機(jī)載任務(wù)系統(tǒng)的故障管理應(yīng)用設(shè)計(jì)分析

王雪婷 王繼祥

沈陽(yáng)飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司 遼寧 沈陽(yáng) 110000

引言

通過對(duì)基礎(chǔ)故障自動(dòng)檢測(cè)、故障位置診斷、處理故障系統(tǒng)綜合管理，使用當(dāng)前高新技術(shù)軟件以及故障排查設(shè)備，對(duì)于機(jī)載任務(wù)系統(tǒng)當(dāng)中故障給予精確定位以及處理，并設(shè)計(jì)出一種新型機(jī)載任務(wù)系統(tǒng)排查故障管理方法，以實(shí)際應(yīng)用描述故障的方法，優(yōu)化系統(tǒng)排除故障，進(jìn)一步提高飛機(jī)安全可靠性能。

1 機(jī)載任務(wù)系統(tǒng)的概念

當(dāng)前機(jī)載任務(wù)系統(tǒng)可以分為：通信識(shí)別系統(tǒng)、光電瞄準(zhǔn)系統(tǒng)、武器火控系統(tǒng)、綜合管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)等這些系統(tǒng)構(gòu)成。根據(jù)IMA架構(gòu)的核心任務(wù)處理，是把管理分系統(tǒng)的核心設(shè)備和基礎(chǔ)信息進(jìn)行綜合管理的平臺(tái)，ISP包括有兩個(gè)通信數(shù)據(jù)的模塊，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存單元，兩個(gè)圖像接口對(duì)接單元。每個(gè)單元與單元之間使用雙余度光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接單元，每個(gè)單元本身具有故障排查、火控預(yù)算以及引導(dǎo)、融合數(shù)據(jù)以及威脅評(píng)估、任務(wù)重新規(guī)劃、視頻以及圖像處理、數(shù)據(jù)信息管理、系統(tǒng)控制管理等功能。系統(tǒng)的核心處理任務(wù)是依據(jù)自身的一些狀態(tài)，把系統(tǒng)分為應(yīng)急工作狀態(tài)、待機(jī)工作狀態(tài)、正常工作狀態(tài)。

2 機(jī)載任務(wù)系統(tǒng)故障管理的應(yīng)用設(shè)計(jì)

機(jī)載系統(tǒng)軟件管理和故障管理軟件都屬于分區(qū)當(dāng)中ICP的應(yīng)用，一同完成ICP和整個(gè)機(jī)載任務(wù)系統(tǒng)當(dāng)中的故障管理功能。機(jī)載系統(tǒng)當(dāng)中的軟件可以實(shí)現(xiàn)ICP的故障過濾、故障定位及故障檢測(cè)處理過程，最終可以進(jìn)一步生成ICP的故障反饋信息，系統(tǒng)管理軟件把ICP的故障信息上傳給故障管理的相關(guān)軟件，然后故障管理軟件不光可以依據(jù)這些ICP的故障信息處理邏輯完成ICP平臺(tái)的維護(hù)故障清單，并且還能記錄飛行員故障清單的進(jìn)一步生成。同時(shí)還可以進(jìn)一步負(fù)責(zé)綜合記載任務(wù)系統(tǒng)當(dāng)中的分系統(tǒng)PFL和MFL，進(jìn)一步完成系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)保存以及上傳。

2.1 管理系統(tǒng)的軟件

管理系統(tǒng)軟件主要是用來管理以及控制ICP的穩(wěn)定運(yùn)行。機(jī)載系統(tǒng)的管理軟件功能通常包括健康管理、配置管理、故障管理以及應(yīng)用程序管理等功能，系統(tǒng)管理軟件應(yīng)該依據(jù)系統(tǒng)配置的綜合數(shù)據(jù)來進(jìn)一步完成ICP的控制管理功能。本文主要進(jìn)行機(jī)載功能故障管理的相關(guān)功能，闡述了故障處理的相關(guān)科學(xué)方法。

系統(tǒng)管理軟件當(dāng)中的核心任務(wù)是處理機(jī)制，根據(jù)系統(tǒng)級(jí)管理中的文件級(jí)別進(jìn)行劃分和管理。系統(tǒng)管理軟件分為系統(tǒng)級(jí)別管理和資源方面管理。

