TITRE : Système de communication de rapports ACARS

Domaine technique

L’invention concerne, de manière générale, les systèmes de communications présents entre un aéronef et un dispositif de support au sol.

Une application particulièrement intéressante de l’invention concerne l’envoi d’un rapport ACARS d’un aéronef vers le sol à moindre coût.

Toutefois, l’invention s’ applique également à tout autre système de communication pouvant utiliser différents types de canaux ou protocoles de communication.

Techniques antérieures

Le rapport ACARS (Aircraft Communication Addressing and Reporting System en termes anglo-saxons) est un système de communications codées entre un aéronef et une station au sol. C’est un rapport de données de vol envoyé de manière automatique depuis un aéronef vers un centre de maintenance au sol. Ainsi, l’état de l’aéronef et notamment l’état des moteurs est notifié au centre de maintenance avant même que l’ aéronef soit arrivé afin de préparer les éventuelles interventions à effectuer.

Les données transmises concernent également d’ autres entités, par exemple les organismes de contrôle aérien et les compagnies aériennes. Un réseau d’émetteurs-récepteurs géré par un ordinateur central est chargé de transférer chaque information au bon destinataire.

Les informations transmises au sein du rapport ACARS sont envoyées à des moments prédéfinis, à intervalles réguliers ou, par exemple, lorsqu’une anomalie technique est détectée. Le contenu du rapport est fixé dans un système de surveillance ACMS (Aircraft Condition Monitoring System, en termes anglo-saxons) et n’est pas modifié en fonction du moment d’envoi du rapport.

La communication des rapports ACARS peut s’effectuer avec différents canaux et protocoles de communication. Des transmissions à Hautes Fréquences étaient utilisées dans le passé, peu à peu remplacées par des Très Hautes Fréquences (de l’ ordre de la centaine de méga- Hertz). Ces Très Hautes Fréquences sont désormais épaulées par des liaisons par satellite.

La communication de ces rapports présente cependant un coût assez élevé dû aux systèmes de communication utilisés et à la quantité d’informations envoyées à chaque rapport. Le coût est fixé par contrat et peut par exemple être de l’ ordre de 30 dollars par vol. Au fil des rapports, des doublons apparaissent et participent à l’ augmentation du coût d’envoi de ces rapports. De plus, le volume de données envoyées augmente de génération en génération de moteurs et d’ aéronefs. Aucune supervision n’est réalisée pour tirer parti du meilleur moyen d’envoi des données, alors que des coûts pouvant atteindre des sommes de l’ ordre de la centaine de milliers de dollars par mois pour une vingtaine de moteurs ont été constatés.

Exposé de l’invention

La présente invention a donc pour but de pallier les inconvénients du système précité et de diminuer le coût d’envoi des rapports ACARS pour un aéronef. L’invention a donc pour objet une architecture de collecte et de transmission d’un rapport de données de vol d’un aéronef comprenant au moins un boîtier d’acquisition des données embarqué à bord de l’ aéronef, des moyens de transmission du rapport de données embarqués à bord de l’ aéronef et une station de collecte du rapport de données au sol.

Cette architecture de collecte et de transmission comprend des moyens de calcul et de prise en compte d’un index de coût pour optimiser le choix du meilleur moyen de transmission du rapport de données et de son contenu en fonction de la valeur de l’index de coût. Ainsi, le rapport ACARS peut être dynamique en contenu et en moyen de transmission. Si le coût de transmission est trop élevé car la liaison satellite est l’unique moyen de transmission possible, il est possible de réduire la quantité d’informations contenues dans le rapport. Si le coût de transmission n’est pas élevé, par exemple en raison d’un réseau Wifi, ce réseau sera privilégié et permettra l’envoi de plus de contenu.

Avantageusement, l’ architecture comprend des moyens de transmission bidirectionnelle de données entre les moteurs de l’ aéronef et les moyens de transmission du rapport de données de l’ aéronef.

Avantageusement, les moyens de transmission du rapport de données sont des boîtiers permettant l’envoi du rapport de données par différents canaux et protocoles de communications.

