防止飞行器登机桥之间的碰撞的系统的制作方法

专利名称：防止飞行器登机桥之间的碰撞的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种防止飞行器登才^#之间的碰撞的系统，其通常^^lilrf吏用， 用于^J^^^4下才几。
本发明的系统尤其适用于在飞机的不同登机口处需要同时使用不同的# 登才/1#，并且登才/L^之间非常靠近的场合。
背景技术：
在20世纟己前半段，伴随着第一条商业^i戋的开通，首次出现了连^^li占楼 和飞行器的需要。随着时间的推移，乘客登才/1#的设计经历了一些变革，应因
^4^们的新期望，对^^登才/1#进行了技术改进，并且这些技术改进已经应用 并扩^J'J新的设计中。
王1^所熟知的^^#包4舌称为入口圓厅(rotunda)的转动结构，其通过供乘 客登机或下机的固定通道或颈ii(neck)与航站楼的正面相连；用于支撑入口圓 厅、称为"支柱(column)"的支撑结构；由可伸缩结构组成的"通道"，其可根 据^ti占楼与登机口之间的距离来调整^^登才踏的长度；通道设置在其上的同 样由伸缩结构组成的"升降系统"，其可以调整^Ji登机桥的高度，并使其自身 与飞才咸门的高度相适应；升降系统设于其上的"滚动系统，，，其使得^^登机 桥可^4几场平台上移动；称为"抢室(cab)"的转动系统，用作弟4^登机桥与飞 斗;u之间的连接； 室在其上转动的圓形结构，其被称为舱室连4妄区；以及楼 梯，其通常位于#登^#的最靠近飞机的一端，使得可以从机场平台ii^ 客登才贿。
目前，市场上存在制造具有较大m:的大型飞机的明显趋势，这种飞机 的舱门的位置"t^交高。^一些飞机的^^座位处在不同的高度上，它的一些 艙门也处于不同的高度，这要求^^登才;i^能够同时为几个舱门提供服务。另 夕卜，在^i占楼和飞才政间利用^^登才踏来输irt^变得越来越4i4,并且机 场的^^登才/1# ^越多，有时候没有足够的空间^i丈置^^登才A^，因此，需要准确地控制它们以避免它们之间发生碰撞。jH^卜，^$1登4;1#的操作者的
4J^f是有限的，并在很多时候老N^负于不能全角度地显示登4/^的摄像头，这 使得^^登才^#之间容易发生碰撞。
目前使用的防碰撞系统主要基于以下技术
1. 在登才/L^的侧面安装诸如超声波、红外线、激光传感器、雷达等的不同
的检测装置，当上述装置检测到物M在时，；t^f^^登才A^的控制系统发出 信号。该技术需要安装大量传感器来覆盖机器的所有表面，这便增加了一些传 感器失效的可能性。如果安装激光雷达的话，这样的装置的成拟艮高。此外， 这些装置的运作可能会f妖气条件而变化。
2. 通过计算入口圓厅的角度来控制^^登才;i^的位置。在该系统中，每个
g登机桥上安装了装置来控制登机桥的角度。每个^4^登才A^都能确定它自
身以及与它相邻的登才;i^的位置，这样就确定了一个角度，当低于这一角度时 就会触发停止信号。该系统的缺点是，对于软件所确定的同样的停止角度，乘
客登才/L^之间的距离由于它们收缩或伸展状态的不同而差别很大，因此，为防
止收缩状态下的^i登机桥产生碰撞而进行的充分调整可能导致伸展状态下的 ^J:^^M^之间的^巨离太远，致使不能为飞枳掀门提供服务。
3. 通过计算入口圆厅的角度和登机桥的伸展情况来控制乘客登机桥的位
置。在这种情况下，为了iMJl述问题，^^登才A^的停止角度根据它们的伸
展情况而变化。这样，尽管可以在各种状态下调整^Ji登才;i^之间的距离，但 舱室的位置不負M空制，这样可能与另 一个登才贿或相邻登才踏的通it^碰撞。
