ACARS机载系统及其故障诊断与健康管理方法技术方案

本发明专利技术公开了ACARS机载系统及其故障预测与健康管理方法，所述机载系统包括通信单元、通信管理单元、综合模块化航空电子设备和控制/显示单元，所述综合模块化航空电子设备包括有数据采集模块、数据处理模块、状态监控模块、健康评估与故障诊断模块，所述机载系统与地面控制中心之间通信，实现飞机与地面之间的实时信息传输，同时，机载系统设有数据采集模块、数据处理模块、状态监控模块、健康评估与故障诊断模块，能够对ACARS系统本身进行健康状况的监控和故障诊断，从而进一步提高了ACARS系统的安全性和可靠性，保障飞行安全。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空电子
，具体涉及ACARS机载系统及其故障诊断与健康管理方法。
技术介绍
飞机通信寻址与报告系统(AircraftCommunicationsAddressingandReportingSystem，简称ACARS)是一种在飞机和地面站之间通过无线电或卫星传输短消息的数字数据链系统，广泛应用于空中交通服务和航空公司运行控制，作为飞机运行控制与服务、飞机/发动机远程状态监控与故障诊断、地面服务等重要通信联系和信息传递的手段，是当下民用飞机通信领域使用最多、最广泛的数据链系统。ACARS系统对航空飞行安全十分重要，当前的ACARS系统能够实现飞机与地面之间的实时信息传输，但不能对ACARS机载系统本身进行健康状况的监控和故障诊断，导致现有的ACARS系统存在安全性、可靠性较差的问题，直接威胁飞行安全。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供ACARS机载系统及其故障诊断与健康管理方法，既能实现飞机与地面之间的实时信息传输，又能对ACARS机载系统本身进行健康状况的监控和故障诊断，提高ACARS系统的安全性和可靠性，进而保障飞行安全。本专利技术通过下述技术方案实现：ACARS机载系统，包括通信单元、通信管理单元、综合模块化航空电子设备和控制/显示单元，其中，所述通信单元与通信管理单元电连接，用于通信管理单元与地面控制中心的数据交换；所述通信管理单元与综合模块化航空电子设备电连接，用于接收综合模块化航空电子设备的指令，控制通信单元与综合模块化航空电子设备之间的通信；所述综合模块化航空电子设备外接机载航电系统，用于获取机载航电系统传送的飞机飞行相关信息和地面控制中心发送的ACARS机载系统各单元运行状态信息，并对获取的数据进行分析、判断,具体包括数据采集模块、数据处理模块、状态监控模块、健康评估与故障诊断模块和存储模块；所述控制/显示单元与综合模块化航空电子设备电连接，用于向综合模块化航空电子设备发出操作指令和显示综合模块化航空电子设备获取的数据。特别地，所述通信管理单元与综合模块化航空电子设备之间通过AFDX数据总线连接。特别地，所述通信单元与通信管理单元之间通过ARINC429数据总线连接。特别地，所述通信单元包括卫星通信单元、高频通信单元、甚高频通信单元。特别地，所述控制/显示单元采用触摸屏。对ACARS机载系统进行故障诊断与健康管理的方法，包括以下步骤：S1、通信单元周期性的发送通信单元自身运行状态信息至通信管理单元，所述通信单元运行状态信息至少包括通信单元各模块的温度、电流、电压、天线状态信息以及各设备的工作模式、工作频率、工作状态、故障参数信息；S2、通信管理单元将获取的通信单元运行状态信息及通信管理单元自身的运行状态信息发送至综合模块化航空电子设备，所述通信管理单元运行状态信息至少包括通信管理单元各模块的温度、电流、电压、内存使用率信息以及各设备的工作模式、链路状态、故障参数信息；S3、综合模块化航空电子设备对通信单元运行状态信息和通信管理单元运行状态信息进行分析，判断ACARS机载系统健康状况，并对ACARS机载系统故障情况进行诊断。特别地，所述步骤S3包括：S31、数据采集模块获取通信单元运行状态信息和通信管理单元运行状态信息；S32、数据处理模块对数据采集模块获取的通信单元运行状态信息和通信管理单元运行状态信息进行数据转换和特征提取，获得特征数据；S33、状态监控模块监控ACARS机载系统各设备以及单元模块的运行状态，并设定各设备以及单元模块的各项特征数据的阈值范围和数学关系；S34、健康评估与故障诊断模块根据ACARS机载系统各设备以及单元模块状态信息，评估ACARS机载系统的健康状况，并在ACARS机载系统发生故障时，判断故障原因及故障的严重程度。特别地，所述对ACARS机载系统进行故障诊断与健康管理的方法还包括步骤S4：S4、控制/显示单元显示ACARS机载系统健康状况及故障诊断情况。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本专利技术所述ACARS机载系统及其故障诊断与健康管理方法，机载系统与地面之间通过通信单元进行通信，实现飞机与地面之间的实时信息传输，同时，机载系统设有数据采集模块、数据处理模块、状态监控模块、健康评估与故障诊断模块，能够对ACARS机载系统本身进行健康状况的监控和故障诊断，从而进一步提高了ACARS系统的安全性和可靠性，保障飞行安全。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术实施例1提供的ACARS机载系统结构框图。图2为本专利技术实施例2提供的对ACARS机载系统进行故障诊断与健康管理的方法的流程图。图3为本专利技术实施例2提供的综合模块化航空电子设备对通信单元运行状态信息和通信管理单元运行状态信息进行分析、判断的流程示意图。图4为本专利技术实施例2提供的ACARS机载系统故障诊断专家系统结构框图。图5为本专利技术实施例2提供的ACARS机载系统故障树框图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1如图1所示，图1为本专利技术实施例1提供的ACARS机载系统结构框图。ACARS系统包括机载系统、地面控制系统和通信基站。通信基站实现机载系统与地面控制中心之间的通信。机载系统设置于飞机上，包括通信单元、通信管理单元、综合模块化航空电子设备和控制/显示单元。ACARS机载系统与地面控制中心之间的通信通过甚高频、卫星、高频三个空地通信子网中的某一个实现。甚高频通信是最为廉价的一种通讯方式，但由于其直线传输的局限性无法跨海洋传播；卫星通信是通过INMARSAT卫星网络(可以覆盖出基地外的全球)进行传播，相当昂贵；高频网络的建立是为了覆盖卫星通信的死角。相应地，所述通信基站包括卫星、高频电台和甚高频电台。相应地，所述通信单元包括卫星数据通信单元、高频通信单元和甚高频通信单元。通信单元与通信管理单元通过ARINC429数据总线通信，同时与地面控制中心无线通信，航空公司根据ACARS机载系统与地面控制中心之间传送信息的具体内容判断采用哪个通信子网进行信息的传递，并生成一张传送信息与通信子网的对应表内置于综合模块化航空电子设备，综合模块化航空电子设备根据对应表选择最佳子网，向通信管理单元发出控制指令，通信管理单元选择对应的通信单元和通信基站实现ACARS机载系统与地面控制中心之间的数据交换。同时，通信单元周期性的发送通信单元自身运行状态信息至通信管理单元，所述通信单元运行状态信息至少包括通信单元各模块的温度、电流、电压、天线状态信息以及各设备的工作模式、工作频率、工作状态、故障参数信息等。通信管理单元与综合模块化电子设备通过AFDX数据总线通信，接收综合模块化航空电子设备的指令，控制通信单元与综合模块化航空电子设备之间的通信。同时，卫星通信单元、高频通信单元和甚高频通信单元的运行状态信息周期性的通过ARINC429数据总线发送至通信管理单元，通信管理单元将自身的运行状态信息及通信单元运行状态信息通过AFDX数据总线发送本文档来自技高网...

