民用飞机驾驶舱门监视系统设计

袁树德 /

(上海飞机设计研究院，上海201210)

民用飞机驾驶舱门监视系统设计

袁树德 /

(上海飞机设计研究院，上海201210)

作为民用飞机安防系统的重要组成部分，驾驶舱门监视系统可以为飞行机组提供驾驶舱门附近清晰、实时的监视画面，提高安全防范和应急处理能力，保障飞行运输安全。在分析驾驶舱门监视系统组成、架构的基础上，给出了系统监视区域的安装布置要求，环境条件，适航性等其它设计要求。

舱门监视；摄像头；安防

0 引言

驾驶舱门监视系统作为民用飞机安防系统的重要组成部分，主要提供驾驶舱门处的监视画面。驾驶舱内的飞行员可以通过驾驶舱门处安装的摄像头，以视频图像的形式，实时、迅捷的观察舱门外的情况，确保无可疑人员进入驾驶舱，危害飞行安全。目前民航业要求民用飞机必须安装驾驶舱门监视系统。

1 系统组成

典型的驾驶舱门监视系统由1个显示装置、1个视频转换装置和3个舱门摄像头组成[1]。

1.1 显示装置

显示装置位于驾驶舱，可安装于顶部板，或其它便于飞行机组观察的位置。显示装置用于显示舱门摄像头捕获的舱门附近的监视画面。显示装置上可以进行对比度、亮度的调节，并可进行三个摄像头画面的切换。

1.2 视频转换装置

视频转换装置主要用于接收摄像头拍摄的图像，进行处理后送至显示装置。

1.3 舱门摄像头

摄像头安装于前服务区天花板，与内饰板颜色一致，以模拟图像或数字图像形式，将监视画面提供给视频转换装置，通过合适的安装，3个舱门摄像头应能保证360°无死角的覆盖驾驶舱门外的区域。

2 系统架构

图1给出了一种典型的驾驶舱门监视系统的架构框图，此架构因机型而异。

3 系统设计

驾驶舱门监视系统用于飞行员在以下情况时，需要打开驾驶舱门前，对驾驶舱门外区域进行检查，判断是否安全。

1)飞机乘务员、维护人员或其它人员请求进入驾驶舱；

2)飞机乘务员、维护人员或其它人员请求离开驾驶舱。

3.1 安装要求

由于不同机型内部架构不同，潜在的反恐范围也不同，舱门摄像头的安装位置也各有差异，ED-123《驾驶舱门监视系统最小操作性能规范》中对监视范围进行了说明，民用飞机设计时应根据此规范进行舱门摄像头的安装设计[3]。

图2为识别区域范围，要求此范围内可以清晰地识别需要进入驾驶舱的人员。

1)高度上限：顶棚高度或者从地板测量 187.1cm(73.7in)，按其中较低的高度(依据MIL-HDBK-759C，95%男性身高)；

2)高度下限：从地板测量 123cm(48.4in)，(依据MIL-HDBK-759C，5%女性肩的高度)；

3)宽度：门或通向门的走廊的宽度，按其中较窄的宽度；

4)深度：需要进门的人站位点的前后纵向 50cm(19.7in)(位置点见图2)。

在进行舱门摄像头的安装布置时应能保证监视范围覆盖图2要求的识别区域范围，保证360°无死角。

3.2 安装举例

下面以某型号机载摄像头为例进行说明，该摄像头外部为方形构造，摄像头嵌入其中，此摄像头的性能指标为视角120°，即在进行布局时，需要首先基于单个摄像头做出视角覆盖区域，如图3和图4所示。

为保证360°无死角的覆盖图2中的识别区域，目前，民用客机上对舱门摄像头的常规布局是采用3个摄像头，分别布置于飞机前服务区驾驶舱门、登机门和服务门上方。在做出单个摄像头监视区域后，根据3个摄像头的布置区域，进行调整，使3个摄像头的组合覆盖范围，满足图2中所要求的识别区域。在进行布置时，摄像头不应与飞机结构、控制组件干涉，设备拆卸维护方便，人机功效好，电搭接满足机上要求等。

图5为驾驶舱门监视系统显示画面示意。

3.3 环境条件

所有机载设备应满足但不限于DO-160文件的安装环境条件，包括温度、高度、湿度、冲击、振动、爆炸、防水性、流体敏感性、砂尘、霉菌、盐雾、磁影响、电源输入、电压尖峰、音频传导敏感性、感应信号敏感性、射频敏感性、射频能量发射、结冰、静电放电、防火和可燃性等环境项目。

3.4 软/硬件要求

设备软件的设计应符合DO-178《机载系统和设备符合性验证中的软件考虑》，设备硬件的设计应符合DO-254《机载电子硬件设计保证指南》。由设备功能和应用软件来确定危险程度等级。

3.5 操作要求

1)对系统的操作应简单、直观；

2)飞行机组对显示装置的控制应可以单手完成；

3)飞行机组应能在不影响飞行操作并无需离开工作位置的前提下，对驾驶舱门周围情况进行全方位观察；

4)飞行机组不需对系统进行调焦；

5)飞行过程中不需对系统进行调整，可达性好；

6)飞行机组可以对显示图像的亮度、对比度进行调节。

3.6 适航性

1)驾驶舱门监视系统随机取证，涉及到的适航

验证条款包括CCAR 25部25.1(b), 25.601,25.603(a, b, c), 25.605(a, b), 25.611(a, b), 25.869(a1, a3), 25.899(a1, a2, a3, b1, b2), 25.1301(a1, a2, a3, a4, b), 25.1309(f), 25.1353(a, c), 25.1431(a, c, d), 25.1529, 25.1581(a1, a2, a3, b), 25.1585(a1, a2, a3), 25.1701(a, b), 25.1703(a1, a2, a3, a4, b), 25.1705(a, b), 25.1707(a, b), 25.1709(a1, a2, b)；

2)驾驶舱门监视系统设备不影响机上其它设备取证。

4 结论

驾驶舱门监视系统作为飞机安防系统的重要组成部分，自北京奥运会后已得到广泛应用。随着技术的进步，以前旧的模拟视频技术也逐步过渡到数字视频技术，架构更优化，传输速度更快，抗干扰能力更强，视频存储能力更大。在进行民用飞机驾驶舱门监视系统设计时，应综合架构合理性、安全性、信号传输性能，并结合国际先进设计理念进行考虑。

[1] 陈泽.民航客机驾驶舱门监视系统简介[J].电子技术，2015.

[2] ED-123 Minimum Operational Performance Specification For Flight Deck Door Monitoring System，2005.

Design of Cockpit Doors Surveillance System for Civil Aircraft

YUAN Shude

(Shanghai Aircraft Design and Research Institute, Shanghai 201210, China)

As an important part of security system on civil aircraft, cockpit doors surveillance system can provide the clear and real time monitoring picture around the flight deck door for flight crew, which can be improve the emergency handing capability and ensure the flight safety of Civil Aircraft.

cockpit doors surveillance; camera; security

10.19416/j.cnki.1674-9804.2017.01.005

V223+.1

A

袁树德 男，工程师。主要研究方向：民用飞机通信系统需求、架构、接口等设计；E-mail：yuanshude@comac.cc