JP2013107633A - メッセージを送受信するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータスレポートを生成することができる航空機用のヘルスマネジメントシステムおよび航空機のそのようなヘルスマネジメントシステムからそのようなステータスレポートを供給する方法であって、ハードウェア要素のアップグレードなどに伴うコスト、遅延の増大がない方法を提供する
【解決手段】データネットワーク６接続され、ステータスメッセージを出力する複数のシステム４において、ステータスメッセージから入力アレイを生成し、他方、航空機のステータス要求に対応する構成表を生成し、よってステータス要求により指定されたステータスレポートを生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、航空機用のヘルスマネジメントシステムおよびその方法に関する。

現代の航空機は、航空機の故障の診断または予測（予知）において補助する機上整備システム（ＯＭＳ：Ｏｎｂｏａｒｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ）またはヘルスモニタリングシステムもしくは統合ビークルヘルスマネジメント（ＩＶＨＭ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｈｅａｌｔｈ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）システムを含む可能性がある。そのような現在のヘルスマネジメントシステムは、種々の航空機データを収集し、該データを分析して航空機に関する任意の異常または故障もしくは問題の他の兆候を特定し、同を報告してもよい。ヘルスマネジメント機能を達成するために、該システムは、様々な情報源からの入力を集約し、それらを統合整理し、１つまたは複数の送信先にカスタマイズされた応答を送信しなければならない可能性がある。そのようなシステムでは、ハードウェア要素がアップグレードされた場合などに、システムにおいて小さい変更が頻繁に必要になるので問題が起き、それにより、システムを実施するために使用されているソフトウェアの再プログラミングが必要になる。次いで、ソフトウェアパッケージ全体が認証されなければならず、それにより、単なる再プログラミングを超える相当なコストおよび相当な遅延を招く。

米国特許第７７４３２８５号明細書

一実施形態では、データネットワークに接続されておりかつステータスメッセージを出力する複数のシステムを含む航空機のヘルスマネジメントシステムからステータスレポートを供給する方法が、ステータスメッセージから入力アレイを生成するステップと、メッセージ処理ユニットに関連付けられているメモリ内に入力アレイの少なくともいくらかをロードするステップと、航空機のステータス要求（ｓｔａｔｕｓ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ）に対応する複数の方程式を含む構成表を生成するステップであり、方程式の少なくともいくつかがステータスメッセージに対応する変数を有する、生成するステップと、方程式をメッセージ処理ユニット内にロードするステップと、変数の入力アレイを用いてメッセージ処理ユニット内で方程式を実行し、方程式に対する結果を生成するステップと、実行された方程式の結果から、ステータス要求により指定されたステータスレポートを生成するステップとを含む。

別の実施形態では、航空機用のヘルスマネジメントシステムが、データネットワークに接続されておりかつステータスメッセージを出力する複数のシステムを含み、該ヘルスマネジメントシステムは、ステータスメッセージを受信しかつ入力アレイを生成するように構成されているヘルスマネジメントソフトウェアアプリケーションと、航空機のステータス要求に対応する複数の方程式を含む構成表と、対応するメモリを備えた処理ユニットを有するレポートジェネレータであり、メモリは入力アレイの少なくとも一部分を受信するように構成されており、処理ユニットは方程式を受信し、方程式に対して該入力アレイを変数として用いて該方程式を実行し、システム要求により指定されたステータスレポートを示す出力アレイを生成するように構成されている、レポートジェネレータとを含む。構成表は、ヘルスマネジメントソフトウェアアプリケーションをアップデートすることなく構成表がアップデートされ得るように、ヘルスマネジメントソフトウェアアプリケーションから独立している可能性がある。

本発明の第１の実施形態によるヘルスマネジメントシステムを有する航空機の概略図である。 図１のヘルスマネジメントシステムの概略図である。 図２に示されているヘルスマネジメントシステムの部分の概略図である。