Selon un mode de réalisation, l’ aéronef comprend un boîtier de collecte de messages provenant de la station de collecte de données au sol et la station de collecte de données au sol comprend des moyens d’envoi d’un message vers le boîtier de collecte de messages de l’ aéronef afin de demander à recevoir plus de données de la part de G aéronef. Avantageusement, l’index de coût est déterminé à partir de facteurs qui comprennent le temps de transmission des données de l’ aéronef, le coût de transmission des données de l’aéronef, le temps contractuel restant pour la mise à disposition des données de l’ aéronef, et le gain associé à la mise à disposition des données de l’ aéronef. Avantageusement, l’ optimisation du choix du meilleur moyen de transmission du rapport de données et de son contenu consiste à éviter les redondances d’informations et à ne pas se limiter à des formats de rapports prédéfinis.

L’invention a également pour objet un procédé de collecte et de transmission d’un rapport de données de vol d’un aéronef comprenant au moins un boîtier d’acquisition des données embarqué à bord de l’ aéronef, des moyens de transmission du rapport de données embarqués à bord de l’ aéronef et une station de collecte du rapport de données au sol, et comprend les étapes suivantes : Prise en compte d’un calcul d’un index de coût pour le choix du meilleur moyen de transmission du rapport de données et de son contenu en fonction de la valeur de l’index de coût ; et - L’envoi lorsque nécessaire de ce rapport de données optimisé depuis l’ aéronef vers la station de collecte de données au sol.

Avantageusement, le procédé comprend une étape de demande d’envoi de données supplémentaires de la part de l’ aéronef, ladite demande étant réceptionnée par un boîtier de collecte de messages provenant du sol placé dans l’ aéronef et ladite demande provenant de moyens d’envoi d’un message vers le boîtier de collecte de messages de l’ aéronef, moyens placés dans la station de collecte de données au sol.

L’invention a également pour objet un programme d’ ordinateur configuré pour mettre en œuvre le procédé ci-dessus, lorsqu’il est exécuté par l’ordinateur.

L’invention a encore pour objet un support d’enregistrement lisible par ordinateur comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre le procédé ci-dessus.

Brève description des dessins

D’ autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :

[Fig 1] illustre un premier mode de réalisation de l’invention avec une architecture monoflux ;

[Fig 2] illustre un premier mode de mise en œuvre d’un procédé selon l’invention avec une architecture monoflux ; [Fig 3] illustre un second mode de réalisation de l’invention avec une architecture bidirectionnelle ; et

[Fig 4] illustre un second mode de mise en œuvre d’un procédé selon l’invention avec une architecture bidirectionnelle. Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation

On a représenté sur la figure 1 une vue schématique d'un aéronef 1 et de ses moyens de transmission de rapports de données. L’ aéronef 1 est équipé de boîtiers d’ acquisition de données 2, de moyens 3 de transmissions de rapports de données comportant des moyens 5 de transmissions payantes de rapports de données, par exemple par satellite, et des moyens 6 de transmission de rapports de données à basse altitude et à coût plus faible. Les moyens de transmission 6 à basse altitude sont par exemple des moyens utilisant des réseaux Wifi, 3G, 4G ou 5G, dont les coûts sont plus faibles que les transmissions par satellite. D’ autres protocoles de communication peuvent également être utilisés.

Les moyens 3 de transmission de rapports de données sont des moyens permettant de transmettre ces rapports à une station 7 de collecte au sol.

Les boîtiers 2 d’acquisition de données ont pour rôle d’acquérir les données à transmettre et de les intégrer dans un rapport de données, par exemple un rapport de données ACARS. Il s’ agit par exemple d’un boîtier d’ acquisition des coordonnées GPS de l’ aéronef, d’un boîtier d’ acquisition de pression et de température ainsi que d’ acquisition de caractéristiques de fonctionnement ou de performances des équipements de l’aéronef. Ces données sont issues de boîtiers ou capteurs assurant la surveillance de chaque équipement. L’ aéronef comporte par exemple, pour chacun des deux moteurs

