基于規(guī)則的飛參快速處理判據(jù)編制方法研究

鞏美娟 王希

摘要：飛參數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)大多缺乏快速處理能力，分析智能化程度較低，導(dǎo)致機務(wù)維修保障過程中需要投入大量人力進行數(shù)據(jù)分析和判讀，效率較低。本文在依據(jù)現(xiàn)有推理機模塊的基礎(chǔ)上，探究基于規(guī)則的飛參快速處理判據(jù)的編制方法，輔助數(shù)據(jù)分析人員快速處理數(shù)據(jù)，有效減輕飛參數(shù)據(jù)判讀人員工作量，提升工作效率，提高飛參處理系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)故障的能力。

關(guān)鍵詞：飛參數(shù)據(jù)；快速處理；判據(jù)編制

Keywords：flight data；rapid processing；criterion compilation

飛參系統(tǒng)主要記錄了大量飛機飛行狀態(tài)信息、操縱系統(tǒng)工作狀態(tài)信息、發(fā)動機工作狀態(tài)信息以及飛機其他子系統(tǒng)及設(shè)備相關(guān)信息，為機務(wù)人員維修保障時提供可靠的客觀數(shù)據(jù)支持[1]。但是，目前大多型號飛參數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)存在快速處理功能不完善問題，造成數(shù)據(jù)判讀時間大量浪費，究其根本原因是快速處理的核心模塊——判據(jù)規(guī)則庫的缺失，由此帶來數(shù)據(jù)判讀、統(tǒng)計工作等必須由人工完成，費時費力且易發(fā)生錯漏，效率低下。在此背景下，編制快速處理模塊的判據(jù)顯得尤為重要。

1 飛參快速處理系統(tǒng)組成

飛參快速處理系統(tǒng)自動判讀模塊的核心是推理機和知識庫。推理機是解析執(zhí)行判據(jù)的處理程序，該程序通常嵌入在飛參解析軟件中；知識庫用來儲存快速處理所需的各種知識，是系統(tǒng)的核心組成部分。知識的表示方法有很多，如邏輯表示法、框架表示法、語義網(wǎng)絡(luò)法以及在快速處理系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的產(chǎn)生式系統(tǒng)，即本文中應(yīng)用到的又名基于規(guī)則的表示法。此種知識是根據(jù)各類技術(shù)資料及實際工作提煉而出的規(guī)則，是判定是否出現(xiàn)故障的標(biāo)準(zhǔn)。通常是將維護人員在判讀分析時使用的知識和推理規(guī)則以特定的形式保存在計算機中，來構(gòu)造判據(jù)庫和推理機構(gòu)。在現(xiàn)有推理機模塊的基礎(chǔ)上，判據(jù)是否準(zhǔn)確、合理、完善，對發(fā)現(xiàn)故障及機務(wù)維護有重大意義。

2 某型機推理機模塊

當(dāng)前，快速處理的快速判讀推理機模塊分為兩大類。一類采用調(diào)用配置文件，即將判據(jù)及用戶自定義參數(shù)放置于文本文件中作為配置，每一條判據(jù)按照固定格式編寫，如表1展示了對滑油壓力設(shè)定的限定條件，其編制完成后由推理機直接調(diào)用[2]。此種方法可以實現(xiàn)判據(jù)的集中管理，但是判據(jù)在編制過程中的直觀性不強。

另一類采用調(diào)用動態(tài)庫獲取飛參數(shù)據(jù)的方法，本文的研究正是基于此種類型的編制。推理機模塊如圖1所示，根據(jù)特定型號按照動態(tài)庫名稱和接口設(shè)定模塊，前期已由數(shù)據(jù)譯碼廠家編寫好底層數(shù)據(jù)讀取動態(tài)庫，在選擇了相應(yīng)的數(shù)據(jù)后，點擊生成參數(shù)表，可以調(diào)用數(shù)據(jù)讀取動態(tài)庫中的參數(shù)表生成接口，生成參數(shù)表。這種調(diào)用屏蔽了不同型號間的工程值文件差異，模塊采用區(qū)域極值和設(shè)置判讀間隔等方式兼容了點采和包采，方便判據(jù)編寫時直接進行參數(shù)調(diào)用，也提高了判讀的準(zhǔn)確性，減少了誤判和漏判。

