CN109478350B - 确定维护关注的航空器数据记录帧配置的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了为改进航空器故障检测，诊断和维护用于格式化航空数据(152)的系统(100)和方法(200)。一个实例方法(200)包括确定(202)与航空器关联的多个可用参数。所述方法包括将所述多个可用参数与多个所需参数进行匹配(204)，以识别既所需又可用的多个匹配参数。所述多个匹配参数对执行航空器的故障诊断和预报是有用的。所述方法包括确定(210)所述多个匹配参数的每一个的优先级。所述方法包括至少部分地基于所述多个匹配参数和所述多个匹配参数的每一个的优先级创建(212)标准化维护优化的数据帧配置(150)。

Description

确定维护关注的航空器数据记录帧配置的系统和方法
技术领域
本发明的主题主要涉及航空器数据处理，并且更具体地涉及确定维护关注的航空器数据(maintenance-focused aircraft data)记录帧配置的系统和方法。
背景技术
与航空器资产的性能跟踪或健康状况监测相关的大量数据通常是可用的。对此类航空器数据的分析可为航空器的维护和预测提供有用信息。
例如，现代航空器配备有大量的不同的计算机，提供宽范围的控制功能，并输出各种数据，包括故障代码或其它故障指示。航空器还可以具有大量的传感器，提供关于与航空器关联的各种条件的数据，包括连续参数数据或其它飞行数据。此外，航空器可产生各种故障和警告消息。
因此，现代航空器通常输出非常大量的飞行数据。例如，对于比较现代化的A330航空器型号，航空器的总线规范可以有大约1,400页长，包含10,000个参数。对于最新的A380/787型号航空器，总线规范可能是上述实例的A330航空器型号的10倍或者更大。
采集航空数据的一个实例系统是快速存取记录器(“QAR”)。QAR是一种机载飞行数据记录器，其设计成通过例如USB、蜂窝或无线网络连接的手段和/或使用标准闪存卡之类提供对原始飞行数据的快速和容易的存取。QAR通常由航线使用以通常在其飞行操作质量保证计划的范围内提高飞行安全性和操作效率。象航空器的飞行数据记录器(“FDR”)一样，QAR可以从飞行数据采集单元(“FDAU”)接收其输入，且可记录例如成千上万的飞行参数。民用航线例行从航空器的QAR下载所有数据，并使用这些数据识别操作风险和/或在飞行质量保证的背景下的其它操作目标。
因此，按常规选择QAR数据帧中记录的参数用于操作和飞行安全目的，并且这些参数是航空器数据总线上的所有可用参数的子集。因此，对于检测和诊断航空器上的故障或其它维护有关的目标，QAR数据帧不被优化。此外，QAR数据帧不是标准化的，因航线而变化，这提高了在航线间移植此数据的分析处理以提取航空器系统健康状况、性能和故障诊断信息的难度。
因此，出于操作目的而非航空器故障检测、诊断和维护，航空数据的当前格式(例如当前的QAR数据帧)被优化。因此，需要用于确定维护关注的航空器数据记录帧配置的系统和方法。
发明内容
本公开的各方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可从所述描述了解，或者可通过实践实施例来了解。
本公开的一个实例方面涉及确定标准化维护优化的数据帧配置的计算机实现的方法。所述方法包括由一个或多个计算装置确定与航空器关联的多个可用参数。所述方法包括由所述一个或多个计算装置将所述多个可用参数与多个所需参数进行匹配，以识别既所需又可用的多个匹配参数。所述多个匹配参数对执行航空器的故障诊断和预报是有用的。所述方法包括由所述一个或多个计算装置确定所述多个匹配参数的每一个的优先级。所述方法包括由所述一个或多个计算装置至少部分地基于所述多个匹配参数和所述多个匹配参数的优先级创建标准化维护优化的数据帧配置。
本公开的另一实例方面涉及航空数据处理系统。所述航空数据处理系统包括数据帧配置系统。所述数据帧配置系统包括一个或多个处理器和存储指令的一个或多个非暂时性计算机可读介质，所述指令在由一个或多个处理器执行时使得所述数据帧配置系统执行操作。所述指令的执行使得所述数据帧配置系统确定与航空器关联的多个可用参数。所述指令的执行使得所述数据帧配置系统将所述多个可用参数与多个所需参数进行匹配，以识别既所需又可用的多个匹配参数。所述多个匹配参数对执行航空器的故障诊断和预报是有用的。所述指令的执行使得所述数据帧配置系统确定所述多个匹配参数的优先级。所述指令的执行使得所述数据帧配置系统至少部分地基于所述多个匹配参数和所述多个匹配参数的每一个的相应优先级创建标准化维护优化的数据帧配置。
本公开的另一实例方面涉及一种存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器执行操作。所述指令的执行使得所述一个或多个处理器读取一组文件化信息，所述一组文件化信息描述在航空器型号的一个或多个数据总线上可用的多个可用参数和可相应得到所述多个可用参数的多个可用采样率。所述指令的执行使得所述一个或多个处理器识别最大可用数据记录速率和最大数据帧大小的至少一个。所述指令的执行使得所述一个或多个处理器配置一个或多个优先化列表，所述优先化列表描述航空器型号的多个所需参数和分别需要多个所需参数的多个所需采样率。所述多个所需参数对检测并解决航空器型号的维护问题是有用的。所述指令的执行使得所述一个或多个处理器将所述多个可用参数和所述多个可用采样率与所述多个所需参数和所述多个所需采样率进行匹配，以识别多个匹配参数。所述指令的执行使得所述一个或多个处理器创建以所需采样率记录匹配参数的数据帧配置。所述数据帧配置至少部分地基于所述最大可用数据记录速率和所述最大数据帧大小的至少一个。
