FREQUENTIS內話通信系統故障分析

楊　帆（民航東北地區空管交通管理局，沈陽110043）

FREQUENTIS內話通信系統故障分析

楊帆
（民航東北地區空管交通管理局，沈陽110043）

FREQUENTIS內話通信系統，作為民航區域管制的主要設備，具有較強的綜合語音交互能力，操作上功能性強，可根據用戶需求，靈活地進行系統配置。但是，隨著這種內話通信系統在民航的廣泛使用，故障發生也在不斷增加。

故障樹；FMECA；RPN評分準則

1　內話通信系統的基本配置和工作原理

民航內話通信系統提供空管管制員之間的通信，也提供管制員與飛行器之間的通信。可為管制員的管制移交協調工作和對空指揮提供良好的人機操作面。其組成為中心交換機、席位電子模塊（iPOS）及觸摸屏（Power Panel）、人機接口（IPIP）、技術監視與控制系統（TMCS）。

2　內話通信系統故障情況

根據《空管設備每日運行簡報》匯總的信息，對2008——2012年全國民航空管系統所屬FREQUENTIS內話系統故障進行統計，共發生24次故障。按照故障原因描繪出設備運行態勢曲線圖。以下分別是內話系統硬件原因（圖1）和軟件原因（圖2）故障曲線圖。

圖1　內話系統硬件故障趨勢擬合圖Fig.1　Hardware failure within the telephone system fitted trend chart

圖2　內話系統軟件故障趨勢擬合圖Fig.2　Trends in the telephone system software failure fitting chart

3　故障樹分析法定性定量分析

故障樹分析法（FTA）可辯識引起系統風險的元素風險。利用故障樹的演繹分析方法建立以內話系統故障作為故障樹的頂事件（P）。根據推演的方法將頂事件（P）分解成硬件故障和軟件故障兩個部分，建立以硬件故障和軟件故障為頂事件的兩個故障樹。

3.1對系統硬件和軟件各部分組件運用故障樹定性分析法分解

3.1.1主機柜故障樹定性分析

電源故障（X1），LB板故障（X2），BCB故障（X3），ERIF板故障（X4），GPIF板故障（X5），JIF板故障（X6），CIF板故障（X7），NI64板故障（X8）。

A機柜和B機柜故障樹結構函數表達式為：

T1=X1+X2+X3+X4+X5+X6+X7+X8

3.1.2操作席位故障樹定性分析

觸摸屏故障（X9），處理器模塊板件故障（X10），處理器模塊接口故障（X11），IPOS電源穩壓器故障（X12），IPOS電源接頭故障（X13），IPIP組件板件故障（X14），IPIP組件接口故障（X15），揚聲器喇叭故障（X16），揚聲器接口故障（X17）。

結構函數表達式為：

T2=X9+X10+X11+X12+X13+X14+X15+X16+X 17

3.1.3TMCS硬件故障樹定性分析

顯示器故障（X18），主板故障（X19），硬盤故障（X20）。

機房區TMCS和值班區TMCS硬件故障樹結構函數表達式為：

3.1.4線路故障樹定性分析

主機至席位PCM30總線故障（X25），主機及各席位外接電源線路故障（X26）；配線架線路故障（X27）。

結構函數表達式為：T4=X25+X26+X27。

3.1.5TMCS軟件故障樹定性分析

操作系統軟件故障（X28），各席位配置文件出錯（X29），主機柜各板件配置文件出錯（X30），驅動程序失效（X31），監控軟件自身出錯（X32）。

結構函數表達式為：

3.1.6操作席位失效故障樹定性分析

IPOS處理程序出錯（X33），席位配置出錯死機（X34）。

結構函數表達式為：T6=X33+X34。

3.1.7主機柜板卡配置失效故障樹定性分析

LB板配置失效（X35），BCB板配置失效（X36），ERIF板配置失效（X37），GPIF板配置失效（X38），JIF板配置失效（X39），CIF板配置失效（X40），NI64板配置失效（X41）。

結構函數表達式為：

3.2對系統硬件和軟件運用故障樹定量分析

統計各故障樹底事件五年內發生的持續時間之和。假設設備故障按照指數分布，計算這五年時間內發生故障的概率重要度q。

結構重要度：P=1/2n-1

所有底事件邏輯關系均為“或”。因此底事件的結構重要度：P=1/21-1=1/20=1。內話系統故障樹頂事件MTBF值：

3.3內話系統故障樹模型（FTA）結論

通過故障樹模型的建立，以及對各底事件的定性分析，經過定量分析得出上表中的概率重要度的結果。通過統計和計算，內話系統故障時間都相對較短。其中，硬件故障占比較大，主要集中在觸摸屏。

4　FMECA故障模式、影響及危害性分析

故障模式、影響及危害性分析（FMECA）是分析系統中每一產品可能產生的故障模式及其對系統造成影響，并按故障模式的嚴重程度及其發生概率予以分類的歸納分析方法。并以FMEA報告的形式提供，其中，RPN評分準則最為重要。

RPN評分準則公式：RPN=OPR×ESR×DDR。

其中，故障模式發生概率等級（O），故障模式影響嚴酷度等級（S），檢測難度等級評（D）。內話系統重要組成部件RPN。根據RPN評分準則，IPOS觸摸屏為192，是影響設備運行的主要因素。

5　系統運行風險和保障建議

通過全國2008——2012年內話系統故障數據，用FTA和FMECA對內話系統故障進行故障模型整理分析。硬件故障多為主機柜各板件。建議加強備件定期測試，保障備件的完好性。對故障板件及時送修，在送修期間，能夠保證仍有相應的完好備件來應對設備突發故障情況。

硬件故障中，觸摸屏的故障最多。目前3020X型中，觸摸屏與處理器集成一體，導致故障幾率大大增加。多發生處理器板故障，接口故障，以及觸摸屏校準失效等情況。隨著航班架次大幅上升，管制席位不斷增加，導致目前席位過多，而觸摸屏備件相對較少。建議增加備用觸摸屏與席位的比重，來保障觸摸屏故障能夠及時更換，降低運行保障風險。

在與保障單位進行溝通了解后，目前這種內話系統在運行中，還存在其他需要協調解決的問題。具體問題如下：

第一，原廠標配話筒及耳麥存在線纜松動、連接脫焊、聽筒故障、麥克故障等情況。建議采用國產話筒或耳麥來替換保障。

第二，管制使用中發現有線、無線部分聲音大小不一致，調節音量平衡效果有限。建議增加自動電平增益控制等方法來控制音量輸出均衡。

第三，內話系統中NI64板是用于同類型內話設備聯網板卡。在安裝后，測試無法調通，一直處于閑置狀態。建議內話席位的相互通信能夠更加方便、實效。

［1］許榮，車建國，楊作賓，等.故障樹分析法及其在系統可靠性分析中的應用［J］.指揮控制與仿真，2010，（02）：27-28.

［2］陶勇劍，董德存，任鵬.采用故障樹分析診斷系統故障的改進方法［J］.哈爾濱工業大學學報，2010，（01）：92-93.

Failure Analysis of FREQUENTIS telephone communication system

YANG Fan
（Civil Aviation Authority o fthe Northeast Air Traffic Control Traffic，Shenyang110043，China）

Abstract∶As the major equipment of regional regulation of civil aviation，t he FREQUENTIS internalization communication system has the strong integrated voice interaction capabilities and operating functions.It can do the system configuration flexibly according to the user's needs.But with the wide uses of FREQUENTIS，faults are increasing.

Fault tree；FMECA；RPNgrade criterion

V355

A

1674-8646（2015）02-0030-02