一種機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。其由現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)和上位管理子系統(tǒng)組成；地面設(shè)備為與航空器直接相連的機(jī)場地面設(shè)備，其通過信號(hào)端子和通信接口與現(xiàn)場子級(jí)系統(tǒng)相接；現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)為安裝在地面設(shè)備附近的信息處理裝置，其與上位管理子系統(tǒng)相連接；上位管理子系統(tǒng)為安裝在機(jī)場候機(jī)樓內(nèi)的機(jī)場管理系統(tǒng)，用于通過現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)對地面設(shè)備實(shí)施控制、監(jiān)測和管理。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集方式實(shí)現(xiàn)了對地面設(shè)備安監(jiān)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化無縫連接采集，突破了不同品牌地面設(shè)備間的通信兼容性和互換性瓶頸，消除了技術(shù)壁壘，從而推動(dòng)了地面設(shè)備節(jié)能方法的大范圍推廣。
【專利說明】一種機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于民航機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)民航局工作部署，2012年正式啟動(dòng)民用機(jī)場使用地面設(shè)備(靜變電源和空調(diào)機(jī)組)替代飛機(jī)機(jī)載APU (輔助動(dòng)力裝置)的節(jié)能減排技術(shù)推廣工作。在這種情況下，隨之而來的地面設(shè)備安全運(yùn)行問題也就逐漸地顯現(xiàn)出來，保障機(jī)場地面設(shè)備的安全運(yùn)行是機(jī)場設(shè)備維護(hù)部門的首要任務(wù)，及時(shí)監(jiān)測甚至預(yù)測到設(shè)備故障并采取有效遏制措施，并且對設(shè)備故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析是設(shè)備管理者需要解決的重要問題。
[0003]對地面設(shè)備(靜變電源和空調(diào)機(jī)組)的運(yùn)行監(jiān)控不僅停留在機(jī)場層級(jí)，設(shè)備廠商對設(shè)備的售后追蹤和遠(yuǎn)程診斷維護(hù)，行業(yè)管理部門對安全運(yùn)行的追蹤評估均需要監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)支持，故監(jiān)控和管理平臺(tái)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)化是必須的，目前國內(nèi)在這方面仍處于空白。
[0004]在遠(yuǎn)機(jī)位地面設(shè)備即靜變電源和空調(diào)機(jī)組采用車載的方式，而近機(jī)位地面設(shè)備需掛裝在登機(jī)橋活動(dòng)端底部，因此登機(jī)橋的運(yùn)行狀態(tài)會(huì)影響地面設(shè)備，所以將登機(jī)橋也作為監(jiān)控對象之一，但僅限于近機(jī)位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)由現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)和上位管理子系統(tǒng)組成；其中地面設(shè)備為與航空器直接相連接的機(jī)場地面設(shè)備，其通過信號(hào)端子和通信接口與現(xiàn)場子級(jí)系統(tǒng)相連接；現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)為安裝在地面設(shè)備附近的信息處理裝置，其與上位管理子系統(tǒng)相連接；上位管理子系統(tǒng)為安裝在機(jī)場候機(jī)樓內(nèi)的機(jī)場管理系統(tǒng)，用于通過現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)對地面設(shè)備實(shí)施控制、監(jiān)測和管理。
[0007]所述的現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)由處理單元、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)倉庫、用戶界面、擴(kuò)展接口、通信接口、時(shí)鐘模塊和故障監(jiān)測模塊組成，其中:處理單元分別與數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)倉庫、用戶界面、擴(kuò)展接口、通信接口、時(shí)鐘模塊和故障監(jiān)測模塊相連接；
[0008]數(shù)據(jù)采集模塊為信號(hào)檢測與變換裝置，其與地面設(shè)備相連接；用于采集地面設(shè)備現(xiàn)場工作過程中的各類數(shù)據(jù)，其具備多輸入輸出通道，支持對數(shù)字量、模擬量、開關(guān)量的在線檢測和輸出控制，同時(shí)支持各類總線接口、以太網(wǎng)和光纖接口通信方式；
[0009]數(shù)據(jù)倉庫為嵌入式數(shù)據(jù)倉庫；
[0010]用戶界面為人機(jī)互交接口裝置，用于在現(xiàn)場顯示所有采集數(shù)據(jù)，同時(shí)完成人機(jī)對話；
[0011]擴(kuò)展接口為系統(tǒng)擴(kuò)展端口，用于實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)其它功能擴(kuò)展，以及將本系統(tǒng)嵌入到其它系統(tǒng)內(nèi)部；[0012]通信接口為遠(yuǎn)程通信接口電路，其與上位管理子系統(tǒng)相連接；處理單元利用通信接口將采集數(shù)據(jù)上傳給上位管理子系統(tǒng)；
