模块化开放式航空电子系统架构标准研究

国外对开放式系统架构（OSA）概念的探索至今已有40 多年。美国国防部模块化开放式系统方法 （MOSA）正是建立在OSA 概念之上，综合了采办和工程方法，来实现低成本、优化和快速能力升级的武器 系统灵活开发。本文将集中讨论MOSA 构建方法及其开放式架构的最佳实践，包括开放式任务系统、未来机 载能力环境和传感器开放式系统架构。最后，本文讨论了MOSA 在开放式架构上开展的工作及其挑战，以期 对我国在航空电子OSA 标准研究和实践上有所裨益。     

开放式系统架构典型实现途径研究

在新时代作战任务的牵引下,军方对航空电子的任务系统架构设计提出了可负担得起、可裁剪和可变规模能力等新的要求,开放式任务系统架构针应运而生。文中研究了开放式系统架构的含义现状,分析了无人系统指控架构、开发式任务系统和未来机载能力环境这3个典型的开放式任务系统架构和实现途径,得出开放式系统架构设计是未来航电系统架构设计的必然方向的结论。并针对开放式任务系统架构的异构特征可能引起的安全问题,给出了使用严格的接口定义、接口使用规则,从而便捷地控制系统安全的研究建议。     

开放式综合化图像处理系统的设计与实现

为全面提升嵌入式图像处理系统的性能、集成度、扩展性和抗干扰性,基于国产芯片和天脉3操作系统,采用开放式综合化系统架构、高低速混合通信网络和新一代高性能航空视频数字总线标准,设计了全国产化开放式综合化图像处理系统。实现二/三维数字地图绘制、多视角可视化导航、超高清ARINC818视频编解码、多路视频叠加缩放及开窗等功能。     

开放式FADEC系统的数据总线研究

研究了容错数据总线这个从集中式向开放式架构过渡的关键技术.在深入研究确定性、一致性、开放性、拓扑结构、调度策略、容错机制和传输带宽等开放式FADEC(全权限数字电子控制)数据总线关键特征的基础上,分析了总线数据传输的时间不确定性问题.从性能、可靠性和可用性的角度深入研究了TTP/C(time-triggered protocol/automotive class C),ARINC659,TTCAN(time-triggered controller area network)和FlexRay这4种时间触发架构数据总线的关键特征.研究结果表明:TTP/C总线是开放式FADEC的最佳选择,最后提出了一种基于TTP/C总线的航空发动机模块化DEEC(digital electronic engine controller)硬件架构.      

基于能力仓库的航空电子体系架构设计

分析了航空电子系统领域面临的新技术有效导入、研发周期及成本高、跨平台互操作性差等问题,深入研究了国外项目实践和标准规范,将开放式系统架构应用于航空电子系统,提出开放式航空电子系统架构设计方法,实现应用软件与资源解耦,通过标准化接口的定义提高组件的可复用与可移植性。应用面向服务的思想,构建能力仓库,通过体系级服务的设计为各装备平台间提供了语义理解的基础,为装备平台互操作提供了解决思路,并列出了需要解决的关键技术。     

开放式航空电子系统和COTS技术

航空电子系统面临着提高可负担性、可用性和可支持性的挑战。采用开放式系统结构的航空电子系统是获得可负担性和可用性的有前景的途径。本文介绍了开放式系统标准、开放式系统结构，以及作为实现开放式航空电子技术途径的COTS技术。还介绍了开放式航空电子系统的一些实现方法。     

下一代综合模块化航空电子系统关键技术研究

随着高新技术的不断发展,航空电子机载系统能支持越来越复杂的功能,当前的综合模块化航空电子(IMA)系统架构采用模块化的设计以及开放式的架构,在提高航空电子系统可靠性的同时大大降低了功耗及成本。但随着飞行任务的日益复杂以及机载系统功能的不断增加,当前的IMA系统在面对复杂的应用需求时出现了无法突破的技术瓶颈。基于当前IMA系统的技术瓶颈,详细描述了下一代IMA系统的架构设计细节,总结了实施下一代IMA系统将面临的技术挑战,从高速网络,高性能多核处理器以及多核虚拟化等方面分析了有望发挥重要作用的关键技术,并提供了关键技术可行的研究思路,为下一代IMA系统的相关研究提供参考。     