2.2 故障檢測(cè)功能

故障檢測(cè)功能分為應(yīng)用故障檢測(cè)、節(jié)點(diǎn)故障檢測(cè)和硬件故障檢測(cè)。應(yīng)用故障檢測(cè)通過系統(tǒng)軟件進(jìn)一步完成檢測(cè)工作，把系統(tǒng)中的故障數(shù)據(jù)上報(bào)到管理系統(tǒng)，并對(duì)接收到的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。節(jié)點(diǎn)故障檢測(cè)就是把系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的故障信息進(jìn)行收集，并上報(bào)到操作系統(tǒng)進(jìn)行處理。

2.3 系統(tǒng)故障的診斷以及定位

系統(tǒng)管理軟件當(dāng)中，應(yīng)該首先對(duì)順勢(shì)故障進(jìn)行有效的過濾，然后再次確認(rèn)間隙故障以及永久故障，將這些故障進(jìn)行有效的區(qū)分以及識(shí)別，把過濾出來的故障，然后進(jìn)行診斷，并且進(jìn)行定位處理。系統(tǒng)級(jí)系統(tǒng)管理在故障產(chǎn)生的時(shí)候，應(yīng)該盡快收集故障的相關(guān)信息，包括模塊的標(biāo)識(shí)故障類型以及配置項(xiàng)目的標(biāo)識(shí)，并把這些信息上報(bào)給資源級(jí)系統(tǒng)管理，資源級(jí)系統(tǒng)管理會(huì)進(jìn)一步的分析故障方面的信息，把故障進(jìn)行準(zhǔn)確定位。

2.4 處理故障

根據(jù)以上的配置，控制一定的容錯(cuò)進(jìn)行重構(gòu)策略，然后對(duì)故障進(jìn)行有效的處理方法，通常包括系統(tǒng)降級(jí)以及系統(tǒng)重構(gòu)的方法。不同級(jí)別的故障可以分為不同方式的處理方法。故障通常采用從底層開始組成向上的處理模式，如果底層的故障不能進(jìn)行有效處理，然后一直向上以及進(jìn)行報(bào)告，通過這種快速的信息傳遞方式，如果下一層的故障不能及時(shí)向上一級(jí)進(jìn)行報(bào)告，那么這個(gè)信息就會(huì)直接上報(bào)到系統(tǒng)的最高處理的地方，最高處理者應(yīng)該在一定時(shí)間之內(nèi)進(jìn)行所有故障排查，對(duì)于系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)或者降級(jí)處理[1]。通常來說故障處理的級(jí)別包括分區(qū)級(jí)、進(jìn)程級(jí)、系統(tǒng)集系統(tǒng)管理、資源集系統(tǒng)管理。所以故障處理的方法通常包括：對(duì)本一級(jí)故障進(jìn)行處理、向上一級(jí)進(jìn)行健康報(bào)告故障處理、請(qǐng)求重構(gòu)處理。整個(gè)進(jìn)程的故障系統(tǒng)頭油操作系統(tǒng)提供進(jìn)程健康及監(jiān)測(cè)功能來進(jìn)行執(zhí)行的，并且把不同的健康監(jiān)測(cè)功能分為不同區(qū)域進(jìn)行分塊處理。一旦系統(tǒng)當(dāng)中提示進(jìn)程及有故障的時(shí)候，就會(huì)進(jìn)一步激活進(jìn)程及健康系統(tǒng)來進(jìn)行監(jiān)管任務(wù)，并且按照分區(qū)來執(zhí)行應(yīng)用相關(guān)的錯(cuò)誤系統(tǒng)糾正。分區(qū)系統(tǒng)故障管理、系統(tǒng)故障管理、程序機(jī)系統(tǒng)故障管理統(tǒng)統(tǒng)采用表面驅(qū)動(dòng)的方式來進(jìn)行處理[2]。有關(guān)的配置包都包含在有關(guān)系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)當(dāng)中，可以根據(jù)不同級(jí)別配置不同的處理動(dòng)作以及不同的故障處理?？梢苑譃槿缦聨撞健＂僖罁?jù)進(jìn)程及故障包括非法請(qǐng)求與應(yīng)用錯(cuò)誤、溢出等錯(cuò)誤信息，進(jìn)行動(dòng)作處理的操作有停止故障進(jìn)程、向分區(qū)進(jìn)行報(bào)告、重新啟動(dòng)故障的進(jìn)程操作，等等這些處理處理動(dòng)作。②不同級(jí)別的故障處理包括分區(qū)出發(fā)錯(cuò)誤處理、分區(qū)配置錯(cuò)誤處理、進(jìn)行處理的動(dòng)作有熱啟動(dòng)與冷啟動(dòng)故障分區(qū)、進(jìn)行停止故障，然后進(jìn)行分區(qū)、重新啟動(dòng)另外一個(gè)分區(qū)、像系統(tǒng)及系統(tǒng)管理進(jìn)行報(bào)告等。③系統(tǒng)及系統(tǒng)管理故障包括單元當(dāng)中的初始化管理，單元當(dāng)中初始化配置錯(cuò)誤管理、單元當(dāng)中電源的故障管理，節(jié)點(diǎn)管理當(dāng)中的錯(cuò)誤，然后處理動(dòng)作當(dāng)中重構(gòu)、忽略、向系統(tǒng)及系統(tǒng)管理進(jìn)行報(bào)告等。④系統(tǒng)及系統(tǒng)管理故障操作包括對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障上的恢復(fù)、對(duì)初始化當(dāng)中配置錯(cuò)誤恢復(fù)、對(duì)單元當(dāng)中故障進(jìn)行恢復(fù)、對(duì)電源當(dāng)中的故障進(jìn)行恢復(fù)，進(jìn)一步處理動(dòng)作當(dāng)中包括降級(jí)、系統(tǒng)重構(gòu)問題等[3]。

