CN115174710B - 一种跨平台的分层模块化机载数据链应用管理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于航空电子技术领域，公开了一种跨平台的分层模块化机载数据链应用管理系统及方法，包括：接口层、传输层和应用层；其中，所述接口层用于机载数据链应用管理装置同外系统通信，进行AOC和ATC数据链报文的接收和发送，包括：硬件接口管理模块和通信协议处理模块；所述传输层用于接口层和应用层各个功能管理模块之间的报文传输管理；包括：空地报文cache、页面信息cache、空地报文分类器、页面信息分类器；应用层用于提供机载数据链应用管理功能，包含AFN/CM功能管理模块、CPDLC功能管理模块、AOC功能管理模块，能够用于处理飞机同地面AOC和ATC管制工作站进行数据链通信管理，而且支持功能和接口的可扩展、可配置设计。

Description

一种跨平台的分层模块化机载数据链应用管理系统及方法
技术领域
本发明属于航空电子技术领域，尤其涉及一种跨平台的分层模块化机载数据链应用管理系统及方法。
背景技术
我国空域资源尤为紧张，由于空中交通流量密集导致的空中交通拥堵和航班延误现象日益严重。由于传统的基于语音的空域管制方式不足以满足空中交通快速增长的需求，地空数据链系统作为地空数据通信的主要手段，已经广泛运用于民航系统。地空数据链系统按照网络标准分为飞机通讯寻址与报告系统(ACARS)和航空电信网(ATN)。与基于传统ACARS应用的系统相比，ATN的数据传输速率更快，更可靠，更适应现在以及未来发展变化对于数据链通讯的需求。
机载数据链应用管理装置一般包含航空运营通信(AOC)数据链和空中交通管制(ATC)数据链功能。航空运营通信(AOC)数据链提供飞机同航空公司的通信，支持OOOI(OUT、OFF、ON、IN)报文处理和AOC请求与数据加载，提高飞行员操作效率，有效降低飞行员的工作负荷和错误输入概率；空中交通管制(ATC)数据链包含AFN/CM应用和CPDLC应用。AFN/CM提供自动的端系统地址通告和交换机制，用于建立和管理飞机同ATC管制的连接；CPDLC提供管制员与飞行员之间的通信。随着数据链标准的更新和机载航电设备的发展，不同机型搭载的数据链应用功能架构和物理架构有所不同。为了适应不同机型和用户需求，机载数据链应用管理装置支持根据用户需求和硬件平台进行应用配置和软件部署。
综上所述，机载数据链应用管理装置需要支持不同的地空通信网络和硬件平台，并支持功能的组合、配置和升级。
虽然空地数据链已经投入运营，但是目前仍有部分机型的机载数据链应用管理软件系统存在功能和协议支持不全且功能扩展性较差的问题。在使用过程中，如果遇到用户需求更新、硬件平台变更、通信协议升级等问题时，很难通过对特定模块的修改完成软件的更新与部署。在面对不同空地通信网络架构时的可移植性较差以及在面对不同机载硬件平台时的重复开发问题，都将增大机载数据链应用管理装置产品在开发、维护、部署和移植时的困难，提高投入成本。
发明内容
本发明技术方案针对背景技术中的问题，提供一种跨平台的分层模块化机载数据链应用管理系统及方法，不仅能够用于处理飞机同地面AOC和ATC管制工作站进行数据链通信管理，而且支持功能和接口的可扩展、可配置设计。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。
技术方案一：
一种跨平台的分层模块化机载数据链应用管理系统，用于处理飞机同地面AOC和ATC管制工作站进行数据链通信管理的系统，所述系统包括：接口层、传输层和应用层；
其中，所述接口层用于机载数据链应用管理装置同外系统通信，进行AOC和ATC数据链报文的接收和发送，包括：硬件接口管理模块和通信协议处理模块；
所述传输层用于接口层和应用层各个功能管理模块之间的报文传输管理；包括：空地报文cache、页面信息cache、空地报文分类器、页面信息分类器；
