飛行模擬機(jī)遠(yuǎn)程鑒定系統(tǒng)研究

李 婷， 崔超雄*， 任 寧， 伍小東

(1.航空工業(yè)西安飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，陜西 西安 710089； 2.四川航空集團(tuán)有限責(zé)任公司培訓(xùn)中心，四川 成都 611731； 3.西北云翼飛行訓(xùn)練有限公司，陜西 西安 712034)

飛行模擬機(jī)作為一種專業(yè)的飛行人員培訓(xùn)設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)的可靠性關(guān)系到飛行人員的培訓(xùn)質(zhì)量，進(jìn)而對(duì)航空公司運(yùn)營(yíng)、航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展及機(jī)型發(fā)展都具有極其重要的意義。為了保證飛行人員持續(xù)具備駕駛航空器所需的正常/非正常操作技能，飛行模擬機(jī)采用現(xiàn)代化電子控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)駕駛艙的全方位模擬仿真，以規(guī)章方式定期要求飛行人員進(jìn)行周期性訓(xùn)練可使飛行人員持續(xù)具備所需的正常/非正常程序操作技能。為了保證飛行模擬機(jī)自身技術(shù)狀態(tài)持續(xù)滿足訓(xùn)練要求，民航管理部門需定期對(duì)提供模擬飛行訓(xùn)練的飛行模擬機(jī)進(jìn)行技術(shù)狀態(tài)鑒定。用于提供飛行訓(xùn)練服務(wù)的飛行模擬機(jī)通常分布在全球各地，負(fù)責(zé)飛行模擬機(jī)鑒定的專家需按照鑒定計(jì)劃安排赴飛行模擬機(jī)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行鑒定。按照國(guó)內(nèi)定期鑒定1臺(tái)設(shè)備，路途往返需2天，正常情況下實(shí)際鑒定需1天，即鑒定組專家至少需花費(fèi)2/3的時(shí)間在路途上，如果為國(guó)外設(shè)備，則需花費(fèi)更多的時(shí)間。

隨著飛行模擬機(jī)機(jī)群規(guī)模的不斷擴(kuò)大，各國(guó)民航管理機(jī)構(gòu)均面臨鑒定組專家人員緊張、專家工作壓力及強(qiáng)度驟增的情況，且專家必須將大部分時(shí)間花費(fèi)在奔赴各訓(xùn)練機(jī)構(gòu)的路途過(guò)程中。采用現(xiàn)代化技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行模擬機(jī)的遠(yuǎn)程鑒定，則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行模擬機(jī)鑒定組專家人力成本的解放，提升時(shí)間利用效能，改變產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。目前針對(duì)飛行模擬機(jī)遠(yuǎn)程鑒定研究在國(guó)內(nèi)外尚處于空白階段。

飛行模擬機(jī)遠(yuǎn)程鑒定必須具有高效可靠的信息傳輸手段，移動(dòng)通信從1G到4G的每次演變都給社會(huì)帶來(lái)了不同的發(fā)展模式變革，隨著2019年我國(guó)5G商用元年的到來(lái)，5G技術(shù)更是得到了全世界各國(guó)的高度關(guān)注。5G具有光纖般的接入速率，“零”時(shí)延的使用體驗(yàn)，千億設(shè)備的連接能力，超高流量密度、超高連接數(shù)密度和超高移動(dòng)性等，帶來(lái)超百倍的能效提升和超百倍的比特成本降低?；诟咚俾?、低延時(shí)、廣覆蓋等優(yōu)勢(shì)，5G開(kāi)啟萬(wàn)物廣泛互聯(lián)、人機(jī)深度交互的新時(shí)代，成為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的驅(qū)動(dòng)力，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的轉(zhuǎn)型發(fā)展起到戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性作用[1]。

