CN117008885A - 一种面向民机航电系统远程构型管理的软件架构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向民机航电系统远程构型管理的软件架构及方法，该架构用于实现民机航电系统远程构型管理，包括：机载端构型管理子系统，用于采用构型管理方式实现对机载软件构型信息的查询、响应和存储，将查询结果上报至地面端构型管理子系统；机载端构型管理子系统包括构型信息交互模块、第一PKI策略和第一构型数据库；地面端构型管理子系统，用于配合机载端构型管理子系统，实现对机载软件构型信息的远程构型查询和对比，并根据构型对比结果，对构型数据库进行同步更新；地面端构型管理子系统包括远程构型管理模块、第二PKI策略和第二构型数据库。本发明确保机载构型信息与地面构型信息保持同步，提高航司运行效率，节省维护成本。

Description

一种面向民机航电系统远程构型管理的软件架构及方法

技术领域

本发明涉及民机航电系统远程构型管理技术领域，具体涉及一种面向民机航电系统远程构型管理的软件架构及方法。

背景技术

航空公司对飞机设备和软件的构型管理包括两个环节：机上构型管理和地面构型管理。其中，机上构型管理通过OMS(机载维护系统)来实现，主要负责管理本机的各类LRU设备(航线可更改单元)和机载软件的构型信息；地面构型管理通过地面构型管理软件来实现，主要负责管理航空公司机队的全部飞机构型信息。当前，机上构型管理和地面构型管理相互独立，地面构型管理无法实时与机上构型管理的信息进行同步，通常的做法是维护人员在飞机落地后通过PMAT(便携式维护终端)导出最新的机载构型报告，然后与地面构型管理信息进行比对和更新。采用该方式对整个机队进行飞机构型信息管理，运行效率低，维护成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中机上构型管理和地面构型管理相互独立，地面构型管理无法实时与机上构型管理的信息进行同步，通常的做法是维护人员在飞机落地后通过PMAT导出最新的机载构型报告，然后与地面构型管理信息进行比对和更新。而采用该方式对整个机队进行飞机构型信息管理运行效率低，维护成本高，不能确保机载构型信息与地面构型信息保持同步等问题。

现场可加载软件远程传输技术对机载软件构型管理提出了新思路，本发明目的在于提供一种面向民机航电系统远程构型管理的软件架构及方法，可以协助航空公司维护人员对整个机队的机载设备和机载软件构型进行实时查看、分析和管理，确保机载构型信息与地面构型信息保持同步，提高航司运行效率，节省维护成本。

本发明通过下述技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种面向民机航电系统远程构型管理的软件架构，该架构用于实现民机航电系统远程构型管理，该架构包括：

机载端构型管理子系统，用于采用构型管理方式实现对机载软件构型信息的查询、响应和存储，并将查询结果上报至地面端构型管理子系统；机载端构型管理子系统包括构型信息交互模块、第一PKI策略和第一构型数据库；

地面端构型管理子系统，用于配合机载端构型管理子系统，实现对机载软件构型信息的远程构型查询和对比，并根据构型对比结果，对构型数据库进行同步更新；地面端构型管理子系统包括远程构型管理模块、第二PKI策略和第二构型数据库；

其中，第一PKI策略和第二PKI策略保持一致，第一构型数据库和第二构型数据库保持同步；PKI(公钥基础设施，Public Key Infrastructure)。