[0013]時(shí)鐘模塊為實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)，其與處理單元相連接；用于提供系統(tǒng)時(shí)鐘信息；
[0014]故障監(jiān)測模塊為現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)的故障監(jiān)測模塊，其與處理單元相連接；用于在線監(jiān)測現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)中各部的故障狀態(tài)，并對出現(xiàn)的故障進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。
[0015]所述的處理單元為嵌入式實(shí)時(shí)處理單元，其由微控制器、微處理器、FPGA或PLC作為核心控制器件或模塊構(gòu)成。
[0016]所述的數(shù)據(jù)采集模塊包括:開關(guān)量輸入檢測接口、模擬量輸入檢測接口、串行總線接口、網(wǎng)絡(luò)通信接口和隔離電路，其中:開關(guān)量輸入檢測接口、模擬量輸入檢測接口、串行總線接口和網(wǎng)絡(luò)通信接口均通過隔離電路與處理單元相連接。
[0017]所述的數(shù)據(jù)倉庫采用存儲(chǔ)卡或電子盤。
[0018]所述的用戶界面在常態(tài)時(shí)外接三種設(shè)備:鍵盤、ID卡識(shí)別設(shè)備和感應(yīng)顯示設(shè)備，預(yù)留遠(yuǎn)程信號(hào)接收端口、網(wǎng)絡(luò)攝像接口和指紋傳感器接口。
[0019]所述的通信接口包括:有線局域網(wǎng)接口、無線網(wǎng)絡(luò)接口、串行總線接口 ；所述的擴(kuò)展接口為總線接口擴(kuò)展板卡和通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器，還包括JTAG調(diào)試接口和ISP調(diào)試接口。
[0020]所述的時(shí)鐘模塊具備電源監(jiān)控和備份模塊。
[0021]所述的上位管理子系統(tǒng)包括:機(jī)場內(nèi)網(wǎng)和服務(wù)器；其中:服務(wù)器為微機(jī)或以上級(jí)別的計(jì)算機(jī)，接入機(jī)場內(nèi)網(wǎng)，并物理隔離連接機(jī)場生產(chǎn)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，獲取航班信息和機(jī)場時(shí)鐘數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)下發(fā)至數(shù)據(jù)倉庫，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的航班聯(lián)動(dòng)。
[0022]所述的現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)集成于一臺(tái)地面設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控箱內(nèi)，箱體預(yù)留電力線和通信線過孔，箱體放置或懸掛于地面設(shè)備附近處或隨地面設(shè)備共同車載；或者現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)制成移動(dòng)手持式設(shè)備。
[0023]本發(fā)明提供的機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)所具有的優(yōu)點(diǎn)和使用效果如下:
[0024]保障機(jī)場橋載設(shè)備的安全運(yùn)行是機(jī)場設(shè)備維護(hù)部門的首要任務(wù)，及時(shí)監(jiān)測甚至預(yù)測到設(shè)備故障并采取有效遏制措施，并且對設(shè)備故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析是設(shè)備管理者要研究的重要問題。
[0025]本系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)發(fā)明設(shè)計(jì)了一套系統(tǒng)，為機(jī)場設(shè)備維護(hù)部門、管理部門和設(shè)備制造商提供了按權(quán)限共享的數(shù)據(jù)平臺(tái)，滿足了不同民航單位對機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行狀況和設(shè)備狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程故障診斷、數(shù)據(jù)集中分析管理等需求。
[0026]本系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0027]1.現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集方式實(shí)現(xiàn)了對地面設(shè)備安監(jiān)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化無縫連接采集，突破了不同品牌地面設(shè)備間的通信兼容性和互換性瓶頸，消除了技術(shù)壁壘從而推動(dòng)了地面設(shè)備節(jié)能方法的大范圍推廣。
[0028]2.參考國外先進(jìn)的設(shè)備管理模式，利用實(shí)時(shí)采集、網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)技術(shù)對地面設(shè)備進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的維護(hù)和管理，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備故障的及時(shí)獲取和預(yù)知，降低設(shè)備故障發(fā)生率提高航空安全。