5G通信技術(shù)的發(fā)展，將為大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)[2]等提供強(qiáng)大的算力和高效可靠的數(shù)據(jù)傳輸手段，進(jìn)而為航空制造[3]、遠(yuǎn)程培訓(xùn)教育[4]、無(wú)人駕駛[5]、人工智能[6]等產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)新的源動(dòng)力。

本文主要以5G技術(shù)發(fā)展應(yīng)用為基礎(chǔ)，借助數(shù)字孿生和虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，配合傳統(tǒng)的視頻、遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)對(duì)比等方式，提出一種飛行模擬機(jī)遠(yuǎn)程鑒定系統(tǒng)的可行性研究思路，旨在降低飛行模擬機(jī)鑒定人員和經(jīng)濟(jì)成本，提升鑒定效能，同時(shí)降低人為因素對(duì)飛行模擬機(jī)鑒定過(guò)程的干擾。該種方式將徹底改變飛行模擬機(jī)鑒定模式，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

1 設(shè)備現(xiàn)狀

根據(jù)中國(guó)民航《飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備管理和運(yùn)行規(guī)則》(CCAR-60部)以及相關(guān)鑒定標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)提供滿足民航規(guī)章規(guī)定的訓(xùn)練、檢查、考試和獲取飛行經(jīng)歷要求所使用的飛行模擬機(jī)須定期進(jìn)行鑒定[7]，以確保飛行模擬機(jī)時(shí)刻處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止目前國(guó)內(nèi)外須通過(guò)CCAR-60部鑒定的飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備約480臺(tái)，其中國(guó)外飛行模擬機(jī)約150臺(tái)，國(guó)內(nèi)飛行模擬機(jī)約220臺(tái)，飛行訓(xùn)練器約110臺(tái)。根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)提供的飛行員培訓(xùn)數(shù)據(jù)分析，目前國(guó)內(nèi)在飛行模擬機(jī)上完成飛行訓(xùn)練需求約135×104h，按照每臺(tái)模擬機(jī)每年平均運(yùn)行5600 h計(jì)算，當(dāng)前國(guó)內(nèi)至少需要新增20臺(tái)飛行模擬機(jī)才能保證國(guó)內(nèi)的飛行訓(xùn)練。每臺(tái)飛行模擬機(jī)的合格證有效期為6～12個(gè)月不等，合格證到期前需要再次按照規(guī)章要求完成鑒定并取得相應(yīng)的訓(xùn)練資質(zhì)合格證。按照現(xiàn)有鑒定模式，鑒定部門須常年外派大量人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鑒定。隨著飛行模擬機(jī)數(shù)量的不斷增加，鑒定工作必將日趨繁重。

2 傳統(tǒng)鑒定的主要手段

飛行模擬機(jī)鑒定時(shí)，由民航管理部門指派專家組赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行鑒定，一般由2名專家組成，分別負(fù)責(zé)主觀飛行和客觀鑒定測(cè)試指南(Qualification Test Guide，QTG)測(cè)試。

2.1 主觀飛行

以所鑒定的飛行模擬機(jī)駕駛艙構(gòu)型為基礎(chǔ)，對(duì)模擬機(jī)教員控制臺(tái)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、視景系統(tǒng)、聲音系統(tǒng)操縱負(fù)荷系統(tǒng)等進(jìn)行最低要求鑒定，并依據(jù)飛機(jī)手冊(cè)和檢查單對(duì)飛行前準(zhǔn)備、地面操作、起飛、飛行中操作、進(jìn)近、中斷進(jìn)近、地面可視段和著陸等進(jìn)行主觀飛行鑒定。

鑒定過(guò)程由視景系統(tǒng)提供飛機(jī)駕駛艙外環(huán)境模擬、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)提供動(dòng)感、聲音系統(tǒng)提供飛機(jī)駕駛艙環(huán)境音及告警音、操縱負(fù)荷系統(tǒng)提供操縱力感等。根據(jù)不同的測(cè)試科目，判斷飛行模擬機(jī)是否提供了正確的視覺(jué)效應(yīng)、動(dòng)感、聲音信號(hào)及力感等，最終給出主觀飛行鑒定結(jié)論。

