飛參判據(jù)及其應(yīng)用

1、飛參判據(jù)及其應(yīng)用第37卷V_0l_37第l0期No.10計(jì)算機(jī)工程ComputerEngineering2011年5月Mav2011?開發(fā)研究與設(shè)計(jì)技術(shù)?文章編號:1o0_3428(2011)1_028l_o3文獻(xiàn)標(biāo)識碼tA中圈分類號:TP39飛參判據(jù)及其應(yīng)用唐崇凱,曲建嶺,高峰(海軍航空工程學(xué)院青島分院儀電控制系,山東青島266041)摘要:在飛參數(shù)據(jù)的處理過程中,人工判讀的方式工作量大,效率低,誤判,漏判的概率大,制約了飛參數(shù)據(jù)在輔助地勤維護(hù)中的應(yīng)用.為此,研究制定飛參判據(jù)的方法,對飛參數(shù)據(jù)進(jìn)行自動判讀,以提高飛參判讀的效率,降低故障的漏檢概率,更好地發(fā)揮在地勤維護(hù)中的應(yīng)用.闡述飛參判據(jù)的

2、概念,分析其制定的原則和方法,確立適合用戶使用的飛參判據(jù)結(jié)構(gòu),并結(jié)合實(shí)例說明利用飛參判據(jù)可以快速,準(zhǔn)確地得到判讀結(jié)果.關(guān)健詞:飛參判據(jù);經(jīng)驗(yàn)值;計(jì)算值;飛參判讀FlightDataCriterionandItsApplicationTANGChong-kai,QUJian-ling,GAOFeng(DepartmentofInstrumentandElectricalControl,QingdaoBranchofNavalAeronauticalEngineeringInstitute,Qingdao266041,China)AbstractInflightdataprocessing,man

3、ualanalysisisofgreatlaborintensity,lowworkefficiencyandhighprobabilityofmistakeandomission,whichrestrictstheapplicationofflightdataasassistantofgroundservice.Thispaperresearchesestablishingflightdatacriteriontoanalyzeflightdataautomatically,whichcanimprovetheefficiency,decreasetheomissionrate,andpro

4、moteapplicationofflightdataingroundservice.Theflightdatacriterionisdefined,themethodsandprinciplesinitsestablishingareexpounded,andtheconstructwhichissuitforuseismadeup.AndanexampleofitsapplicationshowsthatflightdatacriterioncanhelPtogetinterpretationresultsquicklyandaccurately.Keywordsflightdatacri

5、terion;empiricalvalue;computationvalue;flightdatainterpretationDoI:10.39690.issn.10003428.2011.10.097l概述飛參記錄數(shù)據(jù)中包含了飛機(jī),發(fā)動機(jī)和機(jī)載設(shè)備的工作狀態(tài),故障信息以及飛行員的操縱信息,經(jīng)過譯碼處理,飛參判讀,能提取這些信息應(yīng)用于地勤維護(hù),進(jìn)行針對性的維護(hù)工作uJ.在進(jìn)行飛參數(shù)據(jù)判讀時(shí),由于飛參參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)性和故障模式的復(fù)雜性,用人工判讀的方式對飛行狀態(tài),飛機(jī)故障做出全面,準(zhǔn)確的判斷很困難.而且隨著分析時(shí)間的繼續(xù),效率降低,效果變差,這種情況嚴(yán)重制約了飛參數(shù)據(jù)輔助地勤維護(hù)作用的發(fā)揮.為解

6、決該問題,本文提出了編寫判據(jù)讓計(jì)算機(jī)自動對飛參數(shù)據(jù)進(jìn)行判讀,也就是制定飛參判據(jù)的方法.飛參判據(jù)用飛參系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,判斷,自動對飛機(jī)飛行狀態(tài),飛機(jī),發(fā)動機(jī)及機(jī)載設(shè)備的故障,飛行員危害操縱等情況進(jìn)行判定并報(bào)告.飛參判據(jù)提高了飛參數(shù)據(jù)判讀的效率,降低了故障的漏檢概率,為視情維修提供了依據(jù),有效提高了飛參數(shù)據(jù)輔助于地勤維護(hù)的效率.2飛參判據(jù)的概念.基于飛參判據(jù)的出發(fā)點(diǎn),將飛參判據(jù)定義如下:所謂飛參判據(jù),就是利用飛參系統(tǒng)記錄的數(shù)據(jù),對飛機(jī),發(fā)動機(jī)和飛機(jī)機(jī)載設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控,故障診斷以及危害操縱警示,以輔助視情維修的依據(jù)j.飛參判據(jù)根據(jù)參數(shù)的變換規(guī)律,自動快速判斷異?，F(xiàn)象,提示飛機(jī),發(fā)動機(jī)和機(jī)載設(shè)

