用于航空网络的配置管理和用于检查航空网络配置的方法与流程

1.本发明涉及一种具有集成的配置管理的航空网络，也就是说一种用在航空应用中的数据网络，并且本发明还涉及一种用于检查航空网络配置的方法。


背景技术：

2.在技术上复杂的移动交通平台(如汽车、火车、船舶或飞行器)中通常使用大量不同的且以不同程度集成的电子部件。此类电子部件例如为控制系统、传感器系统、计算机系统、网络结点或为了交通平台的运行所必需的其他技术设备。
3.为了能够适当地监测并记录在此类部件网络及其网络环境中的配置方面的变化，需要同样复杂的检查方案，借助于这些检查方案可以可靠且及时地在授权的和可能未授权的配置更改之间进行区分。
4.文献us 2019/0325664 a1公开了用于表征交通平台配置的计算机实现的方法。文献us 9,384,601 b2公开了一种用于检查飞行器部件的工作能力的方法。文献us 8,793,026 b2公开了一种用于飞行器中电力负载的寿命管理方式。文献us 2013/0036103 a1公开了一种用于验证飞行器中软件组件的系统。文献us 8,683,266 b2公开了用于飞行器的复杂机载多智能体系统的配置验证系统和方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的之一在于找到用于可靠、安全且简单地检查航空网络配置的改进的解决方案。
6.这个目的和其他的目的通过具有权利要求1所述特征的航空网络、具有权利要求9所述特征的带有航空网络的飞行器、以及具有权利要求10所述特征的用于检查航空网络配置的方法来实现。
7.根据本发明的第一方面，一种航空网络包括多个航空部件和配置监测装置，所述配置监测装置与所述多个航空部件有线或无线地连接。所述配置监测装置在此具有至少一个配置数据接口，所述配置数据接口被设计为用于接收表征所述航空部件的多个工作状态的配置参数。此外，所述配置监测装置具有参数过滤装置，所述参数过滤装置与所述至少一个配置数据接口连接，并且所述参数过滤装置被设计为用于过滤所接收的配置参数的子集。此外，所述配置监测装置具有参考参数存储器以及参数对比装置，所述参考参数存储器被设计为用于存储多组配置参数参考值，所述参数对比装置与所述参考参数存储器和所述参数过滤装置联接，并且所述参数对比装置被设计为用于将所接收的配置参数的经所述参数过滤装置过滤的子集与存储在所述参考参数存储器中的一组配置参数参考值进行比较。
8.根据本发明的第二方面，一种飞行器包括根据本发明第一方面的航空网络。
9.根据本发明的第三方面，一种用于检查航空网络配置的方法包括如下步骤：获取多个配置参数，所述配置参数表征多个航空部件的工作状态；将所述多个配置参数传输给配置监测装置的配置数据接口；在所述配置监测装置的参数过滤装置中过滤所接收的配置
参数的子集；以及由所述配置监测装置的参数对比装置将所接收的配置参数的经所述参数过滤装置过滤的子集与存储在所述配置监测装置的参考参数存储器中的一组配置参数参考值进行对比。
10.本发明解决方案的特别的优点在于，在具有作为网络用户共同连接到有线或无线网络复合体中的航空部件的机舱管理系统中，可以动态地且及时地获取单独部件的实际配置以及由此得出的整个网络的配置。在此，机舱管理系统可以采集所有部件的所测量的或预设定的配置参数并且总结为当前配置状态的一个或多个指纹，该指纹与航空网络的相应组成是一一对应的。
11.通过在带有大量部件的航空网络中将待获取的和在检查中待同时考虑到的参数数量不成比例地高。
12.有利的设计方案和改进方案从其他从属权利要求以及从参考附图的说明得出。
13.根据所述航空网络的若干实施方式，所述航空网络还可以具有过滤控制装置，所述过滤控制装置与所述参数过滤装置联接，并且所述过滤控制装置被设计为用于动态地改变所述参数过滤装置的选择设定，以便选择所接收的配置参数的在经过滤的子集中的配置参数。
