CN110428063A - 一种机群健康综合管理系统架构及构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种机群健康综合管理系统架构及构建方法，其中机群健康综合管理系统架构，从物理位置分布上来说分为内场和外场，内场和外场通过机动自组网进行网络互连。内场主要包含调度服务器、数据综合管理服务器和数据应用管理服务器及各业务部门固定式客户端，外场主要包含数据发送终端、数据读卡器和便携式移动终端。所述机群健康综合管理系统的构建方法，分为数据收集、数据存储管理、数据推送、数据应用。实现了飞参数据、质控数据、飞行计划数据、发动机监控数据等各类数据融合分析，具备飞机健康状态管理、健康趋势监控等功能，不但提升了以数据为核心的地面保障的信息化和自动化水平，而且极大的提高了机务维护保障工作效率。
Description
技术领域
本发明属于航空电子技术领域，涉及一种机群健康综合管理系统架构及构建方法。
背景技术
在军用飞机使用及服役过程中产生了大量的数据，但是没有统一的数据平台对数据进行管理，数据分散在部队各业务部门手中，如质控室、飞参室、发动机监控室、维修厂等，数据管理分散，数据资源缺少统一规划，数据价值没有充分挖掘，目前主要以飞机当前架次或短期数据分析为主，各类信息系统之间数据不能互通，相关量化分析的数据模型没有建立，对航空装备健康管理的科学决策支撑不足。由于缺少基础数据平台，造成大数据技术在航空装备服役过程中应用研究不足，目前装备维护保障以人工经验、现场保障、事后排故为主，影响装备完好率的提高，缺少量化分析支持，存在过度检修和检修不足的问题。
发明内容
发明目的：是提供一种机群健康综合管理系统架构及构建方法，能够针对用户各业务部门的不同数据，如质控数据、飞参数据、发动机监控数据、维修数据和飞行计划数据等进行自动采集，集中管理和数据共享，提供综合数据管理平台，并基于数据平台提供的数据访问接口和数据分析接口等实现机群健康趋势监控和健康状态管理等功能。
本发明采用的方案是：一种机群健康综合管理系统架构,由数据发送终端(随飞机数量配比)、数据读卡器(4:1(飞机：设备))、机动自组网(根据现场距离配置)、便携式移动终端(用户根据实际情况配置，建议1:1(人员：设备))、服务器(3台服务器+磁盘阵列)和固定式客户端(根据用户实际需要配置)构成。
数据发送终端将地面实时通电、试车数据通过无线方式发送，经过无线加密网络和用户内部网络传输，存储在服务器中。
数据读卡器自动下载最新履历数据(飞行数据、任务数据、音视频数据等)上传至服务器中，并进行自动处理和自动判读，将数据和判读分析结果存储在服务器中。
机动自组网通过透明加密传输方式快速组建无线网络环境。
便携式移动终端内置应用程序将所有操作工卡中的内容和流程电子化，外场维护保障时，根据工卡指令填写相应的维修保障内容，例如有替换件操作时，可利用摄像头扫描设备二维码直接生成替换件操作记录，工作完后提交工作内容，电子工卡中的内容会自动上传至服务中进行存储，同时提供通电试车实时监控、机群健康状态实时管理和机务即时通讯等软件功能。
服务器分为调度服务器、数据综合管理服务器和数据应用管理服务器，其中调度服务器主要用来管理调度设备(数据发送终端、数据读卡器和便携式移动终端)并自动接收设备发送的数据同时将数据进行整理发送到数据综合管理服务器中进行集中存储和管理；数据综合管理服务器用来提供数据集中存储和管理服务并提供数据访问服务；数据应用管理服务器面向不同终端用户(固定式客户端和便携式客户端)软件系统提供应用服务。
固定式客户端与数据应用管理服务器进行数据交互，为用户提供数据检索、数据综合查看(曲线、报表、三维动画等方式)、机群健康状态实时管理和机群健康趋势实时监控等软件功能。
