CN109941454B - 用于飞行器的数据评估的数据评估系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数据评估系统、特别是用于对飞行器上的接口进行数据评估的数据评估系统，其包括具有接收器装置、数据处理处理器和外部服务器接口的数据处理服务器，并且包括经由接收器装置联接至数据处理服务器的多个数据读取器，该多个数据读取器各自具有装置处理器和连接至装置处理器的数据捕获组件，并且被设计为将数据捕获组件捕获的数据发送至数据处理服务器以进行调整。

Description

用于飞行器的数据评估的数据评估系统和方法

技术领域

本发明涉及一种数据评估系统、特别是用于对飞行器上的接口进行数据评估的数据评估系统、具有这种数据评估系统的飞行器以及用于飞行器的数据评估的方法。

背景技术

至少有些世代的这种类型的飞行器有对机舱组件与货舱组件之间以及与控制器的通信数据进行监控。但是，监控的通信数据通常不会永久保存，并且仅用于当前的控制目的和局部运行状态指示器。特别地，这些数据大部分没有进行评估或存储用于后处理。因此，对于比较老的几代飞行器，在飞行之后，可能仅在非常有限的程度上对飞行期间累积的通信和运行数据进行分析和评估。

对能够保持飞行器上累积的通信和运行数据以在当前操作情况之后进行评估和分析的方案存在基本需求。

文献DE102012105474A1公开了一种用于自动分析飞行器系统数据的系统，其具有飞行器系统数据捕获模块和数据分析模块。文献US2012/0130701A1公开了一种用于监控车辆平台的运行状态的方法。文献WO2009/095439A2公开了一种用于向飞行器机舱模块供电的方法和系统。空中客车技术文摘“FAST29”(2001年12月，第2至7页)公开了一种用于飞行器的维护和修理的简化分析的系统。

发明内容

因此，本发明的一个目的是找到用于飞行器上的数据收集、数据存储和数据评估的改进的方案。

上述目的和其他目的通过具有下述特征的数据评估系统、具有下述特征的飞行器和具有下述特征的飞行器上的数据评估方法来实现。

根据本发明的第一方面，一种数据评估系统、特别是用于对飞行器上的接口进行数据评估的数据评估系统包括具有接收器装置、数据处理处理器和外部服务器接口的数据处理服务器，并且包括经由接收器装置联接至数据处理服务器的多个数据读取器，该多个数据读取器各自具有装置处理器和连接至装置处理器的数据捕获组件，并且被设计为将数据捕获组件捕获的数据发送至数据处理服务器以进行调整。

根据本发明的第二方面，飞行器包括至少一个根据本发明的第一方面的数据评估系统。

根据本发明的第三方面，一种用于飞行器上的数据评估的方法，该飞行器特别是根据本发明的第二方面的飞行器，该方法包括下述步骤：通过多个数据读取器的数据捕获组件捕获数据、将捕获到的数据发送至经由接收器装置联接至数据读取器的数据处理服务器、通过数据处理服务器的数据处理处理器调整所述数据、以及通过外部服务器接口从数据处理服务器输出经调整的数据。

本发明的基本概念是将数据收集装置作为模块化接口和/或传感器汇集在数据评估网络中，该数据评估网络安装在飞行器上以便监控飞行器上通过数据线和电源线输送的电信号。在这种情况下，旨在不修改数据并且对受影响的监控的飞行器组件的操作没有实质干预的情况下分出(tapped off)技术通信和运行数据，这意味着可以现实地和实时地模拟飞行器的所有监控的组件的实际运行和通信状态。

该安装简单、快速且节省空间，这意味着可以在减少维护和安装的情况下改装现有飞行器。各个模块化接口和传感器可根据客户需求进行单独调整和定制，或者适应要改装的飞行器上的局部情况。此外，可以使电气接口与现有标准保持一致。

对所有监控的通信和运行数据的评估允许缩短飞行器在机场的周转时间，并可用于维护和维修的预测规划。另外，监控和评估的通信和运行数据可以允许灵活地进一步开发现有的服务和功能。在这种情况下，基于通信和运行数据对运载组件的使用分析可以允许反馈到未来产品周期的开发和优化过程以及飞行器组件的显著改进。

对于另外的特征以及参照附图的描述，获得了有利的配置和改进。

根据本发明的数据评估系统的一些实施方式，数据捕获组件可以具有数据探头、总线和线路监控器、传感器或能量监控器。

根据本发明的数据评估系统的一些另外的实施方式，数据捕获组件可以联接至飞行器的至少一条数据总线和至少一条电源线。在这种情况下，在一些实施方式中，可以规定至少一个数据读取器具有适配器接口，所述适配器接口各自作为中间适配器连接在飞行器上的机舱元件和飞行器的供电插座之间。