进一步地，构型管理方式包括主动式构型管理方式和/或被动式构型管理方式；

主动式构型管理方式为机载端构型信息交互模块按照一定频率主动查询和上报不同航线可更改单元LRU设备的构型信息；

被动式构型管理方式为机载端构型信息交互模块接收来自地面系统的构型查询请求，并对构型查询请求进行响应和回复。

进一步地，构型信息交互模块包括信息查询接口、构型查询和响应单元、主动查询和上报单元；

信息查询接口，用于通过该信息查询接口与机载维护系统OMS进行数据交互，实现对不同航线可更改单元LRU设备的构型数据查询；

构型查询和响应单元，用于接收和响应来自地面端构型管理子系统的构型查询请求；

主动查询和上报单元，用于按照给定频率对机载端的不同航线可更改单元LRU设备的构型数据进行主动查询，并将查询结果上报至地面端构型管理子系统。

进一步地，远程构型管理模块包括远程构型查询单元、远程构型对比单元和远程构型更新单元；

远程构型查询单元，用于对地面端的历史构型信息进行查询，以及对机载端的不同航线可更改单元LRU设备的当前构型信息进行查询；

远程构型对比单元，用于接收来自机载端的设备和软件构型信息，并与第二构型数据库中的构型数据进行对比，获得构型对比结果；

远程构型更新单元，用于根据构型对比结果，对第二构型数据库进行同步更新。

进一步地，第一PKI策略、第二PKI策略均是通过MD5加解密、数字签名和数字证书确保机载端构型管理子系统和地面端构型管理子系统之间数据传输的安全性和完整性。

进一步地，第一构型数据库和第二构型数据库，均用于存储机载设备构型数据和机载软件构型数据；

机载设备构型数据包括设备件号、设备序列号、设备描述和修改状态等；设备件号包含厂家标识、设备分类和流水号等；

机载软件构型数据包括软件件号、软件版本号和软件描述等；软件件号包含厂家标识、软件分类和流水号等。

进一步地，地面端构型管理子系统还包括FLS数据库；

FLS数据库，用于存储现场可加载软件数据包，并通过远程加载任务管理模块与远程构型管理模块进行交互。

进一步地，机载端构型管理子系统和地面端构型管理子系统之间的信息交互通过4G/5G蜂窝网络或Gatelink无线通信来实现。

第二方面，本发明又提供了一种面向民机航电系统远程构型管理的管理方法，该方法是基于上述的一种面向民机航电系统远程构型管理的软件架构；该方法包括地面端构型管理，对整个机队的机载设备和机载软件构型信息进行管理；地面端构型管理子系统主动查询和实时监听来自机队不同飞机的构型报告，并对构型数据进行比对和更新；具体为：

实时查询地面端的机载构型信息；

监听机载系统数据，并判断机载系统数据中是否存在机载构型信息；

若不存在机载构型信息，则继续监听机载系统数据；若存在机载构型信息，则判断机载构型信息是否为机载软件构型；

若是机载软件构型，则判断机载软件构型的版本是否比现场可加载软件库中的软件构型版本低；若不是机载软件构型，则判断是否是机载设备构型；若是机载设备构型，则与地面构型数据库中的设备构型进行对比，并判断设备构型与构型信息是否一致；

若机载软件构型的版本比现场可加载软件库中的软件构型版本低，则选择待上传的现场可加载软件包，并进行加密、签名和打包，上传和加载相应的现场可加载软件包；若机载软件构型的版本不比现场可加载软件库中的软件构型版本低，则与地面构型数据库中的软件构型对比，并判断构型信息是否一致，若不一致，则更新地面构型数据库；

继续监听机载系统数据。

进一步地，该方法还包括机载端系统构型管理，当机队的某架飞机完成执飞计划顺利降落后，机载端构型管理子系统将主动对机载端不同航线可更改单元LRU设备的构型数据进行查询，并将查询结果通过Gatelink、4G/5G链路上报到地面系统，供地面系统进行构型同步；此外，当维护人员对飞机完成现场可加载软件FLS的远程加载后，远程加载机载系统将完成对机载构型库的对比和更新。具体为：

监听地面系统数据；

判断是否收到地面端的构型查询指令；若收到构型查询指令，则结合定时任务，查询机载软件构型信息；若未收到构型查询指令，则判断是否收到现场可加载软件数据包或加载指令，若是，则进行数据存储或加载；

将查询到的机载软件构型信息与机载构型数据库进行对比，若查询到的机载软件构型信息与机载构型数据库中的不一致，则更新机载构型数据库；

根据查询结果，进行数据加密和上报。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明一种面向民机航电系统远程构型管理的软件架构及方法，可以协助航空公司维护人员对整个机队的机载设备和机载软件构型进行实时查看、分析和管理，确保机载构型信息与地面构型信息保持同步，提高航司运行效率，节省维护成本；且首创性的提出利用询问-应答和主动上报两种手段实现机载与地面构型的对比和同步。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明一种面向民机航电系统远程构型管理的软件架构示意图；

图2为本发明地面系统构型管理业务流程示意图；

图3为本发明机载系统构型管理业务流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

现有技术中机上构型管理和地面构型管理相互独立，地面构型管理无法实时与机上构型管理的信息进行同步，通常的做法是维护人员在飞机落地后通过PMAT导出最新的机载构型报告，然后与地面构型管理信息进行比对和更新。而采用该方式对整个机队进行飞机构型信息管理运行效率低，维护成本高，不能确保机载构型信息与地面构型信息保持同步等问题。