机群健康综合管理系统架构，从物理位置分布上来说分为内场和外场，内场和外场通过机动自组网进行网络互连。内场主要包含调度服务器、数据综合管理服务器和数据应用管理服务器及各业务部门固定式客户端，外场主要包含数据发送终端、数据读卡器和便携式移动终端。
机群健康综合管理系统的构建方法，分为数据收集、数据存储管理、数据推送、数据应用。
数据收集：完成通电试车数据、飞行数据、音视频数据、维修测量数据、质控数据、航材数据、飞行计划数据、发动机监控数据的收集。其中通电试车数据、飞行数据及音视频数据是通过驻留在调度服务器上的服务程序与数据发送终端和数据读卡器中的客户端程序进行交互完成的数据自动收集。维修及测量数据是利用便携式移动终端上的APP(电子工卡功能)完成的数据收集工作。质控数据、航材数据、飞行计划数据及发动机监控数据是通过驻留在数据综合管理服务器中的服务程序自动采集各应用系统(质控系统、航材管理系统、飞行计划管控系统及发动机监控软件系统)数据库中的相关数据。
数据存储管理：完成数据的集中存储并对外提供数据上传、下载及查询接口，数据推送及数据应用过程中可以通过调用接口获得相应数据；
数据推送：根据各业务部门的应用系统(质控系统、发动机监控软件系统及塔台综合监控系统)需求将自动采集到的数据(主要是飞行数据及飞行数据相关统计信息)自动推送到各应用系统中实现数据自动交换；
数据应用：面向移动Android和固定式Windows不同应用平台提供跨平台的数据应用服务，主要包括数据检索、数据综合查看、机群健康状态实时管理、机群健康趋势实时监控及电子操作工卡管理和即时通讯等功能。
有益效果：由于采用了上述的架构和方法，与现有的运行模式相比，实现了飞参数据、质控数据、飞行计划数据、发动机监控数据等各类数据融合分析，具备飞机健康状态管理、健康趋势监控等功能，不但提升了以数据为核心的地面保障的信息化和自动化水平，而且极大的提高了机务维护保障工作效率。
附图说明
图1是本发明的系统架构示意图。
图2是本发明的通电试车数据自动收集流程图。
图3是本发明的飞行、音频及视频数据自动收集示意图。
图4是本发明的数据自动推送示意图。
图5是本发明的机群健康状态实时管理的运行效果图。
图6是本发明的单机健康状态实时监控的运行效果图。
图7是本发明的飞机健康趋势监控的运行效果图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细描述，但不作为本发明的任何限制。请参阅图1至图7。
本发明的实施涉及一种机群健康综合管理系统架构，如图1所示，包括数据发送终端、数据读卡器、机动自组网、便携式移动终端、服务器和固定式客户端组成。一台机动自组网设备与内场局域网通过有线连接，其余机动自组网设备根据现场情况放置在相应位置组成一个与内场网络环境互通的外场无线网络环境。
飞机在地面进行通电、试车机务维护工作时，将数据发送终端与飞机的维护接口连接，飞机通电、发动机开车后数据发送终端将自动采集机上各系统实时运行数据，通过如图2所示的交互过程，数据发送终端与调度服务器中的服务程序交互，完成实时通电、试车数据的自动采集工作。
飞机任务完成飞机落地后将数据卡从机上拔下来插入放置在机库内的数据读卡器上，通过如图3所示的交互过程，数据读卡器与调度服务器中的服务程序交互，完成最新飞行数据履历、音频数据履历和视频数据履历的自动下载工作，同时调度服务器中的服务程序会根据具体机型机号对数据履历进行解码还原工作。
外场机务维护时利用便携式移动终端上的APP提供的操作工卡软件功能完成机务维护操作工卡的填写和提交，将测量和维修数据上传到数据综合管理服务器中存储管理。另外根据照相管理软件功能完成机务工作安全检查，将飞机关键部位拍照的照片自动上传到数据综合管理服务器中存储管理。同时在网内的不同便携式移动终端设备能够利用即时通讯软件功能完成文字、语音、图片和视频不同方式的通讯交流。
