CN111354097A - 用于安全的无线交通工具参数流传输的系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于安全的无线交通工具参数流传输的系统。一种机上娱乐和通信(IFEC)系统，被配置成对来自连接至IFEC的航空电子系统的交通工具操作参数进行流传输。航空电子接口限定航空电子总线的节点，并且航空电子系统通过航空电子总线连接至航空电子接口以将飞行器操作参数作为原始流传输至航空电子接口。数据处理器连接至航空电子接口和网络接口，并且从航空电子接口接收飞行器操作参数。数据处理器应用可变过滤器，该可变过滤器将从原始流得到的飞行器操作参数的经过滤的数据流选择性地传递至数据存储设备。可变过滤器由能够响应于从飞行器操作参数得到的改变条件来动态地调整的一个或更多个过滤器参数限定。经过滤的数据流传输至远程监测站。

Description

用于安全的无线交通工具参数流传输的系统
技术领域
本公开内容一般涉及通信系统，包括在乘客交通工具中使用的通信系统。更具体地，本公开内容涉及安全的无线交通工具参数流传输。
背景技术
飞行器的飞行可以根据在任何给定时间点处的许多操作参数来限定，这些参数在最基本的层面上包括高度、空速、航向、姿态。驾驶飞行器所需的基本仪表已经提供了这种信息的读数，但是在飞行器和航空电子设备开发的早期已认识到需要记录这些数据。除了这些基本操作参数之外，还可以通过不同的传感器来捕获其更具体的形式例如除了指示的空速之外的地面速度、俯仰和滚转姿态以及横向、纵向和竖直加速度。还可以通过传感器和与其相关联的其他反馈模式来捕获特定于飞行器子系统的状态信息例如引擎和燃料输送、液压和飞行控制面、机舱环境等。该信息被理解为包括被提供至飞行器控制系统的飞行员输入的具体内容以及该输入的结果状况。前述将被认为仅是可以由现代航空电子系统捕获并报告的示例性数据列表。实际上，美国法律目前要求记录超过八十八(88)个飞行器操作参数。
详细的操作数据有助于针对各个飞行器、由承运人操作的飞行器机队、给定飞行器类型或型号的整个现役机队以及通常跨商用航空来维护并且改进安全性。最初是使用飞行数据记录器或“黑匣子”来进行数据收集工作的，所述飞行数据记录器或“黑匣子”记录了旨在在发生事故或事件时用于进行分析的连续但有限的一组操作数据。最初，仅记录了时间、空速、航向、高度、竖直加速度和无线电传输时间。通常，飞行数据记录器与用于在驾驶舱环境中记录音频的驾驶舱语音记录器进行组合。因为在灾难性事件之后能够恢复所记录的数据是必要的，所以将经组合的飞行数据记录器和驾驶舱语音记录器构建为承受严酷的高温和冲击。另外，为了协助恢复工作，可以并入信令信标。飞行数据记录器的早期实现方式在二者均是Ryan的美国专利第2,959,459号和第3,075,192号中公开。在最近的实现方式中，来自单独的航空电子系统的各种信号和数据由飞行数据获取单元(FDAU)收集，然后被路由至飞行数据记录器。与早期的有限数据记录器相比，常规系统捕获超过两千(2000)个飞行参数。
由飞行数据获取单元记录并且从飞行数据获取单元检索的飞行器操作数据可以脱离事故或重大事件分析的上下文来使用。基于本领域中称为飞行操作质量保证(FOQA)的对所获取的数据的常规分析，在发生事故或重大事件之前，可以识别出问题并且可以进行更正。因此，可以在飞行人员执行、航空承运人培训计划和操作程序、空中交通管制程序、机场维护和设计、飞行器操作和设计方面进行改进。
通常，经由连接至飞行器数据总线的快速访问记录器(QAR)提供对由飞行数据获取单元记录的数据的访问。通常，这是ARINC(航空无线电公司)429总线或717总线，该总线的技术标准规定了双线式物理接口和控制通过飞行器局域网的通信的数据传输协议。QAR被理解为包括针对飞行器上的相应接口以及用于与通用计算机交换数据的若干已知模式中的一种或更多种的连接器，例如通用串行总线(USB)接口或存储卡(紧凑型闪存)读取器。一些QAR可以包括可以与基站连接以将数据传输至远程收集服务器的无线通信模块。
除了使用快速访问记录器收集飞行器操作数据外，具有这种功能的其他系统在本领域中也是已知的。例如，Byrd,Jr.的美国专利第9,934,620号公开了通过机载通信集线器、从数字飞行获取单元接收飞行数据的线路可更换单元进行的无线近实时机上数据收集。机载通信集线器被理解为存储所接收到的数据中的一些以用于未来传输，并且经由超高频L波段天线以加密格式广播其余部分以使得能够进行众包检索。
另一示例由Haukom的美国专利申请公布第2016/0318622号公开，该公布被理解为描述了以第一频率和第二频率收集数据的飞行器接口设备，其中，第二频率较高并且在检测到异常状况时使用。所捕获的数据可以经由卫星通信链路或者依赖于无线电或卫星链路的飞行器通信寻址与报告系统(ACARS)数据链路从飞行器传输出去。
此外，Du的美国专利申请公布第2016/0285542号被理解为公开了包括虚拟黑匣子或飞行数据记录器的移动乘客娱乐和信息系统。该系统被公开为包括收集交通工具数据并且还经由因特网连接将所收集的交通工具数据推送至基于地面的远程存储装置的控制设备。
在Pandit等人的美国专利申请公布第2010/0152924号中公开了用于收集和传输飞行参数数据的另一已知系统。该公布被理解为描述了从快速访问记录器接收数据并且连接至机上娱乐系统(IFE)的电子飞行包(EFB)。电子飞行包还可以实现ACARS数据记录器和/或驾驶舱语音记录器的功能。从快速访问记录器检索到的数据被描述为实时存储或传输至地面人员。
