CN101682614A - 在航空器中的维护方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在航空器中的维护方法,所述航空器装有航空电子系统,所述航空电子系统包括一组工作实体,所述方法的特征在于所述航空电子系统根据至少一个通信载体和地面设施相连接,所述方法包括:通过所述至少一个通信载体获取存储在地面设施中的关于至少一个工作实体的机能障碍的维护数据的步骤,和根据所获取的维护数据维修所述至少一个工作实体的步骤。
Description
技术领域
本发明涉及一种在航空器中的维护方法和设备。
背景技术
当今的航空电子系统包括一套机载工具和数据库,主要为了将维护工具(尤其是诊断工具)和文件(例如故障诊断手册或飞机操作手册)信息化。因此,如今的工具是由软件或数据库实现的。
主要可以考虑两类维护。
首先,考虑在飞机主维护基地内或基地外进行的维护,这些维护包括无延迟或有限延迟调度飞机所需要的调整及安全措施。
其次,考虑在飞机主维护基地内的维护,在这些维护中,实施了额外的措施,例如定期的维护保养。
图1说明了根据已为人熟知的方案在飞机上以及地面上实施的维护操作。
所述维护依赖一个系统,尤其是中央维护计算机100(英文“Central Maintenance Computer”),所述系统收集、整理并报告飞机可更换实体LRU 105(英文“Line Replacable Unit”,航线可更换单元体)的故障,以便在维护程序中帮助飞行人员和维护人员。
飞机可更换实体105的故障是计算机110警报管理的对象。
中央维护计算机100向飞机所属公司,尤其是向维护控制中心MCC(英文“Maintenance Control Center”的首字母缩写)发送一个维护消息115。
屏幕120与警报管理计算机110连接,以便显示飞机可更换实体105的故障。
飞机的一个航班中发生的故障或事件全部被记录在英文称为“logbook”的航空日志125中。涉及飞机的航空日志由飞行员填写(技术日志,英文“technical logbook”)或机舱乘务员填写(机舱日志,英文“Cabin Logbook”)。
为此,机组人员往航空日志125上手工填写出现的故障,以及这些故障发生时的飞行状况。
当飞机在地面时,从飞机中取出航空日志130,以便维护控制中心MCC135在地面阅读。然后,维护技术员进入飞机,以便分析所记录的故障,并进行诊断140。
然后,技术员回到地面维护基地,以便获得故障隔离程序145。
技术员带着该程序(procédure)(也称为TSM,为英文“Troubleshooting manuel(故障排除手册)”的首字母缩写),再次进入飞机,以便实施该故障隔离程序150。
故障隔离完成后,技术员回到地面基地,以便获得维修程序155,必要时从备件库中订一个更换件。
然后,维护技术员再次进入飞机,以便实施维修程序160。
然后,实施测试165,以便检验维修后的运行情况,并实施认可程序170以宣布飞机适于飞行。
最后,将该认可记录到航空日志中175。
读完前述内容可以轻易看出,该维护操作成本高昂,且需要飞机长时间着地。
另一个已为人熟知的解决方案在于在机载存储载体(数据库)中存储全套故障隔离程序和全套维修程序,以避免维护技术员在飞机和地面维护基地之间往返。
然而,全套故障隔离程序和全套维修程序意味着大量数据,可能达到数G的数据八位字节。
此外,全套工具、数据、文件需要定期更新,以便机组人员,具体地说驾驶员和维护技术员,能够利用所述工具和文件的最新版本。
为此,工具和文件由负责更新工具和文件的技术员装载到飞机的一个或多个计算机中(或将机载数据库与地面数据库同步)。例如,该技术员配备有一个便携式计算机,该便携式计算机存储器中装有工具和数据的最新版本,该技术员进入飞机,以便装载并更新工具和数据。
不过,这些工具和文件数据量很大,达到数个G的八位字节,因此更新很耗时,并且可能需要较长时间地飞机停驶。
如果技术员使用带Wifi无线连接的装有数据的便携式计算机,根据便携式计算机上装载的数据来更新飞机网络中存储的工具和数据,也是同样的情况。