波音公司的e-Enabling系统和空客公司的FOMAX系统为FLS(现场可加载软件)提供了全新的机载软件数字化运行解决方案，未来民航客机将结合多种通讯方式进行数据远程传输和软件远程加载，从而取代传统的软盘、光盘分发方式，提高航司运行效率，节省维护成本。现场可加载软件远程传输技术对机载软件构型管理提出了新思路，本发明通过设计一种面向民机航电系统远程构型管理的软件架构及方法，可以协助航空公司维护人员对整个机队的机载设备和机载软件构型进行实时查看、分析和管理，确保机载构型信息与地面构型信息保持同步，提高航司运行效率，节省维护成本。

实施例1

如图1所示，本发明一种面向民机航电系统远程构型管理的软件架构，本软件架构设计，结合现场可加载软件远程加载的业务特点，经过充分的论证与分析，提出了面向民机航电系统远程构型管理的软件架构设计，该架构用于实现民机航电系统远程构型管理，支持通过4G/5G、Gatelink等无线网络实现与机载构型管理软件的对比与同步，以及实时构型状态查看。

如图1所示，该架构包括：机载端构型管理子系统、地面端构型管理子系统，机载端构型管理子系统和地面端构型管理子系统之间的信息交互通过4G/5G蜂窝网络或Gatelink无线通信来实现。

机载端构型管理子系统(即图1中的远程加载机载系统)，用于采用构型管理方式实现对机载软件构型信息的查询、响应和存储，并将查询结果上报至地面端构型管理子系统；机载端构型管理子系统包括构型信息交互模块、第一PKI策略和第一构型数据库；

地面端构型管理子系统(即图1中的远程加载地面系统)，用于配合机载端构型管理子系统，实现对机载软件构型信息的远程构型查询和对比，并根据构型对比结果，对构型数据库进行同步更新；地面端构型管理子系统包括远程构型管理模块、第二PKI策略和第二构型数据库；

其中，第一PKI策略和第二PKI策略保持一致，第一构型数据库和第二构型数据库保持同步；PKI(公钥基础设施，Public Key Infrastructure)。

其中，构型管理方式包括主动式构型管理方式和/或被动式构型管理方式；

主动式构型管理方式为机载端构型信息交互模块按照一定频率主动查询和上报不同航线可更改单元LRU设备的构型信息；

被动式构型管理方式为机载端构型信息交互模块接收来自地面系统的构型查询请求，并对构型查询请求进行响应和回复。

具体地，各软件模块的主要功能如下：

a)构型信息交互模块：提供对机载软件构型信息的查询、存储和安全上报。构型信息交互模块包括信息查询接口、构型查询和响应单元、主动查询和上报单元；

信息查询接口，用于通过该信息查询接口与机载维护系统OMS进行数据交互，实现对不同航线可更改单元LRU设备的构型数据查询；

构型查询和响应单元，用于接收和响应来自地面端构型管理子系统的构型查询请求；

主动查询和上报单元，用于按照给定频率对机载端的不同航线可更改单元LRU设备的构型数据进行主动查询，并将查询结果上报至地面端构型管理子系统。

b)远程构型管理模块：提供对机载软件构型信息的远程构型查询、对比和更新；远程构型管理模块包括远程构型查询单元、远程构型对比单元和远程构型更新单元；

远程构型查询单元，用于对地面端的历史构型信息进行查询，以及对机载端的不同航线可更改单元LRU设备的当前构型信息进行查询；

远程构型对比单元，用于接收来自机载端的设备和软件构型信息，并与第二构型数据库中的构型数据进行对比，获得构型对比结果；

远程构型更新单元，用于根据构型对比结果，对第二构型数据库进行同步更新。

c)PKI策略：第一PKI策略、第二PKI策略均是通过MD5加解密、数字签名和数字证书确保机载端构型管理子系统和地面端构型管理子系统之间数据传输的安全性和完整性。

d)构型数据库：第一构型数据库和第二构型数据库，均用于存储机载设备构型数据和机载软件构型数据；

机载设备构型数据包括设备件号(包含厂家标识、设备分类和流水号等)、设备序列号、设备描述和修改状态等；

机载软件构型数据包括软件件号(包含厂家标识、软件分类和流水号等)、软件版本号和软件描述等。

e)FLS数据库；FLS数据库，用于存储现场可加载软件数据包，并通过远程加载任务管理模块与远程构型管理模块进行交互。

本发明具有如下优点：

(1)独创性：充分考虑未来民机远程加载技术的发展趋势，针对目前航司地面系统对机载设备和软件的构型管理未能实现全流程电子化运行的问题，基于4G/5G蜂窝网络和Gatelink无线通信，首创性的提出利用询问-应答和主动上报两种手段实现机载与地面构型的对比和同步。

