一种柔性分布式飞机管理系统架构技术方案

本申请提供了一种柔性分布式飞机管理系统架构，包括：中心控制与管理层，其包括多个综合管理计算机和多个网络交换机，用于处理飞机管理系统内跨域区的综合控制与管理；区域控制与管理层，其包括多个区域控制装置，其连接于网络交换机，用于对各分系统的信息进行综合调度、综合控制与管理；远端控制与管理层，其包括多个远端控制单元和具有控制能力的控制器，两者通过多余度网络连接于区域控制与管理层的多个区域控制装置，用于实现对终端设备层的信号采集与指令下发；终端设备层，其包括一个或多个传感器和/或作动执行机构，传感器和/或作动执行机构连接于远端控制与管理层的远端控制单元和/或控制器，实现终端信号采集和指令执行。执行。执行。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性分布式飞机管理系统架构


[0001]本申请属于飞机管理系统
，特别涉及一种柔性分布式飞机管理系统架构。

技术介绍

[0002]当前，航空飞行器飞机管理系统随着航空电子技术的飞速发展，正不断进行综合化、集成化、小型化、轻量化、软件化的转变和提升。
[0003]系统功能、逻辑实现方面，作为主要的运算和控制中心，根据实际需求大多设置多种类型的计算机，用于分别单独处理飞行控制与管理、机电控制与管理等，飞机管理系统综合水平相对较低，信息综合不够好，计算资源一定程度上存在浪费，整体经济性欠佳。
[0004]现有的综合控制与管理产品架构中的计算机设备及远程终端设备往往通过大量硬线接口，直接与布置于飞行器各部位的传感器、作动器、控制器等交联，这大大提升了系统在设计过程中的复杂度，不利于系统重量控制，特别是在个别接口更改的情况下可能给整个系统带来巨大的维护代价和不可预期的影响。
[0005]作为物理架构的连接桥梁，系统总线将系统中各主要设备连接在一起，设备间通过系统总线进行主要的信息交互。目前航空飞机管理系统中常用的总线类型包括1553B总线、HB6096总线、RS422总线、RS429总线、CAN总线等，上述总线根据系统信息交互特点和差异化需求适用于不用不同分系统，但随着传感及检测技术的发展，飞机管理系统中各分系统能够采集和监测的信息数量不断增长，同时对通讯的时间特性和对系统的扩展能力要求越来越高，同时要求系统更改要付出尽可能小的代价。因此，飞机管理系统中常用的总线已无法很好满足需求，需要构建新型柔性总线架构以适应新一代航空飞行器飞机管理系统实际使用需求。