可对本公开的这些示例性方面进行改变和修改。
参考以下描述以及所附权利要求书将更好地理解各种实例的这些和其它特征、方面和优势。并入在本说明书中且构成本说明书的部分的附图说明了本公开的实施例，且与所述描述一起用于解释相关原理。
附图说明
在参考附图的说明书中阐述了针对所属领域普通技术人员的各个方面的详细论述，在附图中：
图1描绘了根据本公开的实例方面的实例航空数据处理系统的总览；
图2描绘了根据本公开的实例方面确定标准化维护优化的数据帧配置的实例方法的流程图；
图3描绘了根据本公开的实例方面格式化并分析航空数据的实例方法的流程图；以及
图4描绘了根据本公开的实例方面的实例数据帧配置系统的框图。
具体实施方式
现将详细参考本发明的实施例，在图中说明本发明的实施例的一个或多个实例。每个实例是为了解释本发明而提供，而非限制本发明。实际上，所属领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下可在本发明中进行各种修改和变化。举例来说，说明或描述为一个实施例的一部分的特征可与另一实施例一起使用以产生再一实施例。因此，希望本发明涵盖此类修改和变化，所述修改和变化处于所附权利要求书及其等效物的范围内。
本公开的实例方面涉及用于确定对维护目的有用的航空数据记录帧配置的系统和方法。具体地，本公开的数据帧配置系统可设计或另外确定标准的维护优化的数据帧配置，此配置最大化检测、诊断和预报航空器系统故障或其它维护目标的可能性。例如，维护优化的数据帧配置可包括标准化的参数集、采样率和/或格式化。在维护优化的数据帧配置被确定之后，QAR或其它航空器数据记录器可以根据维护优化配置将所接收的航空数据格式化成数据文件。所记录的数据文件可以由一组标准化的分析工具分析以提供航空器维护和健康信息。
因此，本公开的实例方面可以具有确定用于记录航空器数据的维护优化的数据帧配置的有益效果。本公开的系统和方法可消除出于维护目的查阅航空器的总线规范以尝试重新配置QAR数据帧的极其大量的重复人工劳动。
具体地，本公开的实例方面可以具有技术效果：产生用于记录航空数据的数据帧规范，保持飞行数据监测程序和/或飞行操作质量保证程序的现有参数，同时引入附加参数用于维护预报使用。也可以对已经被识别为延迟和/或其它操作影响的驱动因素的子系统优先化数据帧(例如ATA章节)。
尽管出于图示和讨论目的，关于航空数据和与航空器关联的其它航空电子系统讨论了本公开的实例方面，但在不偏离本公开的范围下，本发明中描述的主题可以用于其它车辆、机器、机械资产或其它系统。
现参看图式，将进一步详细论述本公开的实例方面。
图1描绘了根据本公开的实例实施例的实例航空数据处理系统100的总览。航空数据处理系统100包括数据帧配置系统120、数据格式器122和航空器健康状况监测系统124。
数据帧配置系统120可设计或另外确定标准化维护优化的参数集和/或数据帧配置150，其最大化检测、诊断和预报航空器系统故障的可能性。数据帧配置系统120可以将确定的维护优化的数据帧配置150提供至数据格式器122。数据格式器122可以将收到的航空数据152格式化成数据文件154，数据文件154遵守或另外满足维护优化的配置150。
具体地，数据格式器122可以将数据存储在使用维护优化的数据帧格式化的文件中。此数据文件接着可以传输到航空器健康状况监测系统124，航空器健康状况监测系统124可以分析航空数据以输出维护信息156，例如警示。例如，标准化的分析可应用到数据以输出维护信息或警示。
在一些实施方式中，数据帧配置系统120位于地面站，并在离线过程中操作以确定维护优化的数据帧配置150。相反，数据格式器122可包括于航空器上，且可实时操作以格式化飞行期间的数据。例如，数据格式器122可以是QAR、飞行数据界面管理单元(“FDIMU”)或其部件。航空器健康状况监测系统124可以位于航空器上或者位于地面站。数据帧配置系统120、数据格式器122和航空器健康状况监测系统124的每一个可包括一个或多个处理器和存储指令的一个或多个非暂时性计算机可读介质，所述指令可由一个或多个处理器执行。
根据本公开的一个方面，为了设计或另外确定维护优化的数据帧配置，数据帧配置系统120可读取或另外获得航空器数据总线上的所有文件化信息和其采样率。
作为一个实例，数据帧配置系统120可接收对于航空器的类型或型号关于航空器上可用参数和其采样率的典型或已知的信息。例如，代表航空器的类型或型号的总线规范数据可以输入到数据帧配置系统120并作为整体被分析。作为另一实例，可接收对于航空器的类型或型号的可用参数和其相应采样率以人工输入到数据帧配置系统120中。
在一些实施方式中，在可用参数出现在多条总线上时，数据帧配置系统120可基于可能的总线层级，识别主要参数来源。例如，在每个不同的航空器系统(例如每个ATA章节)内，数据帧配置系统120可以识别主要部件系统和与此系统关联的总线。可用参数的主要来源的确定可以有助于避免在获得最可靠来源时记录副本。