簡易ヘルスマネジメントシステムの概要が、そのようなヘルスマネジメントシステムの環境を検討するのに役に立つであろう。図１は、航空機２の適正な運航を可能にする複数の航空機部材システム４と、複数の航空機部材システム４が互いにかつヘルスマネジメントシステム８とそれで通信することができるデータネットワーク６とを有する航空機２の一部分を概略的に示している。限定されない例として、航空機部材システム４は、ステータスメッセージをヘルスマネジメントシステム８へ出力してもよい。限定されない例として、ヘルスマネジメントシステムは、統合ビークルヘルスマネジメント（ＩＶＨＭ）システムまたは他の適切なシステムであってもよく、航空機２の故障の診断および予測において補助する航空機ヘルスマネジメント（ＡＨＭ：ａｉｒｃｒａｆｔ ｈｅａｌｔｈ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）コンピュータ１０を含んでいてもよい。

ＡＨＭコンピュータ１０は、任意の適切な数の個々のマイクロプロセッサと、電源と、記憶デバイスと、インターフェースカードと、他の標準的な構成要素とを含んでいてもよいか、またはそれらに関連付けられていてもよい。ＡＨＭコンピュータ１０は、任意の数の部材システムまたはデータの収集および格納の管理に関与するソフトウェアプログラムからの入力を受信してもよく、したがって、ＡＨＭコンピュータ１０は、複数の航空機部材システム４と通信しているように示されている。動作中、複数の航空機部材システム４は、複数の航空機部材システム４の動作データの少なくともいくらかに関するステータスメッセージを送信してもよく、ＡＨＭコンピュータ１０は、そのようなデータに基づいて、航空機２の健全な機能を判定してもよい。動作中、複数の航空機部材システム４のアナログ入力およびアナログ出力が、ヘルスマネジメントシステム８によりモニタされていてもよく、ヘルスマネジメントシステム８は、そのようなデータに基づいて、航空機２の健全な機能を判定してもよい。

一般に、ヘルスマネジメントシステムには、ヘルスマネジメントシステムのシステムステータスレポートの各項目がどのように計算されるかを簡潔に指定する非常に詳細な要求セットがあってもよい。これら要求の複雑さは、ネットワークトポロジー、デバイス待ち時間、および変動するメッセージ速度などの要因を含んで、大きく変化する可能性がある。

必要なデータはソフトウェアメッセージにより供給されてもよく、該ソフトウェアメッセージは、入力に適切な論理を当てはめた後にステータスレポートがそこから生成され得るＡＨＭへの入力として使用されてもよい。本発明の一実施形態が、詳細な要求を、方程式の形で適用され得るブール論理に変換することを提案する。システムステータスレポートにおいてシングルビットを指定するシステム要求の簡単な例には、Ｍｏｄｕｌｅ＿Ｌｅｆｔ＿Ａ＿Ｆａｎ＿Ｆａｕｌｔがアクティブである場合またはＭｏｄｕｌｅ＿Ｌｅｆｔ＿Ａ＿Ｖａｌｕｅ＿Ｆａｕｌｔがアクティブである場合に、システムステータスレポートにおいてＭｏｄｕｌｅ＿Ｌｅｆｔ＿Ａ＿Ｆａｉｌｕｒｅをアクディブに設定することが含まれていてもよい。この例では、航空機部材システム４のステータスメッセージにより供給される２つのステータスビットのうちの１つがアサートされた場合、ステータスレポートにおけるシングルビットがアサートされる。この要求はまた、以下の方程式でブール論理を用いて表すことができると考えられる。

Ｙ＝Ａ＋Ｂ （１）
この例は２つの入力のみを使用して１つの出力を生成するが、任意の所与の出力のための入力数は、１つの入力から任意の数の入力まで変動する可能性があり、その数は、メモリ量および利用可能な処理能力により制限される可能性がある。

また、出力フィールドに入力フィールドをマッピングする変換のセットとして、その挙動がモデル化されてもよいことが分かっている。このことは、あらゆる入力フィールドおよび出力フィールドに関する固有インデックスを生成することにより達成されてもよい。次に、要求により指定されている変換を用いて、現在の入力値セットを使用して出力値を生成する。

この手法を実施する一実施形態が図２に示されており、ヘルスマネジメントシステム８はヘルスマネジメントソフトウェアアプリケーション１２を含んでいてもよいと考えられる。ヘルスマネジメントソフトウェアアプリケーション１２はＡＨＭコンピュータ１０に備えられており、データネットワーク６で通信してもよく、航空機部材システム４からステータスメッセージ１４を受信するように構成されていてもよい。