虽然前述系统可以表示相对于常规的基于快速访问记录器的数据收集系统——该数据收集系统另外需要将设备手动连接至ARINC-429总线接口并且需要在飞行之间与在维护操作期间启动数据检索程序——的改进，但是仍存在若干缺陷。如上面指示的，存在可以从常规飞行器的航空电子系统捕获的大量数据，并且这种数据量，特别地跨可以跨越多个小时的每天或几乎每天的飞行操作的数据量乘以单个操作员机队中的飞行器数目可能非常大以至于几乎无法管理。因此，在本领域中需要改进安全的无线交通工具参数流传输。
发明内容
本公开内容涉及在飞行器飞行时经由机上娱乐和通信(IFEC)系统对飞行器操作参数数据的安全流传输。该数据可以用于管理维护程序、路线改进和/或事件分析。因为出于若干原因这样的数据是敏感的，并且未经授权地公开这样的数据是有问题的，所以对数据进行流加密。可以基于飞行器的本地操作状况或者对在附近区域内飞行的其他飞行器的操作状况的组合分析来过滤航空电子数据。因此可以动态地更新过滤器。
一个实施方式是一种用于对来自交通工具子系统的交通工具操作参数进行流传输的系统。该系统可以包括交通工具子系统接口，交通工具子系统接口限定交通工具数据总线的节点。交通工具子系统可以通过交通工具数据总线能够连接至交通工具子系统接口以将交通工具操作参数作为按时间顺序排序的数据元素的原始流传输至交通工具子系统接口。该系统还可以包括数据存储设备以及数据存储装置。还可以存在记录控制器，其连接至数据存储设备并且连接至交通工具子系统接口以从交通工具子系统接口接收交通工具操作参数。记录控制器可以包括动态可变过滤器，该动态可变过滤器将从原始流得到的交通工具操作参数的经过滤的数据流选择性地传递至数据存储设备以存储在数据存储设备上。动态可变过滤器可以由一个或更多个过滤器参数限定。该系统还可以包括通过数据通信链路与远程监测站通信的网络接口。该系统还可以包括交通工具参数流传输服务器，该交通工具参数流传输服务器连接至数据存储设备并且连接至网络接口。可以从数据存储设备检索交通工具操作参数的经过滤的数据流以传输至远程监测站。
另一实施方式涉及一种机上娱乐和通信系统，其被配置成对来自连接至该机上娱乐和通信系统的航空电子系统的飞行器操作参数进行流传输。IFEC系统可以包括航空电子接口，航空电子接口限定航空电子总线的节点。航空电子系统可以通过航空电子总线能够连接至航空电子接口以将飞行器操作参数作为按时间顺序排序的数据元素的原始流传输至航空电子接口。可以存在数据存储设备以及通过网络与远程监测站通信的网络接口。还可以存在数据处理器，其连接至航空电子接口和网络接口。数据处理器可以从航空电子接口接收飞行器操作参数。另外，数据处理器可以应用可变过滤器，该可变过滤器将从原始流得到的飞行器操作参数的经过滤的数据流选择性地传递至数据存储设备以存储在数据存储设备上。可变过滤器可以由能够响应于从飞行器操作参数得到的改变条件来动态地调整的一个或更多个过滤器参数限定。经过滤的数据流可以被传输至远程监测站。
又一不同的实施方式涉及非暂态计算机可读介质，其连接至机上娱乐和通信(IFEC)系统，非暂态计算机可读介质包括能够由IFEC系统执行以执行对来自一个或更多个航空电子系统的飞行器操作参数进行流传输的方法的指令。该方法可以包括从与一个或更多个航空电子系统连接的航空电子接口接收航空电子数据的步骤。航空电子数据可以由一个或更多个航空电子系统生成，并且可以作为按时间顺序排序的数据元素的流被接收。可以存在基于对从航空电子数据得到的飞行状况的分析来生成一个或更多个机载过滤器参数的步骤。该方法还可以包括将可变过滤器应用于航空电子数据流以生成经过滤的航空电子数据流。可变过滤器可以基于一个或更多个机载过滤器参数。还可以存在将经过滤的航空电子数据流传输至远程监测站的步骤。
当结合附图阅读时，通过参照以下详细描述将最好地理解本公开内容。
附图说明
关于以下描述和附图将更好地理解本文中公开的各种实施方式的这些和其他特征以及优点，其中，贯穿描述和附图相似的附图标记指代相似的部件，并且在附图中：
图1是示出其中可以实现当前公开的用于安全的无线交通工具参数流传输的系统的环境的图；
图2是根据本公开内容的被配置成用于安全的无线交通工具参数流传输的示例性机上娱乐和通信(IFEC)计算机系统的框图；
图3是根据本公开内容的一个实施方式的用于对来自交通工具子系统的交通工具操作参数进行流传输的系统的框图；以及
图4是描绘用于对来自一个或更多个航空电子系统的飞行器操作参数进行流传输的方法的步骤的流程图，这些方法的步骤可以被实施为存储在非暂态计算机可读介质上的一组可执行指令。
具体实施方式
以下结合附图阐述的详细描述旨在作为对用于安全的无线交通工具参数数据流传输的系统的若干当前构想的实施方式的描述。该描述不旨在表示可以开发或使用所公开的发明的实施方式的唯一形式。该描述结合所示实施方式阐述了功能和特征。然而，应当理解，相同或等同的功能可以由也旨在被包括在本公开内容的范围内的不同实施方式来实现。还应当理解，诸如第一和第二等的关系术语的使用仅用于将一个实体与另一实体进行区分，而不必要求或暗示这样的实体之间的任何实际的这种关系或顺序。