此外,通常航空公司拥有大批飞机,从而意味着高昂的飞机工具和文件维护成本,以及地面上将被装载到飞机上的数据的大量配置管理。
因此,如此大量的最新维护变得很困难。其结果就是,依赖飞机上存储的程序的维护技术员得到的关于需要参考的隔离和维修程序的信息不再最新,甚至是错误的。此外,在解决问题的数据在飞机上的情况下,维修技术员仍然需要与备件库打交道。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术和工序中的至少一个弊病。为此,本发明提出一种在航空器上的维护方法,所述维护方法尤其可以降低维护成本、实现飞机的快速返回运行、安全地更新航空器的数据和工具而不需要技术人员的参与。
因此,本发明的目的是提出一种在航空器上的维护方法,所述航空器装有一个航空电子系统,所述航空电子系统包括一组工作实体(entités de fonctionnement)。
根据本发明,所述航空电子系统根据至少一个通信载体和地面设施相连接,所述方法包括:
通过所述至少一个通信载体查询存储在地面设施中的关于至少一个工作实体的机能障碍的维护数据的步骤;
至少一个获取关于至少一个工作实体的机能障碍的数据的步骤;
基于所获取的维护数据维修至少一个工作实体的步骤。
本发明提供一种在航空器上的维护方法,以便最大限度地降低维护成本,尤其是通过减少维护技术员在航空器与地面设施之间的往返,以及通过改进访问与整个飞机维护操作相关的信息来实现。
为此,航空电子系统通过至少一个通信载体(例如移动电话网、无线通信网、卫星网)连接到地面设施。
维护程序基于这种通信载体,以便查询并获取地面设施中存储的维护数据,尤其是机能障碍的工作实体的隔离程序和维修程序,以便利用这些程序的最新版本。
这样就便于地面-机上维护工具的协调,也简化了对航空器上存储的数据库的管理。
此外,根据所述方法,飞机因维护而处于地面的时间被降至最少。维护技术员的介入时间也是如此。
根据一个具体特征,所述方法包括向地面设施发送工作实体的至少一个机能障碍信息的步骤。
根据该特征,维护方法被加速。事实上,飞机的机能障碍信息被发送至地面设施是为了(例如在飞机着陆之前)告知维护技术员工作实体中发生的故障。
根据另一个特征,所述方法包括一个诊断至少一个工作实体的机能障碍的预先步骤。
因此,航空器上实施的方法允许识别至少一个工作实体中的机能障碍或故障。
根据另一个特征,所述方法包括一个基于所获取的维护数据隔离机能障碍的步骤。
借助于这个步骤,工作实体中的机能障碍的原因就指出。一旦故障被隔离,可以着手维修该故障。
根据一种具体实施方式,航空电子系统根据同步通信模式与地面设施通信。
根据该特征,可以在地面设施中存储的数据中以及含有例如飞机文件(TSM或其它)的文件站点中进行交互式航行(navigation)。
该特征的实现依赖于在航空电子系统和航空器之间建立的永久链接。因此,可以从航空器查询并获取地面设施中存储的数据,而不需要在每次想要实施这种操作时建立一个新的连接。因此,存在一个专用于航空电子系统与地面设施之间通信的链路。
事实上,至少一个信息工具在地面设施与机载航空电子系统之间共享。该工具允许在地面和飞机之间进行远程操作。因此,该工具可以由位于一个固定位置的唯一一个操作者使用。
借助于这个共享工具,维护操作以及地面-机上数据库的同时更新可以同步地、单一一次地实施,也就是说,实时地实施。
因此,不需要检验或操作地面和机上之间的数据库同步。
此外,可以在数据库中跟踪所实施的操作。
根据另一种实施方式,所述方法包括一个通过所述至少一个通信载体接收测试至少一个工作实体的命令的步骤;和一个在所述至少一个工作实体上执行所述命令的步骤。
根据该特征,可以接收测试命令,尤其是由地面维护技术员用地面设施发送的测试命令,以便尽早测试航空器的工作实体,以便例如识别航空器的工作实体的机能障碍。
根据一种特征,航空电子系统和地面设施通过安全连接相连,尤其是通过虚拟专用网。
相应的,本发明的另一个目的是提供一种在航空器上的维护设备,所述航空器装有一个航空电子系统,所述航空电子系统包括一组工作实体,所述设备的特征在于所述航空电子系统根据至少一个通信载体与地面设施相连接,所述设备包括:
-通过至少一个通信载体查询存储在地面设施中的关于至少一个工作实体的机能障碍的维护数据的装置;
-获取关于至少一个工作实体的机能障碍的数据的装置;
-基于所获取的维护数据维修至少一个工作实体的装置。
所述设备具有与上文简述的维护方法相同的优点。
最后,本发明的目的还在于一种计算机程序,该计算机程序包括能实施上文所述的维护方法的每个步骤的指令。
附图说明
本发明的其它优点、目的、特征可以从下文参照如下附图仅作为非限制性的实例的详细描述中看出:
-图1说明了根据现有技术,在飞机上和在地面维护基地内实施的维护操作;
-图2是实施本发明的系统的全局图;
-图3说明了根据本发明在与地面设施连接的机载设施中的可能实施;
-图4说明了根据本发明的在飞机上和在地面维护基地中实施的维护操作;
-图5表示根据本发明在飞机上实现的连接服务器;
-图6说明了根据本发明建立虚拟专用网的实施方式;
-图7说明了根据本发明的飞机服务器和地面服务器之间的各种虚拟专用网。
具体实施方式
根据本发明,在飞机上安装了一个电子维护系统,该电子维护系统可以实施维护操作,尤其是为了用电子程序替代纸质程序。
该维护系统基于:(1)飞机上的机载设施,即尤其是包含应用程序(供机组人员和维护人员用)的航空电子系统,该航空电子系统尤其包括飞机的功能实体组件,例如飞机的可更换实体;(2)地面设施,用于准备、个性化、管理应在飞机上使用的数据,例如为了实施维护操作,或为了从飞机上得到要在地面上使用的数据;(3)连接设施,用于在地面设施与机载设施之间交换数据,并用于更新机载设施中存储的工具和数据。
例如,地面设施存在于飞机所属航空公司的维护基地。
图2是本发明采用的系统的全局图。
图中表示了航空公司的一组飞机200(机载设施),以及该公司的地面设施205。该地面设施主要包括一组通过电信网络互连的处理单元。该网络还包括一个连接210,例如因特网连接,以便连接到飞机制造商的服务器或任何第三方215。
地面设施还通过通信网络220(连接设施)连接到飞机的航空电子网。通信网络220例如是基于无线通信载体例如WIFI或Wimax、移动电话通信载体例如GSM/GPRS或UMTS、或卫星通信载体。此外,在排除故障时,如果没有无线电通信,则飞机可以通过有线通信与地面连接。
因此,地面设施的网络尤其包括:服务器225,能通过卫星向飞机发送数据和从飞机接收数据;服务器230,能利用无线通信或移动电话载体向飞机发送数据和从飞机接收数据。
此外,可以使用便携式载体235,例如便携式计算机、USB key(英文“Universal Serial Bus(通用串行总线)”)、CD/DVD,以便与飞机交换数据。
因此,根据本发明,飞机的设施是一个能与其所属公司的地面设施通信的移动网络,以便在机载设施与地面设施之间建立连续性。
根据一种具体实施方式,机载设施根据同步通信模式与地面设施通信,该类通信允许交互式航行装有例如飞机文件的文件站点。
同步通信在于在航空电子系统与地面设施之间建立二者之间通信专用的连接或信道,也就是说,例如当想要从航空器上查询地面设施中的数据或想要获得地面设施中存储的信息时,所述连接或信道处于可用状态。
因此,不必在每次希望进行通信时建立连接或信道。
一旦不依赖于信道是否可用,航空器与地面设施之间的通信就自然得到了保证。
飞机的设施与地面设施成为连续一体,所以可以在地面与飞机之间同步实施更新和维护操作。
此外,通信可以由机载设施或由地面设施启动。
根据本发明,连接飞机机载设施与地面设施的通信网络220允许不再将所有工具和软件数据装到飞机上,而只装核心工具,其它数据可以在需要时通过链接查询。因此,维护技术员可以在飞机上访问地面设施中存储的、用于实施维护操作的数据,而不需在飞机和维护基地之间往返。
此外,维护技术员在飞机上还可以更新飞机设施中存储的工具和数据。
此外,维护技术员可以从地面更新飞机上的工具和数据,这种操作也称为远程更新(英文“remote update”)。例如,维护技术员可以在维护结束后更新飞机航空日志的状态。
同样,飞行员或维护操作员可以实时查询地面服务器,以便访问飞机所属公司的全部服务器,并同时更新飞机上的数据和工具,这种操作也称为远程操作(英文“remote operations”)。
