一种基于云服务的通用航空飞机故障智能处理系统的制作方法
【专利摘要】本发明属于飞机航电系统技术，涉及一种基于云服务的通用航空飞机故障智能处理系统，其特征在于：包括机载终端、机务维修终端、塔台终端、云服务端、外部飞机维修端和技术支持端。机载终端包括通航飞机数据通讯接口、控制模块、网络通讯模块、卫星定位模块、自动报警模块、状态显示模块，各模块都与控制模块相连。通航飞机数据通讯接口通过通航飞机通讯总线与采集传感器相连。本发明能够实现对通航飞机可能发生的故障起到预警作用，并能提供故障处理的解决方案。
【专利说明】一种基于云服务的通用航空飞机故障智能处理系统
【技术领域】
[0001]本发明属于飞机航电系统技术，涉及一种基于云服务的通用航空飞机故障智能处理系统。
【背景技术】
[0002]自2010年国家发出开放低空空域、支持通用航空发展的政策以来，相继出台了《低空空域管理规定》、《通用航空飞行任务审批与管理规定》等政策性文件，极大促进了中国通航市场发展。随着我国经济的快速发展，近年来我国通用飞机的数量较以往有大幅度的增长，截止到2013年年底，通用航空全行业飞机数量达1600多架。与此相对应，我国通用航空飞机制造及服务发展严重滞后。国家防空安全和低空飞行安全技术保障手段缺失是我国通用航空发展所面临的重大现实问题。安全作为航空飞行领域最重要的原则，一直以来被视为飞行“最后防线”，一旦越线后果不堪设想。在影响“飞行安全”的诸多因素中，飞机机械故障是一个非常重要原因。据民航统计，每年有10%的飞行事故是由机械故障所导致的。目前的飞机机械的大部分的检修工作都是待飞机落之后才能进行，这样对于在飞行过程中一些可能随时发生的故障，无从得知，从而存在安全隐患。
[0003]现有技术中，航行中飞机的故障检测是通过飞机上的传感器将其监测到的数据传递给飞机机组人员，再由机组人员将所得数据汇报给地面塔台工作人员，再经地面塔台工作人员对数据进行分析并将结果反馈给机组人员，并对机组人员进行引导。该技术方案同样存在不足:(1)由于在飞机上监测到的故障信息需人工分析处理，因此故障处理的响应速度慢；(2)由于使用传统信号传输方式进行数据传输，容易产生信号不稳定，并有数据丢失的可能；(3)由于地面塔台工作人员不能对飞机状态进行实时监控，而不能及时发现并解决问题；(4)缺少更多的技术支持；(5)故障数据不能及时自动更新。
[0004]如何克服以上现有技术的不足已成为当今通用航空飞机故障处理领域亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为克服现有技术的不足而提供一种基于云服务的通用航空飞机故障智能处理系统，该系统能够具体检测飞机零部件故障并给与机务维修人员故障提示并通过云服务端提供相应的解决方案并让飞行员及时了解飞机状况，最大限度的降低飞机安全隐患的。
[0006]根据本发明提出的一种基于云服务的通用航空飞机故障智能检测系统，其特征在于包括机载终端、机务维修终端、塔台终端、云服务端、外部飞机维修端和技术支持端。所述机载终端包括通航飞机数据通讯接口、控制模块、网络通讯模块和状态显示模块。各模块都与控制模块相连。通航飞机数据通讯接口通过通航飞机通讯总线与采集传感器相连。
[0007]本发明的工作原理是:在通航飞机机载终端供电时，机载终端开始工作，机载终端通过通航飞机数据通信接口实时读取飞机的各项重要参数以及飞机的资料数据，这些数据与机载终端唯一的识别码组合在一起，然后由网络通讯模块通过无线通讯方式发送至云服务端。当云服务端上的一个资源节点接收到机载终端实时发送的数据后，将传输过来的实时数据中各类参数值分别与对应的参数正常范围值进行比较，若检测到有参数超出正常范围或参数异常，则可以根据参数的类型判断飞机何种部件出现何种故障，同时从云服务端存储器中读取对应的故障提示和对应解决方案，云服务端将各资源节点的使用情况整理后发送给机载终端和机务维修终端，云服务端在发送数据时会自动挑选资源空闲最多的资源节节点。机载终端会发出警报提示机组人员。机务维修终端的机务维修人员根据显示的故障信息在飞机起飞前或落地后进行相应的维修。同时塔台管制员通过相应数据的显示，引导飞行员做出正确决断，帮助飞机安全航行。