2.2 客觀測(cè)試

客觀測(cè)試以飛機(jī)主鑒定測(cè)試指南(Main Qualification Test Guide，MQTG)為基礎(chǔ)，對(duì)飛機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)(滑行、起飛、爬升、巡航、地面減速、發(fā)動(dòng)機(jī))、操縱品質(zhì)(靜態(tài)操縱檢查、動(dòng)態(tài)操縱檢查、縱向、橫航向、著陸、剎車衰減、風(fēng)切變、飛行包線保護(hù)功能)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)(位移最低要求、加速度最低要求、速度最低要求、頻率響應(yīng)、運(yùn)動(dòng)提示、支柱協(xié)調(diào)性、平滑性)、聲音系統(tǒng)等進(jìn)行測(cè)試或演示，測(cè)試主要以數(shù)據(jù)曲線方式呈現(xiàn)，最終根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果和演示效果給出客觀測(cè)試鑒定結(jié)論。

3 遠(yuǎn)程鑒定主要思路

飛行模擬機(jī)現(xiàn)場(chǎng)鑒定與遠(yuǎn)程鑒定最大的區(qū)別在于鑒定組專家身處飛行模擬機(jī)本地和異地兩種不同環(huán)境，遠(yuǎn)程鑒定方式需通過(guò)現(xiàn)代化技術(shù)手段彌補(bǔ)鑒定組專家異地對(duì)飛行模擬機(jī)的“看、感、聽(tīng)”三方面的差異，即在飛行模擬機(jī)遠(yuǎn)程鑒定系統(tǒng)研究時(shí)應(yīng)主要圍繞這三方面進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

3.1 遠(yuǎn)程看

遠(yuǎn)程看主要包括遠(yuǎn)程高清視頻、遠(yuǎn)程虛擬成像與交互兩種方式，主要基于高速率、高帶寬、低時(shí)延的有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)作為信號(hào)傳輸通道，將異地飛機(jī)駕駛艙艙內(nèi)環(huán)境布置、飛機(jī)構(gòu)型確認(rèn)、操作面板響應(yīng)、視景畫面等可視化信息通過(guò)高質(zhì)量信號(hào)傳輸至鑒定現(xiàn)場(chǎng)供鑒定組專家進(jìn)行目視鑒定。

高清視頻主要適用于僅需查看的鑒定項(xiàng)目，例如：飛機(jī)駕駛艙構(gòu)型、教員臺(tái)功能查看、輔助設(shè)備設(shè)置、指示燈檢查、儀表/面板等操作邏輯響應(yīng)變化(輔助)等。

遠(yuǎn)程虛擬成像負(fù)責(zé)以可選視場(chǎng)角對(duì)飛機(jī)駕駛艙的數(shù)字孿生體進(jìn)行虛擬畫面顯示，例如：以駕駛艙內(nèi)教員臺(tái)、機(jī)長(zhǎng)、副駕駛等視角等進(jìn)行虛擬顯示[8]。

3.2 遠(yuǎn)程感

遠(yuǎn)程感主要包括六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、基于虛擬現(xiàn)實(shí)的體感孿生穿戴，其驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)源自異地飛行模擬機(jī)所產(chǎn)生的信號(hào)。

六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)用于按照不同的鑒定測(cè)試項(xiàng)目向鑒定組專家遠(yuǎn)程復(fù)制異地飛行模擬機(jī)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，向鑒定組專家提供整體動(dòng)態(tài)感受，基于虛擬現(xiàn)實(shí)的體感穿戴主要用以在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下對(duì)異地駕駛艙設(shè)備(駕駛桿、駕駛盤、油門桿等)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。

3.3 遠(yuǎn)程聽(tīng)

