數據分析助力飛行安全

1997年，民航總局開始在各運輸企業實施“QAR(Quick access recorder，快速存儲記錄裝置)工程”計劃，應用機載QAR飛行數據，開展對飛行操縱品質的日常監控，提高各航空公司的安全運行水平。各大航空公司均在近幾年中投入大量資金和精力用于QAR系統的安裝及地面譯碼數據的開發應用。

幾年的實踐表明，QAR系統的推廣應用，確實對提高飛行人員的飛行操縱品質，前移飛行安全的防范關口起到了不可估量的作用。但是，這些作用基本都是事后分析，對未來和安全水平提高的作用不直觀。目前各大公司對QAR數據的挖掘還不夠深入，基本上停留在譯碼和事件監控階段。飛機生產廠家提供的軟件沒有針對具體航空公司的安全文化進行深入開發和數據的深度挖掘，更沒有結合航空公司的管理理念和管理活動。其實，QAR記錄可以達到幾百甚至上千個參數，涵蓋飛行員的操縱、飛機運行狀態到環境各個方面，航空企業完全可以充分挖掘QAR數據，從人、飛機、環境、管理等多角度向QAR要安全。南航信息中心正在開發QAR分析系統，該系統將各個機型譯碼后的數據集成到統一的QAR數據倉庫，通過統一的數據平臺和各種安全模型，進行集中分析處理，除了提供事件監控外，還在上述多方面提供輔助，提高飛行安全性，提高安全管理水平。

多渠道提升飛行技能

如何通過QAR數據分析提升安全？首先要圍繞著飛行員進行充分的飛行參數分析。系統首先可以提供事件監控，QAR廠家提供的飛行品質監控系統事先預置了大多數航空公司比較關心的事件和基本認同的標準。但是，培養南航專有的安全文化，僅僅依賴于廠家預置的安全事件和標準還不夠，還要根據自身安全管理的要求，選取更多的事件、更高要求的事件標準、監控更多的飛行參數。飛行員登錄系統后可以看到自己飛過的航班的等級事件，同時系統會根據其個人飛行數據進行統計分析，給出飛行水平的評估和分項評估及改進建議。另外還會對即將執行的航班依據其個人技術水平、航線、機型、環境（如天氣）以及航情通告等因素給出科學建議。

通過系統提供專家點評功能，管理人員或者專家可以根據一段時間內（如一周）典型飛行事件進行點評。點評的目的是讓廣大飛行員引以為鑒，改善飛行技術，而不是追究責任。因此系統隱藏掉個人敏感信息，僅提供事件明顯特征數據。系統引入動畫模擬技術，對事件從人、飛機、環境、管理方面進行事實再現，專家分析造成等級事件原因，提出改進意見和方法，并對每個方法或建議的作用與效果結合QAR數據進行三維動畫模擬，形象展示飛行操縱改進或糾正后的效果，加深飛行員對專家建議的理解。飛行員登錄系統后，典型事件專家點評功能會呈現在最突出的位置，并且強制飛行員必須閱讀和觀看，通過留言記錄個人感受。

系統還提供學員技術水平跟蹤模塊。帶飛教員要對其帶飛學員的事件進行點評，指出學員技術不足點和需要改進的地方，并對能夠體現其技術成長的飛行參數進行關注，即使飛行未出現監控事件，也可以通過這些參數對其技術水平的提高進行科學評估。另外，系統可以根據一段時間內數據的積累繪制各種統計圖表，直觀地展現學員的技術提高情況。通過QAR數據的不斷反饋，教員可以有針對性地教學帶飛，從而加速飛行員的培養，節約培訓成本，提高飛行隊伍的技術水平。

提高飛行安全性

QAR忠實地記錄了來自飛機各系統的大量運行參數，連續完整地反映了飛機系統在運行中的實際狀態或失效的征兆信號，從而為分析和排除飛機故障提供強有力的幫助。根據飛機維修手冊，結合機務維修實際經驗和管理需求，建立相應的模型，對每一次的飛行QAR數據進行完整的分析，從而確定飛機故障所在的系統（如動力系統、液壓系統、燃油系統等），甚至能夠精確定位到某一部件，對快速處理故障提供了科學的技術支持，從而保障了下一班任務的安全和正常，提高飛機系統安全預度。

另外，可以針對監控到的飛行安全事件對飛機健康狀態的影響進行建模，從而可以通過監控飛行品質事件而對機務工程師提出輔助分析和專項檢查預警。比如，監控到重著陸，系統會提醒維修工程師要對起落架進行無損探傷，以及其他必要的檢查，從而保障了飛機系統具有足夠的可靠性以便執行后續航班。

QAR對發動機的健康狀態監控同樣不可或缺。通常情況下ACARS（Aircraft Communication Addressing And Reporting System，基于飛機通信尋址和報告系統）實時數據作為健康狀態監控分析的數據輸入，但是限于ACARS傳輸數據的高成本，ACARS能夠提供的實時參數非常有限。而航后QAR譯碼出來的數據卻更為翔實，雖然不具備實時性，但卻能夠為EHM做深入分析提供基礎數據。面向飛機維修的子系統引入EHM模型，向機務工程師提供必要的監控信息，以便提前了解發動性能和狀況，為提前處理故障隱患提供了科學依據，從而使得安全關口前移，為飛機的可靠性和安全預度提供了保障。

系統還可以引入飛機關鍵零部件疲勞模型，每日航后從QAR中采集相關參數，對其進行分析監控。對相關的參數設定預警值，當監控到的數據達到或超過該值時就告警，在接近告警值時提醒維修工程師準備相關航材和設備，從而指導生產準備有序進行。一般通過告警值的設定可以控制安全預度的大小，從而實現既能夠在部件報廢或者故障前告警更換，又能夠充分發揮零部件的使用壽命和價值，從而兼顧了飛機維修成本和安全。

此外，環境對飛機的性能和飛行員的操作也會造成嚴重影響。系統通過對特殊環境的數據采集并以動畫的形式展現給飛行員，從而讓其從感性和理性上同時對環境的各種影響產生深刻的印象，并通過不斷的飛行和QAR數據驗證專家建議的降低環境影響的方法和策略，養成對各種環境良好的應急處理能力。