7、備系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障,輔助地勤人員進(jìn)行檢測和維護(hù);根據(jù)記錄的飛行員操作信息,飛參判據(jù)輔助確定飛行員的危害操縱,提示地勤維護(hù)人員作相應(yīng)的檢查.例如,飛機(jī)在著陸過程中,由于操作動作過大,造成下降時(shí)過載過大,這時(shí)應(yīng)提示地勤維護(hù)人員對起落架等作檢查;飛參判據(jù)判斷并顯示典型事件(如收放起落架)的通告信息,確定事件出現(xiàn)時(shí)刻,輔助確定設(shè)備的性能以及飛行員對設(shè)備的操作情況,為視情維修提供依據(jù);飛參判據(jù)自動判斷飛機(jī),發(fā)動機(jī)及其機(jī)載設(shè)備是否超過其使用限制,并確定超限值和超限時(shí)刻,提醒使用,維護(hù)人員注意.飛參判據(jù)判定的事件涵蓋了飛機(jī),發(fā)動機(jī)和機(jī)載設(shè)備的狀態(tài),故障,飛行員的危害操縱.通過建立事件的數(shù)學(xué)模型,飛參判據(jù)將

8、人工分析飛參數(shù)據(jù)所依靠的準(zhǔn)則,經(jīng)驗(yàn)等簡化,并以數(shù)學(xué)的形式表達(dá)出來,從而使計(jì)算機(jī)能進(jìn)行自動分析,判斷,大大提高飛參判讀的效率.例如某型飛機(jī)飛行1小時(shí)的數(shù)據(jù)有3600組,每組44個(gè)參數(shù),一位經(jīng)驗(yàn)豐富的飛參師,有時(shí)還要匯集飛機(jī),發(fā)動機(jī)和機(jī)載設(shè)備方面的專家(人員)花費(fèi)數(shù)十分鐘才能分析完畢,而利用飛參判據(jù)只需幾分鐘就可以完成飛參數(shù)據(jù)的判讀,給出客觀,準(zhǔn)確的結(jié)論.3飛參判據(jù)的制定原則及方法3.1飛參判據(jù)的制定原則飛參判據(jù)的制定原則有如下5條:(1)明確使用對象,研究范圍.飛參判據(jù)是服務(wù)于地勤維護(hù)的,使用的對象是地勤人員,判據(jù)關(guān)心的是設(shè)備的狀態(tài),故障,對飛行員操作的研究只涉及到飛機(jī)的維護(hù),以及用來判斷設(shè)備的

9、性能是否超差,并不關(guān)心飛行員的操作水平等問題.(2)判據(jù)依據(jù)充分,數(shù)值準(zhǔn)確.作為分析,判斷飛參記錄作者簡介:唐崇凱(1986-),男,碩士研究生,主研方向:智能控制,飛參系統(tǒng);曲建嶺,教授,博士生導(dǎo)師;高峰,講師收稿日期:201011-29E-mail:hanyi609sina.corn282計(jì)算機(jī)工程2011年5月20Et數(shù)據(jù)的依據(jù),飛參判據(jù)的制定必須有充分的理論依據(jù)和實(shí)踐檢驗(yàn)基礎(chǔ);判據(jù)制定須全面把握設(shè)備的設(shè)計(jì)性能參數(shù),使用手冊等技術(shù)資料;進(jìn)行數(shù)值計(jì)算時(shí)飛行情況和環(huán)境條件假設(shè)應(yīng)當(dāng)合理,經(jīng)驗(yàn)值的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)必須具有代表性.(3)事件等級確立規(guī)范,合理.通過飛參判據(jù)判斷出來的各種事件,按照其嚴(yán)重程度