14.根据所述航空网络的若干其他实施方式，所述过滤控制装置还可以与所述参数对比装置联接并且被设计为用于取决于所述参数对比装置的选择控制信号来改变所述参数过滤装置的选择设定。
15.根据所述航空网络的若干其他实施方式，所述参数过滤装置可以具有至少两个顺序布置的参数过滤级，使得所述至少两个顺序布置的参数过滤级中的第一参数过滤级执行对所接收的配置参数的预过滤并且所述至少两个顺序布置的参数过滤级中的第二参数过滤级对经预过滤的所接收的配置参数进行后过滤以便输出所接收的配置参数的经过滤的子集。
16.根据所述航空网络的若干其他实施方式，所述过滤控制装置可以与所述至少两个顺序布置的参数过滤级中的每一个参数过滤级联接并且被设计为用于动态地且彼此独立地改变所述至少两个顺序布置的参数过滤级的用于预过滤和后过滤的选择设定。
17.根据所述航空网络的若干其他实施方式，所述多个航空部件中的一个或多个航空部件可以具有无线通信模块，所述无线通信模块被设计为用于将配置参数无线地传输到所述配置监测装置的无线配置数据接口。
18.根据所述航空网络的若干其他实施方式，所接收的配置参数可以具有所述航空部件的标识号、所述航空部件的安全认证、所述航空部件的功耗特征、所述航空部件的网络流量特征、所述航空部件的线路的衰减值和/或所述航空部件在飞行器中的安装位置。
19.根据所述航空网络的若干其他实施方式，所述航空部件可以具有机舱管理设备、飞行器机舱方格间、飞行器机舱照明元件、飞行器座椅电子设备、机舱显示器、机载厨房设置设备、机舱音频系统和/或乘客服务单元。
20.根据所述方法的若干实施方式，所述方法还可以具有以下步骤：由所述配置监测装置的参数过滤装置改变所述参数过滤装置的选择设定，以便选择所接收的配置参数的在经过滤的子集中的配置参数。
21.根据所述方法的若干其他实施方式，改变所述参数过滤装置的选择设定可以取决
于所述参数对比装置的选择控制信号来进行。
22.根据所述方法的若干其他实施方式，所述参数过滤装置可以具有至少两个顺序布置的参数过滤级，使得对所接收的配置参数的子集的过滤包括在所述至少两个顺序布置的参数过滤级中的第一参数过滤级中对所接收的配置参数的预过滤和在所述至少两个顺序布置的参数过滤级中的第二参数过滤级中对经预过滤的所接收的配置参数进行后过滤，以便输出所接收的配置参数的经过滤的子集。
23.上面的设计方案和改进方案在有意义的情况下可以任意地彼此组合。本发明的其他可行的设计方案、改进方案和实现方式还包括本发明的先前或随后参照实施例描述的特征的没有明确提及的组合。在此，本领域技术人员尤其还可将单独的方面作为改进内容或补充内容添加到本发明的相应的基础形式中。
附图说明
24.下面借助于在示意性附图中给出的实施例来详细解说本发明。在附图中：
25.图1示出根据本发明一个实施方式的带有集成的配置管理的航空网络的示意性框图；
26.图2示出飞行器的示意图，该飞行器具有按照图1根据本发明一个实施方式的航空网络；并且
27.图3示出根据本发明另一个实施方式的用于检查航空网络配置的方法的流程图。
28.附图应当提供对本发明实施方式的进一步理解。附图阐明了实施方式并且与说明书相结合用于解释本发明的原理和概念。其他的实施方式和所提到的优点中的许多优点都从查看附图而得出。图中的元素并不一定是相对彼此按比例显示的。关于方向给出的术语，例如像“上”、“下”、“左”、“右”、“之上”、“之下”、“水平”、“竖直”、“之前”、“之后”及类似内容仅仅用于解释性目的并且不用于将一般性限制于如在图中所示的特定构型。
29.在附图中，相同的、功能相同的和以相同方式起作用的元件、特征和部件，只要没有另外详细说明，就相应地设置有相同的附图标记。
具体实施方式
30.在以下的说明中将以航空网络为参考。在本说明书的意义上“航空网络”包括任何如下类型的网络：在该网络中，联网的电子部件、尤其飞行设备机上的电力和电子设备(包括电子飞行仪器)可以经由用于航空应用的公用数据交换协议相互交换相关数据。