根据本发明的数据评估系统的一些另外的实施方式，数据读取器可以具有联接至装置处理器的有线输出端口和/或无线收发器。

根据本发明的数据评估系统的一些另外的实施方式，数据处理服务器还可以具有无线通信模块。

根据本发明的数据评估系统的一些另外的实施方式，数据处理服务器还可以具有联接至数据处理处理器的数据处理存储器。

在有用的情况下，上述配置和改进可以彼此任意组合。本发明的另外可能的配置、改进和实现方式还包括未明确提及的上文或下文关于示例性实施方式描述的本发明的特征的组合。特别地，在这种情况下，本领域技术人员还将补充单独方面作为对本发明的相应基本形式的改进或补充。

附图说明

下面基于示意图中示出的示例性实施方式更详细地说明本发明，其中：

图1表示根据本发明的实施方式的用于飞行器上的通信和操作数据的数据评估的数据评估系统的示意性框图；

图2表示用于图1的数据评估系统的接口模块的不同变型的详细的示意图；

图3表示根据本发明的另外的实施方式的具有数据评估系统的飞行器的示例性图示；以及

图4表示根据本发明的另外的实施方式的用于飞行器上的数据评估的方法的步骤的示意图。

附图旨在传达对本发明的实施方式的进一步理解。它们示出了实施方式，并与说明书结合使用以说明本发明的原理和概念。鉴于附图，获得了其他实施方式和许多提及的优点。附图的元件不一定相对于彼此按比例示出。诸如“在顶部”、“在底部”、“在左侧”、“在右侧”、“在上方”、“在下方”、“水平地”、“垂直地”、“在前面”、“在后面”及类似指示的方向指示术语仅用于说明目的，并不用于将一般性限制到附图所示的特定配置。

除非另有说明，否则相同、功能相同和作用相同的元件、特征和组件在附图中分别具有相同的附图标记。

具体实施方式

在本发明的范围内的机舱盒状结构(monument)包括飞行器客舱中提供用于照顾乘客和/或供乘客使用的所有配件。飞行器客舱中的这样的配件(例如，卫生间或厨房)也被称为盒状结构，并且通过飞行器中存在的供应管线在适用的安装位置供应水、空气等，或者排水管线用于运走废水和垃圾。举例来说，存在真空、废水、辅助冷却或饮用水中每一种所需的单独的系统管线。机舱盒状结构的功能通过不同的电气数据和/或电源线输送至盒状结构。

飞行器上的综合机舱管理系统用于操作和监控不同的乘客和机组人员的功能。举例来说，这些功能包括用于机组人员的通信系统、机舱照明、用于水箱/废水箱的填充水平指示器、机舱温度的调节和另外的监控功能。机舱管理系统是具有多个冗余服务器的中央控制系统，冗余服务器的数量可根据飞行器的尺寸确定。这些冗余机舱管理服务器处理来自所有外围设备的信号，其包括由综合机舱管理系统控制的各种传感器和组件。在外围设备和机舱管理服务器之间，存在转换来自和发送至机舱管理服务器的信号的网络连接节点。作为一个简单的例子，网络连接节点可以执行信号的模拟/数字转换(A/D转换)和数字/模拟转换(D/A转换)。

机舱管理服务器可以通过两种类型的数据总线与外围组件通信，例如：第一类数据总线可以用于传输与机组人员的功能有关的信息。第二类数据总线可用于传输与乘客相关功能有关的信息。因此，也可以提供在不同的数据总线上执行转换的两种不同类型的网络连接节点。

图1示出了数据评估系统100。举例来说，数据评估系统100可以用在飞行器机舱101或飞行器的货舱的周围或之中，该飞行器例如为图3所示的飞行器A。数据评估系统100用于数字化飞行器机舱和装载系统以及其中实现的组件和模块，以便丰富或生成用于统计方法的系统应用的数据库。在这种情况下，例如使用用于FOMAX(“飞行操作和维护交换器”)或OSWP(“开放软件平台”)的数据读取方法和联网方法。

数据评估系统100基本上具有中央数据处理服务器10，其通过多个有线接口16和无线通信模块15连接至一个或多个数据读取器1a、1b、1c、1d。在这种设置中，数据读取器1a、1b、1c、1d可以分布在飞行器机舱101和/或飞机的货舱中，以便能够从连接的装置、组件、数据总线、线路等局部分出数据。原则上，所使用的接口模块1a、1b、1c、1d的数量是可变的并且可以与相应的飞行器设计相匹配。类似地，每种类型的接口模块的数量是可变的，并且可以根据其中要监控的装置、组件、数据总线、线路等与相应的飞机设计匹配。

