CN110971270A - 用于监控和分析电力线宽带数据的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请题为“用于监控和分析电力线宽带数据的系统和方法”。一种系统包括多用途电源接口，该多用途电源接口被配置为经由电力线宽带(BPL)数据链路电气地且通信地耦合到交通工具。该系统还包括传感器，这些传感器被配置为收集用于BPL数据链路和多用途电源接口的电力质量数据和负载管理数据。该多用途电源接口包括用户界面、处理器和其上存储有指令的存储器，当由处理器执行时，这些指令促使多用途电源接口执行操作。这些操作包括从传感器接收电力质量数据和负载管理数据。这些操作还包括基于所接收的数据确定多用途电源接口和BPL数据链路的功能健康状态。这些操作还包括将功能健康状态、电力质量数据和负载管理数据发送到数据存储装置，并在用户界面中指示功能健康状态。

Description

用于监控和分析电力线宽带数据的系统和方法

技术领域

本公开涉及用于监控和分析电气部件和网络部件的系统和方法。更具体地，本公开涉及用于监控、感测、管理和分析表征电力线宽带(BPL)链路、BPL调制解调器以及其他电气部件和网络部件的数据的系统和方法，其中在多用途电源接口处收集所述数据。

背景技术

用于将交通工具(例如，飞行器)连接到地面电力单元的电缆和连接器被用在恶劣的环境中，例如机场，在此处它们经受天气、腐蚀性化学物质、温度和湿度的波动、湿气以及由于有时会在电缆上辗过的地面推车、加油车和餐饮车辆造成的物理伤害。随着时间的流逝，这些恶劣的环境可能会导致电缆和连接器出现故障。通常，需要广泛的故障排除来隔离地面电力单元与飞行器之间的连接件中的故障情况。

在交通工具上运行的系统可以生成并接收大量数据。例如，在飞行器的情况下，高级航空电子设备、机上娱乐系统、餐饮系统、乘客系统和其他机载系统生成和/或利用大量数据。仅作为飞行器的一个特定示例，与诸如发动机监控系统的机载监控系统相关联产生了大量数据。发动机监控数据可以包括例如压缩比、每分钟转数、温度、振动和其他发动机运行数据。此外，用于飞行器的机上娱乐系统也可能涉及大量数据，例如，一组电影的TB级数据。

BPL可用于在电气链路(例如，将交通工具连接到地面电力单元的电缆)上发送数据。BPL通过使用更高频率、更宽频率范围以及与其他形式的电力线通信不同的技术允许在配电线路上进行相对高速的数字数据通信，以提供较高速率的数据通信。BPL链路可用作电源接口的一部分，该电源接口将地面电力单元电气地和通信地耦合到诸如飞行器之类的交通工具。但是，传统的电源接口在电源接口的交通工具末端(例如，将电源接口电缆连接到飞机等交通工具上的插头或连接器)几乎无法提供关于电功率或数据通信链路的健康的指示。

因此，需要一种改进的技术，以便在多用途电源接口处快速准确地监控BPL链路、BPL调制解调器以及其他电气部件和网络部件的健康状态，以便增强在恶劣操作环境中的电力和高速数字通信的可靠性。

发明内容

本公开涉及一种用于监控和分析在多用途电源接口处收集的用于交通工具(例如飞机)的数据的方法、系统和设备。特别地，该数据包括在连接器处收集的BPL数据，该连接器可操作以将多用途电源接口连接至交通工具。该方法、系统和设备使用标准网络监控应用程序和过程在多用途电源接口处快速准确地监控BPL链路、BPL调制解调器以及其他电气部件和网络部件的健康状态。

一种用于在电源接口处收集和监控数据的系统包括多用途电源接口，该多用途电源接口被配置为经由多个电力线宽带(BPL)数据链路电气地和通信地耦合到交通工具。该系统还包括多个传感器，所述传感器被配置为收集用于多个BPL数据链路和多用途电源接口的电力质量数据和负载管理数据。多用途电源接口包括用户界面、处理器和存储器。该存储器具有存储于其上的指令，当被处理器执行时，这些指令促使多用途电源接口执行操作。这些操作包括从多个传感器接收电力质量数据和负载管理数据。这些操作还包括基于电力质量数据和负载管理数据确定多用途电源接口和多个BPL数据链路的功能健康状态。这些操作还包括将功能健康状态、电力质量数据和负载管理数据发送到数据存储装置。这些操作还包括在用户界面中指示功能健康状态和预测健康状态。

在另一实施方式中，系统中的多个传感器包括配置为通过表征多个BPL数据链路中的电导体来收集电力质量数据的时域反射仪(TDR)和频域反射仪(FDR)中的一个或多个。

在又一实施方式中，多用途电源接口还包括：可拆卸适配器，其包括用户界面、无线通信接口、有线通信接口以及用于经由多个BPL数据链路将多用途电源接口电气地和通信地耦合到交通工具的连接器的多个引脚；以及地面电源接口连接件，其被配置为经由地面电力单元电气地和通信地耦合到交通工具。在另一实施方式中，地面电源接口连接件被配置为在交通工具的发动机关闭时向交通工具提供交流(AC)电力。

还公开了一种用于在电源接口处收集和监控数据的计算机实施的方法。该方法包括从多个传感器接收电力质量数据和负载管理数据，所述传感器可操作以收集用于多个电力线宽带(BPL)数据链路和多用途电源接口的电力质量数据和负载管理数据，该多用途电源接口可操作以经由多个BPL数据链路电气地和通信地耦合到交通工具。该方法还包括基于电力质量数据和负载管理数据来确定多用途电源接口和多个BPL数据链路的功能健康状态。该方法还包括将功能健康状态、电力质量数据和负载管理数据发送到数据存储装置。该方法还包括在用户界面中指示功能健康状态。

还公开了一种用于从电源接口连接器收集和监控数据的系统。该系统包括多个传感器，所述传感器被配置为收集用于多个电力线宽带(BPL)数据链路和多用途电源接口的电力质量数据和负载管理数据，该多用途电源接口被配置为经由多个BPL数据链路电气地和通信地耦合到交通工具。该系统还包括服务器，该服务器包括显示设备、处理器和在其上存储有指令的存储器，当被处理器执行时，所述指令促使服务器执行操作。这些操作包括经由通信链路从多个传感器接收电力质量数据和负载管理数据。这些操作还包括基于电力质量数据和负载管理数据确定多用途电源接口和多个BPL数据链路的功能健康状态。这些操作还包括在存储器中存储功能健康状态、电力质量数据和负载管理数据。这些操作还包括在显示设备上的用户界面中展示功能健康状态。

应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述对于所要求保护的当前教导内容都仅仅是示例性和解释性的，而非不限制性的。

附图说明

并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本公开的一些实施方式，并且与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是示出根据本公开的一个或多个实施方式的示例性操作环境的示意图，该示例性操作环境包括连接至交通工具和地面电力系统的多用途电源接口。

图2是示出根据本公开的一个或多个实施方式的示例性多用途电源接口连接器的示意图，该示例性多用途电源接口连接器包括用于显示电气特性和网络特性的状态的用户界面。

图3是示出根据本公开的一个或多个实施方式的用于多用途电源接口连接器的示例性可拆卸适配器的示意图，该多用途电源接口连接器包括用于显示电气特性和网络特性的状态的用户界面。

图4是示出根据本公开的一个或多个实施方式的用于监控电气部件和网络部件的示例性系统的示意图。

图5是示出根据本公开的一个或多个实施方式的用于监控电气部件和网络部件的示例性系统架构的示意图。

图6是示出根据本公开的一个或多个实施方式的用于将多用途电源接口连接到交通工具的示例性系统部件的示意图。

图7示出了根据本公开的一个或多个实施方式的用于监控和分析在多用途电源接口的连接器处收集的BPL数据的方法的流程图。

图8示出了根据本公开的一个或多个实施方式的利用所收集的传感器数据和BPL数据执行预测分析的方法的流程图。

图9是示出可以结合本公开的一个或多个实施方式使用的计算系统的示例的框图。

应当注意，附图的一些细节已经简化并且被绘制为便于理解，而不是保持严格的结构准确性、细节和比例。

具体实施方式

现在将详细参考本教导，其示例在附图中示出。在附图中，相同的附图标记始终用于表示相同的元件。在以下描述中，参考形成其一部分的附图，并且在附图中通过图示的方式示出了实践本教导的具体示例。因此，以下描述仅仅是示例性的。

本文公开的系统和方法通过借助于现有的电气基础设施(例如BPL调制解调器和通信链路)来使用基于标准的网络监控应用程序和过程收集传感器数据，从而监控电力系统的部件和数据网络部件。

这些系统和方法使用多用途电源接口(例如，探臂式(stinger)电缆)的增强型连接器(例如，智能探臂式连接器或插头)，该多用途电源接口将交通工具(例如，飞机)连接到地面系统(例如，接地电力系统)。连接器始终保持完整的功能性和可通信性，并且不需要连接任何交通工具(例如，飞机)以确定探臂式电缆的健康状况。这些系统和方法还提供了对多用途电源接口的功能的稳健评估，因此，如果检测到通信问题(例如，故障或失效)，则可以更容易地隔离和纠正该问题。本文公开的实施方式支持可靠的地面操作(例如，机场操作)，改善故障排除，并确保识别并通知负责组织来采取纠正措施。在某些实施方式中，大数据分析(例如，预测分析)确保了在预测到受监控设备发生故障时主动通知负责组织。这样的实施方式实现了对受监控设备的主动支持。这些系统和方法在恶劣的操作环境(例如机场)中增强了电力和高速数字通信的网络安全性和可靠性。本文公开的系统和方法在不要求飞机被连接并与地面网络通信的情况下监控和分析地面网络与飞机系统之间的接口的健康状况和性能。在这种情况下，监控包括使用本地存储装置(例如，在连接器的存储设备或存储器中)来收集传感器数据，直到发生重新连接为止。在重新连接后，一些实施方式随后在数据连接不可用时传递本地存储的数据以及关于所发生的状况的时间戳。

本文公开的系统和方法监控和分析在多用途电源接口的连接器处收集的BPL数据，以便检测和预测电气系统和网络系统的部件的健康状态。更具体地，本文公开的系统和方法在多用途电源接口的增强型连接器(例如，改进的电力探臂式插头)处监控电气系统和网络系统。一些实施方式使用时域反射仪(TDR)或频域反射仪(FDR)来表征多用途电源接口的连接器中的电导体。如相关领域的技术人员所理解，TDR是使用时域反射测量法的电子仪器，而FDR是使用频域扫描的电子仪器，以用于表征和定位电导体(例如，电缆(例如同轴电缆)和其他电线)中的故障。TDR或FDR也可以用于定位电连接器、印刷电路板和其他类型的电气路径中的不连续之处。这些系统和方法在多用途电源接口处的用户界面中或者在通信地耦合到多用途电源接口的连接器但远离该连接器的计算设备的用户界面处为受监控的电气系统和网络系统的部件提供即时的功能状态。在一些实施方式中，多用途电源接口的连接器包括显示器设备，例如，触摸屏显示器设备或LCD屏幕，以用于呈现电气系统和网络系统的部件的即时功能状态。在附加或替代的实施方式中，多用途电源接口的连接器通过点亮多色发光二极管(LED)和频闪灯来呈现受监控的电气系统和网络系统的部件的功能状态。例如，这样的实施方式可以使用LED来指示健康的数据连接和电气连接。

这些系统和方法还标记可能导致故障的状况。另外，这些系统和方法收集传感器数据，并存储此类传感器数据的历史读数，以使得能够进行大数据分析。这样的大数据分析可以用于基于历史数据的模式和已知的过去事件(例如，部件故障和电气连接失效)来预测可能导致未来事件的状况。以这种方式，由这些系统和方法执行的数据监控和分析使得能够对被监控的电气系统和网络系统的部件进行健康预测。这些系统和方法的特征还在于交叉检查门电源的阻抗特性和交通工具(例如飞机)的电负载特性。

这些系统和方法监控并分析电气和数据健康信息，并将分析结果(例如，数据链路的功能健康状态)呈现给用户，例如，将多用途电源接口的连接器插入交通工具的机修工或地勤人员。在一些实施方式中，在将多用途电源接口连接到交通工具(例如，以用户界面增强的探臂式插头)的连接器处的用户界面中显示这些结果。这些实施方式一直向交通工具(例如，飞机)提供功能健康状态信息。在附加或替代的实施方式中，这些系统和方法还监控并分析电力质量信息。根据一些实施方式，电力质量信息的分析类似于电网健康监控。这些电气和数据监控功能以及健康状态指示也使得能够进行数据分析，并将故障检测功能扩展到多用途电源接口(例如，探臂式电缆)的电源和数据连接的故障预测。