数据帧配置系统120可以识别最大可用数据记录速率或数据帧大小。例如，最大可用数据记录速率和/或最大数据帧大小可以受各个系统参数和/或约束的影响或至少部分地基于各个系统参数和/或约束确定。例如，最大可用数据记录速率和/或最大数据帧大小可以是固定的，且可以由数据格式器122的各种硬件约束确定，数据格式器122可以是例如QAR、FDIMU或其部件。最大可用数据记录速率和/或最大数据帧大小还可以由为下载所记录的数据航空公司准备支付多少费用来确定。因此，最大可用数据记录速率和/或最大数据帧大小通常由硬件和/或与系统关联的操作约束驱动，所述系统将使用产生的维护优化的数据帧配置来记录并传输飞行数据。
数据帧配置系统120可以配置期望的连续和离线参数的优先化列表以用于航空器维护操作。优先列表还可包括对于每个识别参数的所需采样率。在一些实施方式中，所述列表可以基于人工输入预先确定，存储在存储器中，接着在操作过程中由数据帧配置系统120从存储器获得。
更具体地，在一些实施方式中，数据帧配置系统120可以确定对于每个所需参数的系统内优先级。对于每个所需参数的系统内优先级可以描述此所需参数相对于相同的航空器系统(例如在相同的ATA章节)中包括的其它所需参数的优先级。例如，与为操作问题和/或维护延迟的主要驱动因素的部件关联的参数可以被分配较高的系统内优先级。
数据帧配置系统120可以将可用参数和所需参数与采样率匹配。例如，数据帧配置系统120可以将航空器的类型或型号的可用参数与由优先化列表描述的所需参数比较，并识别哪些所需参数是可用的。数据帧配置系统120还可以将可用参数的采样率与所需采样率进行比较。在一些实施方式中，只有那些与所需参数匹配的可用参数将包括在数据帧配置内。因此，在这些实施方式中，如果可用参数不是所需参数，则可用参数不会包括在数据帧配置中。既可用又所需的参数可以称作匹配参数。此外，在一些实施方式中，如果可用采样率大于或等于所需采样率，则参数仅认为是匹配的，因此参数可以以所需采样率被记录。然而，对于典型的参数，数据总线上的可用采样率通常比所需采样率要高得多。
根据本公开的另一方面，数据帧配置系统120可以为多个故障检测能力配置数值加权集合。每个故障检测能力可以与可用于执行这些能力的一个或多个参数关联。可以关于航空器作为整体分配数值加权。
在一些实施方式中，对于每个故障检测能力的数值加权可以基于航空器中断、延迟、取消等的历史分析。例如，用于检测更频繁地导致中断的故障的能力可以被分配较高的数值加权或者另外给予更多的重要性。
在一些实施方式中，数值加权可以至少部分地基于航空器系统或者甚至可能是子系统之间的不同优先级。因此，数值加权可以描述用于记录不同的故障检测能力和/或其关联的航空器系统之间的相对重要性。
在一些实施方式中，数据帧配置系统120可以至少部分地基于需要执行此能力的参数是否是可用的，将数值加权分配到故障检测能力。例如，特定的故障检测能力可能需要特定的参数集。给定航空器的可用参数，如果不能执行特定的故障检测能力，则此故障检测能力可以被分配为零的数值加权。因此，数值加权可以基于可用参数或者也可以基于其它航空器特定的因素。
在一些实施方式中，数值加权不仅可以基于航空器类型或型号，还可以基于航空器操作条件。例如，对于预计在炎热干燥条件下操作的航空器，例如航空器在世界的中东地区操作所经历的，用于故障检测能力的数值加权可变化。
根据本公开的另一方面，数据帧配置系统120可为每个匹配参数确定优先级。例如，可以基于与此参数关联的系统内优先级以及与这些参数关联的故障检测能力(如果有的话)关联的数值加权，确定对于每个匹配参数的优先级。
可以在所有系统中(例如对于整个航空器从全局上)建立匹配参数的优先级。具体地，在一些实施方式中，这些优先级不能仅在系统级设置，因为在每个系统内，可以有不同类型的故障，故障的检测可以被给予不同的数值加权。
作为一个实例，数据帧配置系统120可以将数值加权和与每个参数关联的系统内优先级输入到公式中，以确定每个参数的输出评分。每个匹配参数的优先级可以至少部分地基于该参数的输出评分。例如，匹配参数可以基于其输出评分被排序成优先级。在一个示例性实施方式中，匹配参数可以排序成至少三个优先级。
根据本公开的另一方面，数据帧配置系统120可以创建以优化的采样率记录的连续和离散参数的优化集填充可用记录空间的标准化数据帧配置。具体地，作为实例，标准化数据帧配置可以用以所需采样率记录的匹配参数填充最大数据帧大小。数据帧配置可包括用于将输入的航空数据格式化成格式帧的集合的模板或规范。
在一些实施方式中，数据帧配置系统120可以至少部分地基于与匹配参数关联的优先级创建标准化数据帧配置。作为实例，为了创建数据帧配置，系统120可以将第一优先级的匹配参数插入到数据帧配置中。在将第一优先级的匹配参数插入到数据帧配置中之后，系统可以用第二优先级的匹配参数填充数据帧配置中的任何剩余空间。如果在第二优先级之后还留有空间，则可插入第三优先级的参数，以此类推。
确定数据帧配置也可以使用其它技术。例如，在一些实施方式中，当需要在两个参数之间选择且在数据帧配置中只剩下一个参数的空间时，可以使用人工输入提供最终检查或者命令数据帧配置系统120进行此操作。
在一些实施方式中，数据帧配置系统120可以确定保持飞行数据监测程序和/或飞行操作质量保证程序的现有参数同时引入附加参数用于维护预报使用的数据帧配置。
作为一个实例，在确定每个匹配参数的优先级之前，数据帧配置系统120可以识别多个匹配参数的一个或多个为出于操作质量保证要求记录的强制操作参数，接着从多个匹配参数中去除一个或多个强制操作参数。接着可以确定剩余的匹配参数中每一个的优先级。当创建数据帧配置时，在填充任何剩余的匹配参数之前，强制操作参数被插入到数据帧中。作为另一实例，强制操作参数可以只是被自动地分配最高的优先级。