[0029]3.架設(shè)專用服務(wù)器為多方提供了遠(yuǎn)程獲取各自需要數(shù)據(jù)的平臺(tái)，同時(shí)減少了人工現(xiàn)場工作的時(shí)間，提高了效率。[0030]系統(tǒng)樣機(jī)已在天津、珠海等機(jī)場試用，基本達(dá)到預(yù)期效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明提供的機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的組成示意圖。
[0032]圖2為本發(fā)明提供的機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)中的現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)的組成示意圖。
[0033]圖3為本發(fā)明提供的機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的服務(wù)器功能模塊示意圖。
[0034]圖4為本發(fā)明提供的機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的近機(jī)位現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)安裝示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明提供的機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0036]如圖1所示，本發(fā)明提供的機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)對地面設(shè)備3工作過程進(jìn)行安全監(jiān)控、故障數(shù)據(jù)管理和設(shè)備維護(hù)管理，其由現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)2和上位管理子系統(tǒng)I組成；地面設(shè)備3為與航空器4直接相連接的機(jī)場地面設(shè)備，其通過信號(hào)端子和通信接口與現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)2相連接；現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)2為安裝在地面設(shè)備3附近的信息處理裝置，其與上位管理子系統(tǒng)I相連接；上位管理子系統(tǒng)I為安裝在機(jī)場候機(jī)樓內(nèi)的機(jī)場管理系統(tǒng)，用于通過現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)2對地面設(shè)備3實(shí)施控制、監(jiān)測和管理。
[0037]如圖2所示，所述的地面設(shè)備3包括:靜變電源31、空調(diào)機(jī)組32和登機(jī)橋33 ;其中:靜變電源31為地面400Hz靜變電源機(jī)組，空調(diào)機(jī)組32為地面空調(diào)機(jī)組，登機(jī)橋33為地面活動(dòng)登機(jī)橋。
[0038]如圖1、圖2所示，所述的現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)2由處理單元21、數(shù)據(jù)采集模塊22、數(shù)據(jù)倉庫23、用戶界面24、擴(kuò)展接口 25、通信接口 26、時(shí)鐘模塊27和故障監(jiān)測模塊28組成，其中:處理單元21是現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)2的現(xiàn)場級(jí)智能核心處理器，其分別與數(shù)據(jù)采集模塊22、數(shù)據(jù)倉庫23、用戶界面24、擴(kuò)展接口 25、通信接口 26、時(shí)鐘模塊27和故障監(jiān)測模塊28相連接；
[0039]處理單元21可根據(jù)地面設(shè)備3各類數(shù)據(jù)對航空器4的影響權(quán)重和設(shè)備使用環(huán)境等因素，對數(shù)據(jù)采集模塊22采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、實(shí)時(shí)處理和編碼，同時(shí)可實(shí)時(shí)響應(yīng)地面設(shè)備3的請求，進(jìn)行按級(jí)別控制或上報(bào)；
[0040]數(shù)據(jù)采集模塊22為信號(hào)檢測與變換裝置，其與地面設(shè)備3相連接；用于采集地面設(shè)備3現(xiàn)場工作過程中的各類數(shù)據(jù)，其具備多輸入輸出通道，支持對數(shù)字量、模擬量、開關(guān)量的在線檢測和輸出控制，同時(shí)支持各類總線接口、以太網(wǎng)和光纖接口等通信方式；處理單元21可以從數(shù)據(jù)采集模塊22中讀取地面設(shè)備3的采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)處理并將采集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)倉庫23中；
[0041]地面設(shè)備3的模擬或數(shù)字信號(hào)端子和數(shù)據(jù)通信接口與現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)2中的數(shù)據(jù)采集模塊22相連接，數(shù)據(jù)采集模塊22可以采集地面設(shè)備3之中的靜變電源31、空調(diào)機(jī)組32和登機(jī)橋33的工況和故障數(shù)據(jù)；
