信息物理系统在航空领域中的应用

刘青和

西安航空学院，陕西 西安 710077

信息物理系统的概念并不是由我们国家先提出的，而是美国。信息物理系统概念的出现非常引人关注，所有国家的信息技术领域都开始对其进行分析研究。其中美国投入了大量的资金去研究信息物理系统的相关技术，我们国家也一样，非常重视这项科学技术。我国的很多项目都把信息物理系统划为了重点研究对象。但是信息物理系统在世界上并没有一个统一的概念，我们国家主要是将其描述为通过对周围环境的感应，能够通过网络进行计算和控制的物理系统设备，并且比较安全和可靠，效率也比较高。信息物理系统和现在所使用的嵌入式系统还有网络控制系统不同，后两者不能实时监控和感应大规模的比较复杂的系统，但信息物理系统可实现对大规模复杂系统，并且飞机就是这种系统，所以我们就来分析信息物理系统对于航空领域的应用。

一、信息物理系统与嵌入式系统

嵌入式系统包含了航空领域的电子系统，如果想要分析和信息物理系统是否能在航空领域中应用就要先比较信息物理系统和嵌入式系统的联系。首先是概念，我们知道信息物理系统主要注重将网络和物理联合，通过网络对外界进行感应并控制。但是嵌入式系统就不一样了，嵌入式系统还是注重对物理设备的使用，只是将计算机嵌入到设备当中。并且二者的特点也不同，信息物理系统的特点是将网络和物理设备融合在一起进行计算和控制，而嵌入式系统会受到物理设备的约束，进而再利用网络资源。

二、信息物理系统在航空领域中的应用分析

嵌入式的计算机系统比较复杂，实时性也比较强大，系统的安全性也比较高。根据功能的不同可将机载计算机划分为两种，一种是为飞行服务，一种是为飞行任务服务。这两种机载计算机通过实时与互联网连接，协作完成飞行任务。但是这种嵌入式系统还有很多不足之处，比如资源不够综合，很多资源不能共同使用，还有就是功能与功能之间大多不能协同，最后一点就是虽然很多传感器的功能不同，但是却将他们组装在一个区域，这会使电缆的重量增加。所以由于以上嵌入式系统的问题，我们需要研究信息物理系统在航空领域的应用。

三、信息物理系统在航空领域中应用的关键技术

在航空领域中采用物理信息系统，会使航空电子系统的综合能力得到加强，但同时也对于航电的处理平台有了进一步需要解决的问题，下面需要突破的几点比较关键的技术

（一）机载信息物理系统的分布式管理技术

如果在航空领域使用信息物理系统，那么就能够将平台和应用分隔。这样的话航空电子系统的处理平台和飞机物理将会联系更加密切，但是应用是离不开功能的，信息物理系统的分布式管理技术能够为应用提供一系列的服务，包括对于时间和安全性的管理以及通信等，这能够帮助平台和应用更好的联系。并且信息物理系统通过分布式管理技会使计算机的资源更加集中，使系统更方便进行操作，任务能力也比较强。

（二）面向数据的通讯中间件

信息物理系统这门技术的使用能够将计算机资源和IO资源进行分隔，不需要再使用不同的传感器去对应不同的计算机，因为使用需要进行连接才能通讯会非常麻烦，所以为了使通讯系统更为简便，并且还需要保留之前的系统所具有的升级能力，我们需要将不同的传感器用数据的形式记载在系统中，这样会使通讯系统更加简洁有效。

（三）支持不同安全级别和实时性要求的通讯网络

航空电子系统中的应用不一样，他们对于系统的要求也不一样，其中主要是对于安全性和实时性的要求。之前的系统根据功能不同会分成各个区域，再根据实际的要求去设计安全性和实时性的参数。但是如果要在航空领域使用信息物理系统，就需要使用安全性不同以及实时性数据不同的网络。

（四）高可信可配置的远程部件

远程部件的主要功能是采集信息、输出信息以及输出功率。飞机必须要装上远程部件才能使系统具有功能。对于航空领域来说，安全性必须要有保证，所以所使用的远程部件必须要具有比较高的可信度，同时还要能够容错。并且远程部件的配置也要特别高，这会使部件的使用周期所需要的成本得到降低。

四、结语

信息物理系统是在新的物理设备和信息化时代的应用下所产生的，信息物理系统能够运用新方法去解决航空系统目前存在的一些问题。如果能在机载中使用物理信息系统，那么对于其系统平台来说是一件非常有意义的事情，因为它能够帮助其解决很多难题，信息物理系统的应用也会帮助航空电子系统的科学技术得到一定的提升。