图1是结合本公开内容的实施方式使用的在本文中通常被称为交通工具的飞行器10以及选择的子系统及其部件的简化图。在飞行器10的机身12内，可以存在布置在多个排16上的座椅14，其中，每个座椅14容纳单个乘客。虽然将在飞行器10的上下文中描述本公开内容的特征，但是这仅作为示例而不是限制。当前公开的用于通过无线网络进行数据转换的系统可以适当地在任何其他上下文中使用，例如作为非限制性的说明性示例，所公开的系统可以用在公共汽车、火车、船舶和其他类型的交通工具上。
飞行器10包括机上娱乐和通信(IFEC)系统18，通过该IFEC系统18可以在机上向乘客提供各种娱乐和连接服务。典型的IFEC系统18包括单独的椅背模块，该椅背模块包括终端单元20、显示器22、音频输出24和远程控制器26。对于座椅14的给定排16，终端单元20和音频输出24设置在针对该排所设置的座椅14上，但是显示器22和远程控制器26可以设置在针对该排所设置的座椅14前面的排16上。也就是说，显示器22和远程控制器26安装在座椅前排的椅背上。这仅作为示例，并且其他显示器22和远程控制器26的安装和访问配置例如可伸缩臂等被安装在座椅14的扶手上或安装在隔板上。
显示器22被理解为常规的液晶显示器(LCD)屏幕或具有适于安装在椅背上的低轮廓的其他类型的显示器。每个乘客可以使用由航空公司或者由乘客提供的个人耳机28，这提供更私密的收听体验。在所示实施方式中，音频输出24是作为标准的环(ring)/尖(tip)/套(sleeve)插口的耳机插孔。耳机插孔可以设置在显示器22附近或者如所示那样设置在座椅14的扶手上。耳机插孔可以是具有噪声消除并且包括两个或三个插口的有源类型，或者可以是不具有噪声消除的标准音频输出。在可替选的实施方式中，每个显示器22可以包括终端单元20以形成本领域中称为智能监测器的显示单元。
安装在飞行器上的终端单元20的常见用途是播放各种多媒体内容。终端单元20可以使用通用数据处理器来实现，该通用数据处理器对与多媒体内容对应的数据文件进行解码，并且分别生成用于显示器22和音频输出24的视频信号和音频信号。多媒体内容数据文件可以存储在与IFEC系统18相关联的一个或更多个存储库中，并且每个座椅14的终端单元20中的每一个可以通过局域网30连接至IFEC系统18，该局域网30的一段可以优选地是以太网。因此，IFEC系统18包括数据通信模块32，例如诸如以太网交换机或路由器的以太网数据通信模块。
IFEC系统18的功能之一是传送由乘客经由终端单元20请求的多媒体内容数据。该多媒体内容数据可以包括电影、电视节目、音乐等，并且被理解为存储在作为IFEC系统18的一部分的数据库中。附加的软件模块被理解为并入至IFEC系统18中，包括从数据库检索多媒体内容以传输至请求终端单元20的流传输服务器。还可以存在用户与之交互以选择期望的多媒体内容的编目/菜单应用。本领域普通技术人员将认识到可以并入至IFEC系统18中以向乘客提供更大的实用性和娱乐性的附加硬件和软件特征。
IFEC系统18还可以提供对连接的终端单元20或连接至局域网30的任何设备例如PED的因特网访问。与IFEC系统18一起操作的一种构想模式是建立到通信卫星38的数据上行链路36的卫星模块34。根据一个示例性实施方式，数据上行链路36可以是Ku波段微波传输。然而，在不脱离本公开内容的情况下，也可以使用任何适合的通信卫星38，例如国际海事卫星(Inmarsat)或铱星系统(Iridium)。传输至通信卫星38的数据被中继至卫星通信服务提供商40。在通信卫星38与卫星通信服务提供商40之间建立数据下行链路42，而卫星通信服务提供商40又包括与因特网46连接的网络网关44。在另一实施方式中，替代用于远程连接的卫星模块34或者除了用于远程连接的卫星模块34之外，飞行器10可以配备有蜂窝调制解调器48。
终端单元20被理解为经由由数据通信模块32建立的局域网30连接至IFEC系统18，该IFEC系统18将数据传输中继至卫星模块34。数据通过数据上行链路36传输至通信卫星38，并且通信卫星38通过数据下行链路42将数据中继至卫星通信服务提供商40。然后，网络网关44将该传输路由至因特网46。由于与传递至数据上行链路36和数据下行链路42的用户的通信卫星38相关联的高成本，因此承运人可以使用在本文中也被称为网络访问控制器的防火墙50来限制至卫星模块34以及来自卫星模块34的数据业务。
呈现IFEC系统18的前述布置及其组成组件仅作为示例而非限制。本领域普通技术人员将认识到，可以以任何数目的不同配置来布置和组织IFEC系统18及其功能子部件。此外，可能存在本文中未提及的附加部件，并且某些功能可以由不同于本公开内容所认为的子部件或组件的子部件或组件来处理。
本公开内容构想使用IFEC系统18来收集和流传输飞行器操作参数，并且根据一个实施方式，不需要使用常规的快速访问记录器(QAR)。飞行器10包括多个独立系统，并且上面讨论的IFEC系统18是一个这样的独立系统。与IFEC系统18分开的是航空电子系统52，航空电子系统52被理解为包括用于飞行器10的飞行控制以及与空中交通管制和航空公司运营的通信的电子系统、基于地面和基于卫星的导航系统、飞行管理/监测系统、防撞系统、飞行记录器和天气系统。
参照图2的框图，示出了可以与用于对飞行器参数数据进行流传输的系统结合使用的IFEC系统18的硬件部件的附加细节。通常，IFEC系统18是执行预编程指令以响应于输入而生成输出的计算机或者数据处理设备。因此，存在处理器54以及其中存储有这样的指令的存储器56。如上面指示的，IFEC系统18将多媒体内容流传输至终端单元20，并且因此多媒体内容数据可以存储在硬盘驱动器58或其他永久存储设备例如固态驱动器、光驱动器等上。硬盘驱动器58还可以用于存储从航空电子系统52接收的飞行器数据。可替选地，IFEC系统18可以通过局域网30连接至单独的网络存储服务器，在这种情况下可能不需要直接安装的硬盘驱动器58。