数据处理服务器10包括联接至有线接口16和无线通信模块15的接收器装置11。接收器装置11用于处理与数据读取器1a、1b、1c、1d的通信，数据读取器1a、1b、1c、1d通过有线输出端口2或无线收发器3连接至数据处理服务器10。接收器装置11将从数据读取器1a、1b、1c、1d接收的数据发送至联接至接收器装置11的数据处理处理器12。数据处理处理器12设计为调整从数据读取器1a、1b、1c、1d接收的数据。举例来说，可以将经调整的数据缓存在数据处理存储器13中直到需要有线数据输出LE或者缓存在外部服务器接口14上，或者可以通过通信模块15进行要输出的经调整的数据的无线数据传输WE。

例如，数据处理服务器10可以是永久且牢固地安装在飞行器中的网络组件。可替代地，数据处理服务器10也可以是部分牢固安装且部分便携的网络组件，例如使用扩展坞和可从扩展坞移除的移动部件。数据处理服务器10中的数据处理处理器12管理和控制连接的数据读取器1a、1b、1c、1d。另外，数据处理处理器12检查与外部网络(例如WAN)的连接性。数据处理处理器12还设计为检查便携式本地存储介质是否连接至外部服务器接口14并且准备好用于有线数据输出LE。数据处理处理器12利用适用的配置参数执行操作系统，以控制连接的数据读取器1a、1b、1c、1d。此外，数据处理处理器12可以执行用户界面应用程序，通过该用户界面应用程序可以经由用户输入装置和图形显示装置(未明确描绘)实现对数据处理服务器10的访问。

还可以规定在数据评估系统100中安装多个数据处理服务器10。在这种情况下，例如不同的数据处理服务器10可以负责连接的数据读取器1a、1b、1c、1d的物理或分级隔离的子组或其在安全的基础上隔离的子组。每个数据处理服务器10可以将分别连接的数据读取器1a、1b、1c、1d的接收和调整的数据组合在公共数据池中，从该公共数据池可以进行另外的中央数据评估。

图2示出了可用于数据评估系统100并且联接至数据处理服务器10的数据读取器1a、1b、1c、1d的四个变型(A)、(B)、(C)和(D)的例子。在这种情况下，应该清楚的是，四个示例性变型(A)、(B)、(C)和(D)的各个特征可以彼此之间组合，以得到另外的变型。举例来说，变型(A)、(B)和(C)的有线输出端口2均可以由无线收发器3代替，如在变型(D)中举例所示。此外，对于变型(A)、(B)、(C)和(D)中的每一个，可以提供有线输出端口2或无线收发器3，以便能够根据需要和传输能力使数据通信灵活。

数据读取器1a、1b、1c、1d基本上具有装置处理器4，其联接至有线输出端口2(变型(A)、(B)和(C))和/或无线收发器3(变型(D))。此外，装置处理器4连接至各种数据捕获组件中的一个并从其接收捕获到的数据，以进行调整或通过有线输出端口2或无线收发器3发送至数据处理服务器10。

在变型(A)中，数据捕获组件可以具有电感地或电容地联接至至少一条数据总线D和至少一条电源线P的数据探头5a。例如，变型(A)的数据读取器1a可以被配置为用于综合机舱管理系统的机舱管理服务器与网络连接节点之间的连接的开关盒。在这种情况下，机舱管理服务器与网络连接节点之间经由专有数据总线D的所有数据通信被捕获，而不显著干扰或改变数据通信。此外，机舱管理服务器可以记录向网络连接节点的供应电流的时间曲线。

在变型(B)中，数据捕获组件可以具有联接至至少一条数据总线D和至少一条电源线P的总线和线路监控器5b。例如，变型(B)的数据读取器1b可以被设计为用于机舱元件(例如，座椅或机舱盒状结构)与飞行器上的相应的供电插座的连接的接口适配器。例如，机舱盒状结构可以是飞行器客舱中的卫生安装模块，并且在这种情况下，例如监控的组件可以包括马桶、照明装置、传感器等。在这种情况下，数据读取器1b具有两个适配器接口6a和6b，它们各自作为中间适配器连接在机舱元件和供电插座之间的实际连接接口之间。在这种情况下，机舱元件与飞行器之间经由数据总线D的所有数据通信被捕获，而不显著地干扰或改变数据通信。此外，飞行器可记录向机舱元件供应电流的时间曲线。

在变型(C)中，数据捕获组件可以具有总体通过附图标记7表示的传感器。例如，变型(C)的数据读取器1c可以用作飞行器上不能通过数据读取器1a和1b捕获的任何物理变量的通用传感器。例如，数据读取器1c可以是具有通过蓄电池或电池自主供电的便携式装置。

在变型(D)中，数据捕获组件可以具有设计为从飞行器上的负载测量和捕获电气特征量的能量监控器8。例如，变型(D)的数据读取器1d可以用作用于飞行器上没有自己的数据通信的无源负载的监控装置。

