民航電子系統的光纖數據總線故障實時檢測

于德翔 辛海鵬

摘 要：目前，我國的市場經濟在迅猛發展，社會在不斷進步，針對當前民用航空電子系統光纖數據總線故障檢測方法存在的檢測準確度較低，檢測的及時性較差問題，提出數據挖掘的民用航空電子系統光纖數據總線故障檢測方法。首先提取光纖數據總線狀態特征，并利用數據挖掘技術實現民用航空電子系統光纖數據總線狀態分析，然后通過卡爾曼濾波的方法實現信號基本正序分量的無偏估計，通過構建民用航空電子系統光纖數據總線狀態的基本譜殘差，構建故障檢測的解決函數，完成故障檢測。實驗結果表明，本文方法檢測的精確度較高，檢測的及時性較好。

關鍵詞：民用航空電子系統;光纖數據;總線故障;實時檢測

1 光纖通道在航空電子環境的具體應用分析

首先，針對FC-AE的具體分析。FC-AE主要的功能是進行航空電子環境中的監測指揮和數據處理等等的方面，應用的范圍還是比較廣的。并且FC-AE的主體協議都是支持一個以上的高層協議和拓撲的結構框架，可以支撐不同的航空系統需求的網絡方面的能力。其中的MIL-STD-1535作為航空電子系統的網絡數據主線路，不僅能夠進行有效地實施控制，其更新的時間也是非常簡短的，并且在應用能力方面也非常厲害。唯一不足的地方就是其數據傳輸的速度與航空電子系統的需求不協調，不能有效的滿足航空電子系統對數據傳輸和網絡的運行速度的要求。其次，針對FC-AE-1553的協議的分析。FC-AE-1553是FC-AE其中的一部分，在FC-AE-1553的協議中定義多種傳輸的方式，將MIL-STD-1553的數據的傳輸方式進行替換和覆蓋，從而實現有效的數據傳輸。但是要具體實現這樣的數據傳輸方式的替換就需要在二者之間建立傳輸的橋梁，實現數據傳輸的高質量的運行。具體來講就是當航空電子系統的環境中還有MIL-STD-1553的線路和設備的時候，就可以將MIL-STD-1553的線路作為二者之間的橋梁，將設備有效的連接到FC的網絡中，實現數據的傳輸。通過這樣的方式不僅可以對本身的軟硬件設備進行保留，還可以實現相關的電子系統的平滑升級。還可以全面地實現傳輸方式的覆蓋和更新，實現數據傳輸的質量和速度的提升。

2 民航電子系統的光纖數據總線故障實時檢測

2.1緩沖到緩沖流控及數據的分段重組功能測試

緩沖到緩沖流量控制是光纖通道協議中規定的其中一種流量控制機制。流量控制是為了發送方和接收方之間速率匹配的一種技術。流量控制保證接收方緩沖區不會溢出。FC數據幀有效載荷的最大長度為2112字節，高層通信協議在基于FC通信網絡發送數據時數據塊的大小可能已經超過該最大長度，當該數據塊發送到FC-2層時，必須將其分割為多個長度小于等于2112字節的數據塊，并將其填充到FC數據幀的凈荷中來進行發送。在接收端接收到數據時需要進行一個相反的過程，即將各數據幀中的有效數據重組為一個完整的數據塊。

2.2民用航空電子系統光纖數據總線故障實時檢測

2.3針對功能分區和功能區集成的具體分析

隨著經濟和時代的發展，航空的電子系統應用功能更加的多樣化，從而將相關的功能資源進行有效的區域功能劃分，讓各功能區域之間利用光纖通道進行網絡的連接，有效地實現光纖通道在航空電子系統的高品質發展。其中航空電子系統的主要的功能分區是包括傳感器的管理區以及信號數據的處理區等等四方面的分區。而在具體的每一個分區中都會使用相對標準的結構單元來實現分區的標準化和模塊化。通過這樣將每一個功能的分區規范化發展，讓功能區能夠有效的集成，實現航空電子系統的發展。

結語

本文主要在對光纖通道基本網絡拓撲結構深入研究的基礎上提出了一種拓展交換式拓撲結構——串型光纖通道網絡結構，并對其建立模型進行通信過程分析研究，在此基礎上通過建立串型服務臺排隊網絡分析了串型光纖通道網絡結構的時延特性。通過對OPNET網絡仿真結果分析以及仿真值與理論值對比表明，在該結構下，光纖通道網絡的端到端延遲隨串聯交換機數量的增多而非線性增加，其開始出現的端到端延遲“抖動”范圍也不斷增大，但時延總體符合光纖通道網絡微秒級高實時性要求，該結構符合理論要求，在一定規模下適合在航空電子環境下應用。但引入交換機的同時也大大增加了成本，如何進一步提高該結構的性價比，這是下一步需要解決的問題。

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（深圳航空有限責任公司沈陽分公司維修部，遼寧 沈陽 110000）