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。     

编者的话

经过各位作者的努力,本刊“航空装备信息化技术专刊”与读者见面了。本专刊只是以航空装备信息化为题的一次尝试,更偏重于航空电子系统的应用层和物理层的技术问题。事实上,航空电子系统是航空武器系统平台的一个部分,是平台执行各种任务的载体。多年来,本刊一直是国内一个主要的航空电子系统综合化技术的传播和交流平台,旨在促进和推动我国航空电子系统综合化技术的发展。航空装备的信息化是新军事变革的主要技术内涵之一,如何开发出综合化程度更高的航空电子系统,提高航空装备的信息化水平,满足航空装备信息化的要求,是我国航空工业发展中…     

航空电子系统的可靠性优化研究

从航空装备到航空武器,都以大量的电子元件作为其细胞,航空装备系统的可靠性在很大程度上依赖于航空电子系统的可靠性,航空电子系统的可靠性直接影响航空装备的正常工作和作战效能。从电子元件冗余的角度建立了提高航空电子系统可靠性的多目标优化模型,并通过数学分析给出了解决问题的方法。     

航空电子系统综合显示处理技术研究

集中控制和综合显示技术在先进作战飞机航空电子系统中的应用日益广泛,综合显示处理机作为航空电子系统控制和管理的核心,其系统结构、可靠性及综合显示控制将是系统平台设计要解决的首要问题.本文介绍了一种机载综合显示处理机,根据航空电子系统功能需求及显示控制系统结构,进行了系统层次化结构设计,并对综合显示控制系统的系统显示控制、通信控制及模块化设计与实现技术进行了研究分析,最后给出合理的模块化设计与实现方案.航空电子系统综合试验、应用表明,综合显示处理机性能先进、可靠性高,并极大地改善和提高了航空电子系统的整体性能.     

航空电子云系统架构与网络

在未来作战体系中,航空电子系统需要飞行平台具有跨系统平台的信息共享和协同处理的能力。根据未来日益复杂的航空任务需求,基于云计算资源共享池思想提出了一种跨系统平台高度综合的航空电子系统——"航空电子云",并阐明了其系统架构,重点介绍了航空电子云的网络。在网络物理层,根据航空电子系统物理设备的特点,构建了航空电子云分层分簇的网络架构。在网络逻辑层,引入雾计算和云计算的思想,介绍了基础设施的三层虚拟化结构。航空电子云将资源的共享范围从单系统平台扩充到多系统平台,提升了航空电子系统的体系作战能力。     

罗克韦尔在上海开设服务中心

1997年12月，罗克韦尔航空电子及通讯系统公司宣布，计划在上海外高桥补税区成立罗克韦尔柯林斯（上海）航空电子系统维修公司，成立柯林斯最新的服务中心。该中心将为中国本地及国际的航空公司提供航空电子系统测试及维修等支援服务，服务范围包括柯林斯多种系统：通信系统，导航系统及预测天气的雷达航空电子系统及其他柯林斯航空电子系统。这个位于上海的服务中心将设有选进的测试站以及其他维修航空电子系统及提高设备性能的器材。服务中心占地650平方米，预计于1998年初开幕，并计划于两年内聘请13名员工。麦锦规先生将出任服务中心的…     

航空电子系统软件组件服务化设计要求标准研究

针对航空电子系统应用软件规模及数量增加带来的系统综合集成复杂度提升,以及任务需求多样性带来的航空电子软件敏捷开发和部署需求,因此开展航空电子系统软件组件服务化设计要求标准研究,定义航空电子系统软件组件模型及设计流程,提出航空电子系统软件组件服务化设计总体要求、定义要求等,并对服务化软件架构、航空电子服务模型和服务封装接口等进行了详细定义和阐述,为面向服务的航空电子系统软件设计开发及持续集成提供了解决思路和参考规范。     