[0008]本发明与现有技术相比其显著优点:第一，本发明结构简单，飞机只需要安装简单的机载终端，通过通讯网络与云服务端连接，由云服务端完成具体的故障诊断，使得机务人员及其他人员能够随时监控飞机的运行状态，无需人工去监控。第二，本发明在飞行过程中及在地面都可以自动把飞机部件的运行情况自动实时传送给地面机务维修人员。第三，本发明反应迅速。通过传感器的实时监控，发现问题后及时通过无线传输，经过云服务端的处理，及时提供技术解决方案。第四，本发明能够提供全面的技术解决方案。云服务端的存储器中拥有各类详细的技术数据，可以根据采集的数据提供更全面和完整的技术支持。第五，本发明采用北斗卫星通讯、二次雷达通讯、ADS-B通讯、甚高频通讯的无线电通讯方式，通讯和数据传输能力强。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本发明提出的基于云服务的通用航空飞机故障智能处理系统的结构示意图。
[0010]图2是本发明提出的基于云服务的通用航空飞机故障智能处理系统的机载终端的结构示意图。
[0011]图3是本发明提出的基于云服务的通用航空飞机故障智能处理系统的工作流程图。
【具体实施方式】
[0012]以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
[0013]如图1所示，本发明主要由机载终端、机务维修终端、塔台终端、云服务端、外部飞机维修端、技术支持端组成。
[0014]机载终端为安装在飞机上的装置，主要具有用户功能和数据采集传输功能。如图2所示，机载终端包括控制模块、网络通讯模块、状态显示模块、卫星定位模块、自动报警模块。通航飞机数据通讯接口、网络通讯模块和状态显示模块都连接到控制模块上；通航飞机数据通讯接口通过通航飞机通讯总线ARINC429或MIL-STD-1553与各类采集传感器相连，按照安全要求设定的读取间隔，对目标通航飞机的重要参数实时进行读取；通航飞机通讯总线ARINC429或MIL-STD-1553与机上各类传感器连接，各部件将数据通过通航飞机通讯总线ARINC429或MIL-STD-1553传输，通航飞机通讯接口通过飞机总线ARINC429或MIL-STD-1553可以读取各类采集传感器检测到的数据，例如飞机的速度、航程、航向、高度等。网络通讯模块通过无线电通讯方式，如北斗卫星通讯、二次雷达通讯、ADS-B通讯、甚高频通讯或其他通讯卫星向云服务端发送数据并接收云服务端发送的数据。网络通讯模块为数据链路传输模块。状态显示模块为一显示屏，显示故障内容、维修提示、维修解决方案，显示屏可以为触摸式显示屏，具有互动功能。卫星定位模块包含北斗系统和GPS系统。机载终端自动报警模块与机载终端控制模块相连接，通过机载终端控制模块芯片控制，当发生故障时，芯片会接收来自云服务端的数据，并指示报警模块完成相应指令动作，如播放声首、灯光、视频等。
[0015]机务维修终端，为监控终端，发生故障时接收从云服务端传送回来的数据,并把传送回来的数据实时的显示到终端显示屏上，供机务人员实时了解飞机的运行状况，并在飞机前或落地后进行相应的维修，保证飞机在飞行的过程中绝对的安全。另外机务维修终端的数据显示每5秒会自动刷新一次，并具有自动报警模块，当接收到故障信息时，会发出警报。当机务人员处理完故障信息之后会把相应处理结果输入到云端保存，建立相应的维修档案，以便于下次能够做相应的参考。
[0016]塔台终端，同为监控终端，发生故障时接收从云服务端传输过来的数据，并把传来数据实时显示到终端屏上，显示每5秒刷新一次，具有自动报警模块，当接收到故障信息时，会发出警报。塔台管制员通过分析传来的数据，引导飞行员做出正确决断，如停止起飞或通知飞机返航等，以保证飞行安全。
[0017]云服务端，为服务器端，服务器接入网络，通过网络与各通航飞机机载终端相连接，服务器接收从通航飞机机载终端发送过来的数据，通过云计算方式，自动进行故障判断，然后将检测到的故障内容发送给机载终端和机务维修终端。云服务端可以由多个通讯网络相连的资源节点构成，每个资源节点包括一台或多台服务器建立的服务器资源池，月艮务器为物理服务器或虚拟的服务器，服务器接入通讯网络，支持基于该通讯网络协议的通讯方式进行访问。资源节点还包括有存储器，该存储器可以为单独设置或与服务器一体设置，在存储器中预先存储有基于《民航机务维修管理手册》的通航飞机各部件重要参数正常范围值及对应的维修警告提示，这些维修警告提示还涉及到具体的分析规则与算法，如故障可能是由什么原因引起的，故障的轻重程度等。