遠(yuǎn)程聽(tīng)主要基于高速率、高帶寬、低時(shí)延的有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)作為信號(hào)傳輸通道，將異地飛機(jī)駕駛艙艙內(nèi)的環(huán)境音、告警音等音頻信號(hào)通過(guò)音響或耳機(jī)進(jìn)行輸出，提供逼真的聲音環(huán)境，如：發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、關(guān)閉、近地告警、通話音等。

4 主要技術(shù)應(yīng)用

遠(yuǎn)程鑒定相比現(xiàn)場(chǎng)鑒定主要需關(guān)注的問(wèn)題包括現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳、信息呈現(xiàn)方式、實(shí)體虛擬化手段等，5G(5th-Generation)、數(shù)字孿生(Digital Twin，DT)、虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality，VR)等技術(shù)可有效解決所面臨的上述問(wèn)題。

4.1 5G

5G技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，因其傳輸速度快(為4G的10倍以上)、帶寬容量大、網(wǎng)絡(luò)延遲短(<1 ms)等優(yōu)勢(shì)，將會(huì)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接入降低等待時(shí)間，尤其對(duì)智能交通、無(wú)人駕駛技術(shù)、AI技術(shù)和智能網(wǎng)聯(lián)汽車(Intelligent and Connected Vehicles，ICV)產(chǎn)生革命性的顛覆[6]。

同樣，以高速率、高帶寬、低時(shí)延為主要特點(diǎn)的5G通信技術(shù)普及應(yīng)用，將可有效解決飛行模擬機(jī)遠(yuǎn)程鑒定系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)采集及信息空間與物理空間的實(shí)時(shí)交互、數(shù)據(jù)一致性與同步性等問(wèn)題。

4.2 DT

DT是針對(duì)所需鑒定的飛行模擬機(jī)實(shí)體，通過(guò)數(shù)字化手段構(gòu)建一個(gè)與實(shí)體模擬機(jī)性能特性幾乎一模一樣的“數(shù)字+實(shí)體”的混合遠(yuǎn)程應(yīng)用平臺(tái)，用以構(gòu)建飛行模擬機(jī)的“數(shù)字孿生體”[9]，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程鏡像。飛行模擬機(jī)數(shù)字孿生體示意圖如圖1所示。

圖1 飛行模擬機(jī)數(shù)字孿生體

4.3 VR

VR是指對(duì)于傳統(tǒng)飛行模擬機(jī)鑒定過(guò)程中需鑒定組專家看和操作的對(duì)象，通過(guò)虛擬成像方式、多傳感器融合技術(shù)及操縱負(fù)荷系統(tǒng)的反向驅(qū)動(dòng)方式從而對(duì)飛行模擬機(jī)實(shí)體對(duì)象進(jìn)行評(píng)判。

5 解決方案

5.1 飛行模擬機(jī)遠(yuǎn)程鑒定系統(tǒng)組成

飛行模擬機(jī)遠(yuǎn)程鑒定系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)處理單元、虛擬成像單元、體感孿生穿戴、動(dòng)感孿生單元、大屏顯示器、音響/耳機(jī)等組成，如圖2所示。

圖2 飛行模擬機(jī)遠(yuǎn)程鑒定系統(tǒng)組成

數(shù)據(jù)傳輸接口作為模擬機(jī)實(shí)體與虛擬環(huán)境數(shù)據(jù)交互的中繼單元，負(fù)責(zé)雙向驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)的接收與分配。

虛擬環(huán)境負(fù)責(zé)存儲(chǔ)本地模擬機(jī)的虛擬環(huán)境，接收來(lái)自外部的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分發(fā)并發(fā)送至虛擬成像單元、體感孿生穿戴設(shè)備、動(dòng)感孿生單元(六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái))、大屏顯示器以及音響/耳機(jī)等設(shè)備。

數(shù)據(jù)處理單元主要負(fù)責(zé)數(shù)字孿生體與飛行模擬機(jī)實(shí)體之間的硬件接口控制、軟件數(shù)據(jù)交互，以及遠(yuǎn)程鑒定系統(tǒng)各軟硬件之間的數(shù)據(jù)交互管理，同時(shí)對(duì)所有飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備檔案進(jìn)行管理。