4. 控制未安^^登才贿的区域。在f^登才;i^的支柱之间安装检测系统， 其覆盖了支柱和飞枳之间的表面，这样，如果有^^登才/^Ni^这一区域，就 会触发信号表明登才;i^H仏了该区域。但在这个系统中，乘J^登才;M乔的工作范 围受到了限制，并飞才几必须停在准确的位置处。

发明内容
本发明旨在借助一种系统来解决上述问题，该系统能够简单准确地避免登 才A^之间可纟汰生的、将严重危^^和登^Mf的安全的碰撞。
供^:出入的登才;i^一般包括由支柱支撑的入口圓厅、伸缩通道、伸缩通 道的末端终止于此的舱室连接区，以及围绕艙室连接区旋转的舱室。该^^登机桥还包4封殳在滚动系统上的升降系统。
根据本发明的实施例，为每套 ^^^^建立了固定的轴坐标系，其原
点在入口圓厅的中心，而X轴与固定通道或入口圆厅的颈道相一致；相对于固 定坐标系的可移动的轴坐标系，其原点^^抢室连4妄区的中心，而X轴与伸缩通 道的轴线相一致，其位置由其原点相对于固定轴坐标系的坐标而定。
另夕卜，在任何时刻对于每套 1登才;1#来说，通过相对于固定的或移动的 轴坐标系而确定了一系列^考点。
借助控制软件，每套^j:登W^的参考点与邻i^^登才;^的参考点之间 的距离能由上述参考点的位置而计算出来。然后，将计算出的距离逐一比较， 选出最小值。将该最小值与参照值比较，如果该最小值低于参照值，就借助控
制车欠^Kt^^^i^H^i移动或^亭止。
为每套^41登才;1#所定义的参考点可以包括#登4/1#的轴线、乘客登机
桥的参考点，或者乘客登机桥的参考点和轴线。
根据本发明的一个优选实施例，每套^i登才A^所选取的参考点可包括抢 室连接区和艙室的一系列外部点，^f立置由它们在移动轴坐标系中的坐标而定。 这些参考点还可包括每套^^登才;1#的移动轴坐标系的原点，务泣置始纟冬由它 在邻i^Jl:登才A^的移动轴坐标系中的坐标而定。
每套^^登4贿所选取的参考点还可包括每套M^登机桥的轴线的位置， 其与所述轴线和所述登4踏的第一个固定轴坐标系的X轴之间的角度相关。
每套^^登才A^所选取的参考点还可包括每套^^登才A^的轴线与邻i^
客登才贿的轴线之间形成的角度。
综上所述，在4封可时刻，借助控制软件由参考点和轴线的位置计算出每套
M^登才踏的参考点与邻^^登才踏的参考点之间的距离，以及每套^^登 才/L^的参考点与邻i^^登才;i^的轴线之间的距离。将计算出的距离输入到功 育M势夹中，得到每套^Ji登才踏的参考点与邻^^登才;^的参考点之间以及
每套M登机桥的参考点与邻i^客登机桥的轴线之间的所有距离中的最小
值。将这些距离输入到第二个^^中，得到在^^f可时刻时^^登才;Mf之间的最 小距离，将该距离与参照值比较，以触发^:登才;^的^ii移动及停止。该参 照值可以由^^]者i殳定。
在上述参考点中，在每个^^登才贿的舱室连接区和舱室都安装了长度和角度传感器，其与安絲每个^^登才A^上的遥控^^:或PLC相连。
该防碰撞系统由相应的软件控制，其具有中央PLC,该中央PLC预先检查 安^^:登才/^上的传感器的状态，并参与到确定参考点的必要计算中。该 中央PLC还检查其与安絲登才/l^上的遥4封势夹或独立的PLC之间的通信。
中央PLC检查的主要方面包括
_中央PLC与安#登才/1#上的遥控才势夹之间的通信必须准确；
—与各^l登机桥的遥控;^夹连接的测量装置必须正确地工作。这些测量
装置包括a)测量长度的装置；b)测量抢室角度的装置；c)测量抢室连接区角度