[0042]地面設(shè)備3的各類運(yùn)行數(shù)據(jù)包括:設(shè)備工況數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、操作記錄和故障數(shù)據(jù)等由數(shù)據(jù)采集模塊22采集至處理單元21，數(shù)據(jù)采集模塊22是采用微處理器和PLC設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集和集中裝置，與處理單元21間的光電隔離電路起到了電磁干擾保護(hù)的作用；數(shù)據(jù)采集模塊22具備多輸入通道以兼容不同類型采集數(shù)據(jù)，同時(shí)可以輸出對地面設(shè)備3的應(yīng)急控制信號(hào)，支持對數(shù)字量、模擬量、開關(guān)量的同步在線檢測和輸出控制，同時(shí)支持RS232、RS485、RS422、CAN等各類總線接口、以太網(wǎng)和光纖接口等通信方式；數(shù)據(jù)采集模塊22可根據(jù)現(xiàn)場情況配置相應(yīng)的檢測、輸出通道和通信接口類型，同時(shí)可配置各類所需通道的數(shù)量;
[0043]數(shù)據(jù)倉庫23為嵌入式數(shù)據(jù)倉庫；
[0044]用戶界面24為人機(jī)互交接口裝置，用于在現(xiàn)場顯示所有采集數(shù)據(jù)，同時(shí)完成人機(jī)對話；
[0045]擴(kuò)展接口 25為系統(tǒng)擴(kuò)展端口，可實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)其它功能擴(kuò)展，以及將本系統(tǒng)嵌入到其它系統(tǒng)內(nèi)部；
[0046]通信接口 26為遠(yuǎn)程通信接口電路，其與上位管理子系統(tǒng)I相連接；處理單元21利用通信接口 26將采集數(shù)據(jù)上傳給上位管理子系統(tǒng)I ;
[0047]時(shí)鐘模塊27為實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)，其與處理單元21相連接；用于提供系統(tǒng)時(shí)鐘信息；時(shí)鐘模塊27自帶電源監(jiān)控備份模塊，具有電源掉電檢測和備電自動(dòng)投入功能；
[0048]故障監(jiān)測模塊28為現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)2的故障監(jiān)測模塊，其與處理單元21相連接；用于在線監(jiān)測現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)2中各部的故障狀態(tài)，并對出現(xiàn)的故障進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。
[0049]所述的處理單元21為嵌入式實(shí)時(shí)處理單元，其由微控制器、微處理器、FPGA或PLC作為核心控制器件或模塊構(gòu)成，支持單線程工作模式，同時(shí)可移植操作系統(tǒng)。
[0050]根據(jù)對航空器4的影響權(quán)重和設(shè)備使用環(huán)境等因素，地面設(shè)備3各類運(yùn)行數(shù)據(jù)分為三類:非實(shí)時(shí)信息、實(shí)時(shí)信息和緊急信息，處理單元21對數(shù)據(jù)采集模塊22采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、實(shí)時(shí)處理和編碼，同時(shí)可實(shí)時(shí)響應(yīng)地面設(shè)備3的請求，進(jìn)行按級(jí)別控制或上報(bào)，例如緊急信息是在地面設(shè)備3遇到突發(fā)故障或者狀態(tài)突變時(shí)產(chǎn)生，數(shù)據(jù)采集模塊22捕捉后由處理單元21識(shí)別、編碼并立即通過通信接口 26上傳至監(jiān)控中心的服務(wù)器12，同時(shí)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)倉庫23中，并且在用戶界面24顯示。
[0051]所述的數(shù)據(jù)采集模塊22包括:開關(guān)量輸入檢測接口、模擬量輸入檢測接口、串行總線接口、網(wǎng)絡(luò)通信接口和隔離電路，其中:開關(guān)量輸入檢測接口、模擬量輸入檢測接口、串行總線接口和網(wǎng)絡(luò)通信接口均通過隔離電路與處理單元21相連接。
[0052]數(shù)據(jù)采集模塊22可根據(jù)現(xiàn)場情況配置相應(yīng)的檢測、輸出通道和通信接口類型，同時(shí)可配置各類所需通道的數(shù)量。
[0053]所述的數(shù)據(jù)倉庫23是建立在大容量存儲(chǔ)介質(zhì)硬件上的數(shù)據(jù)庫軟件系統(tǒng)，處理單元21處理后的各類數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)倉庫23中，數(shù)據(jù)倉庫23可人工或自動(dòng)導(dǎo)出數(shù)據(jù)報(bào)表和曲線。
[0054]所述的數(shù)據(jù)倉庫23采用存儲(chǔ)卡、電子盤等大容量存儲(chǔ)介質(zhì)。
[0055]數(shù)據(jù)倉庫23，處理單元21利用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)倉庫中的航班數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)地面設(shè)備3的航班聯(lián)動(dòng)管理。
[0056]所述處理單元21將采集和處理數(shù)據(jù)通過用戶界面24利用多媒體方式實(shí)時(shí)顯示出來；[0057]用戶界面24用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交流功能，其常態(tài)外接三種設(shè)備:鍵盤、ID卡識(shí)別設(shè)備和感應(yīng)顯示設(shè)備，并預(yù)留遠(yuǎn)程信號(hào)接收端口、網(wǎng)絡(luò)攝像接口和指紋傳感器接口 ；
[0058]用戶界面24的ID卡識(shí)別設(shè)備用于讀入ID數(shù)據(jù)，系統(tǒng)利用ID卡的形式確認(rèn)地面設(shè)備使用權(quán)限、記錄地面設(shè)備的操作和使用對象、管理系統(tǒng)等現(xiàn)場工作信息，ID卡內(nèi)信息可區(qū)分設(shè)備操作人員、航空公司人員和機(jī)場管理人員，同時(shí)ID卡內(nèi)記錄了具體的人員身份信息或航空公司信息，利用從ID卡讀入的ID數(shù)據(jù)結(jié)合數(shù)據(jù)倉庫23內(nèi)部航班數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了地面設(shè)備3的使用維護(hù)信息登記和安全事故問責(zé)功能；