图1是示出根据本公开的至少一种实施方式的用于监控和分析网络部件和电气部件的示例性操作环境100的示意图。如图1所示，操作环境100包括连接到示例性交通工具120和示例性地面电力系统130的多用途电源接口110。

在图1的示例中，多用途电源接口110是连接至交通工具120的电缆，并且该交通工具120是飞机。然而，在其他实施方式中，可以采用各种不同类型的交通工具作为所公开的方法和系统的交通工具120，其包括但不限于空中交通工具(例如，飞机、直升飞机、无人机和其他飞行器)、太空飞行器(例如，太空飞船和卫星)，陆上飞行器(例如，机车坦克、卡车、汽车、摩托车、电动自行车和其他陆上机动车辆)以及海上交通工具(例如，轮船、船只和其他舰船)。

如图1所示，交通工具120(例如，飞机)包括安装在交通工具120的主体(例如，机身)的外表面上的连接器140，使得交通工具120的连接器140是地勤人员易于接近的。交通工具120的连接器140包括用于与多用途电源接口110的一端160匹配的多个插座。

多用途电源接口110的一端160包括连接器150(例如，参见图2的连接器150和连接器外壳250)。连接器150包括多个引脚(例如，参见图2的引脚210a,210b,210c,220,230a和230b)。继续参考图1，多用途电源接口110的另一端170连接到地面电力系统130。尽管在图1的示例性操作环境100中地面电力系统130被示意性地图示为地面电力车，但地面电力系统130的部件可以集成到其他物理部件中，例如在飞机机门处，例如集成到飞机场或空军基地的喷气式飞机跑道(jetway)或航空旅客桥(jet bridge)系统中。

当交通工具120在地面上时，地勤人员将多用途电源接口110的连接器150连接到交通工具120的连接器140上，以使连接器150电气地和通信地耦合到交通工具120的连接器140。

在某些实施方式中，连接器150可操作以经由BPL数据链路电气地和通信地耦合到交通工具120。除了在交通工具120和地面电力系统130之间提供电气和通信连接之外，连接器150还被配置为监控电气系统和网络系统的部件。在一些实施方式中，无论连接器150是否连接至交通工具120，都可以执行该监控的一部分。例如，在连接器150被连接到交通工具120之前，连接器150可以报告其自身的健康状况和网络健康状况。如图1所示，地面电力系统130可以包括用于使用能够实现宽带通信的任何通信协议经由基于地面的网络102交换通信的多通信网络接口104。在一个示例中，基于地面的网络102可以体现为互联网协议(IP)网络。

类似地，可以针对连接器150是否连接到地面电力系统130执行一些监控。例如，当从交通工具120和地面电力系统130之一或二者断开连接时，连接器150可以从传感器(未示出，但是参见图5中的手持式BPL调制解调器511和端点BPL调制解调器514)获取数据，这些传感器被配置为监控和收集表征连接器150本身中的电导体和数据链路的功能健康状态的数据。在一些实施方式中，可以在连接器与地面电力系统130断开连接时使用本地存储装置(例如，连接器150内的存储器或存储设备)，以便存储相关数据，直到发生与地面电力系统130的重新连接。

当连接器150连接到交通工具120时，受监控的部件包括交通工具120上的电气系统和网络系统的部件。例如，连接器150可以被配置为经由BPL数据链路电气地和通信地耦合到交通工具120。在这样的实施方式中，连接器150可以从传感器接收电力质量数据和负载管理数据，这些传感器被配置为收集电力质量数据和负载管理数据以在交通工具120处的BPL数据链路上进行传输并用于连接器150本身。当连接器150连接到地面电力系统130时，被监控的部件可以包括地面电力系统130内的电气部件和网络部件。在各种实施方式中，连接器150经由多用途电源接口110中的数据链路将接收到的电力质量数据和负载管理数据发送到远程存储装置或数据存储库以进行分析。在一些实施方式中，该分析可以包括使用大数据分析技术基于由连接器150接收的传感器数据来确定被监控的网络和电气部件的各自功能健康状态。这种传感器数据可以包括由连接器或其他存储设备随时间接收和存储的历史数据。该分析还可以包括基于所接收的传感器数据确定当连接器150未连接到飞行器交通工具120时以及当连接器150连接到飞行器交通工具120时的交流(AC)电力线(例如，探臂式AC线)的功能健康状态。在某些实施方式中，该数据可以被转发到集中式网络监控应用程序。在附加或替代的实施方式中，该分析还可以包括BPL调制解调器操作和调制解调器链路的实时监控和管理。该分析还可以包括使用数据分析来确定探臂式AC线健康历史。如将在下面参考图2更详细描述的，分析结果(例如，网络和电气部件的功能健康状态)可以经由LED状态指示器在连接器150处实时地显示在用户界面(例如，参见图2的用户界面290)中，该LED状态指示器被安装在连接器150(例如，探臂式连接器)处，以便在与连接器150介接的飞行器处的人员可以立即确定功能健康状态。在一些实施方式中，连接器150可以包括具有图形用户界面(GUI)的应用软件，以查看连接器150的功能健康状态(例如，探臂健康状况)和诸如BPL调制解调器之类的网络部件的功能健康状态(例如BPL调制解调器的运行状态)的实时分析。根据替代或附加的实施方式，这种功能健康状态也可以打印成报告并用交互式GUI来查看或打印，该交互式GUI可操作以接受用户输入，以便为用户提供控制用户希望打印或查看的参数的能力。

如将在下面参照图2更详细描述的，多用途电源接口110可以包括光学部分(例如，一根或多根光纤或光纤光缆)和电力部分(例如，导电材料)。例如，连接器140和150可以包括光学部分(例如，光纤或光缆)和电源部分(例如，导电材料)。在操作过程中，经由连接器140和150以及多用途电源接口110在交通工具120上的至少一个车载系统(未示出)与地面电力系统130中的部件之间来回传输数据。此外，从地面电力系统130经由连接器140和150以及多用途电源接口110供应电力给交通工具120上的至少一个车载系统(未示出)。

在各种实施方式中，交通工具120的至少一个机载系统可以包括各种不同类型的系统，包括但不限于航空电子系统、飞行器控制域系统、飞行器信息系统、视频监控系统、机上娱乐系统和/或任务系统。在至少一种实施方式中，数据包括飞行器控制域数据(例如，航空电子数据、飞行管理计算机数据)、飞行器信息系统数据(例如，天气数据、飞行器状态数据、环境温度数据、风速数据、跑道位置数据、航班下降高度数据)或机上娱乐数据(例如，电影数据、音乐数据和游戏数据)中的至少一种。

应该注意的是，在其他实施方式中，交通工具120可包括不止图1所示的单个连接器140。根据这样的实施方式，连接器150处的分离的多用途电源接口110将分别连接到交通工具120的连接器140。根据这些实施方式，连接器150处的多用途电源接口110可以被连接到多于一个地面电力系统130。在这样的实施方式中，电气系统和网络系统的部件将由连接器150处的多用途电源接口110监控，并且监控的数据将被发送到中央数据存储装置或数据存储库以进行分析。在连接器150未连接到地面电力系统130的情况下，监控的数据被存储在连接器150处的本地数据存储装置中。例如，如果连接器150暂时与地面电力系统130断开连接，则从传感器收集的数据被存储在连接器150处的本地存储器或存储介质中，直到与地面电力系统130发生重新连接为止。

图2是示出根据至少一种实施方式的图1的多用途电源接口110的连接器150的示例性用户界面290的示意图200。如示意图200所示，示例性多用途电源接口连接器150包括用于显示电气特性和网络特性的状态的用户界面290。为了产生、存储和显示在用户界面290中呈现的结果，连接器可以包括处理器(例如，中央处理单元(CPU))和本地数据存储装置(未示出，但是参见图9的处理器单元904和存储设备916)。例如，连接器150可以包括集成的基于处理器的电流/电压/温度/磁场强度传感器(例如，带温度计和磁力计的万用表)、BPL调制解调器和嵌入式平板显示器设备，以及使用本地存储装置和嵌入式CPU的本地托管数据收集和分析能力。在示例性实施方式中，用户界面290可以包括以彩色图案(例如，红色闪烁以指示故障或无源电路)点亮的LED。

连接器150安装(例如，匹配)到交通工具120的连接器140(如图1所示)。连接器150包括具有用户界面290的外壳250、绝缘基座260和在基座260周围延伸的侧壁270。根据一些实施方式，外壳250还可以包括机器可读的光学条形码，例如可以被读取并用于唯一地识别多用途电源接口110和连接器150的快速响应码(QR码)或射频识别(RFID)标签。

在图2所示的替代或附加实施方式中，连接器150可以包括无线通信接口292，用于与运行应用软件的移动设备(未示出)进行无线通信，该应用软件用于在移动设备的显示器上显示用户界面290的扩展版本。例如，移动设备可以体现为智能手机或平板设备，该智能手机或平板设备执行应用软件以便在点对点的基础上(ad-hoc basis)或以基础设施模式在移动设备的显示器上呈现/渲染用户界面290的版本。无线通信接口292可以使用一种或多种无线通信协议或技术与移动设备进行无线通信，所述无线通信协议或技术包括时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)、全球移动通信系统(GSM)、增强型数据GSM环境(EDGE)、宽带码分多址(W-CDMA)、长期演进(LTE)、高级LTE、Wi-Fi(例如IEEE 802.11)、蓝牙、Wi-MAX、近场通信(NFC)协议或任何其他合适的无线通信协议。例如，无线通信接口292可以被实现为无线电收发器，该无线电收发器被集成到壳体250中并且可操作以与在智能手机或平板设备上运行的应用软件无线地交换数据。特别地，取决于通信所需的范围，无线通信接口292可以在几种不同类型的无线网络上进行通信。例如，可以根据通信的类型或通信的范围使用短程无线收发器(例如，蓝牙或NFC)、中程无线收发器(例如，Wi-Fi)和/或远程无线收发器。

如图2进一步所示，连接器150还可以包括外部有线通信接口294，该外部有线通信接口294集成在外壳250中并且可用于连接到提供用户界面的便携式可断开设备。在一些实施方式中，有线通信接口294可以用于向显示用户界面290的扩展版本的便携式设备发送数据。有线通信接口294可以用于使用一个或多个通信协议或技术与便携式设备进行通信，所述通信协议或技术包括互联网协议(IP)、串行连接协议或任何其他合适的通信协议。在一些实施方式中，便携式设备可以包括BPL调制解调器，该BPL调制解调器可以与连接器150直接通信或通过连接器150中包括的BPL调制解调器进行通信。此外，例如，便携式设备可以包括电力传感器，作为使用连接器150中的内部驻留传感器的替代方案。此外，例如，便携式设备可以被实现为可断开AC电力传感器，其包括BPL调制解调器和用于渲染图2所示的用户界面290的扩展版本的显示器设备。在各种实施方式中，便携式设备可以通过无线通信接口292或有线通信接口294连接到连接器150。也就是说，便携式设备可以具有到连接器150的有线或无线互连。在各种实施方式中，便携式设备可以托管和执行独立的应用程序，它可以访问集中式网络监控解决方案的定制扩展，或者它可以运行针对该应用程序所需指标的定制应用程序。根据某些实施方式，应用程序可以基于数据分析(例如，预测分析)的结果来打印或查看当前的、历史的或预测的健康状态。

如图2所示，用户界面290包括状态指示器290a、290b、290c、290d、290e和290f，它们指示电气部件和网络部件的相应功能健康状态。在一些实施方式中，状态指示器290a、290b、290c、290d、290e和290f是可以以某些模式(例如，颜色、闪烁、脉冲)点亮以指示与电气链路和数据链路的特性相对应的功能健康状态的LED。在图2的示例中，状态指示器290a、290b、290c、290d、290e和290f指示数据(DATA)(例如，数据数据)、时间(TIME)、光纤(FIBER)(例如，当前数据传递速率为127兆比特/秒(Mbps)的光纤数据链路)、电压(VOLTAGE)、电流(CURRENT)和相A(PHASE A)(例如，三相交流(AC)线的一个相的电压)的功能状态。