处理器54管理包括以太网接口32a的数据通信模块32的操作。除了以太网之外，数据通信模块32还可以包括WLAN接口例如802.xx无线局域网接口32b或者可以与各种启用WLAN的个人电子设备例如电子飞行包68进行无线通信的接入点。由卫星模块34和蜂窝调制解调器48建立的附加的上游网络链路也被理解为局域网30的一部分。
根据本公开内容构想的IFEC系统18还包括可通过航空电子数据总线62连接至航空电子系统52的航空电子接口60。如图2所示和本文中所考虑的，航空电子系统52泛指在飞行器10中使用的特定于其各种功能特征的多个航空电子系统。这些不同的系统被理解为输出某些数据，并且接收来自外部源的某些数据/命令。
一种这样的系统是大气数据惯性基准单元(ADIRU)/惯性导航系统(INS)52a，该ADIRU/INS 52a输出包括空速、迎角、高度、位置和姿态的基本飞行动态信息。应当理解，该数据由本领域中被称为大气数据模块(ADM)的部件生成，该ADM转换来自皮托管或静态端口的电子传感器测量结果。
另一航空电子系统是飞行管理计算机(FMC)/飞行制导管理计算机(FGMC)52b。FMC/FGMC 52b执行飞行计划的机上管理，并且使用各种其他航空电子系统来确定位置以向飞行器10提供符合飞行计划的制导。典型的飞行计划是根据导航数据库中的信息制定的，导航数据库中的信息包括出发地和目的地机场和跑道、航路点/交叉口、航路、沿飞行路径的无线电导航辅助、标准仪表离场程序、标准终点到达路线、等待航线以及仪表进场程序。
又一航空电子系统是多模式接收机(MMR)/全球定位系统(GPS)52c，该MMR/GPS52c集成了用于各种地面导航系统和基于卫星的GPS路线导航系统的接收机。典型的地面无线电导航系统有仪表着陆系统(ILS)、微波着陆系统(MLS)和VHF全向信标(VOR)/距离测量装置(DME)。除了路线导航之外，应当理解，GPS可以用于着陆导航，例如GLS(GPS着陆系统)。
航空电子系统52还包括数字飞行数据记录器(DFDR)52d，该DFDR52d用于记录在飞行的所有阶段中的所有可检测的飞行器参数和控制输入。这被理解为包括由飞行数据获取单元收集的来自航空电子系统52中的每一个的控制和执行器位置、引擎信息、导航/位置信息以及其他数据。
典型的飞行器10还包括应答器52e，该应答器52e响应于询问信号来传输识别信息。因此，应答器52e是附加的航空电子系统，并且来自应答器52e的操作信息被理解为报告给IFEC系统18以中继至电子飞行包68。
在限制在飞行期间进入驾驶舱的更高安全要求的情况下，可以在商用飞行器上安装驾驶舱门监测系统(CDSS)52f。通过视频摄像装置监测那些请求进入驾驶舱的人，来自视频摄像装置的馈送显示在驾驶舱中并且进行记录。
通常，前述航空电子系统52a-52f仅输出操作信息，并且不被配置成接收来自外部源的命令。任何输入/命令均限于在航空电子系统的上下文中提供的输入/命令。然而，存在可以被配置成与外部源进行双向通信的航空电子系统52。因此，本公开内容设想数据通信模块32是双向的。
通过航空电子数据总线62使用双向通信的一种这样的系统是通信管理单元(CMU)/飞行器通信寻址与报告系统(ACARS)/空中交通服务单元(ATSU)52g，该CMU/ACARS/ATSU 52g使得能够在飞行器10与各种地面站之间传送各种特征消息，所述特征包括空中交通管制、航空操作控制和航空公司行政控制。在飞行期间立即需要但相对短的信息例如最终飞行器负载数据、天气和航行通告(NOTAM)信息、与乘客服务相关的信息等都适于经由这些通信模式进行传送。由CMU/ACARS/ATSU 52g接收的消息可以被中继至外部源，并且还可以接收从外部源生成的消息以由CMU/ACARS/ATSU 52g进行传输。
能够与IFEC系统18进行双向通信的另一航空电子系统是交通警报和防撞系统(TCAS)52h，该TCAS 52h监测针对其他飞行器的周围空域，以减少空中碰撞。TCAS 52h提供警报功能和咨询功能，TCAS 52h通过扫描附近飞行器上的对应应答器并且指示冲突的飞行器朝相反的方向来进行操作。
还构想了与IFEC系统18进行双向通信的卫星天气系统52i，该卫星天气系统52i以雷达图像、卫星图像、闪电警报、METAR(航空例行天气报告)天气报告、冻结程度等形式提供交互式图形天气更新。经由机载单元，飞行员可以与显示器交互以检索所选择的针对当前位置或其他位置的天气信息。可以根据电子飞行包68生成相同的查询以在其上显示信息。
尽管在无纸化驾驶舱方面做出了努力，但是来自各种航空电子系统52的信息可以经由由机载打印机52j生成的纸质副本在飞行机组中被最好地呈现和共享。机载打印机52j与IFEC系统18之间的通信可以是双向的，从而可以从连接的计算机系统发送打印作业，并且可以响应于此发送状态更新。
各种航空电子系统52a至52j的描述被理解为仅作为示例而不是限制。IFEC系统18不需要连接至每一个和每个航空电子系统，并且本文中未明确提及的其他航空电子系统可以连接至IFEC系统18。本领域普通技术人员将认识到可以在这样的航空电子系统52与IFEC系统18之间进行传递的数据的类型。