[0059]通過用戶界面24人工輸入的數(shù)據(jù)可控制處理單元21或?qū)懭霐?shù)據(jù)倉庫23中保存。
[0060]用戶界面24是處理單元21外擴(kuò)的視音頻硬件模塊和人機(jī)交互設(shè)備，處理單元21可以將采集和處理數(shù)據(jù)通過用戶界面24利用多媒體方式實(shí)時(shí)顯示出來，還可以組態(tài)的方式顯示地面設(shè)備工作狀況，用戶界面24同時(shí)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交流功能，其常態(tài)外接三種設(shè)備:鍵盤、ID卡識(shí)別設(shè)備和觸摸屏，預(yù)留紅外或射頻等無線接收端口、網(wǎng)絡(luò)攝像頭接口和指紋傳感器接口 ；地面設(shè)備3服務(wù)對象和操作人員都各自持有身份識(shí)別ID卡，使用地面設(shè)備3時(shí)，用戶界面24的ID卡識(shí)別設(shè)備利用讀入的服務(wù)對象和操作人員的身份識(shí)別數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)據(jù)倉庫23內(nèi)部航班數(shù)據(jù)，將地面設(shè)備3、服務(wù)對象和操作者信息綁定，實(shí)現(xiàn)了使用維護(hù)信息登記和安全事故問責(zé)功能；用戶界面24人工輸入的數(shù)據(jù)可控制處理單元21完成操作，也可將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)倉庫23保存；本發(fā)明系統(tǒng)可強(qiáng)制管理ID卡的設(shè)備使用權(quán)限，對某些使用地面設(shè)備3有不良記錄的服務(wù)對象，通過服務(wù)器12設(shè)定其名下所有ID卡為“禁止服務(wù)”狀態(tài)，并將此信息發(fā)布至各臺(tái)處理單元21，當(dāng)任意一臺(tái)處理單元21從其用戶界面24閱讀到此ID卡數(shù)據(jù)，便會(huì)在用戶界面24顯示屏上顯示警告標(biāo)識(shí)，直至服務(wù)器12對該ID卡解鎖。
[0061]擴(kuò)展接口 25實(shí)際上是總線接口擴(kuò)展板卡和通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器，并且可連接處理單元21的JTAG和ISP調(diào)試接口，從而實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)2的硬件測試、升級(jí)與硬件功能擴(kuò)展，同時(shí)可利用擴(kuò)展接口 25的總線接口將現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)2嵌入到其它管理系統(tǒng)當(dāng)中。
[0062]所述的通信接口 26將現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)2接入機(jī)場內(nèi)網(wǎng)11 ;處理單元21將處理后的數(shù)據(jù)利用通信接口 26通過機(jī)場內(nèi)網(wǎng)11上傳至服務(wù)器12 ；
[0063]通信接口 26支持RJ-45或光纖連接的局域網(wǎng)接口 LAN、無線網(wǎng)絡(luò)接口 WLAN和串行總線接口 ；可以根據(jù)機(jī)場的實(shí)際情況配置通信接口 26的類型和數(shù)量；
[0064]通信接口 26支持兩種接入模式，可作為獨(dú)立子網(wǎng)端口接入機(jī)場內(nèi)網(wǎng)11或使用機(jī)場內(nèi)網(wǎng)11的虛擬局域網(wǎng)VLAN ；
[0065]通信接口 26具備網(wǎng)絡(luò)安全隔離功能，且支持網(wǎng)絡(luò)斷點(diǎn)續(xù)傳；
[0066]處理單元21通過外擴(kuò)大容量存儲(chǔ)介質(zhì)，如CF卡、電子盤等，在此硬件上建立數(shù)據(jù)庫即嵌入式數(shù)據(jù)倉庫23，處理單元21處理后的各類數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)倉庫23中，數(shù)據(jù)倉庫23可人工操作或定時(shí)自動(dòng)導(dǎo)出數(shù)據(jù)報(bào)表、曲線圖表等歷史數(shù)據(jù)，導(dǎo)出數(shù)據(jù)可遠(yuǎn)傳也可本地拷貝；數(shù)據(jù)倉庫23通過通信接口 26接收來自服務(wù)器12的航班信息和時(shí)鐘信息，并存儲(chǔ)到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表中，處理單元21利用時(shí)鐘信息同步本地時(shí)鐘，利用航班信息匹配地面設(shè)備3的服務(wù)對象并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對地面設(shè)備3的航班聯(lián)動(dòng)管理。
[0067]在將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)倉庫23的同時(shí)，處理單元21還利用通信接口 26將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器12 ;通信接口 26是采用微處理器設(shè)計(jì)的雙向通信接口擴(kuò)展模塊，將現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)2接入機(jī)場內(nèi)網(wǎng)11，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)2和上位管理子系統(tǒng)I的數(shù)據(jù)交互，利用其可實(shí)現(xiàn)機(jī)場全部地面設(shè)備的監(jiān)控組網(wǎng)，遠(yuǎn)程COM支持三種通信模式:有線局域網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)和總線，其中有線局域網(wǎng)接口 LAN可選擇RJ-45接口的五類以上雙絞線、單模或多模光纖，無線網(wǎng)絡(luò)接口 WLAN多使用機(jī)場支持的2.4/1.8GHz無線、WiF1、GPRS等無線網(wǎng)絡(luò)，在不易布線的情況下，如遠(yuǎn)機(jī)位使用WLAN接口，針對部分網(wǎng)絡(luò)化程度低的機(jī)場選用串行總線接口，如CAN、RS-485等等，同時(shí)串口可擴(kuò)展其它方式的通信網(wǎng)絡(luò)接口，通信接口 26可根據(jù)機(jī)場的實(shí)際情況配置COM接口類型和數(shù)量。