ヘルスマネジメントソフトウェアアプリケーション１２はまた、受信されたステータスメッセージ１４から入力アレイ１５（図３）を生成するように構成されていてもよい。また、構成表１６が、ヘルスマネジメントシステム８内に含まれていてもよく、また、ＡＨＭコンピュータ１０に備えられていてもよく、ヘルスマネジメントソフトウェアアプリケーション１２をアップデートすることなく構成表１６がアップデートされてもよいように、ヘルスマネジメントソフトウェアアプリケーション１２から独立していてもよい。構成表１６は航空機２のステータス要求に対応する複数の方程式１７（図３）を含んでいてもよいと考えられる。

また、レポートジェネレータ１８がヘルスマネジメントシステム８に含まれていてもよく、また、ＡＨＭコンピュータ１０に備えられていてもよい。レポートジェネレータ１８は、対応するメモリ２２を備えたメッセージ処理ユニット２０を含んでいてもよい。メモリ２２は、入力アレイ１５の少なくとも一部分を受信するように構成されていてもよく、メッセージ処理ユニット２０は、方程式を受信し、方程式１７に対して入力アレイ１５を変数として用いて構成表１６内で該方程式を実行し、システム要求により指定されているステータスレポート２４を示す出力アレイ２６（図３）を生成するように構成されていてもよく、該出力アレイは、次いで、所定の送信先に送信されてもよい。ヘルスマネジメントシステムの上記部分は、ＡＨＭコンピュータ１０に備えられているように記載してきたが、それらは、あるいは、別個のコンピュータに配置されていてもよいと考えられる。図３が、入力アレイ１５と、ステータスレポート２４を示す出力アレイ２６と、構成表１６が複数の方程式１７を含んでいてもよいこととをより明瞭に示している。

前述の実施形態は、ヘルスマネジメントシステム８からステータスレポート２４を供給する方法を実施することができる。そのような方法は、ステータスメッセージ１４から入力アレイ１５を生成するステップと、メッセージ処理ユニット２０に関連付けられているメモリ２２内に入力アレイ１５の少なくともいくらかをロードするステップと、航空機２のステータス要求に対応する複数の方程式１７を含む構成表１６を生成するステップと、方程式１７をメッセージ処理ユニット２０内にロードするステップと、入力アレイ１５を変数として用いてメッセージ処理ユニット２０内で方程式１７を実行し、方程式１７に対する結果を生成するステップと、実行された方程式１７の結果からステータス要求のステータスレポート２４を生成するステップとを含んでいてもよい。

入力アレイ１５を生成するステップは、ヘルスマネジメントソフトウェアアプリケーション１２がデータネットワーク６で通信してステータスメッセージ１４を受信しかつ受信されたステータスメッセージ１４から入力アレイ１５を生成することを含んでいてもよい。入力アレイ１５は、ステータスメッセージ１４の少なくともいくつかのリストを含むであろうこと、およびステータスメッセージ１４の全てのリストを含んでいてもよいことが考えられる。入力アレイ１５は、所定の順番のステータスメッセージ１４のリストとして構成されていてもよい。例えば、入力アレイ１５は、入力アレイ１５内の固有の位置に合わせて入力アレイ１５内の各ステータスメッセージ１４にインデックスを付けることにより整理されてもよい。

入力アレイ１５を生成するステップは、ステータスメッセージ１４を読み出すことを含んでいてもよい。これは、１つの相互作用当たり１度、ステータスメッセージ１４のリスト全体を処理することができるＢｕｌｋＩＯ式機構（ＢｕｌｋＩＯ−ｓｔｙｌｅ ｆｅａｔｕｒｅ）を使用して実施されてもよい。このことにより、プラットホームソフトウェアがメッセージを効率的に処理し、新しいステータスメッセージ１４を受信するのに必要な待ち時間を最小限にすることが可能になる。ステータスメッセージ１４は、次いで、認証されてもよく、入力アレイ１５は、次いで、有効なステータスメッセージから作成される。ステータスメッセージ１４のコンテンツは、その妥当性が検証されてもよい。さらに、予想速度で到達し損なった任意のステータスメッセージ１４は、妥当でないとして印を付けられてもよい。ステータスメッセージ１４は解凍されてもよいこと、および値は入力アレイ１５内に配置されてもよいことが考えられる。解凍操作を非常に少なく保つことができる複数の技法がある。多くのシステムでは、メッセージを直接入力アレイ１５内に読み出すことが可能であろう。