应用层用于提供机载数据链应用管理功能，包含AFN/CM功能管理模块、CPDLC功能管理模块、AOC功能管理模块。
本发明技术方案一的特点和进一步的改进为：
(1)所述硬件接口管理模块包括：总线协议驱动模块和APEX协议驱动模块；
总线协议驱动模块是用于处理与总线接口相关的消息收发，包括对下传消息和上传消息的有效性验证，对总线接口通讯的抽象；
APEX协议驱动模块用于处理与APEX端口相关的消息收发，包括对下传消息和上传消息的有效性验证，对APEX端口通讯的抽象。
(2)所述通信协议处理模块用于按照通讯协议将数据从协议封装中将数据负载抽取出来，并将数据负载转换为传输层识别的数据格式；
通信协议处理模块包括：空地通信协议处理模块和机载通信协议处理模块；
空地通信协议处理模块用于飞机和地面之间数据链通信报文的处理，按照ARINC618标准进行数据链报文的封装和解析；空地通信协议处理模块包括：ACARS协议栈模块和ATN协议栈模块；ACARS协议栈模块用于机载下行报文的ACARS协议封装和地面上行报文的ACARS协议解析；ATN协议栈模块用于机载下行报文的ATN协议封装和地面上行报文的ATN协议解析；
机载通信协议处理模块用于机载数据链应用管理装置同机载外系统通信。
(3)空地报文cache用于缓冲来自或发往地面管制的报文；
页面信息cache用于缓冲来自或发往数据链管理页面的信息；
空地报文分类器用于对AOC/ATC报文进行分类，并发送接口层或对应的功能管理模块进行下一步处理；
页面信息分类器用于对数据链应用管理页面信息进行分类，并发送接口层或对应的功能管理模块进行下一步处理。
(4)AFN/CM功能管理模块包括AFN/CM封装、AFN/CM解析、AFN/CM报文统计、AFN/CM状态维护；
AFN/CM封装根据AFN/CM登录管理页面参数设置按照具体的空地通信网络配置采用对应标准封装AFN/CM下行报文并发送传输层；
AFN/CM解析用于根据具体的空地通信网络配置采用对应标准解析来自传输层的上行报文，并根据报文解析结果刷新AFN/CM登录管理页面相关信息显示。AFN/CM报文统计用于记录并管理所有AFN/CM上、下行报文；
AFN/CM状态维护用于提供并维护飞机与地面系统连接所需信息，跟踪AFN/CM报文的发送和接收并更新当前的AFN/CM连接状态。
(5)所述CPDLC功能管理模块包括CPDLC封装、CPDLC解析、CPDLC报文统计、CPDLC状态维护；
CPDLC封装根据CPDLC报文编辑页面参数设置，按照具体的空地通信网络配置采用对应标准封装CPDLC下行报文并发送传输层；
CPDLC解析用于按照具体的空地通信网络配置采用对应标准解析来自传输层的上行报文，并根据报文解析结果刷新CPDLC消息页面相关信息显示；
CPDLC报文统计用于记录并管理所有CPDLC上、下行报文，提供CPDLC上、下行报文的显示；
CPDLC状态维护用于跟踪CPDLC连接管理报文的发送和接收并更新当前的CPDLC连接状态。
(6)所述AOC功能管理模块包括AOC封装、AOC解析、AOC报文统计；
AOC封装根据AOC请求页面参数设置，按照ARINC 702A-5标准封装AOC下行报文并发送传输层；
AOC解析用于按照ARINC 702A-5标准解析来自传输层的上行报文，并根据报文解析结果刷新AOC请求页面相关信息显示；
AOC报文统计用于记录并管理所有AOC上、下行报文，并支持AOC上行报文的显示与加载功能。
技术方案二：
一种跨平台的分层模块化机载数据链应用管理方法，基于技术方案一所述的管理系统实现，所述方法包括：
地面AOC/ATC上行报文处理过程如下：
S1，总线协议驱动模块接收来自地面AOC管制和地面ATC管制的上行报文；其中，可配置的ARINC 429总线协议驱动模块处理飞机同地面AOC管制的报文通信；可配置的ARINC664总线协议驱动模块处理飞机同地面ATC管制的报文通信；
