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基于大數據的飛機綜合健康管理系統和方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510629931.2

申請日:

2015.09.29

公開號:

CN105260426A

公開日:

2016.01.20

當前法律狀態:

實審

有效性:

審中

法律詳情: 實質審查的生效IPC(主分類):G06F 17/30申請日:20150929|||公開
IPC分類號: G06F17/30 主分類號: G06F17/30
申請人: 中國科學院自動化研究所
發明人: 張桂剛; 王健; 呂騭
地址: 100080北京市海淀區中關村東路95號
優先權: 2015102310717 2015.05.08 CN
專利代理機構: 北京博維知識產權代理事務所(特殊普通合伙)11486 代理人: 方振昌
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510629931.2

授權公告號:

|||

法律狀態公告日:

2016.02.17|||2016.01.20

法律狀態類型:

實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供一種基于大數據的飛機綜合健康管理系統和方法,所述方法包括:航空大數據源,用于獲取并向航空大數據標準化層發送第一航空數據;航空大數據標準化層,用于接收和對所述第一航空數據執行標準化轉換,得到符合規范的第二航空數據;航空大數據管理層,用于接收并對所述第二航空數據進行預處理,得到第三航空數據;航空大數據應用層,用于接收和對所述第三航空數據進行分析,得到飛機健康分析結果。本發明所述方法能夠提高航空管理智能化水平和飛機飛行安全。

權利要求書

1.一種基于大數據的飛機綜合健康管理系統,其特征在于,包括:
航空大數據源,用于獲取并向航空大數據標準化層發送第一航空數據;
航空大數據標準化層,用于接收和對所述第一航空數據執行標準化轉
換,得到符合規范的第二航空數據;
航空大數據管理層,用于接收并對所述第二航空數據進行預處理,得
到第三航空數據;
航空大數據應用層,用于接收和對所述第三航空數據進行分析,得到
飛機健康分析結果。
2.根據權利要求1所述的基于大數據的飛機綜合健康管理系統,其
特征在于,還包括:
航空大數據安全策略層,用于維護整個系統的數據或文件在長期的存
儲共享中不發生被篡改或丟失。
3.根據權利要求1所述的基于大數據的飛機綜合健康管理系統,其
特征在于,還包括:
航空大數據共享層,用于接收所述第一航空數據、第二航空數據和第
三航空數據并在整個系統上實現數據共享。
4.根據權利要求1所述的基于大數據的飛機綜合健康管理系統,其
特征在于,所述航空大數據源獲取的第一航空數據至少包括:
飛機機載系統數據、飛機地面系統數據、各空管系統數據、飛機的各
傳感器數據和航空論壇數據。
5.根據權利要求1所述的基于大數據的飛機綜合健康管理系統,其
特征在于,所述航空大數據管理層包括航空大數據管理平臺、總部航空機
構數據中心和一個或一個以上子航空機構數據中心;
所述航空大數據管理平臺包括、總部航空機構數據中心和各個子航空
機構數據中心均包括云管理系統、存儲庫、數據加工系統、數據調度系統、
數據服務系統和數據集成管理系統;
所述云管理系統用于整個系統中的數據進行統一的云管理;
航空大數據管理平臺的儲庫包括本地存儲、航空數據資源庫、航空機
構信息庫和管理服務信息庫;總部航空機構數據中心和各個子航空機構數
據中心的存儲庫包括本地存儲和航空數據資源庫;
所述數據調度系統用于實現第二航空數據在總部航空機構數據中心、
總部航空機構數據中心和子航空機構數據中心內的機架之間或存儲節點
之間的數據調度;
所述數據服務系統用于為所述預處理和所述數據分析等提供數據服
務;
所述數據集成管理系統用于實現對本地存儲的數據的統一集成管理。
6.根據權利要求5所述的基于大數據的飛機綜合健康管理系統,其
特征在于,所述航空大數據管理平臺、總部航空機構數據中心和各個子航
空機構數據中心之間通過VPN、固網或移動互聯網連接,并由航空大數據
管理平臺進行數據管理和存儲。
7.根據權利要求5所述的基于大數據的飛機綜合健康管理系統,其
特征在于,所述數據服務系統具體用于對所述第二航空數據進行轉換、壓
縮和歸一化處理的預處理操作,再對根據數據挖掘算法分析得到的飛機健
康分析結果進行標準化數據描述,并結合收集到的智能航空數據,送入航
空大數據應用層中的數據挖掘引擎進行綜合分析,最后通過接口展示航空
大數據的挖掘結果。
8.根據權利要求1所述的基于大數據的飛機綜合健康管理系統,其
特征在于,所述航空大數據應用層包括:
飛機故障診斷子系統、飛機故障預測子系統、飛機維修決策子系統、
飛行控制決策子系統和飛機健康評估子系統。
9.一種基于大數據的飛機綜合健康管理方法,其特征在于,包括:
航空大數據源獲取并向航空大數據標準化層發送第一航空數據;
航空大數據標準化層接收和對所述第一航空數據執行標準化轉換,得
到符合規范的第二航空數據;
航空大數據管理層接收并對所述第二航空數據進行預處理,得到第三
航空數據;
航空大數據應用層接收和對所述第三航空數據進行分析,得到飛機健
康分析結果。
10.根據權利要求9所述的基于大數據的飛機綜合健康管理方法,其
特征在于,所述航空大數據應用層接收和對所述第三航空數據進行分析,
得到飛機健康分析結果包括:
航空大數據應用層接收所述第三航空數據,并由飛機故障診斷子系統、
飛機故障預測子系統、飛機維修決策子系統、飛行控制決策子系統和飛機
健康評估子系統對所述第三航空數據進行分析,得到飛機健康分析結果。

