飛機(jī)維修中遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用

610200 北京飛機(jī)維修工程有限公司成都分公司 四川 成都｜皮明卓

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飛機(jī)維修中遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用

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現(xiàn)階段，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)成為了國(guó)際上各大航空公司重點(diǎn)研究的對(duì)象。這一技術(shù)不但促進(jìn)了狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，還能夠?yàn)楹娇展咀鞒霭踩Ｕ?，帶來更多?jīng)濟(jì)效益。本文分別介紹了遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)中ACARS系統(tǒng)、IDS系統(tǒng)和MXI軟件的概念與應(yīng)用，然后研究了利用遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行飛機(jī)地面維修操作的具體方法，希望能促進(jìn)飛機(jī)維修技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。關(guān)鍵詞：飛機(jī)維修；遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控；應(yīng)用

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在客機(jī)起飛前對(duì)其進(jìn)行檢查，所能發(fā)現(xiàn)的故障只占了飛機(jī)全部故障的60%左右，還有40%左右的故障只有在飛行過程中才能暴露出來。因此，如果單純進(jìn)行起飛前的地面檢查工作，難以收到理想的效果。在這種情況下，有關(guān)人員需要研究并掌握遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)，對(duì)客機(jī)進(jìn)行隨時(shí)隨地的故障檢測(cè)與掌控，降低飛機(jī)發(fā)生故障的概率。

ACARS系統(tǒng)簡(jiǎn)介與應(yīng)用

ACARS系統(tǒng)也稱為飛機(jī)通訊尋址和報(bào)告系統(tǒng)。這一系統(tǒng)主要是把飛機(jī)上的電子設(shè)備所搜集到的數(shù)據(jù)訊息通過衛(wèi)星或是其他高頻通訊工具傳遞回地面上。與此同時(shí)，地面也可以把命令消息傳遞到飛機(jī)上，也就是常說的下傳及上傳。對(duì)于ACARS系統(tǒng)而言，其功能就類似于飛機(jī)所用的“E—mail”，能夠較為便捷地實(shí)現(xiàn)飛機(jī)與地面的互相通訊。從飛機(jī)上將訊息傳遞到其所屬的航空公司，需要經(jīng)過四層構(gòu)造，也就是從遠(yuǎn)端地面站發(fā)送到服務(wù)器主機(jī)上，再傳送給航空公司終端。

進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)在于，航空公司的客機(jī)和地面進(jìn)行通訊，不單是依靠聲音傳輸，而數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸則很少需要人工干涉或是機(jī)組作用。數(shù)據(jù)傳輸還能自動(dòng)減小誤差，有效規(guī)避語(yǔ)音通訊產(chǎn)生的識(shí)別錯(cuò)誤，從而增強(qiáng)信息的實(shí)時(shí)性，有利于信息共享。此外，數(shù)據(jù)鏈傳輸還可以強(qiáng)化機(jī)組功能，降低工作壓力，提高維修效率。對(duì)于將來的空中交通管制而言，也能夠起到重要作用。

ACARS的具體運(yùn)用包括：通知飛行操控、轉(zhuǎn)變飛行計(jì)劃、飛機(jī)延誤報(bào)告、緊急情況匯報(bào)、飛行流程匯報(bào)、氣象訊息偵測(cè)、飛機(jī)坐標(biāo)確認(rèn)、機(jī)場(chǎng)情況勘測(cè)、機(jī)場(chǎng)特殊請(qǐng)求支持、飛機(jī)燃油情況報(bào)告、ETA報(bào)告、飛機(jī)對(duì)地請(qǐng)求、重量、平衡狀況等。ACARS系統(tǒng)應(yīng)用來自其余LRU的訊息包括：ACMS與DMU的飛機(jī)超限額匯報(bào)、ACMS與DMU的發(fā)動(dòng)機(jī)與飛機(jī)狀況匯報(bào)、CMC匯報(bào)、FMS訊息報(bào)告等。