在示例性实施方式中，响应于确定连接器150的BPL数据链路是健康的(例如，在预期数据速率范围内操作)，连接器150的处理器可以使状态指示器290a以绿色点亮。另外，例如，响应于确定连接器150的一个或多个BPL数据链路正在低于预期数据速率范围进行操作(例如，不健康)，连接器150的处理器可以使状态指示器290a呈黄色脉冲。此外，例如，响应于确定连接器150的大多数(或全部)BPL数据链路正在低于预期数据速率范围进行操作，连接器150的处理器可以使状态指示器290a闪烁红色。

如图2所示，六个引脚210a、210b、210c、220、230a和230b从连接器150的基座260延伸。每个引脚210a、210b、210c、220、230a和230b包括笔直尖端电力部分(具有作为金属元件的诸如铝、铜或钢的导电材料的外部导电套圈)280a、280b、280c、280d、280e、280f和光学数据链路芯部分(其至少包括单股的单模或多模类型的光纤，或者可替代地被单独配置为具有铜缆和光纤光缆组合件的千兆范围以太网端口)240a、240b、240c、240d、240e、240f。引脚210a、210b、210c、220、230a、230b中的每一个的光学部分240a、240b、240c、240d、240e、240f在引脚210a、210b、210c、220、230a、230b的电力部分280a、280b、280c、280d、280e、280f的一端内延伸并与其共延(例如，齐平)。可替代地，连接器150仅包括导电材料引脚210a、210b、210c、220、230a和230b，而没有光学数据链路芯部分。

在一个或多个实施方式中，引脚210a、210b，210c的电力部分280a、280b、280c向交通工具120传递交流(AC)电力(即，三个引脚210a、210b、210c中的每一个具有不同的正弦相位)。引脚220是中性引脚并作为地面来运行。引脚230a和230b是互锁引脚，其被用于确保连接器150的引脚210a、210b、210c、220被正确地安置(例如，配合)在交通工具120的连接器140的插座内。因此，在操作过程中，为了防止多用途电源接口110在连接器150被完全安置在交通工具120的连接器140中之前通电，互锁引脚230a和230b将不允许接地电力系统130向多用途电源接口110和交通工具120提供电力，直到引脚210a、210b、210c、220、230a和230b被完全安置于连接器150的插座内。互锁引脚230a和230b的长度较短以确保连接器150的较长引脚210a、210b、210c、220被完全安置于交通工具120的连接器140的插座中。由互锁引脚230a和230b提供的这种保护特征可以减轻电弧(例如，防止在连接器150中形成至飞行器交通工具120的电弧)，并为地勤人员提供安全(例如，防止地勤人员由于处理已通电的松动的多用途电源接口110而受到电击)。根据一些实施方式，在便携式设备周围可以有保护罩。

根据示例性实施方式，响应于确定连接器150的电力部分(例如，包括导电材料的导电部分)正提供处于预期电压范围内的电压(例如，提供的电压是否为115+/-5伏交流电(Vac))，连接器150的处理器可以使状态指示器290d以绿色点亮。此外，例如，响应于确定连接器150的一个或多个电力部分未提供预期电压范围内的电压，连接器150的处理器可以使状态指示器290d呈黄色脉冲。另外，例如，响应于确定连接器150的大多数电力部分未提供预期电压范围内的电压，连接器150的处理器可以使状态指示器290d闪烁红色。

在另一示例性实施方式中，响应于确定由多用途电源接口110提供的电流(例如，安培数)大约是预期电流(例如，安培数在负载管理数据中指示的负载曲线的正常范围内)，连接器150的处理器可以使状态指示器290e以绿色点亮。此外，例如，响应于确定由多用途电源接口110提供的电流(例如，安培数)略低于预期电流(例如，安培数低于正常范围)，连接器150的处理器可以使状态指示器290e呈黄色脉冲。另外，例如，响应于确定由多用途电源接口110提供的电流(例如，安培数)远低于预期电流，连接器150的处理器可以使状态指示器290e闪烁红色。根据一些实施方式，便携式设备的行为是可配置的，以使得能够定制便携式设备的操作方式以及将其实现为独立设备还是实现为集中式系统的扩展。

在又一示例性实施方式中，响应于确定与由多用途电源接口110提供的电力的相分离(phase separation)大约是预期相分离，连接器150的处理器可以使状态指示器290f以绿色点亮。同样，例如，响应于确定与由多用途电源接口110提供的电力的相分离不是预期相分离，连接器150的处理器可以使状态指示器290f闪烁红色。

当交通工具120在地面上时，连接器150被电连接至交通工具120上的至少一个机载系统(未示出)，并且更具体地，每个引脚210a、210b、210c、220、230a和230b被连接到至少一个这样的机载系统，以经由电力部分280a、280b、280c、280d、280e、280f提供电力。另外，每个引脚210a、210b、210c、220、230a和230b被连接到至少一个这样的机载系统，以经由电力部分(例如，BPL链路)280a、280b、280c、280d、280e、280f和/或经由光学部分(例如，通过(多个)光纤或光缆进行的数据通信)240a、240b、240c、240d、240e、240f实现通信(例如，传输数据)。不管连接器150是否电连接到交通工具120，连接器150的用户界面290都能够显示网络部件和电气部件的功能健康状态。例如，当连接器150与交通工具120断开连接时，用户界面290仍可以借助于通过多用途电源接口110经由图1的地面电力系统130连接到的互锁引脚230a和230b用直流(DC)远程电源为连接器150中的嵌入式部件供电，从而为电气部件和网络部件显示功能健康状态。一旦连接器150连接到交通工具120，连接器150可以读取阻抗，接收负载管理数据并从交通工具120获得其他诊断和传感器数据。此类数据可用于交通工具120上的网络和电气部件的预测性维护和故障排除。

连接器150和用户界面290的特定配置可以根据所涉及的特定交通工具120和机载系统而广泛地变化。图2所示的连接器150和用户界面290仅仅是一种示例性的连接器和用户界面。例如，状态指示器290a、290b、290c、290d、290e和290f的大小、数量和布置可以根据要监控的特征和部件的数量和类型而变化。另外，用户界面290可以体现为结合到外壳250中的触摸屏显示器设备或液晶显示器(LCD)或其他合适的平板显示器设备。例如，集成到连接器的外壳250中的嵌入式触摸屏显示器设备可用于呈现用户界面290并接受来自连接器150的用户的输入。此外，例如，引脚210a、210b、210c、220、230a和230b的大小和数量可以变化。引脚210a、210b、210c、220、230a和230b的特定布置也可以变化。另外，所选择的连接器150的材料可以取决于交通工具120工作的特定环境。

图3是示出根据本公开的一个或多个实施方式的用于图1和图2的多用途电源接口110的示例性可拆卸适配器350的示意图300。为了简洁起见，下面仅描述与之前或之后的附图相比在该附图中出现的差异。

根据某些实施方式，以上参照图1和图2描述的连接器150的所有能力都被内置在可拆卸适配器350中。例如，如图3所示，可拆卸适配器350包括无线通信接口292、有线通信接口294以及用于显示电气特性和网络特性的状态的用户界面290。特别地，用户界面290和被配置为指示电气部件和网络部件的相应功能健康状态的状态指示器290a、290b、290c、290d、290e和290f被集成到可拆卸适配器350的外壳中。

如图3所示，六个引脚210a、210b、210c、220、230a和230b从可拆卸适配器350的基座延伸出。如上面参考图2所述，每个引脚210a、210b、210c、220、230a和230b包括笔直尖端电力部分(具有作为金属元件的诸如铝、铜或钢的导电材料的外部导电套圈)和光学数据链路芯部分(其至少包括单股的单模或多模类型的光纤，或者可替代地被单独配置为具有铜缆和光纤光缆组合件的千兆范围以太网端口)。引脚210a、210b、210c、220、230a、230b中的每一个的光学部分在引脚210a、210b、210c、220、230a、230b的电力部分的一端内延伸并与其共延(例如，齐平)。可替代地，可拆卸适配器350仅包括导电材料引脚210a、210b、210c、220、230a和230b，而没有共延的光学部分。

从可拆卸适配器350的基座延伸的引脚210a、210b、210c、220、230a和230b适于安置(例如，配合)在交通工具(未显示，但参见图1中的交通工具120)的连接器140中的对应的插座或插口(未示出)内，该连接器140进而包括插头388a-f，以便经由可拆卸适配器350将多用途电源接口110电气地和通信地耦合到交通工具。类似地，标准连接器355(例如，标准探臂式连接器)的引脚380a-f中的相应引脚适于被安置在可拆卸适配器350的一端的插座384a-f中的相应插座内。在一些实施方式中，标准连接器355不包括光纤能力或光学部分。如图3所示，标准连接器355被附接到多用途电源接口110的一端160，并经由引脚380a-f连接到可拆卸适配器350，可拆卸适配器350进而经由引脚210a、210b、210c、220、230a和230b附接到交通工具的连接器140。也就是说，在一端160具有标准连接器355的情况下，可拆卸适配器350可用于将多用途电源接口110的一端160电气地和通信地耦合到交通工具。以此方式，图3所示的可拆卸适配器350可用于将上面参考图1和图2描述的连接器150的监控、分析和报告功能提供给缺乏这种能力并且不包括用户界面290的标准连接器355。

图4是用于监控电气部件和网络部件(例如，飞行器网络的部件)的示例性系统400的示意图。在图4的示例中，系统400与机场、工厂、维修设施等处的地面上的交通工具120(例如，飞机)一起工作。如本文所用，术语“机场”是指诸如固定翼飞机、直升飞机、飞艇或其他飞行器等飞行器起飞和降落的任何位置。系统400包括向飞行器交通工具120供电的电力系统或地面电力系统130(例如，地面电力单元)。在该示例性实施方式中，地面电力系统130是可移动并且选择性地向停在机场处或邻近机场的地面位置上的飞行器交通工具供电的陆基电力车。在一种实施方式中，地面电力系统130可以是在机场使用的常规电力输送系统。当交通工具120被停放或停靠时(例如，当飞行器交通工具被停放在机场时)，地面电力系统130被耦合到交通工具120上。在图4的示例中，多用途电源接口110(例如，电力探臂式电缆)经由连接器150(例如，交通工具120处的探臂式连接器)和地面电源接口连接件450(例如，地面电力系统130处的另一探臂式连接器)将交通工具120耦合到地面电源系统130。在某些实施方式中，地面电源接口连接件450可操作以经由地面电力系统130(例如，地面电力单元)将多用途电源接口110电气地并且通信地耦合到交通工具120。在一种实施方式中，地面电力系统130经由多用途电源接口110向交通工具120(例如，飞行器)提供400赫兹(Hz)的电力。例如，地面电源接口连接件450可以被配置为当飞机交通工具的发动机关闭时向飞机交通工具120提供交流(AC)电力。然而，在替代实施方式中，可以经由多用途电源接口110为特定类型的交通工具120提供任何合适的电力。在某些实施方式中，交通工具120包括能够经由多用途电源接口110进行通信的机载BPL调制解调器411。更具体地，在图4的示例性实施方式中，机载BPL调制解调器411通过耦合器410(例如，电感或电容耦合器)耦合到连接器150。机载(on-board)BPL调制解调器411能够与包含在地面电力系统130中的脱机(off-board)BPL调制解调器414进行通信。机载BPL调制解调器411可以通过与脱机BPL调制解调器414和可能在交通工具120中的其他机载BPL调制解调器411同时进行通信来充当中继器(repeater)。在图4的示例中，当交通工具120被停放时，机载BPL调制解调器411被通信地耦合到机载网络418，例如但不限于机上娱乐系统、航空电子系统、飞行控制系统、电子飞行包和机舱系统。

在图4所示的示例性实施方式中，地面电力系统130包括耦合到耦合器416(例如，电感或电容耦合器)的脱机BPL调制解调器414。耦合器416将脱机BPL调制解调器414电感耦合或电容耦合到多用途电源接口110。耦合器416还将通信信号传输至多用途电源接口110上。地面电力系统130还包括能够与交通工具120直接通信以将数据传递到机载网络418的计算设备422。在该示例性实施方式中，脱机BPL调制解调器414还耦合到多通信网络接口104，该多通信网络接口104通信地耦合到陆基网络102。例如，在一种实施方式中，多通信网络接口104是向/从陆基网络102发送数据的地面侧接口。多通信网络接口104可以通过无线收发器无线地耦合到陆基网络102，或者可以通过有线连接件物理地耦合到陆基网络102。应当注意，多通信网络接口104可以使用能够实现宽带通信的任何协议来与陆基网络102通信。在一个示例中，陆基网络102可以体现为互联网协议(IP)网络。