10、,對飛機(jī)安全的威脅程度進(jìn)行合理的等級確立,使地勤人員有針對有主次地按照判據(jù)處理結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù).只有正確地確立事件等級,才能更好地發(fā)揮其指導(dǎo)作用.(4)判據(jù)含義明確,處理結(jié)果具有可操作性.制定的每條1s參判據(jù)要含義明確,有明確的診斷對象,以利于進(jìn)行故障定位;判據(jù)的處理結(jié)果要使飛參判讀人員和地勤維護(hù)人員都能容易,準(zhǔn)確地理解,具有可操作性.(5)判據(jù)可靠,維護(hù),升級方便.判據(jù)可靠性要求高,必須確保誤判率,漏判率在一定范圍內(nèi).在判據(jù)的使用過程中,隨著使用信息的反饋和經(jīng)驗(yàn)的積累,應(yīng)當(dāng)能對判據(jù)進(jìn)行維護(hù),升級,以更好地發(fā)揮判據(jù)的作用.3.2飛參判據(jù)的制定方法飛參判據(jù)制定是一個(gè)對要判定的事件,如飛機(jī),發(fā)動

11、機(jī)及機(jī)載設(shè)備的狀態(tài),故障,飛行員的危害操縱等建立其特征對應(yīng)的數(shù)據(jù)模型,確定判斷所需閩值的過程.制定中所依據(jù)的信息是沒備的使用說明,維護(hù)手冊,飛行員駕駛守則等技術(shù)資料以及飛行單化調(diào)研得到的裝備使用,維護(hù)經(jīng)驗(yàn),地勤人員,飛行員的反饋信息.飛參判據(jù)制定過程主要分為理論分析,事件模型建立,閡值確定,試用反饋4個(gè)步驟.飛參判據(jù)的制定框圖如圖1所示.圖1飛參判據(jù)制定框圖在理論分析中,對飛參記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類,建立記錄參數(shù)和記錄對象的對應(yīng)關(guān)系,掌握其采樣速度,精度;分析事件中待監(jiān)控,診斷對象的工作原理,工作狀態(tài),發(fā)生故障時(shí)的影響.結(jié)合其工作環(huán)境,從理論上得到其狀態(tài)方程,故障方程,以用于事件模型建立;根據(jù)當(dāng)前飛

12、參地面處理系統(tǒng)的應(yīng)用水平,制定飛參判據(jù)的使用方法;結(jié)合實(shí)際應(yīng)用,確立方便易用的飛參判據(jù)結(jié)構(gòu).在事件模型建立中,要對事件建立正確合適的模型,不僅要對各部件(系統(tǒng))有全面的認(rèn)識,從理論分析中得到其數(shù)學(xué)模型;同時(shí),分析各種技術(shù)資料將提供詳細(xì),直觀的信息,比如設(shè)備的性能,使用限制,飛行員的操縱要領(lǐng)等,對事件的判定提供了很好的框架;并通過實(shí)地調(diào)研,參考設(shè)備使用,維護(hù)的經(jīng)驗(yàn),地勤人員,飛行員的反饋信息.結(jié)合理論分析,技術(shù)資料分析,實(shí)地調(diào)研以對模型進(jìn)行簡化,提取待判定事件特別是復(fù)雜事件的關(guān)鍵參數(shù)及其數(shù)據(jù)特征,從而利用記錄參數(shù)進(jìn)行有效判斷.閾值的確定過程是飛參判據(jù)制定的重要環(huán)節(jié),正確地確定閾值才能保證飛參判據(jù)

13、誤判率,漏判率達(dá)到所要求的指標(biāo).閩值的確定來源于以下3個(gè)方面:(1)理論計(jì)算值,計(jì)算中要注意飛行情況和環(huán)境條件的假設(shè)要符合實(shí)際;(2)技術(shù)資料中設(shè)備的性能指標(biāo),使用限定值等規(guī)定值;(3)裝備使用,維護(hù)經(jīng)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)值,經(jīng)驗(yàn)值的確定要有依據(jù),具有代表性.閾值的確定是一個(gè)過程,要通過大量飛參數(shù)據(jù)調(diào)試,逐漸調(diào)整參數(shù),使飛參判據(jù)的判斷結(jié)果趨于完善.同時(shí),閾值的確定過程也是對模型的檢驗(yàn)過程.在必要時(shí),根據(jù)調(diào)試的結(jié)果需要對建立的模型進(jìn)行修正.不同的機(jī)場,地理環(huán)境不同,設(shè)備的工作環(huán)境不一樣.而且不同的飛機(jī),設(shè)備狀態(tài)也不一樣.因此,飛參判據(jù)必須通過用戶試用,根據(jù)使用反饋信息進(jìn)一步修改完善,對閩值進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整以適應(yīng)

