民用飛機無線快速存取記錄器應用研究

李嘯宇

【摘 要】從民用飛機無線快速存取記錄器應用出發，介紹了民用飛機無線快速存取記錄器的功能應用和功能要求，對民用飛機無線快速存取記錄器的典型功能應用作了詳細介紹，表明了民用飛機無線快速存取記錄器應用多元化的發展趨勢。

【關鍵詞】民用飛機；無線快速存取記錄器

中圖分類號： V323 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）16-0042-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.16.018

【Abstract】From the viewpoint of application of Wireless Quick Access Recorder （WQAR） on civil aircraft， an introduction is given to applications and requirements of function. A detail description is made on the typical functions of WQAR for civil aircrafts and it indicates that the development trend of WQAR on future civil aircraft is diversified.

【Key words】Civil Aircraft； Wireless Quick Access Recorder

0 引言

隨著民用航空技術的發展，航空機載設備的綜合集成化程度越來越高。與此同時，航空公司運營中對故障定位和趨勢分析的快速性和及時性要求也越來越高。現代民用飛機基本均安裝了無線快速存取記錄器（WQAR），用于幫助航空公司監控飛機的飛行品質和維修品質[1]。

作為客戶化的機載數據記錄設備，無線快速存取記錄器主要用于記錄飛機航段與地面參數數據。早期飛機上主要加裝了人工取卡方式的傳統快速存取記錄器。隨著技術的發展及為了滿足飛機數據獲得及時性的需求，目前新交付的飛機均加裝了無線快速存取記錄器設備，現有機隊已交付的飛機大部分也通過改裝更換為無線快速存取記錄器。作為當前民用航空飛機上主流的飛行數據記錄設備，其發展經歷了從2G的無線快速存取記錄器到最新的3G的無線快速存取記錄器的演變。

無線快速存取記錄器主要記錄從飛機實時監控系統采集、處理和存儲的飛機各系統的大量數據信息。記錄的飛機系統參數信息能夠幫助航空公司運控人員監控飛行機組的飛行操作，幫助飛行和地勤人員定位故障原因，為系統故障的準確定位和飛機狀態趨勢分析提供了客觀可信的技術依據。

1 無線快速存取記錄器概述與基本架構

無線快速存取記錄器存儲記錄機上實時監控系統傳輸來的飛機系統參數，航后可通過無線方式利用地面手機網絡自動下傳飛行數據，同時也可以通過地面取卡的方式獲取數據，用于地面分析和處理。無線快速存取記錄器可通過內置程序自動判斷是否開啟無線數據傳輸功能，以確保無線數據傳輸在飛機適于無線數據傳輸狀態后進行，并且在飛機不適于無線數據傳輸狀態下關閉無線傳輸功能。

無線快速存取記錄器的飛行數據記錄于非易失存儲介質并可在飛機處于地面后自動無線傳輸所記錄的飛行數據。非易失存儲介質是一種固態存儲器，可以使用PCMCIA或者CF卡等媒體介質。

除了飛行數據記錄和航后自動下傳功能外，無線快速存取記錄器還能按照程序設定進行上傳和下載其他類型數據。同時無線快速存取記錄器提供了通過以太網口來發送和接收文件的能力，并且提供了接口擴展能力使機上設備和地面基站能夠進行雙向傳輸數據，如進行機載娛樂系統之類的軟件和數據庫加載等。

2 無線快速存取記錄器基本功能應用

典型的無線快速存取記錄器提供如下功能。

2.1 飛行數據與報文記錄功能

無線快速存取記錄器同時接收來自數據采集組件的ARINC573/717[2]數據，既包括常規的飛行數據，也包括各種實時監控報文。因此，無線快速存取記錄器不僅備份記錄了飛行數據記錄器（FDR）中常規的飛行數據，還記錄了用于飛機健康管理的機載監控信息與下傳的事件報文信息。

無線快速存取記錄器內部一般裝有裝有一塊容量至少為8Gb的非易失固態大容量存儲設備，如PCMCIA或者CF卡等。

無線快速存取記錄器應支持以下種類的數據幀類型的記錄參數輸入：

（a）每秒64、128、256、384、512或者1024字的哈佛Bi-Phase數據。數據速率的選擇可通過離散輸入信號配置速度選擇管腳或者通過構型軟件配置實現。