虛擬成像單元主要負(fù)責(zé)以可選視角對(duì)飛機(jī)駕駛艙的數(shù)字孿生體進(jìn)行虛擬顯示。

體感孿生穿戴主要用以對(duì)飛機(jī)駕駛艙進(jìn)行操作，并對(duì)實(shí)體模擬機(jī)所應(yīng)帶來(lái)的人體感受進(jìn)行反饋模擬。

動(dòng)感孿生單元以實(shí)體飛行模擬機(jī)六自由度運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)行反向驅(qū)動(dòng)，以提供鑒定所需的動(dòng)感。

大屏顯示器用于顯示遠(yuǎn)程視頻信息，用于鑒定組專家目視檢查相關(guān)項(xiàng)目。

音響/耳機(jī)用于將異地飛行模擬機(jī)駕駛艙內(nèi)的環(huán)境音、告警音等音頻信號(hào)通過(guò)音響或耳機(jī)進(jìn)行直觀呈現(xiàn)，同時(shí)可與異地人員進(jìn)行實(shí)時(shí)語(yǔ)音通信。

5.2 實(shí)現(xiàn)路徑

5.2.1 飛行模擬機(jī)最低要求遠(yuǎn)程鑒定實(shí)現(xiàn)手段

按照CCAR-60部要求，飛行模擬機(jī)最低要求主要包括駕駛艙一般構(gòu)型、模擬機(jī)編程、設(shè)備操作、教員或檢查人員使用的設(shè)備、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、視景系統(tǒng)、聲音系統(tǒng)等?？赏ㄟ^(guò)視頻(Video，V)、數(shù)據(jù)對(duì)比(Data Comparison，DC)、遠(yuǎn)程控制(Remote Control，RC)、符合性聲明(Declaration Of Conformity，DOC)、DT和VR等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行模擬機(jī)狀態(tài)的遠(yuǎn)程評(píng)判，詳見(jiàn)表1。

表1 最低要求遠(yuǎn)程鑒定手段

5.2.2 飛行模擬機(jī)主觀測(cè)試遠(yuǎn)程鑒定實(shí)現(xiàn)手段

主觀測(cè)試主要用于評(píng)估飛行模擬機(jī)在典型應(yīng)用期間的表現(xiàn)能力，確定模擬機(jī)能夠滿足相應(yīng)的訓(xùn)練、考試和檢查的要求，能夠成功地模擬每一個(gè)要求的機(jī)動(dòng)飛行、程序或科目，以及驗(yàn)證模擬機(jī)操縱裝置、儀表和各系統(tǒng)能夠正確運(yùn)轉(zhuǎn)。整個(gè)實(shí)施過(guò)程主要以鑒定專家的“體感、視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)”為評(píng)判手段，是飛行模擬機(jī)鑒定的核心。

通過(guò)三維建模技術(shù)，對(duì)模擬機(jī)實(shí)體構(gòu)型進(jìn)行立體建模，構(gòu)建出虛擬的三維數(shù)字化飛機(jī)駕駛艙環(huán)境。對(duì)于駕駛艙內(nèi)各操作對(duì)象及其響應(yīng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)將通過(guò)5G遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)確保與飛行模擬機(jī)實(shí)體實(shí)時(shí)保持?jǐn)?shù)據(jù)一致，即飛行模擬機(jī)的“數(shù)字孿生體”[9]。本地鑒定組專家佩戴體感孿生穿戴設(shè)備就座于六自由度運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)平臺(tái)上部，并配戴近似人眼分辨率的高清VR頭盔將數(shù)字孿生體進(jìn)行逼真呈現(xiàn)。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、視景系統(tǒng)、聲音系統(tǒng)可通過(guò)高速率、高帶寬、低時(shí)延的5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸。鑒定組專家現(xiàn)場(chǎng)的六自由度運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)由被鑒定的飛行模擬機(jī)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)，由此解決遠(yuǎn)程“體感、視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)”所需的鑒定要求。