基于AADL的航空电子系统安全性分析

AADL是一种描述嵌入式实时系统的软硬件结构、安全性、可靠性等关键性能特性的重要手段,目前已广泛应用于基于ARINC653的综合化航电系统。安全性作为综合化航电系统的关键性能之一,已成为需要解决的重要问题。详细阐述了基于AADL的航空电子系统安全性分析的原理,并给出了一种可行的航空电子系统安全性分析的设计和实现方案,为航空电子系统安全性的设计提供了一种验证方法。     

云服务技术在航电软件研发中的应用研究

航空电子系统硬件的发展，为云服务技术在航空领域的应用提供了可能。借助虚拟化及容器管理技术， 将机载计算资源进行池化管理，并借助服务化技术，将复杂航电软件拆分为可协作的独立模块，能够实现航电 软件的快速构建、灵活部署，并提高航电软件之间的互操作能力。本文讨论了云服务技术在航空领域的应用现 状，研究并提出了一种应用于航电软件研发的云服务架构，给出了服务化和容器管理平台的实现方案，并构建 了应用原型验证环境。     

基于分区操作系统的实时监控工具的研究与实现

当前基于ARINC653的综合化航空电子系统的应用日益广泛,基于分区操作系统应用开发的方便性和灵活性已经成为航空电子系统需要解决的重要问题。详细阐述了基于分区操作系统的目标机监视的原理,并给出了一种可行的目标机运行监视工具AcoreScope的设计和实现方案。应用表明工具极大地改善和提高了航空电子系统的应用开发能力,为通信故障诊断和分析提供了依据。     

实时网络技术在飞机航空电子地面仿真/验证中的应用

随着现代飞机航空电子系统的综合化程度的提高和系统功能的增强,在地面对系统的功能和性能进行充分验证,可以大大缩短飞机试飞周期,减少试飞经费,加快飞机研制进度。为了完成飞机航空电子系统在地面的仿真/验证/试验,必须建立航空电子仿真/验证环境。我们在多个型号和课题的航空电子系统地面综合试验中,成功地研制开发了航空电子综合仿真/测试系统,组建了航空电子仿真/验证环境,在构建试验环境中,我们采用了先进的实时网络技术,为飞机航空电子系统的地面验证/试验提供了高效、安全、可靠、实时的数据通讯传输平台。本文介绍了实时网络技术及其在飞机航空电子地面仿真/验证中的应用,并重点就实时网络通讯的模块化设计思想做一阐述。     

一种基于北斗的航空搜救机载指挥系统设计

针对飞行人员海上航空搜救应用特点,本文提出一种基于北斗的机载指挥系统设计方案,分析了北斗卫星导航系统在搜救系统机载平台应用的作用与功能需求;设计了系统功能优先级,将服务权限划分为六级,合理解决了北斗RDSS服务频度限制与应用需求的矛盾;设计了三级搜救装备体制,明确了搜救指挥层级中的角色定位;设计了指挥操作流程方案,在此基础上完成了功能单元划分,建立软件功能框架,为北斗卫星导航系统在航空搜救领域的应用提供技术依据。     

航空电子系统分区间通信监控技术的研究和实现

当今基于ARINC653的综合化航空电子系统的应用日益广泛,分区作为ARINC653提出的任务调度和资源共享的核心概念,其相互间通信的可靠性和安全性成为航空电子系统要解决的重要问题.详细阐述了分区间通信监视的原理,并给出了一种可行的分区间通信监视器设计和实现方案.应用表明分区间通信监视器极大地改善和提高了航空电子系统的通信监控能力,为通信故障诊断和分析提供了依据.     