IDS系統(tǒng)的簡(jiǎn)介與應(yīng)用

當(dāng)飛機(jī)訊息傳遞到地面之后，就需要由相關(guān)部門出面管理，針對(duì)飛機(jī)所需的維護(hù)作出對(duì)應(yīng)的分析研究。IDS屬于加拿大NRC最先開始投入研究的重點(diǎn)項(xiàng)目，也可稱為“綜合診斷系統(tǒng)”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，只要在采購(gòu)新機(jī)器方面花費(fèi)1美元，其中就會(huì)有58美分用在維護(hù)當(dāng)前設(shè)備上。特別是對(duì)于鐵路和車輛運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域而言，維修成本已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了新機(jī)器的采購(gòu)成本，航空運(yùn)輸則排在第三位。加拿大航空公司早已加入了IDS系統(tǒng)的項(xiàng)目應(yīng)用，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，如果一個(gè)航空公司擁有40架飛機(jī)，則運(yùn)用IDS系統(tǒng)后，每年可以節(jié)約15億美元的成本。

IDS的基本含義就是運(yùn)用信息技術(shù)與人工智能技術(shù)，打造出一個(gè)平臺(tái)，并在此平臺(tái)中展開研究與綜合試驗(yàn)，開發(fā)出新型診斷與決策輔助工具，使其能夠?yàn)橄鄬?duì)困難的設(shè)備維護(hù)工作提供服務(wù)。IDS總共有四個(gè)主要功能，即提供確切診斷報(bào)告、提出最優(yōu)化的維修策略、檢測(cè)設(shè)備狀況并匯報(bào)故障、確立維修工作領(lǐng)域。在IDS系統(tǒng)當(dāng)中，提供詳細(xì)的診斷報(bào)告是判定飛機(jī)設(shè)備與故障匯報(bào)是否準(zhǔn)確的重要根據(jù)之一。這一功能需要對(duì)具體的故障情況加以解釋與證明，如同一個(gè)智能濾波器或是監(jiān)控器，可以篩選出真實(shí)的訊息。如果故障被確實(shí)地診斷出來，則所運(yùn)用的診斷技術(shù)大體包含有模型基礎(chǔ)技術(shù)、征兆基礎(chǔ)技術(shù)、案例基礎(chǔ)技術(shù)等。較為合理的修理措施就是結(jié)合系統(tǒng)的故障診斷結(jié)果，作出優(yōu)化建議，找出需要替換的零部件，發(fā)揮出最小設(shè)備清單可簽派的延遲維護(hù)效用。此外，還要評(píng)價(jià)設(shè)備運(yùn)作情況，檢測(cè)出可能發(fā)生的故障，進(jìn)行故障預(yù)報(bào)，為維修工作提供可靠基礎(chǔ)。該系統(tǒng)最主要的功能是：可以在故障產(chǎn)生前就進(jìn)行預(yù)告，而不用等到故障發(fā)生后才進(jìn)行處理。IDS系統(tǒng)的應(yīng)用包含了智能特征提取、模型趨勢(shì)解析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)、模糊邏輯等。

MXI軟件的簡(jiǎn)介與應(yīng)用

MXI維護(hù)軟件也是加拿大航空公司開發(fā)的應(yīng)用軟件之一。IDS系統(tǒng)分為六大數(shù)據(jù)庫(kù)，即ACARS、飛行簽派、飛行規(guī)劃時(shí)間表、飛機(jī)維修歷史、故障查詢單、最小設(shè)備清單等。只要是把Windows作為操作平臺(tái)的軟件，其程序都可以投入使用。ACARS系統(tǒng)可以展示出自動(dòng)或手動(dòng)產(chǎn)生的故障訊息，其軟件所識(shí)別的故障訊息和六大數(shù)據(jù)庫(kù)文件都有所聯(lián)系。航線機(jī)械師只要操控計(jì)算機(jī)，就能夠獲取航行客機(jī)可能收到的故障訊息提示，并確定下一個(gè)簽派計(jì)劃是否會(huì)遭受影響。此后，機(jī)械師就可以計(jì)算好維修所耗費(fèi)的時(shí)間，并在飛機(jī)遠(yuǎn)離巡航范圍之間制訂出相應(yīng)計(jì)劃。MXI軟件檢測(cè)出的故障嚴(yán)重程度會(huì)用不同的顏色顯示出來。如果顯示為綠色，則沒有明顯故障；如果變?yōu)辄S色或是