14、實(shí)際使用.4飛參判據(jù)的結(jié)構(gòu)確立飛參判據(jù)的結(jié)構(gòu)時(shí),主要考慮判據(jù)的規(guī)范和易用,結(jié)構(gòu)清晰,含義明確以方便于用戶使用.確立的判據(jù)結(jié)構(gòu)包括事件標(biāo)識(事件ID),事件名稱,事件級別,標(biāo)志顏色,事件內(nèi)容,事件解釋,判據(jù)作用,判據(jù)依據(jù),事件處理建議和備注,如表1所示.表1總溫傳藤器故障飛參判據(jù)項(xiàng)目內(nèi)容事件ID116事件名稱總溫傳感器故障事件級別4標(biāo)示顏色藍(lán)色事件內(nèi)容(al>O)&(a2>l50)&(b6>8()&(dT>3)事件解釋羹拿鉍奸值判據(jù)作用判斷大氣總溫傳感器故障判據(jù)依據(jù)大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)原理事件處理建議

15、檢查大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)(總溫傳感器)備注大氣總溫?cái)?shù)據(jù)在300C左右一般情況下為大氣總溫傳感器斷線事件標(biāo)識實(shí)際上就是該條飛參判據(jù)的序號(事件ID),便于對判據(jù)檢索.事件名稱明確,具體描述了事件的內(nèi)容,使判讀人員準(zhǔn)確知道時(shí)間發(fā)生部位和發(fā)生的內(nèi)容.事件級別是根據(jù)事件對飛機(jī)安全所產(chǎn)生危害程度而確定的等級,1級,2級,3級事件必須根據(jù)事件的內(nèi)容查明原因;4級事件對飛機(jī)的安全影響比較小,一般采用跟蹤分析的方式來處理;5級事件一般作為典型事件,主要起到事件標(biāo)識的作用.事件級別的確立主要依據(jù)事件發(fā)生的部位和事件嚴(yán)重程度來確定,對于具有冗余設(shè)計(jì)的系統(tǒng),在事件級別確立時(shí)適當(dāng)考慮冗余度.標(biāo)識顏色是指事件級別的顏色提示,與

16、事件級別相對應(yīng),分紅,橙,黃,藍(lán),綠5種顏色.事件內(nèi)容是判據(jù)根據(jù)飛參記錄數(shù)據(jù)判斷出相應(yīng)事件的符號表示.如表中所示的(a1>0)&(a2>15O)&(b6>80)&(dT>3)代表氣壓高度大于0m,指示空速大于150km/h,總溫大于80C,在此條件下,持續(xù)時(shí)間超過3S,則事件總溫傳感器故障成立.事件解釋主要是解釋事件內(nèi)容,事件內(nèi)容是用符號表示的,作為判據(jù)設(shè)計(jì)人員和專業(yè)判讀人員閱讀使用.事件解釋則是把事件內(nèi)容寫成文字對事件做出解釋,方便與其他人員進(jìn)行交流.判據(jù)作用是表明該條判據(jù)是用來判斷什么事

17、件,判斷什么系統(tǒng)(部件).判據(jù)依據(jù)是指判據(jù)主要引用的文獻(xiàn)資料,每一條判據(jù)都有相應(yīng)的依據(jù)和數(shù)據(jù)來源,但有的判據(jù)的數(shù)值是經(jīng)驗(yàn)值和計(jì)算值.為了避免再次查閱文獻(xiàn)資料,通常把引用的依據(jù)內(nèi)容第37卷第10期唐崇凱,曲建嶺,高峰:飛參判據(jù)及其應(yīng)用283也列寫出來,或者把相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值來源加以說明.振,對左發(fā)動機(jī)進(jìn)行了相應(yīng)的維護(hù).事件處理建議提供了針對該事件的處理提示,以指導(dǎo)地勤維護(hù).備注主要是注明判據(jù)的適用范圍,限制條件等,有時(shí)也列寫出引起事件的可能原因.5飛參判據(jù)的應(yīng)用實(shí)例某型飛機(jī)飛參系統(tǒng)記錄了44個(gè)參數(shù),涉及到飛機(jī)的航向姿態(tài)系統(tǒng),飛行控制系統(tǒng),慣性導(dǎo)航系統(tǒng),發(fā)動機(jī)儀表,燃油,液壓,襟翼,電源等系統(tǒng).其使