最后,地面技术员可以在实施维护操作之前,通过通信网络220发送命令,从而控制对航空电子系统的测试。因此,维护技术员例如可以在飞机着陆之前进行测试,以便识别故障飞机的可更换实体。
根据一种具体实施方式,在机载设施和地面设施之间的通信载体上,尤其是在无线网络或移动电话网络上,建立封装(也称为隧道,英文“tunneling”)协议。该协议能封装要加密传输的数据。所建立的这种网络称为虚拟专用网(记作RPV,或VPN,为“Virtual PrivateNetwork”的首字母缩写)。该网络称为虚拟的是因为通过不一定可靠的通信载体连接了两个物理网络,称为专用是因为只有虚拟专用网的两个网络的计算机可以访问数据。此外,可以使得不一定可靠的通信载体上的交换安全。
这样就建立了一个更低成本的安全通信连接。
图3说明了根据本发明,这种系统的一种可能实施方式。
根据该实施方式,航空公司的不在飞机上的服务器,此处也就是地面服务器300通过虚拟网络305与飞机机载设施的连接服务器320相连。飞机的服务器310包括一个网络服务器ANSU(英文“AircraftNetwork Server Unit”,即飞机网络服务器单元)315,该网络服务器ANSU 315还与连接服务器320相连。
与服务器ANSU 315连接的尤其有:服务器接口单元325、各种机载终端330、335、340,通过电子网络路由单元ESU(英文“EthernetSwitch Unit”,以太网交换单元)345。
根据本发明的一种具体实施方式,电子存储单元与Satcom类型的卫星网络连接,该卫星网络自己能与航空公司的服务器连接。
连接服务器320能利用各种通信载体通过网络连接(例如虚拟专用网)连接到航空公司服务器300。所述各种通信载体尤其指移动电话网,例如GSM(全球移动通信系统)/EDGE/UMTS(通用移动通信系统)/HSDPA (“高速下行分组接入)网,或无线网络,例如WIFI802.11a/b/g网或卫星网络,例如HSD(英文“high speed dataSatcom”,即“高速数据卫星通信”)网。
这样,飞机的计算机网络就连接到了飞机所属航空公司的地面计算机网络。
在建立飞机的计算机网络和地面计算机网络时,从多个可用的通信载体中选择一个载体,选择的依据尤其是通信载体的可用性或传输速率。
服务器300和330通过编码和加密机制对数据封装和解封装。
这些通信载体能提供高传输速率,以便允许在合理时间内,在地面设施与机载设施之间传输大量数据,并且尤其允许从航空公司地面设施向飞机的计算机装载最新版本的工具、数据、文件。装载操作可以由飞机上技术员控制或由地面技术员从地面设施控制。
飞机上的维护技术员也可以访问地面设施中存储的维护数据和航空公司的信息管理中心工具(英文“maintenance informationserver”即“维护信息服务器”,或“Flight Ops Information server”即“飞行运行信息服务器”)。
此外,该类连接允许借助于因特网连接从飞机来访问与航空公司地面设施相连的服务器,例如飞机、飞机主要组成设备或机舱的制造商的服务器。
此外,根据这个架构,飞机上的维护技术员可以访问供应商,例如为了查询飞行数据或维护文件,或者可以连接到地面服务企业,这些服务企业支持飞机维护操作。
通过这种架构,飞机的维护(包括排除故障、维护飞机于良好飞行状态、修理飞机)在尽可能最短时间内以最佳方式实施,因为飞机的所有地面维护工具都在授权调度飞机时更新了。
此外,根据本发明,电子维护允许在任何时刻排除故障并维护飞机于良好状态,而且与飞机所在位置无关。
为此,在飞机上装载最小信息数据,例如诊断工具、电子航空日志、最小设备清单MEL(英文“Minimum Equipment List”),甚至是这些数据的一个子集。
然后,通过通信网络220,飞机上的维护技术员通过称为远程连接(英文“remote access”)的连接(尤其是例如采取安全措施)访问公司的地面设施中的数据,例如修理手册TSM,维护手册AMM(英文“Aircraft Maintenance Manual(飞机维护手册)”的首字母缩写),或IPC(英文“Identification Part Catalogue(零件辨识目录)”的首字母缩写),该IPC允许找出要更换的零件的参考资料和向备件库订货。