云服务端的每个节点都具有充足的带宽，能够接收足够的用户请求，具有强大云计算分析能力，能够同时对多个时间进行计算处理。另外，云服务端具有强大的故障诊断功能，能不断通过升级以增加云服务端的业务处理能力及各种新功能。云服务端将巨大的资源池通过与网络相连接。并还能够根据业务需要加入更多资源节点，使得云服务端能偶顺畅地给用户提供各种不同服务。如图3所示，云服务端的工作方式为:当云服务端上的一个资源节点接收到机载终端实时发送的数据后，将传输过来的实时数据中各类参数值分别与对应的参数正常范围值进行比较，若检测到有参数超出正常范围或参数异常，则可以判断飞机部件出现何种故障，同时从云服务端存储器中读取对应的故障提示和对应解决方案，将其和故障内容一同发给机务维修终端、机载终端和塔台终端。
[0018]外部飞机维修端设置有多个，它是与飞机生产商合作的维修厂。外部飞机维修端也设置有服务器，服务器通过网络接入互联网，与云服务端相连，在云服务端上存储有各种飞机维修端的资料，如名称、地址、地图等。若监测到的数据通过云端数据比对后发现是严重故障，通航企业内部机务维修人员无法处理的，则将通航飞机故障内容、飞机位置、飞机相关资料及各部件参数发送给选定的外部飞机维修端。
[0019]技术支持端通过网络与云服务端连接，当监测到的数据通过云端数据比对后发现是新故障，由于存储器内没有与之对应的比较范围值以及故障内容、故障维修提示，云服务端无法判断故障，则将数据通过网络转发给技术支持端，同时也将“未知故障正在发送飞机厂商处理中”的信息发送给机载终端和机务维修终端，另外也会发送维修端信息给用户，用户可以根据情况选择使用。技术支持端收集云服务端无法处理的数据或新数据，供技术人员对这些数据进行分析和处理，技术支持将得到处理的数据发送给云服务端，云服务端接收到数据之后，会对原有的数据进行更新。云服务端无法判断故障，则将数据转发给技术支持端，同时云服务端还将飞机飞行中的信息也发送给技术支持端，有技术支持端的技术人员进行分析，通航飞机飞行过程中的各信息由通航飞机机载终端收集，其包括航度、航程、航向、高度等信息。在对新故障做出处理后，技术支持端将与该未知数据或新数据用作比较的正常范围值，以及把相应的故障内容、故障解决方案和故障维修提示一起发送给云服务端，云服务端将这些数据存储到存储器中，更新存储数据。该技术支持端使得云服务端可以随时更新，保证了云服务端的长久不衰。
【权利要求】
1.一种基于云服务的通用航空飞机故障智能处理系统，其特征在于:包括机载终端、机务维修终端、塔台终端、云服务端、外部飞机维修端和技术支持端。
2.根据权利要求1所述的一种基于云服务的通用航空飞机故障智能处理系统，其特征在于:机载终端包括通航飞机数据通讯接口、控制模块、网络通讯模块、卫星定位模块、自动报警模块、状态显示模块，各模块都与控制模块相连。
3.根据权利要求1所述的一种基于云服务的通用航空飞机故障智能处理系统，其特征在于:云服务端由多个基于云计算平台的资源节点组成。
4.根据权利要求1所述的一种基于云服务的通用航空飞机故障智能处理系统，其特征在于:塔台终端和机务终端带有自动报警模块，自动报警模块与控制模块相连接。
5.根据权利要求2所述的一种基于云服务的通用航空飞机故障智能处理系统，其特征在于:通航飞机数据通讯接口通过通航飞机通讯总线与采集传感器相连。
6.根据权利要求2所述的一种基于云服务的通用航空飞机故障智能处理系统，其特征在于:网络通讯模块采用的通讯方式为北斗卫星通讯、二次雷达通讯、ADS-B通讯、甚高频通讯。
7.根据权利要求2所述的一种基于云服务的通用航空飞机故障智能处理系统，其特征在于:卫星定位模块包括北斗芯片模块、GPS模块。
8.根据权利要求2和4所述的一种基于云服务的通用航空飞机故障智能处理系统，其特征在于:自动报警模块可播放声音、视频或点亮指示灯。
【文档编号】H04L29/08GK103944971SQ201410131693
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月3日 优先权日:2014年4月3日
【发明者】宋谨, 刘盛强, 张庆, 彭清冲, 况培, 田洁, 张荃, 陈斌, 李方林 申请人:湖北航云端科技有限公司