CN104487962A - 用于飞行器健康和趋势监测的方法和系统 - Google Patents

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CN104487962A CN201380017566.9A CN201380017566A CN104487962A CN 104487962 A CN104487962 A CN 104487962A CN 201380017566 A CN201380017566 A CN 201380017566A CN 104487962 A CN104487962 A CN 104487962A
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    • B64F5/60—Testing or inspecting aircraft components or systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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Abstract

公开的实施方式涉及用于监测飞行器的子系统以便检测异常状态以及用于识别导致该异常状态的一个或多个来源的方法和系统。响应于在飞行器的飞行期间检测到触发事件，对多个相关参数的数据进行测量并存储在参数文件中。从飞行器经无线通信链路传送参数文件，并将其中继到地面支持网络。在地面支持网络处，随后多个相关参数的测量数据被用于识别导致该异常状态的一个或多个来源。

Description

用于飞行器健康和趋势监测的方法和系统
技术领域
本发明的实施方式总体上涉及飞行器，以及更具体地涉及用于监测飞行器的方法和系统。
背景技术
现代飞行器通常配备有复杂的系统，诸如飞行数据记录器，其报告信息并存储飞行中数据。此外，基于地面的系统支持飞行器维护。
当飞行器在飞行时，很难检测飞行器的子系统或组件何时开始异常操作，和/或难于正确地诊断导致子系统或组件异常操作的具体来源。虽然这些异常操作状态可能在飞行器着陆之后持续存在，但在很多情况下并不是这样的，这会使得正确诊断导致子系统或组件异常操作的具体来源更加困难。
对于用于监测飞行器以及飞行器的各种组件和子系统健康的方法和系统存在需求。需要提供可以自动检测异常状态的方法和系统，该异常状态表明飞行器的一个或多个子系统或组件何时经历性能降低。这也将是可取的，如果这些方法和系统可在导致性能降低的那些特定子系统或组件内识别一个或多个具体来源，这样在出现故障或失效之前可相对于经识别的子系统或组件采取矫正措施。这也将是可取的，如果这些方法和系统自动地执行而无需机组成员干预。此外，结合附图和前述的技术领域和背景技术，本发明的其它所期望的特征和特性将从随后的详细描述和所附的权利要求变得清楚。
发明内容
在一个实施方式中，提供一种用于监测飞行器的子系统以便检测异常状态然后用于识别导致该异常状态的一个或多个来源的方法。响应于在飞行器飞行期间检测到触发事件，对多个相关参数的数据进行测量并将其存储于参数文件内，所述参数文件从飞行器经由无线通信链路传送。然后参数文件被中继到地面支持网络，随后在地面支持网络处使用多个相关参数的测量数据来识别导致该异常状态的一个或多个来源。
在另一实施方式中，提供一种系统。该系统包括至少一个飞行器以及地面支持网络，该地面支持网络设计成识别在飞行器上导致异常状态的一个或多个来源。该飞行器具有多个子系统、第一处理器、第一存储器和发送器。第一处理器可监测子系统以便检测在飞行器飞行期间的触发事件。然后，响应于检测到触发事件，第一处理器可对多个相关参数的数据进行测量，并在第一存储器处将对每一相关参数的测量数据存储于参数文件中。随后发送器可从飞行器经无线通信链路传送参数文件。参数文件最终被中继到地面支持网络。第二存储器可配置成存储多个飞行器健康和趋势监测(AHTM，Aircraft Health and Trend Monitoring)程序模块。第二处理器配置成执行AHTM程序模块中所选定的一个，并处理多个相关参数的测量数据以便识别导致该异常状态的一个或多个来源。
附图说明
此后将结合以下附图对本发明的实施方式进行描述，其中相同的附图标记表示相同的元件，以及
图1是根据一些公开的实施方式的用于监测飞行器和飞行器各种子系统的飞行器健康和趋势的集成系统。
图2A是根据一些公开的实施方式的可使用的飞行器的立体图。
图2B是根据公开的实施方式的示例性实现方式的飞行器健康和趋势监测系统的框图。
图2C是根据公开的实施方式的示例性实现方式的飞行器各种子系统中的一些的框图。
图3是根据公开的实施方式的一个示例性实现方式的地面支持网络的部分的框图。
图4是根据一些公开的实施方式的用于监测飞行器各种子系统的健康和趋势的方法的流程图。
图5是根据一些其它公开的实施方式的用于监测飞行器各种子系统的健康和趋势的另一种方法的流程图。
具体实施方式
本文所用的“示例性”一词意思是“作为例子、实例或例证”。以下详细描述在本质上仅仅是示例性的，而并不意图限制本发明或本发明的应用和用途。本文中描述成“示例性”的任何实施方式不一定被解释成优于或胜过其它实施方式。在该具体实施方式部分中所述的所有实施方式是为了能够使本领域的技术人员实现或使用本发明并且不限制由权利要求限定的本发明的范围而提供的示例性实施方式。此外，并不意图受到在前面的技术领域、背景技术、发明内容或者以下具体实施方式中所呈现的任何明示或暗示理论的约束。
图1是根据一些公开的实施方式的用于监测飞行器110和飞行器各种子系统的健康和趋势的集成系统100。本文所用的术语“健康监测”指的是收集和评估相关参数和/或测量数据以便确定组件和/或子系统在任意给定的时间段内的状况、状态或数字输出值的过程。本文所用的术语“趋势监测”指的是收集和评估相关参数和/或测量数据以便确定组件和/或子系统在任意给定的时间段内的状态、状况或数字输出值从而对组件和/或子系统在未来某个时刻下的所述状态、状况或数字输出值进行预测、评估或趋势分析的过程。
该系统包括飞行器110、WLAN接入点133、蜂窝基站134、地面支持网络(GSN，ground support network)116、服务器118以及位于运营商或飞行器制造商的飞行器监测中心处的计算机接口122。
针对各种触发事件或机组报警系统(CAS，Crew Alerting System)消息，飞行器110生成参数文件并经WLAN通信链路130将参数文件传送到WLAN接入点133或经蜂窝通信链路132传送到蜂窝基站134。存储于参数文件中的信息可包括相关变量的测量数据、CAS消息以及与每一个相关变量和CAS消息相关联的相关参数的测量数据。WLAN接入点133或蜂窝基站134经由通过因特网136的有线链路将参数文件传送到地面支持网络116。地面支持网络116经通信链路耦合到服务器118。
地面支持网络116由第三方操作。地面支持网络116包括用于处理包含在参数文件中的数据的若干健康管理算法。一旦对来自参数文件的数据利用合适的健康管理算法进行处理，地面支持网络116就生成提供给服务器118的网页。该网页包括关于飞行器健康和/或机群健康的信息。网页可包括存储在从飞行器110传送到地面支持网络116的参数文件中的信息。网页还可包括存储于在地面支持网络116处生成的检查文件中的信息以及识别需要被检查的飞行器元件诸如子系统(或其组件)的信息。
服务器118将来自地面支持网络116的网页提供给计算机，所述计算机耦合到计算机接口122，这样可显示网页。
计算机接口122允许例如从系统操作员和/或另一计算机系统到地面支持网络116的通信，并且可以使用任何适当的方法和设备来实施。以这种方式，在地面支持网络116处生成的信息可通过操作员在监测站处在计算机接口122上供工作人员查看。计算机接口122可包括用于与其它系统或组件通信的一个或多个网络接口、用于与技术人员通信的一个或多个终端接口，以及用于连接到地面支持网络116的处理器116-1或存储器116-2的一个或多个接口。
图2A是根据一些公开的实施方式的可使用的飞行器110的立体图。根据公开的实施方式的一个非限制性实现方式，飞行器110包括机身、两个主翼201-1、201-2、垂直尾翼212、包括为T型尾翼构造的两个水平尾翼213-1和213-2的升降舵209以及两个喷气式发动机211-1、211-2。为了飞行控制，两个主翼201-1、201-2均具有副翼202-1、202-2、副翼调整片206-1、206-2、扰流板204-1、204-2和襟翼203-1、203-2，垂直尾翼212包括方向舵207，以及飞行器水平尾翼(或尾部)213-1、213-2均包括升降舵调整片208-1、208-2。虽然未在图1中示出，但是飞行器110还包括机载计算机、飞行器仪表和各种控制系统，如现在将参照图2B所述的那样。
图2B是根据公开的实施方式的示例性实现方式的飞行器健康和趋势监测(AHTM)系统200的框图。该系统200的一部分在飞行器110内实施以便采集数据。该数据可包括一个或多个相关变量的测量数据、与一个或多个相关变量相关联的相关参数的测量数据、CAS消息以及与一个或多个CAS消息相关联的相关参数的测量数据。该数据随后可从飞行器110传送到地面支持网络116并且用于监测飞行器110的一个或多个元件(例如，子系统230或这种子系统的组件)的健康状况，和/或用于监测由飞行器110的一个或多个元件所呈现的趋势行为。如图所示，系统200包括飞行器110的各种子系统230。