[0068]所述的時(shí)鐘模塊27為現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)提供時(shí)鐘，其和機(jī)場時(shí)鐘同步；
[0069]時(shí)鐘模塊27為現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)提供時(shí)鐘，是利用RTC芯片和單片機(jī)設(shè)計(jì)的處理單元21的外擴(kuò)硬件模塊，通過數(shù)據(jù)倉庫23獲取的機(jī)場內(nèi)網(wǎng)時(shí)鐘完成與時(shí)鐘模塊27機(jī)場時(shí)鐘同步，從而實(shí)現(xiàn)地面設(shè)備3運(yùn)行記錄的時(shí)間精確性；時(shí)鐘模塊27具備電源監(jiān)控和備份模塊，實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘電源的監(jiān)控功能，備份模塊能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測時(shí)鐘模塊27的供電電壓和電流值，當(dāng)認(rèn)定電流電壓異常，則啟動(dòng)時(shí)鐘模塊27備份電源，同時(shí)生成故障信息并上報(bào)處理單元21進(jìn)行處理。
[0070]所述的故障監(jiān)測模塊28可監(jiān)測現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)2內(nèi)各部件自身的故障情況，并生成故障代碼存入數(shù)據(jù)倉庫23并上傳至服務(wù)器12 ;故障監(jiān)測模塊28具有自故障修復(fù)能力；故障監(jiān)測模塊28實(shí)現(xiàn)了處理單元21的看門狗復(fù)位功能。
[0071]故障監(jiān)測模塊28是集成于處理單元21的一組固件，基于微處理器和嵌入式操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)，獨(dú)立于處理單元21的處理器，可監(jiān)測現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)內(nèi)各部件自身的故障情況，并生成故障代碼存入數(shù)據(jù)倉庫23并上傳至服務(wù)器12 ;故障監(jiān)測模塊28具有自故障修復(fù)能力，通常需要等待服務(wù)器12的修復(fù)指令，但對于某些高優(yōu)先級(jí)故障可以自動(dòng)處理，不需要等待；故障監(jiān)測模塊28實(shí)現(xiàn)了處理單元21的看門狗復(fù)位功能，在無人值守時(shí)可完成系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。
[0072]所述的上位管理子系統(tǒng)I包括:機(jī)場內(nèi)網(wǎng)11和服務(wù)器12，服務(wù)器12通過機(jī)場內(nèi)網(wǎng)11從現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)2建立雙向數(shù)據(jù)流，同時(shí)需從機(jī)場內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫獲取航班信息和時(shí)鐘信息，用于地面設(shè)備3運(yùn)行監(jiān)控的航班聯(lián)動(dòng)和監(jiān)控系統(tǒng)的時(shí)鐘同步；本發(fā)明系統(tǒng)可以被機(jī)場、設(shè)備制造商和民航管理部門等用戶按權(quán)限遠(yuǎn)程訪問獲取各自所需數(shù)據(jù)；
[0073]服務(wù)器12為微機(jī)或以上級(jí)別的計(jì)算機(jī)，接入機(jī)場內(nèi)網(wǎng)11，并物理隔離連接機(jī)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，獲取航班信息和機(jī)場時(shí)鐘數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)下發(fā)至數(shù)據(jù)倉庫23，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的航班聯(lián)動(dòng)；
[0074]服務(wù)器12可對機(jī)場全部地面設(shè)備3按實(shí)際地理位置標(biāo)識(shí)，并進(jìn)行組態(tài)方式的監(jiān)控管理，提供用戶GUI，并支持各類采集和處理數(shù)據(jù)的報(bào)表、曲線、圖表等方式顯示和查詢；
[0075]服務(wù)器12可存儲(chǔ)現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)上傳的全部機(jī)場地面設(shè)備3各類運(yùn)行數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)地面設(shè)備3的深層故障歸因和故障預(yù)測功能；
[0076]服務(wù)器12提供地面設(shè)備3維護(hù)專家數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)地面設(shè)備3的快速故障查詢和維護(hù)，地面設(shè)備3保養(yǎng)維修和備件記錄查詢，事故問責(zé)溯源查詢功能；