（b）每秒64、128、256、384、512或者1024字的Bi-Polar數據。數據速率的選擇應通過離散輸入信號配置速度選擇管腳或者通過構型軟件配置實現。根據配置軟件的具體設置，無線快速存取記錄器也可以自動識別該類型輸入數據。

（c）每秒128字的Plessey DMEP NRZ數據。該數據只能通過配置軟件進行選擇。

2.2 無線傳輸及傳輸控制功能

飛機在過站或者航后，機上無線快速存取記錄器即可通過電信運行商的3G網絡進行無線下傳，將所記錄的原始數據輸出至地面譯碼和分析應用系統，避免了傳統人工上機下載方式所帶來的不便。

無線快速存取記錄器的無線通信模塊一般設計為可靈活更換，主要為了以后方便使用4G或后續其他類型的無線通訊模塊進行替換。

通常無線快速存取記錄器配有離散信號接口，用于接入飛機空地信號、艙門信號或者發動機信號，來控制無線傳輸模塊的供電，使無線快速存取記錄器在飛機落地后在適當的狀態時向地面基站傳輸數據，在飛機準備起飛時關閉無線傳輸功能，防止無線傳輸對機上通信產生干擾和影響。

2.3 客戶化配置功能

通過配置工具可對無線快速存取記錄器進行客戶化配置。客戶化配置的主要功能是設置無線快速存取記錄器對應的地面基站服務器IP地址，所裝SIM電話卡的類型以及無線快速存取記錄器的一些根據航空公司要求所需的硬件設置。

3 無線快速存取記錄器擴展功能應用

根據不同飛機的航電架構，無線快速存取記錄器還可以提供數據鏈報文地面傳輸、機載軟件無線傳輸與組建機組局域網等功能。

3.1 數據鏈報文地面傳輸

實際在現有飛機上可以通過改裝線路，將無線快速存取記錄器連接至通信管理組件（CMU）的高頻通信端口，無線快速存取記錄器可以為機上CMU提供無線傳輸通道，將數據鏈報文通過地面手機網絡發給地面服務器。

這將有效的減輕報文通信運營商的甚高頻數據鏈通信負載，提高報文傳輸的實時性和完整性，降低報文的傳輸成本。

3.2 機載軟件無線傳輸

通過機上線路改裝，無線快速存取記錄器可利用地面手機網絡無線接收基于ARINC615或者ARINC615A[3]數據加載器的加載數據，來實現機上航電系統軟件和數據庫的無線加載。

平時使用傳統軟件加載方式加載飛管軟件或者導航數據庫一般需要半個小時至一個小時。而利用無線快速存取記錄器進行軟件傳輸拷貝，一般傳輸時間僅需要10分鐘。這將大幅提高飛機維護效率。并且通過地面服務器的自動分發和管理，可以有效降低人為的加載錯誤和提高機隊軟件管理水平。

3.3 組建機組局域網

傳統的電子飛行包沒有接入地面網絡，無法下載放行資料和更新相關航圖和手冊。通過無線快速存取記錄器組建機組局域網，為電子飛行包提供安全的熱點接入，可以增加許多電子飛行包的擴展應用。

無線快速存取記錄器一般擁有ARINC 429[4]接口，可以接入機上關鍵系統數據。當電子飛行包接入無線快速存取記錄器所創建的網絡熱點中時，按照其預先開發安裝的APP應用功能，可提供給機組當前的飛機狀態、場面信息、飛行計劃、天氣和重要通告等。同時電子飛行包也可以自動檢查飛行計劃與機載導航數據庫、輔助填寫電子任務書、輔助填寫性能計算參數等。這使得機組可以獲得更好的應急響應手段和用戶體驗。

4 結束語

隨著航空電子技術的發展，民用飛機無線快速存取記錄器的功能應用更加豐富，完全滿足了航空公司對飛行品質監控以及維修品質監控的需求，對飛機的持續適航和安全運營具有重要意義。

【參考文獻】

[1]趙云帆，李斌.利用WQAR建立中國民航飛行品質監控系統[J].中國民用航空，2012，10.

[2]ARINC characteristic717-12，Flight data acquisition and recording system[S].Airlines Electronic Engineering Committee， June 16，2006.

[3]ARINC615A，SOFTWARE DATA LOADER USING ETHERNET INTERFACE[S].Airlines Electronic Engineering Committee， June 30， 2007.

[4]ARINC 429 DIGITAL INFORMATION TRANSFER SYSTEM （DITS）[S].Electronic Engineering Committee， June 25， 2009.