系统200的飞行器110部分包括机载计算机210、各种子系统230、飞行器仪表250、驾驶舱输出设备260(例如，显示单元262，诸如控制显示单元、多功能显示器(MFD)等，音频元件264，诸如扬声器等)以及各种输入装置270，诸如包括光标控制设备的小键盘以及可作为显示单元的一部分实施的一个或多个触摸屏输入设备。
飞行器仪表250例如可包括全球定位系统(GPS)的元件，其提供关于飞行器位置和速度的GPS信息，以及惯性参考系(IRS，InertialReference System)的元件、近程传感器、开关、中继器、视频成像器等。在通常情况下，IRS是独立导航系统，其包括诸如加速计的惯性探测器和旋转传感器(例如，陀螺仪)，一旦IRS被初始化，可自动和连续地计算飞行器的位置、方位、航向和速度(方向和移动速度)，而无需进行外部参照物。
驾驶舱输出设备260可包括显示单元262和音频元件264。显示单元262可使用任何人机接口来实现，所述人机接口包括但不限于屏幕、显示器或其它用户接口(UI)。音频元件264可包括扬声器和用于驱动扬声器的电路。
输入设备270例如通常可包括任何开关、选择按钮、小键盘、键盘、定点设备(诸如光标控制设备或鼠标)和/或包括一个或多个触摸屏显示器的触摸式输入设备，所述触摸屏显示器包括可使用手指、笔、触控笔等进行选择的选择按钮。
机载计算机210包括数据总线215、处理器220、系统存储器223以及无线通信网络接口271。
数据总线215用于在图2B的各种元件之间传送程序、数据、状态和其它信息或信号。数据总线215用于承载在处理器220、系统存储器223、各种子系统230、飞行器仪表250、驾驶舱输出设备260、各种输入设备270以及无线通信网络接口271之间通信的信息。数据总线215可以使用将机载计算机210连接到至少上述的外部和内部元件的任何适当的物理或逻辑方法来实现。这包括但不限于直接的硬接线连接、光纤、红外和无线总线技术。
处理器220执行计算机系统210的计算和控制功能，并且可包括任何类型的处理器220或多个处理器220，诸如微处理器的单个集成电路，或以合作方式来完成处理单元功能的任何合适数目的集成电路装置和/或电路板。
应当理解的是系统存储器223可为单一类型的存储器组件或其可由许多不同类型的存储器组件构成。系统存储器223可包括非易失性存储器(诸如只读存储器(ROM)224，闪存等)、易失性存储器(诸如随机存取存储器(RAM)225)或两者的某种组合。RAM225可为任何类型的合适的随机存取存储器，其包括各种类型的动态随机存取存储器(DRAM)，诸如同步动态随机存储器(SDAM)，各种类型的静态RAM(SRAM)。RAM225包括操作系统226以及参数文件生成程序228。RAM225存储用于一个或多个参数文件生成程序228的可执行代码。参数文件生成程序228(存储于系统存储器223内)可在处理器220处加载并执行以便在处理器220处实施参数文件生成模块222。如下面将要说明的那样，处理器220执行参数文件生成程序228以便生成参数文件，该参数文件包括在地面支持网络116处用于对一个或多个飞行器子系统(或其组件)进行健康和趋势监测的测量数据。
此外，应当指出的是在某些实施方式中，系统存储器223和处理器220可分布在共同构成机载计算机系统210的若干不同的机载计算机上。
无线通信网络接口271是机载计算机210外部的可操作且可通信地耦合的天线272、274、276。天线包括经卫星通信链路用于与卫星网关114交流信息的卫星天线272、经WLAN通信链路与WLAN接入点133交流信息的WLAN天线274，以及经蜂窝通信链路与蜂窝基站134交流信息的蜂窝网络天线276。卫星网关114、WLAN接入点133和蜂窝基站134都可耦合到其它网络，包括因特网，这样信息可与远程计算机进行交换。
图2C是根据公开的实施方式的示例性实现方式的飞行器110的各种子系统230的框图。在一个示例性的、非限制性的实现方式中，各种子系统231-246包括推力反向器控制子系统231、制动控制子系统232、飞行控制子系统233、转向控制子系统234、飞行器传感器控制子系统235、APU入口门控制子系统236、机舱环境控制子系统237、起落架控制子系统238、推进子系统239、燃料控制子系统240、润滑子系统241、近地监测子系统242、飞行器致动器子系统243、机身子系统244、航空电子设备子系统245、软件子系统246。在图2B中所示的子系统230-246仅仅是示例性的，并且在其它实施方式中，可包括各种其它子系统，诸如空气数据子系统、自动飞行子系统、发动机/动力装置/点火装置子系统、电力子系统、通信子系统、防火子系统、液压动力子系统、防冰防雨子系统、导航子系统、氧气子系统、气动子系统、信息子系统、排气子系统等。
虽然在图2C中未示出，但是本领域的技术人员将会意识到各种子系统均可包括一个或多个组件。此外，各种子系统的每一个均可包括一个或多个传感器，以便有助于测量和生成有关飞行器110的该子系统(和/或该子系统的组件)操作的数据，以便协助执行一个或多个子系统的诊断和健康监测等。每个传感器可生成数据，所述数据用于生成被包括在由参数文件生成单元222所生成的参数文件中的信息。通常情况下，“传感器”是用于测量物理量并将其转换成可由观察人员或由仪表读取的信号的装置。在通常情况下，传感器可用于感测光线、运动、温度、磁场、重力、湿度、振动、压力、电场、电流、电压、声音和环境的其它物理方面。传感器的非限制性例子可包括声学传感器(例如，声音、麦克风、地震检波器、加速计等)、振动传感器、运载工具传感器(例如，空速指示器、高度计、姿态指示器、陀螺仪、惯性参考单元、磁罗盘、导航仪传感器、速度传感器、节气门位置传感器、可变磁阻传感器、粘度计、轮速传感器、偏航率传感器等)、化学传感器/检测器、电流传感器、电势传感器、磁传感器、射频传感器、环境传感器、流体流量传感器、位置、角度、位移、距离、速度、加速度传感器(例如，加速度计、倾斜计、位置传感器、旋转编码器、旋转/线性可变差动变换器、转速表等)、光学、光、成像传感器(例如，电荷耦合器件、红外线传感器、LED、光纤传感器、光电二极管、光电晶体管、光电传感器等)、压力传感器和压力表、应变仪、扭矩传感器、力传感器、压电式传感器、密度传感器、水平传感器、热、热量、温度传感器(例如，热流传感器、温度计、基于电阻的温度检测器、热敏电阻、热电偶等)、近程/存在传感器等。
图3是根据公开的实施方式的一个示例性实现方式的地面支持网络(GSN)116的部分的框图。如图3中所示，地面支持网络116包括处理器290、存储器292以及耦合到各种不同的有线通信链路的通信接口293。
存储器292可利用本文公开的任何存储器技术来实施。存储器292存储多个飞行器健康和趋势监测(AHTM)程序模块293-1...293-n。每个AHTM程序模块293编程有用于实施特定的健康和趋势监测算法(HTMA，Health and Trend Monitoring Algorithm)的计算机可执行指令。存储器292可存储可经计算机可执行指令用于实施各种不同HTMA的各种不同的AHTM程序模块293。
当在地面支持网络116处从飞行器110接收到参数文件291-1...291-n时，可在处理器290处加载每个参数文件291以及对应于该特定类型的参数文件的相应AHTM程序模块293。当处理器290相对于包括在参数文件291的一个中的测量数据执行AHTM程序模块293的计算机可执行代码时，在处理器290处执行飞行器健康和趋势监测(AHTM)处理器294的实例化。
相关变量实施方式
根据一些公开的实施方式，每个HTMA用于分析至少一个相关变量(RV，Relevant Variable)的测量数据以便确定所测量数据是否异常(即在其阈值上限和/或阈值下限之外)或正常(即在其阈值上限和/或阈值下限之内)。
根据这些实施方式，当在地面支持网络116的处理器290处接收并加载参数文件291时，处理器290确定哪些相关变量包括在参数文件291中。对于每一个相关变量而言，处理器290加载并执行适当的AHTM程序模块290(其对应于特定的相关变量)。对于每个AHTM程序模块290和参数文件291而言，HTMA随后分析该相关变量(RV)的测量数据以便确定该相关变量是否处于异常水平(即在其阈值上限和/或阈值下限之外)。如果确定该相关变量的测量数据为异常时，HTMA可标记异常，然后还进一步检查与该特定相关变量相关联的相关参数(RP，Relevant Parameter)的测量数据，以便确定哪些相关参数最有可能导致相关变量处于异常水平。
为了进一步说明，每个HTMA具有与之相关联的至少一个相关变量(RV)，该相关变量用在对飞行器的特定子系统或特定子体系的组件进行初步分析的过程中。每一个相关的变量受许多不同相关参数(RP)的左右或影响。每个相关参数还与飞行器的特定子系统或组件相关联，并且有助于表征该特定子系统或组件的性能或操作特性。对于特定的HTMA而言，可预先限定相关变量和每一相关变量的相关参数以及每一相关变量及其每一相关参数的阈值(例如上限和/或下限阈值)。
