飛機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展

郭勇冠 鄭金娟

摘要：飛行安全是航空業(yè)的“永恒主題”，飛行數(shù)據(jù)記錄是航空安全運(yùn)營(yíng)的有力保障，本文介紹了飛行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的組成與工作原理，同時(shí)討論了基于空地?cái)?shù)據(jù)鏈的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：飛行數(shù)據(jù);狀態(tài)監(jiān)控;飛機(jī)通信尋址與報(bào)告系統(tǒng)

引言

利用技術(shù)和管理手段持續(xù)保障飛行安全是航工業(yè)的基本共識(shí)。航空安全涉及到飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、維護(hù)保障以及運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)，是一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程。以飛行數(shù)據(jù)記錄器為基礎(chǔ)的飛行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)在安全保障方面發(fā)揮著越來(lái)越重要作用。同時(shí)，隨著電子技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，以空地?cái)?shù)據(jù)鏈基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)必然成為發(fā)展的主要方向。

1.飛行數(shù)據(jù)記錄器

自從飛行數(shù)據(jù)記錄[1]器FDR（Flight?Data?Recorder）“俗稱黑匣子”誕生以來(lái)，其提供的詳實(shí)準(zhǔn)確的飛行數(shù)據(jù)為事故調(diào)查、機(jī)務(wù)維護(hù)保障、安全運(yùn)營(yíng)監(jiān)控提供了重要依據(jù)，成為航空安全運(yùn)營(yíng)的重要管理手段。

飛行記錄器通過(guò)傳感器或抽引飛機(jī)總線數(shù)據(jù)記錄了大量的飛參數(shù)據(jù)、發(fā)動(dòng)機(jī)工作數(shù)據(jù)、告警信息等模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)，提供給各類技術(shù)人員使用。通過(guò)這些數(shù)據(jù)，航空公司可以了解到航空器運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，飛行員技術(shù)狀態(tài)，可以為飛機(jī)維護(hù)提供依據(jù)，排除隱患，可以為飛行培訓(xùn)與質(zhì)量管理提供參考，提高質(zhì)量。飛行數(shù)據(jù)記錄器已經(jīng)成為保證整個(gè)航空運(yùn)輸業(yè)安全運(yùn)行的重要部分。

傳統(tǒng)飛行數(shù)據(jù)記錄方式的局限性：實(shí)踐表明，飛行數(shù)據(jù)記錄器存儲(chǔ)了大量重要而詳實(shí)的飛機(jī)各系統(tǒng)工作參數(shù)，用于飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀態(tài)管理，但大多工作都是航后進(jìn)行，故障診斷具有滯后性，造成了一定程度的資源浪費(fèi)，航空安全管理越來(lái)越重視并提倡“關(guān)口前移”的管理理念，因此綜合化的記載電子系統(tǒng)--飛機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)ACMS（Aireraft?Condition?Monitoring?System）應(yīng)運(yùn)而生，用于現(xiàn)代飛機(jī)的日常維護(hù)與監(jiān)控。

2.ACMS的系統(tǒng)概述

ACMS系統(tǒng)是飛機(jī)上安裝的先進(jìn)機(jī)載數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)[2]，它能以實(shí)時(shí)方式收集數(shù)據(jù)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)和飛行性能進(jìn)行監(jiān)控以及進(jìn)行特殊的工程調(diào)查。由ACMS所收集到的各種原始數(shù)據(jù)既可以經(jīng)機(jī)載的飛機(jī)通訊尋址與報(bào)告系統(tǒng)（ACARS）通過(guò)地空數(shù)據(jù)鏈發(fā)送到地面接收站，最后傳送到航空公司的終端;也可通過(guò)快速存取記錄器（QAR）將數(shù)據(jù)記錄保存下來(lái)，在飛機(jī)過(guò)站或航后供航務(wù)和機(jī)務(wù)人員使用。