3 故障管理軟、硬件的設(shè)計(jì)

接待任務(wù)系統(tǒng)當(dāng)中的故障是以故障軟件處理中心作為主要手段，主要實(shí)現(xiàn)的是飛機(jī)當(dāng)中的電腦ICP自身故障以及任務(wù)綜合系統(tǒng)故障，將所有錯(cuò)誤進(jìn)行整合，然后完成數(shù)據(jù)的下載以及儲(chǔ)存工作。故障的管理軟件作為上層應(yīng)用使用軟件，通常儲(chǔ)存在網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存的單元當(dāng)中，F(xiàn)ML主要提供的是地面上的人員維護(hù)使用功能，這樣可以方便飛機(jī)在起飛之后進(jìn)行自我故障排查工作，進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)管理工作。任務(wù)管理系統(tǒng)當(dāng)中載測(cè)控的設(shè)備、飛機(jī)控制整體系統(tǒng)、電氣化系統(tǒng)、偵查整體系統(tǒng)、飛機(jī)機(jī)載紅外掃描系統(tǒng)、飛機(jī)地磁場(chǎng)記錄掃描系統(tǒng)、飛機(jī)機(jī)載拍照系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)通信通常是以接口形式為rs 422a，所有以上的數(shù)據(jù)通信接口全都是使用工作方式1，也就是從一作為起始位，八位數(shù)據(jù)低位在先，一個(gè)停止位（1）；機(jī)載發(fā)送數(shù)據(jù)通常是以連續(xù)的方式進(jìn)行，飛機(jī)在接收數(shù)據(jù)的時(shí)候，通常接收兩個(gè)連續(xù)之間的數(shù)據(jù)間隔，而中間不超過10ms、76ms，則整個(gè)幀率數(shù)據(jù)就作廢處理。這樣可以有效避免接收數(shù)據(jù)時(shí)候出現(xiàn)死機(jī)等待的狀態(tài)。PFL清單當(dāng)中的故障級(jí)別通常都是比較高的，比如數(shù)據(jù)加載功能錯(cuò)誤、融合類功能錯(cuò)誤、武器不可以使用等故障，以上這些故障通常都會(huì)立即上報(bào)給地面的指揮站，然后根據(jù)操作人員其余的指示，然后再做出正確的處決辦法。