說明書

基于大數據的飛機綜合健康管理系統和方法

技術領域

本發明屬于航空領域,尤其涉及基于大數據的飛機綜合健康管理系統
和方法。

背景技術

目前大數據技術發展飛速猛進,不同行業的企業、科研機構等都進軍
到了大數據事業的發展中,但目前大數據在航空安全領域的應用寥寥無幾。
飛機健康管理作為實現航空安全的十分重要的手段之一,已形成較為成熟
的系統架構,但是如何管理龐大的航空數據(運營數據等)并從其中得到
有效信息,相關企業或研究人員并未直面這個問題。尤其是分散的數據中
心如何實現相互之間的數據傳輸、共享,充分發揮各數據中心的作用,最
大化飛機健康管理的可靠性,成為迫切需要解決的問題。本技術描述的基
于大數據的飛機綜合健康管理系統架構技術,在結合大數據技術、健康管
理技術和分布式云管理技術的基礎上,可以有效的解決上述問題,給航空
安全的進一步發展起到推動作用。

發明內容

本發明提供一種基于大數據的飛機綜合健康管理系統和方法,以提高
航空管理智能化水平和飛機飛行安全。

本發明的第一個方面是提供一種基于大數據的飛機綜合健康管理系
統,包括:

航空大數據源,用于獲取并向航空大數據標準化層發送第一航空數據;

航空大數據標準化層,用于接收和對所述第一航空數據執行標準化轉
換,得到符合規范的第二航空數據;

航空大數據管理層,用于接收并對所述第二航空數據進行預處理,得
到第三航空數據;

航空大數據應用層,用于接收和對所述第三航空數據進行分析,得到
飛機健康分析結果。

本發明的第二個方面是提供一種基于大數據的飛機綜合健康管理方法,
包括:

航空大數據源獲取并向航空大數據標準化層發送第一航空數據;

航空大數據標準化層接收和對所述第一航空數據執行標準化轉換,得
到符合規范的第二航空數據;

航空大數據管理層接收并對所述第二航空數據進行預處理,得到第三
航空數據;

航空大數據應用層接收和對所述第三航空數據進行分析,得到飛機健康
分析結果。

本發明的有益效果為:

本發明基于大數據的飛機綜合健康管理系統具有能夠有效解決分布式航
空數據管理的問題,推動大數據在飛機健康管理領域中的應用;整個系統架
構中的每個數據中心分布式的分布在航空安全的角角落落、方方面面,起到
了全面管理支撐飛機健康的航空數據的作用;標準化的數據為挖掘和分析飛
機健康支撐數據提供了方便,同時也保證了大數據在故障診斷、健康評估、
維修決策上的成功應用;更加完善的安全機制令整個系統架構的信息傳輸、
共享更加安全、可靠;本發明所述飛機綜合健康管理系統架構技術,有效解
決了分散的、規模龐大的航空數據在飛機健康管理方面的應用問題,為大數
據技術在航空領域的應用提供了一種可行的方式。

附圖說明

圖1為本發明基于大數據的飛機綜合健康管理系統的結構框圖;

圖2為本發明基于大數據的飛機綜合健康管理系統的架構圖;

圖3為本發明基于大數據的飛機綜合健康管理系統實施例的航空大數
據管理層的架構圖;

圖4為本發明基于大數據的飛機綜合健康管理方法的流程圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白,以下結合具體實
施例,并參照附圖,對本發明作進一步的詳細說明。

圖1為本發明基于大數據的飛機綜合健康管理系統的結構框圖,圖2
為本發明基于大數據的飛機綜合健康管理系統的架構圖,如圖1和圖2所
示,本發明基于大數據的飛機綜合健康管理系統包括:航空大數據源11、
航空大數據標準化層12、航空大數據管理層13、航空大數據應用層14;
本發明的基于大數據的飛機綜合健康管理系統還包括航空大數據安全策
略層15、航空大數據共享層16。

航空大數據源11,用于獲取并向航空大數據標準化層發送第一航空數
據;

航空大數據標準化層12,用于接收和對所述第一航空數據執行標準化
轉換,得到符合規范的第二航空數據;

航空大數據管理層13,用于接收并對所述第二航空數據進行預處理,
得到第三航空數據;

航空大數據應用層14,用于接收和對所述第三航空數據進行分析,得
到飛機健康分析結果。

航空大數據安全策略層15,用于維護整個系統的數據或文件在長期的
存儲共享中不發生被篡改或丟失,所述航空大數據安全策略層保障整個健
康管理系統不出現安全問題,對保障航空安全十分重要。

航空大數據共享層16,用于接收所述第一航空數據、第二航空數據和
第三航空數據并在整個系統上實現數據共享。

航空大數據源11獲取的第一航空數據至少包括:飛機機載系統數據、
飛機地面系統數據、各空管系統數據、飛機的各傳感器數據、航空論壇數
據;本實施例的航空大數據源11所獲取的第一航空數據還包括其他與航
空管理相關系統數據及其他相關數據;航空論壇數據可以是微博、微信、
BBS等數據。

航空大數據標準化層12包括:飛行數據標準化轉換制作工具、傳感
器數據數據清洗工具、其他數據轉換工具。

航空大數據管理層13的核心為數據調度系統、數據集成管理系統、
數據挖掘與分析模型。

航空大數據應用層14包括:飛機故障診斷子系統、飛機故障預測子
系統、飛機維修決策子系統、飛行控制決策子系統和飛機健康評估子系統

如圖3所示,本發明基于大數據的飛機綜合健康管理系統實施例的航
空大數據管理層的架構圖,該圖詳細描述了本實施例的航空大數據管理層
的設計架構,本實施例航空大數據管理層13包括航空大數據管理平臺、
總部航空機構數據中心和兩個子航空機構數據中心;

所述航空大數據管理平臺、總部航空機構數據中心和各個子航空機構
數據中心均包括云管理系統、存儲庫、數據加工系統、數據調度系統、數
據服務系統和數據集成管理系統。

其中航空大數據管理平臺的存儲庫包括本地存儲、航空數據資源庫、
航空機構信息庫和管理服務信息庫;總部航空機構數據中心和各個子航空
機構數據中心的存儲庫包括本地存儲和航空數據資源庫。