技术实现思路

[0006]本申请的目的是提供了一种柔性分布式飞机管理系统架构，以解决或减轻
技术介绍
中的至少一个问题。
[0007]本申请的技术方案是：一种柔性分布式飞机管理系统架构，包括：
[0008]中心控制与管理层，所述中心控制与管理层包括多个综合管理计算机和多个网络交换机，所述综合管理计算机和网络交换机形成多余度网络架构，所述中心控制与管理层用于处理飞机管理系统内跨域区的综合控制与管理，同时与其他层级进行信息交互；
[0009]区域控制与管理层，所述区域控制与管理层包括多个区域控制装置，所述区域控制装置连接于中心控制与管理层的网络交换机，用于对各分系统的信息进行综合调度、综合控制与管理；
[0010]远端控制与管理层，所述远端控制与管理层包括多个远端控制单元和具有控制能力的控制器，所述远端控制单元和控制器通过多余度网络连接于区域控制与管理层的多个区域控制装置，用于实现对终端设备层的信号采集与指令下发；和
[0011]终端设备层，所述终端设备层包括一个或多个传感器和/或作动执行机构，所述传感器和/或作动执行机构连接于所述远端控制与管理层的远端控制单元和/或控制器，实现终端信号采集和指令执行。
[0012]进一步的，多个综合管理计算机连接至同一网络交换机，单一综合管理计算机又连接至多个网络交换机，从而形成余度网络架构。
[0013]进一步的，所述综合管理计算机与网络交换机之间通过TTE总线连接。
[0014]进一步的，每个区域控制装置连接多个网络交换机，从而形成多余度架构。
[0015]进一步的，所述区域控制装置与网络交换机通过TTE总线连接。
[0016]进一步的，所述远端控制与管理层和区域控制与管理层之间设置两条或多条并联设置的第一总线，远端控制与管理层中每个远端控制单元和控制器通过两条或多条并联设置的第二总线连接于第一总线，且区域控制与管理层中每个区域控制装置通过两条或多条并联设置的第二总线连接于第一总线，从而构成多余度网络。
[0017]进一步的，所述第一总线和第二总线为TTP总线。
[0018]本申请提供的柔性分布式系统架构主要面向航空飞行器机载飞机管理系统领域，针对机载飞机管理系统信息交互实际需求，解决了基于1553B总线技术的飞机管理系统架构设计中存在的通讯带宽无法满足信息传输需求、系统扩展能力不足、设计更改成本大、总线网络中总线控制器故障则无法进行通信调度等问题，同时改善了系统信息传输的时间特性指标(延时和时延抖动)，增强了系统整体适应性，有效降低了设计成本和维护成本，缩短了系统论证及方案设计周期。该架构具有适用面广泛、扩展性强、容错性能好、信息传输实时性和同步性好、成本低、维护性高等特点和优势，能够当前和新一代航空飞行器机载飞机管理系统使用需求。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
[0020]图1为本申请的柔性分布式飞机管理系统架构示意图。
具体实施方式
[0021]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
[0022]为了克服
技术介绍
中所提出的问题，本申请提供了一种柔性分布式飞机管理系统架构。
[0023]如图1所示，本申请提供的柔性分布式飞机管理系统架构共分为四个层级，分别为中心控制与管理层10、区域控制与管理层20、远端控制与管理层30和终端设备层40。
[0024]其中，中心控制与管理层10拥有飞机管理系统中最强大的核心计算资源，能够处理系统内跨域区的综合控制与管理，同时与其他系统进行信息交互。中心控制与管理层10包括多个综合管理计算机11以及多个网络交换机12，多个综合管理计算机11连接至同一网络交换机12、同一综合管理计算机11又连接至不同的网络交换机12，从而构成多余度网络。其中，中心控制与管理层10内综合管理计算机11与网络交换机12通过总线进行连接，中心
控制与管理层10的网络交换机12又通过总线与其他层级交联。中心控制与管理层10负责整个飞机管理系统信息综合调度、综合控制与管理。
[0025]区域控制与管理层20根据各分系统实际需求设置有多个区域控制装置21。例如在本申请一些实施例中，飞机中共有5个分系统需要区域控制，因此区域控制与管理层20内可设置5个区域控制装置21。每个区域控制装置21具有区域级综合计算能力和资源，每个区域控制装置21分别连接于中心控制与管理层10的多个网络交换机12，且每个区域控制装置21连接在至少两个总线上，通过总线向下一层级系统的远程控制单元或控制器发送控制指令，从而形成多余度控制。其中，区域控制与管理层设备20使用TTE(时间触发以太网)总线通过网络交换机12与中心控制与管理层10进行交联。区域控制与管理层20按系统级产品物理位置分区开展区域信息综合调度、综合控制与管理，实现“区域自治”。当某个区域控制装置21发生故障而无法与其他设备通讯时，整个系统可通过健康管理技术通过关联信号的解析及推理最大程度减轻个体故障对系统功能的影响。
[0026]远端控制与管理层30的计算能力较低，但可满足远端小范围的功能实现。远端控制与管理层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性分布式飞机管理系统架构，其特征在于，包括：中心控制与管理层(10)，所述中心控制与管理层(10)包括多个综合管理计算机(11)和多个网络交换机(12)，所述综合管理计算机(11)和网络交换机(12)形成多余度网络架构，所述中心控制与管理层(10)用于处理飞机管理系统内跨域区的综合控制与管理，同时与其他层级进行信息交互；区域控制与管理层(20)，所述区域控制与管理层(20)包括多个区域控制装置(21)，所述区域控制装置(21)连接于中心控制与管理层(10)的网络交换机(12)，用于对各分系统的信息进行综合调度、综合控制与管理；远端控制与管理层(30)，所述远端控制与管理层(30)包括多个远端控制单元(31)和具有控制能力的控制器(32)，所述远端控制单元(31)和控制器(32)通过多余度网络连接于区域控制与管理层(20)的多个区域控制装置(21)，用于实现对终端设备层(10)的信号采集与指令下发；和终端设备层(40)，所述终端设备层(40)包括一个或多个传感器(41)和/或作动执行机构(42)，所述传感器(41)和/或作动执行机构(42)连接于所述远端控制与管理层(30)的远端控制单元(31)和/或控制器(32)，实现终端信号采集和指令执行。2.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冲，刘海港，马欢，周莹莹，张波，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：