一種基於雲服務的通用航空飛機故障智能處理系統的製作方法
2023-11-08 15:42:47
一種基於雲服務的通用航空飛機故障智能處理系統的製作方法
【專利摘要】本發明屬於飛機航電系統技術，涉及一種基於雲服務的通用航空飛機故障智能處理系統，其特徵在於：包括機載終端、機務維修終端、塔臺終端、雲服務端、外部飛機維修端和技術支持端。機載終端包括通航飛機數據通訊接口、控制模塊、網絡通訊模塊、衛星定位模塊、自動報警模塊、狀態顯示模塊，各模塊都與控制模塊相連。通航飛機數據通訊接口通過通航飛機通訊總線與採集傳感器相連。本發明能夠實現對通航飛機可能發生的故障起到預警作用，並能提供故障處理的解決方案。
【專利說明】一種基於雲服務的通用航空飛機故障智能處理系統
【技術領域】
[0001]本發明屬於飛機航電系統技術，涉及一種基於雲服務的通用航空飛機故障智能處理系統。
【背景技術】
[0002]自2010年國家發出開放低空空域、支持通用航空發展的政策以來，相繼出臺了《低空空域管理規定》、《通用航空飛行任務審批與管理規定》等政策性文件，極大促進了中國通航市場發展。隨著我國經濟的快速發展，近年來我國通用飛機的數量較以往有大幅度的增長，截止到2013年年底，通用航空全行業飛機數量達1600多架。與此相對應，我國通用航空飛機製造及服務發展嚴重滯後。國家防空安全和低空飛行安全技術保障手段缺失是我國通用航空發展所面臨的重大現實問題。安全作為航空飛行領域最重要的原則，一直以來被視為飛行「最後防線」，一旦越線後果不堪設想。在影響「飛行安全」的諸多因素中，飛機機械故障是一個非常重要原因。據民航統計，每年有10%的飛行事故是由機械故障所導致的。目前的飛機機械的大部分的檢修工作都是待飛機落之後才能進行，這樣對於在飛行過程中一些可能隨時發生的故障，無從得知，從而存在安全隱患。
[0003]現有技術中，航行中飛機的故障檢測是通過飛機上的傳感器將其監測到的數據傳遞給飛機機組人員，再由機組人員將所得數據匯報給地面塔臺工作人員，再經地面塔臺工作人員對數據進行分析並將結果反饋給機組人員，並對機組人員進行引導。該技術方案同樣存在不足:(1)由於在飛機上監測到的故障信息需人工分析處理，因此故障處理的響應速度慢；(2)由於使用傳統信號傳輸方式進行數據傳輸，容易產生信號不穩定，並有數據丟失的可能；(3)由於地面塔臺工作人員不能對飛機狀態進行實時監控，而不能及時發現並解決問題；(4)缺少更多的技術支持；(5)故障數據不能及時自動更新。
[0004]如何克服以上現有技術的不足已成為當今通用航空飛機故障處理領域亟待解決的問題。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是為克服現有技術的不足而提供一種基於雲服務的通用航空飛機故障智能處理系統，該系統能夠具體檢測飛機零部件故障並給與機務維修人員故障提示並通過雲服務端提供相應的解決方案並讓飛行員及時了解飛機狀況，最大限度的降低飛機安全隱患的。
[0006]根據本發明提出的一種基於雲服務的通用航空飛機故障智能檢測系統，其特徵在於包括機載終端、機務維修終端、塔臺終端、雲服務端、外部飛機維修端和技術支持端。所述機載終端包括通航飛機數據通訊接口、控制模塊、網絡通訊模塊和狀態顯示模塊。各模塊都與控制模塊相連。通航飛機數據通訊接口通過通航飛機通訊總線與採集傳感器相連。
[0007]本發明的工作原理是:在通航飛機機載終端供電時，機載終端開始工作，機載終端通過通航飛機數據通信接口實時讀取飛機的各項重要參數以及飛機的資料數據，這些數據與機載終端唯一的識別碼組合在一起，然後由網絡通訊模塊通過無線通訊方式發送至雲服務端。當雲服務端上的一個資源節點接收到機載終端實時發送的數據後，將傳輸過來的實時數據中各類參數值分別與對應的參數正常範圍值進行比較，若檢測到有參數超出正常範圍或參數異常，則可以根據參數的類型判斷飛機何種部件出現何種故障，同時從雲服務端存儲器中讀取對應的故障提示和對應解決方案，雲服務端將各資源節點的使用情況整理後發送給機載終端和機務維修終端，雲服務端在發送數據時會自動挑選資源空閒最多的資源節節點。機載終端會發出警報提示機組人員。機務維修終端的機務維修人員根據顯示的故障信息在飛機起飛前或落地後進行相應的維修。同時塔臺管制員通過相應數據的顯示，引導飛行員做出正確決斷，幫助飛機安全航行。
