Skal black box -data gemmes i skyen?

I 2014 forsvandt Malaysia Airlines Flight 370 genoplivede en tilbagevendende debat om, hvorvidt flyets sorte kasser holdt trit med tiden. I vores big-data-og-cloud-lagringstid, når satellitter og celletårne ​​pumper alt fra sport til aktiekurser til vores smartphones, hvorfor låser vi stadig vigtige data væk på en kasse, der kan gå ned med flyet?

Det var ikke et nyt argument. Lignende spørgsmål dukkede op under forsøg på at finde den sorte boks fra Air France Flight 447, der styrtede ned i Atlanterhavet i 2009, dræber 228 mennesker. Søgende brugte to år på at jagte den enhed, som lå så dybt - 12, 800 fod (3, 900 meter) - at redning af det krævede en særlig robot -sub. Havde ikke Honeywells sorte boks overgået de krævede specifikationer, enheden ville have bukket under for vand og tryk længe før. MH370 menes at ligge flere tusinde meter dybere [kilde:Adler; Paur; Washington Post].

Men Malaysia Airlines -flyvningen rejste en anden potentiel svaghed, da det hurtigt blev klart, at data, der er afgørende for at forstå flyvningens skæbne, sandsynligvis var forsvundet længe før flyet. For at se hvorfor, lad os se på, hvordan sorte kasser fungerer [kilde:Adler].

Sorte bokse indeholder to optagere. Det cockpit stemmeoptager ( CVR ) gemmer lyd fra besætningens mikrofoner og øretelefoner og fra områdeoptagere monteret på cockpittets tag. Ud over taping af besætnings- eller tårnbytter, den fanger omgivelsesstøj eller alarmer [kilder:Adler; Demerjian; Kavi; National geografi].

Det flydata optager ( FDR ) arkiverer øjebliksbilleder af flyets ydeevne baseret på data, der er tilført det fra hele flyet. Hvert par sekunder, -en flyvedataopsamlingsenhed info-dumper mindst 88 forskellige faktorer-overskrift, brændstof, højde, lufthastighed, lodrette accelerationer, gas- og flyvekontrolpositioner, vingeklappebevægelser, den slags - til FDR. Nogle kommercielle flyselskaber sporer hundredvis eller endda tusinder af datapunkter. Hvilken information optageren indsamler afhænger af, om flyet starter, landing eller cruising, og opdateringshastigheden kan sparke i højere gear under en krise [kilder:Adler; Demerjian; Kavi; National geografi].

Men mens dataregistratoren fungerer på en 25-timers loop, stemmeoptageren overskriver sig selv hver anden time. I et tilfælde som MH370, der ville udslette de vigtigste øjeblikke på flyvningen - specifikt cockpit -snakken, der fandt sted under flyets kursændring [kilder:Millward; Wald].

Bare fordi et system har et par fejl, betyder det ikke, at du smider det for noget nyt. Alle systemer har fejlpunkter; ingeniørkunsten, og med god politik, ligger i at afbalancere dem mod mere nyttige funktioner. Har den sorte boks brug for en opdatering fra det 21. århundrede? Og, hvis så, er cloud storage praktisk, overkommelig, pålidelig og sikker nok til at supplere eller erstatte status quo?

Tænker inde i kassen

Inden vi smider den sorte kasse ud med badevandet, lad os se på, hvilke faktorer der har gjort enheden til en sådan succes siden dens begyndelse.

Først, lad os klare et par problemer med navnet:En sort boks er ikke sort, Det er ofte ikke en boks, og den indeholder mere end en optageenhed (selvom de optager en enkelt, robust enhed). Selv før flyselskabets standarder krævede et lettere at få øje på orange eller gult malingjob, Boeing -fly pakket deres i gule kugler, og britiske fly bar deres i såkaldte "Røde æg". I dag, Amerikanske føderale luftfartsadministrations regler tillader stadig sfæriske, cylindriske og hvælvede optagere, så længe de er store nok til at plukke ud af et flys affald [kilde:Engber].

Sorte kasser er kommet langt siden 1953, da den australske forsker David Warren oprettede sin "Flight Memory Unit" for at undersøge hyppige styrt af verdens første jet-drevne passagerfly, De Havilland -kometen. Fra tråd- og folieoptagere, der kun fangede en håndfuld flyvedata, de gik videre til magnetbånd og i dag, en solid state digital optager. Dette medium, en slægtning til computerens flashhukommelse eller et kameras SD -kort muliggør lettere inspektion, hurtigere downloads og bedre overlevelseschancer i fugt og varme. Nu standardudstyr i alle undtagen de mindste fly, sorte kasser kører på et enkeltstående batteri, så de kan fungere under problemer med flyets strøm [kilder:Adler; Demerjian; Kavi; Paur].