一种评估航空电子系统作战效能的方法

航空电子系统在作战中起着至关重要的作用,航空电子系统的作战效能评估是一个复杂问题。分析了航空电子作战效能的影响因素,建立了相应的指标体系,研究了基于粗糙集理论和层次分析法（AHP）的指标权重确定方法。应用综合评价等级和对作战效能评价结果的对应关系确定航空电子系统作战效能。模型的建立考虑了先验知识的运用,实现定性与定量相结合,简便直观,对某型飞机航空电子系统作战效能评估效果良好。从而为航空电子系统作战效能评估提供了一种新的评价方法。     

面向新一代通用教练机航空电子系统综合化技术

面向四代机综合化航空电子系统通用教练机航空电子系统技术是新一代教练机研究的新领域.本文通过根据综合化航空电子系统任务合成、信息融合以及结构化综合技术和特征,针对通用教练机航空电子系统能力和训练需求,通过采用系统任务合成技术,提供任务组织和态势感知能力,支持综合化任务决策和运行;通过采用信息融合技术,提供系统的信息关联感知、能力组织和品质提升,支持系统综合化信息能力支撑和品质保障;通过采用系统结构化综合技术,提供资源组织、处理效率和系统可靠性能力,支持系统能力、效率和有效性保障.     

美空军新一代机载计算机的体系结构

新一代航空电子系统采用高速数据总线通信技术,超高速集成电路和通用模块,以全新的系统结构形式形成高度集成化、数字化、小型化的综合系统。美国空军70年代开展的DAIS计划和80年代开展的“宝石柱”计划,标志着20世纪航空电子系统的最高水平,而90年代开展的“宝石平台”计划则预示了下一代航空电子系统的发展方向,机载高速超级计算机是新一代航空电子系统的核心技术。     

罗克韦尔·柯林斯与中国公司的合作

罗克韦尔柯林斯公司为世界范围的客户提供航空电子产品和通信设备的设计、生产及技术服务。今年4月,该公司的ProLine 21航空电子系统被中国航空工业第一集团公司商用飞机有限公司的新型ARJ21支线喷气式飞机选中,同时,柯林斯公司还被指定为该支线客机电子系统的集成商。目前,随着ARJ21项目的推进,柯林斯与中航商用飞机有限公司的合作已经进入ARJ21航电系统开发面对面联合技术设计阶段。     

一种基于广义驾驶舱系统需求的航空电子系统需求捕获方法

传统的航空电子系统的需求捕获方法忽视机组与机器设备协助的工作情况,而导致捕获的需求与人机接口需求脱节。定义机组和机器设备组成的系统为广义驾驶舱系统。通过捕获该系统的需求,获得机组功能、航空电子系统功能、其他相关设备的需求,而后对捕获的需求进行分解和分配,以获得航空电子系统的需求。在捕获航空电子系统需求时,利用预先划分的、组成飞机任务的子任务场景对广义驾驶舱系统需求进行捕获。根据机组与机器设备分配的约束条件和规则,将所捕获的需求分配给机组和包括航空电子系统在内的机器设备,再分配给航空电子系统与其它机器设备,从而捕获包括人机协作功能需求在内的航空电子系统的需求。在描述上述方法时还初步建立了一种描述需求分解和分配的数学模型。     

基于CPCIe高速总线的机载多核计算处理平台

由于中小型飞机航空电子系统对计算处理平台体积、功耗和重量方面的严格限制，有必要对计算处理平台进行高性能、小型化、低功耗的针对性设计。研究了一种基于CPCIe(CompactPCI Express)高速总线和多核处理器的机载计算处理平台架构，攻克了多核处理和CPCIe高速信号完整性在航空电子系统中的适应性问题，设计并实现了一款基于CPCIe高速总线的分布式机载多核计算处理平台，对CPCIe总线信号完整性进行了仿真和测试，最后在航空电子系统中对计算处理平台进行实施验证。相比于传统的联合式架构和综合模块化架构，计算处理平台的性能功耗比分别提升约7倍、5倍，性能体积比分别提升约24倍、2倍，性能重量比分别提升约15倍、1.7倍，可以满足中小型飞机航空电子系统对计算处理平台小型化、低功耗和高性能的需求，具有较好的工程应用参考价值，在航空领域具有广泛的应用前景。     

G1000系统维护初探

G1000集成航空电子系统作为新一代的航空电子设备正被越来越多的机型所采纳，本文以172R飞机装备的G1000系统为蓝本探讨了该系统的维护方法。