構成表１６は、ヘルスマネジメントシステム８の動作中に生成されてもよく、航空機２のステータス要求に対応する複数の方程式１７を含んでいてもよい。方程式の少なくともいくつかは、航空機部材システム４から受信されたステータスメッセージに対応する変数を有していてもよい。方程式１７は、システム要求に関するブール論理の決定を表してもよい。方程式１７は、ワンパス処理のために配列されてもよいと考えられる。限定されない例として、方程式１７は、方程式を逆ポーランド表記法で書き込むことにより、ワンパス処理のために配列されてもよい。

構成表１６は、ヘルスマネジメントソフトウェアアプリケーション１２から独立して生成されてもよい。入力アレイ１５および構成表１６は、方程式１７の実行時に方程式１７の変数が入力アレイ１５から利用可能であるように整理されてもよいと考えられる。ある方程式への入力が別の方程式からの出力である場合、方程式は、一方の方程式が他方を待つ必要がないように順番に配列されてもよいことが考えられる。

ステータスレポート２４を生成するステップは、その結果から出力メッセージを生成することを含んでいてもよい。出力メッセージは出力アレイ２６内にあってもよいと考えられる。ステータスレポート２４を生成するステップはまた、出力メッセージを圧縮することを含んでいてもよい。さらに具体的には、出力アレイ２６からのデータが、発信メッセージ内に圧縮されてもよい。前述の入力アレイと同様に、１対１マッピングが、圧縮操作のオーバーヘッドを大いに最小化しながら、出力アレイ２６と出力メッセージの本文との間に設定されてもよい。圧縮された出力メッセージは、次いで、所定の送信先に送信されてもよい。再度、ＢｕｌｋＩＯ式機構の可用性により、この操作を実施するのに必要な仕事量の簡略化が可能になる。

ヘルスマネジメントソフトウェアアプリケーション１２は、ステータスメッセージ１４に関して複数のシステム４を繰り返しポーリングしてもよく、入力アレイ１５は、経時的に繰り返し生成されてもよい。入力アレイ１５の少なくともいくらかをロードするステップ、方程式１７を実行するステップ、およびステータスレポート２４を生成するステップは、入力アレイ１５の各生成について実施されてもよいと考えられる。構成表１６を生成するステップおよび方程式１７をロードするステップは、入力アレイ１５の各生成について実施されなくてもよいと考えられる。

方程式１７のいくつかが、単一入力メッセージフィールドのヒストリカル値を参照してもよいと考えられる。このことにより、単一入力フィールドの変化する一連の値に基づいて出力データが特定されることが可能になる。この挙動は、方程式内に確認されるサンプルの各々について入力アレイ１５に追加入力を加えることによりサポートすることができる。このことに関する表記は、入力アレイの所与の値のヒストリカル値を特定する下付き文字を使用して表すことができる。例えば、式：
Ｘ＝Ａ₀＋Ａ₁＋Ａ₂ （２）
では、Ｘは、Ａの最新の３つの値を検討することにより計算されてもよい。それらのいずれかが真である場合、Ｘは真である。この機能性をサポートするのに必要な内部状態のため、システムが維持することができるヒストリカル値の数字に上限がある可能性がある。

また、ヒストリカル値を参照する能力により、ヒステリシスおよびラッチされた値のためのサポートが可能になる。この機能性は、現在値への入力として方程式の前の値を組み入れることによりサポートすることができる。ある値が１度アサートされた後のヒステリシスにより、該値は、追加の特定の反復または特定の期間の間、アサートされたままである可能性があり、次に、解除される可能性がある。値はラッチされ、特定の外部入力によりクリアされるまで、アサートされた状態に留められてもよい。ヒステリシスおよびラッチ技術により、追加のソフトウェアの開発または認証を必要とすることなく、値をどのくらいの時間アサートされた状態に留めるべきかに関する指定が可能になる。構成により可能になったヒストリカル値の数字の上限が、各方程式の適正な検証を確実にするために置かれてもよい。

