ACARS报告通信系统的制作方法

acars报告通信系统
技术领域
1.本发明总体上涉及存在于飞行器与地面上的支持设备之间的通信系统。
2.本发明的特别关注的用途涉及以更低的费用从飞行器向地面发送飞行器通信寻址和报告系统(aircraft communication addressing and reporting system，acars)报告。
3.然而，本发明也适用于可以使用各种类型的通信信道或协议的任何其它通信系统。
现有技术
4.飞行器通信寻址和报告系统(acars)报告是用于飞行器与地面上的站之间的编码式通信的系统。该acars报告是飞行数据的报告，该飞行数据的报告自动从飞行器发送到地面上的维护中心。因此，甚至在飞行器到达之前，就将飞行器的状态以及特别是发动机的状态通知给维护中心，以便准备可能的待执行的维修。
5.所传输的数据还涉及其他实体，例如空中交通管制机构和航空公司。由中央计算机管理的收发器的网络的任务是将每一条信息传送到正确的接收方。
6.以预定的时刻、以规则的间隔、或例如在检测到技术异常时发送所传输的、acars报告中的信息。报告的内容在飞行器状况监测系统(aircraft condition monitoring system，acms)监测系统中设置，且不会根据报告的发送时刻而被修改。
7.可以利用各种通信信道和协议来执行acars报告的通信。过去所使用的高频传输逐步被非常高的频率(大约一百兆赫兹)所替代。这些非常高的频率迄今由卫星链路支持。
8.然而，这些报告的通信由于所使用的通信系统和所发送的在每个报告上的信息的量而具有相当高的费用。该费用是通过合同设置的，且例如可以是每次飞行大约30美元。随着报告的进行，出现重复的报告且重复的报告参与了增加发送这些报告的费用。此外，所发送的数据量随一代又一代的发动机和飞行器而增加。没有对以利用最佳方式来发送数据进行监督，同时已经观察到对于大约20个发动机，每月的费用可达总和大约一千美元。


技术实现要素：

9.因此，本发明的目标是克服上述系统的缺点并降低发送飞行器的acars报告的费用。
10.因此，本发明的目的在于一种用于收集和传输飞行器的飞行数据报告的架构，该架构包括安装在飞行器上的至少一个数据获取单元、安装在飞行器上的用于传输数据报告的装置、以及地面上的用于收集数据报告的站。
11.该收集和传输架构包括用于计算和考虑费用指数的装置，该用于计算和考虑费用指数的装置用于根据该费用指数的值，优化对用于传输数据报告的最佳装置及数据报告的内容的选择。
12.因此，acars报告在内容方面和传输方式方面可以是动态的。如果传输的费用由于
卫星链路是唯一可能的传输方式而太高，则可以减少报告中包含的信息的量。如果传输的费用例如由于wi-fi网络而不是很高，则该网络是优选的且允许发送更多的内容。
13.有利地，该架构包括用于在飞行器的发动机与用于传输飞行器的数据报告的装置之间进行数据的双向传输的装置。
14.有利地，用于传输数据报告的装置是允许通过各种通信信道和协议发送数据报告的多个单元。
15.根据一个实施例，飞行器包括用于收集来自地面上用于收集数据的站的消息的单元，并且地面上用于收集数据的站包括：用于向用于收集飞行器的消息的单元发送消息、以便请求接收更多的来自飞行器的数据的装置。
16.有利地，费用指数基于多个因素确定，该多个因素包括：数据从飞行器传输的时间、从飞行器传输数据的费用、提供飞行器的数据的剩余的合同时间、以及与提供飞行器的数据相关联的增益。
17.有利地，对用于传输数据报告的最佳装置及数据报告的内容的选择的优化涉及避免信息的冗余且不限于预定义的报告格式。
18.本发明的目的还在于一种用于收集和传输飞行器的飞行数据报告的方法，包括安装在飞行器上的至少一个数据获取单元、安装在飞行器上的用于传输数据报告的装置、和地面上的用于收集数据报告的站，并且该方法包括以下步骤：
[0019]-考虑计算费用指数，以用于根据该费用指数的值对用于传输数据报告的最佳装置及数据报告的内容进行选择；以及
[0020]-必要时将该优化后的数据报告从飞行器发送到地面上的用于收集数据的站。
