Brevet FR3121256A1 — publié le 20220930

La présente invention propose un procédé d’assistance au pilotage d’un aéronef au cours d’une mission, le procédé étant mis en œuvre par ordinateur et comprenant : - une étape de calcul d’évènements par une pluralité de composants applicatifs ou capacités, chaque capacité ayant un domaine de compétence et étant configurée selon un même format logique, lesdits évènements étant calculés à partir de données acquises de différentes sources de l’avionique certifiée ou de l’avionique non-certifiée et/ou de différentes sources externes ou internes à l’aéronef ; - une étape de calcul d’impact sur la réalisation de la mission en cours de l’aéronef, à partir d’au moins un évènement calculé ; - une étape de traitement d’impact ; et - une étape de détermination d’au moins une solution d’adaptation de la mission en cours de l’aéronef. Figure pour l’abrégé : Fig.2 Procédé d’assistance au pilotage d’aéronefs Domaine de l’invention L’invention est dans le domaine technique de la gestion de mission d’aéronefs, et concerne plus particulièrement un procédé d’assistance au pilotage d’aéronefs. Etat de la Technique Dans les aéronefs de complexité croissante, la gestion stratégique de la mission d’un aéronef, qu’il soit civil ou militaire, implique une charge de travail des pilotes de plus en plus importante, en particulier lorsqu’un évènement survient, qu’il soit interne à l’appareil (tel que par exemple une défaillance d’un système, un problème médical d’un passager) ou externe à celui-ci (tel que par exemple un changement de météo, une dégradation d’une installation), ou alors opérationnel (par exemple une modification de la mission telle que prévue à l’origine). La gestion d’aéronef et de son environnement repose actuellement sur trois types de systèmes avioniques connus : des systèmes de type Alerte ou système d’avertissement de vol (« Flight Warning System » (FWS) selon l’anglicisme consacré), des systèmes de type Gestion ou système de gestion de vol (« Flight Monitoring System » (FMS) selon l’anglicisme consacré), et des systèmes de type Surveillance. Les systèmes de type Alerte (FWS) sont actuellement implémentés sur tous les types d’aéronefs. Leur utilité est double : alerter le pilote lorsqu’une situation anormale survient, et le cas échéant lui présenter les procédures permettant de traiter la défaillance pour revenir à une situation sous contrôle, garantissant la sécurité du vol et le retour au sol de l’appareil. Sur certains systèmes plus élaborés, le FWS propose également une liste des systèmes inopérants (« INOP SYS ») ainsi que des actions, à traiter ultérieurement, pour couvrir les répercussions de la défaillance sur le reste de la mission (« DEFERRED PROCEDURE / LIMITATIONS »). Dans les aéronefs actuels, les systèmes sont de plus en plus interconnectés, et le nombre de défaillances qui peuvent être générées par le système peut s’avérer relativement important. Dans ce cas, c’est le pilote qui doit gérer et interpréter le cumul des informations et des limitations qui peuvent être applicables à sa situation. Par ailleurs, il faut également noter que dans les systèmes FWS actuels, les informations à présenter à l’équipage sont déterminées de manière statique par une analyse qui est faite lors du design du système et de l’appareil. Cette analyse est faite en considérant l’intégralité des missions de l’aéronef incluant le pire cas, ce qui n’est pas forcément le cas de la mission en cours. Il est connu plusieurs systèmes de type Gestion (FMS). Des dispositifs de type « Route Solver » selon l’anglicisme consacré, qui visent à calculer une route sécurisée vis-à-vis du relief, de la météo. Ce calcul ne prend pas en compte l’état de l’appareil et ses restrictions. Des dispositifs de guidage qui visent à calculer une route pour effectuer le guidage de l’appareil. Ces dispositifs guident l‘appareil, éventuellement tout en vérifiant la trajectoire active et en déclenchant une alerte vers l’équipage ou une reconfiguration lorsque la situation se dégrade. Ce type de dispositif ne couvre que le plan de vol en cours qui est calculé par le dispositif et non des plans de vol alternatifs. Des dispositifs de sécurisation de la trajectoire qui visent à sécuriser la trajectoire selon certaines menaces. Là aussi, ces dispositifs ne prennent généralement pas en compte l’état de l’appareil et ses restrictions. Il est aussi connu plusieurs systèmes de type Surveillance, que sont les systèmes d'alerte de trafic et d'évitement de collision (TCAS) pour « Traffic Collision Avoidance System », les systèmes d'avertissement et d'alarme d'impact (TAWS) pour « Terrain Awareness and Warning System », les systèmes radar