18、用的地面站處理軟件系統(tǒng)可進(jìn)行譯碼,然后以報(bào)表,曲線和三維動畫形式,將飛行過程中飛機(jī)的姿態(tài),多種儀表信息和其他信息(三維航跡,經(jīng)緯度等)顯示在計(jì)算機(jī)的輸出設(shè)備上,再現(xiàn)某個(gè)飛行階段的飛行過程及各種信息.同時(shí),系統(tǒng)提供完全開放的事件庫,因此可以將飛參判據(jù)鑲嵌到地面站處理軟件中使用.這種將飛參判據(jù)鑲嵌到地面站處理軟件中的方法不需要單獨(dú)開發(fā)軟件平臺,簡單有效,升級方便,是目前飛參判據(jù)主要采用的使用方法.針對該型飛機(jī),制定了148條實(shí)用的飛參判據(jù),能對飛機(jī),發(fā)動機(jī)和機(jī)載設(shè)備的狀態(tài),故障進(jìn)行快速判斷.利用飛參判據(jù)對經(jīng)過譯碼的某架次飛參數(shù)據(jù)進(jìn)行判讀,計(jì)算機(jī)花費(fèi)時(shí)間不到1rain就得到了事件報(bào)表.事件報(bào)表有“左

19、發(fā)動機(jī)爆燃”,這是比較嚴(yán)重的事件,事件等級為2級.如圖2所示.妻壟墮一一j塑塹一一l起始時(shí)間堊堡-_收起藩槳時(shí)刻52l606)捕發(fā)排溫差較大4248570:O放起藩桀時(shí)剡59t5140.0:14赦起落架時(shí)刻549389(0:0.0)艘起藩架時(shí)刻5495325啦:0:25)敲起落巢時(shí)耕54984lT00:17)放起落架時(shí)刻55007440:0:44)j蟛0巧一時(shí)|_圖2事件報(bào)表為證實(shí)”左發(fā)動機(jī)爆燃”事件是否真實(shí)存在,利用事件前后數(shù)據(jù)進(jìn)行人工分析判斷以確認(rèn).該事件的起始時(shí)間為第5095S,根據(jù)第5095S組前后數(shù)據(jù)分析這一事件的真實(shí)性;選擇左發(fā)動機(jī)的主要參數(shù):左發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速,左發(fā)動機(jī)排溫,利用曲線模

20、式直觀地顯示左發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速與排氣溫度隨時(shí)間變化的關(guān)系,如圖3所示.從圖3可以看出,A段和B段曲線左發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速下降,而排氣溫度是上升的,這是一種異常變化的情況;A段的轉(zhuǎn)速,排溫的數(shù)據(jù)異常變化不是很明顯,而B段的轉(zhuǎn)速,排溫的數(shù)據(jù)變化明顯異常.分析上述情況,可以判定發(fā)生了”左發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)爆燃”事件.事后經(jīng)過了解飛行情況,并檢查發(fā)動機(jī),證實(shí)了左發(fā)動機(jī)發(fā)生過喘葵螺魯4850490049505000505051O05】5052005250記錄時(shí)間/s圈3左發(fā)轉(zhuǎn)速,排溫變化曲餞圖在這個(gè)架次的飛參數(shù)據(jù)判讀中,飛參判據(jù)明顯體現(xiàn)了其優(yōu)越性,如果人工進(jìn)行分析,利用曲線準(zhǔn)確查找?guī)浊ЫM數(shù)據(jù)中如圖3的變化,所要花費(fèi)的時(shí)間很

21、多,并且極有可能漏判.但是利用飛參判據(jù),計(jì)算機(jī)在不到1min內(nèi)就可以快速,準(zhǔn)確地得到判讀結(jié)果.6結(jié)束語本文提出制定飛參判據(jù),利用計(jì)算機(jī)對飛參數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,根據(jù)不同飛行階段和飛行狀態(tài),用文字,事件級別,標(biāo)示顏色等方式分別生成飛機(jī)故障,飛行超限和信息通告等報(bào)告,極大地提高了飛參師分析飛參數(shù)據(jù)的效率,只需幾分鐘就可以完成飛參數(shù)據(jù)的判讀,給出客觀,準(zhǔn)確的結(jié)論.飛參判據(jù)集中了專家的智慧,自動查找檢測設(shè)備故障,可以快速判斷飛機(jī)有無故障,確定故障部位及性質(zhì),大大提高利用飛參數(shù)據(jù)輔助地勤維護(hù)的效率.隨著飛參系統(tǒng)的發(fā)展,飛參判據(jù)將得到廣泛的應(yīng)用,在輔助地勤維護(hù)中發(fā)揮出巨大的作用.參考文獻(xiàn)(1】陳永剛,倪世宏,黃志宇.基于飛行數(shù)據(jù)的航空發(fā)動機(jī)壽命監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)JJ.航空