CN102946421B - 航空飞行数据和航行信息传输系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了航空飞行数据和航行信息传输系统和方法，其中航空飞行数据和航行信息传输系统包括数据挖掘服务器、数据库、性能服务器、系统管理服务器和至少一个移动终端，所述每个移动终端均与性能服务器和系统管理服务器连接，所述数据库分别与所述性能服务器和上述系统管理服务器连接，所述性能服务器与所述系统管理服务器连接，所述数据库与数据挖掘服务器连接。本发明的航空飞行数据和航行信息传输系统使得飞行员在执行航班之前就可以快捷方便而且准确地获得更完整、精确、直观的情报资源和数据，更好地保障航行安全，提高经济效益。

Description

航空飞行数据和航行信息传输系统和方法

技术领域

本发明涉及数据和信息传输系统，特别是涉及航空飞行数据和航行信息传输系统。

本发明还涉及数据和信息传输的方法，特别是涉及航空飞行数据和航行信息传输方法。

背景技术

航空飞行运行是一项庞大的综合系统。在飞行的全过程中，在各部门各岗位间，都有大量的、种类繁多的信息需要传递，比如机组信息、气象状况、航行信息、航线风险系数评估、舱单信息、起飞数据、特情预案等信息。由于受到技术和管理模式的限制，传统的信息传递方式是通过电话、发放纸质文档、手册等。这些传统的保障方式存在诸多缺点，甚至成为限制民航业继续发展的瓶颈。例如，飞行员在执行航班前领取的航情资料多达几十页，且都是不宜阅读的文字或符号，难以从中获得有效的信息；飞机关键的性能包线、限制数据等都分散在各种手册中，在紧急情况下飞行员难以快速地查找定位到需要的信息；与飞行安全相关的信息缺乏，导致飞行员在飞行前不能有效地评估航班的安全性，等等。性能计算的作用是为飞行员提供每一次起飞的载量余度、跑道长度余度、起飞操作速度等技术安全信息。性能数据对每一次航班的安全起飞和经济效益有着极其重要的影响。目前国内大部分公司的起飞性能计算还停留在纸质图表查找的阶段。无论从安全性和经济性出发，传统的纸质查表方式均存在场面实际起飞条件无法输入，定位不精准，展示信息有限，飞行员对于整体性能包线和裕度没有把握等问题。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中的不足而完成的，本发明的目的是提供一种使得飞行员在执行航班之前就可以快捷方便而且准确地获得更完整、精确、直观的情报资源和数据，更好地保障航行安全，提高经济效益的航空飞行数据和航行信息传输系统。

本发明的航空飞行数据和航行信息传输系统，包括数据挖掘服务器、数据库、性能服务器、系统管理服务器和至少一个移动终端，所述每个移动终端均与性能服务器和系统管理服务器连接，所述数据库分别与所述性能服务器和所述系统管理服务器连接，所述性能服务器与所述系统管理服务器连接，所述数据库与数据挖掘服务器连接。

本发明的航空飞行数据和航行信息传输系统还可以是：

所述性能服务器包括用于启动系统、选择业务和输入指令的人机接口模块、用于采集业务参数的参数采集模块、对起飞需要的数据进行计算的起飞数据计算模块和根据计算得到的起飞数据而转换成图形化的数据图形转化模块，所述参数采集模块的前端与人机接口模块连接，所述参数采集模块的后端与起飞数据计算模块连接，所述起飞数据计算模块分别与数据图形转化模块和移动终端上的显示模块连接，所述数据图形转化模块与所述移动终端上的显示模块连接。