méteo « Weather Radar » ou (ISS) pour « International Space Station ». Ces systèmes ont pour objectif de déclencher des alertes si un aéronef est trop proche d’une situation dangereuse du point de vue respectivement, du trafic, du terrain et de la météo. Ils adressent donc davantage une situation tactique plutôt que stratégique et ils ne permettent pas notamment de traiter une trajectoire/un plan de vol alternatif. Avec les différents systèmes de l’état de l’art, lorsqu’un changement de l’état de l’appareil ou un évènement extérieur survient, le pilote doit analyser les informations fournies et déterminer une stratégie d’adaptation de la mission qui lui parait être la meilleure. La plupart du temps, le pilote doit se contenter d’analyser un sous-ensemble de données qui lui parait pertinent, car il n’a ni le temps, ni la capacité de reconsidérer le contexte dans sa globalité, les informations étant trop nombreuses. Aussi, le pilote se contente généralement de considérer que, les seuls changements vis-à-vis de la situation initiale, sont ceux ayant déclenché l’analyse. Cependant, cela n’est pas forcément le cas. Par exemple, la météo sur un des aéroports de déroutement possible, peut avoir évoluée entre la préparation du vol et son exécution, et alors rendre la solution de déroutement sur cet aéroport inopérante. Enfin, parmi les moyens à sa disposition, outre les systèmes d’alerte ou de surveillance évoqués précédemment, le pilote peut s’appuyer sur la documentation avion de type manuel de référence rapide (QRH) (pour « Quick Reference Handbook » selon l’anglicisme consacré), soit sous forme papier, soit digitalisée au travers d’un sac électronique de vol (EFB) (pour « Electronic Flight Bag » selon l’anglicisme consacré)), en vue de chercher les principaux éléments et informations à prendre en compte et à croiser pour faire son analyse de la situation. Ainsi, les systèmes d’assistance connus visent à apporter des aides au pilote pour lui permette une analyse de l’impact d’un changement de contexte sur une mission en cours. Les approches connues sont en priorité focalisées sur la présentation d’informations à l’équipage. Les brevets, U.S. 10, 096, 253 intitulé “Methods and systems for presenting diversion destinations” et U.S. 10,109, 203 intitulé “Methods and systems for presenting en route diversion destinations”, proposent de telles approches. Cependant, elles ne fournissent pas de propositions qui soient basées sur des multicritères. De plus, les solutions d’assistance connues sont plutôt basées sur la définition d’un score qui permet au pilote de voir le statut de différents aéroports de déroutement possible, mais elles ne décrivent pas comment réaliser la solution. Enfin, les systèmes existants sont soit des systèmes purement avioniques soumis aux contraintes de certification sur le matériel et le logiciel, soit des systèmes dits du « monde ouvert », encore appelés systèmes non-avioniques, c’est-à-dire des systèmes non soumis aux mêmes contraintes de certification. Les systèmes du mode ouvert couvrent du matériel pouvant accueillir du logiciel non certifié mais soumis à l’ « OPS-Approval » par l’opérateur. Le monde ouvert a pour bénéfice d’avoir moins de contraintes de développement, avec des processus de développement et de déploiement plus courts et enfin une possible connexion à des serveurs de type « cloud » pouvant partager des données via les réseaux internet. Dit autrement, en se référant au standard Arinc 811, l’« Avionique » se trouve dans la catégorie « CLOSED », et en opposition le « Monde Ouvert » n’est pas dans la catégorie « CLOSED ». Les systèmes avioniques traitent avant tout des aspects tactiques et de sécurité d’un changement de contexte, c’est-à-dire orientés vers une réaction immédiate que le pilote doit avoir, et ils n’analysent pas les conséquences à moyens/longs termes. Même si ces systèmes évoluaient afin d’intégrer des capacités de suggestions, ils se trouveraient vite limités en termes de puissance de calcul et également en termes de capacités de collecte de nouvelles données. Les systèmes monde ouvert (donc non certifiés) ne sont pas connectés à l’avionique. Ils ont donc une vision parcellaire d’une situation courante car ils n’intègrent pas de manière continue l’état de l’appareil et l’évolution de la mission prévue. Ainsi, pour permettre à un pilote de prendre une décision, les systèmes actuels ne tiennent pas compte ni de l’ensemble des données provenant de l’aéronef, ni de divers services provenant du monde ouvert. Les informations que le pilote récupère sont alors parcellaires et ne lui permettent pas de prendre une décision avec une vision globale du contexte de vol et du contexte