S2，经过总线协议驱动模块处理后的上行报文进入空地通信协议处理模块，地面AOC管制报文经过ACARS协议栈处理，地面ATC管制报文经过ATN协议栈处理后送入空地报文cache模块并进入总线通道报文队列中；
S3，空地报文分类器从总线通道报文队列中依次取出并分类报文，按照报文类别分别将报文发送AFN/CM上行报文处理通道、CPDLC上行报文处理通道或AOC上行报文处理通道；
S4，经过各自对应的报文统计模块处理后，按照报文类别分别将报文发送AFN/CM上行报文解析模块、CPDLC上行报文解析模块或AOC上行报文解析模块进行报文解析；
S5，完成解析后的AOC上行报文发送AOC上行等待队列，并进行AOC上行报文格式化处理，形成数据链应用管理页面识别的信息格式；完成解析后的AFN/CM上行报文，在经过AFN/CM状态维护后，进行AFN/CM上行报文格式化处理，形成数据链应用管理页面识别的信息格式；完成解析后的CPDLC报文，在经过CPDLC状态维护后，发送CPDLC上行等待队列，并进行CPDLC上行报文格式化处理，形成数据链应用管理页面识别的信息格式；
S6，页面信息分类器根据信息种类，将信息送入页面信息cache模块并进入APEX通道信息队列，并经过机载通信协议处理后通过APEX协议驱动模块分别发送机载AOC应用和机载ATC应用，用于应用页面的数据链上行信息显示。
技术方案三：
一种跨平台的分层模块化机载数据链应用管理方法，基于技术方案一所述的管理系统实现，所述方法包括：
机载数据链应用的下行报文处理过程如下：
S1，通过APEX协议驱动模块接收来自机载AOC应用和机载ATC应用的下行信息，经过APEX协议驱动模块处理后的下行信息进入机载通信协议处理模块，机载AOC应用和机载ATC应用的信息经过机载通信协议模块处理后送入页面信息cache模块并进入APEX通道信息队列中；
S2，页面信息分类器从APEX通道信息队列中依次取出并分类报文，来自机载AOC应用和机载ATC应用的数据链请求或报告操作，经过页面信息分类器分类后，形成用于数据链应用管理系统内部处理的AFN/CM下行报文中间格式、CPDLC下行报文中间格式或AOC下行报文中间格式；
S3，AFN/CM下行报文中间格式经过AFN/CM状态维护模块完成AFN/CM状态更新后送入AFN/CM下行报文封装模块进行报文封装处理；CPDLC下行报文中间格式经过CPDLC状态维护模块完成CPDLC状态更新后送入CPDLC下行报文封装模块进行报文封装处理；AOC下行报文中间格式送入AOC下行报文封装模块进行报文封装处理；
S4，完成封装后的各类报文进行各自的报文统计后分别发送对应的下行报文处理通道，空地报文分类器从AFN/CM下行报文处理通道、CPDLC下行报文处理通道和AOC下行报文处理通道依次取出下行报文，按照报文类别，发送空地报文cache进入总线通道报文队列；
S5，总线通道报文队列中的AOC下行报文发送ACARS协议栈；AFN/CM或CPDLC报文发送ATN协议栈，完成空地通信协议处理；
S6，处理后的AOC下行报文发送ARINC 429总线协议驱动模块，通过关联的通信硬件平台向地面AOC管制发送；处理后的AFN/CM或CPDLC下行报文发送ARINC 664总线协议驱动模块，通过关联的通信硬件平台向地面ATC管制发送。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)数据链应用管理系统通过采用分层结构：分为应用层、传输层、接口层，各层代码独立存储，架构设计与代码文件一一对应，降低控制耦合，方便后期扩展功能和配置接口。
(2)系统采用模块化设计：应用层AFN/CM模块、CPDLC模块、AOC模块相互分离，提高模块的可移植性，方便客户按需配置模块。
(3)应用层各模块在面对通信协议升级等问题时，通过对特定模块的修改能够完成软件的快速更新与部署，解决了当前机型对数据链功能和协议支持不全且功能扩展性较差的问题。