图2的数据读取器1a、1b、1c、1d可以通过飞行器的外部能源例如电池、蓄电池、发电机、燃料电池等供电。在这种情况下，例如能量源可以包括必要的电源、非必要的电源、永久通电的电源线、非永久通电的电源线和冗余的电源连接装置。

每个数据读取器1a、1b、1c、1d可以具有合适的屏幕和DC隔离电路，以便在监控的数据总线和供电线路上尽可能不受干扰地进行数据通信和供电。另外，每个数据读取器1a、1b、1c、1d可以具有合适的保护电路。

图4示出了用于飞行器(例如图3的飞行器A)上的数据评估的方法M的示意图。举例来说，方法M可以使用数据评估系统来执行，例如该数据评估系统为结合图1和图2说明的飞行器中的数据评估系统100。

方法M首先包括在第一步骤M1中通过多个数据读取器的数据捕获组件捕获数据。在第二步骤M2中，将捕获的数据发送至经由接收器装置联接至数据读取器的数据处理服务器。然后，在第三步骤M3中，通过数据处理服务器的数据处理处理器调整上述数据。最后，在第四步骤M4中，可以通过外部服务器接口从数据处理服务器输出经调整的数据。

方法M可用于收集飞行器上累积的数据并调整它们以进行评估。然后，经调整的数据可以反映飞行器上的使用模式和运行周期，这对于飞行器上的新服务的进一步的开发或设计是有用的。

在上述详细描述中，在一个或多个例子中组合了各种特征以改善描绘的严格性。然而，在这种情况下应该清楚的是，以上描述仅仅是说明性的，而绝不是限制性的。它用于覆盖各种特征和示例性实施方式的所有替代、修改和等同物。鉴于以上描述，基于本领域技术人员在本领域的知识，许多其他例子对于本领域技术人员将是直接且显而易见的。

已经选择和描述了示例性实施方式，以便能够描绘本发明所基于的原理以及以最佳可能方式在实践中应用该原理的机会。因此，出于预期目的，本领域技术人员可以以最佳方式修改和使用本发明及其各种示例性实施方式。在权利要求和说明书中，术语“包含”和“具有”用作对应术语“包括”的中性语言概念。另外，术语“一个”和“一种”的使用并非旨在从根本上排除以这种方式描述的多个特征和组件。

Claims (9)

1.一种数据评估系统(100)，其包括：

数据处理服务器(10)，其具有接收器装置(11)、数据处理处理器(12)和外部服务器接口(14)；以及

经由所述接收器装置(11)联接至所述数据处理服务器(10)的多个数据读取器(1a；1b；1c；1d)，该多个数据读取器各自具有装置处理器(4)和连接至所述装置处理器(4)的数据捕获组件(5a；5b；7；8)，并且被设计为将所述数据捕获组件(5a；5b；7；8)捕获的数据发送至所述数据处理服务器(10)以进行调整，并且每个数据读取器具有屏幕和DC隔离电路，以便在监控的数据总线和供电线路上尽可能不受干扰地进行数据通信和供电。

2.根据权利要求1所述的数据评估系统(100)，其中，所述数据捕获组件具有数据探头(5a)、总线和线路监控器(5b)、传感器(7)或能量监控器(8)。

3.根据权利要求1所述的数据评估系统(100)，其中，所述数据捕获组件联接至飞行器的至少一条数据总线(D)和至少一条电源线(P)。

4.根据权利要求3所述的数据评估系统(100)，其中，所述数据读取器(1a；1b；1c；1d)中的至少一个具有适配器接口(6a,6b)，所述适配器接口(6a,6b)各自作为中间适配器连接在所述飞行器上的机舱元件和所述飞行器的供电插座之间。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的数据评估系统(100)，其中，所述数据读取器(1a；1b；1c；1d)具有联接至所述装置处理器(4)的有线输出端口(2)和/或无线收发器(3)。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的数据评估系统(100)，其中，所述数据处理服务器(10)还具有无线通信模块(15)。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的数据评估系统(100)，其中，所述数据处理服务器(10)还具有联接至所述数据处理处理器(12)的数据处理存储器(13)。

8.一种飞行器(A)，其具有根据权利要求1至7中任一项所述的数据评估系统(100)。

9.一种用于飞行器(A)的数据评估的方法，其包括：

通过多个数据读取器(1a；1b；1c；1d)的数据捕获组件(5a；5b；7；8)捕获(M1)数据，每个数据读取器具有屏幕和DC隔离电路，以便在监控的数据总线和供电线路上尽可能不受干扰地进行数据通信和供电；

将捕获到的数据发送(M2)至经由接收器装置(11)联接至所述数据读取器(1a；1b；1c；1d)的数据处理服务器(10)；

通过所述数据处理服务器(10)的数据处理处理器(12)调整(M3)所述数据；以及

通过外部服务器接口(14)从所述数据处理服务器(10)输出(M4)经调整的数据。

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