environnemental. Aussi, il existe alors un besoin pour des systèmes et des procédés d’assistance avancés qui permettent d’aider un pilote à analyser suite à la survenue d’un évènement, l’impact d’un changement de contexte sur la mission en cours de l’aéronef. De tels systèmes et procédés doivent permettre de corréler l’intégralité des informations qui sont disponibles et permettre de fournir à un pilote, à un équipage, les meilleures options afin de lui/leur permettre de prendre une décision. Un objet de la présente invention est un procédé d’assistance à un équipage qui permet d’analyser puis de corréler de manière fiable l’intégralité d’informations pertinentes concernant un appareil, ainsi que son environnement, afin de déterminer si une adaptation d’une situation courante doit être réalisée et, le cas échéant, de proposer des solutions qui apparaissent les plus pertinentes pour cette adaptation. Un autre objet de l’invention est un procédé d’assistance au pilotage qui permet de récupérer des données de contexte de différentes sources (i.e. avionique de l’appareil, données sol, données monde ouvert) ; de construire un contexte global cohérent ; d’identifier des écarts entre ce contexte et le contexte initial de la mission tel que prévu ; et de résoudre ces écarts en proposant différentes alternatives, afin de permettre au pilote de choisir parmi les alternatives proposées ou d’en étudier d’autres. De manière générale, la solution proposée permet à un équipage (un ou plusieurs pilotes) : d’aider à prendre en compte des changements de l’environnement impactant une mission ; de réduire le temps passé à mener des activités récurrentes sans grande valeur ajoutée, en préparant et en anticipant certaines tâches ; de réduire les erreurs humaines, par la mise en place de rappels et d’une assistance contextualisée ; d’aider à répondre aux attentes des passagers et des opérateurs. Avantageusement, le procédé de l’invention peut opérer pour toute avionique, sans que les principes et les concepts décrits et utilisés dans les mécanismes de suggestion ne soient affectés. Pour obtenir les résultats recherchés, il est proposé un procédé d’assistance au pilotage d’un aéronef au cours d’une mission, le procédé étant mis en œuvre par ordinateur et comprenant : - une étape de calcul d’évènements par une pluralité de composants applicatifs ou capacités, chaque capacité ayant un domaine de compétence et étant configurée selon un même format logique, lesdits évènements étant calculés à partir de données acquises de différentes sources de l’avionique certifiée ou de l’avionique non-certifiée et/ou de différentes sources externes ou internes à l’aéronef ; - une étape de calcul d’impact sur la réalisation de la mission en cours de l’aéronef, à partir d’au moins un évènement calculé ; - une étape de traitement d’impact ; et - une étape de détermination d’au moins une solution d’adaptation de la mission en cours de l’aéronef. Selon des modes de réalisation alternatifs ou combinés : - l’étape de calcul d’impact comprend des étapes consistant à : - calculer un contexte courant de la mission en cours en fonction dudit au moins un évènement ; et - déterminer selon le contexte courant l’impact sur la réalisation de la mission en cours. - l’étape de détermination comprend des calculs basés sur des règles prédéfinies et/ou des calculs basés sur une ontologie. - l’étape de traitement d’impact comprend des étapes consistant à : - construire des requêtes de résolution en fonction de l’impact calculé ; et - envoyer lesdites requêtes de résolution pour interroger des capacités selon leur domaine de compétence. - l’étape de détermination d’une solution d’adaptation de la mission, comprend de plus des étapes consistant à : - évaluer la pertinence des propositions de résolution reçues desdites capacités interrogées ; trier lesdites propositions ; et construire une solution d’adaptation de la mission en cours de l’aéronef selon l’évaluation et le tri desdites propositions. - l’étape d’évaluation comprend des étapes consistant à : - calculer un contexte résultant de la mission en cours pour la solution évaluée ; et - déterminer selon le contexte résultant l’impact sur la réalisation de la mission en cours. - l’étape de détermination comprend des calculs basés sur des règles prédéfinies et/ou des calculs basés sur une ontologie. - le procédé comprend de plus une étape pour afficher la ou les solutions d’adaptation de la mission en cours de l’aéronef sur une interface homme-machine. - le procédé comprend des étapes pour enregistrer le domaine de compétence de chaque composant applicatif dans un registre de capacités et une base de données de capacités. L’invention