Med overlevelse i højsædet, både tale- og dataoptagere er isoleret og pansret, vurderet til at holde ud 2, 030 F (1, 110 C) brande, flere timers varme på 500 F (260 C), piercinger, udsættelse for saltvand, 20, 000 fod (6, 096 meter) havtryk, stød, der nærmer sig 270 knob (311 mph eller 500 kph) og kræfter, der når 3, 400 g. For yderligere at maksimere crash -overlevelse, mange indtager flyets halesektion og/eller er i stand til selv at skubbe ud. Nødsituation 30-dages ultralydssignaler, som kan signalere fra 14 dybder, 000 fod (4, 270 meter), hjælp til dybhavshentning [kilder:Adler; Demerjian; Kavi; National geografi; Paur; Wald].

Flyvedatatransmission som koncept går årtier tilbage. NASA bruger allerede et internt udviklet system til at overføre flyve- og stemmedata, og nogle kommercielle fly sender tekniske data til vedligeholdelsescentre. GPS-udstyrede fly pinger nærliggende satellitter på timen, meget som mobiltelefoner tjekker ind med lokale mobiltelefontårne ​​til opkaldsrouteringsformål. Søgende har brugt denne kendsgerning til at få en grov løsning på nedskudte fly, især i havet, hvor radaren ikke når, men dets anvendelighed er begrænset [kilder:Adler; Demerjian; Kavi; Wald].

Alt dette tyder på, at stykkerne i det mindste er på plads, hvis myndighederne beslutter at forfølge streaming data og/eller fjernlager. Det viser sig, selvom, det er et ret stort "hvis".

Vi har alle kendt nogen med et kaldenavn så gammelt, at ingen kan huske (eller, i det mindste, enig), hvor det kom fra. Den sorte boks er ikke anderledes, men vi har listet de to bedste gæt nedenfor.

1. En forfader til flyvedataregistratoren, opfundet af luftfartsingeniør François Hussenot, fungerede som et kamera, og derfor krævede et "sort kasse" interiør, hvori filmen skulle udsættes.
2. David Warren, der udtænkte den moderne sorte boks, sagde, at en britisk regeringsembedsmand leverede udtrykket i 1958 baseret på luftvåbenets slang fra anden verdenskrig for "subtil avionik" [kilder:Engber; Kavi].

En ny aftale for FDR'er?

Nu hvor vi har kigget inde i kassen, lad os se på et par sandsynlige opsætninger til lagring af data fra cockpitstemmeoptagere (CVR'er) og flyvedataoptagere (FDR'er) på eksterne servere.

Ved hjælp af topmonterede antenner, højtflyvende fly kunne forbinde med satellitter, mens lavere flyvende fartøjer kunne sende data til jordstationer. Satellitbåndbredden og dækningen for et sådant system findes allerede (eller vil snart); den software- og hardwareinfrastruktur, der er nødvendig for at skifte mellem forskellige celletårne ​​og satellitter, er et andet spørgsmål [kilder:Adler; Kavi].

Hvad angår levering, flyselskaber har masser af muligheder udover streaming. Systemet kan spare båndbredde ved at sende periodiske opdateringer, sender i bursts eller kun opdaterer parametre, der viste signifikant ændring. Fly kunne stadig skifte til en højere bithastighed under start, landinger og nødsituationer. I sidstnævnte tilfælde, et sådant system kunne give tidlige tip om, hvad der gik galt og pinge flyets sidste position. Uanset system, overførsel af black box-data vil kræve en omhyggeligt orkestreret server og kommunikationskolonne, der kan udpege båndbredde midt i et stadigt skiftende landskab af flyforhold, skemaer og nødsituationer. Flyselskaber ville sandsynligvis køre deres egne servere [kilder:Adler; Kavi].

På kort sigt, tech, der allerede findes på markedet, tilbyder enklere måder at forbedre sorte kasser på. Overvej den ydmyge MP3 -afspiller. Ifølge det amerikanske flyselskab LoPresti Speed ​​Merchants, som planlægger at tilføje enhederne som FDR'er på sit Fury stempelfly, den rigtige software kunne gøre det muligt for sådanne enheder at registrere mere end 500 timers flyvedata [kilde:National Geographic].