(4)架构抽象出与硬件相关的接口层，可通过修改和配置通信协议处理模块以适应空地通信网络架构变更，如从ACARS空地通信网络过渡到ATN空地通信网络；通过修改和配置硬件接口管理模块以适配不同机载硬件平台，如基于ARINC 653标准的不同平台变更等，解决了当前机型的数据链软件可移植性较差、重复开发的问题，减轻机载数据链应用管理装置产品在开发、维护、部署和移植时的困难，降低投入成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种跨平台的分层模块化机载数据链应用管理系统的架构图；
图2为本发明实施例提供的一种跨平台的分层模块化机载数据链应用管理方法的数据处理流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种跨平台的数据链应用管理系统，提供AOC(航空公司运行中心)数据链功能和ATC(空中交通管制)数据链功能，以克服现有软件系统存在的功能和协议支持不全且功能扩展性较差的问题。
本发明实施例提供的一种跨平台的分层模块化机载数据链应用管理系统，如图1所示，包括：接口层、传输层、应用层。
其中接口层负责ARINC 664、APEX的接口通讯，该层不直接使用总线和APEX通道API，而是通过虚拟出接收和发送功能处理不同类型通道接收到的数据的数据封装格式以实现隔离硬件平台的不同，可以从封装格式中解析出负载数据，也可以将负载数据封装成对应的通道格式。传输层负责将数据在各个层之间流动，该层连接其它层，提供一致的数据流通路径。应用层包含AFN/CM功能管理模块、CPDLC功能管理模块和AOC功能管理模块，提供机载数据链应用管理功能。
上述的接口层用于机载数据链应用管理装置同外系统(如机载通信管理单元，具体视机载通信架构而定)通信，进行AOC和ATC数据链报文的接收和发送，包括：硬件接口管理模块和通信协议处理模块。
其中硬件接口管理模块包括：总线协议驱动和APEX协议驱动和通讯协议处理。总线协议驱动模块是用于处理与总线接口相关的消息收发，模块包括了对下传消息和上传消息的有效性验证，对总线接口通讯的抽象。总线接口可根据硬件平台和通信网络进行配置，如ARINC 429总线接口、ARINC 664总线接口等。APEX协议驱动模块用于处理与APEX端口相关的消息收发，模块包括了对下传消息和上传消息的有效性验证，对APEX端口通讯的抽象。APEX端口可根据硬件平台和操作系统进行配置，如符合ARINC 653标准的VxWorks操作系统、INTEGRITY-178B操作系统等。
通信协议处理模块是用于按照通讯协议将数据从协议封装中将数据负载抽取出来，并将数据负载转换为数据报文传输层识别的数据格式。通信协议处理模块包括：空地通信协议处理模块和机载通信协议处理模块。空地通信协议处理模块用于飞机和地面之间数据链通信报文的处理，按照ARINC 618标准进行数据链报文的封装和解析。空地通信协议处理模块包括：ACARS协议栈模块和ATN协议栈模块。ACARS协议栈模块用于机载下行报文的ACARS协议封装和地面上行报文的ACARS协议解析。ATN协议栈模块用于机载下行报文的ATN协议封装和地面上行报文的ATN协议解析。机载通信协议处理模块用于机载数据链应用管理装置同机载外系统通信(如，按照ARINC 619标准与机载飞行管理系统通信，具体视机载通信架构而定)。
其中，虚线标识的总线协议驱动模块和APEX协议驱动模块为与硬件平台相关的软件模块，可根据不同机载硬件平台进行修改和适配，以支持ARINC 653标准的不同平台变更。
上述的传输层用于接口层和应用层各个功能管理模块之间的报文传输管理，使用空地报文CACHE和页面信息CACHE作为缓冲设计，优化接收与发送的逻辑，使得发送与接收数据可运行在非阻塞模式下。