在图4所示的示例性实施方式中，交通工具120经由多用途电源接口110从地面电力系统130接收电力，并且经由多用途电源接口110向陆基网络102发送数据通信或从陆基网络102接收数据通信。在某些实施方式中，交通工具120使用网络内的TCP/IP通信协议经由机载BPL调制解调器411进行通信，但是可以使用任何其他合适的数据通信协议。在一些实施方式中，采用加密来进一步保护交通工具120与陆基网络102和/或计算设备422之间的通信。例如，根据一些这样的实施方式，使用诸如安全套接字层(SSL)、安全外壳(SSH)、安全超文本传输协议(HTTPS)或其他加密通信协议等协议对数据通信进行加密。接收到的电力被分配到电力总线428。

在图4所示的替代或附加实施方式中，地面电力系统130可以包括用于与移动设备(未示出)(例如，通过加密通信)进行无线通信的无线接口492，该移动设备运行用于显示监控系统400的电气部件和网络部件的结果的应用软件。例如，移动设备可以体现为智能手机或平板设备，其执行应用软件以便在移动设备的显示器上呈现图2所示的用户界面290的版本。无线接口492可以使用一种或多种无线通信协议或技术(包括TDMA、CDMA、GSM、EDGE、W-CDMA、LTE、高级LTE、Wi-Fi、蓝牙、Wi-MAX、NFC协议或任何其他合适的无线通信协议)与移动设备进行无线通信。例如，无线接口492可以被实现为无线电收发器，其被集成到地面电力系统130中并且被配置为与在智能手机或平板设备上运行的应用软件进行无线交换数据。更具体地，取决于通信所需的范围，无线接口492可以通过几种不同类型的无线网络进行通信。例如，可以根据通信的类型或通信的范围使用短程无线收发器(例如，蓝牙或NFC)、中程无线收发器(例如，Wi-Fi)和/或远程无线收发器。该应用软件可以是在移动设备上运行的独立应用程序或者是由应用服务器424托管的集中式应用程序的移动客户端(例如，基于网络的客户端)。

如图4另外所示，地面电力系统130还可以包括外部有线接口494，该外部有线接口494可用于连接到提供用户界面的便携式可断开设备。在一些实施方式中，有线接口494可以用于将数据发送到显示图2所示的用户界面290的扩展版本的便携式设备。有线接口494可用于使用一种或多种通信协议或技术与便携式设备通信，所述通信协议或技术包括互联网协议(IP)、串行连接协议或任何其他合适的通信协议。在一个示例中，便携式设备可以被实现为可断开AC电力传感器，其包括BPL调制解调器和用于渲染图2所示的用户界面290的扩展版本的显示器设备。在各种实施方式中，便携式设备可以通过无线接口492或有线接口494连接到地面电力系统130。也就是说，便携式设备可以具有与地面电力系统130的有线或无线互连。

陆基网络102可以通信地耦合到应用服务器424(例如，托管一个或多个应用程序的服务器或服务器场)。一个或多个应用程序可以包括用于监控定制状态(例如，受监控的电气部件或网络部件的特定参数或特性)的独立应用程序。尽管在图4中仅示出了单个应用服务器424，但是应当理解，系统400可以包括多个服务器424。应用服务器424可以由拥有、租赁或运营交通工具120的航空公司或实体来操作。可替代地，应用服务器424可以由诸如机场、交通工具制造商和/或交通工具服务提供商等第三方来操作。例如，应用服务器424可以经由局域网(LAN)、广域网(WAN)和/或互联网耦合到陆基网络102。应用服务器424可以向交通工具120发送数据并从交通工具120接收数据。例如，应用服务器424可以向交通工具120的部件(例如，机舱系统软件、电子飞行包(EFB)和航空电子软件)提供软件和/或固件更新。应用程序服务器424或在应用服务器424上运行的独立应用程序还可以为飞行器交通工具120上的机上娱乐系统提供诸如音乐、电影、游戏和/或互联网数据(诸如高速缓存的网页内容)之类的内容。在一种实施方式中，系统400用于在交通工具120的快速转弯期间在交通工具120与陆基网络102之间传输数据。如本文所用，术语“快速转弯(quick-turn)”是指在登机口处的飞行器交通工具在乘客下飞机和登机期间的快速回转时间(即小于40分钟)。在快速转弯期间，应用服务器424或在应用服务器424上运行的独立应用程序的内容可以被刷新，并且在飞行期间存储于机载服务器426上的数据可以被传送到陆基网络102。

尽管图4示出了地面电力系统130经由脱机BPL调制解调器414耦合到多用途电源接口110，但是应当理解，使脱机BPL调制解调器414能够起作用的其他配置也是可能的。例如，当交通工具120经由多用途电源接口110直接耦合到地面电力系统130时，脱机BPL调制解调器414可以与机载调制解调器411进行无线通信。作为另一示例，脱机BPL调制解调器414可以被配置为经由计算设备422与交通工具120进行无线通信，同时在从地面电力系统130向交通工具120供电时经由多用途电源接口110进行通信。

在一些实施方式中，交通工具120包括能够经由多用途电源接口110进行通信的交通工具系统接口单元432。在所示的实施方式中，交通工具系统接口单元432与机载BPL调制解调器411一起耦合到连接器150。在另外的或替代的实施方式中，交通工具系统接口单元432与机载BPL调制解调器411耦合到分离的连接器(例如，分离的探臂式连接器)。其他实施方式可以包括交通工具系统接口单元432而不包括机载BPL调制解调器411。交通工具系统接口单元432经由一个或多个BPL数据链路通信地耦合到多个交通工具(例如，飞行器)数据总线434。数据总线434可以包括携带交通工具120上的信息的任何数据总线，并且可以包括机载网络418。

交通工具系统接口单元432连接到多个数据总线434以从数据总线434接收数据。交通工具系统接口单元432异步地复用接收到的数据并将接收到的数据转换成以太网分组以便通过多用途电源接口110传输到地面电力系统130。地面电力系统130包括网络通信接口420。在图4所示的示例性实施方式中，网络通信接口420包括地面侧交通工具系统接口单元432。在附加或替代的实施方式中，网络通信接口420包括不同于交通工具系统接口单元432的地面侧飞行器系统接口单元。网络通信接口420接收由交通工具系统接口单元432发送的以太网分组，并将数据解码成其原始格式。尽管网络通信接口420被示出为在地面电力系统130内，但是在其他实施方式中，它与地面电力系统130是分开的。此外，交通工具系统接口单元432与网络通信接口420之间的连接可以通过诸如多用途电源接口110之类的电缆来进行，该电缆用于向交通工具120提供电力和数据通信(例如，BPL链路充当能够进行这种电力传送和数据通信的电力电缆)。尽管数据被描述为从交通工具系统接口单元432传输到网络通信接口420，但是应当理解，数据可以在两个方向上进行传输(即，数据可以被分组并从网络通信接口420传输到交通工具系统接口单元432)。

网络通信接口420将解压缩的数据输出到辅助系统438。在示例性实施方式中，辅助系统438是功能测试单元(FTU)。FTU包括用于测试交通工具系统(例如，飞行器系统)、监控交通工具系统、提供传感器仿真等的多个设备。在某些实施方式中，辅助系统438可以是被配置为从网络通信接口420接收数据以用于测试、监控、分析、故障检测、故障诊断、仿真等的计算设备。根据这样的实施方式，辅助系统438接收由系统400内的传感器收集的电力质量数据和负载管理数据。这些传感器可以被配置为执行电力质量数据或负载管理数据中的至少一种的预处理。该预处理可以包括由传感器检测和测量的电信号的电压、电流、频率或其他参数的信号处理。该预处理可以包括识别谐波、调制、功率因数或其他合适类型的参数。传感器可以以原始形式(例如，原始传感器数据)或预处理形式存储电力质量数据或负载管理数据中的至少一种。传感器可以响应于事件而将该数据发送到连接器150和应用服务器424之一或两者。在一种实施方式中，事件可以是例如计时器的表达、来自连接器150或应用服务器424的数据请求或某个其他合适的事件。

在附加或替代的实施方式中，在连接器150处接收由传感器收集的电力质量数据和负载管理数据，在此处对这些数据进行分析并将其用于确定和显示(例如，在图2的用户界面290中)多用途电源接口110的功能健康状态以及用于将多用途电源接口110电气地和通信地耦合到交通工具120的BPL数据链路的功能健康状态。这样的电力质量数据和负载管理数据可以包括例如系统400中的电气部件和网络部件(例如，多用途电源接口110中的一个或多个电导体、机载BPL调制解调器411、脱机BPL调制解调器414、电力总线428和数据总线434)的特性。例如，电力质量数据可以包括电压、电流、频率、功率、无功功率、功率因数、电压谐波、电流谐波、总谐波失真、幅度电压调制、频率电压调制、电流需求幅度、电流需求频率调制、电压纹波幅度、电流纹波幅度、电流纹波频率、电压纹波频率、电力中断、磁场密度(MFD)或者可用于确定BPL数据链路的功能健康状态的其他电力质量参数中的一个或多个。同样，例如，负载管理数据可以包括负载标识符、电流需求谐波、电流需求幅度、电流频率调制、纹波电流幅度、纹波电流频率、负载阻抗信息、负载功率因数、源阻抗、阻抗匹配优化、MFD、相量测量、阻抗或与交通工具120的电气负载有关的其他负载管理参数中的一个或多个。

在其他实施方式中，辅助系统438可以是收发器，该收发器通信地(有线或无线地)耦合到陆基网络102以将数据传输到与陆基网络102耦合的远程位置。

图5是示出根据本公开的一个或多个实施方式的用于监控电气部件和网络部件的示例性系统架构500的示意图。

如图所示，系统架构500包括应用服务器424。虽然图5中仅示出单一的应用服务器424，但应当理解的是，该系统架构500可以包括多个应用服务器424。应用服务器424中的一种可以充当具有定制应用程序的独立设备。这些应用服务器424可以提供各种应用程序以分析和显示电气部件和网络部件的感测、监控和管理。这种感测可以包括从多个传感器接收电力质量数据和负载管理数据，这些传感器被配置为收集用于网络和电气部件(诸如但不限于包括在图5所示的多用途电源接口110中的BPL数据链路和AC电力线)的电力质量数据和负载管理数据。这些传感器可以包括配置为通过表征多个BPL数据链路中的电导体来收集电力质量数据的一个或多个时域反射仪(TDR)和频域反射仪(FDR)。在一些实施方式中，这些传感器还可以包括配置为通过表征多用途电源接口110中的一个或多个光纤千兆数据链路来收集负载管理数据的一个或多个光学时域反射仪(OTDR)。在各种实施方式中，这些传感器还可以包括include一个或多个加速度计、湿度传感器、电流表、电压表、欧姆表、MFD检测器、物联网(IoT)传感器、手持式BPL调制解调器511和端点BPL调制解调器514。连接器150中的端点BPL调制解调器514可以通过同时与脱机BPL调制解调器414和可能在交通工具120中的另一机载BPL调制解调器411同时进行通信来充当中继器。

传感器可以被配置为检测电流、电压或频率中的至少一个作为系统架构500的电气部件的电力质量数据。电流参数是负载管理数据的示例。由传感器检测和测量的示例性电流参数可以包括单相交流(AC)电流、三相交流(AC)电流或直流(DC)电流。与电流一起在系统架构500中使用的其他负载管理数据可以包括例如在记录该电流时的飞机交通工具120上的源配置。可以通过使用一个或多个传感器监控源电流来确定该源配置。传感器可以被配置为执行电力质量数据和负载管理数据的预处理。这样的预处理的示例可以包括电压、电流、频率或由传感器检测和测量的电信号的其他参数的信号处理。该预处理可以包括识别谐波、调制、功率因数或其他合适类型的参数。传感器可以以原始形式或预处理形式(例如，预处理的传感器数据)存储电力质量数据或负载管理数据中的至少一种。传感器可以响应于事件而将该数据发送到连接器150和应用服务器424中的一个或多个。在一些实施方式中，事件可以包括一个或多个定时器(例如，用于周期性请求轮询传感器数据的定时器)的表达、来自连接器150或应用服务器424的数据请求或其他一些合适的事件。