的装置；
-^:登才;i^必须经itit当:hy交准。
属于防碰撞系统的中央PLC系统与乘Ji^^M乔的独立的PLC连接，以便 能够报告参与计算防碰撞点的装置可肖汰生的故障。
通过该连接，校准系统和检查连接到遥控才势夹的输入和输出所需的所有变量 可被传输。
一旦所有点及登机桥的轴线确定下来，控制软件就能计算每个絲登才贿 的参考点与邻近^:登机桥的参考点之间的距离，接着计算每个登机桥的每个 参考点与邻近登机桥的轴线之间的距离，以便能继续上述步骤。
该控制设备包括独立的可编程逻辑控制器。该防碰撞系统的控制软件在登
机桥自身的可编禾iii:辑控制器中运行。


附图示出了根据本发明系统的非限制性实施例，对该实施例的说明可以帮 助更好地理解本发明的特4i^口益处。
图l是一套具有传统结构的、用于登机和下机的登机桥的立体图。
图2^r室、圆厅及带有通道的连接区的平面图，其中标明了每套^Ji登
才/1#上所确定的参考点。
图3显示了使用了移动坐标系的平面图。
图4显示了对每套^4^^A^H吏用了固定坐标系的平面图。
图5显示了三个^J:登才;i^的固定坐标系的平面图，图中写入了##:以标
明^^才A^与相邻登才/^的参考系的所有参考点。图6显示了一套登才;i^相对于相邻弟客登机桥的临界点的计算示例。
距离的计算示例。 JP沐实施方式
本发明以附图所示的示例为勤出进4亍说明，其对应于用于乘Jl登才/L^下机
的常规^4^登才;i^，为筒明起见只采用三个登才;i^进行i兑明。本发明的防碰撞 系统由相应的软件控制，包括中央PLC及安#每套登才;1#上的独立PLC或遥 控才势夹。本系统包括安絲登才贿上的传感器，其状态与功能将在下文中阐述。 本发明防碰撞系统的启动是中央PLC预先对安^^登才;i^上的所有传感器 的状态进^^全查，并且其是确定临界点所必须的计算中的一部分，这将在下文
阐述。中央PLC还将检查其与安^登机桥上的独立PLC或遥控冲势夹之间的通信。
图1显示了传统登^#的立体图，其由舱室连接区1、支撑般室连接区的
支柱2、伸缩通道3、围绕位于通道3的一端处的出口圆厅7旋转的舱室4以及 升降系统5组成，该升降系统设在滚动系统6上。整个结构可围绕支柱2的垂 直轴纟^^走转。
图2显示了每套登才/^上的参考点。为了简洁和便于阅读，舱室4侧面上 的参考点在接下来的附图中未示出，但在所有计算中都考虑了它们。 如图2所示，选取的参考点如下
8 -选耳^^抢室左侧面，并且在其最靠前的位置；
9 -选耳堪餘室左侧面，并且在其最靠后的位置；
10- 选J^^舱室右侧面，并且在其最靠前的位置；
11- 选耳4艙室右侧面，并财其最靠后的位置；
12到17 -选耳^M^舱室左侧面，并且均匀地分布在8和9之间； 18到24 -选g抢室右侧面，并且均匀地分布在10和11之间；
25 -选耳^^般室连接区的中心；
26 -与点25的X坐才甜目同，并iL^般室连接区的左侧；
27 -与点25的X坐标相同，并JL^抢室连接区的右侧；
28 -与点25的X坐才甜目同，并JL^服务梯的右侧；29 -该参考点的Y坐标与点28相同， <嫂到服务梯接触地面的起始端。
在没有服务梯的情况下，参考点28和29的X坐标#('务改至与舱室连接区 右侧的最外位置相一致。
对于^~^1登才;1#都脊使用两套坐标系，即原点在入口圓厅的中心处的 固定坐标系以A^、点在舱室连接区的中心处的相对于固定坐标系的移动坐标 系。在移动坐标系中，X轴与移动通道3的纵轴相一致，而在固定坐标系中，X 轴与固定通道31的纵轴相一致。