紅色，那就代表應(yīng)當(dāng)及時(shí)維修。

地面維修操作

航空維修屬于具有很強(qiáng)系統(tǒng)性的工程，其中的各個(gè)功能部門都有權(quán)制定維修策略。例如，航線機(jī)械師在客機(jī)上或是在停機(jī)坪中修理飛機(jī)，主要是為了降低飛機(jī)有關(guān)參數(shù)的偏差，保證飛機(jī)安全運(yùn)行。維修調(diào)控中心要審核全部機(jī)隊(duì)，處理好駕駛員與系統(tǒng)匯報(bào)提出的問題，此外還要監(jiān)控機(jī)隊(duì)狀況，進(jìn)行趨勢(shì)判斷，解決好遺留問題。工程部門需處理好設(shè)備的功能指示。制造商需要討論并解決一些較為困難的障礙。零件庫(kù)工作人員要保證零件供應(yīng)充足。系統(tǒng)運(yùn)行則需要確保飛機(jī)能夠按照原計(jì)劃順利飛行。

一旦飛機(jī)出現(xiàn)故障，專業(yè)技術(shù)人員就需要依靠自己的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，或是借助其余有效工具作出判斷，比如BITE、MEL、飛機(jī)記錄文件等、飛行報(bào)告、故障查詢手冊(cè)等。所以，分布數(shù)據(jù)和信息就是決策環(huán)境的主要特征及判斷標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)人員需要利用這些資源，作出準(zhǔn)確的判斷。

現(xiàn)階段，客機(jī)上都擁有了自己專屬的系統(tǒng)，可以把數(shù)據(jù)隨時(shí)傳遞給地面站，這部分?jǐn)?shù)據(jù)主要包含了發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)、壓力、高度、活門方位、溫度等，以及駕駛員實(shí)時(shí)訊息、飛機(jī)故障代碼、超額匯報(bào)等。飛機(jī)維修需要大量數(shù)據(jù)庫(kù)作為支撐，且還需運(yùn)用到網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)。這些途徑可以提供有效的維護(hù)措施。如今，在絕大多數(shù)工業(yè)領(lǐng)域中，大量的信息、數(shù)據(jù)和符號(hào)不斷衍生出來，這是由于流程監(jiān)控系統(tǒng)與數(shù)據(jù)搜集系統(tǒng)大幅度增加。商用客機(jī)也是如此，利用機(jī)載傳感器，自動(dòng)檢測(cè)飛機(jī)各個(gè)部件的運(yùn)作情況，并把得到的數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。通常情況下，這部分?jǐn)?shù)據(jù)并未得到全面運(yùn)用，主要是由于以下兩個(gè)因素：第一，工程師與維修人員缺乏充足的時(shí)間對(duì)所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。第二，數(shù)據(jù)過于龐大且復(fù)雜，許多工程師和技術(shù)人員在提煉并分析數(shù)據(jù)的過程中都會(huì)遇到不少障礙。然而，許多有用的研究結(jié)果都可以從這部分?jǐn)?shù)據(jù)當(dāng)中獲得。所以，必須運(yùn)用專業(yè)系統(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析研究。

例如，A320飛機(jī)產(chǎn)生了總共11個(gè)報(bào)告形態(tài)，表述出不同條件下發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)作情況。每一個(gè)報(bào)告都包含了大約90到150個(gè)參數(shù)值，且每個(gè)報(bào)告都擁有自己獨(dú)特的構(gòu)造。若要同時(shí)根據(jù)不同的報(bào)告進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，則具有一定難度。當(dāng)收到訊息之后，需要判斷該訊息描述的是否是正在發(fā)生的故障。假如表示的是一個(gè)全新的狀態(tài)，則可以不予處理。信息處理必須要和故障描述保持完全一致，同時(shí)要對(duì)其進(jìn)行糾正和完善。當(dāng)確定好相關(guān)數(shù)據(jù)之后，就要將其存入檔案數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，方便以后隨時(shí)查詢。

結(jié)束語(yǔ)

以數(shù)據(jù)鏈為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)，包括了ACARS系統(tǒng)、IDS系統(tǒng)和MXI軟件的應(yīng)用，能夠?qū)︼w機(jī)作出準(zhǔn)確的故障檢測(cè)和判斷，幫助工作人員制訂出維修計(jì)劃，并提供有效的技術(shù)支撐，從而降低飛機(jī)的保障費(fèi)用和維修成本，達(dá)到科學(xué)、細(xì)致、合理、節(jié)約的維修目的。

參考：

［1］許春生.遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)在飛機(jī)維修中的應(yīng)用研究［J］.中國(guó)民航學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，01：10-13.

［2］易承罡.基于ACARS的飛機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)研究［J］.寧波大學(xué)學(xué)報(bào)（理工版），2011，01：78-80.

［3］王健.民用飛機(jī)健康實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)研究［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2015，24：98-99.