【技术保护点】
ACARS机载系统，其特征在于，包括通信单元、通信管理单元、综合模块化航空电子设备和控制/显示单元，其中，所述通信单元与通信管理单元电连接，用于通信管理单元与地面控制中心的数据交换；所述通信管理单元与综合模块化航空电子设备电连接，用于接收综合模块化航空电子设备的指令，控制通信单元与综合模块化航空电子设备之间的通信；所述综合模块化航空电子设备外接机载航电系统，用于获取机载航电系统传送的飞机飞行相关信息和地面控制中心发送的ACARS机载系统各单元运行状态信息，并对获取的数据进行分析、判断,具体包括数据采集模块、数据处理模块、状态监控模块、健康评估与故障诊断模块和存储模块；所述控制/显示单元与综合模块化航空电子设备电连接，用于向综合模块化航空电子设备发出操作指令和显示综合模块化航空电子设备获取的数据。

【技术特征摘要】
1.ACARS机载系统，其特征在于，包括通信单元、通信管理单元、综合模块化航空电子设备和控制/显示单元，其中，所述通信单元与通信管理单元电连接，用于通信管理单元与地面控制中心的数据交换；所述通信管理单元与综合模块化航空电子设备电连接，用于接收综合模块化航空电子设备的指令，控制通信单元与综合模块化航空电子设备之间的通信；所述综合模块化航空电子设备外接机载航电系统，用于获取机载航电系统传送的飞机飞行相关信息和地面控制中心发送的ACARS机载系统各单元运行状态信息，并对获取的数据进行分析、判断,具体包括数据采集模块、数据处理模块、状态监控模块、健康评估与故障诊断模块和存储模块；所述控制/显示单元与综合模块化航空电子设备电连接，用于向综合模块化航空电子设备发出操作指令和显示综合模块化航空电子设备获取的数据。2.根据权利要求1所述的ACARS机载系统，其特征在于，所述通信管理单元与综合模块化航空电子设备之间通过AFDX数据总线连接。3.根据权利要求1所述的ACARS机载系统，其特征在于，所述通信单元与通信管理单元之间通过ARINC429数据总线连接。4.根据权利要求1所述的ACARS机载系统，其特征在于，所述通信单元包括卫星通信单元、高频通信单元、甚高频通信单元。5.根据权利要求1所述的ACARS机载系统，其特征在于，所述控制/显示单元采用触摸屏。6.对如权利要求1至5任一所述的ACARS机载系统进行故障诊断与健康管理的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通信单元周期性的发送通信单元自身运行状态信...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯晓波，封世领，姚宪国，
申请(专利权)人：中电科航空电子有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51