Bundlinjen er, at datalagring kan være billigere end et SkyMall -katalog, men satellitbåndbredde er ikke. Ifølge en undersøgelse fra 2002, et amerikansk flyselskab med globale stop ville være på krogen for $ 300 millioner om året for at overføre alle sine flyvedata - og det forudsætter, at fremtidige satellitoverførselsomkostninger falder til halvdelen af ​​deres nuværende satser. I mellemtiden, de fleste flystyrt sker under start eller landinger - tilfælde, hvor hentning af en sort boks indebærer at få øje på den, gå over og hente den. Søgerne genopretter dem generelt, selv efter kraftige nedbrud. Fra 2011, den sidste amerikanske eller europæiske undtagelse fra denne regel fandt sted i flyene fordampet under 2001 World Trade Center -angrebene. Flyselskaber, allerede opererer inden for margener, der er tyndere end et fly med høflighedstæppe, vil sandsynligvis afstå fra sådan en pris, når de opfatter et så begrænset behov [kilder:Adler; Bachman].

Til sidst, udelukkende et usandsynligt mandat fra Federal Aviation Administration, luftfartsselskaber skal afveje sådanne bekymringer i forhold til værdien af ​​at redde fremtidige liv, forbedring af effektiviteten ved at udvinde samlede flyvedata, og løsning af retssager på milliarder dollar-med fordel eller ej-gennem sikkerhedskopiering af vitale data [kilder:Adler; Kavi; Wald].

Flytning af black box-data fra fly kan åbne andre muligheder uden for boksen. Computerprogrammer kan overvåge flytelemetri, hjælpe flyselskaber med at få øje på problemer, som instrumenter ombord kan savne, og hjælpe fly i nød. Jordbaserede piloter kan fjernstyre fly, som overdimensionerede droner, uanset om det er i nødstilfælde eller som en del af en flåde af ubemandede lastvogne [kilde:Adler; Kavi].

Masser mere information

Forfatterens note:Skal black box -data gemmes i skyen?

Omkostninger er ikke den eneste faktor, der forhindrer streaming af flyvedata - eller, i det mindste, cockpit stemmeoptager data. Pilotforeninger har længe afvist tanken om at stille deres stemmeoptagelser (eller foreslåede videooptagelser) til rådighed for alle uden for ulykkesforskere, og selv har de en tendens til kun at læse udskrifterne.

Her er en sjov kendsgerning, du måske ikke ved:CVR'er udstyrer en sletningsknap, hvilke piloter trykker på efter at have gennemført en sikker landing (de fungerer ikke under start eller flyvning). Sand, krypteret streaming kunne bevare det samme privatliv og derefter tillade sletning efter landing, men ville piloter se det sådan?

Potentielt, nye regler - måske ansporet af offentlig forargelse over en ny katastrofe - kunne drive en slags FAA -mandat. Men medmindre det er tvunget, det forekommer langt mindre sandsynligt, at sorte kasser vil strømme til skyen, og mere sandsynligt, at eksterne teknologier vil slutte sig til dem i en forstærkende eller assisterende rolle.

relaterede artikler

• 10 luftfartsinnovationer Vi ville sidde fast på jorden uden
• Sådan fungerer sorte kasser
• Hvordan kan et fly lande i den forkerte lufthavn?
• Sådan fungerer Cloud Storage
• Sådan fungerer ekstern filadgang
• Sådan fungerer eftersøgning og redning

Kilder

• Adler, Jerry. "Forvis den sorte boks:Der er en bedre måde at fange flystyrtdata på." Kablet. 28. juni kl. 2011. (9. april, 2014) http://www.wired.com/2011/06/ff_blackboxes/
• Bachman, Justin. "Hvorfor holder flyselskaber 'Black Box' flyvedata fanget på fly?" Bloomberg Businessweek. 10. marts 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
• Demerjian, Dave. "Inside Aircraft Black Box Recorders." Kablet. Marts 6, 2009. (7. april, kl. 2014) http://www.wired.com/2009/03/cockpit-voice-r/
• Engber, Daniel. "Hvem lavede den sorte æske?" New York Times Magazine. 4. april kl. 2014. (7. april, 2014) http://www.nytimes.com/2014/04/06/magazine/who-made-that-black-box.html
• Kavi, Krishna. "Ud over den sorte boks." IEEE -spektrum. 30. juli kl. 2010. (11. april, kl. 2014) http://spectrum.ieee.org/aerospace/aviation/beyond-the-black-box/0
• Millward, David. "Opfordrer til, at data om flyets Black Box gemmes i skyen." The Telegraph (Storbritannien). 27. marts 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 Channel. "Hvad er en sort boks?" (7. april kl. 2014) http://natgeotv.com/uk/air-crash-investigation/black-box
• Paur, Jason. "17. marts, 1953:The Black Box is Born. "Wired. 17. marts, 2010. (7. april, kl. 2014) http://www.wired.com/2010/03/0317warren-invents-airplane-black-box/
• Wald, Matthew. "Q. og A. om Malaysia Airlines Flight 370." New York Times. 11. marts, 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
• Washington Post. "Problemets dybde." http://apps.washingtonpost.com/g/page/world/the-depth-of-the-problem/931/