基于QAR的飛行品質(zhì)大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用與展望

◆華康民

基于QAR的飛行品質(zhì)大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用與展望

◆華康民

（鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院 河南 450046）

在航空的安全管理中，QAR海量數(shù)據(jù)的分析是其最重要的組成部分之一，它不僅能高效的發(fā)掘出飛機的飛行品質(zhì)，而且還能對飛機飛行體現(xiàn)出來的風(fēng)險水平進(jìn)行評估，QAR的飛行品質(zhì)的大數(shù)據(jù)是提高飛機飛行品質(zhì)的重要考量因素之一。然而，在現(xiàn)實中，飛行員不可避免要對周圍的動態(tài)環(huán)境進(jìn)行一個實時的評估，還要對各種設(shè)備都進(jìn)行定期的檢查和維修。這個過程是一個長期的、需要調(diào)整的過程，所以這對于海量數(shù)據(jù)的分析造成了一定的影響。本文以QAR為基點，對飛機的飛行品質(zhì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行了具體的剖析，并得出了一定的結(jié)論，希望能給相關(guān)人員一些幫助。

QAR；飛行品質(zhì)；大數(shù)據(jù)研究分析

隨著科技的不斷發(fā)展，我國對于飛行數(shù)據(jù)記錄的相關(guān)技術(shù)也在不斷更新?lián)Q代。在此情況下，數(shù)據(jù)的采集方式以及采集信息的質(zhì)量都有了明顯改善，快速存取記錄器（Quick Access Recorder，QAR）QAR就是其中最重要的設(shè)備之一。它不僅記錄了飛機上設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀況，也對飛行員的操作方法有一個準(zhǔn)確的記錄，曾一度受到航空運營商高度的重視，也成為飛機維修和運行所著重考慮的因素之一。而且這種模式的性能也是比較高的，可以圍繞最為先進(jìn)的理念和軟件的原型去進(jìn)行相應(yīng)的升級和改變，對于我國航空事業(yè)的發(fā)展有著巨大的影響。

1 QAR數(shù)據(jù)分析的研究背景以及研究的意義

1.1 QAR技術(shù)的研究背景

這些年來，我國的民航業(yè)保持著高速發(fā)展的勢頭。在這種勢頭的影響之下，我國也開辟出了越來越多的新航線，基本覆蓋了全國各地。隨著人們生活水平的提高，越來越多的人也選擇乘飛機這種出行的方式。通過大數(shù)據(jù)的分析，不難發(fā)現(xiàn)，在所有的交通工具中，乘坐飛機仍然是最安全的出行方式。 不得不說的是，現(xiàn)如今還有很多重大的飛行安全事故，其中影響頗為深遠(yuǎn)的就是馬航MH370在南太平洋上墜機事件。在這個事件中，飛機上的人員全部遇難，直到最后也沒有找到飛機的殘骸以及遇難者的遺體。在2014年的時候，馬航的另一個航班也在烏克蘭地區(qū)被擊落，飛機上的全部工作人員和乘客當(dāng)場遇難，這些事情就像埋在我們心中的一層陰霾，久久難以散去。 目前來說，民航業(yè)的發(fā)展速度是非?？斓?，為了迎合這個發(fā)展的速度，民航安全管理行業(yè)就一定要提升自己安全管理水平，這樣民航業(yè)才會有持續(xù)發(fā)展的勢頭。全世界各個國家都增加了對于民航安全投資基金的數(shù)量，而且國家也積極鼓勵相關(guān)的技術(shù)人員去解決民航的安全問題，研發(fā)新的技術(shù)，這樣也就能最大程度地減少飛機的事故率。大量數(shù)據(jù)實驗表明，飛機事故產(chǎn)生的主要原因仍然是人為因素，而且這個比例達(dá)到了一半以上。在這其中，由于機組人員的差錯導(dǎo)致的事故也占到了人為因素的一半以上。這表明，飛機上的機組人員的操作以及對于飛機的維修將在很大程度上決定飛機安全與否，如果操作失誤，就會帶來難以估量的損失。

