science >> Wetenschap >  >> anders

Moeten black box-gegevens in de cloud worden opgeslagen?

Een old-school cockpit voice recorder en flight data recorder (rechts) tentoongesteld van United Airlines vlucht 232, die in 1989 crashte. Renato Rotolo/AFP Photo/Getty Images

De verdwijning van Malaysia Airlines-vlucht 370 in 2014 deed een terugkerend debat herleven over de vraag of de zwarte dozen van vliegtuigen gelijke tred hielden met de tijd. In ons tijdperk van big data en cloudopslag, wanneer satellieten en zendmasten alles pompen, van sport tot aandelenkoersen tot onze smartphones, waarom vergrendelen we nog steeds kritieke gegevens op een doos die met het vliegtuig kan neerstorten?

Het was geen nieuw argument. Soortgelijke vragen kwamen naar voren tijdens pogingen om de zwarte doos van Air France-vlucht 447 te lokaliseren, die in 2009 in de Atlantische Oceaan stortte het doden van 228 mensen. Zoekers hebben twee jaar lang op dat apparaat gezocht, die zo diep lagen -- 12, 800 voet (3, 900 meter) -- dat om het te redden een speciale robotonderzeeër nodig was. Als de zwarte doos van Honeywell niet de vereiste specificaties had overtroffen, het apparaat zou al lang geleden zijn bezweken aan water en druk. Aangenomen wordt dat MH370 nog duizenden meters dieper ligt [bronnen:Adler; Puur; Washington Post].

Maar de vlucht van Malaysia Airlines bracht een andere potentiële zwakte aan het licht, omdat het al snel duidelijk werd dat gegevens die essentieel waren voor het begrijpen van het lot van de vlucht waarschijnlijk lang voor het vliegtuig waren verdwenen. Om te zien waarom, laten we eens kijken hoe zwarte dozen werken [bron:Adler].

Zwarte dozen bevatten twee recorders. De cockpit voicerecorder ( CVR ) slaat geluid op van de microfoons en oortelefoons van de bemanning en van gebiedsrecorders die op het dak van de cockpit zijn gemonteerd. Naast het opnemen van bemannings- of torenuitwisselingen, het vangt omgevingsgeluid of alarmen op [bronnen:Adler; Demerjiaans; Kavi; National Geographic].

De vluchtgegevensrecorder ( FDR ) archiveert momentopnamen van vliegtuigprestaties op basis van gegevens die vanuit het hele vliegtuig eraan zijn toegevoerd. Om de paar seconden, een eenheid voor het verzamelen van vluchtgegevens info-dumps minstens 88 verschillende factoren -- rubriek, brandstof, hoogte, luchtsnelheid, verticale versnellingen, gas- en vluchtcontroleposities, vleugelklep bewegingen, dat soort dingen -- naar de FDR. Sommige commerciële luchtvaartmaatschappijen volgen honderden of zelfs duizenden datapunten. Welke informatie de recorder verzamelt, hangt af van of het vliegtuig opstijgt, landen of cruisen, en de updatesnelheid kan tijdens een crisis in een hogere versnelling komen [bronnen:Adler; Demerjiaans; Kavi; National Geographic].

Maar terwijl de datarecorder werkt op een 25-uurs lus, de voicerecorder overschrijft zichzelf elke twee uur. In een geval als MH370, dat zou de belangrijkste momenten van de vlucht wegvagen - in het bijzonder, het gebabbel in de cockpit dat plaatsvond tijdens de koersverandering van het vliegtuig [bronnen:Millward; Wald].

Alleen omdat een systeem een ​​paar gebreken heeft, wil nog niet zeggen dat je het voor iets nieuws weggooit. Alle systemen hebben storingspunten; de kunst van techniek, en van goed beleid, ligt in het balanceren ervan tegen meer nuttige functies. Heeft de zwarte doos een update van de 21e eeuw nodig? En, als, is cloudopslag praktisch, betaalbaar, betrouwbaar en veilig genoeg om de status quo aan te vullen of te vervangen?

Een eenvoudige oplossing zoeken

Diagram van een standaard zwarte doos © 2014 HowStuffWorks

Voordat we de zwarte doos met het badwater weggooien, laten we eens kijken welke factoren het apparaat sinds het begin zo'n succes hebben gemaakt.