当在执行特定HTMA期间确定相关变量为异常时，可随后将对应于该相关变量的每一个相关参数的测量数据与一个或多个阈值进行比较，接着可将确定为处于其相应阈值之外的任何相关参数识别为导致异常相关变量的潜在原因，然后可被存储于检查文件296内。在一些实施方式中，检查文件296也可指示与每一相关参数相关联的特定子系统(或其组件)。以这种方式，可以很容易地识别这些特定的子系统(或其组件)以进行进一步检查，从而确定它们是否正常操作或是否需要采取矫正措施。
机组报警系统(CAS)消息实施方式
许多现代飞行器使用机组报警系统(CAS)消息来给机组成员提供发动机和飞行器系统的故障信息。CAS消息基于嵌入航空电子系统内的触发器和逻辑通知给机组成员。该逻辑通常包含来自所有飞行器报告系统和子系统的输入。当输入的组合满足嵌入的逻辑的标准时触发CAS消息。这可以是布尔或二进制类型的输入或浮点参数。一旦该逻辑已经被满足，航空电子系统套件会以红色(报警)、黄色(警告)或青色(报告)的消息显示给机组成员。多个CAS消息给机组成员显示失效或故障信息。在这些情况下，当显示失效或故障信息时，假定系统已经出现异常，且必须执行矫正措施以便成功地消除CAS消息。该系统记录任意给定时刻的所有CAS参数。直到CAS消息被激活，消息的CAS参数值为0。一旦被激活，CAS参数值取决于失效的情况而从零变化到一(1)到六十三(63)之间的整数。当CAS消息被记录时，该系统检测何时参数值从零变化到非零值。
根据其它的一些公开的实施方式，当CAS消息在飞行器110上生成时，与该特定CAS消息相关联的相关参数(RP)的数据被自动地测量并存储在被传送到地面支持网络116的参数文件291中。飞行器维护和工程人员根据经验可以确定多个不同相关参数(RP)，这些相关参数是针对每一特定CAS消息的典型触发器。就这一点而论，对于每一特定的CAS消息而言，可以预先限定相关参数及其相应的阈值(例如，每一相关参数的上限和/或下限阈值)。
当在地面支持网络116的处理器290处接收并加载参数文件291时，该处理器290还加载并执行适当的AHTM程序模块293(其对应于在参数文件291中所指示的特定CAS消息)。当处理器290执行对应于AHTM程序模块293的HTMA时，对包括在参数文件291中的每一相关参数(RP)的测量数据进行分析以便确定哪些相关参数处于异常水平(即处于其阈值上限和/或阈值下限之外)从而最有可能导致生成特定的CAS消息。可将每一相关参数与一个或多个阈值进行比较，且被确定为处于那些阈值之外的任何相关参数可被识别成导致CAS消息的潜在原因。当任何相关参数的测量数据被确定为异常时，HTMA可标记异常，然后将处于其相应阈值之外的相关参数存储在检查文件296中。在一些实现方式中，该检查文件296也可指示与每一相关参数相关联的特定子系统(或其组件)。以这种方式，那些特定的子系统(或其组件)可被识别和标记以用于进一步检查，从而确定它们是否正常操作或是否需要采取矫正措施。
图4是根据一些公开的实施方式的用于监测飞行器各种子系统(或其组件)的健康和趋势的方法400的流程图。方法400可作为健康和趋势监测算法(HTMA)的一部分来实施以便在特定子系统(或其组件)内检测/识别/观察到异常，以及以便分离/识别该异常的根本原因(例如，查明导致该异常状态的来源)。在下面将参照图1至3对图4的方法400进行描述，以便说明方法400如何在一个示例性的非限制性环境的上下文中应用。
方法400在410处以监测状态开始，在410处飞行器的机载计算机监测其子系统(或其组件)是否发生一个或多个触发事件(TE，triggerevent)。
当在410处检测到触发事件时，方法400进入在420处的测量状态。在420处，机载计算机可以测量：(1)至少一个相关变量(或多个相关变量)的数据，以及(2)与相关变量相关联(例如，左右或影响)的每一相关参数的数据流。如下面将要说明的那样，相关变量可由地面支持网络116使用以便识别相关变量何时开始趋向于远离正常或预期值，然后可在地面支持网络116处使用相关参数来分离导致该异常的具体原因。
根据一些公开的实施方式，在430处，特定相关变量的测量数据以及(与该相关变量相关联的)每一相关参数的测量数据可被存储在对应于该特定相关变量的参数文件(PF)中。为了便于识别，每个特定相关参数可具有与其相关联的参数名称。每一特定相关参数的数据是未经处理的数据或原始数据。对于一些相关参数而言，可在特定的持续时间中测量数据流。对于其它相关参数而言，可从开始触发测量数据流，直到发生停止触发。在一些实施方式中，多个参数文件可组合成单个主参数文件，其包括与特定健康监测算法结合使用的每一相关变量的参数文件。
在440处，参数文件从飞行器经WLAN通信链路130或蜂窝通信链路132传送，并中继到地面支持网络116。地面支持网络116接收数据，并将数据从一种格式解压缩到另一种可读和可使用的格式。
在450处，在地面支持网络116处执行检测状态，其中地面支持网络116处理相关变量的测量数据并确定相关变量的测量数据是否处于一个或多个阈值极限内。根据被执行的HTMA，阈值极限例如可为状态阈值(例如，二进制0和二进制1)；时间阈值(少于或大于某一特定的时间)；数据的数据阈值(例如，小于或大于某一特定的数据值)；参数值的阈值等。在一些实现方式中，当HMTA包括多个相关变量时，地面支持网络116可以按顺序地处理它们，然而，在其它实施方式中，地面支持网络116可并行地处理相关变量的在参数文件中的所有测量数据。为了简单起见，下面的描述假定HMTA包括单个相关变量。
当HMTA确定相关变量的测量数据处于一个或多个阈值极限内时，这意味着没有检测到任何异常状态，并且该方法400循环返回到410。
当HMTA确定相关变量的测量数据处于一个或多个阈值极限之外(例如，高于或低于预期值)时，这意味着检测到异常状态(例如，HMTA检测/识别/观察到该子系统中的异常)，那么该方法400前进到460，在460处，HMTA进入到识别状态以便确定/识别/分离导致异常或异常状态的一个或多个根本原因，其或许是该特定相关变量落在其阈值之外的原因。
为了完成上述，在一个实施方式中，HMTA可以分析每个相关参数(在470/480处)以及确定哪些相关参数具有的测量值落在其阈值之外(即不在其预期值内)。在470处，HMTA在参数文件中选择下一相关参数。在方法400的第一次迭代过程中，这是在参数文件中的第一个相关参数，而在最后一次迭代的过程中，这是在参数文件中的最后一个相关参数。
在480处，做出判断以便确定特定相关参数的测量数据是否处于一个或多个阈值极限内(例如在上限阈值内和/或在下限阈值内)。当特定相关参数的测量数据处于其阈值极限内时，该方法400循环返回到470以便确定是否需要对相关参数的任何其它测量数据进行分析。当特定相关参数的测量数据处于一个或多个阈值极限之外(例如，大于或小于一个或多个的阈值极限)时，在490处，相关参数连同其所应用的(和/或显示在显示器上的)元件(例如，特定的子系统或其组件)的指示可被存储到例如识别文件中，且该方法循环返回到460。
因此，在490处，确定为具有落在其阈值之外的测量数据值的任何相关参数可被存入(例如，记录和存储)。在一个实现方式中，相关参数可被存入到识别文件中，所述识别文件识别相关参数以及与相关参数相关联的那些元件(例如，特定的子系统(或其组件))。在一些实施方式中，相关参数在地面支持网络处可显示在图形用户接口(GUI)(例如，作为网页)上。
在495处，为了采取可能的矫正措施来克服异常，可生成需要被检查的元件列表。工作人员可以查看该信息，并创建其它信息。例如，在一个实现方式中，工作人员可以查看识别文件中的信息并创建其它信息(例如，基于来自于识别文件的信息或为了在地面支持网络的终端处创建网页所需的信息元素所生成的检查文件)。此外，工作人员可以检查包括在所查看信息内的元件，并在异常变明显之前采取所需的矫正措施以便恢复元件，所述元件是导致异常(相对于预期的或正常操作状态)的原因(或潜在原因)。例如，工作人员可以检查包括在检查文件中的元件以便确定需要采取哪些矫正措施(如果有的话)来克服该异常。
图5是根据一些公开的实施方式的用于监测飞行器各种子系统(或其组件)的健康和趋势的另一种方法500的流程图。方法500可用于检测/识别/观察飞行器子系统(或其组件)内的异常，以及以便分离/识别该异常的根本原因(例如，准确确定导致该异常状态的一个或多个来源)。在下面将参照图1至2B对图5的方法500进行描述，以便说明方法500如何在一个示例性的非限制性环境的上下文中应用。
方法500在510处以监测状态开始，在510处飞行器上的计算机监测并等待接收机组报警系统(CAS)的消息。CAS消息向飞行器机组成员发出公告，并自动指示相关变量处于其阈值之外。例如，在一些实现方式中，可在航空电子系统软件中对指示失效的某些逻辑位进行逻辑处理(例如，与和或)以便限定在飞行器上何时公告CAS消息。这些位总体上指示异常状态。CAS消息需要指示测量变量处于一个或多个阈值极限之外(例如高于或低于预期值)，这指示检测到异常状态(例如，HMTA检测/识别/观察到该子系统中的异常)。当生成CAS消息时，对与该特定CAS消息相关联的一组相关参数的每一个的数据进行测量和记录。
