Brevet FR3038751A1 (20170113)
REVENDICATIONS1. Procédé d'intégration fonctionnelle et physique d'une application d'optimisation de route(s) d"un aéronef sous contraintes dans un système 5 embarqué avionique, le système embarqué avionique comportant un calculateur de coeur numérique (4) DAL+, ayant un premier niveau de criticité DAL+, intégré dans une architecture initiale de calculateurs périphériques (6, 8, 10, 12,\n<CLM>\1\tet de bases de données ayant des 10 deuxièmes niveaux de criticité DAL- , inférieurs ou égaux au premier niveau de criticité DAL+, et servant de serveur en hébergeant une première pluralité de services ouverts génériques ServDAL+(j), et un calculateur périphérique DAL- de gestion (6) de l'application d'optimisation de route(s) sous contraintes, ayant un deuxième niveau de 15 criticité DAL- , inférieur ou égal au premier niveau de criticité DAL+, et servant de client en envoyant des requêtes de services au calculateur de coeur numérique (4) DAL+ et/ ou aux calculateurs périphériques (8, 10, 12,\n<CLM>\1\tet de bases de données de l'architecture initiale au travers d'un réseau de communications (20), 20 caractérisé en ce que le procédé d'intégration fonctionnelle et physique de l'application d'optimisation de route(s) sous contraintes comporte les étapes consistant à : .- décomposer fonctionnellement (208) l'application d'optimisation de route(s) sous contraintes OPT_RTE en une deuxième pluralité de fonctions 25 élémentaires OPT_RTE_FU(i) ; et .- à partir de la deuxième pluralité des fonctions élémentaires OPT RTE _FU(i) déterminer (210) une première liste des fonctions _ élémentaires pouvant être exécutées en partie ou entièrement par au moins un service ouvert générique, et pour chaque fonction élémentaire une 30 première sous-liste de service(s) ouvert(s) génériques ; et .- déterminer une répartition fonctionnelle et physique optimale (212) des fonctions élémentaires OPT RTE_ FU(i) au sein du système avionique _ embarqué sur l'ensemble des répartitions possibles qui rend minimal un critère de coût global CG, fonction de plusieurs paramètres dont au moins le 3038751 39 coût de développement supplémentaire des fonctions élémentaires intégrées au sein du calculateur numérique de coeur DAL+ ; et .- réaliser (214) l'intégration de l'application d'optimisation de route(s) sous contraintes en implémentant effectivement les fonctions élémentaires et leur ordonnancement suivant la répartition fonctionnelle et physique optimale déterminée au sein du système avionique embarqué dans l'étape précédente de détermination de la répartition fonctionnelle et physique optimale des fonctions élémentaires.\n<CLM>\1\tProcédé d'intégration fonctionnelle et physique d'une application d'optimisation de route(s) sous contraintes selon la revendication 1, dans lequel .- la répartition fonctionnelle et physique optimale (212) des fonctions élémentaires OPT_ RTE _FU(i) au sein du système avionique embarqué sur l'ensemble des répartitions possibles est déterminée pour rendre minimale un premier critère CG1 de coût global qui prend seulement en compte le coût de développement supplémentaire des fonctions élémentaires intégrées au sein du calculateur numérique de coeur DAL+; et .- l'intégration de l'application d'optimisation de route(s) sous contraintes est réalisée (214) en implémentant effectivement les fonctions élémentaires et leur ordonnancement suivant la répartition fonctionnelle et physique optimale déterminée au sein du système avionique embarqué en utilisant le premier critère CG1. .3 Procédé d'intégration fonctionnelle et physique d'une application d'optimisation de route(s) sous contraintes selon la revendication 1, dans lequel .- la répartition fonctionnelle et physique optimale (212) des fonctions élémentaires OPT RTE _FU(i) au sein du système avionique embarqué sur _ l'ensemble des répartitions possibles est déterminée pour rendre minimale un deuxième critère de coût global CG2 qui prend également en compte le coût de développement des interfaces de communication entre le calculateur de coeur DAL+ et les calculateurs périphériques, le coût en temps de réponse et le coût de maintenabilité pour minimiser les échanges de communication ; et 3038751 .