1.2 QAR技術(shù)的實際研究意義

在民航業(yè)眾多新技術(shù)的運用中，QAR快速儲存記錄器的應(yīng)用是其中的佼佼者。與其他的記錄器相比，它擁有更高的容量。因為它能連續(xù)記錄超過600個小時的數(shù)據(jù)信息以及對應(yīng)機內(nèi)的記錄，所以它的出現(xiàn)對于我國民航業(yè)的發(fā)展起到巨大的推動作用。同時，這種記錄儀能同時記錄數(shù)百種飛行的數(shù)據(jù)信息和資料，這能為后續(xù)的分析人員提供更詳細(xì)、更可靠的參考信息。ICAO曾在記者會上提出，對于民航的安全管理一定要加大力度，一定要采用最為積極、最為有效的方式去進(jìn)行評估，一定要把事故的發(fā)生率降到最低，這樣民航業(yè)才能得到更加長久穩(wěn)定的發(fā)展。這從側(cè)面說明了QAR技術(shù)在數(shù)據(jù)分析上的應(yīng)用是極具時代性的，是時代大勢所向。

2 對于QAR國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀

2.1 國內(nèi)QAR技術(shù)的研究現(xiàn)狀

在QAR數(shù)據(jù)的研究上，主要以它的風(fēng)險監(jiān)控、風(fēng)險評估以及診斷為主要發(fā)展方向?；诖耍覈茖W(xué)家提出了一種以QAR技術(shù)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的關(guān)于重著陸風(fēng)險的評估模型。在這個模型中，我們利用了統(tǒng)計學(xué)和概率論的相關(guān)原理，去建立了一個與之相關(guān)的分列函數(shù)去對可能發(fā)生的風(fēng)險以及風(fēng)險的等級進(jìn)行了計算。這個模型的提出是極具前瞻性的，也是極具時代意義的，它對于我國重著陸風(fēng)險的相關(guān)研究起到了極大的推動作用。而關(guān)于我國發(fā)動機的飛行品質(zhì)的提升的研究，相關(guān)的技術(shù)人員則提出了一種存在著多重邏輯思維的監(jiān)控方式。有一些科學(xué)家建議用模糊理論為基礎(chǔ)來進(jìn)行數(shù)據(jù)的風(fēng)險分析，并提出了一種利用QAR數(shù)據(jù)去進(jìn)行風(fēng)險分類的方法。這個方法主要是通過對已發(fā)事故的現(xiàn)象進(jìn)行分析，并用模糊理論的相關(guān)原理去進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)處理，根據(jù)預(yù)處理所得出的結(jié)果來進(jìn)行規(guī)則庫的相應(yīng)診斷。

除此之外，我國現(xiàn)在QAR數(shù)據(jù)的弊端還是存在的。它雖然能儲存較多的信息，但與大量的信息量相比，它所存儲的信息量還是太小。而且它對于數(shù)據(jù)處理分析的能力也略顯不足，這就會造成大量的數(shù)據(jù)浪費。對于這種情況，我國相關(guān)技術(shù)人員提出建立一個QAR數(shù)據(jù)的信息庫，把這些信息庫進(jìn)行多元化的設(shè)計與表達(dá)，這樣才能真正杜絕數(shù)據(jù)浪費的情況。而針對QAR數(shù)據(jù)處理的方法，也有相關(guān)的人員去進(jìn)行了專業(yè)的研究，并提出了一種向量決策的方法。這個方法主要是提出了一種新的受力模式，這種受力模式是以飛機結(jié)構(gòu)在降落受力分布不均勻為基礎(chǔ)提出的，在實際運用中也取得了較好的成效。

在針對QAR數(shù)據(jù)的飛行訓(xùn)練的研究方向上，我國過科學(xué)家提出了一種QAR超限制事件的相關(guān)診斷方法。這個方法診斷的關(guān)鍵就在于能明白飛機飛行的高度以及高度之間的變化率，并以以前發(fā)生事故的飛機為基本模型得到一個發(fā)生事故較高的區(qū)間。在這個區(qū)間之內(nèi)，對飛行員進(jìn)行嚴(yán)格的訓(xùn)練和指導(dǎo)。也有一些科學(xué)家通過對飛行員行為操作的研究得到了一些操作中可能會產(chǎn)生的習(xí)慣以及操作的規(guī)律。并以這些規(guī)律為基礎(chǔ)，建立了一套可高效實施的、只針對飛行員的評價體系。而一旦能對飛行員進(jìn)行良性的評價，那么對于飛行員的訓(xùn)練和發(fā)展都是很有幫助的，同時也很有助于航空行業(yè)的發(fā)展。

2.2 國外研究現(xiàn)狀QAR技術(shù)的研究與發(fā)展

國外在進(jìn)行飛行數(shù)據(jù)相關(guān)研究的時候，主要包含的方向是以下三類：

首先是對于飛行的數(shù)據(jù)進(jìn)行逐一的篩選和審查。而審查的目的就是找出這些數(shù)據(jù)中哪些是異常的，哪些是正常的。然后根據(jù)這些異常的數(shù)據(jù)記錄去判斷和分析飛機上的哪個零件出現(xiàn)了錯誤。而在尋找異常的方式上，主要是使用大數(shù)據(jù)的分析或者是GPS的輸入，這兩者能夠準(zhǔn)確尋找出飛行數(shù)據(jù)中的異常。而且后者也可以對飛機的迎角進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，能夠較好保證飛機的飛行安全。