为了计算在论室上选取的参考点，需要考虑该移动坐标系，其原点co,o)是 抢室连接区的中心，也梦C^A25。当抢室專賴时，这些参考点都会相对于移动 坐标系的原点25移动。
因此，在4封可时候，参考点8， 9， 10和11相对于点25的位置、参考点8 和9之间的参考点(参考点12-17 )相对于点25的位置以及参考点10和11之 间的参考点(参考点18-24 )相对于点25的位置都可以通过将点25与上述每个 参考点相连的矢量以及相应的角度来确定。这些值应当保持为常数，只有当登
才/^的艙室尺寸改变时才^i变4b。
图3显示了所述移动坐标系的位置。该移动坐标系根据登才A^乔的伸展和转 动而相对于原点在^^1#的入口圓厅的中心处的固定坐标系移动。
可以理解，选取所述坐标系^7了描i^^发明的防碰撞系统，^L^f于本发 明的防碰撞系统来i舰可以^^]其他4封可的坐标系。
接着，图4描述了每套登才/l^的固定坐标系。该坐标系将入口圆厅的中心 30定为(O,O)。 X轴与固定通道31或入口圓厅的颈道相一致。
该坐标系的中心点位置是固定的，不受登才^申展或旋转的影响。
该固定坐标系的中心点30与点25相连形成了轴线32，其根据登机桥的旋 转而相对于轴线X成角a。
为计算不同点的位置而在抢室使用的移动坐标系，其相对于登机桥的固定 坐标系的位置受到通道3的伸展和旋转的影响。
一到目对于登才^#自身的固定坐标系(如图5所示，左登机桥33中的X，-Y， 坐标系，右登才踏34中的X"-Y"坐标系及中间登才71# 35中的X-Y坐标系)确 定了每套^ll登机桥的参考点，就需要相对于其中 一个坐标系确定所有登才/1# 的参考点，将该坐标系设定为本地坐标系，并且当作整个系统的原点，该本地坐标系对应于中间登才/1#35的固定坐标系。
为在本地坐标系中确定左^^登^M乔33和右登机桥34的所有参考点，有 必要在程序中引入由左登才71#33和右^^#34的固定坐标系的原点坐标所产 生的变量，从图5中可以看出，对应于左登才/L^的变量是"a"和"b"，对应于右登 才贿的变量是"c"和"d",以及登才贿的轴线之间的角度。
已经说明过如何在本地坐标系上确定登才A^的参考点，该;^;也坐标系7十应 于中间登才踏的固定坐标系。这样就允许计算需要考虑的所有参考点之间的距 离，以及[个选取点与通道之间的距离。
每个^^登才贿都在入口圓厅1的中心30 (每个登才A^的固定坐标系的点 (0,0))与抢室连接区7的中心(每个登才踏的点25)之间确定了一条直线32。
这些直线在固定坐标系中的位置可以通过如下数值确定左登机桥33和右 登机桥34的^"个圆厅中心的位置和上述登才/L^之间的角度，这些已经在上文 中有过描述。
一旦获得所有选取参考点的位置及登才A^轴线的位置，控制软件首先计算 出^""套登才A^的每一个参考点与邻近登才A^的参考点之间的距离，然后计算 出每套登才踏的#"~个参考点与邻近登才^#的轴线之间的距离。
图6示出了一#^才/1#的参考点相对于邻近登^#的参考点的距离计算示例。
左登4踏33的参考点IO，与下列参考点之间的距离
-中间登才/l^35的点8
-中间登才71# 35的点12到17
-中间登4M乔35的点26
右登才踏34的参考点8"与下列参考点之间的距离
-中间登才/1#35的点10
-中间登4/1#35的点18到24
- 中间登才71#35的点27
- 中间登才^35的点28 -中间登机桥35的点29
图7示出了中间登机桥35的各参考点与左登机桥33的轴线32，M登才;^ 34的轴线32"之间距离的计算。左登才踏的轴线32，与下列参考点之间的距离