这样,技术员能通过通信网络220,尤其是通过利用VPN类型的安全信道,访问存储于地面设施中的手册,这些手册是最新版本的,如附图4所示,从而减少了维护技术员在飞机与地面维护设施之间往返的次数。
因此,如附图4所示(图4中再次标注了图1中的编号),通过通信网络220,飞机上的技术员通过远程命令(尤其是查询命令)访问隔离所诊断出的故障(也称为运行不良)的隔离程序145,以及修理所隔离的故障的程序155,必要时访问备件库。
根据一种具体实施方式,所述网络连接是同步连接。
根据另一种实施方式,地面技术员可以在飞机着陆之前通过通信网络220向机载设施发送命令,以便实施一定数量的测试,从而最快速地诊断、隔离、修理故障。
根据一种实施方式,通过通信网络220,工具(尤其是诊断工具)和数据可以装载在飞机的设施中,所述通信网络220能采取高速通信方式在机载设施与地面设施之间进行交换。
为此,可以建立这样一个通信网络220:该通信网络220能根据移动电话网络和/或无线通信网络,尤其是利用VPN类型的安全信道,在连接服务器320与公司服务器300之间通信。
根据一种情景实例,通过航空日志中的故障记录,得知一个设备上的故障。地面操作员从地面维护中心(mcc)连接到飞机。
例如,测试结果表明,设备故障是“伪消息”(干扰消息),操作者可以从其办公室确定该设备是运行良好的,并赋予飞机上一个“OK”状态(更新飞机上的数据库),同时更新地面数据库。
现在,图5说明了一种在飞机中建立连接服务器320的架构,该连接服务器320能根据移动电话网络以及根据无线通信网络通信。
连接服务器320包括一个无线通信模块TWLU 510(英文“Terminal Wireless LAN Unit”,即“终端无线局域网单元”),该无线通信模块510例如能根据WIFI a/b/g或Wlmax标准和移动电话模块515例如GSM/GPRS或UMTS模块通信,所述两个模块与三工模块520连接,该三工器模块520与天线525连接。
移动电话模块515上安装了操作系统530,该操作系统530上有路由器535,该路由器535可以对通信进行路由控制,该通信朝向无线通信模块TWLU 510,或直接朝向三工器模块520,以便使用移动电话协议。
飞机的服务器与航空公司服务器的通信由VPN模块540管理。
此外,在模块VPN 540的前端,即在来自于网络服务器ANSU 315的数据与模块VPN 540之间安装了一个防火墙(英文“firewall”)模块545,以便保护服务器315不受入侵。
图6说明了一种根据本发明,在计算机网络(至少部分地构成飞机机载设施)与计算机网络(至少部分地构成航空公司的地面设施)之间建立通信的方式,该通信方式基于图5表示的架构,包括无线通信和移动电话通信。
如上文所述,飞机上有一个ANSU服务器315和一个连接服务器320,该连接服务器包括一个无线通信模块TWLU 510和一个移动电话模块515。
关于与飞机服务器310通信的航空公司网络,该航空公司网络包括一个RADIUS(英文“Remote Authentication Dial-In User Service”,即“远程认证拨号用户服务”)类型的代理服务器605(英文“proxyserver”),该代理服务器605能通过天线610接收和发射请求和数据。
代理服务器是具有如下功能的机器:在航空公司的局域网计算机与另一网络即飞机的计算机网络之间起中间(intermédiaire)作用。
代理服务器605通过局域网615连接到另外的RADIUS服务器620、625。事实上,要注意的是,RADIUS服务器可以起代理作用,也就是说从客户端向另外的RADIUS服务器传输请求。
RADIUS服务器可以以标准化的方式保证认证数据的传输,从而允许在识别需求与用户库之间建立通信联系。
为了在飞机服务器与航空公司的局域网之间实现数据交换,服务器ANSU 315生成一个飞机证书,并如上文所述,通过移动电话模块515将此飞机证书传输至无线通信模块510。