根据本公开内容的各种实施方式，前述航空电子系统52a至52j中的每一个可以具有符合ARINC 429标准的物理和电接口。据此，航空电子数据总线62是具有平衡差分信令的双线式双绞线电连接。本领域普通技术人员将认识到符合标准的端口配置要求以及数据报结构，并且为了简洁起见将省略端口配置要求和数据报结构。然而，ARINC 429的使用仅作为示例，并且因此航空电子数据总线62可以实现其他连接标准例如RS-232、RS-422、ARINC-717等。由航空电子系统52实现的较高级别的数据交换协议可以根据ARINC 834来限定，并且可以包括基于简单网络管理协议(SNMP)的GAPS(通用飞行器参数服务)、STAP(简单文本航空电子协议)以及使用基于可扩展标记语言(XML)的消息传递的ADBP(航空电子数据广播协议)。
除了经由航空电子数据总线62连接至IFEC系统18的航空电子系统52之外，飞行器10的离散传感器64例如着陆重量传感器、门传感器、引擎启动杆传感器、制动传感器等也连接至IFEC系统18。此外，位置标识符同样可以直接报告给IFEC系统18。因此，IFEC系统18可以包括可连接至离散传感器64并且接收由此生成的传感器信号的直接传感器接口66。在一些情况下，传感器信号可以是模拟的，其中，不同水平表示不同状况。因此，直接传感器接口66将信号量化为数字数值。可替选地，传感器信号可以已经是数字形式。直接传感器接口66也连接至处理器54并且由处理器54控制，其中，处理器54生成表示传感器信号的传感器数据对象。
仍然参照图2的框图，处理器54连接至航空电子接口60，并且如上面指示的，处理器54连接至数据通信模块32。处理器54解析由航空电子接口60接收的可以根据前述ARINC834协议构造的航空电子数据。如在由Watson等人的美国专利申请公布第2018/0007137号中所描述的——该申请公布的全部公开内容通过引用并入本文中，这样的航空电子数据可以保存至电子飞行包68，该电子飞行包68可以被配置成处理根据预定协议例如ARINC 834协议构造的消息。从离散传感器64直接得到的数据可以根据ARINC 834协议类似地构造。除了将航空电子数据保存至机载设备例如电子飞行包68之外，本公开内容的各种实施方式还构想将航空电子数据安全地流传输至地面站以便于飞行器维护、路线改进和事件分析。除了IFEC系统18外，没有附加的装置被设想为是必要的。
参照图3的框图，用于对来自交通工具子系统的交通工具操作参数进行流传输的系统70可以并入至如上面讨论的IFEC系统18中。飞行器10被理解为包括各种航空电子系统52，航空电子系统52可以更一般地被称为交通工具子系统。系统70包括航空电子接口60，或者更一般地包括与航空电子系统52连接的交通工具子系统接口，同样如上所述。航空电子接口60被理解为限定航空电子数据总线62的节点。航空电子接口60还管理并且控制其硬件对应物的操作，该硬件对应物连接至如上所述的各种航空电子系统52。在示例性实施方式中，航空电子系统52的远程节点例如数据源实现了如根据ARINC-429标准所限定的较高级别的数据交换协议。然后，航空电子接口60被理解为同样实现了ARINC-429标准的数据交换协议，使得其数据帧/消息内容可以保持完整。交通工具操作参数即飞行器操作参数由航空电子系统52生成并且聚合至包括飞行器操作参数的按时间顺序排序的数据元素的原始航空电子数据流72中。因为特定的数据报结构在本领域中是已知的并且由相关的ARINC标准来限定，所以在本文中将不描述其附加细节。
离散传感器64也可以被系统70使用，因此存在连接至一个或更多个离散传感器64的直接传感器接口66。在直接传感器接口66处提供的数据可以被并入至原始航空电子数据流72中，但是处理和使用数据的特定方式可以变化。
本公开内容的实施方式构想在将以其他方式包括在原始航空电子数据流72中的数据中继至基于地面的远程监测站74之前考虑减少该数据的量。在这方面，系统70包括具有动态可变过滤器78的记录控制器76，动态可变过滤器78和记录控制器76二者都可以被实现为一系列软件模块，但是这仅作为示例而不是限制。记录控制器76连接至数据存储设备80，该数据存储设备80可以是IFEC系统18的前述硬盘驱动器58。可替选地，数据存储设备80可以是独立于IFEC硬盘驱动器58的另一大容量存储设备。记录控制器76还连接至前述交通工具子系统接口例如航空电子接口60和/或直接传感器接口66以从其接收原始航空电子数据流72形式的交通工具操作参数。
记录控制器76的动态可变过滤器78被理解为选择性地传递或者以其他方式输出包括从原始航空电子数据流72得到的不同飞行器操作参数的所选择的数据的经过滤的航空电子数据流82。经过滤的航空电子数据流82可以聚合在数据存储设备80中以随后传输至远程监测站74，但是也可以在过滤处理之后立即开始传输或者至少在过滤处理之后不久开始传输。
根据一个实施方式，动态可变过滤器78响应于检测到飞行器操作参数数据的显著变化或异常来限制飞行器操作参数数据用于存储或流传输。因此，构想出更有效地使用有限的卫星上行链路带宽，其中，仅传输值得注意的数据。由一个或更多个过滤器参数84限定要记录和/或传输的飞行器操作参数数据元素的细节。一般而言，过滤器参数84控制对特定飞行器操作参数的选择以及那些所选择的飞行器操作参数的采样或获取频率。此外，过滤器参数84限定设置采样或获取的开始和结束的阈值。