3 判據(jù)編制方法

基于規(guī)則的飛參判據(jù)編制是對要判定的事件——主要針對飛機、發(fā)動機及機載設(shè)備的狀態(tài)、故障以及飛行員的危害操縱等建立其特征對應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，確定判斷所需閾值的過程。制定中所依據(jù)的信息是設(shè)備的使用維護說明書、飛行員駕駛手冊等技術(shù)資料以及裝備的使用維護經(jīng)驗和地勤人員、飛行員的反饋信息。飛參判據(jù)的制定過程主要分為參數(shù)分類、事件模型建立、閾值分析3個步驟[3]。飛參判據(jù)的制定框圖如圖2所示。

飛參判據(jù)維護模塊可通過推理機呈現(xiàn)的簡單的人機接口實現(xiàn)對知識庫和關(guān)鍵參數(shù)的添加、修改。判據(jù)庫主要采用產(chǎn)生式的知識表達(dá)方式。判據(jù)分為兩大類：一類是涉及對中間參數(shù)的定義及計算方法的過程表達(dá)式，此類判據(jù)一般不進行輸出，可將其稱為狀態(tài)類通用事件判據(jù)；另一類是事件性判據(jù)，要求使用知識進行推理計算并輸出結(jié)果，此類判據(jù)包含了參數(shù)統(tǒng)計輸出類、簡單規(guī)則輸出類及復(fù)雜調(diào)整規(guī)律輸出類。

3.1 狀態(tài)類通用事件

某些事件的判定前提是在特定的狀態(tài)下成立的，因此需要對特定狀態(tài)做統(tǒng)一的判定限制，此類事件大多設(shè)置為臨時變量且不用進行輸出，如下列幾種。

1）起飛滑跑標(biāo)志

起飛滑跑標(biāo)志可以用“前起落架放下（開關(guān)量）”“空速”“發(fā)動機N2轉(zhuǎn)速”“X軸加速度”四個參數(shù)判定?！癒G12&N2_ L≥ 90&N2_R≥90&Ax≥ 2.0”且持續(xù)時間大于等于2秒鐘，可以判定飛機是在起飛滑跑階段。在統(tǒng)計“飛行時間”“發(fā)動機各狀態(tài)工作時間”等事件時，可直接引用“起飛滑跑標(biāo)志”。

2）起飛后標(biāo)志

起飛后標(biāo)志用于判定飛行過程中的事件。起飛后的標(biāo)志可以從“空速”“起落架壓縮（開關(guān)量）”兩個參數(shù)判定?！癡c>250&！KG48”且持續(xù)時間限定為10秒鐘，滿足這些條件即表明飛機在起飛后狀態(tài)。在統(tǒng)計飛機空中的事件狀態(tài)如“飛行中最大/小迎角”“飛行中最大/小速度”“飛行中最大/小過載”等時，可以直接引用“起飛后標(biāo)志”。

3.2 結(jié)果輸出類

3.2.1 參數(shù)統(tǒng)計類

此類判據(jù)主要針對需要統(tǒng)計數(shù)據(jù)的需求而設(shè)置，如發(fā)動機的起動時間、起動溫度以及發(fā)動機停車時的慣性運轉(zhuǎn)時間、放起落架時間等，可利用飛參數(shù)據(jù)進行發(fā)動機各狀態(tài)下的壽命控制，精準(zhǔn)可靠，省時省力；還有一部分有限制要求的極值參數(shù)統(tǒng)計，如飛機的最大飛行高度、最大馬赫數(shù)、最大過載等，可快速判斷飛行過程中是否超出使用包線。

關(guān)于時間的統(tǒng)計主要采用計數(shù)函數(shù)，如統(tǒng)計發(fā)動機啟動時間，可先定義一個臨時變量Tqdsj為發(fā)動機啟動時間，當(dāng)啟動開關(guān)按下時，啟動開關(guān)參數(shù)E1為1，即表示啟動開始計時，N2轉(zhuǎn)速大于68時啟動結(jié)束，可將此條規(guī)則編輯為：成立條件E1&N2≤68，持續(xù)時間為1秒鐘，相應(yīng)操作為Tqdsj=TTqdsj+1；最終輸出Tqdsj即可。