其次是以飛行的數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)來進(jìn)行建模，而這些數(shù)據(jù)或者是信息的來源方式主要是QAR以及FDR。這些數(shù)據(jù)也能夠較好的評價或者是提高飛機的飛行品質(zhì)，也能較好找到飛機的危險源。對此，國外的相關(guān)技術(shù)人員也提出了一種新的風(fēng)險評估模式。這種風(fēng)險評估模式主要是針對飛機的航空器，而且這種模式不但對飛行數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的超限事件進(jìn)行了深層次的解析，還對飛機飛行中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了建模處理，而這些對于飛機飛行都是非常有幫助的。

最后一種研究的方向是對于飛機發(fā)生事故的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行深層的研究并診斷。在這種研究方向上，有關(guān)人士更著重于對飛行的風(fēng)險進(jìn)行定向的研究。而在研究的具體方位上，他們也更注重于駕駛艙的安全性能。他們把駕駛艙的風(fēng)險預(yù)警放到了事故診斷比較重要的方面，并提出用模糊邏輯的相關(guān)原理和方法去解決這一事故。但不得不說的是，這種只單一地針對駕駛艙風(fēng)險預(yù)警的方法的實用性還有待考究。也有一些人提出用統(tǒng)計的方法去進(jìn)行具體飛行的風(fēng)險評估，而評估的方法就是利用矩陣的相乘概率來進(jìn)行計算評估。但數(shù)學(xué)模型的建立一般太過于理想化，所以在實際運用中的時候，仍然要考慮到諸多的因素，這種方式有效與否也要去進(jìn)行進(jìn)一步的評估。

3 應(yīng)用展望

在未來的QAR發(fā)展技術(shù)中，我們首先要建立一個風(fēng)險預(yù)測的模型，這樣才能夠更好減少飛機飛行中出現(xiàn)的風(fēng)險，才能真正把飛機飛行風(fēng)險告急的相應(yīng)關(guān)口進(jìn)行前移，從而減小事故發(fā)生的概率。但在進(jìn)行風(fēng)險預(yù)測的時候，我們也要著重注意所使用的預(yù)測方法，一定要確保我們所使用的預(yù)測方法是科學(xué)、有效的。針在進(jìn)行實時預(yù)測的時候，我們首先要從那些小概率事件發(fā)生的原因以及原理為起點進(jìn)行逐步的深入。在深入的過程中，一定要能確定QAR記錄數(shù)據(jù)中一些重要的數(shù)據(jù)，并把這些重要的數(shù)據(jù)逐一的羅列起來，運用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行概率的演算。然后根據(jù)演算出來的結(jié)果以及所體現(xiàn)出來的相應(yīng)水平去判斷某一真實事件是否屬于小概率事件。在這其中，要著重注意的是一定要用多組信息去進(jìn)行相應(yīng)的排列組合，這樣我們才能得到一個最為準(zhǔn)確的判斷。 在判斷完成之后，一定要通過實踐去對這些原則或者準(zhǔn)則進(jìn)行進(jìn)一步的篩選和評估，然后去選擇符合實際情況的準(zhǔn)則。對此，我們就可以通過這些準(zhǔn)則去進(jìn)行組合。而組合完成之后，就得到了一個科學(xué)合理的基于QAR數(shù)據(jù)分析的風(fēng)險預(yù)測。而我們也要明白，航空安全風(fēng)險預(yù)測將是QAR數(shù)據(jù)分析最重要的發(fā)展路徑之一。

4 結(jié)語

總的來說，在航空行業(yè)的發(fā)展中，一定要注重飛機飛行的品質(zhì)。以此為基礎(chǔ)，就一定要以QAR數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行飛行品質(zhì)的有效探究。就此來說，QAR數(shù)據(jù)在新時代航空行業(yè)的發(fā)展中是十分必要的，只有它得到一個穩(wěn)定高效的發(fā)展，才能真正保證飛機的飛行品質(zhì)，也才能真正保障飛機飛行的安全。希望不久的將來，飛機飛行的品質(zhì)會得到大幅度的提高，我國航空業(yè)也能得到進(jìn)一步的發(fā)展，從而助力我國經(jīng)濟的騰飛。

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