数据帧配置系统120可以传输、提供或另外将新标准化数据帧配置150传送到数据格式器122，以用在根据标准化数据帧配置对输入的航空数据152进行格式化。在一些实施方式中，数据帧配置系统120可以对航空器的类型的多个不同型号的每一个型号确定相应的标准化数据帧配置150。如果特定的数据格式器122只与特定类型的航空器关联，则数据帧配置系统120可以传输、提供或另外只将针对此类型的航空器确定的数据帧配置传送到此特定的数据格式器122。因此，单个数据帧配置系统120可以传送或另外与分别和多个不同的航空器关联的不同的数据格式器122结合操作。
数据格式器122可以将一组获得的航空数据152格式化成满足由数据帧配置系统120确定的标准化维护优化的数据帧配置的数据文件154。
更具体地，数据格式器122可以接收或另外获得相应地由各个计算机、传感器或航空器的其它部件102输入的航空数据152。航空数据152可以分别描述与航空器关联的不同条件。航空数据152可包括故障数据、连续飞行数据参数、故障警告和消息或任何其它航空器数据。
在一些实施方式中，航空数据152可以由数据格式器122通过航空器的维护总线接收。例如，航空器可以具有集成模块化航空电子架构，其中，各种航空器控制和/或计算机模块和/或传感器通过一个或多个系统总线输出数据。在一些实施方式中，数据格式器122可以包括于飞行数据采集单元、快速存取记录器和/或航空器的飞行数据记录器内或者与上述的装置通信以接收航空数据。
数据格式器122可以根据由数据帧配置系统120提供的标准化维护优化的数据帧配置150格式化输入的航空数据152以创建数据文件154。数据文件154可包括以所需采样率记录的匹配参数。
数据文件154接着可提供至航空器健康状况监测系统124。在一些实施方式中，航空器健康状况监测系统124是地面型的。举例来说，所记录的数据文件154可在飞行期间周期性地传达或在航空器着陆之后批量传输。在其它实施方式中，航空器健康状况监测系统124可以物理上定位于航空器上且在一些情况下，可实时地接收并处理数据文件154。
其后，航空器健康状况监测系统124可将基于逻辑的、概率性的、自动推理技术或其它分析技术应用到所记录的数据文件154以提供识别故障指示的一个或多个根本原因或所记录的数据154中包括的其它参数数据的自动故障诊断。作为一个实例，在一些实施方式中，航空器健康状况监测系统124可使新采集的航空器系统性能、健康状况和从记录的航空器飞行数据154导出的故障信息与现有故障数据(例如，由不同航空器系统产生的现有故障和警告消息)相关，以提供系统健康状况监测和故障诊断。
在识别记录的数据154中包括的故障指示的一个或多个原因之后，航空器健康状况监测系统124可输出描述一个或多个识别原因的维护信息156(例如一个或多个警报)。可向系统操作者和/或航空器的维护人员提供(例如，显示或打印)维护信息156。维护信息156可指示原因和/或提供实际维护任务的任务列表以解决原因。
因此，本公开的数据帧配置系统120提供许多益处。具体地，数据帧配置系统120创建标准化数据帧，其提供可用于维护分析和操作的最佳数据，这是对现有的QAR数据帧配置的改进。其次，由于数据帧配置和关联的参数集的标准化性质，分析工具的标准化集可以容易地适用于从相同航空器型号的各种不同的操作者(例如目前，不同的操作者可能使用不同的数据帧配置)接收的数据。因此，当航空器型号相同时，分析系统和软件可以从一个操作者移植到另一操作者，从而消除为每个不同的操作者设计专门的维护分析程序的必要。
图2描绘了根据本公开的实施例确定标准化维护优化的数据帧配置的实例方法200的流程图。
在202处，确定在航空器的所有相关数据总线上可用的多个可用参数。例如，在202处确定多个可用参数可包括读取、分析或获得描述在航空器型号的所有相关数据总线上可用的多个可用参数的一组文件化信息。
作为一个实例，可以在202处接收代表航空器的类型或型号的总线规范，并作为整体分析以识别可用参数。作为另一实例，在202处，对于航空器的类型或型号的可用参数和其相应的采样率可以作为人工输入接收。
在一些实施方式中，在202处，确定多个可用参数还可包括确定分别与多个可用参数关联的多个可用采样率。可以与上文描述的用于确定可用参数的技术相同或相似方式确定多个可用采样率。
在一些实施方式中，在202处确定多个可用参数还可包括检测多个可用参数的第一参数出现在多个数据总线上；并至少部分地基于与多个数据总线关联的层级，识别多个数据总线之一为第一参数的主要来源。例如，在每个不同的航空器系统(例如每个ATA章节)内，可以识别主要部件系统和与此系统关联的总线。可用参数的主要来源的确定可以有助于避免在获得最可靠来源时记录副本。
在203处，可以确定对维护操作有用的多个所需参数。所需参数可以与已经被识别为操作问题或维护延迟的主要驱动因素的故障或维护问题关联。
在一些实施方式中，在203处，可以从描述特定的航空器或航空器型号的所需参数的一个或多个优先化列表检索多个所需参数。优先列表还可包括对于每个识别参数的所需采样率。在一些实施方式中，所述列表可以基于人工输入预先确定，存储在存储器中，接着在操作期间从存储器获得。