極值統(tǒng)計類的判據(jù)在編寫時需先定義臨時變量，如統(tǒng)計飛行最大高度，定義臨時變量MaxHbc，在臨時變量編輯區(qū)使用Max函數(shù)，對高度進行統(tǒng)計。可將此條極值的規(guī)則編輯為：Hbc>=MaxHp，持續(xù)時間為1秒鐘，相應(yīng)操作為MaxHp=Hbc，最終輸出MaxHp即可。

3.2.2 簡單規(guī)則輸出類

簡單規(guī)則類的判據(jù)主要包括各系統(tǒng)記錄故障類的開關(guān)量、飛機參數(shù)超限限制等，此類參數(shù)可進行自動化的故障邏輯判斷。分為以下幾種。

1）開關(guān)量告警參數(shù)的判斷

如直升機傳動系統(tǒng)的主減滑油壓力低、主/中/尾減金屬屑、主/中/尾減滑油溫度高等，此種規(guī)則編輯為：成立條件KG**=1，持續(xù)時間為1秒鐘，輸出相應(yīng)開關(guān)量表示的告警信息即可。

2）參數(shù)超限類的判斷

如某型機允許迎角的閾值非常量，其閾值與馬赫數(shù)存在線性對應(yīng)關(guān)系，具體為：當(dāng)M<1.5時，迎角允許值A(chǔ)Totp=-3.5；當(dāng)1.5≤M≤1.8時，迎角允許值A(chǔ)Totp=（M-1.5）×7-3.5；當(dāng)M>1.8時，迎角允許值A(chǔ)Totp=-1.4。此種判據(jù)可先定義臨時變量ATotp，再將真實迎角αt與ATotp做比較，即可判定飛機在飛行過程中的迎角是否超過允許值。

3.2.3 復(fù)雜調(diào)整規(guī)律輸出類

指試驗機給定的、明確的、應(yīng)遵循的控制規(guī)律，主要為診斷試驗機狀態(tài)異常提供依據(jù)。通常中間變量的引用參數(shù)為兩個或以上，如某型發(fā)動機穩(wěn)定狀態(tài)下N1的判定條件，根據(jù)發(fā)動機的調(diào)整規(guī)律，先設(shè)定穩(wěn)定狀態(tài)下N1轉(zhuǎn)速的上下邊界，上下邊界是發(fā)動機“進氣道內(nèi)氣流溫度”（QLWD）及N1rb的線性函數(shù)（其中N1rb是發(fā)動機占空比為50%、T1=+15℃時，綜調(diào)N1通道的調(diào)整值，該型發(fā)動機每臺出廠或調(diào)整后均會在履歷本上記錄，為常量）（函數(shù)關(guān)系見表2）。

此類判據(jù)在編制時，需先根據(jù)QLWD、N1rb計算上下邊界的臨時變量N1_H、N1_L，再將穩(wěn)定狀態(tài)下的N1值與上下邊界值做比較，即可判定發(fā)動機在穩(wěn)定狀態(tài)下N1的變化規(guī)律是否正常。

4 結(jié)束語

根據(jù)上述方法，針對各型飛機的特點獲得的飛參判據(jù)集中了經(jīng)驗和技術(shù)資料的知識點，可以大大提高地勤人員的維護效率。本文通過分析以上判據(jù)知識的類型，結(jié)合現(xiàn)有推理機的形式，提出了飛參判據(jù)庫的編制方法，為飛參數(shù)據(jù)快速處理系統(tǒng)的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。隨著飛參系統(tǒng)的發(fā)展，飛參判據(jù)將得到廣泛的應(yīng)用，也將在輔助地勤維護中發(fā)揮巨大作用。

參考文獻

[1]胡朝江，陳列.飛機飛參系統(tǒng)及應(yīng)用[M].北京：國防工業(yè)出版社，2012.

[2]劉恩啟，劉更起，高延崗，軒富強，唐玉棋.研究開發(fā)飛參判據(jù)，提高快速處理效率[C].2019航空裝備服務(wù)保障與維修技術(shù)論壇暨中國航空工業(yè)技術(shù)裝備工程協(xié)會年會論文集，2019.

[3] 唐崇凱，曲建嶺，高峰.飛參判據(jù)及其應(yīng)用[J].計算機工程，2011（10）：281-283.