鑒定過(guò)程飛行模擬機(jī)實(shí)體的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)源于遠(yuǎn)程鑒定專家的操作，反饋及響應(yīng)數(shù)據(jù)則由組成模擬機(jī)實(shí)體的各分系統(tǒng)輸出，即反映出實(shí)際飛行模擬機(jī)狀態(tài)，該數(shù)據(jù)再驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程鑒定系統(tǒng)，以達(dá)到遠(yuǎn)程鑒定的目的。主觀飛行測(cè)試項(xiàng)目中所使用的鑒定手段詳見(jiàn)表2。

表2 主觀飛行測(cè)試項(xiàng)目遠(yuǎn)程鑒定手段

下面以某型飛機(jī)復(fù)飛程序?yàn)槔M(jìn)行說(shuō)明，實(shí)現(xiàn)途徑詳見(jiàn)表3。

表3 某型飛機(jī)復(fù)飛程序操作

本地場(chǎng)景：飛行模擬機(jī)鑒定組主觀測(cè)試飛行員就座于動(dòng)感孿生單元(六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái))之上，該平臺(tái)當(dāng)前處于升起狀態(tài)，且姿態(tài)控制數(shù)據(jù)來(lái)自異地飛行模擬機(jī)實(shí)體的六自由度運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。本地扮演機(jī)長(zhǎng)(左座)角色。

異地場(chǎng)景：飛行模擬機(jī)在六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)升起狀態(tài)下處于復(fù)飛程序開(kāi)始前姿態(tài)，艙內(nèi)包括教員控制臺(tái)操作工程人員及副駕駛(右座)人員。

5.2.3 飛行模擬機(jī)客觀測(cè)試遠(yuǎn)程鑒定實(shí)現(xiàn)手段

鑒定組專家按照規(guī)章要求，通過(guò)遠(yuǎn)程桌面訪問(wèn)方式可直接操控鑒定模擬機(jī)的教員控制臺(tái)，可隨機(jī)從被鑒定的飛行模擬機(jī)QTG測(cè)試項(xiàng)目?jī)?nèi)抽取一定比例的自動(dòng)測(cè)試科目實(shí)時(shí)進(jìn)行自主測(cè)試，測(cè)試結(jié)果將以電子方式實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)存至遠(yuǎn)程鑒定系統(tǒng)終端，專家可立即查看測(cè)試結(jié)果并給出測(cè)試結(jié)論。針對(duì)手動(dòng)測(cè)試項(xiàng)目，則需結(jié)合音視頻方式在飛行員或模擬機(jī)工程師的配合操作下，將測(cè)試結(jié)果以電子方式實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)存至遠(yuǎn)程鑒定系統(tǒng)終端，專家結(jié)合該飛行模擬機(jī)在局方所備案的MQTG對(duì)測(cè)試情況給出評(píng)價(jià)結(jié)果，或可自動(dòng)對(duì)比容差范圍曲線自動(dòng)進(jìn)行超差提示或符合性提示,最終完成客觀測(cè)試鑒定。

6 需解決的主要問(wèn)題

6.1 平臺(tái)擴(kuò)展性問(wèn)題

因該遠(yuǎn)程鑒定系統(tǒng)所需的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)均來(lái)源于被鑒定的飛行模擬機(jī)實(shí)體，即該系統(tǒng)所反映的不僅僅是某個(gè)型號(hào)飛行模擬機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)適用于所有為中國(guó)民航受訓(xùn)學(xué)員提供培訓(xùn)服務(wù)的飛行模擬機(jī)。所有接入該遠(yuǎn)程鑒定系統(tǒng)的飛行模擬機(jī)需具有相對(duì)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)通信接口，以加強(qiáng)該系統(tǒng)的通用性，在飛行模擬機(jī)設(shè)計(jì)研制階段，需充分考慮頂層軟硬件架構(gòu)的一致性。