实现航行新技术的CNS系统架构设计研究

从国际民航组织、美国联邦航空局、欧洲航空安全局和中国民用航空局已经发布的航行新技术政策及规章出发，包括基于性能的导航技术、自动相关监视技术、卫星通信技术和卫星着陆技术，提出了民机机载通信导航监视系统实现这些航行新技术的需求，总结了通信导航监视系统的传统系统架构，结合先进的航电系统架构设计技术、先进的航电数据网络设计技术，在民机型号研制经验的基础上，提出了一种新的通信导航监视系统实现架构。新架构是高度综合化、开放式的系统架构，增加了系统扩充功能的灵活性。最后，提出了工程实现上需要进一步考虑的适航和安全性分析、时间延迟及信号失真等方面的问题。     

基于标准体系构建需求下的航空产品数据结构初探

在分析国内外数据体系架构研究现状的基础上，基于航空产业特点和分析航空产品研制过程产生的大量数据，提出一种面向航空产品全生命周期、全产业链和全业务域的数据体系架构；为今后数字化转型下，可以依据顶层的数据体系架构对航空产品涉及的数据进行规范和统一、形成一套标准体系提供有力参考。     

面向服务的先进航空电子系统架构研究

针对未来复杂战场上航空装备与协同平台任务统一调度、软件灵活部署、资源统一管理等发展需求,在分析航空电子系统架构发展趋势的基础上,提出了面向服务的先进航空电子系统架构,定义了航空电子系统的服务组件和管理框架,并对该架构在创新研发模式、使用模式、保障模式等方面的收益进行了分析。     

民用飞机着陆系统安全性评估的故障树分析

飞机着陆系统是保障飞机安全进近着陆的关键系统,如何评估着陆系统满足安全性设计要求是系统设计的重要环节之一。阐述民用飞机安全性评估的基本流程,以微波着陆系统为例,针对给定的微波着陆系统框图,通过故障树分析方法,对完全丧失两侧微波着陆信息的失效状态进行定量评估,重点详述建树过程和建树方法。结果表明:故障树分析对系统架构的设计具有重要的指导作用,二者紧密结合、相互反馈;特别是当失效状态所对应的概率要求无法满足时,借助故障树分析产生的割集报告,能找出系统架构存在的薄弱之处和关键部位,从而采取有效的应对措施,完成对系统架构的优化设计。     

无人作战飞机任务规划系统关键技术研究

文章首先论述了任务规划系统和战术飞行管理系统、航路规划系统的联系与区别,分析了无人作战飞机任务规划系统的特点及其体系结构,最后详细分析与研究了任务规划系统需要解决的核心技术——航路规划技术。     

Development of a PC-based Open Architecture Software-CNC System

As a key technology in the field of advanced manufacturing, an open architecture controller is studied. In order to develop an open architecture software-CNC system on personal computer (PC) according to open modular architecture controllers (OMAC). First, the software and hardware platform is chosen and software realization methodology for the CNC system is determined. Second, static mod- eling methods of an open architecture controller inclusive of object-oriented (OO) programming technology, dynamic link library (DLL) technology and system modules partition are investigated. Third, the dynamical behavioral modeling and the data flow representation of open architecture controller are discussed, which are both described in hierarchy finite state machine (FSM) model. Fourth, a reusable software module model is established to develop software function module library. Finally, a 3-axis milling machine tool test-bed, named for HIT-CNC, is successfully designed by means of the constructed software function module library and the system configuring method. The experimental results show that, besides increasing the degree of reusability and openness, application of above-mentioned method- ology leads to significant decrease of development time as well as maintenance cost.     