更具体地，过滤器参数84根据传递条件限制来自原始航空电子数据流72的经过滤的航空电子数据流82。传递条件可以是飞行器操作参数的特定类别、指定要记录飞行器操作参数中给定的飞行器操作参数的“记录”标志以及类似地指定要传输飞行器操作参数中给定的飞行器操作参数的“传输”标志。另一构想的过滤器参数84修改经过滤的航空电子数据流82的捕获率，而另一过滤器参数84设置飞行器操作参数中给定的飞行器操作参数的值的上边界和/或下边界，该值的上边界和/或下边界将开始或停止将对应的值包括到经过滤的航空电子数据流82中。因此，由动态可变过滤器78实现并且由过滤器参数84进一步限定的过滤器将测量的航空电子数据、报告所监测的数据的频率以及将所监测的数据从机上传输出去时的阈值相关联。本领域普通技术人员将认识到可以实现数据流的过滤的各种方式，特别是可以被配置成接受不同过滤参数的方式。
过滤器参数84可以由与过滤器78通信的本地监测器86来调整。与前述记录控制器76一样，本地监测器86可以被实现为包括由处理器54执行的指令的一个或更多个软件模块。可以响应于由本地监测器86检测到的事件状况来应用调整。在这方面，本地监测器86接收并且处理原始航空电子数据流72以检测前述异常状况，根据本公开内容的实施方式，前述异常状况使得有必要以较高的频率、较宽的范围等来捕获飞行器操作参数数据。
作为示例，在湍流期间，将一组相关的飞行器操作参数数据以较高的速率传输至远程监测站74。在另一示例中，当某些飞行器传感器64被激活，检测到诸如机舱内的烟雾、系紧安全带灯点亮这样的情况时，或者当检测到机舱减压时，可以将所有飞行器操作参数数据传输至远程监测站74以用于随后的事件分析。另一示例性过滤器参数84可以仅在风矢量的变化超过根据飞行阶段变化的阈值时限制风矢量的变化的传输。再次，前述对原始航空电子数据流72的监测以及得到经过滤的航空电子数据流82被理解为提供对数据上行链路36带宽的更有效的使用，其中，仅传输最重要或最值得注意的数据。本领域普通技术人员将能够基于其他飞行状况容易地限定附加的过滤器参数84。
过滤器参数84还可以由与过滤器78通信的远程监测器接收器88来调整。远程监测器接收器88也可以被实现为包括由处理器54执行的指令的一个或更多个软件模块。可以构想，由记录控制器76应用的过滤基于仅在系统70所驻留的飞行器10外的信息，并且扩展至在预定附近区域90内操作的其他飞行器。
如图所示，可以存在第一飞行器10a，其经由卫星或其他数据传输链路94a向远程监测站74报告其自身的航空电子数据流92a。在同一附近区域90内，可以存在第二飞行器10b，其同样通过数据传输链路94b向远程监测站74报告其自身的航空电子数据流92b。例如，如果第一飞行器10a或第二飞行器10b向远程监测站74报告使得有必要较密切地监测的重要航空电子数据，则可以修改过滤器参数84，并且可以调整报告数据时的阈值、数据获取、采样或报告的频率。更具体地，基于对与其上安装有系统70的飞行器在同一区域内操作的那些第一飞行器10a和第二飞行器10b的某些飞行或操作状况的检测，远程监测站74可以生成传输至系统70并且特别地传输至其网络接口98的过滤器调整命令96。远程监测站74可以包括过滤器分析器，该过滤器分析器实现与由本地监测器86执行的分析功能的类似的分析功能以使用输入的航空电子数据流92得到或生成过滤器调整命令96。过滤器调整命令96从该过滤器分析器中继至在其中执行过滤器调整命令96的远程监测器接收器88，并且过滤器参数84被相应地修改。
远程监测站74可以接收来自在预定附近区域90之外操作的第三飞行器10c的航空电子数据流92c，但是其可能不被考虑，或者相较于基于第一航空电子数据流92a和第二航空电子数据流92b检测到的状况被施加较小权重。用于限定附近区域90的距离阈值被理解为是可配置的，并且在远程监测站74处设置。各种实施方式构想了飞行器10和远程监测站74的对应网络接口的直接点对点链路，尽管这种数据通信链路可以共同限定网络100。在一些方面，尽管对航空电子数据流92的监测和处理被理解为是在基于地面的远程监测站74处发生的，但是事实是这样的航空电子数据流92正在被上载至网络服务器或“云”，该系统可以称为“基于云”的监测器。
因此，由远程监测器接收器88更新的过滤器参数84可以产生修改的经过滤的航空电子数据流82。记录控制器76中的过滤器参数84的配置可以在整个飞行中被更新，并且可以在飞行结束时或者在检测到着陆重量传感器的激活时被重置为默认配置。然而，这仅作为示例，并且可以替换关于过滤器参数84的任何其他更新/重置程序。
一旦将经过滤的航空电子数据流82记录至数据存储设备80，一种可能性是将经过滤的航空电子数据流82传输至远程监测站74，如上面简要地提及的。这可以由本文中也称为交通工具参数流传输服务器的航空电子数据流传输服务器102执行。航空电子数据流传输服务器102可以被实现为包括由IFEC系统18的处理器54执行的指令的软件模块。如图所示，航空电子数据流传输服务器102连接至数据存储设备80和网络接口98，使得航空电子数据流传输服务器102可以从数据存储设备80检索存储的经过滤的航空电子数据流82。经过滤的航空电子数据流82从网络接口98传递至卫星模块34，但是可替选的实施方式还构想了在飞行器10在地面上并且可以连接至地面蜂窝数据网络的情况下使用蜂窝调制解调器。
