信息物理系統在航空領域中的應用

劉青和

西安航空學院，陜西 西安 710077

信息物理系統的概念并不是由我們國家先提出的，而是美國。信息物理系統概念的出現非常引人關注，所有國家的信息技術領域都開始對其進行分析研究。其中美國投入了大量的資金去研究信息物理系統的相關技術，我們國家也一樣，非常重視這項科學技術。我國的很多項目都把信息物理系統劃為了重點研究對象。但是信息物理系統在世界上并沒有一個統一的概念，我們國家主要是將其描述為通過對周圍環境的感應，能夠通過網絡進行計算和控制的物理系統設備，并且比較安全和可靠，效率也比較高。信息物理系統和現在所使用的嵌入式系統還有網絡控制系統不同，后兩者不能實時監控和感應大規模的比較復雜的系統，但信息物理系統可實現對大規模復雜系統，并且飛機就是這種系統，所以我們就來分析信息物理系統對于航空領域的應用。

一、信息物理系統與嵌入式系統

嵌入式系統包含了航空領域的電子系統，如果想要分析和信息物理系統是否能在航空領域中應用就要先比較信息物理系統和嵌入式系統的聯系。首先是概念，我們知道信息物理系統主要注重將網絡和物理聯合，通過網絡對外界進行感應并控制。但是嵌入式系統就不一樣了，嵌入式系統還是注重對物理設備的使用，只是將計算機嵌入到設備當中。并且二者的特點也不同，信息物理系統的特點是將網絡和物理設備融合在一起進行計算和控制，而嵌入式系統會受到物理設備的約束，進而再利用網絡資源。

二、信息物理系統在航空領域中的應用分析

嵌入式的計算機系統比較復雜，實時性也比較強大，系統的安全性也比較高。根據功能的不同可將機載計算機劃分為兩種，一種是為飛行服務，一種是為飛行任務服務。這兩種機載計算機通過實時與互聯網連接，協作完成飛行任務。但是這種嵌入式系統還有很多不足之處，比如資源不夠綜合，很多資源不能共同使用，還有就是功能與功能之間大多不能協同，最后一點就是雖然很多傳感器的功能不同，但是卻將他們組裝在一個區域，這會使電纜的重量增加。所以由于以上嵌入式系統的問題，我們需要研究信息物理系統在航空領域的應用。

三、信息物理系統在航空領域中應用的關鍵技術

在航空領域中采用物理信息系統，會使航空電子系統的綜合能力得到加強，但同時也對于航電的處理平臺有了進一步需要解決的問題，下面需要突破的幾點比較關鍵的技術

（一）機載信息物理系統的分布式管理技術

如果在航空領域使用信息物理系統，那么就能夠將平臺和應用分隔。這樣的話航空電子系統的處理平臺和飛機物理將會聯系更加密切，但是應用是離不開功能的，信息物理系統的分布式管理技術能夠為應用提供一系列的服務，包括對于時間和安全性的管理以及通信等，這能夠幫助平臺和應用更好的聯系。并且信息物理系統通過分布式管理技會使計算機的資源更加集中，使系統更方便進行操作，任務能力也比較強。

（二）面向數據的通訊中間件

信息物理系統這門技術的使用能夠將計算機資源和IO資源進行分隔，不需要再使用不同的傳感器去對應不同的計算機，因為使用需要進行連接才能通訊會非常麻煩，所以為了使通訊系統更為簡便，并且還需要保留之前的系統所具有的升級能力，我們需要將不同的傳感器用數據的形式記載在系統中，這樣會使通訊系統更加簡潔有效。

（三）支持不同安全級別和實時性要求的通訊網絡

航空電子系統中的應用不一樣，他們對于系統的要求也不一樣，其中主要是對于安全性和實時性的要求。之前的系統根據功能不同會分成各個區域，再根據實際的要求去設計安全性和實時性的參數。但是如果要在航空領域使用信息物理系統，就需要使用安全性不同以及實時性數據不同的網絡。

（四）高可信可配置的遠程部件

遠程部件的主要功能是采集信息、輸出信息以及輸出功率。飛機必須要裝上遠程部件才能使系統具有功能。對于航空領域來說，安全性必須要有保證，所以所使用的遠程部件必須要具有比較高的可信度，同時還要能夠容錯。并且遠程部件的配置也要特別高，這會使部件的使用周期所需要的成本得到降低。

四、結語

信息物理系統是在新的物理設備和信息化時代的應用下所產生的，信息物理系統能夠運用新方法去解決航空系統目前存在的一些問題。如果能在機載中使用物理信息系統，那么對于其系統平臺來說是一件非常有意義的事情，因為它能夠幫助其解決很多難題，信息物理系統的應用也會幫助航空電子系統的科學技術得到一定的提升。