31.此类联网的电子部件可以具有例如飞行控制和管理系统、飞行操控系统、飞行监测设备、碰撞报警系统、互通信系统、飞行无线电系统、导航系统、仪表着陆系统、全球卫星导航系统、惯性导航系统、传感器系统、雷达系统以及任何类型的机舱和货仓模块，如机上厨房部件、储物部件、智能光照和显示装置、座椅操作装置、公共卫生区域控制器、机上娱乐系统、机舱管理设备、飞行器机舱方格间(flugzeugkabinenmonumente)、飞行器机舱照明元件、飞行器座椅电子设备、机舱显示器、机上厨房设置设备、机舱音频系统和/或乘客服务单元等。
32.在本说明书意义上的配置参数包括任何类型的可测量或可预设的表征性特征，理论上这些表征性特征适合用于通过其数据内容将某一个航空部件或某一类型的航空部件
与其他航空部件或其他类型的航空部件进行区分。在本说明书意义上的配置参数尤其可以包括航空部件的标识号、安全认证、mac地址、ip地址、序列号、版本名称、准入数据、功耗特征、网络流量特征、总运行时长或还有线路的衰减值。还可能的是，将外部特征(如在飞行器中的安装位置或还有与飞行器中的其他部件的共同连接方式)归为航空部件的属性。
33.这些配置参数中的一些允许其参数内容的离散化并且因此可以被称为“精确”参数。而其他配置参数具有参数内容的连续谱并且只能被称为“不明晰”参数。理论上，精确参数更好地适合产生一个航空部件相对于其他类似航空部件的可区别性，而同时由于对于单独航空部件的状态的时间曲线而言大量的潜在参数内容，不明晰参数可能比精确参数更具选择性
34.图1以框图图示示出航空网络100的示例性示意图。航空网络100例如可以用在飞行器中，例如在图2中示例性展示的飞行器a。在此航空网络100可以经由飞行器a机上的(未明确展示的)网关联接到飞行器a中的其他网络。
35.航空网络100具有多个航空部件50作为网络用户。航空网络100具有一个或多个数据总线系统，在图1中例如示例性地明确展示了其中的数据总线系统b。应当明白，还可以在航空网络100中使用多于或少于两个数据总线系统。数据总线系统b可以如所示地为有线系统，如afdx、arinc 429、arinc 629、arinc 717、can总线、mil-std-1553或ttp。替代地或附加地还可以将这些航空部件50中的一个或多个彼此有线连接，例如经由zigbee、wlan、wifi、wimax或在其他有线网络中。此外，航空部件50可以具有无线通信模块30，借助于该无线通信模块可以实现无线通信连接w的构造。
36.航空部件50分别具有一个或多个网络接口，经由该网络接口，航空部件彼此联接和/或与数据总线系统b联接。航空部件50可以为飞行器机上的任何类型的待操控的电力或电子单元，如光照模块、照明、显示装置、厨房模块、座椅操作元件、机舱管理设备、飞行器机舱方格间、飞行器机舱照明元件、飞行器座椅电子设备、机舱显示器、机上厨房设置设备、机舱音频系统、乘客服务单元等。在有些情况下可以提出，存在用于这些航空部件50中的一个或多个航空部件的外部测量系统40，以便通过对相应航空部件50的外部检测来获得配置参数。在这种情况，外部测量系统40可以与数据总线联接或者替代地具有无线通信模块30。
37.航空部件50可以例如具有处理器，其配置可以根据所希望的功能由航空网络的中央配置服务器预先给定。另外，航空部件50可以任选地具有用于由用户操作的输入/输出设备以及显示器装置。航空部件50的处理器的配置可以保存在相应航空部件50的配置存储器中，该配置存储器与该处理器操作性连接。用于处理的服务在软件中实现，可以根据具有公用的元数据标准(字典)的软件开发包(sdk)来调用和实施该软件。