[0008]本發明與現有技術相比其顯著優點:第一，本發明結構簡單，飛機只需要安裝簡單的機載終端，通過通訊網絡與雲服務端連接，由雲服務端完成具體的故障診斷，使得機務人員及其他人員能夠隨時監控飛機的運行狀態，無需人工去監控。第二，本發明在飛行過程中及在地面都可以自動把飛機部件的運行情況自動實時傳送給地面機務維修人員。第三，本發明反應迅速。通過傳感器的實時監控，發現問題後及時通過無線傳輸，經過雲服務端的處理，及時提供技術解決方案。第四，本發明能夠提供全面的技術解決方案。雲服務端的存儲器中擁有各類詳細的技術數據，可以根據採集的數據提供更全面和完整的技術支持。第五，本發明採用北鬥衛星通訊、二次雷達通訊、ADS-B通訊、甚高頻通訊的無線電通訊方式，通訊和數據傳輸能力強。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明提出的基於雲服務的通用航空飛機故障智能處理系統的結構示意圖。
[0010]圖2是本發明提出的基於雲服務的通用航空飛機故障智能處理系統的機載終端的結構示意圖。
[0011]圖3是本發明提出的基於雲服務的通用航空飛機故障智能處理系統的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0012]以下結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細描述。
[0013]如圖1所示，本發明主要由機載終端、機務維修終端、塔臺終端、雲服務端、外部飛機維修端、技術支持端組成。
[0014]機載終端為安裝在飛機上的裝置，主要具有用戶功能和數據採集傳輸功能。如圖2所示，機載終端包括控制模塊、網絡通訊模塊、狀態顯示模塊、衛星定位模塊、自動報警模塊。通航飛機數據通訊接口、網絡通訊模塊和狀態顯示模塊都連接到控制模塊上；通航飛機數據通訊接口通過通航飛機通訊總線ARINC429或MIL-STD-1553與各類採集傳感器相連，按照安全要求設定的讀取間隔，對目標通航飛機的重要參數實時進行讀取；通航飛機通訊總線ARINC429或MIL-STD-1553與機上各類傳感器連接，各部件將數據通過通航飛機通訊總線ARINC429或MIL-STD-1553傳輸，通航飛機通訊接口通過飛機總線ARINC429或MIL-STD-1553可以讀取各類採集傳感器檢測到的數據，例如飛機的速度、航程、航向、高度等。網絡通訊模塊通過無線電通訊方式，如北鬥衛星通訊、二次雷達通訊、ADS-B通訊、甚高頻通訊或其他通訊衛星向雲服務端發送數據並接收雲服務端發送的數據。網絡通訊模塊為數據鏈路傳輸模塊。狀態顯示模塊為一顯示屏，顯示故障內容、維修提示、維修解決方案，顯示屏可以為觸摸式顯示屏，具有互動功能。衛星定位模塊包含北鬥系統和GPS系統。機載終端自動報警模塊與機載終端控制模塊相連接，通過機載終端控制模塊晶片控制，當發生故障時，晶片會接收來自雲服務端的數據，並指示報警模塊完成相應指令動作，如播放聲首、燈光、視頻等。
[0015]機務維修終端，為監控終端，發生故障時接收從雲服務端傳送回來的數據,並把傳送回來的數據實時的顯示到終端顯示屏上，供機務人員實時了解飛機的運行狀況，並在飛機前或落地後進行相應的維修，保證飛機在飛行的過程中絕對的安全。另外機務維修終端的數據顯示每5秒會自動刷新一次，並具有自動報警模塊，當接收到故障信息時，會發出警報。當機務人員處理完故障信息之後會把相應處理結果輸入到雲端保存，建立相應的維修檔案，以便於下次能夠做相應的參考。
[0016]塔臺終端，同為監控終端，發生故障時接收從雲服務端傳輸過來的數據，並把傳來數據實時顯示到終端屏上，顯示每5秒刷新一次，具有自動報警模塊，當接收到故障信息時，會發出警報。塔臺管制員通過分析傳來的數據，引導飛行員做出正確決斷，如停止起飛或通知飛機返航等，以保證飛行安全。