当在510处生成CAS消息时，在520处测量CAS消息和与该CAS消息相关联的每一相关参数的数据并将其存储在对应于该CAS消息的参数文件中。为了便于识别，每一特定的相关参数可具有与其相关联的参数名称。每一特定相关参数的数据是未经处理的数据或原始数据。相对于任何CAS消息，可基于初始触发事件(其导致生成CAS消息)在特定的持续时间中对相关参数测量数据流。在一些实施方式中，多个参数文件可组合成单个主参数文件，其包括与特定健康监测算法结合使用的每一相关变量的参数文件。
在530处，参数文件从飞行器经卫星通信链路111传送，然后中继到地面支持网络116。
在一些实现方式中，CAS消息可具有不同的优先级，并且只有高优先级的CAS消息才会立即被发送到地面支持网络。在430处较高优先级的CAS消息及其相关联的参数文件(具有相关参数)可在飞行的过程中在该参数文件生成后经卫星通信链路111被立即传送到地面支持网络116。在该实施方式中，因为飞行器正在飞行中且没有可用的WLAN通信链路130或蜂窝通信链路132，所以主要使用卫星通信链路111。较高优先级的CAS消息需要在飞行器着陆之前被传送，所以这样做的唯一方法就是使用某种类型的卫星通信路径。一旦飞行器落在地面上，WLAN通信链路130或蜂窝通信链路132变得可用。较低优先级的CAS消息及其相关联的具有相关参数的参数文件可在飞行器着陆时经WLAN通信链路130或蜂窝通信链路132被传送到地面支持网络116。
相对于地面支持网络116远程定位的工作人员可在经服务器118耦合到地面支持网络116的计算机接口122上查看参数文件(其包括在事件发生时在飞行器上实时收集的数据)。工作人员可以使用参数文件中的信息来给地面支持人员提供需要检查的项目清单。
在540处，开始识别状态，在540处地面支持网络116开始对对包括在参数文件中的相关参数的测量数据进行处理以便确定/识别/分离导致异常或异常状态的一个或多个根本原因，其或许是导致CAS消息的原因。为此，在一个实施方式中，HMTA可分析每一相关参数(在550/560处)并确定哪些相关参数的测量值落在其相应阈值之外(即，不在其预期值内)。
在550处，可以选择参数文件中的下一相关参数。在方法500的第一次迭代过程中，这是在参数文件中的第一个相关参数，而在最后一次的迭代过程中，这是在参数文件中的最后一个相关参数。
在560处，确定确定特定相关参数的测量数据是否处于一个或多个阈值极限内(例如，在上限阈值和/或下限阈值内)。
当该特定相关参数的测量数据处于其阈值极限内时，方法500循环返回到550以便确定其它相关参数的任何其它测量数据是否需要进行分析。
当该特定相关参数的测量数据处于一个或多个阈值极限之外(例如，大于或小于一个或多个阈值极限)时，在570处，该相关参数连同其所应用的子系统的指示被存入(例如到识别文件中)，并且该方法循环返回到560。因此，在570处，确定为具有落在其阈值之外的测量数据值的任何相关参数可被存入(例如，记录和存储)到识别文件中，所述识别文件识别相关参数以及与相关参数相关联的那些元件(例如，特定的子系统(或其组件))。
在580处，为了采取可能的矫正措施来克服异常，可生成需要被检查的元件列表。工作人员可以查看该信息，并创建其它信息。
例如，在一个实现方式中，工作人员可以查看该信息并创建其它信息。例如，工作人员可以查看识别文件中的信息并创建其它信息(例如，基于来自于识别文件的信息或在地面支持网络的终端处创建网页所需的信息元素来生成检查文件)。此外，工作人员可以检查包括在所查看信息内的元件并在异常变明显之前采取所需的矫正措施恢复元件，所述元件是导致异常(相对于预期的或正常操作状态)的原因(或潜在原因)。例如，工作人员可以检查包括在检查文件中的元件以便确定需要采取哪些矫正措施(如果有的话)来克服该异常。在一些实施方式中，信息可显示在显示器上。
在图4和图5中所示的流程图是示例性的，并且为了清楚起见已被简化。在一些实施方式中，可实施额外的框/任务/步骤，尽管为了清楚起见未示出它们。这些额外的框/任务/步骤可在图4和图5中所示的任何框/任务/步骤之前或之后或者并行和/或同时进行。因此还应该指出的是在图4和图5中所示的一些框/任务/步骤可以是任选的，并且不需要被包括在公开的实施方式的每一实现方式中。在一些实现方式中，虽然未被示出，在执行框/任务/步骤之前或在完成框/任务/步骤之前会需要确认某些状态的存在或不存在。换言之，框/任务/步骤可包括在从该框/任务/步骤行进到图4和图5中的下一个框/任务/步骤之前需要被满足的一个或多个条件。例如，在一些情况下，在进行到流程图的下一框/任务/步骤之前可执行并需要满足定时器、计数器或两者的组合。正因如此，任何框/任务/步骤对图4和图5未示出的其它框/任务/步骤可以是带条件的。
因此，还应该指出的是图4和图5的流程图没有暗示顺序或时间上的关系，除非从描述流程图的各种框/任务/步骤的语言的上下文中明确说明或暗示顺序或时间上的关系。框/任务/步骤的顺序可以改变，除非从正文的其它部分明确说明或以其它方式暗示。
此外，在一些实现方式中，图4和图5可包括为了清楚起见未被示出的额外反馈或前馈环路。在流程图的两个点之间没有反馈或前馈环路并不一定意味着在两个点之间不存在反馈或前馈环路。同样地，在某些实现方式中一些反馈或前馈环路可以是任选的。虽然图4和图5示出为包括单次迭代，但这并不一定意味着流程图不执行一定次数的迭代或不连续执行或直到出现一个或多个状态才执行。
上述健康和趋势监测算法(HTMA)可设计成应用于多个飞行器子系统(或其组件)的任意一个上，并且触发事件、相关变量以及相关参数的一些具体示例将结合它们应用的这种HTMA的一些示例给出。如上所述，本领域技术人员将意识到下面所述的每个HTMA可利用存储于地面支持网络116的存储器292内的计算机可执行指令作为在处理器290上执行的AHTM程序模块293来实施。
适于飞行器起落架系统的算法
起落架放下的HTMA
在一个实现方式中，提供起落架放下的HTMA。对于飞行器起落架而言，完成起落架放下的顺序为，移动驾驶舱内的手柄，这依次驱动电磁阀，电磁阀将压力施加到起落架致动器，起落架致动器放下起落架。当“放下且锁定”开关被激活时，飞行员获知起落架已被放下。
响应于检测到飞行器的起落架手柄已移至放下位置而触发起落架放下的HTMA。对于起落架放下的HTMA而言，测量和记录的相关变量是起落架放下的时间。对于起落架放下的HTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、液压压力、阀位置、温度、数量、速率、襟翼位置、高度、空速、加速度、空气温度、总燃料、冰冻检测、起落架、起落架舱门位置、飞行器重量、起落架和襟翼手柄位置以及状态参数。起落架放下的HTMA的相关参数可用于识别哪些参数导致起落架的放下时间趋向于远离其正常或预期值。通过测量和分析这些相关参数，可以检测到异常，诸如阀门发粘、由于腐蚀导致摩擦等，而无需全面和昂贵的维修检查的花费。
起落架收起和轮速的HTMA
在另一种实现方式中，提供起落架收起以及收起时前起落架和主起落架轮速的HTMA。响应于检测到飞行器的起落架手柄已经移动到上部位置而触发起落架收起和轮速的HTMA。对于起落架收起和轮速的HTMA而言，所测量和记录的相关变量是起落架收起的时间和轮速。对于起落架收起和轮速的HTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间、轮速、液压压力、阀位置、温度、数量、速率、襟翼位置、高度、空速、加速度、空气温度、总燃料、冰冻检测、起落架、起落架舱门位置、飞行器重量、起落架和襟翼手柄位置以及状态参数。对于起落架收起和轮速的HTMA而言的相关参数可用于识别哪些参数导致起落架的收起时间和/或轮速趋向于远离其正常或预期值。
适于飞行器制动系统的算法：制动温度的HTMA
在另一个实现方式中，提供制动温度的HTMA。响应于检测到位于前起落架轮子上的重量(例如，飞行器已经着陆到跑道上)而触发制动温度的HTMA。对于制动温度的HTMA而言，所测量和记录的相关变量是每一起落架的制动器在着陆过程中的温度。对于制动温度的HTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、液压压力、阀位置、温度、数量、速率、高度、速度、空气温度、总燃料、飞行器重量、在轮传感器上的起落架重量以及状态参数。制动温度的HTMA的相关参数可用于识别哪些参数导致制动温度趋向于远离其正常或预期值。
适于飞行器通信系统的算法
VHF通信链路可用性的HTMA
在另一种实现方式中，提供VHF通信链路可用性的HTMA。响应于检测到VHF通信链路不可用而触发VHF通信链路可用性的HTMA。对于VHF通信链路可用性的HTMA而言，所测量和记录的相关变量是VHF通信链路不可用时的纬度和经度。对于VHF通信链路可用性的HTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、位置信息(纬度和经度)、空气温度、空速、高度以及通信链路的信道、状态和可用性。对于VHF通信链路可用性的HTMA而言的相关参数可用于识别VHF通信链路何时不可用。
通信卫星链路可用性的HTMA