[0077]服務(wù)器12提供數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程發(fā)布接口，采用瀏覽器-服務(wù)器架構(gòu)或客戶端-服務(wù)器架構(gòu)兩種數(shù)據(jù)服務(wù)模式，與機(jī)場地面設(shè)備3運(yùn)行工作有關(guān)的各類用戶，均可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)登陸服務(wù)器12并享受各自數(shù)據(jù)服務(wù)，服務(wù)器12提供客戶權(quán)限管理功能。
[0078]現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)2可制成移動(dòng)手持式設(shè)備。[0079]服務(wù)器12以及其所在機(jī)場內(nèi)網(wǎng)11構(gòu)成了地面設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的上位管理子系統(tǒng)1，如圖2所示；服務(wù)器12為微機(jī)或以上級(jí)別的計(jì)算機(jī)，接入機(jī)場內(nèi)網(wǎng)11并通過物理隔離連接機(jī)場生產(chǎn)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，獲取航班信息和機(jī)場時(shí)鐘數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)下發(fā)至數(shù)據(jù)倉庫23，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的航班聯(lián)動(dòng)和時(shí)鐘同步；利用地理信息系統(tǒng)GIS，服務(wù)器12可對機(jī)場全部地面設(shè)備3按實(shí)際地理位置標(biāo)識(shí)，并進(jìn)行組態(tài)方式的監(jiān)控管理，提供用戶GUI，并支持各類采集和處理數(shù)據(jù)的報(bào)表、曲線、圖表等方式顯示和查詢；服務(wù)器12利用自身數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)上傳的全部機(jī)場地面設(shè)備3各類運(yùn)行數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)對地面設(shè)備3的深層故障歸因和故障預(yù)測功能，主要是對不能直接檢測的故障原因進(jìn)行分析推理和診斷，以及預(yù)估故障未來發(fā)生的時(shí)間并提供處置方案；服務(wù)器12提供地面設(shè)備3維護(hù)專家數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)地面設(shè)備3的快速故障查詢和維護(hù)，地面設(shè)備3保養(yǎng)維修和備件記錄查詢，事故問責(zé)溯源查詢功能；服務(wù)器12提供數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程發(fā)布接口，采用瀏覽器-服務(wù)器架構(gòu)或客戶端-服務(wù)器架構(gòu)兩種數(shù)據(jù)服務(wù)模式，與機(jī)場地面設(shè)備3運(yùn)行工作有關(guān)的各類用戶，均可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)登陸服務(wù)器12并享受各自數(shù)據(jù)服務(wù)，服務(wù)器12提供客戶權(quán)限管理功能，服務(wù)器12的功能如圖3所示。
[0080]現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)2各部件集成于一臺(tái)地面設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控箱內(nèi)，箱體預(yù)留電力線和通信線過孔，也可利用原有的配電柜進(jìn)行連接，在近機(jī)位該箱體放置或懸掛于地面設(shè)備3附近處，見圖4 ;在遠(yuǎn)機(jī)位該箱體隨地面設(shè)備共同車載，使用無線網(wǎng)絡(luò)連接現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)和上位管理系統(tǒng)；本發(fā)明系統(tǒng)的具體安裝方法是:在每一停機(jī)位處，針對該機(jī)位的地面設(shè)備3安裝一臺(tái)地面設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控箱，所有現(xiàn)場監(jiān)控箱通過機(jī)場內(nèi)網(wǎng)11連接到服務(wù)器12及其備份服務(wù)器，服務(wù)器12置于候機(jī)樓室內(nèi)環(huán)境空間，該空間具備防水、防震、防爆、防電磁干擾等防護(hù)措施。
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于:其由現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)(2)和上位管理子系統(tǒng)(I)組成；其中地面設(shè)備(3)為與航空器直接相連接的機(jī)場地面設(shè)備，其通過信號(hào)端子和通信接口與現(xiàn)場子級(jí)系統(tǒng)(2)相連接；現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)(2)為安裝在地面設(shè)備(3)附近的信息處理裝置，其與上位管理子系統(tǒng)(I)相連接；上位管理子系統(tǒng)(I)為安裝在機(jī)場候機(jī)樓內(nèi)的機(jī)場管理系統(tǒng)，用于通過現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)(2)對地面設(shè)備(3)實(shí)施控制、監(jiān)測和管理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)(2)由處理單元(21)、數(shù)據(jù)采集模塊(22)、數(shù)據(jù)倉庫(23)、用戶界面(24)、擴(kuò)展接口( 