所述数据图形转化模块包括跑道使用图形化模块和飞行剖面图形化模块，所述跑道使用图形化模块和飞行剖面图形化模块均与所述每个移动终端上的显示模块连接。

所述参数采集模块与所述起飞数据计算模块之间设置用于对业务数据进行校核的纠错模块。

所述移动终端与所述性能服务器和系统管理服务器通过无线网络连接。

本发明的航空飞行数据和航行信息传输系统，由于包括数据挖掘服务器、数据库、性能服务器、系统管理服务器和至少一个移动终端，所述每个移动终端均与性能服务器和系统管理服务器连接，所述数据库分别与所述性能服务器和所述系统管理服务器连接，所述性能服务器与所述系统管理服务器连接，所述数据库与数据挖掘服务器连接。这样，相对于现有技术而言具有的优点是飞行员直接可以将移动终端带入飞机，同时可以启动整个系统，在移动终端上输入指令，在系统管理服务器确认身份验证信息之后，移动终端可以输入指令和参数，同时性能服务器采集参数并进行计算，并同时将计算得到的结果输送至移动终端和数据库内存储，一定时间后(比如说一个月或40天等)，数据挖掘服务器对数据库内存储的信息通过数据挖掘算法进行分析和统计进行后续的数据挖掘。这样，完全实现电子化调用数据并分析数据，同时进行数据电子处理并将结果传输至数据库，在一定时间后数据挖掘服务器对数据库内的数据进行后续的数据分析和统计，进行数据挖掘，这样计算得到的数据更加准确，而且直观，更好地保障航行安全，提高经济效益。

本发明的另一目的是提供一种使得飞行员在执行航班之前就可以快捷方便而且准确地获得更完整、精确、直观的情报资源和数据，更好地保障航行安全，提高经济效益的航空飞行数据和航行信息传输方法。

本发明的航空飞行数据和航行信息传输方法，包括以下步骤：

A.启动移动终端，通过与之连接系统管理服务器进行登录并验证匹配使用系统的权限，系统管理服务器审核移动终端的进入指令无误后，移动终端与性能服务器连接；

B.飞行员在移动终端上输入飞机数据和环境数据并将该飞机数据和环境数据发送至性能服务器，同时性能服务器从数据库中调取构型数据和跑道信息，并将对上述数据进行匹配和计算然后将计算结果直接发送至移动终端上并显示在移动终端上；

C.性能服务器将计算后的结果同时发送至数据库存储，数据挖掘服务器与数据库连接，所述数据挖掘服务器使用数据挖掘算法对数据库内的数据进行挖掘，数据挖掘服务器对数据库内历史积累的存储的实际运行数据进行分析和统计，发现数据间内在的、有价值的逻辑关系并最终在数据挖掘服务器上显示。

本发明的航空飞行数据和航行信息传输方法还可以是：

B步骤中，性能服务器中的人机接口模块接受移动终端发来的指令，并启动参数采集模块，参数采集模块采集从人机接口模块传输过来的飞机数据和环境数据，然后传输至起飞数据计算模块，所述起飞数据计算模块从数据库中调取航空构型数据和跑道信息，起飞数据计算模块进行飞机起飞性能计算，然后将计算后的结果数据分别发送至移动终端上显示和发送至数据库内存储和更新。

在人机接口模块接收到移动终端发出的指令后，参数采集模块采集人机接口模块传输的业务数据的同时，启动纠错模块对业务数据进行校核，将校核后的数据输入起飞数据计算模块进行数据计算。

所述起飞数据计算模块将计算的结果通过数据图形转化模块将数字的计算结果转化为图形化的并将该图形发送至移动终端的显示模块上。

所述数据图形转化包括通过跑道使用图形化模块将计算的结果转化为跑道使用图形和通过飞行剖面图形化模块将计算结果转化为飞行剖面图形。

本发明的航空飞行数据和航行信息传输方法，由于采取上述步骤。这样，相对于现有技术而言具有的优点是飞行员直接可以通过带入飞机的移动终端启动整个系统，在移动终端上输入指令，在系统管理服务器确认身份验证信息之后，移动终端可以输入指令和参数，同时性能服务器采集参数和调取数据库内的参数并进行计算，并同时将计算得到的结果输送至移动终端和数据库，一定时期后，数据挖掘服务器通过发掘算法将数据库内存储的历史的数据进行分析、整理和统计等挖掘得到有用的信息。这样，完全实现电子化调用数据并分析数据，同时电子进行数据处理并将结果传输至数据库内存储，以便数据挖掘服务器进行后续调用数据库内的数据进行数据分析和统计，进行数据挖掘，计算得到的数据更加准确，而且直观，更好地保障航行安全，提高经济效益。