在另一种实现方式中，提供卫星通信链路可用性的HTMA。响应于检测到卫星通信链路不可用而触发卫星通信链路可用性的HTMA。对于卫星通信链路可用性的HTMA而言，所测量和记录的相关变量是卫星通信链路不可用时的纬度和经度。对于卫星通信链路可用性的HTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、位置信息(纬度和经度)、空气温度、空速、高度以及通信链路的信道、状态和可用性。对于卫星通信链路可用性的HTMA而言的相关参数可用于识别卫星通信链路何时不可用。
通信管理功能(CMF)可用性的HTMA
在另一种实现方式中，提供CMF可用性的HTMA。响应于检测到CMF不可用而触发CMF可用性的HTMA。对于CMF可用性的HTMA而言，所测量和记录的相关变量是CMF通信链路不可用时的纬度和经度。对于CMF可用性的HTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、位置信息(纬度和经度)、空气温度、空速、高度以及通信链路的信道、状态和可用性。对于CMF可用性的HTMA而言的相关参数可用于识别CMF何时不可用。
适于飞行器电源系统的算法
A/C供电的HTMA
在另一种实施方式中，提供A/C供电的HTMA。响应于检测到主开关已经打开而触发A/C供电的HTMA。对于A/C供电的HTMA而言所测量和记录的相关变量包括电池的温度、电流和电压、自动供电单元(APU，Automatic Power Unit)发电机的温度、电流和电压，以及变压整流器单元(TRU，Transformer Rectifier Unit)的温度、电流和电压。对于A/C供电的HTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、主要和备用电池充电、温度、电压、电流、主要和备用变压整流器单元的电压、负载、频率、外部电力的电压、负载、频率、辅助动力单元的电压、负载、频率，以及气温。对于A/C供电的HTMA而言的相关参数可用于识别在A/C供电过程中哪些参数导致电池、APU发电机或TRU处的温度、电流或电压趋向于远离其正常或预期值。
集成的驱动发电机(IDG)的HTMA
在另一种实现方式中，提供IDG的HTMA。响应于检测到左侧或右侧发动机已经启动而触发IDG的HTMA。对于IDG的HTMA而言所测量和记录的相关变量是左侧或右侧发动机的发动机功率生成。对于IDGHTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、发动机启动的离散输入、N1、N2的速度、变压整流器单元的电压、负载、集成的驱动发电机的频率、负载因子、电压。对于IDG HTMA而言的相关参数可用于识别哪些参数导致通过左侧或右侧发动机的IDG生成的发动机功率趋向于远离正常或预期值。
辅助动力单元(APU，Auxiliary Power Unit)的HTMA
在另一种实现方式中，提供APU的HTMA。响应于检测到APU已经启动而触发APU的HTMA。对于APU的HTMA而言所测量和记录的相关变量是APU门打开和关闭的时间跨度以及APU的电压、电流。对于APU的HTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、APU门的指示器、APU门的致动器、APU速度、燃料流量、阀位置、电压、APU门的位置、空气温度、高度、高度变化率、加速度(主体)。对于APU的HTMA而言的相关参数可用于识别哪些参数导致APU的门打开或开启特性趋向于远离正常或预期值。
自动供电单元(APU，Automatic Power Unit)入口门的HTMA
在另一种实现方式中，提供APU入口门的HTMA。响应于检测到主开关已经打开而触发APU入口门的HTMA。对于APU入口门的HTMA而言测量和记录的相关变量可包括APU入口门的打开和关闭的时间。对于APU入口门的HTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、APU门的指示器、APU门的致动器、APU的速度、燃料流量、阀位置、电压、APU门的位置、空气温度、高度、高度变化率、加速度(主体)。对于APU入口门的HTMA而言的相关参数可用于识别哪些参数导致APU入口门的打开和关闭时间趋向于远离正常或预期值。
发动机启动的HTMA
在另一种实现方式中，提供发动机启动的HTMA。响应于检测到左侧或右侧发动机已经启动而触发发动机启动的HTMA。对于发动机启动的HTMA而言所测量和记录的相关变量是当左侧或右侧发动机启动时的发动机的振动、EPR和燃料流量。对于发动机启动的HTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、涡轮气体温度、振动、N1、N2的速度、阀位置、油压、油温、燃料的流量、温度、压力比。对于发动机启动的HTMA而言的相关参数可用于识别在启动过程中哪些参数导致(左侧或右侧发动机的)发动机振动、EPR和燃料流量趋向于远离其正常或预期值。
适于飞行控制面运动的算法
副翼和副翼调整片运动的HTMA
在另一种实现方式中，提供副翼和副翼调整片运动的HTMA。响应于检测到经校准的空速大于阈值而触发副翼和副翼调整片运动的HTMA。对于副翼和副翼调整片运动的HTMA而言所测量和记录的相关变量是副翼的初始+、-运动，副翼调整片的初始+、-运动，左侧和右侧副翼之间的位置差异，以及左侧和右侧副翼调整片之间的位置差异，左侧或右侧副翼的飞行员输入与实际的运动比较，左侧或右侧副翼调整片的飞行员输入与实际的运动的比较。对于副翼和副翼调整片运动的HTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、滚转角、空气温度、空速、高度、飞行控制面的位置、伺服离合器的状态、飞行员、副驾驶的驾驶杆力、伺服鼓的位置、调整片的位置、起落架的信息参数、飞行控制计算机状态位。对于副翼和副翼调整片运动的HTMA而言的相关参数可用于识别在启动过程中哪些参数导致副翼或副翼调整片的运动趋向于远离其正常或预期值。
方向舵和方向舵调整片运动的HTMA
在另一种实方式中，提供方向舵和调整片运动的HTMA。响应于检测到经校准的空速大于阈值而触发方向舵和调整片运动的HTMA。对于方向舵和调整片运动的HTMA而言所测量并记录的相关变量是方向舵的初始+、-运动、调整片的初始+、-运动、在方向舵踏板位置与实际方向舵位置之间的位置差异、在副翼的飞行员输入与实际运动对比之间的位置差异以及在方向舵的飞行员输入与实际运动对比之间的位置差异。对于方向舵和调整片运动的HTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、偏航角、空气温度、空速、高度、飞行控制面位置、伺服离合器状态、飞行员、副驾驶的驾驶杆力、方向舵踏板位置、力、方向舵调整片的位置、伺服鼓的位置、调整片的位置、起落架的信息参数、飞行控制计算机状态位。对于方向舵和调整片运动的HTMA而言的相关参数可用于识别哪些参数导致方向舵或调整片的运动趋向于远离其正常或预期值。
升降舵及升降舵调整片运动的HTMA
在另一种实现方式中，提供升降舵和升降舵调整片运动的HTMA。响应于检测到经校准的空速大于阈值而触发升降舵和升降舵调整片运动的HTMA。对于升降舵和升降舵调整片运动的HTMA而言所测量并记录的相关变量是升降舵的初始+、-运动、升降舵调整片的初始+、-运动、在升降舵调整片的飞行员输入与实际运动对比之间的位置差异，以及在升降舵的飞行员输入与实际运动对比之间的位置差异。对于升降舵和升降舵调整片运动的HTMA而言，所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、俯仰角、空气温度、空速、高度、飞行控制面的位置、伺服离合器状态、飞行员、副驾驶的驾驶杆力、伺服鼓的位置、调整片的位置、起落架的信息参数、飞行控制计算机状态位。对于升降舵和升降舵调整片运动的HTMA而言的相关参数可用于识别哪些参数导致升降舵或升降舵调整片的运动趋向于远离其正常或预期值。
襟翼位置的HTMA
在另一种实现方式中，提供襟翼位置的HTMA。响应于检测到经校准的空速大于阈值而触发襟翼位置的HTMA。对于襟翼位置的HTMA而言所测量并记录的相关变量是襟翼位置、空速、从命令襟翼去向一个位置到襟翼到达该位置之间的时间、以及右侧襟翼位置与左侧襟翼位置之间的位置差异。对于襟翼位置的HTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、襟翼位置、空气温度、空速、高度、起落架位置信息、襟翼手柄位置。对于襟翼位置的HTMA而言的相关参数可用于识别哪些参数导致襟翼位置趋向于远离其正常或预期值。
扰流板位置的HTMA
在另一种实现方式中，提供扰流板位置的HTMA。响应于检测到经校准的空速大于阈值而触发扰流板位置的HTMA。对于扰流板位置的HTMA而言所测量并记录的相关变量是扰流板位置和空速。对于扰流板位置的HTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、空气温度、空速、高度、起落架位置信息、速度制动手柄位置、飞行控制计算机状态位、扰流板的位置。对于扰流板位置的HTMA而言的相关参数可用于识别哪些参数导致扰流板位置趋向于远离其正常或预期值。
水平尾翼的HTMA