6.2 反向?qū)嶓w驅(qū)動(dòng)問(wèn)題

為了能夠客觀真實(shí)地反映被鑒定飛行模擬機(jī)操作物理實(shí)體的技術(shù)狀態(tài)，當(dāng)鑒定組專家在本地通過(guò)虛擬方式對(duì)模擬機(jī)實(shí)體的數(shù)字孿生體進(jìn)行操作時(shí)，異地模擬機(jī)實(shí)體的物理機(jī)構(gòu)需同步動(dòng)作以判斷其有效性。但因飛機(jī)設(shè)計(jì)的不同存在某些特殊設(shè)計(jì)，通過(guò)自動(dòng)控制反向驅(qū)動(dòng)方式存在一定的技術(shù)困難。如：帶位置鎖定功能的開(kāi)關(guān)，正常操作時(shí)需手動(dòng)提起一定高度方可向前或向后移動(dòng)，類似此類操作方式的物理器件需在滿足規(guī)章要求的前提下進(jìn)行特殊的反向驅(qū)動(dòng)改裝。

6.3 體感孿生穿戴阻尼問(wèn)題

為了使鑒定組專家在本地通過(guò)虛擬方式對(duì)飛行模擬機(jī)實(shí)體的數(shù)字孿生體進(jìn)行操作時(shí)，盡可能營(yíng)造更加逼真、自然且符合人機(jī)功效的體感[10]，所配備的體感孿生穿戴設(shè)備需帶有一定的阻尼力，同時(shí)應(yīng)具備類似人體骨骼系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)，否則無(wú)法滿足雙臂懸空狀態(tài)下的虛擬飛行。

6.4 飛行模擬機(jī)數(shù)字孿生體逼真度問(wèn)題

飛行模擬機(jī)數(shù)字孿生體逼真度主要體現(xiàn)在“視覺(jué)、體感、力感、聽(tīng)覺(jué)”4個(gè)方面。通過(guò)遠(yuǎn)程視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可有效解決“視覺(jué)”需求；通過(guò)遠(yuǎn)程獲取飛行模擬機(jī)實(shí)體六自由度運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)反向驅(qū)動(dòng)數(shù)字孿生體六自由度運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)可有效解決“體感”需求；通過(guò)遠(yuǎn)程語(yǔ)音通信并通過(guò)飛行模擬機(jī)實(shí)體反向驅(qū)動(dòng)數(shù)字孿生體的音響/耳機(jī)等音頻設(shè)備獲取音頻信號(hào)可有效解決“聽(tīng)覺(jué)”需求；而數(shù)字孿生體所需的“力感”則根據(jù)機(jī)型的不同存在“按、推、拉、踩、蹬、轉(zhuǎn)”等維度的力操作方式，目前在該類設(shè)備研制方面已有單點(diǎn)力反饋、多關(guān)節(jié)力反饋的數(shù)據(jù)手套，但對(duì)于可提供身體全關(guān)節(jié)、大阻尼力反饋的穿戴設(shè)備方面研究不足。隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來(lái)，以及電子通信、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、傳感器應(yīng)用、數(shù)據(jù)融合等技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前所面臨的技術(shù)困難將得到有效解決。

7 結(jié)束語(yǔ)

面對(duì)所需鑒定的飛行模擬機(jī)數(shù)量的不斷增加，綜合應(yīng)用多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行模擬機(jī)的遠(yuǎn)程鑒定具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行模擬機(jī)的遠(yuǎn)程鑒定，在當(dāng)前技術(shù)條件下進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用仍存在一定困難。但隨著各行業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，相信當(dāng)前所面臨的問(wèn)題將逐漸被攻克，實(shí)現(xiàn)飛行模擬機(jī)的遠(yuǎn)程鑒定必將成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。