附图说明

图1本发明航空飞行数据和航行信息传输系统示意图。

图2本发明航空飞行数据和航行信息传输系统详细框图。

图3本发明航空飞行数据和航行信息传输系统显示的起飞图形。

图4本发明航空飞行数据和航行信息传输系统显示的飞行剖面图。

图号说明

1…性能服务器 2…数据库

3…数据挖掘服务器 4…系统管理服务器

5…移动终端 6…人机接口模块

7…参数采集模块 8…起飞数据计算模块

9…数据图形转化模块 10…显示模块

11…跑道使用图形化模块 12…飞行剖面图形化模块

13…纠错模块 14…无线网络

具体实施方式

下面结合附图的图1至图2对本发明的航空飞行数据和航行信息传输系统和方法作进一步详细说明。

本发明的航空飞行数据和航行信息传输系统，请参考图1至图2，包括数据挖掘服务器3、数据库2、性能服务器1、系统管理服务器4和至少一个移动终端5，所述每个移动终端5均与性能服务器1和系统管理服务器4连接，所述数据库2分别与所述性能服务器1和所述系统管理服务器4连接，所述性能服务器1与所述系统管理服务器4连接，所述数据库2与数据挖掘服务器3连接。这样，相对于现有技术而言具有的优点是飞行员直接可以将移动终端5带入飞机，同时可以启动整个系统，在移动终端5上输入指令，在系统管理服务器4确认身份验证信息之后，移动终端5可以输入指令和参数，同时性能服务器1采集参数同时从数据库2调用构型数据和跑道信息并进行匹配和计算，并同时将计算得到的结果输送至移动终端5和数据库2存储，在一定时间之后，数据挖掘服务器3对数据库2内存储的历史计算得到的航空飞行数据和航行信息和参数进行整理、分析和统计，实现后续的数据挖掘。这样，完全实现电子化调用数据并分析数据，同时进行数据电子处理并将结果传输至数据库2内存储以便后续数据挖掘服务器3进行数据分析和统计，进行数据挖掘，这样计算得到的数据更加准确，而且直观，更好地保障航行安全，提高经济效益。

本发明的航空飞行数据和航行信息传输系统，请参考图1至图2，在前面技术方案的基础上具体可以是所述性能服务器1包括用于启动系统、选择业务和输入指令的人机接口模块6、用于采集业务参数的参数采集模块7、对起飞需要的数据进行计算的起飞数据计算模块8和根据计算得到的起飞数据而转换成图形化的数据图形转化模块9，所述参数采集模块7的前端与人机接口模块6连接，所述参数采集模块7的后端与起飞数据计算模块8连接，所述起飞数据计算模块8分别与数据图形转化模块9和移动终端5上的显示模块10连接，所述数据图形转化模块9与所述移动终端5上的显示模块10连接。具体使用过程为，人机接口模块6输入指令、选择业务，然后参数采集模块7采集需要的数据，并将数据发送至起飞数据计算模块8进行计算，并将得到的结果直接输送至移动终端5的显示模块10上进行显示，方便飞行员了解需要的起飞数据，同时计算后的结果通过数据图形转化模块9转化为实体的图形后将该图形传输并显示在所述移动终端5的显示模块10上，飞行员可以直观地看到图形以便了解起飞的数据信息和飞行中的数据信息，这样更加直观。当然还可以是其他形式的性能服务器1，只要是能够采集参数并进行精确计算同时能够将数据传输至移动终端5显示器上进行显示即可。进一步优选的技术方案为所述数据图形转化模块9包括跑道使用图形化模块11和飞行剖面图形化模块12，所述跑道使用图形化模块11和飞行剖面图形化模块12均与所述每个移动终端5上的显示模块10连接。这样可以将计算后的数据分别转化为可视性非常强的跑道使用图形和飞行剖面图形，使得显示的是最终的图形，方便使用。还可以是所述参数采集模块7与所述起飞数据计算模块8之间设置用于对业务数据进行校核的纠错模块13。纠错模块13的作用是对参数进行校核，保证参数处于合理范围内。另外，在前面所有技术方案的基础上还可以是所述移动终端5与所述性能服务器1和系统管理服务器4通过无线网络14连接。无线网络14连接的优点是经济而且快捷。

本发明的航空飞行数据和航行信息传输方法，请参考图1至图2，包括以下步骤：

A.启动移动终端5，通过与之连接系统管理服务器4进行登录并验证匹配使用系统的权限，系统管理服务器4审核移动终端5的进入指令无误后，移动终端5与性能服务器1连接；

B.飞行员在移动终端5上输入飞机数据和环境数据并将该飞机数据和环境数据发送至性能服务器1，同时性能服务器1从数据库2中调取构型数据和跑道信息，并将对上述数据进行匹配和计算然后将计算结果直接发送至移动终端5上并显示在移动终端5上；

C.性能服务器1将计算后的结果同时发送至数据库2存储，数据挖掘服务器3与数据库2连接，所述数据挖掘服务器3使用数据挖掘算法对数据库2内的数据进行挖掘，数据挖掘服务器3对数据库2内历史积累的存储的实际运行数据进行分析和统计，发现数据间内在的、有价值的逻辑关系并最终在数据挖掘服务器3上显示。