在另一种实现方式中，提供水平尾翼的HTMA。响应于检测到经校准的空速大于阈值而触发水平尾翼的HTMA。对于水平尾翼的HTMA而言所测量并记录的相关变量是水平尾翼的初始+、-运动。对于水平尾翼的HTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、空气温度、空速、高度、起落架的信息参数、飞行控制计算机状态位、水平尾翼的位置、模式。对于水平尾翼的HTMA而言的相关参数可用于识别哪些参数导致水平尾翼的运动趋向于远离其正常或预期值。
推力反向器位置的HTMA
在另一种实现方式中，提供推力反向器的HTMA。响应于检测到推力反向器展开或收起而触发推力反向器的HTMA。对于推力反向器HTMA而言所测量和记录的相关变量是推力反向器位置和推力反向器展开或收起所花费的时间。对于推力反向器的HTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、发动机数据、燃料流量、推力反向器位置、飞行器重量、速度。对于推力反向器的HTMA而言的相关参数可用于在推力反向器展开或者收起时识别哪些参数导致推力反向器的位置趋向于远离其正常或预期值。
机翼和整流罩防冰的HTMA
在另一个实现方式中，提供机翼和整流罩防冰的HTMA。响应于检测到机翼或整流罩防冰系统开启而触发机翼及整流罩防冰的HTMA。对于机翼和整流罩防冰的HTMA而言所测量和记录的相关变量是当机翼防冰系统关闭时的温度和当机翼防冰系统开启时的温度之间的温度差异，以及相对于温度的马达扭矩和电流(机翼)或压力(整流罩)。对于机翼防冰的HTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、机翼防冰温度、马达电流、空速、高度、冰检测状态、N1和N2速度、整流罩防冰的压力、机翼、整流罩防冰的开启状态。对于机翼防冰的HTMA而言的相关参数可用于识别哪些参数导致机翼防冰系统的性能趋向于远离其正常或预期的性能。
适于飞行器转弯的健康算法
攻角不匹配的HTMA
在另一个实现方式中，提供攻角不匹配的HTMA。响应于检测到四个空气数据探测器中的任何一个的计算值比其它探测器的计算值高得多或者低得多而触发攻角不匹配的HTMA。对于攻角不匹配的HTMA而言所测量和记录的相关变量是四个空气数据探测器之间的差异。对于攻角不匹配的HTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、所有探测器的攻角、所有探测器的侧滑角、所有探测器的静压、全压、空速、高度和变化率、冲击压力、攻角(AOA)不匹配的CAS消息数据。对于攻角不匹配的HTMA而言的相关参数可用于识别哪个探测器趋向于远离其正常或预期的性能。
攻角起飞(Angle of Attack Takeoff)的HTMA
在另一种实现方式中，提供攻角起飞的HTMA。响应于检测到四个空气数据探测器中的任何一个的计算值比其它探测器的计算值高得多或者低得多而触发攻角起飞的HTMA。对于攻角起飞的HTMA而言所测量和记录的相关变量是四个空气数据探测器之间的差异。对于攻角起飞的HTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、所有探测器的攻角、所有探测器的侧滑角、所有探测器的静压、全压、空速、高度和变化率、冲击压力、攻角(AOA)不匹配的CAS消息数据。对于攻角起飞的HTMA而言的相关参数可用于识别哪些参数导致探测器趋向于远离其正常或预期的性能。
攻角爬升(Angle of Attack Climb)的HTMA
在另一种实现方式中，提供攻角爬升的HTMA。响应于检测到四个空气数据探测器中的任何一个的计算值比其它探测器的计算值高得多或者低得多而触发攻角爬升的HTMA。对于攻角爬升的HTMA而言所测量和记录的相关变量是四个空气数据探测器之间的差异。对于攻角爬升的HTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、所有探测器的攻角、所有探测器的侧滑角、所有探测器的静压、全压、空速、高度和变化率、冲击压力、攻角(AOA)不匹配的CAS消息数据。对于攻角爬升的HTMA而言的相关参数可用于识别哪些参数导致探测器趋向于远离其正常或预期的性能。
攻角巡航1的HTMA
在另一种实现方式中，提供攻角巡航1的HTMA。响应于检测到四个空气数据探测器中的任何一个的计算值比其它探测器的计算值高得多或者低得多而触发攻角巡航1的HTMA。对于攻角巡航1的HTMA而言所测量和记录的相关变量是四个空气数据探测器之间的差异。对于攻角巡航1的HTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、所有探测器的攻角、所有探测器的侧滑角、所有探测器的静压、全压、空速、高度和变化率、冲击压力、攻角(AOA)不匹配的CAS消息数据。对于攻角巡航1的HTMA而言的相关参数可用于识别哪些参数导致探测器趋向于远离其正常或预期的性能。
攻角巡航2的HTMA
在另一种实现方式中，提供攻角巡航2的HTMA。响应于检测到四个空气数据探测器中的任何一个的计算值比其它探测器的计算值高得多或者低得多而触发攻角巡航2的HTMA。对于攻角巡航2的HTMA而言所测量和记录的相关变量是四个空气数据探测器之间的差异。对于攻角巡航2的HTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、所有探测器的攻角、所有探测器的侧滑角、所有探测器的静压、全压、空速、高度和变化率、冲击压力、攻角(AOA)不匹配的CAS消息数据。对于攻角巡航2的HTMA而言的相关参数可用于识别哪些参数导致探测器趋向于远离其正常或预期的性能。
攻角下降的HTMA
在另一种实现方式中，提供攻角下降的HTMA。响应于检测到四个空气数据探测器中的任何一个的计算值比其它探测器的计算值高得多或者低得多而触发攻角下降的HTMA。对于攻角下降的HTMA而言所测量和记录的相关变量是四个空气数据探测器之间的差异。对于攻角下降的HTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、所有探测器的攻角、所有探测器的侧滑角度、所有探测器的静压、全压、空速、高度和变化率、冲击压力、攻角(AOA)不匹配的CAS消息数据。对于攻角下降的HTMA而言的相关参数可用于识别哪些参数导致探测器趋向于远离其正常或预期的性能。
适于飞行器机舱环境的算法
增强视景系统(EVS，Enhanced Vision System)温度的HTMA
在另一种实现方式中，提供EVS温度的HTMA。响应于检测到来自EVS的有效视频信号而触发EVS温度的HTMA。对于EVS温度的HTMA而言所测量和记录的相关变量是EVS温度传感器。对于EVS温度的HTMA而言所记录和存储的相关参数可包括日期和时间戳、视频有效参数、温度传感器信息、对于摄像机、处理器而言所耗时间。
结论
公开的飞行器健康和趋势监测方法和系统将机载飞行器系统与基于地面的支持网络相链接。公开的飞行器健康和趋势监测方法和系统可以检测飞行器各种组件和子系统的性能下降，且其能够在飞行器的特定组件和子系统内识别潜在故障的具体来源。公开的飞行器健康和趋势监测方法和系统可针对各种飞行器组件和子系统测量和存储相关的参数数据，并将来自飞行器的该相关参数数据传送到地面支持网络而无需人员干预，这样可以执行对从飞行器所获取的数据进行详细的离机分析(off-boardanalysis)并可以采取矫正措施。公开的飞行器健康和趋势监测方法和系统可降低识别并诊断问题以及执行日常故障排除和飞行器维护任务所需的时间量。对于基于地面的人员而言飞行中的问题一经出现就可被识别以便当飞行器着陆时便于快捷且高效地进行和实施恢复使用(return-to-service)。可以更快速地识别飞行器上技术问题的确切来源，并且执行飞行器维护任务所花费的时间明显减少。此外，在特定子系统失效之前就可识别该子系统的潜在问题。
本领域技术人员将进一步意识到结合本文公开的实施方式描述的各种示例性逻辑框/任务/步骤、模块、电路以及算法步骤可以作为电子硬件、计算机软件或两者的组合来实施。就功能和/或逻辑框组件(或模块)和各种处理步骤来说对一些实施方式和实现方式进行了上面的描述。然而，应当意识到，这种框组件(或模块)可通过配置成执行指定功能的任何数目的硬件、软件和/或固件组件来实现。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，上文已经对各种示例性组件、框、模块、电路及步骤就它们的功能性来说进行了概括地描述。至于这种功能性是作为硬件还是软件来实现取决于特定应用和施加于整个系统的设计约束。熟练的技术人员可针对每一特定应用以各种方式实施所述的功能性，但是，这种实施决定不应被解释为导致背离本发明的范围。例如，系统或组件的实施方式可采用各种集成电路组件，例如存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，其可在一个或多个微处理器或其它控制装置的控制下执行各种功能。此外，本领域技术人员将会意识到本文所述的实施方式仅仅是示例性的实现方式。