画中间登斗/1#35的点8
-中间登才/1#25的点12到17
- 中间^^#35的点10
- 中间登才^#35的点25 -中间登才A^35的点26 右登才几桥的轴线32"与下列参考点之间的距离 -中间登才/M乔35的点8
-中间登才;Wf35的点10
-中间登才/1#35的点18到24
- 中间^^1#35的点25 -中间登才^35的点27 -中间登才/M乔35的点28
- 中间登才/1#35的点29
由软件计算每个登才贿的各参考点与邻近登机桥的各参考点之间的距离。 将这些距离值输入到一个功能才势夹中，其提供这些点之间的距离中的最小值。 另夕卜，软件还计算每个登机桥的各参考点与邻近登才A^的轴线之间的距离。将 这些距离输入到另一个功能才势夹中，^y是供这些距离中的最小值。在这种情况 下，应将得到的距离值减去通道宽度的一半，因为计算是相对于通道的轴线进 行的，但是碰撞^i^tiiJi的。
^^，将这两个得到的距离值，也^^各参考点之间距离的最小值和参考 点与校正过的直线之间距离的最小值输入到另一个模块中，其提供在各个时刻 登才/1#之间的最小距离值。
#,将这个最d、距离值与一个由4狄者设定并显示在屏幕上的值进行比 较，以i^Jl虫发^ii移动和停止动作。
如果实时测得的4封可距离值iiS!j了触发Jtt动作的设定值，将进行下列步
骤
-屏幕上显示一个信息，警告可能的碰撞危险； -触发间歇性的蜂鸣声； -登才贿的狄降低。如果实时测得的^f可距离值iiiU 了 ^5並撞区内停止登才/1#的设定值，将有 警报警告即将发生碰撞，并进行下列步骤
_屏幕上显示一^H言息，警告登才^的停止；
-触发连续性的纟奪鸣声；
-登才;i^将在触发停止信号的方向上停J^多动。
权利要求
1.一种防止飞行器乘客登机桥之间的碰撞的系统，尤其是防止可移动的乘客登机桥之间的碰撞的系统，所述登机桥包括与航站楼相连的定向入口圆厅、具有与飞机舱门相连的定向舱室的舱室连接区，以及在入口圆厅和舱室连接区之间延伸的伸缩通道，其特征在于，所述系统包括a)为每套乘客登机桥设定固定轴坐标系，其原点在所述入口圆厅的中心，X轴与固定通道的轴线相一致；以及相对于所述固定轴坐标系的移动轴坐标系，其原点在所述舱室连接区的中心，X轴与所述伸缩通道的轴线相一致，并且其位置由其原点相对于所述固定轴坐标系的坐标而定；b)在任意时刻为每套乘客登机桥确定一系列参考点，该参考点通过其相对于所述固定或移动轴坐标系的坐标而定；c)通过控制软件根据上述选取的参考点的位置来计算每套乘客登机桥的参考点与邻近乘客登机桥的参考点之间的距离；d)对计算出的距离的值进行比较，选出其中的最小值；e)通过该控制软件将所选出的最小值与参照值进行比较，如果所选出的最小值低于该参照值，就触发所述乘客登机桥的低速移动或停止所述乘客登机桥的移动。
2. 根据权利要求l所述的系统，其特4i^于，为每套^i登才;L^选取的参考点包括所i^Jl登才/^的轴线。
3. 才艮据权利要求l所述的系统，其特44于，为每套^i登机桥选取的参 考点包括所itt^登才/Mf的参考点。
4. 根据权利要求l所述的系统，其特4i^于，为每套^Ji登机桥选取的参 考点包括所述参考点和^J^登机桥的轴线。
5. 根据权利要求l、 3或4所述的系统，其特44于，为每套^1登才;1# 选取的参考点包括所述舱室连接区和所述抢室上的一系列外部参考点，其位置 是由其相对于所述移动轴坐标系的坐标而定。
