基于規則的飛參快速處理判據編制方法研究

鞏美娟 王希

摘要：飛參數據處理系統大多缺乏快速處理能力，分析智能化程度較低，導致機務維修保障過程中需要投入大量人力進行數據分析和判讀，效率較低。本文在依據現有推理機模塊的基礎上，探究基于規則的飛參快速處理判據的編制方法，輔助數據分析人員快速處理數據，有效減輕飛參數據判讀人員工作量，提升工作效率，提高飛參處理系統發現故障的能力。

關鍵詞：飛參數據；快速處理；判據編制

Keywords：flight data；rapid processing；criterion compilation

飛參系統主要記錄了大量飛機飛行狀態信息、操縱系統工作狀態信息、發動機工作狀態信息以及飛機其他子系統及設備相關信息，為機務人員維修保障時提供可靠的客觀數據支持[1]。但是，目前大多型號飛參數據處理系統存在快速處理功能不完善問題，造成數據判讀時間大量浪費，究其根本原因是快速處理的核心模塊——判據規則庫的缺失，由此帶來數據判讀、統計工作等必須由人工完成，費時費力且易發生錯漏，效率低下。在此背景下，編制快速處理模塊的判據顯得尤為重要。

1 飛參快速處理系統組成

飛參快速處理系統自動判讀模塊的核心是推理機和知識庫。推理機是解析執行判據的處理程序，該程序通常嵌入在飛參解析軟件中；知識庫用來儲存快速處理所需的各種知識，是系統的核心組成部分。知識的表示方法有很多，如邏輯表示法、框架表示法、語義網絡法以及在快速處理系統中廣泛應用的產生式系統，即本文中應用到的又名基于規則的表示法。此種知識是根據各類技術資料及實際工作提煉而出的規則，是判定是否出現故障的標準。通常是將維護人員在判讀分析時使用的知識和推理規則以特定的形式保存在計算機中，來構造判據庫和推理機構。在現有推理機模塊的基礎上，判據是否準確、合理、完善，對發現故障及機務維護有重大意義。

2 某型機推理機模塊

當前，快速處理的快速判讀推理機模塊分為兩大類。一類采用調用配置文件，即將判據及用戶自定義參數放置于文本文件中作為配置，每一條判據按照固定格式編寫，如表1展示了對滑油壓力設定的限定條件，其編制完成后由推理機直接調用[2]。此種方法可以實現判據的集中管理，但是判據在編制過程中的直觀性不強。

另一類采用調用動態庫獲取飛參數據的方法，本文的研究正是基于此種類型的編制。推理機模塊如圖1所示，根據特定型號按照動態庫名稱和接口設定模塊，前期已由數據譯碼廠家編寫好底層數據讀取動態庫，在選擇了相應的數據后，點擊生成參數表，可以調用數據讀取動態庫中的參數表生成接口，生成參數表。這種調用屏蔽了不同型號間的工程值文件差異，模塊采用區域極值和設置判讀間隔等方式兼容了點采和包采，方便判據編寫時直接進行參數調用，也提高了判讀的準確性，減少了誤判和漏判。

3 判據編制方法

基于規則的飛參判據編制是對要判定的事件——主要針對飛機、發動機及機載設備的狀態、故障以及飛行員的危害操縱等建立其特征對應的數據模型，確定判斷所需閾值的過程。制定中所依據的信息是設備的使用維護說明書、飛行員駕駛手冊等技術資料以及裝備的使用維護經驗和地勤人員、飛行員的反饋信息。飛參判據的制定過程主要分為參數分類、事件模型建立、閾值分析3個步驟[3]。飛參判據的制定框圖如圖2所示。