这样，在飞行员执行飞行任务之前，启动移动终端5，然后输入登陆帐号并输入密码等，通过系统管理服务器4验证身份信息，系统管理服务器4审核移动终端5的权限，审核通过后打开与权限匹配的通道或端口，并将权限信息传输至性能服务器1，移动终端5与性能服务器1连接，使得性能服务器1可以对飞行员输入的参数和从数据库2中调取的构型数据和跑道信息进行匹配和计算，得到准确和完整的计算结果，然后将计算结果发送至移动终端5上进行显示，使得飞行员可以第一时间，准确、完整地掌握飞行数据和航空数据，提高安全飞行的准确性，比如飞行员在移动终端5上输入本地的起飞时的风速、风向以及整体飞机的最终总重量以及飞机号和机场代码，性能服务器1根据飞机号和机场代码从数据库2中调取该飞机的对应的推力和跑道的长度等构型数据和跑道信息，性能服务器1根据上述数据进行计算。之后性能服务器1将计算结果发送至数据库2内存储，以便数据挖掘服务器3对数据库2内的历史上积累的存储的计算数据进行分析和统计，完成数据挖掘的功能。这样，使得数据更加完整，而且可以分析数据。数据挖掘是通过对历史数据的统计分析，监控各起飞数据随计算条件变化而变化的趋势，监控到各起飞数据之间的变化趋势，从机场、航线、季节、飞机、业载等维度揭示运行特点和规律，为航空公司提高运行效率和经济效益提供有效的决策参考和数据支持，至于数据挖掘算法可以用现在比较通用的一些挖掘算法。相比之下，旧的运行模式采用人工查询手册获取起飞数据，无法实现数据的收集和挖掘，数据的潜在价值得不到利用。而航空构型数据包括不同飞机号的最大起飞重量，空重，发动机推力等等数据。而跑道信息包括不同机场不同编号跑道的跑道长度，停止道长度，净空道长度等信息。

本发明的航空飞行数据和航行信息传输方法，请参考图1至图2，在前面技术方案的基础上还可以是：B步骤中，性能服务器1中的人机接口模块6接受移动终端5发来的指令，并启动参数采集模块7，参数采集模块7采集从人机接口模块6传输过来的业务参数及飞机数据和环境数据，然后传输至起飞数据计算模块8，同时起飞数据计算模块8还从数据库2中调取航空构型数据和跑道信息等参数数据，起飞数据计算模块8将上述所有信息按照预设的计算公式等进行计算，然后将计算后的结果数据分别发送至移动终端5上显示同时发送至数据库2内存储，方便后续数据挖掘服务器3对数据库2内的数据进行整理、分析和统计。这样，人机接口模块6接受指令，并启动参数采集模块7采集业务参数，这些业务参数包括飞机号、机场、跑道的参数、风速和风向等等。上述业务参数输送至起飞数据计算模块8中并与起飞数据计算模块8中从数据库2中调取的航空构型数据和跑道信息一起根据起飞数据计算模块8中预置的计算公式计算出起飞的速度、剩余载量以及跑道的余度，起飞三个阶段的最佳高度和梯度等等。进一步优选的技术方案为在人机接口模块6接收到移动终端5发出的指令后，参数采集模块7采集人机接口模块6传输的业务数据的同时，启动纠错模块13对业务数据进行校核，将校核后的数据输入起飞数据计算模块8并与从数据库2中调取的数据一并进行数据计算。如果飞行员使用错误的飞机号、跑道号或其他基础数据作为输入，获得的错误输出数据会给飞行带来极大的安全隐患。这样，通过纠错模块13对业务数据进行纠错，让飞行员操作时，输入的数据都控制在目标域内，从而保证输出结果的正确性。

本发明的航空飞行数据和航行信息传输方法，请参考图1至图2，在前面技术方案的基础上还可以是所述起飞数据计算模块8将计算的结果通过数据图形转化模块9将数字的计算结果转化为图形化的并将该图形发送至移动终端5的显示模块10上。这样，单纯的数字显示可以转为比较直观的图形显示，提高了可视程度并降低了读取的复杂程度。进一步优选的技术方案为所述数据图形转化包括通过跑道使用图形化模块11将计算的结果转化为跑道使用图形和通过飞行剖面图形化模块将计算结果转化为飞行剖面图形。