6. 根据权利要求l、 3或4所述的系统，其特;f4于，为每套^:登才贿 选取的参考点还包括每套^:登机桥的移动轴坐标系的原点，其位置始终由其 相对于邻近登才踏的固定轴坐标系的坐标而定。
7. 根据权利要求1或2所述的系统，其特44于，为每套^1登才/Mf选取的参考点包括每套^^登才/^的轴线的位置，其与所述轴线和所述登才^的固定轴坐标系的X轴形成的角a相关。
8. 根据权利要求l所述的系统，其特44于，为每套^j:登才/i^选取的参考点包括每套^^登机桥的轴线与邻近^^登机桥的轴线之间所形成的角度。
9. 根据上i^又利要求4—项所述的系统，其特4球于，在4封可时刻，通过控制软件，由参考点和轴线的位置计算出每套^^登4/^的参考点与邻^ 登才^#的参考点之间的距离，以及每套^1登机桥的参考点与邻￡^41登才/1#的轴线之间的距离，将这些距离输入到功^^夹中，其提絲套 ^登机桥的参考点与邻i^j:登4贿的参考点之间的所有距离以及每套^1登才;1#的参考 点与邻近^:登机桥的轴线之间的所有距离中的最小值，将所述最小值输入到 第二功fM努夹中，其提^f壬意时刻时登才A^之间的最小距离，将该最小距离与 参照值进行比较，洒在需要的情况下触发登机桥的#^1移动或停止。
10. 根据权利要求9所述的系统，其特征在于，该参照值由使用者设定。
11. 根据权利要求3、 4、 5或6所述的系统，其特44于，在每套^J:登 才踏的舱室连接区和抢室上的参考点处安装测量长度和角度的传感器，该传感 器与安^每套^i登机桥上的遥控^^或独立PLC连接。
12. 才財居权利要求ll所述的系统，其特4球于，所述系统包括与安絲登 才贿上的遥控才势夹或PLC相连的中央PLC，其具有计算所itiE巨离的控制软件， 用来触发登才/i^的jtt移动或停止。
13. 根据权利要求12所述的系统，其特征在于，为了控制登才A^的位置， 在进^#^乍之前，中央PLC检查安絲^l登才贿上的测量传感器的状态，其 参与到确定所述参考点的计算中，并且4佥查所述中央PLC和安^登才/l^上的 遥控才势夹或独立PLC之间的通信，以力十所述^^#进#^准。
14. 根据权利要求l所述的系统，其特4球于，所述固定轴坐标系中的X 轴与所述固定通iiil入口圆厅颈道的轴线相一致。
15. 根据权利要求l所述的系统，其特^i^于，每套^l登才贿的移动通 道的轴线穿过所述登机桥的固定轴坐标系的原点及移动轴坐标系的原点。
16. 根据权利要求12所述的系统，其特4雖于，所述控制设备是独立的逻 辑可编程控制器。
17. 根据权利要求12和16所述的系统，其特44于，防碰撞系统的控制软件在登才;i^的逻辑可编程控制器自身中运行。
18. 根据权利要求9所述的系统，其特44于，当参考点之间、轴线之间或参考点与轴线之间的距离i^'j限制值时，触发警报以警告即将发生碰撞。
全文摘要
防止飞行器乘客登机桥之间的碰撞的系统，包括a)为每套乘客登机桥确定原点位于入口圆厅中心(30，30’，30”)处的固定轴坐标系，及原点在舱室连接区中心(25，25’，25”)处的移动轴坐标系；b)在任何时刻，为每套乘客登机桥确定一系列参考点，该参考点是通过其相对于第一个或第二个轴坐标系的坐标而确定的，并据此计算出每套乘客登机桥与邻近乘客登机桥的参考点之间的距离。
文档编号G08G1/16GK101599221SQ20091014979
公开日2009年12月9日 申请日期2009年5月27日 优先权日2008年5月28日
发明者A·弗罗雷斯卡斯特罗, J·弗南德茨迪亚茨 申请人:泰森克鲁普电梯创新中心股份公司