应用服务器424可以托管(host)能够使用历史传感器数据(例如，测量和存储的电力质量数据和负载管理数据以及其他传感器读数)来执行预测分析的大数据分析应用程序。此类预测分析可用于识别历史数据中与故障相关的模式，然后基于当前传感器数据来预告或预测未来的潜在故障。在一些实施方式中，原始传感器数据被分组以在传感器、连接器150和应用服务器424之间传输。由应用服务器424执行的大数据分析可以使用归纳统计和来自非线性系统标识的概念来从具有低信息密度的大量传感器数据集推断规则或定律(例如，回归、非线性关系和因果关系)，以对系统架构500中的网络和电气部件执行结果预测。例如，应用服务器424可以托管预测网络部件(例如，BPL调制解调器)和电气部件(例如，电导体、BPL链路连接件)的未来故障和失效的应用程序。应用服务器424还可以在显示器设备(未示出，但参见图9中的显示器设备914)上呈现GUI中的网络和电气部件的功能健康状态和预测结果。

系统架构500还包括陆基网络102。在一些实施方式中，陆基网络102可以体现为提供以太网联网的内联网，以将应用服务器424通信地耦合到地面电力系统130(例如，地面电力单元)。如图5所示，地面电力系统130包括脱机BPL调制解调器414和耦合器416(例如，电感或电容耦合器)。脱机BPL调制解调器414(例如，地面侧BPL调制解调器或电力线通信(PLC)调制解调器)用作前端主机单元，并提供与陆基网络102的互连。

脱机BPL调制解调器414可以耦合到耦合器416。耦合器416可以体现为电感性或电容性的耦合器，其可操作以将脱机BPL调制解调器414耦合到包括在多用途电源接口110(例如，探臂式电缆)中的AC电力线(例如，探臂式AC线)的一个相。根据一些实施方式，由于多用途电源接口110中通常包括所有三个相，耦合至两个AC相是优选的，因为随后将BPL信号进一步感应到第三相中。这些AC电力线在图5中被标记为AC线相1、AC线相2和AC线相3。在一些实施方式中，地面电力系统130位于用于飞行器交通工具120的飞行器机位处，并且经由AC电力线向交通工具120提供三相120V交流500Hz[或400Hz]循环的电力。

系统架构500还包括多用途电源接口110，该多用途电源接口110在经由交通工具120的连接器150和连接器140连接到地面电力系统130和飞行器交通工具120时可以向飞行器提供四相120V交流500Hz循环的电力。在一些实施方式中，连接器150体现为探臂式电缆至飞行器插头，其将多用途电源接口110连接到配电单元(PDU)513。在图5的示例中，PDU513是飞行器交通工具120内的飞行器电子和设备(EE或E&E)舱。然而，在附加或替代实施方式中，PDU 513可以位于交通工具120的外部。如图5所示，PDU 513包括机载BPL调制解调器411(其为另一个PLC控制器)以及耦合器515(例如，电感或电容耦合器)，该耦合器被配置为将机载BPL调制解调器411耦合到包括在多用途电源接口110(例如，探臂式电缆)中的AC电力线(例如，探臂式AC线)的一个相。机载BPL调制解调器411充当端点/伺服机或充当中继器，并提供与陆基网络102的互连(以及在中继器模式下用作中继器时与图6的AC插孔(outlet)614的互连)。如图所示，交通工具120可以包括来自机载BPL调制解调器411的以太网分支(drop)518，该以太网分支在飞行器交通工具120内部提供以太网通信。

如图所示，连接器150还可以包括作为另一PLC调制解调器的端点BPL调制解调器514以及耦合器516(例如，电感或电容耦合器)，该耦合器被配置为将端点BPL调制解调器514耦合到包括在多用途电源接口110(例如，探臂式电缆)中的AC电力线(例如，探臂式AC线)的一个相。在某些实施方式中，机载BPL调制解调器411可以通过以下方式充当中继器：与脱机头端BPL调制解调器414、端点或中继器BPL调制解调器514和可能存在于交通工具120中的其他机载BPL调制解调器411同时进行通信，并且包括处于便携式可断开设备内的嵌入式BPL调制解调器，该便携式可断开设备可以经由集成到连接器150的外壳250内的外部有线通信接口294附接到连接器150。根据交通工具机载电气配置，可能不需要图4和图5所示的机载BPL调制解调器411，并且中继器BPL调制解调器514可能替代BPL调制解调器411足以提供对机载BPL调制解调器连通性要求的支持。端点BPL调制解调器514可以用作端点/伺服设备或中继器，并且也为多用途电源接口110提供感测和测试数据连接功能。也就是说，端点BPL调制解调器514和414可以作为感测和测试BPL数据链路以确定它们是否在预期的性能范围内工作的传感器。这样的感测和测试的结果可以被显示在连接器150处的用户界面上(例如，参见图2的用户界面290)，或者被远程地显示在应用服务器424的用户界面上。在一些实施方式中，在系统架构500中使用端点调制解调器514消除了对机载BPL调制解调器411的需求。

系统架构500还包括手持式BPL调制解调器511。手持式BPL调制解调器511是手持式PLC调制解调器，其包括用于检测与脱机BPL调制解调器414连接的交通工具120内的AC线相位的集成式耦合器。在一个实施方式中，手持式BPL调制解调器511可以用作传感器，该传感器检测PDU 513处的AC电力线的AC线相位的状态。

在一些实施方式中，在连接器150处处于中继器模式的手持式BPL调制解调器511或端点BPL调制解调器514可以代替对图4和图5中所示的机载BPL调制解调器411的需求，并与调制解调器411(以及如下描述的图6所示的调制解调器616)通信。通过使用架构500，无论是否将多用途电源接口110(例如，探臂)连接到交通工具120(例如，飞行器)，都可以对BPL调制解调器链路连接状态和数据传输性能进行网络监控。类似地，BPL调制解调器配置的网络管理设置是否连接到飞行器。在各种实施方式中，这样的网络监视和管理可以在连接器150的本地执行，由具有定制应用程序的独立设备在本地执行，在应用服务器424处远程地执行，或者以分布式的方式执行，其中一些监控和/或管理任务由嵌入在连接器150中的计算设备(例如，具有处理器/CPU、存储器和本地存储装置)执行，而某些任务则通过由应用服务器424托管的应用程序来执行。

在某些实施方式中，无线电源充电接口可以被添加到连接器150，使得电子封装件可以被暂时安装在连接器150上(例如，被添加到探臂式连接器)。无线电源充电接口的一个示例是感应式或无线充电接口。电子封装件也可以经由无线通信连接和协议(例如，NFC协议、蓝牙连接、有线或无线耦合的BPL调制解调器连接或Wi-Fi连接)通信地耦合到连接器150。示例性实施方式包括可移除的电子封装件，该可移除的电子封装件包括端点BPL调制解调器514和传感器，其中可在需要时将可移除的封装件从连接器150中取出。例如，可移除的封装件可以电气地并且通信地耦合到连接器150(例如，经由无线电源充电接口和无线通信接口292)，以便对可移除的封装件的电池进行充电并且与连接器150交换数据。

图6是示出了根据本公开的一个或多个实施方式的用于将多用途电源接口110连接至交通工具120的示例性系统部件的示意图。在图6的示例中，交通工具120包括AC插孔(outlet)614，其经由PDU 513从AC电力线接收电力。如图所示，交通工具120经由交通工具120的连接器140连接到连接器150，并且AC插孔614可以经由AC电力带615和耦合器516(例如，交通工具120中的电感或电容耦合器)连接到机载BPL调制解调器411。机载BPL调制解调器411也通信地耦合到以太网分支518，该以太网分支518在交通工具120内部(例如，在飞行器内)提供以太网通信。如图6所示，在附加或替代的实施方式中，以太网分支518可以经由家用BPL调制解调器616连接到AC插孔614。家用BPL调制解调器616不包括或不使用感应耦合器来将以太网分支518耦合到AC插孔，AC插孔进而经由PDU 513连接到连接器150。在图6所示的另一种替代实施方式中，AC插孔614可以经由AC电力带615与家用BPL调制解调器616连接，而家用BPL调制解调器616则直接插入AC电力带615。

通过使用图5和图6所示的系统架构500和系统部件，某些实施方式在交通工具120(例如，飞行器)界面上执行来自连接器150(例如，智能探臂式连接器)的传感器数据的分析。系统架构500中的传感器(包括但不限于TDR、OTDR、FDR、加速度计、湿度传感器、MFD检测器、电流表、电压表、欧姆计、物联网(IoT)传感器、手持式BPL调制解调器511和端点BPL调制解调器514)可以在多用途电源接口110连接或未连接到交通工具120时监控网络和电气部件(例如AC电力线(例如，探臂式AC线))的状态。除了其他读数和测量值之外，传感器还可以检测连接器150处的驻波的变化。此外，连接器150可以执行自检以用于频率响应、运动检测(即，基于来自连接器150内的集成加速度计的加速度计读数)以及在连接器150本地检测到的网络和电气问题的测试。

以此方式，图5和图6中所示的架构和部件使得能够进行BPL调制解调器411、414、511和514以及BPL数据链路调制解调器链路的BPL调制解调器操作的实时监控和管理。应用服务器424可以接收传感器数据，将其存储为历史数据，并且对电力线(例如，探臂式AC线)健康历史进行分析。这种分析的结果可以在应用服务器424的显示器设备中呈现，或者通过用作安装在交通工具120(例如，飞行器)界面处的连接器150(例如，探臂式连接器)中的状态指示器的LED的远程控制在连接器150的本地呈现。

如以上参考图5所描述，应用软件可以由应用服务器424托管，并且该应用软件可以展示用于呈现多用途电源接口110(例如，探臂健康状况)中的数据和电力链路的功能健康状态以及BPL调制解调器操作的实时分析的GUI。例如，由脱机BPL调制解调器414执行的网络监控可以作为传感器数据经由陆基网络102被报告给应用服务器424(或独立设备)，然后被保存在应用服务器424(或独立设备)上，以供后续分析和显示。传感器数据可以作为历史数据被存储在应用服务器424(或独立设备)的存储器或计算机可读存储设备中。应用服务器424还可以使用代表网络监控的所保存的传感器数据来执行数据分析(例如，预测分析)，以便识别已导致先前的电气问题和网络问题(例如，带宽问题或通信故障)的趋势，从而帮助防止未来预测的电气问题和网络问题。在一些实施方式中，应用服务器424可以将数据报告给连接器150。例如，应用服务器424可以经由陆基网络102向连接器150发送历史数据，然后连接器150可以将历史数据与本地存储的当前检测到的数据进行比较，以便在检测到潜在问题时在连接器150处提供反馈。在此示例中，当环境温度读数与来自应用服务器424的历史数据的比较表明连接器150可能过热时，连接器150可以点亮用户界面290中的LED作为故障指示器。

图2-图6的架构和部件可以在连接器150处提供即时状态。例如，用户界面290可以包括多色LED和/或频闪灯，它们可以以预定义的模式进行照明以显示正常的电气和数据连接。在某些实施方式中，绿色LED可以指示良好的预期电压读数，并且闪烁的绿色LED可以指示良好的网络连接性(例如，数据传递速率在预期范围内)。在附加或替代的实施方式中，也可以在服务器424的用户界面和/或由机修工或地勤人员携带的移动设备(诸如智能手机或平板设备)的用户界面处提供该即时状态。在后一示例中，移动设备可以经由陆基网络102或无线地(例如，经由到连接器150的蓝牙连接)通信地耦合到应用服务器424。这样的用户界面可以基于在连接器150处读取的健康检查数据来显示预测元素。这种预测元素可以包括一个或多个相位漂移或电流尖峰。当在连接器150连接到交通工具120之前检测到这种预测元素时，用户(例如，机场的机修工或地勤人员)将很容易能够确定问题并非在于交通工具飞机，而是被隔离到连接器150。

图2-图6的架构和部件的某些实施方式还可以标记可能导致连接器150的电气部件的故障的状况。例如，连接器可以检测并报告指示连接器150上的腐蚀或破损引脚(参见例如图2的引脚210a、210b、210c、220、230a和230b)的状态。这种状况可以通过标记连接器150上遭受的物理创伤或冲击的加速度计、标记极端温度波动的温度计或检测超出范围的电流或电压波动(例如，大的电压电涌或压降/降低)的万用表来检测。传感器也可以检测电线(例如，AC电力线)上的噪声。这样检测到的噪声可以指示连接器150的潜在故障，并且可以用于将问题隔离到连接器150侧(例如，在交通工具120外部)。通过以这种方式隔离问题，实施方式减少了对交通工具120的故障诊断，并减少了对基于网络的交通工具120(例如，基于网络的飞机)的无效故障排除时间。