传输层包括：空地报文CACHE、页面信息CACHE、空地报文分类器、页面信息分类器。空地报文CACHE用于缓冲来自或发往地面管制的报文。页面信息CACHE用于缓冲来自或发往数据链管理页面的信息。空地报文CACHE和页面信息CACHE作为缓冲设计，分别用于缓冲来自或发往地面管制的报文以及来自或发往数据链管理页面的信息，优化接收与发送的逻辑，使得发送与接收数据可运行在非阻塞模式下。空地报文分类器用于对AOC/ATC报文进行分类，并发送接口层或对应的功能管理模块进行下一步处理。页面信息分类器用于对数据链应用管理页面信息进行分类，以区分页面信息属于FMS AOC,AFN/CM,CPDLC三种信息中的哪一种，并发送接口层或对应的功能管理模块进行下一步处理。
上述的应用层包含各个数据链应用管理模块：AFN/CM功能管理模块、CPDLC功能管理模块、AOC功能管理模块。
上述AFN/CM功能管理模块用于针对AFN/CM通讯过程的管理，是与地面控制系统的入口，只有该协议处理模块运行与地面连接，后续的CPDLC功能才能正常通讯。AFN/CM功能管理模块包括AFN/CM封装、AFN/CM解析、AFN/CM报文统计，AFN/CM状态维护。AFN/CM封装根据AFN/CM登录管理页面参数设置按照具体的空地通信网络配置采用对应标准封装AFN/CM下行报文并发送传输层(如，在ACARS下按照ARINC622标准进行报文封装；在ATN下按照DO-351标准进行报文封装)。AFN/CM解析用于根据具体的空地通信网络配置采用对应标准解析来自传输层的上行报文(如，在ACARS下按照ARINC622标准进行报文封装；在ATN下按照DO-351标准进行报文封装)，并根据报文解析结果刷新AFN/CM登录管理页面相关信息显示。AFN/CM报文统计用于记录并管理所有AFN/CM上、下行报文。AFN/CM状态维护用于提供并维护飞机与地面系统连接所需信息(如航班号、管制地址等)，跟踪AFN/CM报文的发送和接收并更新当前的AFN/CM连接状态。
上述的CPDLC功能管理模块用于CPDLC通讯过程的管理，该模块包括CPDLC封装、CPDLC解析、CPDLC报文统计、CPDLC状态维护。CPDLC所需的连接和控制信息从全局管理控制模块获取。CPDLC封装根据CPDLC报文编辑页面参数设置，按照具体的空地通信网络配置采用对应标准(如，在ACARS下按照ARINC622标准进行报文封装；在ATN下按照DO-351标准进行报文封装)封装CPDLC下行报文并发送传输层。CPDLC解析用于按照具体的空地通信网络配置采用对应标准(如，在ACARS下按照ARINC622标准进行报文封装；在ATN下按照DO-351标准进行报文封装)解析来自传输层的上行报文，并根据报文解析结果刷新CPDLC消息页面相关信息显示。CPDLC报文统计用于记录并管理所有CPDLC上、下行报文，提供CPDLC上、下行报文的显示。CPDLC状态维护用于跟踪CPDLC连接管理报文的发送和接收并更新当前的CPDLC连接状态。
上述的AOC功能管理模块用于针对航空公司相关的信息通讯过程的管理，包括了AOC封装、AOC解析、AOC报文统计。AOC封装根据AOC请求页面参数设置，按照ARINC 702A-5标准封装AOC下行报文并发送传输层。AOC解析用于按照ARINC 702A-5标准解析来自传输层的上行报文，并根据报文解析结果刷新AOC请求页面相关信息显示。AOC报文统计用于记录并管理所有AOC上、下行报文，并支持AOC上行报文的显示与加载功能。
其中，虚线标识的AFN/CM封装模块、AFN/CM解析模块、CPDLC封装模块、CPDLC解析模块可根据AFN/CM登录管理页面参数设置按照具体的空地通信网络进行配置。在ACARS空地网络下，按照ARINC 622标准进行AFN报文和CPDLC报文封装；在ATN空地网络下，按照DO-351标准进行CM报文和CPDLC报文封装)。
如图2所示，地面AOC/ATC上行报文处理过程如下：