开放式系统结构及其标准研究

介绍了开放式系统结构概念及航空电子系统采用开放式系统结构的理由及优势,通过介绍典型的开放式航空电子系统结构,着重讨论了开放式系统结构标准,并对我国如何开展这项工作提出了若干建议。     

一个基于Domino B／S模式的政府OA系统的构建

简要介绍了一个政府机关OA系统的实现过程,该系统基于LotusDomino/Notes,采用B/S模式进行开发。在文章前半部分介绍了该系统的整体构架和概貌,后半部分介绍了在Web方式下系统代码的实现、Web界面设计、Web登陆表单设计、用户开户等Web方式下系统实现过程中的一些细节问题。     

基于数据融合树的C3I信息融合系统体系结构设计

 在分析了基于范例的体系结构-数据融合树的基本概念及其不足之处的基础上,提出了基于数据融合树的信息融合系统体系结构设计方法,论述了该方法的原理,并应用该方法进行了C³I信息融合系统的体系结构设计,包括数据融合树的设计、融合节点体系结构设计、处理系统的体系结构设计和并行处理结构设计。     

Space Station power requirements and issues

This paper provides an overview of the Space Station configuration and summarizes the requirements, architecture, and significant challenges associated with the electrical power system (EPS). The Space Station configuration was baselined during the systems design review (SDR) process in March, 1994. The current configuration includes the addition of Russia as an international partner, resulting in major changes to the assembly sequence, pressurized module complement, and overall power architecture. The Russian contributions to the power system architecture, as well as an-overview and development status of the US provided elements is presented. Finally, a planned flight demonstration of solar dynamic power system on the Mir as part of the first phase of US/Russian cooperation in human space flight is described     

以持续抽象策略实现软件体系架构进化

以对传统的模型-视图-控制器(MVC)体系架构框架实施的进化过程为例,针对软件系统的体系架构模式／框架设计,识别并提出一种新的进化式设计理念体系:基于持续抽象策略的进化式设计理念体系; 并探索了以这种理念体系及其语言记录和传承软件系统设计经验及其进化能力历史的可能性。本文指出,架构方案的可抽象能力是软件架构进化能力的核心因素,决定架构方案在软件进化过程中的生存能力。新的进化式设计方法学理念体系建议以持续抽象过程作为体系架构设计的进化策略,以领导软件体系架构的进化方向,持续加强软件体系架构的可靠性、可扩展性、动态性和可复用性。还介绍了这一新的设计方法学理念体系在信号和逻辑集成工具SAL Studio1．0设计开发过程中的实践。     

基于系统工程的飞机系统架构设计过程

随着电子化和集成化程度越来越高,现代飞机系统架构设计中出现越来越多的综合性问题,业界提出了体系性的飞机系统架构设计要求,包括系统工程过程要求、适航条款对架构设计的约束要求、高安全性设计要求等,但缺乏规范的、可落实的飞机系统架构设计过程。针对这个问题,提出了"基于系统工程的飞机系统架构设计过程",并引入了多视角策略(功能视角、逻辑视角、物理视角),针对每个视角,给出了完整的架构设计过程描述和输入输出定义;横跨三个视角,定义了五条设计主线,包括需求主线、架构主线、行为主线、性能主线和安全性分析主线;在多视角的框架下,五条主线上的设计数据可以构成全局性的追溯网络,支持开展各项架构设计分析,并最终支持架构设计质量的提高。     

基于MBSE的副翼及其操纵系统研发技术及应用

飞机的设计研发是一项涉及多学科领域、多目标、多约束的复杂系统工程过程,系统耦合紧密、参与人员众多、设计信息庞杂,以文档为中心的需求管理等传统研发方法突显出一定的困难,亟需探索新的飞机设计研发方法。以副翼及其操纵系统为研究对象,对基于模型的系统工程(Model Based System Engineering,以下简称MBSE)方法进行了探索研究:采用达索MBSE方法论-MMS(Modeling Methodology for Systems,以下简称MMS),从使命、服务、功能和组件不同视角对副翼及其操纵系统研发的各个方面进行解析,进而完整定义系统;利用达索3D Experience平台,通过RFLP系统工程架构,进行了副翼及其操纵系统的需求开发、功能分析及逻辑架构设计,完成了需求、功能、逻辑架构、系统仿真、物理设计等模型的关联追溯,实现了以达索MBSE方法论为核心的研发技术的有效应用。