图2-图6的架构和部件的某些实施方式还使得数据收集能够支持这些图中所示的网络和电气部件的大数据分析、健康状况预测、监控和报告。例如，应用服务器424可以执行大数据分析，以实现对图2-图6中所示的部件的预测性维护。也就是说，大数据分析可用于基于分析相似部件(例如，具有相似特性和操作参数的电气和通信部件)的历史数据的趋势来预测何时应该进行部件维护以防止部件故障或失效。通过执行这样的大数据分析，图5的系统架构500支持部件健康状况。所收集的数据可以被存储在服务器424中，并且可以包括交通工具120、连接器150、多用途电源接口110以及BPL调制解调器411、414、511和514的历史健康数据。图4和图5的架构和部件还允许对系统进行特征化，这使得能够交叉检查地面电力系统130处的门电源的阻抗特性，以及特征化交通工具120的电气负载特性(例如，飞机电气负载特性)。可以在将连接器150匹配到或连接到交通工具120之前至少部分地执行这些特征化。

某些实施方式可以将传感器读数与固定/预定的阈值(例如，上限/下限电流、电压、MFD或数据传递速率)进行比较，以便检测或预测故障。附加或替代的实施方式可以实时地提供反馈以在连接器150处触发警报。例如，在应用服务器424处被处理回的信息的组合可以指示连接器正朝着阈值超出数(exceedance)行进并在连接器150的用户界面290处提供对这种效应的反馈，以便通知用户(例如，地勤人员或维护人员)。在一个非限制性示例中，应用服务器424可以分析在一天三班的过程中获取的温度、电压和电流读数，以创建温度、电压和电流曲线，然后可以点亮用户界面290中的LED，以便通知三班工作的维护人员连接器150正朝向过热状态行进(或处于过热状态)。该通知基于分析温度曲线和电流曲线。由于电导体(例如，电线和电缆)的载流容量随着其温度的升高而降低，可以一起分析温度曲线和电流曲线。以类似的方式，可以分析电压曲线以确定在连接器150处将出现潜在的电压问题(例如，电压浪涌或降低到阈值之外)。应用服务器424可以提供连接器150处的本地仪器可能不是实时具有的附加情报，但是应用服务器424可以基于分析趋势数据进行识别。例如，应用服务器424将能够收集该附加情报，然后在不需要连接器从数据存储装置或数据库检索数据的情况下，应用服务器424可以指示用户界面290点亮离散的LED以警告维护人员。在附加或替代实施方式中，警报可以比点亮LED更复杂。例如，指示可以被显示在GUI中(包括在用户界面290中，在应用服务器424的GUI中)，通过发送给地勤人员、机修工或维护人员的电子邮件(例如，SMTP)、即时消息或短消息服务(SMS)文本进行通信，或者在由此类人员携带或与之相关联的移动设备的GUI中指示。以这种方式，系统架构400利用由应用服务器424收集的附加知识并实时地显示它。

图7示出了根据一种实施方式的用于监控和分析在多用途电源接口处收集的数据以便检测和预测电气和网络系统的部件的健康状态的方法700的流程图。方法700可以使用处理逻辑，该处理逻辑可以包括软件、硬件或其组合。可以通过SNMP、TR-069、已安装的健康状况代理或其他装置进行监控。例如，方法700可以由包括以上参考图4的系统400描述的一个或多个部件的系统(例如，应用服务器424和连接器150)来执行。

如图所示，在702处，方法700包括从传感器测量和/或接收(至少一部分的)电力质量数据和负载管理数据，所述传感器可操作以收集用于BPL数据链路和多用途电源接口的电力质量数据和负载管理数据。如图7所示，多用途电源接口可操作以经由BPL数据链路电气地和通信地耦合到交通工具。根据一些实施方式，可以将多用途电源接口实现为图1-图6所示的多用途电源接口110，并且可以将交通工具实现为图1和图4-图6所示的交通工具120。

在704处，方法700还包括基于电力质量数据和负载管理数据来确定多用途电源接口和BPL数据链路的功能健康状态。如图7所示，704可以包括将在702处接收到的数据与功能健康阈值进行比较。如图所示，704还可以包括基于该数据来预测未来状态(即，基于使用分析来识别所存储的历史数据中的模式以预估潜在的未来故障或失效)。

在706处，方法700还包括将功能健康状态、电力质量数据和负载管理数据发送到数据存储装置。如图7的示例所示，706可以包括将功能健康状态、电力质量数据和负载管理数据发送到数据库。在一些实施方式中，数据存储装置或数据库可以位于图1、图2和图4-图6所示的连接器150以及图3所示的可拆卸适配器350的本地。在附加或替代的实施方式中，数据存储装置或数据库可以由远离图3的连接器150和可拆卸适配器350的服务器(例如，服务器424)托管。在一些实施方式中，数据存储装置远离多用途电源接口110、连接器150和可拆卸适配器350，并且所监控的数据与功能健康状态、电力质量数据和负载管理数据一起通过使用BPL通信的多用途电源接口110的一个或多个BPL数据链路上的BPL调制解调器发送到数据存储装置。

在708处，方法700另外包括在用户界面中指示功能健康状态。如图7所示，708可以包括向显示器设备提供功能健康状态和/或预测的未来状态。例如，708可以包括在显示器设备上指示或表示功能健康状态，该显示器设备用于在图2和图3所示的连接器150或可拆卸适配器350上呈现用户界面290。在替代或附加的实施方式中，708可以包括根据应用服务器424内的应用信息在GUI中显示功能健康状态。在替代或附加的实施方式中，708可以包括向网络监控服务器报告故障。在某些实施方式中，708也可以包括指示对所存储的数据执行的分析的结果。例如，708可以包括呈现作为704的一部分执行的大数据分析的结果。此类结果可以包括基于存储的历史数据和已知的过去事件的模式(例如，部件故障和电气连接中的故障)的预测以及可能导致未来故障和失效事件的状况(例如，在连接器150上遭遇的电流或电压波动、过热、潮湿、物理创伤或冲击)。也就是说，在704处执行的分析的结果可以在708处被呈现为针对所监控的电气和网络系统的部件的健康预测。

图8示出了根据本公开的一个或多个实施方式的用于利用收集的传感器数据和BPL数据执行预测分析的方法800的流程图。方法800可以使用处理逻辑，该处理逻辑可以包括软件、硬件或其组合。例如，方法800可以由包括以上参照图4的系统400描述的一个或多个部件的系统(例如，服务器424和连接器150)来执行。

方法800使用预测分析和人工智能来完成机器学习任务，例如，回归、分类、协作过滤、排名和事件预测(例如，设备故障预测)。方法800的一些实施方式利用预测分析技术来提供以线性时间运行并预测设备故障的预测算法。机器学习可用于预测现实世界(例如，在机场处)中可能存在的数据。机器学习通常依赖于提供正的真实样本(例如，诸如设备故障之类的过去事件)和负的虚假样本，并且教导机器(例如，应用服务器424或其他计算设备)以区分正样本和负样本。可以通过完成以下描述的操作802-806获得正的真实世界数据。例如，在使用个体部件的故障和失效历史来预测未决故障的机器学习算法中，可以从在操作802和806中测量和捕获的参数获取正样本。

如图所示，在802处，方法800包括测量和/或接收并存储(至少一部分的)表示与电力传输和数据传递有关的物理参数的数据。这些参数可以由传感器测量，并且可以对应于BPL数据链路和多用途电源接口。多用途电源接口可以被配置为经由BPL数据链路电气地和通信地耦合到交通工具。根据一些实施方式，多用途电源接口可以体现为图1-图6所示的多用途电源接口110，并且交通工具可以体现为图1和图4-图6所示的交通工具120。在一些实施方式中，802包括将测量的和/或接收的代表物理参数的数据存储在数据存储装置或数据库中。在某些实施方式中，数据存储装置或数据库可以位于图1、图2和图4-图6所示的连接器150以及图3所示的可拆卸适配器350的本地。在附加或替代的实施方式中，数据存储装置或数据库可以由远离图3的连接器150和可拆卸适配器350的服务器(例如，应用服务器424)托管。在一些实施方式中，数据存储装置远离多用途电源接口110、连接器150和可拆卸适配器350，并且所测量和/或接收的参数通过使用BPL通信的多用途电源接口110的一个或多个BPL数据链路上的BPL调制解调器发送到数据存储装置。

如图8的示例所示，在802处测量并存储的与电力传输有关的参数可以包括电压、电流、单元温度(例如，电气或网络部件的内部温度)、环境温度(例如，电气或网络部件所在之处(如机场喷气式飞机跑道)的空气温度)和加速度计读数中的一个或多个。如图8进一步所示，在802处测量、接收和存储的与数据传递有关的参数可以包括数据速率、ping重试、分组丢失(例如，丢失的分组相对于发送到网络部件的分组的百分比)、延迟和抖动中的一个或多个。

根据一些实施方式，在802处测量和存储的与电力传输有关的参数形成电气域(electrical domain)，而在802处测量和存储的与数据传递有关的参数形成数据域(datadomain)。在这样的实施例中，电气域和数据传递域可以用作分析性交叉检查。例如，两组数据(即在电气域和数据传递域中)用于扩大大数据分析在方法800中的使用，从而增加统计上重要的信息的总量，并能够识别更广泛的有价值的相关性和预测趋势信息。

在804处，方法800还包括记录用于多用途电源接口(例如，探臂式连接器)的连接器的标识符。根据一些实施方式，用于多用途电源接口的连接器可以体现为图1、图2和图4-图6所示的用于多用途电源接口110的连接器150。在附加或替代的实施方式中，连接器可以被体现为图3所示的可拆卸适配器350和标准连接器355。在图8的示例中，连接器的标识符包括多用途电源接口的零件号(P/N)和序列号(S/N)。如图8所示，804还包括记录时间(例如，时间戳)和门位置。在图8的示例中，门位置可以被记录为机场的门标识符(例如，Sea-TAC机场的N-8号门)或全球定位系统(GPS)坐标(例如，纬度和经度)。如图8进一步所示，804可以包括记录门框(gate box)零件号(P/N)和序列号(S/N)以及交通工具标识符。在图8的示例中，交通工具标识符可以是飞行器机尾ID或交通工具识别号(VIN)。

在806处，方法800还包括检测用于多用途电源接口的连接器(例如，探臂式连接器)的变化。如图8所示，可以通过实施以下技术中的一种或多种来以若干方式简化变化记录：可以手动输入该变化，可以由RFID标签读取器记录该变化(例如，读取连接器150上的RFID标签)，可以通过光学读取器记录该变化(例如，读取连接器150上的光学条形码)，或者可以将该变化记录为阻抗表征。在图8的示例中，这样的阻抗表征可以包括开路电压、短路电流、谐波和电阻抗的其他表征中的一个或多个。在一些实施方式中，这样的阻抗表征触发导致检测到的变化(例如，在连接器处检测到的设备变化、设备故障或设备失效)的参数的数据日志捕获。所捕获的参数可以包括门框类型、环境温度、外部温度、平均电流和利用率中的一个或多个。

根据一些实施方式，806包括检测连接器150的存储器的变化、网络特性或网络部件的变化、机场门框的变化、GPS位置或坐标的变化或由全球导航卫星系统(GNSS)检测到的位置变化。在附加或替代的实施方式中，806包括利用诸如加速度计(例如，集成在连接器150中的加速度计)、电压表、电流表、矢量分析仪和频谱分析仪之类的传感器来检测变化。根据某些实施方式，806包括检测数据通信链路或数据通信路径的数据速率的变化，检测幅度的变化，检测频率变化以及检测相位变化中的一个或多个。

在808处，方法800进一步包括通过参数来识别趋势。在图8的示例中，这些参数可以包括指示电压、温度、电流、谐波、冲击、利用率(例如，电气或网络部件的百分比利用率)、交通工具类型(例如，飞行器类型)、发电机类型、设备(例如，电气或网络部件的设备标识符)、湿度的度量、降水的度量以及时间(例如，时间戳)中的一个或多个的测量结果。在一些实施方式中，808可以包括将参数与历史数据进行比较，该历史数据包括由于先前迭代执行操作802-806而获得的先前测量和存储的参数。在附加或替代的实施方式中，在808处用于识别趋势的参数不限于图8所示的那些参数。例如，在808处使用的参数可以包括历史数据，例如通过先前迭代操作802而获得的先前测量的参数。