concerne aussi un dispositif qui comprend des moyens pour mettre en œuvre le procédé de l’invention. L’invention porte aussi sur un produit programme d’ordinateur qui comprend des instructions de code permettant d’effectuer les étapes du procédé d’assistance au pilotage d’un aéronef de l’invention, lorsque le programme est exécuté sur un ordinateur. Description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’aide de la description qui suit et des figures des dessins annexés dans lesquels : La est un exemple d’architecture d’un dispositif d’assistance au pilotage permettant de mettre en œuvre le procédé de l’invention ; La est un organigramme des principales étapes du procédé d’assistance au pilotage de l’invention ; La détaille les étapes du procédé de l’invention pour la détermination de la réalisation de la mission lors d’un évènement ; La détaille les étapes du procédé de l’invention pour la détermination d’une solution d’adaptation de la mission en cours d’un aéronef ; La détaille les étapes du procédé de l’invention pour l’évaluation d’une proposition de résolution ; La illustre les étapes d’enregistrement d’une capacité selon le procédé de l’invention; La illustre les étapes de traitement d’une requête de résolution selon le procédé de l’invention ; et Les , , illustrent des exemples d’implémentation du dispositif d’assistance au pilotage de l’invention. Procédé (200) d’assistance au pilotage d’un aéronef au cours d’une mission, le procédé étant mis en œuvre par ordinateur et comprenant : - une étape (202) de calcul d’évènements par une pluralité de composants applicatifs ou capacités, chaque capacité ayant un domaine de compétence et étant configurée selon un même format logique, lesdits évènements étant calculés à partir de données acquises de différentes sources de l’avionique certifiée ou de l’avionique non-certifiée et/ou de différentes sources externes ou sources internes à l’aéronef ; - une étape (204) de calcul d’impact sur la réalisation de la mission en cours de l’aéronef, à partir d’au moins un évènement calculé ; - une étape (206) de traitement d’impact ; et - une étape (208) de détermination d’au moins une solution d’adaptation de la mission en cours de l’aéronef. Le procédé selon la revendication 1 dans lequel l’étape (204) de calcul d’impact comprend des étapes consistant à : - calculer (302) un contexte courant de la mission en cours en fonction dudit au moins un évènement ; et - déterminer (304) selon le contexte courant l’impact sur la réalisation de la mission en cours. Le procédé selon la revendication 2 dans lequel l’étape (304) de détermination comprend des calculs basés sur des règles prédéfinies (306) et/ou des calculs basés sur une ontologie (308). Le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel l’étape (206) de traitement d’impact comprend des étapes consistant à : - construire (402) des requêtes de résolution en fonction de l’impact calculé ; et - envoyer (404) lesdites requêtes de résolution pour interroger des capacités selon leur domaine de compétence. Le procédé selon la revendication 4 dans lequel l’étape (208) de détermination d’une solution d’adaptation de la mission, comprend de plus des étapes consistant à : - évaluer (406) la pertinence des propositions de résolution reçues desdites capacités interrogées ; - trier (408) lesdites propositions ; et - construire (410) une solution d’adaptation de la mission en cours de l’aéronef selon l’évaluation et le tri desdites propositions. Le procédé selon la revendication 5 dans lequel l’étape (406) d’évaluation comprend des étapes consistant à : - calculer (502) un contexte résultant de la mission en cours pour la solution évaluée ; et - déterminer (504) selon le contexte résultant l’impact sur la réalisation de la mission en cours. Le procédé selon la revendication 6 dans lequel l’étape (504) de détermination comprend des calculs basés sur des règles prédéfinies (506) et/ou des calculs basés sur une ontologie (508). Le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 comprenant de plus une étape pour afficher (412) la ou les solutions d’adaptation de la mission en cours de l’aéronef sur une interface homme-machine. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 comprenant des étapes (600) pour enregistrer le domaine de compétence de chaque composant applicatif dans un registre de capacités et une base de données de capacités. Un produit programme d’ordinateur, ledit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code permettant d’effectuer les étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. Un dispositif comprenant des moyens pour mettre en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.