所记录的操作参数数据被理解为是敏感的，因此本公开内容的各种实施方式构想了对所记录的操作参数数据进行保护。系统70包括加密/解密引擎104a，该加密/解密引擎104a对源自航空电子数据流传输服务器102的发往远程监测站74的所有数据业务进行加密。在远程监测站74处，存在对应的加密/解密引擎104b，该加密/解密引擎104b对来自航空电子数据流传输服务器102的经加密的输入数据业务进行解密。加密/解密引擎104的一种实现方式使用标准数据加密技术例如用于连续流的IPSec虚拟专用网(VPN)以及用于文件传送的AES256。这些模式可能涉及加密密钥、证书等的安装，并且本领域普通技术人员将认识到用于对至飞行器10以及来自飞行器10的数据业务进行加密的适合的配置。
除了上面讨论的卫星和其他广域网数据传输模式之外，本公开内容还构想使用诸如直接有线链路的局域连接和诸如WiFi的短距离无线通信系统。如图3的框图所示，本地数据链路接口106也连接至航空电子数据流传输服务器102。本地数据链路接口106可以是直接有线连接例如通用串行总线(USB)端口、IFEC系统18的以太网接口32a或ARINC-717总线。可替选地，本地数据链路接口106可以是WLAN接口32b，在这种情况下，建立无线网络。客户端设备108可以连接至这些本地数据链路接口106中的任何一个以经由航空电子数据流传输服务器102检索存储在数据存储设备80上的经过滤的航空电子数据流82。客户端设备108可以是前述的电子飞行包，例如可附接至717维护连接器并且与IFEC系统18的WLAN接口32b无线地相关联的webFB电子飞行包产品。关于安全性，可以使用沿WPA2企业的线路的标准无线加密来保护客户端设备108与来自IFEC系统18的无线接入点链路之间的数据链路。当飞行器10正在进行基于地面的维护和故障排除时，客户端设备108可以连接至本地数据链路接口106，并且可以调整过滤器参数84以将几乎整个原始航空电子数据流72路由至其。因此，当研究各种机载航空电子设备和飞行器系统时，可以实时分析飞行器操作参数。
如上面提及的，系统70的各种模块例如记录控制器76、本地监测器86、远程监测器接收器88和航空电子数据流传输服务器102以及航空电子接口60、直接传感器接口66和本地数据链路接口106的某些方面被实现为具有由处理器54执行的指令的软件模块/应用。因此，这些部件可以集成至单个单元例如IFEC系统18中。这些软件指令可以存储在非暂态计算机可读介质中，并且可以执行对来自一个或更多个航空电子系统的飞行器操作参数进行流传输的各种方法。将参照图4的流程图来描述这些方法的示例性实施方式。
该方法开始于接收由航空电子系统52生成的航空电子数据的步骤200，如上面讨论的。通过航空电子接口60接收该航空电子数据。再次，航空电子数据被理解为按时间顺序排序的数据元素的流。
该方法继续进行至生成由例如本地监测器86设置的一个或更多个机载过滤器参数84的步骤202a。过滤器参数被理解为基于对从航空电子数据得到的飞行状况的分析。可替选地，在步骤202b中，可以从远程监测站74并且特别地从上面提及的其远程过滤器分析器接收非机载过滤器参数。应当理解，非机载过滤器参数从由除了其上安装有系统70的飞行器10之外的附近区域中的其他飞行器10传输的航空电子数据流92生成。
该方法继续进行至将可变过滤器应用于原始航空电子数据流72以生成经过滤的航空电子数据流82的步骤204。所应用的特定过滤器应理解为基于过滤器参数84，该过滤器参数84可以根据是远程监测器接收器88还是本地监测器86生成过滤器参数而被限定为非机载或机载。在相应地应用了过滤器的情况下，该方法前进至将经过滤的航空电子数据流82传输至远程监测站74的步骤206。
本文中所示的细节作为示例仅用于说明性讨论的目的，并且是出于以下原因而呈现的：提供被认为是对本公开内容中阐述的用于对来自交通工具子系统的交通工具操作参数进行流传输的系统的各种实施方式的原理和概念方面的最有用和容易理解的描述。在这方面，没有尝试示出比对各种实施方式的不同特征的基本理解所必需的细节任何更多的细节，与附图一起的描述使得本领域技术人员清楚如何在实践中实现这些实施方式。

Claims (20)

1.一种用于对来自交通工具子系统的交通工具操作参数进行流传输的系统，所述系统包括：
交通工具子系统接口，其限定交通工具数据总线的节点，所述交通工具子系统能够通过所述交通工具数据总线连接至所述交通工具子系统接口以将所述交通工具操作参数作为按时间顺序排序的数据元素的原始流传输至所述交通工具子系统接口；
数据存储设备；
记录控制器，其连接至所述数据存储设备并且连接至所述交通工具子系统接口以从所述交通工具子系统接口接收所述交通工具操作参数，所述记录控制器包括动态可变过滤器，所述动态可变过滤器将从所述原始流得到的所述交通工具操作参数的经过滤的数据流选择性地传递至所述数据存储设备以存储在所述数据存储设备上，所述动态可变过滤器由一个或更多个过滤器参数限定；
通过数据通信链路与远程监测站通信的网络接口；以及