8, un boîtier FADEC 10 (Full Authority Digital Engine Control, en termes anglo-saxons), un boîtier 11 d’ acquisition des données du moteur, et un moyen de transmission 12 de ces données de surveillance du moteur. Dans un mode particulier de réalisation de l’invention visible sur la figure 1 , le moyen de transmission 12 de ces données transmet les données de surveillance du moteur aux moyens de transmission de rapports de données 3 de l’ aéronef 1. Dans un autre mode particulier de réalisation de l’invention, le moyen 12 de transmission de ces données moteur est un moyen 3 de transmission de rapport de données de l’ aéronef et transmet directement les données moteur à la station 7 au sol. Le boîtier FADEC 10 est un système qui s’interface entre le cockpit 13, qui comprend l’ordinateur de bord 15, et les moteurs 8 de l’ aéronef 1 et permet de contrôler l’utilisation des moteurs 8 et de relever les paramètres utiles pour ce contrôle.

En vue d’envoyer le rapport de donnée ACARS à la station au sol 7, l’aéronef 1 comprend des moyens 16 de calcul et de prise en compte d’un index de coût pour optimiser le choix du meilleur moyen de transmission du rapport de données et de son contenu selon la valeur de cet index de coût. Ces moyens 16 de calculs sont par exemple placés dans le cockpit 13. Ces moyens 16 permettent de générer un rapport de données dynamique, dont le contenu et le moyen de transmissions du rapport de données varient en fonction de l’index de coût.

Lors d’un événement déclenchant un besoin d’envoi d’un rapport ACARS à la station 7 de collecte au sol, les boîtiers 2 et 11 d’ acquisition des données assurent l’ acquisition de données, de tailles, en octets, parfois importantes.

L’index de coût prend en compte le temps de transmission Tt des données de l’ aéronef 1 vers la station 7 au sol, le coût de transmission C des données de l’ aéronef, le temps contractuel Te restant pour la mise à disposition des données de l’ aéronef, et le gain G associé à la mise à disposition des données de l’ aéronef. Ainsi, l’index de coût est calculé comme suit :

Tt G

Index de coût = — x —

Te C

Le rapport entre le temps de transmission Tt et le temps contractuel Te permet de connaître la bande passante restante selon le type de contrat et le gain G reflète la nécessité de mise à disposition des données. Ainsi, on affecte un gain très important à un message d’ alerte indiquant que l’ aéronef ne peut pas effectuer de nouveau vol sans opération de maintenance. Un message associé à un gain élevé est émis en priorité si la bande passante ne permet pas de l’envoyer simultanément avec d’ autres messages ayant un gain plus faible, tels que des messages de panne de composants.

Les messages avec un gain plus faible sont donc envoyés uniquement si le coût d’envoi et la bande passante le permettent. Par exemple, les messages de suivi de tendances ou de mission ont un gain faible, et ne seront pas émis en vol, à moins que le coût des moyens de transmission soit faible.

Ce système permet de renégocier les contrats et d’en diminuer le coût environ 75% puisque, selon cet index de coût, calculé pour chaque message d’un rapport de données, les quantités de données envoyées sont optimisées. Les rapports ACARS ne se limitent ainsi pas à des formats de rapports prédéfinis et évitent les redondances d’informations. Les rapports ACARS sont reçus par à la station 7 de collecte au sol. Cette station comprend un système 17 de support du moteur et un dispositif 18 de stockage des données.

Le système de support 17 est destiné à préparer la maintenance de l’ aéronef qui sera effectuée lorsque l’ aéronef atterrira ou à organiser une maintenance à distance lorsque l’ aéronef est en vol.

Sur la figure 2, on a représenté les principales étapes d’un procédé de collecte et de transmission d’un rapport de données de vol d’un aéronef pour une architecture monoflux.

Selon cette architecture monoflux, l’information n’est transmise que de l’ aéronef vers la station au sol.

En premier lieu, le besoin d’envoi d’un rapport de données, ACARS ou autre, est déclenché par un événement 20. Cet événement est par exemple généré de manière automatique ou survient suite à la présence d’une anomalie. La première étape 21 du procédé est une étape d’ acquisition et d’ enregistrement des données à transmettre. Ces données comprennent notamment des données de fonctionnement des moteurs. Lors de l’étape 22 suivante, on procède au calcul de l’index de coût pour chaque donnée et pour chaque moyen de transmission disponible. L’index de coût est comparé à des valeurs seuils (étape 23).

