飛機狀態(tài)監(jiān)控系統的應用與發(fā)展

郭勇冠 鄭金娟

摘要：飛行安全是航空業(yè)的“永恒主題”，飛行數據記錄是航空安全運營的有力保障，本文介紹了飛行狀態(tài)監(jiān)控系統的組成與工作原理，同時討論了基于空地數據鏈的實時監(jiān)控系統的應用與發(fā)展方向。

關鍵詞：飛行數據;狀態(tài)監(jiān)控;飛機通信尋址與報告系統

引言

利用技術和管理手段持續(xù)保障飛行安全是航工業(yè)的基本共識。航空安全涉及到飛機、發(fā)動機、維護保障以及運行的各個環(huán)節(jié)，是一個極其復雜的系統工程。以飛行數據記錄器為基礎的飛行狀態(tài)監(jiān)控系統在安全保障方面發(fā)揮著越來越重要作用。同時，隨著電子技術和通訊技術的發(fā)展，以空地數據鏈基礎的實時監(jiān)控系統必然成為發(fā)展的主要方向。

1.飛行數據記錄器

自從飛行數據記錄[1]器FDR（Flight?Data?Recorder）“俗稱黑匣子”誕生以來，其提供的詳實準確的飛行數據為事故調查、機務維護保障、安全運營監(jiān)控提供了重要依據，成為航空安全運營的重要管理手段。

飛行記錄器通過傳感器或抽引飛機總線數據記錄了大量的飛參數據、發(fā)動機工作數據、告警信息等模擬信號、數字信號，提供給各類技術人員使用。通過這些數據，航空公司可以了解到航空器運營狀態(tài)，飛行員技術狀態(tài)，可以為飛機維護提供依據，排除隱患，可以為飛行培訓與質量管理提供參考，提高質量。飛行數據記錄器已經成為保證整個航空運輸業(yè)安全運行的重要部分。

傳統飛行數據記錄方式的局限性：實踐表明，飛行數據記錄器存儲了大量重要而詳實的飛機各系統工作參數，用于飛機、發(fā)動機健康狀態(tài)管理，但大多工作都是航后進行，故障診斷具有滯后性，造成了一定程度的資源浪費，航空安全管理越來越重視并提倡“關口前移”的管理理念，因此綜合化的記載電子系統--飛機狀態(tài)監(jiān)控系統ACMS（Aireraft?Condition?Monitoring?System）應運而生，用于現代飛機的日常維護與監(jiān)控。

2.ACMS的系統概述

ACMS系統是飛機上安裝的先進機載數據采集和處理系統[2]，它能以實時方式收集數據，對發(fā)動機狀態(tài)和飛行性能進行監(jiān)控以及進行特殊的工程調查。由ACMS所收集到的各種原始數據既可以經機載的飛機通訊尋址與報告系統（ACARS）通過地空數據鏈發(fā)送到地面接收站，最后傳送到航空公司的終端;也可通過快速存取記錄器（QAR）將數據記錄保存下來，在飛機過站或航后供航務和機務人員使用。

ACMS系統的突出優(yōu)點是智能化、自動化程度高，極大的提升了航空公司的運行效率，同時主動監(jiān)控飛機、發(fā)動機健康、運行情況，更及時、準確的識別安全隱患，做到了航空運營的“安全關口”前移。下面介紹下兩個子系統：快速存取記錄器（QAR）和飛機通訊尋址和報告系統（ACARS）。

2.1快速存取記錄器（QAR）

現在國內外的航空公司基本都配載了QAR[3]，QAR已經成為航空公司提升安全運行管理水平的重要工具，QAR的數據類型與DFDR一致，同時它還具備如下優(yōu)點：存儲量大、體積小、采用光盤介質、數據讀取方便且記錄時間長。

2.2飛機通信尋址與報告系統（ACARS）

ACARS（Aircraft?Communieations?Addressingand?Reporting?System）是一個空地通信數據鏈系統[4]。該系統將機載電子設備采集的信息數據經衛(wèi)星通訊或甚高頻通訊傳輸到遠端地面站。它能夠實現飛機與地面站之間、地面站之間發(fā)送包括語音、數字信息的各類航空服務報文。ACARS系統主要由機載設備系統、地空數據通信網絡和地面應用系統和構成。ACARS系統的突出特點是：一、飛機通過地空數據鏈與地面自動進行信息交換，同時實現了對飛行狀態(tài)的實時監(jiān)控。二、能夠傳輸各類模擬、數字信號、且抗干擾能力強、傳輸速度快，準確率高，自動化程度高。

3.現狀與展望

世界上航空發(fā)達國家己經普遍使用ACARS系統，我國的ACARS的應用與發(fā)展要依托數據鏈網絡的建設情況，截止2009年，我國已建立87個ACARS遠端地面站，與美國ARINC、泰國AEROTHAI共同成立GLOBALINK/ASIA服務體系[5]，為國內外航空單位共同提供一體化的國際地空數據通信服務。ACMS飛機狀態(tài)監(jiān)控系統整合了QAR和ACARS各自系統的優(yōu)勢，QAR記錄的飛參數據連續(xù)，信息完整，而ACARS系統時效性強，能夠及早發(fā)現安全隱患。目前，我國正在發(fā)展新一代的航空專用網絡ATN（Aeronautical?Telecommunication?Network航空電信網），可靠性更高，覆蓋面積更大，ACMS的應用前景將更加廣闊，必將為我國的航空運輸業(yè)的發(fā)展提供進一步的安全保障。

參考文獻：

[1]魏剛.黑匣子揭秘.航空知識.2000（8）.

[2]黃保.立波音737飛機ACMS系統的應用航空工程與維修1999（6）.

[3]唐世明.飛機狀態(tài)監(jiān)測系統的研究與改進[D].電子技術大學，2011，9.

[4]王旭輝.飛機飛行安全實時監(jiān)測關鍵技術研究[D].南京航空航天大學.2008.6.

[5]董亞偉.王杰.地空數據鏈在民航的應用與發(fā)展.大眾科技.2012.