无线通信模块510根据EAP-TLS(英文“ExtensibleAuthentication Protocol-Transport Layer Security”,即“可扩展认证协议-传输层安全”)向航空公司的局域网发送一个请求,以便交换证书并在飞机网络与航空公司局域网之间建立一个安全隧道。这样建立的网络就是虚拟专用网。
为此,协议EAP-TLS使用两个证书来建立一个安全隧道,然后该安全隧道为识别提供了可能性:一侧是服务器,一侧是客户端。
所述协议采用公钥架构(英文“Public Key Infrastructure”)来保证客户端(即航空公司飞机服务器与航空公司的RADIUS服务器)之间识别通信的安全。
然后进行识别,尤其是通过发送一个DHCP (英文“Dynamic HostConfiguration Protocol”,即“动态主机配置协议”)类型的请求至航空公司的局域网代理服务器305,以便告知其身份。
图7说明了可以在飞机计算机网络与地面计算机网络(尤其是航空公司的网络)之间建立的各种虚拟专用网络。
该图说明了建立一个基于移动电话通信载体,即GSM/GPRS或UMTS网的虚拟专用网。不过,任何移动电话网都可以用作根据本发明的虚拟专用网的通信载体。
允许飞机计算机网络与地面网络通信的这类虚拟专用网尤其是通过分组模式无线电通信网络供应商710和因特网或专用局域网715实现的。
此外,还描述了建立一个基于无线通信载体720,例如基于WIFI或Wimax网的虚拟专用网,所述无线通信载体尤其是机场的网络。所述虚拟专用网还通过因特网或专用局域网715实现。
此外,当飞机飞行时,可以利用卫星通信725在飞机计算机网络与地面网络之间建立虚拟专用网。
一旦该虚拟专用网建立,维护及装载操作就可以由飞机上技术员或地面技术员实施,并可受益于地面设施中存储的程序手册的最新版本。
此外,可以安全地更新飞机计算机中存储的工具和数据。
Claims (10)
1.一种在航空器中的维护方法,所述航空器装有航空电子系统,所述航空电子系统包括一组工作实体,所述方法的特征在于:所述航空电子系统根据至少一个通信载体和地面设施相连接,所述方法包括:
通过所述至少一个通信载体查询存储在地面设施中的关于至少一个工作实体的机能障碍的维护数据的步骤;
至少一个获取所述关于至少一个工作实体的机能障碍的数据的步骤;
基于所获取的维护数据维修所述至少一个工作实体的步骤。
2.根据权利要求1的维护方法,其特征在于包括向地面设施发送至少一个工作实体的至少一个机能障碍信息的步骤。
3.根据权利要求1或2的维护方法,其特征在于包括诊断至少一个工作实体的机能障碍的预先步骤。
4.根据上述任一项权利要求的维护方法,其特征在于包括根据所获取的维护数据隔离所述机能障碍的步骤。
5.根据上述任一项权利要求的维护方法,其特征在于:所述航空电子系统根据同步通信模式与地面设施通信。
6.根据上述任一项权利要求的维护方法,其特征在于包括通过所述至少一个通信载体接收测试至少一个工作实体的命令的步骤,和在所述至少一个工作实体上执行所述命令的步骤。
7.一种在航空器中的维护设备,所述航空器装有航空电子系统,所述航空电子系统包括一组工作实体,所述设备的特征在于所述航空电子系统根据至少一个通信载体与地面设施相连接,所述设备包括:
通过所述至少一个通信载体查询存储在地面设施中的关于至少一个工作实体的机能障碍的维护数据的装置;
获取所述关于至少一个工作实体的机能障碍的数据的装置;
基于所获取的维护数据维修所述至少一个工作实体的装置。
8.根据权利要求7的维护设备,其特征在于包括向地面设施发送至少一个工作实体的至少一个机能障碍信息的装置。
9.根据权利要求7或8的设备,其特征在于包括通过所述至少一个通信载体接收测试至少一个工作实体的命令的装置,和在所述至少一个工作实体上执行所述命令的装置。
10.一种计算机程序,包括适于实施根据权利要求1至6中任一项的维护方法的每个步骤的指令。
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