ACMS系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn)是智能化、自動(dòng)化程度高，極大的提升了航空公司的運(yùn)行效率，同時(shí)主動(dòng)監(jiān)控飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)健康、運(yùn)行情況，更及時(shí)、準(zhǔn)確的識(shí)別安全隱患，做到了航空運(yùn)營(yíng)的“安全關(guān)口”前移。下面介紹下兩個(gè)子系統(tǒng)：快速存取記錄器（QAR）和飛機(jī)通訊尋址和報(bào)告系統(tǒng)（ACARS）。

2.1快速存取記錄器（QAR）

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外的航空公司基本都配載了QAR[3]，QAR已經(jīng)成為航空公司提升安全運(yùn)行管理水平的重要工具，QAR的數(shù)據(jù)類型與DFDR一致，同時(shí)它還具備如下優(yōu)點(diǎn)：存儲(chǔ)量大、體積小、采用光盤(pán)介質(zhì)、數(shù)據(jù)讀取方便且記錄時(shí)間長(zhǎng)。

2.2飛機(jī)通信尋址與報(bào)告系統(tǒng)（ACARS）

ACARS（Aircraft?Communieations?Addressingand?Reporting?System）是一個(gè)空地通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)[4]。該系統(tǒng)將機(jī)載電子設(shè)備采集的信息數(shù)據(jù)經(jīng)衛(wèi)星通訊或甚高頻通訊傳輸?shù)竭h(yuǎn)端地面站。它能夠?qū)崿F(xiàn)飛機(jī)與地面站之間、地面站之間發(fā)送包括語(yǔ)音、數(shù)字信息的各類航空服務(wù)報(bào)文。ACARS系統(tǒng)主要由機(jī)載設(shè)備系統(tǒng)、地空數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)和地面應(yīng)用系統(tǒng)和構(gòu)成。ACARS系統(tǒng)的突出特點(diǎn)是：一、飛機(jī)通過(guò)地空數(shù)據(jù)鏈與地面自動(dòng)進(jìn)行信息交換，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)飛行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。二、能夠傳輸各類模擬、數(shù)字信號(hào)、且抗干擾能力強(qiáng)、傳輸速度快，準(zhǔn)確率高，自動(dòng)化程度高。

3.現(xiàn)狀與展望

世界上航空發(fā)達(dá)國(guó)家己經(jīng)普遍使用ACARS系統(tǒng)，我國(guó)的ACARS的應(yīng)用與發(fā)展要依托數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)情況，截止2009年，我國(guó)已建立87個(gè)ACARS遠(yuǎn)端地面站，與美國(guó)ARINC、泰國(guó)AEROTHAI共同成立GLOBALINK/ASIA服務(wù)體系[5]，為國(guó)內(nèi)外航空單位共同提供一體化的國(guó)際地空數(shù)據(jù)通信服務(wù)。ACMS飛機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)整合了QAR和ACARS各自系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，QAR記錄的飛參數(shù)據(jù)連續(xù)，信息完整，而ACARS系統(tǒng)時(shí)效性強(qiáng)，能夠及早發(fā)現(xiàn)安全隱患。目前，我國(guó)正在發(fā)展新一代的航空專用網(wǎng)絡(luò)ATN（Aeronautical?Telecommunication?Network航空電信網(wǎng)），可靠性更高，覆蓋面積更大，ACMS的應(yīng)用前景將更加廣闊，必將為我國(guó)的航空運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展提供進(jìn)一步的安全保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏剛.黑匣子揭秘.航空知識(shí).2000（8）.

[2]黃保.立波音737飛機(jī)ACMS系統(tǒng)的應(yīng)用航空工程與維修1999（6）.

[3]唐世明.飛機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與改進(jìn)[D].電子技術(shù)大學(xué)，2011，9.

[4]王旭輝.飛機(jī)飛行安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].南京航空航天大學(xué).2008.6.

[5]董亞偉.王杰.地空數(shù)據(jù)鏈在民航的應(yīng)用與發(fā)展.大眾科技.2012.