一种双向交互的民用客机健康管理地面支持系统架构的制作方法

本发明涉及民航领域与软件开发领域，特别是涉及一种双向交互的民用客机健康管理地面支持系统架构。

背景技术：

随着电子技术、信息技术以及新材料等技术的迅猛发展，现代民用客机日益趋于大型化、复杂化、高速化和自动化。飞机系统规模与性能也随之增大，系统各部件间耦合性也更为紧密，这就导致引发飞机故障的因素众多，故障表现形式多样化，各故障间存在着复杂的耦合关系。这不仅给飞机的排故维修工作带来了难度，还给飞机的安全运营带来了隐患。

民用飞机健康管理地面支持系统是提高飞机可靠性、保证飞机安全运营的关键技术，也是实现视情维修的技术保障，对于民用飞机运营和产品技术支援具有重要意义。目前，我国民用客机研制工作刚刚起步，客机健康管理系统尚未建立开放的、通用的系统体系架构。而传统的软件架构虽然采用了开放模式，但只是系统开发一级的开放性，在特定的应用中还需要特定的软件支持，软件可复用性与可移植性较差，已无法满足不同用户多层次、多元化、持续的需求变化。因此，需要设计一种开放的、通用的民用客机健康管理地面支持系统架构，使系统具备双向交互与自更新能力，从而确保地面支持系统发挥其应有的效能。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有客机健康管理系统的软件架构存在的上述问题，提出了一种双向交互与民用客机健康管理地面支持系统架构，可以解决现有技术开放性不足导致软件可复用性与可移植性较差的问题，使得用户可以根据自身需求的变化更新系统所需功能，节约开发成本。

为了实现上述目的，本发明提供了一种双向交互的民用客机健康管理地面支持系统架构，从上至下依次包括：表现层、统一构件开发层、平台服务层与后台资源层；

所述表现层，用于处理用户与系统的交互，提供与其它系统的连接接口；

所述统一构件开发层，用于提供构件的加载、装配和卸载服务；根据用户需求实例化平台服务层各构件，生成构件实例；通过组合装配的方式生成满足用户要求的构件包；

所述平台服务层，用于提供系统通用的、基础性的构件；并为统一构件开发层生成的构件实例提供运行环境和硬件基础；

所述后台资源层，为所述平台服务层提供知识、算法、数据信息的管理与访问，完成平台服务层的数据请求；并将系统运行产生的实时数据存储在业务数据库中。

上述技术方案中，所述表现层的功能具体包括：

(1)、表现层接收用户的数据输入，将数据信息翻译后传递给统一构件开发层、平台服务层以及后台资源层；

(2)、对访问的用户进行权限验证；

(3)、系统运行产生的实时数据通过所述连接接口，传输给其它系统，为飞机的派遣维修提供辅助决策支持。

上述技术方案中，所述其它系统包括：主制造商、航空公司和第三方供应商。

上述技术方案中，所述平台服务层为统一构件开发层提供民用客机健康管理地面支持系统的基础性的、通用的构件以及构件调用的接口；构件采用IDL构件描述语言定义构件的接口数据、交互和日志内容。

上述技术方案中，所述统一构件开发层根据用户需求，对服务平台层提供的构件类进行实例化，使其满足不同用户差异化的需求。

上述技术方案中，所述统一构件开发层对各构件进行实例化，以组合装配方式将各实例化的构件组合在一起，形成相应的实例化构件包，从而为不同的用户提供服务，这些实例化构件包运行在平台服务层提供的运行环境中。

上述技术方案中，所述实例构件包通过接口传输至平台服务层中的应用服务器，应用服务器通过LAN或WAN与上层连接，接收处理请求，按照要求访问后台资源层数据库，将处理信息返回给表现层；同时，将系统运行产生的实时数据存储到所述后台资源层的数据库中，供后续使用。

上述技术方案中，所述系统运行产生的实时数据包括：监控数据、故障诊断结果、故障预测与健康评估分析结果。

上述技术方案中，所述后台资源层还提供了信息资源的扩展配置接口。

本发明的优势在于：

1、本发明建立了一种面向民用客机的开放、通用的系统架构，满足不同用户、多层次、多元化的健康管理应用需求；

2、本发明的系统架构使系统具备自更新、自重组能力，能够快速、灵活实现用户的业务需求，为系统的功能扩展打下基础；

3、使用本发明的系统架构设计的系统可以提高运行监控人员和航空公司维修保障人员的排故效率，为飞机的设计改进提供参考；

4、使用本发明的系统架构设计的系统可以提高飞机的签派可靠性，降低航空公司经营成本，为实现视情维修提供技术支撑。

附图说明

图1为本发明的双向交互的民用客机健康管理地面支持系统架构的示意图；

图2为本发明实施例所提供的民用客机健康管理地面支持系统双向交互与自更新工作示意图；

图3本发明实施例所提供的民用客机健康管理地面支持系统结构示意图。

具体实施方式

为了保证系统架构的开放性与通用性，本发明提供了一种双向交互的民用客机健康管理地面支持系统架构，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