- l'intégration de l'application d'optimisation de route(s) sous contraintes est réalisée (214) en implémentant effectivement les fonctions élémentaires et leur ordonnancement suivant la répartition fonctionnelle et physique optimale déterminée au sein du système avionique embarqué en utilisant le 5 deuxième critère CG2. .4 Procédé d'intégration fonctionnelle et physique d'une application d'optimisation de route(s) sous contraintes selon l'une quelconque des revendications 1 et 3, dans lequel 10 .- la répartition fonctionnelle et physique optimale (212) des fonctions élémentaires OPT RTE_ FU(i) au sein du système avionique embarqué sur _ l'ensemble des répartitions possibles est déterminée pour rendre minimale un troisième critère de coût global CG3 qui prend également en compte le développement de certaines pièces de code de niveau de DAL faible dans le 15 calculateur de coeur DAL+ pour minimiser la complexité de l'ensemble dans une optique de maintenance et d'évolution; et .- l'intégration de l'application d'optimisation de route(s) sous contraintes est réalisée (214) en implémentant effectivement les fonctions élémentaires et leur ordonnancement suivant la répartition fonctionnelle et physique optimale 20 déterminée au sein du système avionique embarqué en utilisant le troisième critère CG3. .5 Procédé d'intégration fonctionnelle et physique d'une application d'optimisation de route(s) sous contraintes selon l'une quelconque des 25 revendications 1 et 3 à 4, dans lequel .- la répartition fonctionnelle et physique optimale (212) des fonctions élémentaires OPT RTE FU(i) au sein du système avionique embarqué sur l'ensemble des répartitions possibles est déterminée pour rendre minimale un quatrième critère de coût global CG4 qui prend également en compte 30 l'utilisation de librairies de code de niveau DAL+ dans le calculateur périphérique de niveau DAL- pour minimiser l'utilisation des ressources du calculateur de coeur DAL+ ; et .- l'intégration de l'application d'optimisation de route(s) sous contraintes est réalisée (214) en implémentant effectivement les fonctions élémentaires et 35 leur ordonnancement suivant la répartition fonctionnelle et physique 3038751 41 optimale déterminée au sein du système avionique embarqué en utilisant le quatrième critère CG4. .6 Procédé d'intégration fonctionnelle et physique d'une application 5 d'optimisation de route(s) d'un aéronef sous contraintes selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant en outre une étape supplémentaire, exécutée après avoir déterminée une répartition fonctionnelle et physique optimale des fonctions élémentaires OPT RTE _FU(i) au sein du système avionique embarqué (2), et consistant _ 10 en ce que les performances de application d'optimisation de route(s) sous contraintes sont vérifiées et évaluées par émulation ou simulation, et/ou Les performances des services initiaux mis en oeuvre sur le calculateur de coeur et les calculateurs périphériques sont vérifiées. 15\n<CLM>\1\tProcédé d'intégration fonctionnelle et physique d'une application d'optimisation de route(s) d'un aéronef sous contraintes selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel .- le calculateur de coeur numérique (4) DAL+ héberge des services 20 Serv_DAL-F(j) de calculs de plan de vol, de trajectoire latérale et de prédictions temporelles selon un mode de guidage spécifié, utilisés pour la mise en oeuvre d'une partie des fonctions élémentaires formant l'application d'optimisation de route(s) sous contraintes ; et .- le calculateur de coeur numérique (4) DAL+ est couplé à des calculateurs 25 de pilotage de l'aéronef.