所述云管理系統用于整個系統中的數據進行統一的云管理;

所述數據加工系統用于依據數據調度系統及數據服務系統的要求對
存儲庫中的數據進行處理;

所述數據調度系統用于實現第二航空數據在總部航空機構數據中心、
總部航空機構數據中心和子航空機構數據中心內的機架之間或存儲節點
之間的數據調度;

所述數據服務系統用于通過數據挖掘與分析模型為所述預處理和所
述數據分析等提供數據服務,所述預先處理可以為數據挖掘;優選的,所
述數據服務系統具體用于對所述第二航空數據進行轉換、壓縮和歸一化處
理的預處理操作,再對根據數據挖掘算法分析得到的飛機健康分析結果進
行標準化數據描述,并結合收集到的智能航空數據,送入航空大數據應用
層中的數據挖掘引擎進行綜合分析,最后通過接口展示航空大數據的挖掘
結果;

所述數據集成管理系統用于實現對本地存儲的數據的統一集成管理。

所述航空大數據管理平臺、總部航空機構數據中心和各個子航空機構
數據中心之間通過VPN、互聯網、或移動網等多類型網絡進行連接,并由
航空大數據管理平臺進行數據管理和存儲。

為了增加可用性,本實施例設置有多類型用戶終端訪問端口,航空部
門各類人員、航空部門領導及其他各類終端用戶可通過手機、PC機、Ipad
等多類型用戶終端依權限對航空大數據管理層進行訪問。

本實施例選用兩個子航空機構數據中心以便更好的進行說明,在具體
實施中,可對子航空機構數據中心的數量進行拓展,包含一個或一個以上
子航空機構數據中心的航空大數據管理層均可依照上述描述進行構架設
計。

本實施例中的子航空機構數據中心可以為同一航空公司的航空機構
數據中心,也可以為其他航空機構的數據中心。

本發明基于大數據的飛機綜合健康管理系統具有能夠有效解決分布式航
空數據管理的問題,推動大數據在飛機健康管理領域中的應用;整個系統架
構中的每個數據中心分布式的分布在航空安全的角角落落、方方面面,起到
了全面管理支撐飛機健康的航空數據的作用;標準化的數據為挖掘和分析飛
機健康支撐數據提供了方便,同時也保證了大數據在故障診斷、健康評估、
維修決策上的成功應用;更加完善的安全機制令整個系統架構的信息傳輸、
共享更加安全、可靠;本發明所述飛機綜合健康管理系統架構技術,有效解
決了分散的、規模龐大的航空數據在飛機健康管理方面的應用問題,為大數
據技術在航空領域的應用提供了一種可行的方式。

圖4為本發明基于大數據的飛機綜合健康管理方法的流程圖,如圖4
所示,本發明基于大數據的飛機綜合健康管理方法包括:

S101、航空大數據源獲取并向航空大數據標準化層發送第一航空數據;

S102、航空大數據標準化層接收和對所述第一航空數據執行標準化轉
換,得到符合規范的第二航空數據;

S103、航空大數據管理層接收并對所述第二航空數據進行預處理,得
到第三航空數據;

S104、航空大數據應用層接收和對所述第三航空數據進行分析,得到
飛機健康分析結果;優選的,所述航空大數據應用層接收和對所述第三航
空數據進行分析,得到飛機健康分析結果包括:

航空大數據應用層接收所述第三航空數據,并由飛機故障診斷子系統、
飛機故障預測子系統、飛機維修決策子系統、飛行控制決策子系統和飛機
健康評估子系統對所述第三航空數據進行分析,得到飛機健康分析結果。

最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案,而非
對其限制;盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明,本領域的
普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進
行修改,或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換;而這些修改或
者替換,并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。

關 鍵 詞:
基于 數據 飛機 綜合 健康 管理 系統 方法
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