技術的効果は、ヘルスマネジメントシステム８の柔軟性の増大および新しいシステムまたはアップデートされたシステムの要求によるソフトウェア変更のリスクの最小化である。前述の実施形態は、広範囲の様々なメッセージを送受信する過程をサポートしてもよく、本方法は、処理されるメッセージの数および種類が構成表１６をアップデートすることにより変更されてもよいように十分に柔軟性がある。したがって、前述の実施形態は、追加の開発による代わりに再構成により変更が施されてもよいことを含む種々の利益を提供する。

１つの利益が、実際のソフトウェアの再テストをほとんどまたは全く行わずに、種々のスケジューリング変更および構成変更が施されてもよいことである。構成の新しい部分および／またはアップデートされた部分のみが再テストを必要とする可能性があると考えられる。前述のシステムの基本的な設計は、広範囲の様々なメッセージ処理用途およびメッセージフィルタリング用途に適合可能である可能性がある。さらに、前述の実施形態により、いかなる所与の構成に関してもプロセッサおよびメモリの要求が正確に計算される設計段階の間に、アプリケーションの挙動が正確にモデル化されることが可能になる。この情報により、基幹システムのための安全評価過程が簡略化される。あるアーキテクチャでは、操作が命令操作コードの代わりにデータ要素として最初にコード化されるため、全体的な性能はやはり従来の手法のそれより高い。これらのデータ要素に必要なコード化は、プロセッサ命令セットを使用する等価のコード化に必要な場合より少ないストレージを必要とする。このことにより、プロセッサ内にロードされる必要がある全体的な情報量は減少し、全体的な性能が高まることが可能になる。さらに、商業上の利点が、追加のソフトウェアを開発することなく、ソフトウェアが複数のシステム内で再利用され得ることである。

本明細書は、例を用いて、最良の形態を含めて本発明を開示し、また、任意のデバイスまたはシステムを作成することおよび使用することならびに任意の援用された方法を実施することを含めて、任意の当業者が本発明を実践することを可能にしている。本発明の特許性のある範囲は特許請求の範囲により定められ、当業者に思い付く他の例を含み得る。そのような他の例は、それらが特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文言と僅かしか異ならない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲の範囲内に入るものとする。

２ 航空機
４ 航空機部材システム
６ データネットワーク
８ ヘルスマネジメントシステム
１０ 航空機ヘルスマネジメント（ＡＨＭ）コンピュータ
１２ ヘルスマネジメントソフトウェアアプリケーション
１４ ステータスメッセージ
１５ 入力アレイ
１６ 構成表
１７ 方程式
１８ レポートジェネレータ
２０ メッセージ処理ユニット
２２ メモリ
２４ ステータスレポート
２６ 出力アレイ

Claims (20)