\n<CLM>\1\tProcédé d'intégration fonctionnelle et physique d'une application d'optimisation de route(s) d'un aéronef sous contraintes selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la première pluralité de 30 services génériques Serv_DAL+(j) comporte les services suivants: .- Calcul de la localisation de l'aéronef .- Insertion/Modification de plan de vol .- Calcul de trajectoire latérale .- Calcul de trajectoire verticale 35 .- Calcul de performances de l'aéronef 3038751 42 .- Guidage latéral .- Guidage vertical .- Guidage en vitesse .- Consultation de base de données de navigation 5 .- Consultation de base de données de performance avion .- Consultation de base de données de configuration .- Consultation de base de données de déclinaison magnétique .- Affichage de la route et de la trajectoire .- Affichage des éléments de base de données. 10\n<CLM>\1\tProcédé d'intégration fonctionnelle et physique d'une application d'optimisation de route(s) d'un aéronef sous contraintes selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel application d'optimisation de route(s) d'un aéronef sous contraintes comporte les fonctions 15 élémentaires suivantes : - Une première fonction élémentaire OPT_RTE_FU(1) de sélection d'un « route cible » ; - Une deuxième fonction élémentaire OPT RTE _FU(2) de calcul _ des prédictions le long du plan de vol et de la trajectoire 20 - Une troisième fonction élémentaire OPT RTE FU(3) de sélection des contraintes à appliquer ; - Une quatrième fonction élémentaire OPT RTE FU(4) de sélection d'un espacement minimal à respecter ; - Une cinquième fonction élémentaire OPT_RTE_FU(5) 25 d'affichage de la route et des contraintes vers un opérateur ; - Une sixième fonction élémentaire OPT RTE FU(6) de détection de conflit entre la route actuelle et les contraintes ; - Une septième fonction élémentaire OPT_RTE_FU(7) d'affichage des éléments de navigation issus des bases de données autour 30 de la trajectoire et/ou autour des contraintes ; - Une huitième fonction élémentaire OPT RTE _FU(8) de calcul _ d'évitement pour résoudre le conflit entre la route et la contrainte ; - Une neuvième fonction élémentaire OPT_RTE_FU(9) d'intégration de l'évitement dans la route actuelle, destinée à être réutilisée 3038751 43 par la deuxième fonction élémentaire OPT_RTE_FU(2) pour déterminer le nouveau plan de vol, la nouvelle trajectoire) ; - Une dixième fonction élémentaire OPT RTE _FU(10) _ d'exécution de la nouvelle route 5 Une onzième fonction élémentaire OPT_RTE_FU(11) de monitoring de l'évolution des contraintes à intervalle régulier.\n<CLM>\1\tProcédé d'intégration fonctionnelle et physique d'une application d'optimisation de route(s) d'un aéronef sous contraintes selon la 10 revendication 9, dans lequel les fonctions élémentaires OPT RTE FU(2), OPT RTE _FU(5), _ OPT RTE FU(7), OPT_RTE_FU(7) FU(7) et OPT RTE FU(10) sont allouées au _ _ _ _ et implémentées dans le calculateur de coeur numérique DAL+ , tandis que les fonctions élémentaires restantes sont allouées et 15 implémentées dans un calculateur périphérique DAL- du système intégrant l'application d'optimisation de route(s) sous contraintes.\n<CLM>\1\tProcédé d'intégration fonctionnelle et physique d'une application d'optimisation de route(s) d'un aéronef sous contraintes selon la 20 revendication 9, dans lequel .- la fonction élémentaire FIM FU(10) qui correspond au service Serv_DAL+(4) pour le mode de guidage et l'élément de navigation sélectionnés est allouée au et implémentée dans le calculateur de coeur numérique 4 DAL+, 25 tandis que les fonctions élémentaires restantes sont allouées et implémentées dans un calculateur périphérique DAL- du système intégrant l'application d'optimisation de route(s) sous contraintes.\n<CLM>\1\tProcédé d'intégration fonctionnelle et physique d'une application 30 d'optimisation de route(s) d'un aéronef sous contraintes selon la revendication 9, dans lequel les fonctions élémentaires OPT_RTE_FU(2), OPT_RTE_FU(5), OPT_RTE_FU(7), OPT_RTE_FU(7), OPT_RTE_FU(8) et OPT_RTE_FU(10) sont allouées au et implémentées dans le calculateur de coeur numérique 35 DAL+ , 3038751 44 tandis que les fonctions élémentaires restantes sont allouées et implémentées dans un calculateur périphérique DAL- du système intégrant l'application d'optimisation de route(s) sous contraintes. 