在810处，方法800还包括在网络或电气部件出现故障之前识别经历变化的参数。在一些实施方式中，810可以包括使用预测分析算法检查来自数据存储装置或数据库的历史参数读数(例如，在802和804的过去迭代中测量和捕获的历史数据)，并识别在网络或电气部件出现故障之前哪些参数改变了以及哪些模式改变了。例如，可以在810处使用在806处捕获的参数来识别导致设备故障的趋势前提。以此方式，方法800使得能够监控故障前(pre-failure)的阈值。在一些实施方式中，数据存储装置或数据库可以位于图1、图2和图4-图6所示的连接器150以及图3所示的可拆卸适配器350的本地。在附加或替代的实施方式中，数据存储装置或数据库可以由远离图3的连接器150和可拆卸适配器350的服务器(例如，应用服务器424)托管。在一些实施方式中，数据存储装置远离连接器150和可拆卸适配器350，并且所测量的参数通过使用BPL通信的多用途电源接口110的一个或多个BPL数据链路上的BPL调制解调器发送到数据存储装置。

在812处，方法800还包括向连接器的存储器(例如，连接器150的本地存储器)询问参数数据并且向利益相关者发送未决故障的警报。在某些实施例中，利益相关者可以包括例如航空公司、机场、原始设备制造商(OEM)和发电公司(例如，电力企业)。

通过执行和重复操作802-812，第一反馈回路收集数据，并且方法800寻找与先前的网络和电气设备故障相似的状况。通过使用来自802、806和806的参数来识别与先前故障相关的相似状况(例如，参数)，可以执行808-812以预测或预估未决故障。

在814处，方法800还包括修改参数收集的频率。在图8的示例中，可以通过改变参数的采样率来执行修改参数收集的频率。例如，如图8所示，814可以包括响应于确定诸如温度读数之类的参数与设备故障高度相关，增加此类参数的采样率。也就是说，如果确定温度波动(例如，温度尖峰、极值或高温)与设备故障之间存在高度相关性，则814可以包括增加温度读数的采样率以改善故障率预测。还如图8所示，814可以包括响应于确定诸如湿度信息之类的其他参数读数与系统性能或设备故障率预测几乎没有相关性，降低或消除此类参数的采样率。

如图8所示，在814处，将参数收集的频率修改为预测分析算法的自适应动态元素。收集参数的相应频率可以是可手动修改的可调值。在附加或替代的实施方式中，可以基于使用人工智能并完成机器学习任务(例如，回归、分类、协作过滤、排名和事件预测(例如，设备故障预测)并将参数与事件相关联在814处自动调整参数收集频率。在其他附加或替代实施方式中，可以在814处以混合方式调整参数收集频率。也就是说，可以使用手动修改和自动修改的组合来调整参数的收集频率。

在814处调整参数收集频率之后，控制被传递回到802，以便可以根据调整后的参数收集频率来收集参数。

通过重复操作802-814，第二反馈回路可以修改收集和处理的数据的类型，从而改善预测分析算法。通过使用方法800，可以为各种网络和电气部件编译平均故障间隔时间(MTBF)，其中MTBF是网络或电气部件(例如，在图4的系统400中)在系统400的正常操作期间的固有故障之间的预计经过时间。在某些实施方式中，由方法800编译的MTBF被计算为图4的系统400或图5的系统架构500的网络或电气部件的故障之间的算术均值(平均)时间。根据某些实施方式，方法800编译MTBF值以用于可修复或可替换的网络和电气部件。方法800可以使用其自己的数据并将其添加到历史数据中，并且在某些情况下，可以将趋势数据导出到其他系统或导入到其他系统中，以便具有更多的数据来改进分析数据。方法800还提供关于地面发电设备(例如，地面电力系统130)和飞机负载分析的情报。方法800寻找图4中所示的系统的各种电气部件和网络部件(例如，飞机交通工具120、多用途电源接口110和地面电力系统130)的参数与事件之间的相关性。

由方法800得到的合成数据可以被传输或路由到若干利益相关者，例如，航空公司、机场、原始设备制造商(OEM)和发电公司(例如，电力企业)。

如图8所示并且如上所述，可以迭代地执行上述方法800的操作。亦即，可以重复操作802-814，使得方法800包括多个阶段以便使用传感器数据和BPL数据进行预测性分析，以预测电气部件和网络部件何时可能发生事件(例如，经历故障或故障或需要维护)。这些阶段可以包括第一阶段，其中最初使用预测分析算法来查找趋势。特别地，这些算法重点关注多用途电源接口的健康状况(例如，探臂(stinger)健康状况)来识别趋势。在第二阶段，可以改进算法，以在最佳采样周期上关注最有价值的参数(例如，参见上述在802处测量的参数)。在第三阶段，算法着眼于交通工具的健康状况(例如，飞机健康状况)。在第四阶段，算法着眼于地面发电设备的健康状况(例如，地面电力系统130或地面电力单元的健康状况)的趋势。

图9是示出可以与本公开的一个或多个实施方式结合使用的计算系统900的示例的框图。在某些实施方式中，计算系统900可以用于实施图4和图5中的应用服务器424。根据一些实施方式，计算系统900可以用于实施图4中所示的地面电力系统130的计算设备422。根据某些实施方式，计算系统900还可以用于实施图4中所示的交通工具120的机载服务器426。在图9的示例中，计算系统900包括通信框架902，该通信框架902提供处理器单元904、存储器/内存906、持久存储装置908、通信单元910、输入/输出(I/O)单元912和显示器设备914之间的通信。在一些实施方式中，显示器设备可以用于实现图2和图3中的用户界面290。例如，集成到图2所示的连接器的外壳250中的嵌入式触摸屏显示器设备可用于呈现用户界面290。类似地，集成到图3所示的可拆卸适配器350中的嵌入式触摸屏显示器设备可用于呈现用户界面290。继续参考图9的示例，通信框架902可以采用总线系统的形式。

处理器单元904用于执行可被加载到存储器906中的软件的指令。处理器单元904可以是多个处理器、多处理器核或某种其他类型的处理器，这具体取决于特定的实施方式。

存储器906和持久存储装置908是存储设备916的示例。存储设备是能够存储信息的任何一件硬件，所述信息例如但不限于数据、功能形式的程序代码或者临时的、永久的或者临时和永久基础上的其他合适的信息中的至少一种。在这些说明性示例中，存储设备916也可以被称为计算机可读存储设备。在这些示例中，存储器906可以是例如随机存取存储器或任何其他合适的易失性或非易失性存储设备。持久存储装置908可以根据特定的实施方式采用各种形式。

例如，持久存储装置908可以包含一个或多个部件或设备。例如，持久存储装置908可以是硬盘驱动器、固态硬盘驱动器、闪存、可重写光盘、可重写磁带或上述各项的某种组合。持久存储装置908所使用的介质也可以是可移除的。例如，可移除的硬盘驱动器可以用于实现持久存储装置908。存储设备916可以包括存储指令的非暂时性计算机可读介质，这些指令在被处理器单元904执行时促使计算系统900进行操作。

在示例性实施方式中，通信单元910提供与其他数据处理系统或设备的通信。在这些说明性示例中，通信单元910体现为网络接口卡。

输入/输出单元912允许通过可连接到计算系统900的其他设备进行数据的输入和输出。例如，输入/输出单元912可以通过键盘、指点设备(例如，手写笔)、鼠标、触摸屏显示器设备(例如，用于实现图2和图3的用户界面290的嵌入式触摸屏显示器)、触控板、触摸板或某种其他合适的输入设备中的至少一种为用户输入提供连接。此外，输入/输出单元912可以将输出发送到打印机。显示器设备914提供了一种向用户(例如，图2的连接器150的用户，图3的可拆卸适配器350的用户，图4和图5的应用服务器424的用户，图2的计算设备422的用户或图4的机载服务器426的用户)显示信息的机制。

用于操作系统、应用程序或程序中的至少一种的指令可以位于存储设备916中，存储设备916通过通信框架902与处理器单元904进行通信。可以由处理器单元904使用计算机实施的指令来执行不同实施方式的过程和方法，这些指令可以位于诸如存储器906之类的存储器中。例如，以上参照图7和图8描述的方法700和800的操作可以由处理器单元904使用计算机实施的指令来执行。

这些指令被称为程序代码、计算机可用程序代码或计算机可读程序代码，它们可以由处理器单元904中的处理器读取并执行。不同实施方式中的程序代码可以体现在不同的物理介质或计算机可读存储介质上，例如存储器906或持久存储装置908。

程序代码918以功能形式位于选择性可移除的计算机可读介质920上，并且可以被加载到或传输到计算系统900上以由处理器单元904执行。程序代码918和计算机可读介质920形成这些说明性示例中的计算机程序产品922。在该示例中，计算机可读介质920是计算机可读存储介质924。在这些说明性示例中，计算机可读存储介质924是用于存储程序代码918的物理或有形存储设备，而不是传播或传送程序代码918的介质。

可替代地，可以使用计算机可读信号介质将程序代码918传送到计算系统900。计算机可读信号介质可以是例如包含程序代码918的传播数据信号。例如，计算机可读信号介质可以是电磁信号、光信号或任何其他合适类型信号中的至少一种。这些信号可以通过至少一种通信链路进行传输，例如，无线通信链路、光纤光缆、同轴电缆、电线或任何其他合适类型的通信链路(例如，包括在图1-图6的多用途电源接口110中的BPL数据链路)。

针对计算系统900示出的不同部件并不意味着对可实现不同实施方式的方式提供架构限制。可以在数据处理系统中实现不同的说明性实施方式，该数据处理系统包括附加于或替代针对计算系统900而示出的那些部件的部件。图9所示的其他部件可以与所示的说明性示例不同。可以使用能够运行程序代码918的任何硬件设备或系统来实现不同的实施方式。此外，本公开包括根据以下条款所述的实施例：

条款1.一种用于在电源接口处收集和监控数据的系统(400)，该系统(400)包括：多用途电源接口(110)，其被配置为经由多个电力线宽带(BPL)数据链路电气地和通信地耦合到交通工具(120)；以及多个传感器，其被配置为收集用于多个BPL数据链路和多用途电源接口的电力质量数据和负载管理数据，其中多用途电源接口包括用户界面(290)、处理器和在其上存储有指令的存储器(906)，当被处理器执行时，所述指令促使多用途电源接口执行操作，所述操作包括：从多个传感器接收(702)电力质量数据和负载管理数据；基于电力质量数据和负载管理数据确定(704)多用途电源接口和多个BPL数据链路的功能健康状态；将功能健康状态、电力质量数据和负载管理数据发送(706)到数据存储装置；以及在用户界面(290)中指示(708)功能健康状态。

条款2.根据条款1所述的系统(400)，其中多个传感器包括配置为通过表征多个BPL数据链路中的电导体来收集电力质量数据的时域反射仪(TDR)和频域反射仪(FDR)中的一个或多个。

条款3.根据条款1所述的系统(400)，其中多用途电源接口还包括：可拆卸适配器(350)，其包括用户界面(290)、无线通信接口(292)、有线通信接口(294)和多个引脚(210a,210b,210c,220,230a,230b)，这些引脚用于经由多个BPL数据链路将多用途电源接口电气地和通信地耦合到交通工具(120)的连接器(140)上；以及地面电源接口连接件(450)，其被配置为经由地面电力单元(130)电气地和通信地耦合到交通工具(120)。

条款4.根据条款3所述的系统(400)，其中地面电源接口连接件(450)被配置为在交通工具(120)的发动机关闭时向交通工具(120)提供交流(AC)电力。

条款5.根据条款1所述的系统(400)，其中电力质量数据包括以下各项中的至少一个：电压、电流、频率、功率、无功功率、功率因数、电压谐波、电流谐波、总谐波失真、幅度电压调制、频率电压调制、电流需求幅度、电流需求频率调制、电压纹波幅度、电流纹波幅度、电流纹波频率、电压纹波频率、电力中断、磁场密度(MFD)或可用于确定多个BPL数据链路中的BPL数据链路的功能健康状态的另一电力质量参数。

条款6.根据条款1所述的系统(400)，其中负载管理数据包括以下各项中的至少一个：负载标识符、电流需求谐波、电流需求幅度、电流频率调制、纹波电流幅度、纹波电流频率、负载阻抗信息、负载功率因数、源阻抗、阻抗匹配优化或可用来确定交通工具(120)的一个或多个电气部件的功能健康状态的另一负载管理参数。