[0021]
有利地，该方法包括请求从飞行器发送附加数据的步骤，所述请求由位于飞行器中的用于收集来自地面的消息的单元接收，并且所述请求来自用于向用于收集飞行器的消息的单元发送消息的装置，该装置位于地面上的用于收集数据的站中。
[0022]
本发明的目的还在于一种计算机程序，该计算机程序被配置为，在该计算机程序被计算机执行时，实现上述方法。
[0023]
本发明的目的还在于一种计算机可读的记录介质，该记录介质包括多个指令，这些指令在被计算机执行时，使得该计算机实现上述方法。
附图说明
[0024]
本发明的其他目标、特征和优势将在阅读以下描述时出现，以下描述仅作为非限制性示例并参考附图给出，在附图中：
[0025]
[图1]示出了本发明采用单流架构的第一实施例；
[0026]
[图2]示出了根据本发明的方法在单流架构下的第一实施方式；
[0027]
[图3]示出了本发明采用双向架构的第二实施例；以及
[0028]
[图4]示出了根据本发明的方法在双向架构下的第二实施方式。
具体实施方式
[0029]
图1显示了飞行器1及其用于传输数据报告的装置的示意图。
[0030]
飞行器1配备有数据获取单元2、用于传输数据报告的装置3，该用于传输数据报告
的装置包括用于例如通过卫星付费传输数据报告的装置5、和用于在低海拔处且以较低费用传输数据报告的装置6。用于在低海拔处传输的装置6例如是使用wi-fi、3g、4g或5g网络的装置，使用wi-fi、3g、4g或5g网络传输的费用低于通过卫星传输的费用。也可以使用其他通信协议。
[0031]
用于传输数据报告的装置3是允许将这些报告传输到地面上的收集站7的装置。
[0032]
数据获取单元2具有获取待传输的数据并将这些数据整合到数据报告(例如，acars数据报告)中的作用。该数据获取单元例如是用于获取飞行器的gps坐标的单元、用于获取压力和温度以及用于获取飞行器的设备的操作特征或性能的单元。这些数据来自多个单元或多个传感器，从而确保对每件设备进行监测。
[0033]
飞行器例如包括用于两个发动机8中的每个发动机的全权数字发动机控制(full authority digital engine control，fadec)单元10、用于获取发动机的数据的单元11、以及用于传输对发动机的监测数据的装置12。
[0034]
在图1中所示的本发明的特定实施例中，用于传输该数据的装置12将发动机的监测数据传输到用于传输飞行器1的数据报告的装置3。
[0035]
在本发明的另一特定实施例中，用于传输发动机数据的装置12是用于传输飞行器的数据报告的装置3，并直接将发动机数据传输到地面上的站7。
[0036]
fadec单元10是自身连接在飞行器1的驾驶舱13(其包括机载计算机15)与发动机8之间、且允许控制对发动机8的使用以及测量对该控制有用的参数的系统。
[0037]
为了向地面上的站7发送acars数据报告，飞行器1包括用于计算和考虑费用指数的装置16，该用于计算和考虑费用指数的装置用于根据该费用指数的值，优化对用于传输数据报告的最佳装置、及该数据报告的内容进行选择。这些计算装置16例如位于驾驶舱13中。
[0038]
这些装置16允许生成动态数据报告，该动态数据报告的内容和用于传输数据报告的装置根据费用指数而变化。
[0039]
在触发向地面上的收集站7发送acars报告的需求的事件期间，数据获取单元2和11确保对数据的获取，有时为对以八位字节为显著大小的数据的获取。
[0040]
费用指数考虑了数据从飞行器1传输到地面上的站7的时间tt、从飞行器传输数据的费用c、提供飞行器的数据的剩余的合同时间tc、以及与提供飞行器的数据相关联的增益g。因此，费用指数被如下计算：
[0041][0042]
传输时间tt与该合同时间tc之间的比允许根据合同的类型知晓剩余带宽，并且增益g反映了提供数据的必要性。因此，将非常重要的增益分配给告警消息，该告警消息指示飞行器在没有维护操作的情况下不能执行新的飞行。如果带宽不允许将与高增益相关联的消息与具有较低增益的其他消息(例如，部件故障的消息)同时发送，则按优先级发送与该高增益相关联的消息。