25 )、通信接口( 26 )、時(shí)鐘模塊(27 )和故障監(jiān)測模塊(28 )組成，其中:處理單元(21)分別與數(shù)據(jù)采集模塊(22)、數(shù)據(jù)倉庫(23)、用戶界面(24)、擴(kuò)展接口(25)、通信接口(26)、時(shí)鐘模塊(27)和故障監(jiān)測模塊(28)相連接； 數(shù)據(jù)采集模塊(22)為信號(hào)檢測與變換裝置，其與地面設(shè)備(3)相連接；用于采集地面設(shè)備(3)現(xiàn)場工作過程中的各類數(shù)據(jù)，其具備多輸入輸出通道，支持對數(shù)字量、模擬量、開關(guān)量的在線檢測和輸出控制，同時(shí)支持各類總線接口、以太網(wǎng)和光纖接口通信方式； 數(shù)據(jù)倉庫(23)為嵌入式數(shù)據(jù)倉庫； 用戶界面(24)為人機(jī)互交接口裝置，用于在現(xiàn)場顯示所有采集數(shù)據(jù)，同時(shí)完成人機(jī)對話； 擴(kuò)展接口(25)為系統(tǒng)擴(kuò)展端口，用于實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)其它功能擴(kuò)展，以及將本系統(tǒng)嵌入到其它系統(tǒng)內(nèi)部；· 通信接口( 26)為遠(yuǎn)程通信接口電路，其與上位管理子系統(tǒng)(I)相連接；處理單元(21)利用通信接口(26)將采集數(shù)據(jù)上傳給上位管理子系統(tǒng)(I)； 時(shí)鐘模塊(27)為實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)，其與處理單元(21)相連接；用于提供系統(tǒng)時(shí)鐘信息； 故障監(jiān)測模塊(28)為現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)(2)的故障監(jiān)測模塊，其與處理單元(21)相連接；用于在線監(jiān)測現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)(2)中各部的故障狀態(tài)，并對出現(xiàn)的故障進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的處理單元(21)為嵌入式實(shí)時(shí)處理單元，其由微控制器、微處理器、FPGA或PLC作為核心控制器件或模塊構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)采集模塊(22)包括:開關(guān)量輸入檢測接口、模擬量輸入檢測接口、串行總線接口、網(wǎng)絡(luò)通信接口和隔離電路，其中:開關(guān)量輸入檢測接口、模擬量輸入檢測接口、串行總線接口和網(wǎng)絡(luò)通信接口均通過隔離電路與處理單元(21)相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)倉庫(23)采用存儲(chǔ)卡或電子盤。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的用戶界面(24)在常態(tài)時(shí)外接三種設(shè)備:鍵盤、ID卡識(shí)別設(shè)備和感應(yīng)顯示設(shè)備，預(yù)留遠(yuǎn)程信號(hào)接收端口、網(wǎng)絡(luò)攝像接口和指紋傳感器接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的通信接口(26)包括:有線局域網(wǎng)接口、無線網(wǎng)絡(luò)接口、串行總線接口 ；所述的擴(kuò)展接口(25)為總線接口擴(kuò)展板卡和通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器，還包括JTAG調(diào)試接口和ISP調(diào)試接口。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的時(shí)鐘模塊(27)具備電源監(jiān)控和備份模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的上位管理子系統(tǒng)(I)包括:機(jī)場內(nèi)網(wǎng)(11)和服務(wù)器(12);其中:服務(wù)器(12)為微機(jī)或以上級(jí)別的計(jì)算機(jī)，接入機(jī)場內(nèi)網(wǎng)(11)，并物理隔離連接機(jī)場生產(chǎn)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，獲取航班信息和機(jī)場時(shí)鐘數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)下發(fā)至數(shù)據(jù)倉庫(23)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的航班聯(lián)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)場地面設(shè)備運(yùn)行安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)(2)集成于一臺(tái)地面設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控箱內(nèi)，箱體預(yù)留電力線和通信線過孔，箱體放置或懸掛于地面設(shè)備(3)附近處或隨地面設(shè)備共同車載；或者現(xiàn)場級(jí)子系統(tǒng)(2)制成移動(dòng)手持式設(shè)備。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK103576650SQ201310526376
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】陳維興, 張積洪, 李龍順, 孫毅剛, 費(fèi)春國, 李宗帥, 林家泉, 錢杰, 陳文超 申請人:中國民航大學(xué)