(2)安全性：充分考虑民机取证构型的变化对飞机适航的影响，在对机载构型库与地面构型库进行对比和更新的过程中，采用PKI安全策略，在远程数据传输的发起端进行数据加密和数字签名，在接收端进行签名认证和数据解密，确保数据的安全性和完整性。

(3)高费效比：通过地面与机载的实时交互，完成航司地面系统对整个机队的机载设备和机载软件构型的实时查询、对比和更新，提高运维效率，节省经济成本。

实施例2

如图2和图3所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例提供了一种面向民机航电系统远程构型管理的管理方法，该方法是基于上述的一种面向民机航电系统远程构型管理的软件架构；

一种面向民机航电系统远程构型管理的软件架构的主要业务流程主要包括：地面系统构型管理和机载系统构型管理两部分内容。

该方法包括地面端构型管理，对整个机队的机载设备和机载软件构型信息进行管理；地面端构型管理子系统(即图1中的远程加载地面系统)主动查询和实时监听来自机队不同飞机的构型报告，并对构型数据进行比对和更新；如图2所示，具体为：

实时查询地面端的机载构型信息；

监听机载系统数据，并判断机载系统数据中是否存在机载构型信息；

若不存在机载构型信息，则继续监听机载系统数据；若存在机载构型信息，则判断机载构型信息是否为机载软件构型；

若是机载软件构型，则判断机载软件构型的版本是否比现场可加载软件库中的软件构型版本低；若不是机载软件构型，则判断是否是机载设备构型；若是机载设备构型，则与地面构型数据库中的设备构型进行对比，并判断设备构型与构型信息是否一致；

若机载软件构型的版本比现场可加载软件库中的软件构型版本低，则选择待上传的现场可加载软件包，并进行加密、签名和打包，上传和加载相应的现场可加载软件包；若机载软件构型的版本不比现场可加载软件库中的软件构型版本低，则与地面构型数据库中的软件构型对比，并判断构型信息是否一致，若不一致，则更新地面构型数据库；

继续监听机载系统数据。

作为进一步地实施，该方法还包括机载端系统构型管理，当机队的某架飞机完成执飞计划顺利降落后，机载端构型管理子系统(即图1中的远程加载机载系统)将主动对机载端不同航线可更改单元LRU设备的构型数据进行查询，并将查询结果通过Gatelink、4G/5G链路上报到地面系统，供地面系统进行构型同步；此外，当维护人员对飞机完成现场可加载软件FLS的远程加载后，远程加载机载系统将完成对机载构型库的对比和更新。如图3所示，具体为：

监听地面系统数据；

判断是否收到地面端的构型查询指令；若收到构型查询指令，则结合定时任务，查询机载软件构型信息；若未收到构型查询指令，则判断是否收到现场可加载软件数据包或加载指令，若是，则进行数据存储或加载；

将查询到的机载软件构型信息与机载构型数据库进行对比，若查询到的机载软件构型信息与机载构型数据库中的不一致，则更新机载构型数据库；

根据查询结果，进行数据加密和上报。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种面向民机航电系统远程构型管理的软件架构，其特征在于，该架构用于实现民机航电系统远程构型管理，该架构包括：

机载端构型管理子系统，用于采用构型管理方式实现对机载软件构型信息的查询、响应和存储，并将查询结果上报至地面端构型管理子系统；所述机载端构型管理子系统包括构型信息交互模块、第一PKI策略和第一构型数据库；

地面端构型管理子系统，用于配合机载端构型管理子系统，实现对机载软件构型信息的远程构型查询和对比，并根据构型对比结果，对构型数据库进行同步更新；所述地面端构型管理子系统包括远程构型管理模块、第二PKI策略和第二构型数据库；