[0043]
因此，具有较低增益的消息仅在发送费用和带宽允许的情况下才发送。例如，用于监测趋势或任务的消息具有低增益而不在飞行中发射，除非传输方式的费用较低。
[0044]
该系统允许重新协商合同并且将其费用降低了大约75％，因为根据针对数据报告
的每条消息而计算的费用指数，所发送的数据量得到了优化。因此，acars报告不限于预定义的报告格式并避免信息的冗余。
[0045]
acars报告由地面上的收集站7接收。该站包括用于支持发动机的系统17和用于存储数据的设备18。
[0046]
支持系统17旨在准备即将在飞行器着陆时执行的对该飞行器的维护、或者旨在在飞行器处于飞行中时组织远程维护。
[0047]
图2显示了针对单流架构的、用于收集和传输飞行器的飞行数据报告的方法的主要步骤。
[0048]
根据该单流架构，信息仅从飞行器传输到地面上的站。
[0049]
首先，由事件触发发送数据报告(acars或其他)的需求20。该事件例如自动生成或在异常出现之后产生。
[0050]
该方法的第一步骤21是获取并记录待传输的数据的步骤。该数据特别包括发动机的运行数据。
[0051]
在以下的步骤22期间，针对每条数据以及针对每个可用传输方式，对费用指数进行计算。将该费用指数与阈值进行比较(步骤23)。
[0052]
如果费用指数低于阈值而被认为有利于发送，则在以下步骤25期间，将该数据报告传输到地面上的站。如果不是这种情况，则重新计算费用指数。
[0053]
最后，在以下的步骤26期间，地面上的收集站接收数据、存储该数据并处理该数据。
[0054]
图3显示了根据本发明的用于传输和收集飞行数据的架构的另一实施例。
[0055]
在该实施例中，用于传输数据报告的装置是用于数据的双向传输的装置27，且包括用于接收和收集来自地面上用于收集数据的站7的消息的单元28。
[0056]
此外，地面上用于收集数据的站7包括用于向用于收集飞行器1的消息的单元28发送消息、以便请求接收来自该飞行器的附加数据的装置30。该装置还用于从地面站发送远程维护请求。
[0057]
在图3中所示的本发明的实施例中，用于传输发动机的数据的装置31将发动机的数据双向地传输到飞行器1的传输装置27，反之亦然。
[0058]
在本发明的另一实施例中，用于传输发动机数据的装置31是用于传输飞行器1的数据报告的装置27，并且双向地传输数据报告、或用于向地面上的用于收集数据的站7发送附加数据的请求的消息。
[0059]
图4显示了针对双向架构的、用于收集和传输飞行器1的飞行数据报告的方法的主要步骤。根据该架构，将信息从飞行器传输到地面上的站7，以及将信息从地面上的站传输到飞行器1。
[0060]
首先，如上所述，由事件触发发送数据报告(例如，acars报告)的需求20。该事件例如自动生成，在异常出现之后产生，或者通过来自地面上用于收集数据的站7的请求发起。
[0061]
因此该方法包括第一步骤32，在第一步骤32期间，确定该事件是否通过接收到用于发送附加数据的请求发起。
[0062]
如果该事件由飞行器或发动机发起，则步骤21允许获取并记录待传输的数据。
[0063]
在以下的步骤22期间，对于每条数据以及对于每个可用的传输方式，对费用指数
进行计算。将费用指数与阈值进行比较(步骤23)。
[0064]
如果费用指数低于阈值而被认为有利于发送，则在以下的步骤25期间，将该数据报告传输到地面上的站7。如果不是这种情况，则重新计算费用指数。
[0065]
最后，在以下的步骤26中，地面上的收集站接收数据、存储该数据并处理该数据。
[0066]
在步骤33期间，地面上的收集站7确定数据是否对应于预期的数据或者是否需要请求更多的数据。在需要请求更多的数据的情况下，在步骤35期间，利用发送装置30向飞行器发送用于发送来自飞行器的附加数据的请求，从而生成触发发送报告的需求的事件。在这种情况下，事件被识别为由来自地面站的请求发起。在以下的步骤36期间，执行对该请求的验证以便知晓该请求的内容并且随后能够获取必要的数据。该步骤36还用于验证该请求的完整性。