基于C/S模式的航空維修綜合決策系統(tǒng)研究

李小玉

（中國人民解放軍第四七二四工廠，上海 200436）

目前，我國航空維修技術(shù)信息化和數(shù)字化水平的緩慢發(fā)展很大制約了飛機(jī)綜合能力的發(fā)揮。現(xiàn)代化的裝備必須要有現(xiàn)代化的維修思想和維修設(shè)備，航空維修綜合決策系統(tǒng)具有存儲海量數(shù)據(jù)，方便攜帶和查詢；故障診斷采用集成所有專家的經(jīng)驗(yàn)知識的自動故障診斷專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)資源共享；資料和知識的動態(tài)更新，縮短了新裝備接改裝周期等一系列優(yōu)點(diǎn)。

1 c/s模式概述

C/S（Client/Server）模式，又稱為客戶端/服務(wù)器模式，是80年代隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用而發(fā)展起來的一種模式。其最大特點(diǎn)是系統(tǒng)功能的分布式，即把整套系統(tǒng)的功能分擔(dān)在客戶機(jī)和服務(wù)器上。優(yōu)點(diǎn)是可以充分發(fā)揮客戶端PC機(jī)的能力，在客戶機(jī)上先處理工作后，再提交給服務(wù)器。

2 綜合決策系統(tǒng)的總體架構(gòu)

根據(jù)航空維修的特點(diǎn)和現(xiàn)狀，該系統(tǒng)的功能主要有：（1）自動故障診斷功能；（2）在線資源查詢功能；（3）現(xiàn)場故障信息采集功能；（4）遠(yuǎn)程人工故障診斷功能。按照c/s模式架構(gòu)的特點(diǎn)，系統(tǒng)的四大功能分布在客戶端和服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)。客戶端容量小，計(jì)算能力弱，負(fù)責(zé)故障信息采集、人機(jī)交互平臺實(shí)現(xiàn)和現(xiàn)場視頻采集。服務(wù)器容量大、運(yùn)算能力強(qiáng)，可承擔(dān)自動排故的推理運(yùn)算、海量資料存儲與管理。系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示：

3 自動排故模塊原理

自動排故設(shè)計(jì)成專家系統(tǒng)形式可以獲得比較好的推理結(jié)果，能兼顧到可靠性和效率兩方面性能。專家系統(tǒng)，是一種模擬人類專家解決問題的計(jì)算機(jī)程序或系統(tǒng)。它是一個具有大量的專門知識與經(jīng)驗(yàn)的程序系統(tǒng)，它應(yīng)用人工智能技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，解決需要人類專家處理的復(fù)雜問題。其包括以下部分：知識庫、綜合數(shù)據(jù)庫、解析機(jī)、推理機(jī)、自學(xué)習(xí)機(jī)和人機(jī)交互平臺。專家系統(tǒng)最主要部分是知識庫和推理機(jī)。

3.1 知識庫設(shè)計(jì)

知識的表示有很多種方法。在這使用語義網(wǎng)絡(luò)來表示知識，包括常識知識。語義網(wǎng)絡(luò)是對對象及其屬性分類知識編碼的圖形結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，也可以由謂詞演算事實(shí)和有關(guān)討論主題的規(guī)程構(gòu)成。由謂詞演算表示的知識比較簡單，不能表達(dá)復(fù)雜知識，所以一般第三代專家系統(tǒng)很少用謂詞演算。

3.2 推理機(jī)設(shè)計(jì)

推理是從已知事實(shí)出發(fā)，通過運(yùn)用相關(guān)知識和經(jīng)驗(yàn)逐步退出結(jié)論或者證明某個假設(shè)成立或不成立的計(jì)算過程。實(shí)現(xiàn)推理，有兩個基本要素必不可少：已知事實(shí)和知識。已知事實(shí)可以成為公理或證據(jù)，用來指出推理的出發(fā)點(diǎn)，初始化推理機(jī)程序；知識是推理得以向前推進(jìn)，并逐步達(dá)到最終目標(biāo)的依據(jù)，也就是使推理機(jī)程序能趨近收斂的結(jié)果。

4 資源查詢模塊

目前我國航空維修過程中，比較急需解決的就是各種資料的查詢搜索問題。目前航空維修的各種規(guī)程、資料都是以紙質(zhì)形式保存的，其缺點(diǎn)是不易保管、攜帶和查閱，其向電子資源發(fā)展是必然趨勢。利用服務(wù)器端的海量存儲能力，可以很容易的搭建這樣一個資源查詢平臺。資源查詢必須具有很高效率、比較準(zhǔn)確的搜索，同時(shí)應(yīng)該具有一定容錯性和數(shù)據(jù)冗余度。

5 遠(yuǎn)程人工排故模塊

這部分的關(guān)鍵技術(shù)是實(shí)現(xiàn)一個視頻通話功能。服務(wù)器端只需設(shè)計(jì)為一套視頻信號接收還原軟件，把由客戶端采集傳輸過來的現(xiàn)場視頻信號顯示出來，專家根據(jù)現(xiàn)場采集過來的視頻進(jìn)行遠(yuǎn)程指導(dǎo)幫助一線的機(jī)務(wù)人員排除故障。為保證視頻傳輸暢通，必須保證有足夠帶寬的通信路徑。

6 系統(tǒng)客戶端架構(gòu)研究

圖1

根據(jù)航空維修作業(yè)現(xiàn)場特點(diǎn)，系統(tǒng)的客戶端必須能夠方便攜帶，易于操作，且功能齊全。系統(tǒng)客戶端可以采用現(xiàn)成的手持式移動計(jì)算機(jī)。客戶端需要實(shí)現(xiàn)以下主要功能：人機(jī)交互平臺、無線通信、視頻采集。為了實(shí)現(xiàn)客戶端的各種功能，手持式移動計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)應(yīng)該為開源操作系統(tǒng)。以便于對系統(tǒng)進(jìn)行剪裁，二次開發(fā)，系統(tǒng)安全性也能得到保證。當(dāng)前比較成熟的操作系統(tǒng)有Linux。該操作系統(tǒng)的多任務(wù)，分時(shí)搶占式特點(diǎn)，以及支持TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的特點(diǎn)可以很好滿足本系統(tǒng)的需求。

7 綜合決策系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

綜合決策系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)必須要對局域網(wǎng)、無線通信等硬件設(shè)施進(jìn)行整合。基于c/s模式的航空維修綜合決策系統(tǒng)關(guān)鍵是客戶機(jī)和服務(wù)器之間的通信交互，由于機(jī)場和飛機(jī)分散性，客戶機(jī)和服務(wù)器之間的通信聯(lián)絡(luò)只能采用無線通信方式。客戶端的實(shí)現(xiàn)相對簡單，然而要裝備高性能服務(wù)器而滿足所需的計(jì)算能力和海量存儲空間，在此提出“云計(jì)算”的設(shè)想。云計(jì)算是當(dāng)前IT業(yè)又一偉大的創(chuàng)舉，它是利用分散在各處的服務(wù)器，組成一個邏輯上的超級服務(wù)器，從而實(shí)現(xiàn)巨大的計(jì)算能力和海量的存儲能力。

[1]姚錫凡，李旻.人工智能技術(shù)應(yīng)用[M].北京：中國電力出版社，2008.

[2]曹文遠(yuǎn)，周托.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在航空維修專家系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技資訊，2006.