条款7.根据条款1所述的系统(400)，其中确定多个BPL数据链路中的BPL数据链路的功能健康状态包括确定BPL数据链路是否在预期数据速率范围内操作。

条款8.根据条款1所述的系统(400)，其中数据存储装置位于多用途电源接口的本地，并且其中指示功能健康状态包括点亮用户界面(290)中的多色发光二极管(LED)(290a-f)。

条款9.根据条款1所述的系统(400)，其中数据存储装置远离多用途电源接口，并且其中所述发送包括在使用BPL通信的多个BPL数据链路中的至少一个上经由BPL调制解调器(414)将功能健康状态、电力质量数据和负载管理数据发送至数据存储装置。

条款10.根据条款1所述的系统(400)，其中多用途电源接口还包括：多个引脚(210a,210b,210c,220,230a,230b)，其用于经由多个BPL数据链路将多用途电源接口电气地和通信地耦合到交通工具(120)；导电材料，用于与交通工具(120)接合的三相交流(AC)电力；以及一个或多个千兆光纤数据链路。

条款11.根据条款10所述的系统(400)，其中多个传感器包括配置为通过表征一个或多个千兆光纤数据链路来收集负载管理数据的至少一个光学时域反射仪(OTDR)。

条款12.根据条款10所述的系统(400)，其中确定多用途电源接口的功能健康状态包括确定一个或多个千兆光纤数据链路是否在预期数据速率范围内运行。

条款13.一种用于在电源接口处收集和监控数据的计算机实施的方法(700)，该方法(700)包括：从多个传感器接收(702)电力质量数据和负载管理数据，这些传感器可操作以收集用于多个电力线宽带(BPL)数据链路和多用途电源接口的电力质量数据和负载管理数据，该多用途电源接口可操作以经由多个BPL数据链路电气地且通信地耦合到交通工具(120)；基于电力质量数据和负载管理数据确定(704)多用途电源接口和多个BPL数据链路的功能健康状态；将功能健康状态、电力质量数据和负载管理数据发送(706)到数据存储装置；以及在用户界面(290)中指示(708)功能健康状态。

条款14.根据条款13所述的方法(700)，其中电力质量数据包括以下各项中的至少一个：电压、电流、频率、功率、无功功率、功率因数、电压谐波、电流谐波、总谐波失真、幅度电压调制、频率电压调制、电流需求幅度、电流需求频率调制、电压纹波幅度、电流纹波幅度、电流纹波频率、电压纹波频率、电力中断、磁场密度(MFD)或可用于确定多个BPL数据链路中的BPL数据链路的功能健康状态的另一电力质量参数。

条款15.根据条款13所述的方法(700)，其中负载管理数据包括以下各项中的至少一个：负载标识符、电流需求谐波、电流需求幅度、电流频率调制、纹波电流幅度、纹波电流频率、负载阻抗信息、负载功率因数、源阻抗、阻抗匹配优化或可用来确定交通工具(120)的一个或多个电气部件的功能健康状态的另一负载管理参数。

条款16.根据条款13所述的方法(700)，其中确定多个BPL数据链路中的BPL数据链路的功能健康状态包括确定BPL数据链路是否在预期数据速率范围内操作。

条款17.根据条款13所述的方法(700)，其中数据存储装置位于多用途电源接口的本地，并且其中指示功能健康状态包括点亮用户界面(290)中的多色发光二极管(LED)。

条款18.根据条款13所述的方法(700)，其中数据存储装置远离多用途电源接口，并且其中所述发送包括在使用BPL通信的多个BPL数据链路中的至少一个上经由BPL调制解调器(414)将功能健康状态、电力质量数据和负载管理数据发送至数据存储装置。

条款19.根据条款13所述的方法(700)，其中多个传感器包括配置为通过表征多个BPL数据链路中的电导体来收集电力质量数据的时域反射仪(TDR)和频域反射仪(FDR)中的一个或多个。

条款20.一种用于从电源接口收集和监控数据的系统(400)，该系统(400)包括：多个传感器，其被配置为收集用于多个电力线宽带(BPL)数据链路和多用途电源接口的电力质量数据和负载管理数据，该多用途电源接口被配置为经由多个BPL数据链路电气地和通信地耦合到交通工具(120)；以及服务器(424)，其包括显示设备(914)、处理器(904)和在其上存储有指令的存储器(906)，当被处理器(904)执行时，所述指令促使服务器(424)执行操作，所述操作包括：经由通信链路从多个传感器接收(702)电力质量数据和负载管理数据；基于电力质量数据和负载管理数据确定(704)多用途电源接口和多个BPL数据链路的功能健康状态；在存储器(906)中存储(706)功能健康状态、电力质量数据和负载管理数据；以及显示设备(914)上的用户界面(290)中展示(708)功能健康状态。

条款21.根据条款20所述的系统(400)，其中多个传感器包括配置为通过表征多个BPL数据链路中的电导体来收集电力质量数据的时域反射仪(TDR)和频域反射仪(FDR)中的一个或多个。

尽管已经针对一个或多个实施方式示出了本教导，但是在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以对所示出的示例进行变更和/或修改。例如，应认识到，尽管将过程描述为一系列动作或事件，但是本教导不受这些动作或事件的顺序的限制。除了本文描述的那些以外，一些动作可以与其他动作或事件以不同的顺序发生和/或同时发生。例如，方法的操作和阶段已被描述为第一、第二、第三等。如本文所用，这些术语仅指相对于彼此的相对顺序，例如，第一出现在第二之前。而且，可能不需要所有过程阶段来实施根据本教导的一个或多个方面或实施方式的方法。将理解的是，可以添加结构部件和/或处理阶段，或者可以移除或修改现有的结构部件和/或处理阶段。此外，本文描述的一个或多个动作可以以一个或多个单独的动作和/或阶段来执行。此外，就在具体实施方式和权利要求中使用术语“包括(including)”、“包括(includes)”、“具有(having)”、“具有(has)”、“带有”或其变体而言，这些术语旨在以类似于术语“包含(comprising)的方式是包含性的。术语“至少一个”用于表示可以选择一个或多个列出的项目。如本文所用，关于诸如A和B之类的项目列表的术语“一个或多个”表示单独的A、单独的B或者A和B。术语“……的至少一个”用于表示可以选择一个或多个列出的项目。此外，在本文的讨论和权利要求中，关于两种材料使用的术语“在……上(on)”，即一种在另一种“上”，是指材料之间的至少一些接触，而在“在……上方(over)”是指材料是相邻的，但是可能具有一种或多种其他介入材料，从而接触是可能的，但不是必需的。“在……上”或“在……上方”都不暗示本文所使用的任何方向性。术语“共形的”描述了一种涂层材料，其中共形材料保持下面的材料的角度。术语“约”表示所列出的数值可以有所改变，只要该改变不会导致过程或结构与所示实施方式不一致即可。最后，“示例性”表示该描述被用作示例，而不是暗示它是理想的。通过考虑本教导的说明书和实践，本教导的其他实施方式对于本领域技术人员将是显而易见的。意图是说明书和示例仅被认为是示例性的，本教导的真实范围和精神由所附权利要求指示。

将理解的是，以上公开的以及其他特征和功能的变型或其替代可以组合到许多其他不同的系统或应用中。本领域技术人员可以随后进行各种目前未预见或未预料的替换、修改、变化或改进，这些替换、修改、变化或改进也旨在由所附权利要求涵盖。

Claims (13)

1.一种用于在电源接口处收集和监控数据的计算机实施的方法(700)，该方法(700)包括：

从多个传感器接收(702)电力质量数据和负载管理数据，所述传感器可操作以收集用于多个电力线宽带数据链路即多个BPL数据链路和多用途电源接口的电力质量数据和负载管理数据，所述多用途电源接口可操作以经由所述多个BPL数据链路电气地且通信地耦合到交通工具(120)；

基于所述电力质量数据和所述负载管理数据确定(704)所述多用途电源接口和所述多个BPL数据链路的功能健康状态；

将所述功能健康状态、所述电力质量数据和所述负载管理数据发送(706)到数据存储装置；以及

在用户界面(290)中指示(708)所述功能健康状态。

2.根据权利要求1所述的方法(700)，其中所述电力质量数据包括以下各项中的至少一个：电压、电流、频率、功率、无功功率、功率因数、电压谐波、电流谐波、总谐波失真、幅度电压调制、频率电压调制、电流需求幅度、电流需求频率调制、电压纹波幅度、电流纹波幅度、电流纹波频率、电压纹波频率、电力中断、磁场密度(MFD)或可用于确定多个BPL数据链路中的BPL数据链路的功能健康状态的另一电力质量参数。

3.根据权利要求1所述的方法(700)，其中所述负载管理数据包括以下各项中的至少一个：负载标识符、电流需求谐波、电流需求幅度、电流频率调制、纹波电流幅度、纹波电流频率、负载阻抗信息、负载功率因数、源阻抗、阻抗匹配优化或可用来确定所述交通工具(120)的一个或多个电气部件的功能健康状态的另一负载管理参数。

4.根据权利要求1所述的方法(700)，其中确定所述多个BPL数据链路中的BPL数据链路的所述功能健康状态包括确定所述BPL数据链路是否在预期数据速率范围内操作。

5.根据权利要求1所述的方法(700)，其中所述数据存储装置位于所述多用途电源接口的本地，并且其中指示所述功能健康状态包括点亮所述用户界面(290)中的多色发光二极管(LED)。

6.根据权利要求1所述的方法(700)，其中所述数据存储装置远离所述多用途电源接口，并且其中所述发送包括在使用BPL通信的所述多个BPL数据链路中的至少一个上经由BPL调制解调器(414)将所述功能健康状态、所述电力质量数据和所述负载管理数据发送至所述数据存储装置。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法(700)，其中所述多个传感器包括配置为通过表征所述多个BPL数据链路中的电导体来收集电力质量数据的时域反射仪(TDR)和频域反射仪(FDR)中的一个或多个。

8.一种用于在电源接口处收集和监控数据的系统(400)，所述系统(400)可操作以执行权利要求1-7中任一项所述的方法，所述系统包括：

多用途电源接口(110)，其被配置为经由多个电力线宽带数据链路即BPL数据链路电气地和通信地耦合到交通工具(120)；以及

多个传感器，其被配置为收集用于所述多个BPL数据链路和所述多用途电源接口的电力质量数据和负载管理数据，

其中所述多用途电源接口包括用户界面(290)、处理器和在其上存储有指令的存储器(906)，当被所述处理器执行时，所述指令促使所述多用途电源接口执行操作，所述操作包括：

从所述多个传感器接收(702)电力质量数据和负载管理数据；

基于所述电力质量数据和所述负载管理数据确定(704)所述多用途电源接口和所述多个BPL数据链路的功能健康状态；

将所述功能健康状态、所述电力质量数据和所述负载管理数据发送(706)到数据存储装置；以及

在所述用户界面(290)中指示(708)所述功能健康状态。

9.根据权利要求8所述的系统(400)，其中所述多用途电源接口还包括：

可拆卸适配器(350)，其包括所述用户界面(290)、无线通信接口(292)、有线通信接口(294)和多个引脚(210a,210b,210c,220,230a,230b)，所述引脚用于经由所述多个BPL数据链路将所述多用途电源接口电气地和通信地耦合到所述交通工具(120)的连接器(140)上；以及

地面电源接口连接件(450)，其被配置为经由地面电力单元(130)电气地和通信地耦合到所述交通工具(120)。

10.根据权利要求9所述的系统(400)，其中所述地面电源接口连接件(450)被配置为在交通工具(120)的发动机关闭时向所述交通工具(120)提供交流(AC)电力。

11.根据权利要求8所述的系统(400)，其中所述多用途电源接口还包括：

多个引脚(210a,210b,210c,220,230a,230b)，其用于经由所述多个BPL数据链路将所述多用途电源接口电气地和通信地耦合到所述交通工具(120)；

导电材料，用于与所述交通工具(120)接合的三相交流(AC)电力；以及

一个或多个千兆光纤数据链路。

12.根据权利要求11所述的系统(400)，其中所述多个传感器包括配置为通过表征所述一个或多个千兆光纤数据链路来收集负载管理数据的至少一个光学时域反射仪(OTDR)。

13.根据权利要求11所述的系统(400)，其中确定所述多用途电源接口的所述功能健康状态包括确定所述一个或多个千兆光纤数据链路是否在预期数据速率范围内运行。

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