总线协议驱动模块接收来自地面AOC管制和地面ATC管制的上行报文。其中，可配置的ARINC 429总线协议驱动模块处理飞机同地面AOC管制的报文通信；可配置的ARINC664总线协议驱动模块处理飞机同地面ATC管制的报文通信。经过总线协议驱动模块处理后的上行报文进入空地通信协议处理模块，地面AOC管制报文经过ACARS协议栈处理，地面ATC管制报文经过ATN协议栈处理后送入空地报文cache模块并进入总线通道报文队列中。空地报文分类器从总线通道报文队列中依次取出并分类报文，按照报文类别分别将报文发送AFN/CM上行报文处理通道、CPDLC上行报文处理通道或AOC上行报文处理通道。经过各自对应的报文统计模块处理后，按照报文类别分别将报文发送AFN/CM上行报文解析模块、CPDLC上行报文解析模块或AOC上行报文解析模块进行报文解析。完成解析后的AOC上行报文发送AOC上行等待队列，并进行AOC上行报文格式化处理，形成数据链应用管理页面识别的信息格式。完成解析后的AFN/CM上行报文，在经过AFN/CM状态维护后，进行AFN/CM上行报文格式化处理，形成数据链应用管理页面识别的信息格式。完成解析后的CPDLC报文，在经过CPDLC状态维护后，发送CPDLC上行等待队列，并进行CPDLC上行报文格式化处理，形成数据链应用管理页面识别的信息格式。页面信息分类器根据信息种类，将信息送入页面信息cache模块并进入APEX通道信息队列，并经过机载通信协议处理后通过APEX协议驱动模块分别发送机载AOC应用和机载ATC应用，用于应用页面的数据链上行信息显示。
如图2所示，机载数据链应用的下行报文处理过程如下：
通过APEX协议驱动模块接收来自机载AOC应用和机载ATC应用的下行信息。经过APEX协议驱动模块处理后的下行信息进入机载通信协议处理模块，机载AOC应用和机载ATC应用的信息经过机载通信协议模块处理后送入页面信息cache模块并进入APEX通道信息队列中。页面信息分类器从APEX通道报文队列中依次取出并分类报文，来自机载AOC应用和机载ATC应用的数据链请求或报告等操作，经过页面信息分类器分类后，形成用于数据链应用管理系统内部处理的AFN/CM下行报文中间格式、CPDLC下行报文中间格式或AOC下行报文中间格式。其中AFN/CM下行报文中间格式经过AFN/CM状态维护模块完成AFN/CM状态更新后送入AFN/CM下行报文封装模块进行报文封装处理；CPDLC下行报文中间格式经过CPDLC状态维护模块完成CPDLC状态更新后送入CPDLC下行报文封装模块进行报文封装处理；AOC下行报文中间格式送入AOC下行报文封装模块进行报文封装处理。完成封装后的各类报文进行各自的报文统计后分别发送对应的下行报文处理通道。空地报文分类器从AFN/CM下行报文处理通道、CPDLC下行报文处理通道和AOC下行报文处理通道依次取出下行报文，按照报文类别，发送空地报文CACHE进入总线通道报文队列。总线通道报文队列中的AOC下行报文发送ACARS协议栈；AFN/CM或CPDLC报文发送ATN协议栈，完成空地通信协议处理。处理后的AOC下行报文发送ARINC 429总线协议驱动模块，通过关联的通信硬件平台向地面AOC管制发送；处理后的AFN/CM或CPDLC下行报文发送ARINC 664总线协议驱动模块，通过关联的通信硬件平台向地面ATC管制发送。
本发明技术方案：(1)数据链应用管理系统通过采用分层结构：分为应用层、传输层、接口层，各层代码独立存储，架构设计与代码文件一一对应，降低控制耦合，方便后期扩展功能和配置接口；(2)系统采用模块化设计：应用层AFN/CM模块、CPDLC模块、AOC模块相互分离，提高模块的可移植性，方便客户按需配置模块；(3)应用层各模块在面对通信协议升级等问题时，通过对特定模块的修改能够完成软件的快速更新与部署，解决了当前机型对数据链功能和协议支持不全且功能扩展性较差的问题；(4)架构抽象出与硬件相关的接口层，可通过修改和配置通信协议处理模块以适应空地通信网络架构变更，如从ACARS空地通信网络过渡到ATN空地通信网络；通过修改和配置硬件接口管理模块以适配不同机载硬件平台，如基于ARINC 653标准的不同平台变更等，解决了当前机型的数据链软件可移植性较差、重复开发的问题，减轻机载数据链应用管理装置产品在开发、维护、部署和移植时的困难，降低投入成本。