可由通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或经设计以执行本文所述功能的其任意组合来实施或执行结合本文公开的实施方式的各种示例性逻辑框、模块以及电路。通用处理器可以是微处理器，但在替代的方案中，处理器可以是任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可作为计算设备的组合被执行，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核结合的一个或多个微处理器或者任何其它的这种配置。词语“示例性的”在本文中仅意味着“充当例子、实例或例证”。在本文中描述成“示例性”的任何实施方式没有必要被解释为优于或胜过其它实施方式。
结合本文公开的实施方式描述的方法或算法的步骤可直接在硬件、由处理器执行的软件模块或这两者的组合中体现。软件模块可存在于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动盘、CD-ROM或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质耦合到处理器，使得处理器可从存储介质读取信息并将信息写入到存储介质内。在替代方案中，存储介质可是处理器的组成部分。处理器和存储介质可存在于ASIC中。
在该文献中，诸如第一和第二等的关系术语可单独使用以将一个实体或动作与另一个实体或动作区分开，而不一定需要或暗示这些实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。诸如“第一”、“第二”、“第三”等的序数词仅仅代表着多个中的不同单体，而并不意味着任何顺序或序列，除非由权利要求的语言具体限定。在任何权利要求中的文字序列并不意味着处理步骤必须以根据这种序列以时间或逻辑顺序来执行，除非其由权利要求的语言具体限定。处理步骤可以任何顺序进行互换，只要这种互换不违背权利要求的语言且在逻辑上不是无意义的，就不会背离本发明的范围。
此外，根据上下文在描述不同元件之间关系中使用的诸如“连接”或“耦合到”的词语并不意味着必须在这些元件之间进行直接的物理连接。例如，两个元件可以物理、电、逻辑的方式或以任何其它方式通过一个或多个额外元件连接到彼此。
尽管已经在前面的详细描述中提出至少一个示例性的实施方式，但应该意识到的是存在着大量的变型。还应当理解的是，一个示例性实施方式或多个示例性实施方式仅仅是例子，且并不旨在以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。相反，前面的详细描述将给本领域的技术人员提供用于实施一个示例性实施方式或多个示例性实施方式的便捷路线图。应当理解的是，可对元件的功能和结构进行各种改变而不背离在其附的权利要求和其法律等同物中提出的所限定的本发明范围。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种系统，包括：
具有多个子系统的飞行器，所述多个子系统耦合到数据总线，所述飞行器包括：
第一处理器，其配置成监测多个子系统以便在飞行器飞行期间对于多个子系统中特定的一个子系统检测多个不同的触发事件中的一个以及响应于检测到触发事件对多个相关参数的数据进行测量，所述多个相关参数与对多个子系统中特定的一个子系统检测的触发事件相关联；
第一存储器，其配置成将每一相关参数的测量数据存储于特定类型的参数文件中；以及
发送器，其能够从飞行器经无线通信链路传送所述参数文件；以及
地面支持网络，其配置成接收所述参数文件并识别导致异常状态的一个或多个来源，所述地面支持网络包括：
第二存储器，其配置成存储多个飞行器健康和趋势监测(AHTM)程序模块，其中每个AHTM程序模块用于识别多个子系统中的一个子系统的异常状态；以及
第二处理器，其配置成执行所述AHTM程序模块中所选定的一个，该选定的一个对应于参数文件的所述特定类型，以便处理多个相关参数的测量数据以便识别导致该异常状态的一个或多个来源。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一处理器进一步配置成响应于检测到触发事件来测量相关变量的数据，并且其中每个相关参数与相关变量相关联并且左右或影响对相关变量测量得到的数据。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一存储器进一步配置成将相关变量的测量数据存储于所述参数文件中。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述第二处理器进一步配置成确定相关变量的测量数据是否处于一个或多个阈值极限内或趋向于远离正常值，其中当确定相关变量的测量数据处于所述一个或多个阈值极限之外时检测到异常状态。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述第二处理器进一步配置成只有当确定相关变量的测量数据处于一个或多个阈值极限之外时才确定每一特定相关参数的测量数据是否处于与该特定相关参数相关联的特定阈值内；以及
其中所述第二处理器进一步配置成生成信息，所述信息包括确定为具有处于与特定相关参数相关联的特定阈值之外的测量数据的每一特定相关参数，并且其中被包括在所述信息内的特定相关参数被识别为导致相关变量的测量数据处于一个或多个阈值极限之外的来源。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二处理器进一步配置成确定该特定相关参数的测量数据是否处于与该特定相关参数相关联的特定阈值内；以及
其中所述第二处理器进一步配置成生成信息，所述信息包括确定为具有处于与特定相关参数相关联的特定阈值之外的测量数据的每一特定相关参数，并且其中被包括在所述信息内的特定相关参数被确定成导致相关变量的测量数据处于一个或多个阈值极限之外的来源。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述触发事件包括由飞行器上的机载计算机接收机组报警系统(CAS)消息，并且其中所述CAS消息自动地指示子系统之一的相关变量的测量数据处于一个或多个阈值极限之外且指示检测到异常状态。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个相关参数的每一个的测量数据包括对于特定持续时间对该特定相关参数测量得到的数据流。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述无线通信链路包括：
无线局域网通信链路；或
蜂窝网络通信链路。
10.一种用于监测飞行器的多个子系统以便检测异常状态并且识别导致该异常状态的一个或多个来源的方法，所述方法包括：
在飞行器飞行期间监测多个子系统以对多个子系统中特定的一个子系统检测多个不同的触发事件中的一个；
响应于检测到触发事件对多个相关参数的数据进行测量，所述多个相关参数与对多个子系统中特定的一个子系统检测的触发事件相关联；
将每一相关参数的测量数据存储于特定类型的参数信息内；从飞行器经无线通信链路传送所述参数信息并将所述参数信息中继到地面支持网络；
存储多个飞行器健康和趋势监测(AHTM)程序模块，其中每个AHTM程序模块用于识别多个子系统中的一个子系统的异常状态；以及
执行所述AHTM程序模块中所选定的一个，该选定的一个对应于参数文件的所述特定类型，以便在地面支持网络处处理多个相关参数的测量数据来识别导致该异常状态的一个或多个来源。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述测量的步骤还包括：
响应于检测到所述触发事件对相关变量的数据以及多个相关参数的数据进行测量，其中每个相关参数与相关变量相关联，并且潜在地左右或影响对相关变量测量得到的数据。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述存储每一相关参数的测量数据的步骤还包括：
将相关变量的测量数据和与所述相关变量相关联的每一相关参数的测量数据存储在对应于该特定相关变量的参数信息中。
13.根据权利要求12所述的方法，其中还包括：
在地面支持网络处确定相关变量的测量数据是否趋向于远离正常值。
14.根据权利要求12所述的方法，其中在所述地面支持网络处确定相关变量的测量数据是否趋向于远离正常值的所述步骤包括：
在所述地面支持网络处确定相关变量的测量数据是否处于一个或多个阈值极限内。
15.根据权利要求14所述的方法，其中当确定相关变量的测量数据处于一个或多个阈值极限之外时检测到异常状态。
16.根据权利要求14所述的方法，其中执行所述AHTM程序模块中所选定的一个以便在所述地面支持网络处处理多个相关参数的测量数据来识别导致异常状态的一个或多个来源的所述步骤包括：
当确定相关变量的测量数据处于一个或多个阈值极限之外时，对每一特定的相关参数确定该特定相关参数的测量数据是否处于与该特定相关参数相关联的特定阈值内；以及
生成信息，所述信息包括确定为具有处于与特定相关参数相关联的特定阈值之外的测量数据的每一特定相关参数，其中被包括在信息内的特定相关参数被确定成导致相关变量的测量数据处于一个或多个阈值极限之外的来源。
17.根据权利要求10所述的方法，其中执行所述AHTM程序模块中所选定的一个以便在所述地面支持网络处处理多个相关参数的测量数据来识别导致异常状态的一个或多个来源的所述步骤包括：