5\n<CLM>\1\tProcédé d'intégration fonctionnelle et physique d'une application d'optimisation de route(s) d'un aéronef sous contraintes selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, dans lequel la première fonction élémentaire OPT_RTE_FU(1) consiste à sélectionner une « route cible » définie par un des éléments suivants : un aéroport cible, une route de 10 référence cible, une portion de route de référence cible, une trajectoire de référence, un ensemble de points de passage définis par le pilote, un ensemble de points de passage et de balises de navigation sélectionné dans la base de données de navigation. 15\n<CLM>\1\tProcédé d'intégration fonctionnelle et physique d'une application d'optimisation de route(s) d'un aéronef sous contraintes selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, dans lequel la deuxième fonction élémentaire OPT RTE _FU(2) calcule des prédictions le _ long du plan de vol et de la trajectoire, incluant notamment la position prédite 20 en 3D et éventuellement en temps de l'aéronef le long de la trajectoire, la position prédite en temps permettant de gérer les contraintes dynamiques ou évolutives.\n<CLM>\1\tProcédé d'intégration fonctionnelle et physique d'une application 25 d'optimisation de route(s) d'un aéronef sous contraintes selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, dans lequel la troisième fonction élémentaire OPT RTE _FU(3) sélectionne des _ contraintes à appliquer, ces contraintes étant définies par des formes géométriques géographiques ou des représentations visuelles brutes telles 30 que des volumes modélisant notamment des nuages, des espaces aériens 3D et des obstacles), des surfaces en 3D notamment de terrain, des surfaces en 2D notamment des frontières et des changements d'espaces aériens. 3038751\n<CLM>\1\tSystème embarqué avionique configuré pour mettre en oeuvre une application d'optimisation de route(s) d'un aéronef sous contraintes et l'intégrer fonctionnellement et physiquement, le système embarqué avionique comportant 5 un calculateur de coeur numérique (4) DAL+, ayant un premier de criticité DAL+, intégré dans une architecture initiale de calculateurs périphériques (6, 8, 10, 12,\n<CLM>\1\tet de bases de données ayant des deuxièmes niveaux de criticité DAL- , inférieurs ou égaux au premier niveau de criticité DAL+, et servant de serveur en hébergeant une première pluralité de services ouverts 10 génériques Serv_DAL+(j), et un calculateur périphérique DAL+ de gestion (6) de l'application d'optimisation de route(s) sous contraintes, ayant un deuxième niveau de criticité DAL- , et servant de client en envoyant des requêtes de services au calculateur de coeur numérique (4) DAL+ et/ou aux calculateurs 15 périphériques (8, 10, 12,\n<CLM>\1\tet bases de données périphériques de l'architecture initiale au travers d'un réseau de communications (20), l'application d'optimisation de route(s) sous contraintes OPT_RTE étant décomposée en une pluralité de fonctions élémentaires OPT_RTE_FU(i) réparties physiquement entre le calculateur de coeur numérique DAL+ et le 20 calculateur périphérique de gestion DAL- suivant un schéma de répartition optimal déterminé par le procédé d'intégration défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, le calculateur périphérique de gestion (6) DAL- étant configuré pour supporter une application parmi : 25 une IHM, une IHS intégrée, une CMU un TCAS un TAWS un EFB 30 une tablette un TRAFFIC COMPUTER une partition générique dédiée, et le calculateur de coeur numérique (4) DAL+ étant configuré pour supporter une application parmi : 35 un système de gestion de vol FMS, 3038751 46 un Pilote Automatique (PA) un système FMGS combinant les fonctions FMS et PA. 5