38.通过航空部件50在其可适配的功能方面的可变性，航空部件50可以采取大量可能的工作状态或配置状态。因此，通过大量航空部件50的催化，航空网络100总体上具有无法计数的网络状态，这些网络状态分别不同的组合和子组合。
39.航空网络100具有中央配置监测装置10，该配置监测装置被设计为用于在航空部件50的配置方面检查和监测航空部件。为此，中央配置监测装置10可以具有至少一个配置数据接口，该配置数据接口被设计为用于经由有线或无线的数据通信信道来接收表征航空部件50的多个工作状态的配置参数。这些配置参数可以例如为航空部件50的标识号、航空部件50的安全认证、航空部件50的功耗特征、航空部件50的网络流量特征、航空部件50的线
路的衰减值和/或航空部件50在飞行器a中的安装位置。理论上，这些配置参数可以被划分为具有与航空部件50一一对应且不可变的参数内容的参数以及具有可变的、在时间上可变的且取决于状态的参数内容的参数。
40.配置数据接口可以例如为线缆连接的数据总线接口11，该数据总线接口与航空网络100的一个或多个数据总线联接。替代于此，配置数据接口可以包括无线通信模块12，该无线通信模块被设计为用于与环境中的不同的无线通信模块30一起维持无线数据通信。
41.为了对比航空网络100的航空部件50的实际总配置，配置监测装置10具有参考参数存储器16。参考参数存储器16可以例如为闪存存储器、存储卡、硬盘、eeprom或可以在其中临时或永久且可读地保存数据的其他类型的硬件存储器。在这个参考参数存储器16中可以存储一组或多组配置参数参考值。这些组参考值可以例如从外部预先给定或者可以获取当前配置并将其配置参数作为参考值解锁。
42.参考参数存储器16与参数对比装置15联接。参数对比装置15包含由航空部件50获取的配置参数，以便将这些配置参数与存储在参考参数存储器16中的这些组配置参数参考值之一进行比较。取决于这个对比的结果，参数对比装置15可以输出对比信号，该对比信号例如可以经由外部的操作设备或显示设备20输出给用户。
43.为了使参数对比装置15不必为了对比而考虑所有所获取的或可获取的配置参数，在配置数据接口11和12与参数对比装置15之间可以联接参数过滤装置13。借助于参数过滤装置13，可以从所有所获取的配置参数的总量中过滤出所接收的配置参数的子集，使得参数过滤装置13仅向参数对比装置15传递所接收的配置参数的经过滤的子集。随后在参数对比装置中将这个经过滤的子集与存储在参考参数存储器16中的一组配置参数参考值进行比较。
44.为了可以动态地适配应计入经过滤的子集中的那些配置参数的选择范围，配置监测装置10可以具有过滤控制装置14，该过滤控制装置与参数过滤装置13联接。过滤控制装置14可以例如经由外部的用户输入或者经由参数对比装置15的反馈的选择控制信号来动态地改变参数过滤装置13的选择设定，以便选择经配置数据接口11和12接收的配置参数的经过滤的子集中的配置参数。
45.过滤控制装置14例如可以选择如下的配置参数以在参数过滤装置13中进行过滤：这些参数关于航空部件50的总配置方面的潜在变化具有尽可能大的重要性。这样的重要性例如可以经由所获取的配置参数组与参考值对比组之间的汉明(hamming)距离来定量化。为此，过滤控制装置14可以映射配置参数的可能的组合，以便在卡诺-维奇图(karnaugh-veitch-diagrammen)或奎因-麦克拉斯基表(quine-mccluskey-tabellen)中构成不同的子集，从而找到不同的配置参数子组的析取范式。
46.在待考虑的配置参数的最大数量的边界条件下，可以基于所找到的最适合表征航空网络100的总状态的配置参数子集来适配参数过滤装置13的选择设定。
47.另外还可能的是，参数对比装置15计算所获取的配置参数的实际经过滤子集的选择性，以便区分希望的和不希望的总配置状态。此选择性可以经由参数对比装置15的选择控制信号反馈给过滤控制装置14，以便使选择设定能够经验式地适应所希望的对比质量。