对每一特定的相关参数确定该特定相关参数的测量数据是否处于与该特定相关参数相关联的特定阈值内；以及
生成信息，所述信息包括确定为具有处于与特定相关参数相关联的特定阈值之外的测量数据的每一特定相关参数，其中被包括在信息内的所述特定相关参数被识别成导致相关变量的测量数据处于一个或多个阈值极限之外的来源。
18.根据权利要求10所述的方法，其中所述触发事件包括：
由飞行器上的机载计算机接收机组报警系统(CAS)消息；
其中所述CAS消息自动地指示子系统之一的相关变量的测量数据具有异常值，并指示检测到异常状态；以及
其中存储的步骤还包括：
将所述CAS消息以及与该CAS消息相关联的每一相关参数的测量数据存储在对应于该CAS消息的参数信息内，其中多个相关参数的每一个的测量数据包括对特定的持续时间对该特定相关参数测量得到的数据流。
19.具有多个子系统的飞行器，所述飞行器包括：
第一处理器，其配置成监测多个子系统以便在飞行器飞行期间对于多个子系统中特定的一个子系统检测多个不同的触发事件中的一个以及响应于检测到触发事件对多个相关参数的数据进行测量，所述多个相关参数与对多个子系统中特定的一个子系统检测的触发事件相关联；
第一存储器，其配置成将每一相关参数的测量数据存储于特定类型的参数文件中；以及
发送器，其能够从飞行器经无线通信链路传送所述参数文件。
20.地面支持网络，包括：
通信接口，其配置成从飞行器接收特定类型的参数文件，其中该参数文件包括多个相关参数中的每个的测量数据，所述多个相关参数与在飞行器飞行期间与对多个子系统中特定的一个子系统检测的多个不同触发事件中的一个相关联
存储器，其配置成存储多个飞行器健康和趋势监测(AHTM)程序模块，其中每个AHTM程序模块用于识别多个子系统中的一个子系统的异常状态；以及
处理器，其配置成执行AHTM程序模块中所选定的一个，该选定的一个对应于参数文件的所述特定类型，以处理多个相关参数的测量数据以便识别导致该异常状态的一个或多个来源。

Claims (20)

1.一种系统，包括：
具有多个子系统的飞行器，所述飞行器包括：
第一处理器，其配置成监测子系统以便检测在飞行器飞行期间的触发事件以及响应于检测到触发事件对多个相关参数的数据进行测量；
第一存储器，其配置成将每一相关参数的测量数据存储于参数文件中；以及
发送器，其能够从飞行器经无线通信链路传送所述参数文件；以及
地面支持网络，其配置成接收所述参数文件并识别导致异常状态的一个或多个来源，所述地面支持网络包括：
第二存储器，其配置成存储多个飞行器健康和趋势监测(AHTM)程序模块；以及
第二处理器，其配置成执行所述AHTM程序模块中所选定的一个，并处理多个相关参数的测量数据以便识别导致该异常状态的一个或多个来源。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一处理器进一步配置成响应于检测到触发事件来测量相关变量的数据，并且其中每个相关参数与相关变量相关联并且左右或影响对相关变量测量得到的数据。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一存储器进一步配置成将相关变量的测量数据存储于所述参数文件中。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述第二处理器进一步配置成确定相关变量的测量数据是否处于一个或多个阈值极限内或趋向于远离正常值，其中当确定相关变量的测量数据处于所述一个或多个阈值极限之外时检测到异常状态。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述第二处理器进一步配置成只有当确定相关变量的测量数据处于一个或多个阈值极限之外时才确定每一特定相关参数的测量数据是否处于与该特定相关参数相关联的特定阈值内；以及
其中所述第二处理器进一步配置成生成信息，所述信息包括确定为具有处于与特定相关参数相关联的特定阈值之外的测量数据的每一特定相关参数，并且其中被包括在所述信息内的特定相关参数被识别为导致相关变量的测量数据处于一个或多个阈值极限之外的来源。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二处理器进一步配置成确定该特定相关参数的测量数据是否处于与该特定相关参数相关联的特定阈值内；以及
其中所述第二处理器进一步配置成生成信息，所述信息包括确定为具有处于与特定相关参数相关联的特定阈值之外的测量数据的每一特定相关参数，并且其中被包括在所述信息内的特定相关参数被确定成导致相关变量的测量数据处于一个或多个阈值极限之外的来源。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述触发事件包括由飞行器上的机载计算机接收机组报警系统(CAS)消息，并且其中所述CAS消息自动地指示子系统之一的相关变量的测量数据处于一个或多个阈值极限之外且指示检测到异常状态。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个相关参数的每一个的测量数据包括对于特定持续时间对该特定相关参数测量得到的数据流。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述无线通信链路包括：
无线局域网通信链路；或
蜂窝网络通信链路。
10.一种用于监测飞行器的子系统以便检测异常状态并且识别导致该异常状态的一个或多个来源的方法，所述方法包括：
在飞行器飞行期间检测触发事件；
响应于检测到触发事件对多个相关参数的数据进行测量；
将每一相关参数的测量数据存储于参数信息内；
从飞行器经无线通信链路传送所述参数信息并将所述参数信息中继到地面支持网络；以及
在地面支持网络处使用多个相关参数的测量数据来识别导致该异常状态的一个或多个来源。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述测量的步骤还包括：
响应于检测到所述触发事件对相关变量的数据以及多个相关参数的数据进行测量，其中每个相关参数与相关变量相关联，并且潜在地左右或影响对相关变量测量得到的数据。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述存储的步骤还包括：
将相关变量的测量数据和与所述相关变量相关联的每一相关参数的测量数据存储在对应于该特定相关变量的参数信息中。
13.根据权利要求12所述的方法，其中还包括：
在地面支持网络处确定相关变量的测量数据是否趋向于远离正常值。
14.根据权利要求12所述的方法，其中在所述地面支持网络处确定相关变量的测量数据是否趋向于远离正常值的所述步骤包括：
在所述地面支持网络处确定相关变量的测量数据是否处于一个或多个阈值极限内。
15.根据权利要求14所述的方法，其中当确定相关变量的测量数据处于一个或多个阈值极限之外时检测到异常状态。
16.根据权利要求14所述的方法，其中在所述地面支持网络处使用多个相关参数的测量数据来识别导致异常状态的一个或多个来源的所述步骤包括：
当确定相关变量的测量数据处于一个或多个阈值极限之外时，对每一特定的相关参数确定该特定相关参数的测量数据是否处于与该特定相关参数相关联的特定阈值内；以及
生成信息，所述信息包括确定为具有处于与特定相关参数相关联的特定阈值之外的测量数据的每一特定相关参数，其中被包括在信息内的特定相关参数被确定成导致相关变量的测量数据处于一个或多个阈值极限之外的来源。
17.根据权利要求10所述的方法，其中在所述地面支持网络处使用多个相关参数的测量数据来识别导致异常状态的一个或多个来源的所述步骤包括：
对每一特定的相关参数确定该特定相关参数的测量数据是否处于与该特定相关参数相关联的特定阈值内；以及
生成信息，所述信息包括确定为具有处于与特定相关参数相关联的特定阈值之外的测量数据的每一特定相关参数，其中被包括在信息内的所述特定相关参数被识别成导致相关变量的测量数据处于一个或多个阈值极限之外的来源。
18.根据权利要求10所述的方法，其中所述触发事件包括：
由飞行器上的机载计算机接收机组报警系统(CAS)消息；
其中所述CAS消息自动地指示子系统之一的相关变量的测量数据具有异常值，并指示检测到异常状态；以及
其中存储的步骤还包括：
将所述CAS消息以及与该CAS消息相关联的每一相关参数的测量数据存储在对应于该CAS消息的参数信息内，其中多个相关参数的每一个的测量数据包括对特定的持续时间对该特定相关参数测量得到的数据流。
19.具有多个子系统的飞行器，所述飞行器包括：
第一处理器，其配置成监测子系统以便检测在飞行器飞行期间的触发事件以及响应于检测到触发事件对多个相关参数的数据进行测量；
第一存储器，其配置成将每一相关参数的测量数据存储于参数文件中；以及
发送器，其能够从飞行器经无线通信链路传送所述参数文件。
20.地面支持网络，其配置成接收参数文件并识别导致异常状态的一个或多个来源，所述地面支持网络包括：
第二存储器，其配置成存储多个飞行器健康和趋势监测(AHTM)程序模块；以及
第二处理器，其配置成执行AHTM程序模块中所选定的一个，并处理多个相关参数的测量数据以便识别导致该异常状态的一个或多个来源。
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