Eerst, laten we een paar problemen met de naam ophelderen:een zwarte doos is niet zwart, het is vaak geen doos en bevat meer dan één opnameapparaat (hoewel ze een enkele, robuuste eenheid). Zelfs voordat luchtvaartnormen een gemakkelijker te herkennen oranje of gele verflaag vereisten, Boeing-vliegtuigen verpakten die van hen in gele bollen, en Britse vliegtuigen droegen die van hen in zogenaamde "Red Eggs". Vandaag, De voorschriften van de Amerikaanse Federal Aviation Administration staan ​​nog steeds sferische, cilindrische en koepelvormige recorders, zolang ze maar groot genoeg zijn om uit het puin van een vliegtuig te plukken [bron:Engber].

Zwarte dozen hebben een lange weg afgelegd sinds 1953, toen de Australische onderzoeker David Warren zijn "Flight Memory Unit" startte om de frequente crashes van 's werelds eerste straalvliegtuig te onderzoeken, de De Havilland-komeet. Van draad- en folierecorders die slechts een handvol vluchtgegevens vastlegden, ze stapten over op magneetband en, vandaag, een solid-state digitale recorder. Dit middel, een familielid van het computerflashgeheugen of de SD-kaart van een camera, zorgt voor een eenvoudigere inspectie, snellere downloads en betere overlevingskansen in vocht en hitte. Nu standaarduitrusting in alle behalve de kleinste vliegtuigen, zwarte dozen werken op een stand-alone batterij, zodat ze kunnen functioneren tijdens problemen met de stroomvoorziening van vliegtuigen [bronnen:Adler; Demerjiaans; Kavi; Paur].

Met overleven voorop, zowel spraak- als datarecorders zijn geïsoleerd en gepantserd, beoordeeld om te verdragen 2, 030 F (1, 110 C) branden, enkele uren van 500 F (260 C) hitte, piercings, blootstelling aan zout water, 20, 000 voet (6, 096 meter) zeedruk, impacts van bijna 270 knopen (311 mph of 500 km/h) en krachten van 3, 400 gram. Om de overlevingskansen van een botsing verder te maximaliseren, velen bezetten het staartgedeelte van het vliegtuig en/of zijn in staat zichzelf uit te werpen. Emergency 30-dagen ultrasone bakens, die signalen kan geven vanaf diepten van 14, 000 voet (4, 270 meter), hulp bij diepzeevinden [bronnen:Adler; Demerjiaans; Kavi; National Geographic; Puur; Wald].

Vluchtgegevensoverdracht als concept dateert van tientallen jaren. NASA gebruikt al een intern ontwikkeld systeem om vlucht- en spraakgegevens te verzenden, en sommige commerciële vliegtuigen sturen technische gegevens naar onderhoudscentra. Met GPS uitgeruste vliegtuigen pingen elk uur satellieten in de buurt, net zoals mobiele telefoons inchecken bij lokale zendmasten voor call-routing-doeleinden. Zoekers hebben dit feit gebruikt om een ​​ruwe oplossing te vinden voor neergestorte vliegtuigen, vooral in de oceaan waar de radar niet reikt, maar het nut ervan is beperkt [bronnen:Adler; Demerjiaans; Kavi; Wald].

Dit alles suggereert dat de stukken in ieder geval op hun plaats zijn als autoriteiten besluiten om streaminggegevens en/of externe opslag na te streven. Zoals het blijkt, Hoewel, dat is een behoorlijk grote "als."

Als ze niet zwart zijn, Waarom noemen ze ze zwarte dozen?

We kennen allemaal wel iemand met een bijnaam die zo oud is dat niemand het zich kan herinneren (of, minstens, mee eens) waar het vandaan komt. De zwarte doos is niet anders, maar we hebben de twee beste gissingen hieronder vermeld.

  1. Een voorouder van de vluchtgegevensrecorder, uitgevonden door luchtvaartingenieur François Hussenot, werkte als een camera, en had dus een "zwarte doos"-interieur nodig om zijn film te belichten.
  2. David Warren, die de moderne zwarte doos bedacht, zei dat een Britse regeringsfunctionaris de term in 1958 heeft verstrekt op basis van het jargon van de luchtmacht uit de Tweede Wereldoorlog voor "subtiele avionica" [bronnen:Engber; Kavi].
Lees verder

Een nieuwe deal voor FDR's?