[0017]雲服務端，為伺服器端，伺服器接入網絡，通過網絡與各通航飛機機載終端相連接，伺服器接收從通航飛機機載終端發送過來的數據，通過雲計算方式，自動進行故障判斷，然後將檢測到的故障內容發送給機載終端和機務維修終端。雲服務端可以由多個通訊網絡相連的資源節點構成，每個資源節點包括一臺或多臺伺服器建立的伺服器資源池，月艮務器為物理伺服器或虛擬的伺服器，伺服器接入通訊網絡，支持基於該通訊網絡協議的通訊方式進行訪問。資源節點還包括有存儲器，該存儲器可以為單獨設置或與伺服器一體設置，在存儲器中預先存儲有基於《民航機務維修管理手冊》的通航飛機各部件重要參數正常範圍值及對應的維修警告提示，這些維修警告提示還涉及到具體的分析規則與算法，如故障可能是由什麼原因引起的，故障的輕重程度等。雲服務端的每個節點都具有充足的帶寬，能夠接收足夠的用戶請求，具有強大雲計算分析能力，能夠同時對多個時間進行計算處理。另外，雲服務端具有強大的故障診斷功能，能不斷通過升級以增加雲服務端的業務處理能力及各種新功能。雲服務端將巨大的資源池通過與網絡相連接。並還能夠根據業務需要加入更多資源節點，使得雲服務端能偶順暢地給用戶提供各種不同服務。如圖3所示，雲服務端的工作方式為:當雲服務端上的一個資源節點接收到機載終端實時發送的數據後，將傳輸過來的實時數據中各類參數值分別與對應的參數正常範圍值進行比較，若檢測到有參數超出正常範圍或參數異常，則可以判斷飛機部件出現何種故障，同時從雲服務端存儲器中讀取對應的故障提示和對應解決方案，將其和故障內容一同發給機務維修終端、機載終端和塔臺終端。
[0018]外部飛機維修端設置有多個，它是與飛機生產商合作的維修廠。外部飛機維修端也設置有伺服器，伺服器通過網絡接入網際網路，與雲服務端相連，在雲服務端上存儲有各種飛機維修端的資料，如名稱、地址、地圖等。若監測到的數據通過雲端數據比對後發現是嚴重故障，通航企業內部機務維修人員無法處理的，則將通航飛機故障內容、飛機位置、飛機相關資料及各部件參數發送給選定的外部飛機維修端。
[0019]技術支持端通過網絡與雲服務端連接，當監測到的數據通過雲端數據比對後發現是新故障，由於存儲器內沒有與之對應的比較範圍值以及故障內容、故障維修提示，雲服務端無法判斷故障，則將數據通過網絡轉發給技術支持端，同時也將「未知故障正在發送飛機廠商處理中」的信息發送給機載終端和機務維修終端，另外也會發送維修端信息給用戶，用戶可以根據情況選擇使用。技術支持端收集雲服務端無法處理的數據或新數據，供技術人員對這些數據進行分析和處理，技術支持將得到處理的數據發送給雲服務端，雲服務端接收到數據之後，會對原有的數據進行更新。雲服務端無法判斷故障，則將數據轉發給技術支持端，同時雲服務端還將飛機飛行中的信息也發送給技術支持端，有技術支持端的技術人員進行分析，通航飛機飛行過程中的各信息由通航飛機機載終端收集，其包括航度、航程、航向、高度等信息。在對新故障做出處理後，技術支持端將與該未知數據或新數據用作比較的正常範圍值，以及把相應的故障內容、故障解決方案和故障維修提示一起發送給雲服務端，雲服務端將這些數據存儲到存儲器中，更新存儲數據。該技術支持端使得雲服務端可以隨時更新，保證了雲服務端的長久不衰。
【權利要求】
1.一種基於雲服務的通用航空飛機故障智能處理系統，其特徵在於:包括機載終端、機務維修終端、塔臺終端、雲服務端、外部飛機維修端和技術支持端。
2.根據權利要求1所述的一種基於雲服務的通用航空飛機故障智能處理系統，其特徵在於:機載終端包括通航飛機數據通訊接口、控制模塊、網絡通訊模塊、衛星定位模塊、自動報警模塊、狀態顯示模塊，各模塊都與控制模塊相連。
3.根據權利要求1所述的一種基於雲服務的通用航空飛機故障智能處理系統，其特徵在於:雲服務端由多個基於雲計算平臺的資源節點組成。
4.根據權利要求1所述的一種基於雲服務的通用航空飛機故障智能處理系統，其特徵在於:塔臺終端和機務終端帶有自動報警模塊，自動報警模塊與控制模塊相連接。
5.根據權利要求2所述的一種基於雲服務的通用航空飛機故障智能處理系統，其特徵在於:通航飛機數據通訊接口通過通航飛機通訊總線與採集傳感器相連。
6.根據權利要求2所述的一種基於雲服務的通用航空飛機故障智能處理系統，其特徵在於:網絡通訊模塊採用的通訊方式為北鬥衛星通訊、二次雷達通訊、ADS-B通訊、甚高頻通訊。
7.根據權利要求2所述的一種基於雲服務的通用航空飛機故障智能處理系統，其特徵在於:衛星定位模塊包括北鬥晶片模塊、GPS模塊。
8.根據權利要求2和4所述的一種基於雲服務的通用航空飛機故障智能處理系統，其特徵在於:自動報警模塊可播放聲音、視頻或點亮指示燈。
【文檔編號】H04L29/08GK103944971SQ201410131693
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月3日 優先權日:2014年4月3日
【發明者】宋謹, 劉盛強, 張慶, 彭清衝, 況培, 田潔, 張荃, 陳斌, 李方林 申請人:湖北航雲端科技有限公司