在一些实施方式中，在203处确定所需参数可包括确定每个所需参数的系统内优先级。对于每个所需参数的系统内优先级可以描述此所需参数相对于相同的航空器系统(例如在相同的ATA章节)中包括的其它所需参数的优先级。例如，相对于相同的航空器系统内的其它部件，与为操作问题和/或维护延迟的主要驱动因素的部件关联的参数可以被分配更高的系统内优先级。
在204处，将多个可用参数与多个所需参数进行匹配，以识别既所需又可用的多个匹配参数。匹配参数对于执行航空器的故障诊断和预报是有用的。
在一些实施方式中，在204处，将可用参数与所需参数进行匹配可包括将多个可用参数的多个可用采样率与分别和多个所需参数关联的多个所需采样率进行匹配，以识别多个匹配参数。在这种实施方式中，多个匹配参数可以是那些所需的、可用的，并具有大于或等于此类参数的所需采样率的可用采样率的参数。
在206处，确定最大可用数据记录速率和最大数据帧大小的至少一个。例如，最大可用数据记录速率和/或最大数据帧大小可以受各个系统参数和/或约束的影响或至少部分地基于各个系统参数和/或约束确定。例如，最大可用数据记录速率和/或最大数据帧大小可以是固定的，且可以由将使用数据帧配置的数据格式器的各种硬件约束确定。最大可用数据记录速率和/或最大数据帧大小还可以由为下载所记录的数据航空公司准备支付多少费用来确定。因此，最大可用数据记录速率和/或最大数据帧大小通常由硬件和/或与系统关联的操作约束驱动，所述系统将使用产生的维护优化的数据帧配置来记录并传输飞行数据。
在208处，对于与航空器关联的多个故障检测能力，分别确定多个数值加权。多个故障检测能力的每一个可以与对执行此故障检测能力有用的一个或多个所需参数关联。在一些实施方式中，每个参数的优先级或其它处理可取决于与此参数关联的故障检测能力(如果有的话)的数值加权。
在一些实施方式中，对于每个故障检测能力的数值加权可以基于航空器中断、延迟、取消等的历史分析。例如，用于检测更频繁地导致中断的故障的能力可以被分配较高的数值加权或者另外给予更多的重要性。
在一些实施方式中，数值加权可以至少部分地基于航空器系统或者甚至可能是子系统之间的不同优先级。因此，数值加权可以描述用于记录不同的故障检测能力和/或其关联的航空器系统之间的相对重要性。
在一些实施方式中，在208处，可以至少部分地基于需要执行此能力的参数是否可用，给故障检测能力分配数值加权。例如，特定的故障检测能力可能需要特定的参数集。给定航空器的可用参数，在208处，如果不能够执行特定的故障检测能力，则此故障检测能力可以被分配为零的数值加权。因此，数值加权可以基于可用参数或者也可以基于其它航空器特定的因素。
在一些实施方式中，在208处，数值加权可以不仅基于航空器类型或型号还基于航空器操作条件而变化。例如，对于预计在炎热干燥条件下操作的航空器，例如航空器在世界的中东地区操作所经历的，用于故障检测能力的数值加权可变化。
在210处，确定多个匹配参数的优先级。例如，每一个匹配参数的优先级可至少部分地基于对所需参数由上面描述的一个或多个优先级列表指示的系统内优先级。作为另一实例，对于每个匹配参数的优先级可以至少部分地基于与此参数关联的故障检测能力(如果有的话)的数值加权。在其它实施方式中，每一个匹配参数的优先级可以至少部分地基于由优先级列表指示的其系统内优先级和用于其关联的故障检测能力的数值加权的某种组合。
作为一个实例，在210处，与每个参数关联的数值加权和系统内优先级可输入到公式中以确定每个参数的输出评分。每个匹配参数的优先级可以至少部分地基于该参数的输出评分。例如，在210处，匹配参数可以基于其输出评分被排序成优先级。在一个示例性实施方式中，匹配参数可以排序成至少三个优先级。
在212处，创建标准化维护优化的数据帧配置。在一些实施方式中，标准化维护优化的数据帧配置以在优化的采样率记录的匹配参数的优化集填充可用的记录空间。
在一些实施方式中，在212处，至少部分地基于多个匹配参数、多个匹配参数的优先级和/或最大可用数据记录速率和最大数据帧大小的至少一个，创建标准化维护优化的数据帧配置。例如，标准化维护优化的数据帧配置可遵守最大可用数据记录速率和最大数据帧大小的至少一个。在一些实施方式中，标准化维护优化的数据帧配置只包括所需采样率的匹配参数，并具有比较低优先级参数更经常报告的较高优先级参数。
在一些实施方式中，在212处，至少部分地基于多个数值加权创建标准化维护优化的数据帧配置。例如，标准化维护优化的数据帧配置可包括与具有更大的数值加权的故障检测能力关联的匹配参数。更具体地，可以创建标准化维护优化的数据帧，以便以与具有较低的数值加权的故障检测能力关联的匹配参数为代价，将优先级给予与具有更大的数值加权的故障检测能力关联的匹配参数。
在一些实施方式中，在212处，至少部分地基于与匹配参数关联的优先级，创建标准化维护优化的数据帧配置。作为一个实例，在212处创建配置可包括将第一优先级的匹配参数插入到数据帧配置中；以及在将第一优先级的匹配参数插入到数据帧配置之后，用第二优先级的匹配参数填充数据帧配置中的剩余空间。如果在第二优先级之后还留有空间，则可插入第三优先级的参数，以此类推。
确定数据帧配置也可以使用其它技术。例如，在一些实施方式中，当需要在两个参数之间选择且在数据帧配置中只剩下一个参数的空间时，可以使用人工输入提供最终检查或者提供命令。
在一些实施方式中，在212处，可以创建保持飞行数据监测程序和/或飞行操作质量保证程序的现有参数同时引入附加参数用于维护预报使用的数据帧配置。