48.为了过滤的更细的粒度和更高的灵活性，参数过滤装置13可以具有至少两个顺序布置的参数过滤级13a、13b、13n。在图1的例子中展示了三个此类参数过滤级，其中应当明
白，两个或多于三个参数过滤级同样是可能的。该至少两个顺序布置的参数过滤级中的第一参数过滤级13a于是执行对所接收的配置参数的预过滤。将经预过滤的配置参数输出到该至少两个顺序布置的参数过滤级中的后续的第二参数过滤级13b，该第二参数过滤级将经预过滤的所接收的配置参数对应地后过滤，以便输出所接收的配置参数的经过滤的子集。
49.过滤控制装置14对于这些顺序布置的参数过滤级13a、13b、13n可以分开地并且彼此独立地动态改变选择设定，以便获得所希望的预过滤和后过滤。后过滤的精细度例如可以取决于预过滤级中配置参数的类型来产生。预过滤的类型尤其可以例如取决于网络中的分别同类型的航空部件50的数量来产生。
50.图3示出一种用于检查尤其用在飞行器中的航空网络中的航空部件配置的方法m。方法m可以例如应用于如图1中所示的航空网络100中。在此，方法m可以借助于结合图1阐释的航空网络100的部件来实现。另外，方法m可以用在结合图2阐释的飞行器a中。
51.作为第一步骤m1，方法m包括获取多个配置参数。所获取的配置参数在此表征多个航空部件50的工作状态或配置状态。在第二步骤m2中，在航空网络100中将该多个配置参数传输给配置监测装置10的配置数据接口。
52.在步骤m4中，在配置监测装置10的参数过滤装置13中将所接收的配置参数的子集从配置参数的总体中过滤出来。这例如可以如下进行：参数过滤装置13具有至少两个顺序布置的参数过滤级13a、13b、13n。在第一参数过滤级13a中可以进行所接收的配置参数的预过滤。经预过滤的配置参数然后经由在下游连接的第二参数过滤级中的后过滤被进一步过滤，以便能够在最后一个参数过滤级处输出所接收的配置参数的子集。
53.参数过滤装置13或单独的参数过滤级13a、13b、13n的用于选择被包含在经过滤子集中的配置参数的选择设定可以任选地在步骤m3中被改变，例如在步骤m4中通过参数过滤装置13进行过滤之前。这可以经由过滤控制装置14来实现，该过滤控制装置可以施加可编程的控制指标作为用于改变选择设定的度量。这些控制指标可以从一开始就由用户预先给定，或者替代于此还可以取决于参数对比装置15的选择控制信号来动态地适配。参数对比装置15的选择控制信号尤其可以作为参数对比装置15的反馈信号依据配置参数的所输出的子集的所获取的内容来实现。
54.最后，在步骤m5中，通过参数对比装置15将所接收的配置参数的经参数过滤装置13过滤的子集与存储在参考参数存储器16中的一组配置参数参考值进行对比。这个对比用于检查航空部件50(已经从这些航空部件中获得了配置参数)的总体的配置是否对应于所预期的或希望的配置。据此，在参数对比装置15的接口处，对比的结果可以被输出给外部的用户设备20，如平板电脑、显示装置或用于由用户获取信息的个人电子设备。
55.在上面的详细说明中，在一个或多个实例中总结了用于改进图示的严谨性的各种特征。然而在此应当清楚的是，上面的说明仅仅是展示性的而绝不是限制性的。该说明用于涵盖不同特征和实施例的所有替代方案、修改和等效物。在查阅上文说明的情况下，本领域技术人员基于其专业知识将立即且直接地明了许多其他的实例。
56.选出并描述这些实施例以便能够尽可能最好地展现本发明所基于的原理及其在实践中的应用可能性。由此，本领域技术人员可以参照预期的使用目的来最优地修改和使用本发明及其不同的实施例。在权利要求书以及说明书中，术语“包含”和“具有”用作对应
术语“包括”的中性语言的概念化(neutralsprachliche begrifflichkeiten)。此外，术语“一”、“一个”和“一种”的使用原则上应当不排除以此方式描述的多个特征和部件。