記載硬件電路的研制[4]。常飛機(jī)當(dāng)中的任務(wù)管理器系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)，除了要有效控制音頻電路之外，還有一個(gè)就是要進(jìn)一步擴(kuò)展單片機(jī)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)。通常使用的系統(tǒng)使用三對(duì)串行接口，通信設(shè)備通常采用是rs 422標(biāo)準(zhǔn)接口，發(fā)送了芯片通常為26l S31，接收芯片為26l S32。當(dāng)任務(wù)管理器當(dāng)中的系統(tǒng)和飛機(jī)機(jī)載測(cè)試的設(shè)備數(shù)據(jù)通信通常使用一對(duì)串行串口，也就是發(fā)送的串口和接收串口。與此之外，當(dāng)飛機(jī)檢測(cè)到整體系統(tǒng)的分系統(tǒng)沒有信號(hào)或者無線信號(hào)連接中斷，這種不滿足飛機(jī)當(dāng)中正常通話視頻條件或者是設(shè)備故障的時(shí)候，一般由機(jī)載控制設(shè)備當(dāng)中發(fā)出一個(gè)失控的信號(hào)。這個(gè)信號(hào)通常為l電瓶高電平代表就是失控信號(hào)，也就是發(fā)生了故障。任務(wù)管理系統(tǒng)和飛機(jī)飛行控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信，常使用一個(gè)串口去接收，然而飛機(jī)機(jī)載監(jiān)控設(shè)備的遙感數(shù)據(jù)和失控信號(hào)，通常指示帶任務(wù)管理器進(jìn)行轉(zhuǎn)接之后，才能直接被傳送到飛機(jī)控制的系統(tǒng)之內(nèi)[5]。飛機(jī)的飛行控制系統(tǒng)提供給紅外掃描系統(tǒng)的垂直陀螺儀信號(hào)，這也就是任務(wù)管理系統(tǒng)當(dāng)中的中轉(zhuǎn)過程。整個(gè)任務(wù)管理系統(tǒng)以及飛機(jī)機(jī)載電視偵查系統(tǒng)之間的通信信號(hào)，通常使用一對(duì)串行口，這個(gè)串口通常也是任務(wù)管理器，當(dāng)中的記載電視偵查系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)的串行發(fā)行口。在任務(wù)管理系統(tǒng)當(dāng)中，系統(tǒng)相機(jī)的電視偵查系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)的有關(guān)串行發(fā)送接口，有關(guān)任務(wù)管理系統(tǒng)向機(jī)載電視偵探系統(tǒng)，以及記得視頻照相系統(tǒng)傳說有關(guān)數(shù)據(jù)的時(shí)候，同一個(gè)幀率當(dāng)中進(jìn)行不同層次分段進(jìn)行傳輸。飛機(jī)機(jī)載照相錄像系統(tǒng)當(dāng)中的照相動(dòng)作和照樣時(shí)間的重復(fù)重疊率的大小，通常是以脈沖信號(hào)的形式被傳送到任務(wù)管理系統(tǒng)當(dāng)中。如果進(jìn)行拍照，那么飛車信用在接收到同步異碼信號(hào)之后，會(huì)立即開始傳送高電平電位，通常維持的時(shí)間保持在160ms，保持的充電率為60%，維持的整體時(shí)間為480ms的重疊率控制在20%以內(nèi)[6]。任務(wù)管理系統(tǒng)以及機(jī)載紅外什么系統(tǒng)之間只有通過任務(wù)管理信號(hào)，然后進(jìn)行記載紅外掃描系統(tǒng)的兩根信號(hào)連接，其中一個(gè)是紅外信號(hào)開關(guān)，另外一個(gè)是垂直陀螺儀信號(hào)，它只是有任務(wù)控制管理器中轉(zhuǎn)控制一下，信號(hào)形式為模擬電壓信號(hào)。

4 記載任務(wù)系統(tǒng)當(dāng)中的PFL處理功能

在飛機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通電之后，每個(gè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)本系統(tǒng)的PFL清單當(dāng)中的任務(wù)以及負(fù)責(zé)維護(hù)，當(dāng)每一個(gè)分系統(tǒng)檢測(cè)到PFL發(fā)生信息變化的時(shí)候，就會(huì)自動(dòng)地把PFL清單上的信息自動(dòng)傳輸?shù)絀cp的故障管理軟件當(dāng)中，所以故障管理軟件就會(huì)定期進(jìn)行抽查，分系統(tǒng)當(dāng)中上報(bào)的PFL信息，倘若有信息接收，就會(huì)立即將接收的信息按照對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)在本地進(jìn)行封裝保存；倘若沒有信息接收，則會(huì)進(jìn)一步跳到下一步程序當(dāng)中。當(dāng)接收到的PFL信息有更新的時(shí)候，通常來說，故障管理軟件會(huì)及時(shí)發(fā)送給地面管理基站，并顯示錯(cuò)誤信息。

5 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于機(jī)載任務(wù)系統(tǒng)當(dāng)中的諸多故障管理上的問題，和基于架構(gòu)的核心任務(wù)處理為參考，進(jìn)一步對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)、故障診斷、故障定位、故障處理以及上層故障管理軟件綜合信息處理，掃描出普通等級(jí)的過程，然后根據(jù)不同的應(yīng)對(duì)方法和策略，并把整個(gè)機(jī)載任務(wù)系統(tǒng)當(dāng)中的所有故障進(jìn)行綜合處理。在整個(gè)故障處理應(yīng)用設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，應(yīng)該設(shè)計(jì)出實(shí)際可行的，可以降低飛機(jī)維護(hù)成本以及提高系統(tǒng)安全性的方案，對(duì)于不同型號(hào)的飛機(jī)研制具有一定的積極意義。