zones à fort risque d'incursion sur piste (ou «Runway Incursion Hotspots») définis par les autorités qui fournissent les cartes aéroportuaires. Ces « Hotspots» sont signalés par des cercles centrés sur la carte aéroportuaire publiée. Selon une caractéristique de l'invention, l'étape d'affichage des zones à risque détectées comporte l'affichage sur une carte d'aéroport représentant les voies de circulation, de symboles 401, 402, 403 au niveau des zones à risques détectées. La figure 4 présente un exemple d'affichage de symboles sur une carte d'aéroport au niveau de zones à risques détectées. Contrairement aux exemples précédents, le plan de roulage 400 est représenté sans la carte de l'aéroport afin de simplifier la figure. Les symboles utilisés dans l'exemple sont donnés à titre d'illustration. L'affichage comporte trois symboles 401, 402, 403 correspondant à trois zones à risques le long du plan de roulage. De façon optionnelle, l'affichage comprend pour chaque zone à risque, en plus d'un symbole, un texte indiquant la nature de la zone à risque détectée. Ce texte peut être affiché de façon permanente ou apparaître uniquement suite à une action du pilote sur l'interface homme machine 106. L'exemple montre un premier symbole 401 signalant une première zone à risque ainsi qu'un premier texte indiquant que la zone correspond à une intersection de multiples voies de circulation, un deuxième symbole 402 signalant une deuxième zone à risque ainsi qu'un deuxième texte indiquant que la zone correspond à une proximité de piste, un troisième symbole 403 signalant une troisième zone à risque ainsi qu'un troisième texte indiquant que la zone correspond à une zone recensée dans la base des zones dangereuses. La figure 5 illustre un exemple d'affichage d'une liste de tronçon comportant des messages de vigilance. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'affichage du plan de roulage comportant une liste de tronçons, l'étape d'affichage comporte pour chaque zone à risques détectées, l'affichage d'un message de vigilance inséré dans la liste de tronçons avant le tronçon associé à la zone à risque détectée. La liste de l'exemple mentionne les références des tronçons de voies de circulation empruntés par le plan de roulage (C-7, C3, M22, M10). L'étape d'affichage du procédé selon l'invention permet l'insertion de messages de vigilance avant un tronçon associé à une zone à risque. Dans l'exemple, on suppose que lors de l'étape de détection, que chacun des tronçons M22 et M10 a été associé à une zone à risque. Le message de vigilance (par exemple « caution ») apparaît alors avant chacun de ces segments. Selon un mode de réalisation de l'invention, le procédé comporte une étape de sélection par le pilote d'un message de vigilance parmi la liste affichée. Les moyens de sélection permettent alors d'afficher la carte de l'aéroport centré sur la jonction de tronçon comportant une zone à risque. La figure 6a montre un premier exemple de sélection d'un message de vigilance dans la liste de tronçons de voie représentant le plan de roulage. La sélection, représentée par une flèche sur la gauche de la liste, du premier message de vigilance, situé avant le tronçon M22, a pour conséquence la modification de l'affichage sur les moyens d'affichage de la carte de l'aéroport. La carte affichée est centrée sur la zone à risque correspondant au message sélectionné. Il s'agit ici de la jonction entre le tronçon M22 et C3 signalée dans cet exemple par un cercle. La figure 6b montre un deuxième exemple de sélection d'un message de vigilance toujours dans même la liste de tronçons de voie. La sélection, représentée par une flèche sur la gauche de la liste, du premier message de vigilance, situé avant le tronçon M10, a pour conséquence la modification de l'affichage sur les moyens d'affichage de la carte de l'aéroport. La carte affichée est centrée sur la zone à risque correspondant au message sélectionné. Il s'agit ici de la jonction entre le tronçon M11 et M10 signalée dans cet exemple par un cercle. De façon avantageuse, les moyens pour la sélection des messages permettent au pilote de passer directement d'un message de vigilance à l'autre sans sélectionner les différents tronçons de voie affichés. Ceci permet au pilote de visualiser rapidement les différentes zones le long du plan de roulage ou une erreur, une confusion a de forte probabilité de se produire. REVENDICATIONS1. Procédé pour la préparation à la phase de roulage d'un aéronef à partir d'une base de données aéroportuaire (101) répertoriant par tronçon, les voies de circulation d'un aéroport et stockant, pour chaque