Si l’index de coût est inférieur à une valeur de seuil et est considéré comme favorable à un envoi, lors de l’étape 25 suivante, ce rapport de données est transmis vers la station au sol. Si tel n’est pas le cas, l’index de coût est recalculé.

Enfin, lors de l’étape 26 suivante, la station de collecte au sol réceptionne les données, les stocke et les traite. On a représenté sur la figure 3 un autre mode de réalisation d’une architecture de transmission et de collecte de données de vol conforme à l’invention

Dans ce mode de réalisation, les moyens de transmission de rapports de données sont des moyens 27 de transmission bidirectionnelle de données et comprennent des boîtiers 28 de réception et de collecte de messages provenant de la station 7 de collecte de données au sol.

Par ailleurs, la station 7 de collecte de données au sol comprend des moyens 30 d’envoi d’un message vers les boîtiers 28 de collecte de messages de l’ aéronef 1 afin de requérir la réception de données supplémentaires de la part de l’ aéronef. Ce dispositif est également utilisé pour envoyer des demandes de maintenances à distance depuis la station au sol.

Dans le mode de réalisation de l’invention visible figure 3, le moyen 31 de transmission des données du moteur transmet bidirectionnellement les données du moteur aux moyens de transmission 27 de l’ aéronef 1 , et inversement.

Dans un autre mode de réalisation de l’invention, le moyen 31 de transmission des données moteur est un moyen 27 de transmission du rapport de données de l’ aéronef 1 et transmet bidirectionnellement les rapports de données ou les messages de demandes d’envoi de données supplémentaires avec la station de collecte de données au sol 7.

Sur la figure 4, on a représenté les principales étapes du procédé de collecte et de transmission d’un rapport de données de vol d’un aéronef 1 pour une architecture bidirectionnelle. Selon cette architecture, les informations sont communiquées depuis l’ aéronef vers la station 7 au sol et depuis la station au sol vers l’ aéronef 1.

En premier lieu, comme décrit précédemment, le besoin d’envoi du rapport de données, tel qu’un rapport ACARS, est déclenché par un événement 20. Cet événement est par exemple généré de manière automatique, survient suite à la présence d’une anomalie ou est initié par une demande de la station 7 de collecte de données au sol.

Le procédé comporte ainsi une première étape 32 au cours de laquelle on détermine si l’événement est initié ou non par la réception d’une demande d’envoi de données supplémentaires.

Si l’événement est initié par l’ aéronef ou le moteur, l’étape 21 permet l’ acquisition et l’enregistrement des données à transmettre.

Lors de l’étape 22 suivante, on procède au calcul de l’index de coût pour chaque donnée et pour chaque moyen de transmission disponible. L’index de coût est comparé à des valeurs seuils (étape 23).

Si l’index de coût est inférieur à une valeur de seuil et est considéré comme favorable à un envoi, lors de l’étape 25 suivante, ce rapport de données est transmis vers la station 7 au sol. Si tel n’est pas le cas, l’index de coût est recalculé. Enfin, lors de l’étape 26 suivante, la station de collecte au sol réceptionne les données, les stocke et les traite.

Lors de l’étape 33, la station 7 de collecte au sol détermine si les données sont conformes à l’ attendu ou s’il est nécessaire de demander plus de données. Dans ce dernier cas, lors de l’étape 35, une demande d’envoi de données supplémentaires de la part de l’ aéronef est envoyée à l’aéronef avec les moyens 30 d’envoi, générant un événement déclenchant le besoin d’envoyer un rapport. Dans ce cas, l’événement est identifié comme étant initié par une demande de la station au sol. Lors de l’étape 36 suivante, une vérification de la demande est effectuée afin d’en connaître le contenu et de pouvoir ensuite acquérir les données nécessaires. Cette étape 36 sert également à vérifier l’intégrité de la requête.