具体说明跑道图形化方法：以不同颜色、不同长度的粗线条(实线或虚线)表示不同的物理参数。例如蓝色实线表示单发起飞距离，红色虚线表示单发加速停止距离；灰色粗实线表示跑道，黄色粗实线表示停止道，绿色粗实线表示净空道。这样就可以在移动终端上显示出如图3所示的起飞跑道的图形，看起来更加直观一些。

飞行剖面图形化方法为：以不同颜色的粗线条(实线或虚线)和几何图形示意飞机所处的空间位置和周围环境。例如红色实线表示假设温度下最小的飞行轨迹，蓝色虚线表示输入温度下典型的飞行轨迹，其三段分别表示为起飞过程中三个阶段；蓝色三角形图案表示距离跑道头方向的障碍物。如图4所示的飞行剖面图形，其中虚线代表实际温度下的典型飞行轨迹，实线代表假设温度下的最小飞行轨迹。

上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所作出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.航空飞行数据和航行信息传输方法，其特征在于：所述方法应用于航空飞行数据和航行信息传输系统，所述系统包括数据挖掘服务器、数据库、性能服务器、系统管理服务器和至少一个移动终端，所述每个移动终端均与性能服务器和系统管理服务器连接，所述数据库分别与所述性能服务器和所述系统管理服务器连接，所述性能服务器与所述系统管理服务器连接，所述数据库与数据挖掘服务器连接；

其传输方法包括以下步骤：

A.启动移动终端，通过与之连接系统管理服务器进行登录并验证匹配使用系统的权限，系统管理服务器审核移动终端的进入指令无误后，移动终端与性能服务器连接；

B.性能服务器中的人机接口模块接受移动终端发来的指令，并启动参数采集模块，参数采集模块采集从人机接口模块传输过来的飞机数据和环境数据，然后传输至起飞数据计算模块，起飞数据计算模块从数据库中调取航空构型数据和跑道信息，起飞数据计算模块进行飞机起飞性能计算，然后将计算后的结果数据分别发送至移动终端上显示和发送至数据库内存储和更新；

C.性能服务器将计算后的结果同时发送至数据库存储，数据挖掘服务器与数据库连接，所述数据挖掘服务器使用数据挖掘算法对数据库内的数据进行挖掘，数据挖掘服务器对数据库内历史积累的存储的实际运行数据进行分析和统计，发现数据间内在的、有价值的逻辑关系并最终在数据挖掘服务器上显示。

2.根据权利要求1所述的航空飞行数据和航行信息传输方法，其特征在于：所述性能服务器包括用于启动系统、选择业务和输入指令的人机接口模块、用于采集业务参数的参数采集模块、对起飞需要的数据进行计算的起飞数据计算模块和根据计算得到的起飞数据而转换成图形化的数据图形转化模块，所述参数采集模块的前端与人机接口模块连接，所述参数采集模块的后端与起飞数据计算模块连接，所述起飞数据计算模块分别与数据图形转化模块和移动终端上的显示模块连接，所述数据图形转化模块与所述移动终端上的显示模块连接。

3.根据权利要求2所述的航空飞行数据和航行信息传输方法，其特征在于：所述数据图形转化模块包括跑道使用图形化模块和飞行剖面图形化模块，所述跑道使用图形化模块和飞行剖面图形化模块均与所述每个移动终端上的显示模块连接。

4.根据权利要求2所述的航空飞行数据和航行信息传输方法，其特征在于：所述参数采集模块与所述起飞数据计算模块之间设置用于对业务数据进行校核的纠错模块。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的航空飞行数据和航行信息传输方法，其特征在于：所述移动终端与所述性能服务器和系统管理服务器通过无线网络连接。

6.根据权利要求1所述的航空飞行数据和航行信息传输方法，其特征在于：在人机接口模块接收到移动终端发出的指令后，参数采集模块采集人机接口模块传输的业务数据的同时，启动纠错模块对业务数据进行校核，将校核后的数据输入起飞数据计算模块进行数据计算。

7.根据权利要求1或6所述的航空飞行数据和航行信息传输方法，其特征在于：所述起飞数据计算模块将计算的结果通过数据图形转化模块将数字的计算结果转化为图形化的并将该图形发送至移动终端的显示模块上。

8.根据权利要求7所述的航空飞行数据和航行信息传输方法，其特征在于：所述数据图形转化包括通过跑道使用图形化模块将计算的结果转化为跑道使用图形和通过飞行剖面图形化模块将计算结果转化为飞行剖面图形。