上面对本发明技术方案的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (2)

1.一种跨平台的分层模块化机载数据链应用管理方法，基于一种跨平台的分层模块化机载数据链应用管理系统实现，其特征在于，所述系统用于处理飞机同地面AOC和ATC管制工作站进行数据链通信管理的系统，所述系统包括：接口层、传输层和应用层；
其中，所述接口层用于机载数据链应用管理装置同外系统通信，进行AOC和ATC数据链报文的接收和发送，包括：硬件接口管理模块和通信协议处理模块；
所述传输层用于接口层和应用层各个功能管理模块之间的报文传输管理；包括：空地报文cache、页面信息cache、空地报文分类器和页面信息分类器；
应用层用于提供机载数据链应用管理功能，包含AFN/CM功能管理模块、CPDLC功能管理模块和AOC功能管理模块；
所述硬件接口管理模块包括：总线协议驱动模块和APEX协议驱动模块；
总线协议驱动模块是用于处理与总线接口相关的消息收发，包括对下传消息和上传消息的有效性验证，对总线接口通讯的抽象；
APEX协议驱动模块用于处理与APEX端口相关的消息收发，包括对下传消息和上传消息的有效性验证，对APEX端口通讯的抽象；
所述通信协议处理模块用于按照通讯协议将数据从协议封装中将数据负载抽取出来，并将数据负载转换为传输层识别的数据格式；
通信协议处理模块包括：空地通信协议处理模块和机载通信协议处理模块；
空地通信协议处理模块用于飞机和地面之间数据链通信报文的处理，按照ARINC 618标准进行数据链报文的封装和解析；空地通信协议处理模块包括：ACARS协议栈模块和ATN协议栈模块；ACARS协议栈模块用于机载下行报文的ACARS协议封装和地面上行报文的ACARS协议解析；ATN协议栈模块用于机载下行报文的ATN协议封装和地面上行报文的ATN协议解析；
机载通信协议处理模块用于机载数据链应用管理装置同机载外系统通信；
空地报文cache用于缓冲来自或发往地面管制的报文；
页面信息cache用于缓冲来自或发往数据链管理页面的信息；
空地报文分类器用于对AOC/ATC报文进行分类，并发送接口层或对应的功能管理模块进行下一步处理；
页面信息分类器用于对数据链应用管理页面信息进行分类，并发送接口层或对应的功能管理模块进行下一步处理；
AFN/CM功能管理模块包括AFN/CM封装、AFN/CM解析、AFN/CM报文统计和AFN/CM状态维护；
AFN/CM封装根据AFN/CM登录管理页面参数设置按照具体的空地通信网络配置采用对应标准封装AFN/CM下行报文并发送传输层；
AFN/CM解析用于根据具体的空地通信网络配置采用对应标准解析来自传输层的上行报文，并根据报文解析结果刷新AFN/CM登录管理页面相关信息显示；AFN/CM报文统计用于记录并管理所有AFN/CM上、下行报文；
AFN/CM状态维护用于提供并维护飞机与地面系统连接所需信息，跟踪AFN/CM报文的发送和接收并更新当前的AFN/CM连接状态；
所述CPDLC功能管理模块包括CPDLC封装、CPDLC解析、CPDLC报文统计和CPDLC状态维护；
CPDLC封装根据CPDLC报文编辑页面参数设置，按照具体的空地通信网络配置采用对应标准封装CPDLC下行报文并发送传输层；
CPDLC解析用于按照具体的空地通信网络配置采用对应标准解析来自传输层的上行报文，并根据报文解析结果刷新CPDLC消息页面相关信息显示；
CPDLC报文统计用于记录并管理所有CPDLC上、下行报文，提供CPDLC上、下行报文的显示；
CPDLC状态维护用于跟踪CPDLC连接管理报文的发送和接收并更新当前的CPDLC连接状态；
所述AOC功能管理模块包括AOC封装、AOC解析和AOC报文统计；
AOC封装根据AOC请求页面参数设置，按照ARINC 702A-5标准封装AOC下行报文并发送传输层；