为了不同用户多层次、多元化、持续的需求变化，提高软件可复用性，本发明实施例提供了一种双向交互的民用客机健康管理地面支持系统架构，如图1所示。该系统架构从上至下包括表现(接入)层、统一构件开发平台层、平台服务层与后台资源层。其中，

表现层用于实现人机交互以及与外部系统的通信。该层将用户的输入指令翻译传输给下面的业务层。同时，还提供与外部系统的连接接口；

统一构件开发层根据系统指令调用平台服务层的构件，对其进行实例化。通过组合装配的方式实现系统的业务功能；

平台服务层中为统一构件开发平台提供故障预测与健康管理地面支持系统的基本构件例如运算构件、基础构件、业务构件等，并提供上层调用的接口。同时，服务平台层还为上层构件实例提供运行环境与基础设施；

后台资源层为上层提供知识、算法、数据等信息的管理与访问，完成上层的数据请求。同时，系统运行产生的故障诊断、实时监控、故障预测等分析结果传输至后台资源层，存储到业务数据库中。后台资源层也提供了信息资源的扩展配置接口。

本发明中提出的一种双向交互的民用客机健康管理地面支持系统架构。不同用户可以根据自身的需求特点调用服务平台层提供的基础构件，在统一构件开发层中对其进行实例化，扩展构件的功能，实现了系统的动态可扩展特性。各构件通过组合装配的方式实现不同用户的功能要求，实现了系统的双向交互与自更新能力，提高软件的可复用性，降低软件的开发成本。系统双向交互与子更新工作过程可参阅图2。

在本实施例中，图3示出了具有双向交互的民用客机健康管理地面支持系统的架构示意图。如图3所示，后台资源层包括已有资源和系统运行产生的数据资源两部分。已有的资源包括已产生的业务数据、运行监控数据、维系手册、历史故障案例、用户信息等通过Web Services、XML等技术传输至后台资源层。

本实施例中，表现(接入)层主要完成系统与外部数据的交换如输入的校验。一方面，表现层接收用户的数据输入，将信息翻译传递给统一构件开发层、平台服务层以及后台资源层。另一方面，系统产生的实时监控数据、故障诊断结果、故障预测与健康评估分析结果通过系统与外部系统的连接接口，传输给主制造商系统、航空公司系统以及第三方供应商系统如快响系统等，为飞机的派遣维修提供辅助决策支持。

按照民用客机故障预测与健康管理地面支持系统的定义与规划，将系统划分为基础服务、数据收发与处理、实时监控、故障诊断、航后监控、预测与健康管理等基础业务功能。各功能模块进一步细分，又包括报文接收、报文解码、报文编码、参数监控、故障监控、手册诊断、案例诊断等子功能。采用不同的构件类将系统功能中基础性的、通用的部分封装起来，存储到平台服务层。各构件以接口的形式向上层提供一系列服务。本实施例采用IDL构件描述语言，统一描述构件的接口数据、交互、安全策略、事务、日志等内容。

统一构件开发层通过调用平台服务层的接口，给出构件类的参数。用户可根据自身需求扩展构件功能，生成满足用户要求的构件实例，使得系统满足不同用户对象差异化的功能需求。各构件实例通过组装和控制，形成可以实现相应业务功能的构件包，大大提高了软件的质量和开发效率。实例构件包通过接口传输至平台服务层中的应用服务器。应用服务器通过LAN或WAN与上层连接，接收处理请求，按照要求访问后台资源层数据库，将处理信息返回给表现层。同时，将系统的运行过程中产生的分析结果和业务数据存储到数据库中，供后续使用。例如，平台服务层中的用户管理构件主要是提供用户的注册、删除、修改以及访问资源授权服务。飞机主制造商、航空公司等用户对象可以调用平台服务层提供的用户管理构件。根据自身需求设置不同使用者的资源授权的权限，以此来保证他们对于系统使用者访问权限的不同要求。

应用上述技术方案，用户可以根据自身需求的特点，调用服务平台层提供的通用的构件生成符合用户需求的构件实例。通过组合装配的方式将各构件实例组合在一起形成相应的软件，将业务逻辑与软件开发分离开来，从而快速、灵活地实现用户的需求，使得系统具有自更新能力。此外，服务平台提供的接口是统一标准的，这就使得服务平台层中的构件可为不同使用者提供服务，从而实现用户与用户、用户与服务平台的双向交互，快速、灵活地实现用户多层次的持续的需求变化，降低民机运营单位的运维成本，提升运维效率。