作为一个实例，在210处确定优先级和/或在212处创建数据帧配置可包括识别多个匹配参数的一个或多个为出于操作质量保证要求记录的强制操作参数；并从多个匹配参数中去除一个或多个强制操作参数。
可以确定每一个剩余的匹配参数的优先级。在212处创建数据帧配置时，在用任何剩余的匹配参数填充之前，强制操作参数可以被插入到数据帧中。作为另一实例，在210处，强制操作参数可以只是被自动地分配最高的优先级。
图3描绘了根据本公开的实例实施例格式化并分析航空数据的实例方法300的流程图。
在302处，确定标准化维护优化的数据帧配置。例如，可以根据图2的方法200确定标准化维护优化的数据帧配置。
新的标准化的数据帧配置可以传输到数据格式化部件，以用在根据标准化数据帧配置对输入的航空数据进行格式化。在一些实施方式中，在302处，可以确定航空器的类型的多个不同型号的每一个的相应的标准化数据帧配置。如果对特定类型的航空器执行方法300的剩余部分，则只有对该类型的航空器确定的标准化数据帧配置可提供至数据格式化部件。
在304处，接收航空数据。例如，可以在304处通过航空器的一个或多个数据总线(例如维护数据总线)接收航空数据。例如，航空器可以具有集成模块化航空电子架构，其中，各种航空器控制和/或计算机模块和/或传感器通过一个或多个系统总线输出数据。在一些实施方式中，可以从航空器的飞行数据采集单元、快速存取记录器和/或飞行数据记录器接收航空数据。
在306处，根据在302处确定的数据帧配置，对航空数据进行格式化。例如，航空器上的QAR可以使用在302处确定的数据帧配置以格式化和/或记录所采集的航空器数据。QAR可将所记录的数据作为根据定义的数据帧配置格式化的数据文件输出。
在308处，至少部分地基于所记录的航空数据(例如由QAR输出的数据文件)识别一个或多个故障条件的一个或多个原因。具体地，所记录的航空器数据可提供至航空器健康状况监测系统。在308处，航空器健康状况监测系统可将基于逻辑的、概率性的、自动推理技术或其它分析技术应用到所记录的数据以提供识别故障指示的一个或多个根本原因或所记录的数据中包括的其它参数数据的自动故障诊断。作为一个实例，在一些实施方式中，航空器健康状况监测系统可使新采集的航空器系统性能、健康状况和从记录的航空器飞行数据导出的故障信息与现有故障数据(例如，由不同航空器系统产生的现有故障和警告消息)相关，以提供系统健康状况监测和故障诊断。
在310处，提供描述一个或多个故障条件的一个或多个识别原因的一个或多个警报。可向系统操作者和/或航空器的维护人员提供(例如，显示或打印)警报。警报可指示原因和/或提供实际维护任务的任务列表以解决原因。
图4描绘了根据本公开的实例实施例的实例数据帧配置系统400的框图。系统400可以操作以实施本公开的各方面，包括图2的方法200。
数据帧配置系统400包括一个或多个处理器412和一个或多个存储器414。一个或多个处理器412可包括任何适合的处理装置，例如，微处理器、微控制器、集成电路、逻辑装置、一个或多个中央处理单元(CPU)和/或其它处理装置。在一些实施方式中，一个或多个处理器412可包括至少一个数据帧确定处理器和至少一个数据格式处理器。
一个或多个存储器装置414可包括一个或多个非暂时性计算机可读介质，包括但不限于非RAM、ROM、固件、硬盘驱动器、闪存驱动器或其它存储器装置。在一些实例中，存储器装置414可对应于分隔在多个位置处的协调数据库。
一个或多个存储器装置414存储可由一个或多个处理器412存取的信息，包括可由一个或多个处理器412执行的指令。例如，存储器装置414或系统400的其它部件可以存储用于执行本发明中公开的各种功能的指令(方法200和300的一些或全部)。
数据帧配置系统400还可包括参数匹配器415、参数优先排序器416、数据帧配置器418和数据发射器420。参数匹配器415可以将可用参数和可用采样率与所需参数和所需采样率进行匹配，以识别许多匹配参数。参数优先化器416可以基于系统内优先级和/或与每个参数关联的数值加权确定每个匹配参数的优先级。在一些实施方式中，优先排序器416也可以确定数值加权。数据帧配置器418可以基于匹配参数和其相应的优先级设计或另外确定标准化维护优化的数据帧配置。数据发射器420可以将创建的数据帧配置发射到数据格式器，例如，QAR。
参数匹配器415、参数优先化器416和数据帧配置器418的每一个包括用来提供期望功能的计算机逻辑。因此，参数匹配器415、参数优先化器416和数据帧配置器418的每一个可以硬件、专用电路、固件和/或控制通用处理器的软件实施。在一个实施例中，参数匹配器415、参数优先化器416和数据帧配置器418的每一个是存储在存储装置上的被载入到存储器中且通过处理器执行的程序代码文件，或可从例如计算机可执行指令等计算机程序产品提供，所述计算机程序产品存储于例如RAM、硬盘或光学介质或磁性介质等有形计算机可读存储介质中。参数匹配器415、参数优先化器416和数据帧配置器418可以分别对应于一个或多个不同的程序、文件、电路或指令集。同样，两个或更多个参数匹配器415、参数优先化器416和数据帧配置器418可以组合成单个程序、文件、电路或指令集。
数据发射器420可包括适合于经由网络与其它计算装置通信的任何部件或配置，例如包括一个或多个端口、发射器、无线卡、控制器、物理层部件，或用于根据包括航空器到地面通信技术等的任何当前已知或未来发展的通信协议或技术通信的其它物件。