AOC解析用于按照ARINC 702A-5标准解析来自传输层的上行报文，并根据报文解析结果刷新AOC请求页面相关信息显示；
AOC报文统计用于记录并管理所有AOC上、下行报文，并支持AOC上行报文的显示与加载功能；
所述方法包括：
地面AOC/ATC上行报文处理过程如下：
S1，总线协议驱动模块接收来自地面AOC管制和地面ATC管制的上行报文；其中，可配置的ARINC 429总线协议驱动模块处理飞机同地面AOC管制的报文通信；可配置的ARINC 664总线协议驱动模块处理飞机同地面ATC管制的报文通信；
S2，经过总线协议驱动模块处理后的上行报文进入空地通信协议处理模块，地面AOC管制报文经过ACARS协议栈处理，地面ATC管制报文经过ATN协议栈处理后送入空地报文cache模块并进入总线通道报文队列中；
S3，空地报文分类器从总线通道报文队列中依次取出并分类报文，按照报文类别分别将报文发送AFN/CM上行报文处理通道、CPDLC上行报文处理通道或AOC上行报文处理通道；
S4，经过各自对应的报文统计模块处理后，按照报文类别分别将报文发送AFN/CM上行报文解析模块、CPDLC上行报文解析模块或AOC上行报文解析模块进行报文解析；
S5，完成解析后的AOC上行报文发送AOC上行等待队列，并进行AOC上行报文格式化处理，形成数据链应用管理页面识别的信息格式；完成解析后的AFN/CM上行报文，在经过AFN/CM状态维护后，进行AFN/CM上行报文格式化处理，形成数据链应用管理页面识别的信息格式；完成解析后的CPDLC报文，在经过CPDLC状态维护后，发送CPDLC上行等待队列，并进行CPDLC上行报文格式化处理，形成数据链应用管理页面识别的信息格式；
S6，页面信息分类器根据信息种类，将信息送入页面信息cache模块并进入APEX通道信息队列，并经过机载通信协议处理后通过APEX协议驱动模块分别发送机载AOC应用和机载ATC应用，用于应用页面的数据链上行信息显示。
2.根据权利要求1所述的一种跨平台的分层模块化机载数据链应用管理方法，其特征在于，所述方法还包括：
机载数据链应用的下行报文处理过程如下：
S1，通过APEX协议驱动模块接收来自机载AOC应用和机载ATC应用的下行信息，经过APEX协议驱动模块处理后的下行信息进入机载通信协议处理模块，机载AOC应用和机载ATC应用的信息经过机载通信协议模块处理后送入页面信息cache模块并进入APEX通道信息队列中；
S2，页面信息分类器从APEX通道信息队列中依次取出并分类报文，来自机载AOC应用和机载ATC应用的数据链请求或报告操作，经过页面信息分类器分类后，形成用于数据链应用管理系统内部处理的AFN/CM下行报文中间格式、CPDLC下行报文中间格式或AOC下行报文中间格式；
S3，AFN/CM下行报文中间格式经过AFN/CM状态维护模块完成AFN/CM状态更新后送入AFN/CM下行报文封装模块进行报文封装处理；CPDLC下行报文中间格式经过CPDLC状态维护模块完成CPDLC状态更新后送入CPDLC下行报文封装模块进行报文封装处理；AOC下行报文中间格式送入AOC下行报文封装模块进行报文封装处理；
S4，完成封装后的各类报文进行各自的报文统计后分别发送对应的下行报文处理通道，空地报文分类器从AFN/CM下行报文处理通道、CPDLC下行报文处理通道和AOC下行报文处理通道依次取出下行报文，按照报文类别，发送空地报文cache进入总线通道报文队列；
S5，总线通道报文队列中的AOC下行报文发送ACARS协议栈；AFN/CM或CPDLC报文发送ATN协议栈，完成空地通信协议处理；
S6，处理后的AOC下行报文发送ARINC 429总线协议驱动模块，通过关联的通信硬件平台向地面AOC管制发送；处理后的AFN/CM或CPDLC下行报文发送ARINC 664总线协议驱动模块，通过关联的通信硬件平台向地面ATC管制发送。
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