1. データネットワークに接続されておりかつステータスメッセージを出力する複数のシステムを含む航空機のヘルスマネジメントシステムからステータスレポートを供給する方法であって、
   前記ステータスメッセージから入力アレイを生成するステップであり、前記入力アレイは前記ステータスメッセージのうち少なくともいくつかのリストを含む、生成するステップと、
   メッセージ処理ユニットに関連付けられているメモリ内に前記入力アレイの少なくともいくらかをロードするステップと、
   前記航空機のステータス要求に対応する複数の方程式を含む構成表を生成するステップであり、前記方程式の少なくともいくつかが前記ステータスメッセージに対応する変数を有する、生成するステップと、
   前記方程式を前記メッセージ処理ユニット内にロードするステップと、
   前記変数の前記入力アレイを用いて前記メッセージ処理ユニット内で前記方程式を実行し、前記方程式に対する結果を生成するステップと、
   前記実行された方程式の前記結果から、前記ステータス要求により指定されたステータスレポートを生成するステップと
   を含む、方法。
2. 前記入力アレイを生成する前記ステップは、ヘルスマネジメントソフトウェアアプリケーションが前記データネットワークで通信して前記ステータスメッセージを受信し、かつ前記受信されたステータスメッセージから前記入力アレイを生成することを含む、請求項１記載の方法。
3. 前記ヘルスマネジメントソフトウェアアプリケーションは、前記ステータスメッセージに関して前記複数のシステムを繰り返しポーリングする、請求項２記載の方法。
4. 前記構成表は、前記ヘルスマネジメントソフトウェアアプリケーションとは独立して生成される、請求項２記載の方法。
5. 前記入力アレイおよび前記構成表は、前記方程式の実行時に、前記方程式の前記変数が前記入力から利用可能であるように整理される、請求項１記載の方法。
6. 前記入力アレイは、前記アレイ内の固有の位置に合わせて前記入力アレイ内の各前記ステータスメッセージにインデックスを付けることにより整理される、請求項１記載の方法。
7. 前記方程式は、前記方程式の各々の実行時に前記変数が利用可能であるように整理される、請求項６記載の方法。
8. 前記入力アレイを生成する前記ステップは、経時的に繰り返し実施される、請求項１記載の方法。
9. 前記入力アレイの少なくともいくらかをロードする前記ステップ、前記方程式を実行する前記ステップ、および前記ステータスレポートを生成する前記ステップは、前記入力アレイの各生成について実施される、請求項８記載の方法。
10. 前記構成表を生成する前記ステップおよび前記方程式をロードする前記ステップは、前記入力アレイの各生成について実施されない、請求項９記載の方法。
11. 前記方程式は、前記システム要求に関するブール論理の決定を表す、請求項１記載の方法。
12. 前記方程式は、ワンパス処理のために配列される、請求項１記載の方法。
13. 前記ワンパス処理のために配列されることは、前記方程式を逆ポーランド表記法で書き込むことを含む、請求項１２記載の方法。
14. データネットワークに接続されておりかつステータスメッセージを出力する複数のシステムを含む航空機用のヘルスマネジメントシステムであって、
    前記データネットワークで通信し、かつ前記ステータスメッセージを受信し前記受信されたステータスメッセージから入力アレイを生成するように構成されているヘルスマネジメントソフトウェアアプリケーションであり、前記入力アレイは、所定の順番の前記ステータスメッセージのリストとして構成されている、ヘルスマネジメントソフトウェアアプリケーションと、
    前記航空機のステータス要求に対応する複数の方程式を含む構成表であり、前記方程式の少なくともいくつかが前記ステータスメッセージに対応する変数を有する、構成表と、
    対応するメモリを備えた処理ユニットを有するレポートジェネレータであり、前記メモリは前記入力アレイの少なくとも一部分を受信するように構成されており、前記処理ユニットは、前記方程式を受信し、前記方程式に対して前記入力アレイを変数として用いて前記方程式を実行し、前記システム要求により指定されているステータスレポートを示す出力アレイを生成するように構成されている、レポートジェネレータと
    を含み、
    前記構成表は、前記ヘルスマネジメントソフトウェアアプリケーションをアップデートすることなく前記構成表がアップデートされ得るように、前記ヘルスマネジメントソフトウェアアプリケーションから独立している、
    ヘルスマネジメントシステム。
15. 前記ヘルスマネジメントソフトウェアアプリケーションは、前記ステータスメッセージに関して前記複数のシステムを繰り返しポーリングする、請求項１４記載のヘルスマネジメントシステム。
16. 前記方程式は、前記システム要求に関するブール論理の決定を表す、請求項１４記載のヘルスマネジメントシステム。
17. 前記方程式は、ワンパス処理のために配列される、請求項１４記載のヘルスマネジメントシステム。
18. 前記方程式がワンパス処理のために配列されることは、前記方程式を逆ポーランド表記法で書き込むことを含む、請求項１７記載のヘルスマネジメントシステム。
19. 前記入力アレイおよび前記構成表は、前記方程式の実行時に、前記方程式の前記変数が前記入力アレイから利用可能であるように整理される、請求項１４記載のヘルスマネジメントシステム。
20. 前記入力アレイは、前記アレイ内の固有の位置に合わせて前記入力アレイ内の各前記ステータスメッセージにインデックスを付けることにより整理される、請求項１４記載のヘルスマネジメントシステム。