Nu we in de doos hebben gekeken, laten we eens kijken naar een paar waarschijnlijke instellingen voor het opslaan van gegevens van cockpit voice recorders (CVR's) en flight data recorders (FDR's) op externe servers.

Met behulp van aan de bovenkant gemonteerde antennes, hoogvliegende vliegtuigen kunnen verbinding maken met satellieten, terwijl lager vliegende vaartuigen gegevens naar grondstations konden verzenden. De satellietbandbreedte en -dekking voor een dergelijk systeem bestaat al (of zal binnenkort); de software- en hardware-infrastructuur die nodig is voor het schakelen tussen verschillende zendmasten en satellieten is een andere zaak [bronnen:Adler; Kavi].

Wat de levering betreft, luchtvaartmaatschappijen hebben naast streamen nog veel meer mogelijkheden. Het systeem kan bandbreedte besparen door intermitterende updates te verzenden, verzenden in bursts of alleen het bijwerken van parameters die significante verandering vertoonden. Vliegtuigen kunnen tijdens het opstijgen nog steeds overschakelen naar een hogere bitsnelheid, landingen en noodsituaties. In het laatste geval, zo'n systeem zou vroege hints kunnen geven over wat er mis is gegaan en de laatste positie van het vliegtuig kunnen pingen. Wat het systeem ook is, het verzenden van black box-gegevens vereist een zorgvuldig georkestreerde server en communicatie-backbone die in staat is om bandbreedte uit te delen te midden van een steeds veranderend landschap van vluchtomstandigheden, dienstregelingen en noodgevallen. Luchtvaartmaatschappijen zouden waarschijnlijk hun eigen servers gebruiken [bronnen:Adler; Kavi].

Op korte termijn, technologie die al op de markt is, biedt eenvoudigere manieren om zwarte dozen te verbeteren. Denk aan de bescheiden mp3-speler. Volgens het Amerikaanse vliegtuigbedrijf LoPresti Speed ​​Merchants, die van plan is de apparaten als FDR's toe te voegen aan zijn Fury-zuigervliegtuig, met de juiste software kunnen dergelijke apparaten meer dan 500 uur aan vluchtgegevens registreren [bron:National Geographic].

Waar het op neerkomt, is dat gegevensopslag goedkoper kan zijn dan een SkyMall-catalogus, maar satellietbandbreedte is dat niet. Volgens een studie uit 2002, een Amerikaanse luchtvaartmaatschappij met wereldwijde tussenstops zou $ 300 miljoen per jaar moeten betalen om al haar vluchtgegevens te verzenden - en dat veronderstelt dat toekomstige satelliettransmissiekosten dalen tot de helft van hun huidige tarieven. In de tussentijd, de meeste vliegtuigcrashes vinden plaats tijdens het opstijgen of landen - gevallen waarin het ophalen van een zwarte doos betekent dat je hem moet spotten, lopen en oppakken. Zoekers vinden ze over het algemeen terug, zelfs na zware crashes. vanaf 2011, de laatste Amerikaanse of Europese uitzondering op deze regel deed zich voor in de vliegtuigen die tijdens de aanslagen op het World Trade Center in 2001 verdampten. Luchtvaartmaatschappijen, al opererend binnen marges die dunner zijn dan een passagiersdeken voor een vliegtuig, zullen waarschijnlijk afzien van zo'n prijskaartje als ze zo'n beperkte behoefte waarnemen [bronnen:Adler; Bachmann].

Uiteindelijk, behoudens een onwaarschijnlijk mandaat van de Federal Aviation Administration, luchtvaartmaatschappijen moeten dergelijke zorgen afwegen tegen de waarde van het redden van toekomstige levens, efficiëntie verbeteren door verzamelde vluchtgegevens te ontginnen, en het oplossen van rechtszaken van miljarden dollars - al dan niet voordelig - door middel van back-ups van vitale gegevens [bronnen:Adler; Kavi; Wald].

Waarom daar stoppen?

Het verplaatsen van black box-gegevens van vliegtuigen zou andere out-the-box-opties kunnen openen. Computerprogramma's kunnen telemetrie van vliegtuigen monitoren, luchtvaartmaatschappijen helpen problemen op te sporen die instrumenten aan boord zouden kunnen missen en vliegtuigen in nood helpen. Piloten op de grond kunnen vliegtuigen op afstand besturen, zoals grote drones, hetzij tijdens noodsituaties of als onderdeel van een vloot van onbemande vrachtvervoerders [bron:Adler; Kavi].