交通工具参数流传输服务器，其连接至所述数据存储设备并且连接至所述网络接口，从所述数据存储设备检索所述交通工具操作参数的所述经过滤的数据流以传输至所述远程监测站。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或更多个过滤器参数根据传递条件限制来自所述原始流的所述经过滤的数据流，所述传递条件选自由以下构成的组：所述交通工具操作参数的特定类别、被设置为指定要记录的所述交通工具操作参数的记录标志以及被设置为指定要传输至所述远程监测站的所述交通工具操作参数的传输标志。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或更多个过滤器参数修改数据捕获率。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或更多个过滤器参数设置所述交通工具操作参数的值的上边界和/或下边界。
5.根据权利要求1所述的系统，还包括：
与所述记录控制器的所述动态可变过滤器通信的本地监测器，所述一个或更多个过滤器参数响应于由所述本地监测器从所述交通工具操作参数检测到的事件状况来修改。
6.根据权利要求1所述的系统，还包括：
与所述记录控制器的所述动态可变过滤器通信的远程监测器接收器，所述一个或更多个过滤器参数响应于通过所述远程监测器接收器接收到的过滤器调整命令来修改。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述过滤器调整命令由接收来自多个交通工具的交通工具操作参数的基于云的监测器生成，所述过滤器调整命令基于所述多个交通工具的交通工具操作参数。
8.根据权利要求1所述的系统，还包括：
交通工具传感器接口，其直接连接至所述交通工具子系统中的一个或更多个，所述交通工具传感器接口接收由所述交通工具子系统输出的传感器信号，其中作为响应将对应的交通工具操作参数生成至所述记录控制器。
9.根据权利要求1所述的系统，还包括：
与所述交通工具参数流传输服务器通信的本地数据链路接口，数据处理设备能够直接连接至所述本地数据链路接口以检索存储在所述数据存储设备上的所述交通工具操作参数。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述数据通信链路通过通信卫星传送至卫星地面站，所述远程监测站与所述卫星地面站通信地链接。
11.一种机上娱乐和通信IFEC系统，其被配置成对来自连接至所述机上娱乐和通信系统的航空电子系统的飞行器操作参数进行流传输，所述IFEC系统包括：
航空电子接口，其限定航空电子总线的节点，所述航空电子系统能够通过所述航空电子总线连接至所述航空电子接口以将所述飞行器操作参数作为按时间顺序排序的数据元素的原始流传输至所述航空电子接口；
数据存储设备；
通过网络与远程监测站通信的网络接口；以及
数据处理器，其连接至所述航空电子接口和所述网络接口，所述数据处理器从所述航空电子接口接收所述飞行器操作参数并且应用可变过滤器，所述可变过滤器将从所述原始流得到的所述飞行器操作参数的经过滤的数据流选择性地传递至所述数据存储设备以存储在所述数据存储设备上，所述可变过滤器由能够响应于从所述飞行器操作参数得到的改变条件来动态地调整的一个或更多个过滤器参数限定，并且所述经过滤的数据流被传输至所述远程监测站。
12.根据权利要求11所述的IFEC系统，还包括：
直接传感器接口，其能够连接至一个或更多个飞行器传感器并且接收由所述一个或更多个飞行器传感器生成的传感器信号。
13.根据权利要求11所述的IFEC系统，其中，所述一个或更多个过滤器参数响应于从所述飞行器操作参数检测到的事件状况来修改。
14.根据权利要求11所述的IFEC系统，其中，所述一个或更多个过滤器参数响应于从所述远程监测站接收到的过滤器调整命令来修改。
15.根据权利要求14所述的IFEC系统，其中，所述过滤器调整命令基于连接至所述远程监测站的基于云的监测器的多个交通工具的飞行器操作参数。
16.一种非暂态计算机可读介质，其连接至机上娱乐和通信IFEC系统，并且包括能够由所述IFEC系统执行以执行对来自一个或更多个航空电子系统的飞行器操作参数进行流传输的方法的指令，所述方法包括：
从与所述一个或更多个航空电子系统连接的航空电子接口接收由所述一个或更多个航空电子系统生成的航空电子数据，所述航空电子数据作为按时间顺序排序的数据元素的流被接收；
基于对从所述航空电子数据得到的飞行状况的分析来生成一个或更多个机载过滤器参数；
将可变过滤器应用于航空电子数据的所述流以生成经过滤的航空电子数据流，所述可变过滤器基于所述一个或更多个机载过滤器参数；以及
将所述经过滤的航空电子数据流传输至远程监测站。
17.根据权利要求16所述的非暂态计算机可读介质，其中，所述方法还包括从远程过滤器分析器接收一个或更多个非机载过滤器参数，所述非机载过滤器参数从由所述远程过滤器分析器从多个飞行器接收的航空电子数据生成，并且所述可变过滤器还基于所述一个或更多个非机载过滤器参数。
18.根据权利要求16所述的非暂态计算机可读介质，其中，所述一个或更多个机载过滤器参数按照传递条件限制所述经过滤的航空电子数据流，所述传递条件选自由以下构成的组：所述飞行器操作参数的特定类别、被设置为指定要记录的所述飞行器操作参数的记录标志以及被设置为指定要传输至所述远程监测站的所述飞行器操作参数的传输标志。
19.根据权利要求16所述的非暂态计算机可读介质，其中，所述一个或更多个机载过滤器参数修改数据捕获率。
20.根据权利要求16所述的非暂态计算机可读介质，其中，所述一个或更多个机载过滤器参数设置所述飞行器操作参数的值的上边界和/或下边界。
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