数据帧配置系统400可以在数据库424内存储各种型号的数据。数据库424可以是一个数据库或者可以是多个数据库。数据库424可以本地连接至系统400，或者可以位于远程通过网络访问。
本文中论述的技术提及处理器、数据库、软件应用程序和/或其它基于计算机的系统，以及所采取的动作和发送到此类系统和从此类系统发送的信息。所属领域的技术人员应认识到，基于计算机的系统的固有灵活性允许大量可能的配置、组合以及任务和功能性在部件之间和当中的划分。例如，本文中所论述的过程可使用单个处理器或装置或组合工作的多个处理器或装置来实施。数据库和应用程序可以在单个系统上实施或分布在多个系统上。分布式部件可以依序或并行操作。
本文中所描述的计算机可执行算法和技术可实施于硬件、专用电路、固件和/或控制通用处理器的软件中。在一个实施例中，算法或计算机实施技术是存储在存储装置上的被载入到一个或多个存储器装置中且由一个或多个处理器执行的程序代码文件，或可从例如计算机可执行指令等计算机程序产品提供，所述计算机可执行指令存储于例如RAM、快闪驱动器、硬盘或光学媒体或磁性媒体等有形计算机可读存储媒体中。当使用软件时，任何合适的编程语言或平台可用以实施算法或技术。
虽然各种实施例的具体特征可能在一些图中示出而未在其它图中示出，但这仅仅是为了方便起见。根据本发明的原理，可结合任何其它附图的任何特征来引用和/或要求保护某一附图的任何特征。
具体讲，尽管图2和图3出于说明和论述的目的描绘了以特定次序执行的步骤，但是本公开的方法不限于特别图示的次序或布置。在不脱离本发明的范围的情况下，方法200和方法300的各种步骤可以各种方式省略、重排、组合和/或改编。
本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使所属领域的技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何所并入的方法。本发明的可获专利的范围由权利要求书界定，且可以包括所属领域的技术人员所想到的其它示例。如果此类其它实例包括并非不同于权利要求书的字面语言的结构要素，或如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差异的等效结构要素，那么它们在权利要求既定范围内。

Claims (18)

1.一种确定标准化维护优化的数据帧配置的计算机实现的方法，所述方法包括：
由一个或多个计算装置确定与航空器关联的多个可用参数；
由所述一个或多个计算装置将所述多个可用参数与多个所需参数进行匹配，以识别既所需又可用的多个匹配参数，其中，所述多个匹配参数对执行航空器的故障的优诊断和预报是有用的；
由所述一个或多个计算装置确定所述多个匹配参数的每一个的优先级； 由所述一个或多个计算装置至少部分地基于所述多个匹配参数和所述多个匹配参数的每一个优先级创建标准化维护优化的数据帧配置；
由所述一个或多个计算装置确定分别与和航空器有关的多个可用参数关联的多个可用采样率；以及
由所述一个或多个计算装置将所述多个可用参数的多个可用采样率与分别和所述多个所需参数关联的多个所需采样率比较，以识别所述多个匹配参数，其中，所述多个匹配参数是所需、可用的，并具有大于或等于该参数的相应所需采样率的可用采样率。
2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括：
由所述一个或多个计算装置确定最大可用数据记录速率和最大数据帧大小的至少一个；
其中，由所述一个或多个计算装置创建标准化维护优化的数据帧配置包括由所述一个或多个计算装置创建满足所述最大可用数据记录速率和所述最大数据帧大小的至少一个的标准化维护优化的数据帧配置。
3.根据前述任一权利要求所述的计算机实现的方法，还包括：
由所述一个或多个计算装置确定分别用于与航空器关联的多个故障检测能力的多个数值加权，其中，所述多个故障检测能力的每一个与一个或多个所需参数关联；以及
其中，由所述一个或多个计算装置确定所述多个匹配参数的每一个的优先级包括由所述一个或多个计算装置至少部分地基于所述多个数值加权确定所述多个匹配参数的每一个的优先级。
4.根据权利要求1或2所述的计算机实现的方法，还包括：
由所述一个或多个计算装置确定分别用于所述多个所需参数的多个系统内优先级，其中，用于每个所需参数的所述系统内优先级描述此所需参数相对于相同的航空器系统内包括的其它所需参数的优先级；以及
其中，由所述一个或多个计算装置确定所述多个匹配参数的每一个的优先级包括由所述一个或多个计算装置至少部分地基于所述多个系统内优先级确定所述多个匹配参数的每一个的优先级。
5.根据权利要求4所述的计算机实现的方法，还包括：
由所述一个或多个计算装置确定分别用于与航空器关联的多
个故障检测能力的多个数值加权，其中，所述多个故障检测能力的每一个与一个或多个所需参数关联；以及
其中，由所述一个或多个计算装置确定所述多个匹配参数的每一个的优先级包括由所述一个或多个计算装置至少部分地基于所述多个数值加权并至少部分地基于所述多个系统内优先级确定所述多个匹配参数的每一个的优先级。
6.根据权利要求5所述的计算机实现的方法，其中，由所述一个或多个计算装置至少部分地基于所述多个数值加权并至少部分地基于所述多个系统内优先级确定所述多个匹配参数的每一个的优先级包括由所述一个或多个计算装置对于所述多个匹配参数的每一个将与此参数关联的数值加权和与此参数关联的系统内优先级输入到公式中，以确定此匹配参数的输出评分，其中，每个匹配参数的优先级至少部分地基于此参数的输出评分。