当数据综合管理服务器中有新的飞行数据履历自动完成解码还原后，服务器中驻留服务程序会根据配置将相关飞行数据信息自动推送至各相关应用系统中，如图4所示，将飞行时间、飞行起落次数、发动机工作时间和飞行故障信息等推送至质控部门的质控软件系统中；将发动机不同工作状态下工作时间、发动机相关关键运行参数和发动机故障信息等推送至发动机监控室的发动机监控软件中；将飞机当前履历数据判读结果推送至机务塔台。
各数据应用终端(包括固定式和便携式)与数据应用管理服务器进行交互，选择相应的数据应用服务，如图5所示的机群健康状态实时监控，机群健康状态实时监控数据应用服务融合了飞行数据、质控数据、发动机监控数据和飞行计划数据，能够实时显示机群的健康状态信息(如正常/定检/大修，飞机总寿命/余寿，飞机总起落次数/剩余起落次数，发动机总寿命/余寿，空中/地面)。如图6所示的单机详细健康状态管理，单机详细健康状态管理能够显示某一机型机号飞机和发动机的详细信息、定检信息、历史故障统计信息、发生次数前十的故障信息等。如图7所示的飞机健康趋势监控，飞机健康趋势监控能够根据配置信息监控各个系统重要参数历史数据变化情况，如发动机滑油消耗率监控、发动机高压转子转速(N2)的监控等，同时能够将各个系统重要参数历史数据进行聚类分析，发现离散点。
Claims (5)
1.一种机群健康综合管理系统架构，其特征在于：由数据发送终端、数据读卡器、机动自组网、便携式移动终端、服务器和固定式客户端构成，其中：
数据发送终端，用于将地面实时通电、试车数据通过无线方式发送，经过无线加密网络和用户内部网络传输，存储在服务器中；
数据读卡器，用于自动下载最新履历数据并上传至服务器中，然后进行自动处理和自动判读，将数据和判读分析结果存储在服务器中；
机动自组网，通过透明加密传输方式快速组建无线网络环境；
便携式移动终端，内置应用程序，将所有操作工卡中的内容和流程电子化，外场维护保障时，根据工卡指令填写相应的维修保障内容；
服务器，用于接收、管理及存储数据；
固定式客户端，用于与服务器进行数据交互，为用户提供应用服务。
2.如权利要求1所述的一种机群健康综合管理系统架构，其特征在于：所述服务器包括调度服务器、数据综合管理服务器和数据应用管理服务器，其中：
调度服务器，用于接收数据发送终端、数据读卡器和便携式移动终端发送的数据，同时将这些数据进行整理并发送到数据综合管理服务器中进行集中存储和管理；
数据综合管理服务器，用来提供数据集中存储和管理服务并提供数据访问服务；
数据应用管理服务器，面向不同终端用户软件系统提供应用服务。
3.一种机群健康综合管理系统架构的构建方法，采用了如权利要求1或2所述的一种机群健康综合管理系统架构，其特征在于具体构建方法如下：
(1)数据收集：收集与飞机相关的多种数据；
(2)数据存储管理：将步骤(1)收集到的数据分类后集中存储管理；
(3)数据推送：根据各业务部门的应用系统需求将自动采集到的数据自动推送到各应用系统中，实现数据自动交换；
(4)数据应用：面向移动Android和固定式Windows不同应用平台提供跨平台的应用服务。
4.如权利要求3所述的一种机群健康综合管理系统架构的构建方法，其特征在于：所述步骤(1)中与飞机相关的多种数据，是通过驻留在调度服务器上的服务程序与数据发送终端和数据读卡器中的客户端程序进行交互完成的数据自动收集。
5.如权利要求3或4所述的一种机群健康综合管理系统架构的构建方法，其特征在于：所述步骤(1)中与飞机相关的多种数据，包括完成通电试车数据、飞行数据、音视频数据、维修测量数据、质控数据、航材数据、飞行计划数据、发动机监控数据。
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