其中，第一PKI策略和第二PKI策略保持一致，第一构型数据库和第二构型数据库保持同步。

2.根据权利要求1所述的一种面向民机航电系统远程构型管理的软件架构，其特征在于，构型管理方式包括主动式构型管理方式和/或被动式构型管理方式；

所述主动式构型管理方式为机载端构型信息交互模块按照预设频率主动查询和上报不同航线可更改单元LRU设备的构型信息；

所述被动式构型管理方式为机载端构型信息交互模块接收来自地面系统的构型查询请求，并对所述构型查询请求进行响应和回复。

3.根据权利要求2所述的一种面向民机航电系统远程构型管理的软件架构，其特征在于，所述构型信息交互模块包括信息查询接口、构型查询和响应单元、主动查询和上报单元；

所述信息查询接口，用于通过该信息查询接口与机载维护系统OMS进行数据交互，实现对不同航线可更改单元LRU设备的构型数据查询；

所述构型查询和响应单元，用于接收和响应来自地面端构型管理子系统的构型查询请求；

所述主动查询和上报单元，用于按照给定频率对机载端的不同航线可更改单元LRU设备的构型数据进行主动查询，并将查询结果上报至地面端构型管理子系统。

4.根据权利要求2所述的一种面向民机航电系统远程构型管理的软件架构，其特征在于，所述远程构型管理模块包括远程构型查询单元、远程构型对比单元和远程构型更新单元；

所述远程构型查询单元，用于对地面端的历史构型信息进行查询，以及对机载端的不同航线可更改单元LRU设备的当前构型信息进行查询；

所述远程构型对比单元，用于接收来自机载端的设备和软件构型信息，并与第二构型数据库中的构型数据进行对比，获得构型对比结果；

所述远程构型更新单元，用于根据所述构型对比结果，对第二构型数据库进行同步更新。

5.根据权利要求1所述的一种面向民机航电系统远程构型管理的软件架构，其特征在于，所述第一PKI策略、第二PKI策略均是通过MD5加解密、数字签名和数字证书确保机载端构型管理子系统和地面端构型管理子系统之间数据传输的安全性和完整性。

6.根据权利要求1所述的一种面向民机航电系统远程构型管理的软件架构，其特征在于，所述第一构型数据库和第二构型数据库，均用于存储机载设备构型数据和机载软件构型数据；

所述机载设备构型数据包括设备件号、设备序列号、设备描述和修改状态；所述设备件号包含厂家标识、设备分类和流水号；

所述机载软件构型数据包括软件件号、软件版本号和软件描述；所述软件件号包含厂家标识、软件分类和流水号。

7.根据权利要求1所述的一种面向民机航电系统远程构型管理的软件架构，其特征在于，所述地面端构型管理子系统还包括FLS数据库；

所述FLS数据库，用于存储现场可加载软件数据包，并通过远程加载任务管理模块与远程构型管理模块进行交互。

8.根据权利要求1所述的一种面向民机航电系统远程构型管理的软件架构，其特征在于，所述机载端构型管理子系统和地面端构型管理子系统之间的信息交互通过4G/5G蜂窝网络或Gatelink无线通信来实现。

9.一种面向民机航电系统远程构型管理的管理方法，其特征在于，该方法是基于如权利要求1至8中任一所述的一种面向民机航电系统远程构型管理的软件架构；该方法包括地面端构型管理，对整个机队的机载设备和机载软件构型信息进行管理；地面端构型管理子系统主动查询和实时监听来自机队不同飞机的构型报告，并对构型数据进行比对和更新；具体为：

实时查询地面端的机载构型信息；

监听机载系统数据，并判断所述机载系统数据中是否存在机载构型信息；

若不存在机载构型信息，则继续监听机载系统数据；若存在机载构型信息，则判断所述机载构型信息是否为机载软件构型；

若是机载软件构型，则判断所述机载软件构型的版本是否比现场可加载软件库中的软件构型版本低；若不是机载软件构型，则判断是否是机载设备构型；若是机载设备构型，则与地面构型数据库中的设备构型进行对比，并判断设备构型与构型信息是否一致；

若所述机载软件构型的版本比现场可加载软件库中的软件构型版本低，则选择待上传的现场可加载软件包，并进行加密、签名和打包，上传和加载相应的现场可加载软件包；若所述机载软件构型的版本不比现场可加载软件库中的软件构型版本低，则与地面构型数据库中的软件构型对比，并判断构型信息是否一致，若不一致，则更新地面构型数据库；

继续监听机载系统数据。

10.根据权利要求9所述的一种面向民机航电系统远程构型管理的管理方法，其特征在于，该方法还包括机载端系统构型管理，当机队的某架飞机完成执飞计划降落后，机载端构型管理子系统将主动对机载端不同航线可更改单元LRU设备的构型数据进行查询，并将查询结果上报到地面系统，供地面系统进行构型同步；具体为：

监听地面系统数据；

判断是否收到地面端的构型查询指令；若收到构型查询指令，则结合定时任务，查询机载软件构型信息；若未收到构型查询指令，则判断是否收到现场可加载软件数据包或加载指令，若是，则进行数据存储或加载；

将查询到的机载软件构型信息与机载构型数据库进行对比，若查询到的机载软件构型信息与机载构型数据库中的不一致，则更新机载构型数据库；

根据查询结果，进行数据加密和上报。