7.根据权利要求1或2所述的计算机实现的方法，其中：
由所述一个或多个计算装置确定所述多个匹配参数的每一个的优先级包括由所述一个或多个计算装置将所述多个匹配参数排序成至少第一优先级和至少第二优先级；以及
由所述一个或多个计算装置至少部分地基于所述多个匹配参数和所述多个匹配参数的每一个的优先级创建标准化维护优化的数据帧配置包括：
由所述一个或多个计算装置将所述第一优先级的匹配参数插
入到所述数据帧配置中；以及
在由所述一个或多个计算装置将所述第一优先级的匹配参数插入到所述数据帧配置中之后，由所述一个或多个计算装置用所述第二优先级的匹配参数填充所述数据帧配置中的任何剩余空间。
8.根据权利要求1或2所述的计算机实现的方法，还包括：
由所述一个或多个计算装置检测所述多个可用参数的第一参数出现在多个数据总线上；以及
由所述一个或多个计算装置至少部分地基于与所述多个数据总线关联的层级识别所述多个数据总线之一为所述第一参数的主要来源。
9.根据权利要求1或2所述的计算机实现的方法，其中，由所述一个或多个计算装置创建标准化维护优化的数据帧配置包括由所述一个或多个计算装置创建用以优化的采样率记录的匹配参数的优化集填充可用记录空间的标准化维护优化的数据帧配置。
10.根据权利要求1或2所述的计算机实现的方法，其中，由所述一个或多个计算装置确定所述多个匹配参数的每一个的优先级包括：
由所述一个或多个计算装置识别所述多个匹配参数的一个或多个为要求被记录以用于操作质量保证的强制操作参数；
由所述一个或多个计算装置从所述多个匹配参数中去除所述一个或多个强制操作参数；以及
由所述一个或多个计算装置确定剩余匹配参数的每一个的优先级。
11.根据权利要求1或2所述的计算机实现的方法，还包括：
由所述一个或多个计算装置根据所述标准化维护优化的数据帧配置将所接收的航空数据集格式化成数据文件。
12.根据权利要求1或2所述的计算机实现的方法，还包括：
由所述一个或多个计算装置对多个不同航空器类型的每一个执行权利要求1所述的计算机实现的方法，使得对于每个不同的航空器类型创建相应的标准化维护优化的数据帧配置。
13.一种航空数据处理系统，包括：
数据帧配置系统，所述数据帧配置系统包括一个或多个处理器和存储指令的一个或多个非暂时性计算机可读介质，所述指令在由一个或多个处理器执行时使得所述数据帧配置系统：
确定与航空器关联的多个可用参数；
将所述多个可用参数与多个所需参数进行匹配，以识别既所需又可用的多个匹配参数，其中，所述多个匹配参数对执行航空器的故障诊断和预报是可用的；
确定所述多个匹配参数的每一个的优先级；
至少部分地基于所述多个匹配参数和所述多个匹配参数的每一个的相应优先级创建标准化维护优化的数据帧配置；
确定分别与和航空器有关的多个可用参数关联的多个可用
采样率；以及
将所述多个可用参数的多个可用采样率与分别和所述多个所需参数关联的多个所需采样率比较，以识别所述多个匹配参数，其中，所述多个匹配参数是所需、可用的，并具有大于或等于该参数的相应所需采样率的可用采样率。
14.根据权利要求13所述的航空数据处理系统，其中，所述指令的执行还使得所述数据帧配置系统：
确定最大可用数据记录速率和最大数据帧大小的至少一个；
其中，所述数据帧配置系统至少部分地基于所述最大可用数据记录速率和所述最大数据帧大小的至少一个创建标准化维护优化的数据帧配置。
15.根据权利要求13或权利要求14中任一项所述的航空数据处理系统，其中，所述指令的执行还使得所述数据帧配置系统：
确定分别用于与航空器关联的多个故障检测能力的多个数值加权，其中，所述多个故障检测能力的每一个与一个或多个所需参数关联；以及
其中，所述数据帧配置系统至少部分地基于所述多个数值加权确定所述多个匹配参数的每一个的优先级，使得所述标准化维护优化的数据帧配置包括与具有更大的数值加权的故障检测能力关联的匹配参数。
16.根据权利要求13或权利要求14中任一项所述的航空数据处
理系统，还包括快速存取记录器，所述快速存取记录器根据所述标准化维护优化的数据帧配置将所接收的航空数据集格式化成数据文件。
17.一种存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器：
读取一组文件化信息，所述一组文件化信息描述在航空器型号的一个或多个数据总线上可用的多个可用参数和可相应得到所述多个可用参数的多个可用采样率；
识别最大可用数据记录速率和最大数据帧大小的至少一个；
配置一个或多个优先化列表，所述优先化列表描述航空器型号的多个所需参数和分别需要多个所需参数的多个所需采样率，其中，所述多个所需参数对检测并解决航空器型号的维护问题是有用的；
将所述多个可用参数和所述多个可用采样率与所述多个所需参数和所述多个所需采样率进行匹配，以识别多个匹配参数；以及
创建以所需采样率记录匹配参数的数据帧配置，并且其中，所述数据帧配置至少部分地基于所述最大可用数据记录速率和所述最大数据帧大小的至少一个。
18.根据权利要求17所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述指令的执行还使得所述一个或多个处理器配置分别用于航空器型号可用的多个故障检测能力的多个数值加权，其中，所述数据帧配置至少部分地基于所述多个数值加权。
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