tronçon, des données spécifiques de position géographique et de connectivité et d'un plan de roulage de l'aéronef indiquant une succession de tronçon de voie de circulation, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte : une étape de détection de zones à risque le long du plan de roulage comportant au moins une des sous-étapes suivantes : la détection de tronçons adjacents au plan de roulage formant un angle, avec un tronçon du plan de roulage, inférieur à un premier seuil (Omin), la détection de tronçons du plan de roulage comportant un nombre de connections avec d'autres tronçons supérieur à un second seuil (Nmax), 15 - la détection des tronçons du plan de roulage étant en connexion avec un tronçon connecté à une piste, une étape d'affichage des zones à risque détectées. 2. Procédé pour la préparation à la phase de roulage selon la 20 revendication 1, caractérisé en ce que l'étape d'affichage des zones à risque détectées comporte l'affichage sur une carte d'aéroport représentant les voies de circulation, de symboles (401, 402, 403) au niveau des zones à risques détectées. 25 3. Procédé pour la préparation à la phase de roulage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'affichage du plan de roulage comportant une liste de tronçons, l'étape d'affichage comporte pour chaque zones à risques détectées, l'affichage d'un message de vigilance signalant le tronçon associé à la zone à risque détectée. 30 4. Procédé pour la préparation à la phase de roulage selon les revendications 2 et 3 prises en combinaison, comportant une étape de sélection des messages de vigilance permettant de centrer la carted'aéroport sur la zone à risque correspondant au message de vigilance sélectionné. 5. Procédé pour la préparation à la phase de roulage selon l'une 5 des revendications précédentes, comprenant en outre une étape d'acquisition de zones à fort risque d'incursion sur piste provenant d'une base de zones à fort risque d'incursion sur piste 106. 6. Système 100 pour la préparation à la phase de roulage d'un 10 aéronef comportant une base de données 101 aéroportuaire répertoriant par tronçon, les voies de circulation d'un aéroport et stockant, pour chaque tronçon, des données spécifiques de position géographique et de connectivité, et une fonction de roulage 102 calculant un plan de roulage de l'aéronef indiquant une succession de tronçon de voie de circulation, ledit 15 système étant caractérisé en ce qu'il comporte : un dispositif adapté à la détection 103 de zones à risque le long du plan de roulage à partir des données de la base de données aéroportuaire et du plan de roulage comprenant au moins un des moyens suivants : des moyens adaptés à la détection de tronçons adjacents au plan 20 de roulage formant un angle, avec un tronçon du plan de roulage, inférieur à un premier seuil (0), - des moyens adaptés à la détection de tronçons du plan de roulage comportant un nombre de connections avec d'autres tronçons supérieur à un second seuil (N), 25 des moyens adaptés à la détection des tronçons du plan de roulage étant en connexion avec un tronçon connecté à une piste, des moyens adaptés 104 à l'affichage des zones à risque détectées. 7. Système pour la préparation à la phase de roulage selon la 30 revendication 6, dans lequel les moyens adaptés à l'affichage 104 des zones à risque détectées comportent une carte d'aéroport représentant les voies de circulation et des symboles au niveau des zones à risques détectées. 8. Système pour la préparation à la phase de roulage selon l'une 35 des revendications 6 ou 7, dans lequel les moyens adaptés à l'affichage 104des zones à risque détectées comportent une liste de tronçons du plan de roulage et, pour chaque zones à risques détectées, un message de vigilance signalant le tronçon associé à la zone à risque détectée. 9. Système pour la préparation à la phase de roulage selon les revendications 7 et 8 prises en combinaison, comportant en outre des moyens de sélections des messages de vigilance affichés, et des moyens pour la synchronisation de l'affichage de la carte d'aéroport avec lesdits moyens de sélections des messages de vigilance, configurées de sorte que la carte d'aéroport est centrée sur la zone à risque correspondant au message de vigilance sélectionné. 10. Système pour la préparation à la phase de roulage selon l'une des revendications 6 à 9, comportant en outre des moyens pour l'acquisition de données provenant d'une base de zones à fort risque d'incursion sur piste 106 et en ce que les moyens adaptés à l'affichage des zones à risque détectées affichent en outre les zones à fort risque d'incursion sur piste.