Veel meer informatie

Notitie van de auteur:Moeten black box-gegevens in de cloud worden opgeslagen?

De kosten zijn niet de enige factor die het streamen van vluchtgegevens verhindert - of, minstens, cockpit voice recorder gegevens. Pilotenvakbonden hebben lang geaarzeld om hun stemopnames (of voorgestelde video-opnames) beschikbaar te maken voor iedereen buiten ongevalonderzoekers, en zelfs zij hebben de neiging om alleen de transcripties te lezen.

Hier is een leuk feit dat u misschien niet weet:CVR's hebben een wisknop, waarop piloten drukken na het voltooien van een veilige landing (ze werken niet tijdens het opstijgen of vliegen). Waar, gecodeerde streaming kan dezelfde privacy behouden en vervolgens verwijdering na de landing mogelijk maken, maar zouden piloten het zo zien?

Mogelijk, nieuwe regelgeving - misschien aangespoord door publieke verontwaardiging over een nieuwe ramp - zou een soort FAA-mandaat kunnen aandrijven. Maar tenzij gedwongen, het lijkt veel minder waarschijnlijk dat zwarte dozen naar de cloud zullen stromen, en waarschijnlijker dat externe technologieën zich bij hen zullen voegen in een ondersteunende of ondersteunende rol.

gerelateerde artikelen

  • 10 luchtvaartinnovaties waar we zonder op de grond zouden zitten
  • Hoe zwarte dozen werken
  • Hoe kan een vliegtuig op het verkeerde vliegveld landen?
  • Hoe cloudopslag werkt
  • Hoe externe bestandstoegang werkt
  • Hoe zoeken en redden werkt

bronnen

  • Adler, Jerry. "Verban de Black Box:er is een betere manier om gegevens over vliegtuigcrashes vast te leggen." Bedrade. 28 juni 2011. (9 april 2014) http://www.wired.com/2011/06/ff_blackboxes/
  • Bachman, Justinus. "Waarom houden luchtvaartmaatschappijen 'Black Box'-vluchtgegevens vast in vliegtuigen?" Bloomberg Zakenweek. 10 maart, 2014. (11 april, 2014) http://www.businessweek.com/articles/2014-03-10/malaysia-air-crash-why-do-airlines-keep-black-box-flight-data-trapped-on-planes
  • Demerjiaans, Dave. "Inside Aircraft Black Box Recorders." Bedrade. 6 maart 2009. (7 april, 2014) http://www.wired.com/2009/03/cockpit-voice-r/
  • Enger, Daniël. "Wie heeft die zwarte doos gemaakt?" The New York Times-magazine. 4 april, 2014. (7 april, 2014) http://www.nytimes.com/2014/04/06/magazine/who-made-that-black-box.html
  • Kavi, Krishna. "Voorbij de zwarte doos." IEEE-spectrum. 30 juli 2010. (11 april, 2014) http://spectrum.ieee.org/aerospace/aviation/beyond-the-black-box/0
  • Millward, David. "Vraagt ​​om Black Box-gegevens van vliegtuigen op te slaan in de cloud." De Telegraaf (VK). 27 maart 2014. (8 april, 2014) http://www.telegraph.co.uk/news/worldnews/asia/malaysia/10728025/Calls-for-aircraft-black-box-data-to-be-stored-in-the-cloud.html
  • National Geographic Kanaal. "Wat is een zwarte doos?" (7 april, 2014) http://natgeotv.com/uk/air-crash-investigation/black-box
  • Puur, Jason. "17 maart, 1953:De zwarte doos is geboren." Bedraad. 17 maart 2010. (7 april, 2014) http://www.wired.com/2010/03/0317warren-invents-airplane-black-box/
  • Wald, Mattheus. "Q. en A. op Malaysia Airlines-vlucht 370." New York Times. 11 maart, 2014. (8 april, 2014) http://www.nytimes.com/2014/03/11/world/asia/q-and-a-on-the-disappearance-of-malaysia-airlines-flight-mh370.html?_r=1
  • De Washington Post. "De diepte van het probleem." http://apps.washingtonpost.com/g/page/world/the-depth-of-the-problem/931/