飛參判據維護模塊可通過推理機呈現的簡單的人機接口實現對知識庫和關鍵參數的添加、修改。判據庫主要采用產生式的知識表達方式。判據分為兩大類：一類是涉及對中間參數的定義及計算方法的過程表達式，此類判據一般不進行輸出，可將其稱為狀態類通用事件判據；另一類是事件性判據，要求使用知識進行推理計算并輸出結果，此類判據包含了參數統計輸出類、簡單規則輸出類及復雜調整規律輸出類。

3.1 狀態類通用事件

某些事件的判定前提是在特定的狀態下成立的，因此需要對特定狀態做統一的判定限制，此類事件大多設置為臨時變量且不用進行輸出，如下列幾種。

1）起飛滑跑標志

起飛滑跑標志可以用“前起落架放下（開關量）”“空速”“發動機N2轉速”“X軸加速度”四個參數判定?！癒G12&N2_ L≥ 90&N2_R≥90&Ax≥ 2.0”且持續時間大于等于2秒鐘，可以判定飛機是在起飛滑跑階段。在統計“飛行時間”“發動機各狀態工作時間”等事件時，可直接引用“起飛滑跑標志”。

2）起飛后標志

起飛后標志用于判定飛行過程中的事件。起飛后的標志可以從“空速”“起落架壓縮（開關量）”兩個參數判定?！癡c>250&！KG48”且持續時間限定為10秒鐘，滿足這些條件即表明飛機在起飛后狀態。在統計飛機空中的事件狀態如“飛行中最大/小迎角”“飛行中最大/小速度”“飛行中最大/小過載”等時，可以直接引用“起飛后標志”。

3.2 結果輸出類

3.2.1 參數統計類

此類判據主要針對需要統計數據的需求而設置，如發動機的起動時間、起動溫度以及發動機停車時的慣性運轉時間、放起落架時間等，可利用飛參數據進行發動機各狀態下的壽命控制，精準可靠，省時省力；還有一部分有限制要求的極值參數統計，如飛機的最大飛行高度、最大馬赫數、最大過載等，可快速判斷飛行過程中是否超出使用包線。

關于時間的統計主要采用計數函數，如統計發動機啟動時間，可先定義一個臨時變量Tqdsj為發動機啟動時間，當啟動開關按下時，啟動開關參數E1為1，即表示啟動開始計時，N2轉速大于68時啟動結束，可將此條規則編輯為：成立條件E1&N2≤68，持續時間為1秒鐘，相應操作為Tqdsj=TTqdsj+1；最終輸出Tqdsj即可。

極值統計類的判據在編寫時需先定義臨時變量，如統計飛行最大高度，定義臨時變量MaxHbc，在臨時變量編輯區使用Max函數，對高度進行統計。可將此條極值的規則編輯為：Hbc>=MaxHp，持續時間為1秒鐘，相應操作為MaxHp=Hbc，最終輸出MaxHp即可。

3.2.2 簡單規則輸出類

簡單規則類的判據主要包括各系統記錄故障類的開關量、飛機參數超限限制等，此類參數可進行自動化的故障邏輯判斷。分為以下幾種。

1）開關量告警參數的判斷

如直升機傳動系統的主減滑油壓力低、主/中/尾減金屬屑、主/中/尾減滑油溫度高等，此種規則編輯為：成立條件KG**=1，持續時間為1秒鐘，輸出相應開關量表示的告警信息即可。

2）參數超限類的判斷

如某型機允許迎角的閾值非常量，其閾值與馬赫數存在線性對應關系，具體為：當M<1.5時，迎角允許值ATotp=-3.5；當1.5≤M≤1.8時，迎角允許值ATotp=（M-1.5）×7-3.5；當M>1.8時，迎角允許值ATotp=-1.4。此種判據可先定義臨時變量ATotp，再將真實迎角αt與ATotp做比較，即可判定飛機在飛行過程中的迎角是否超過允許值。

3.2.3 復雜調整規律輸出類

指試驗機給定的、明確的、應遵循的控制規律，主要為診斷試驗機狀態異常提供依據。通常中間變量的引用參數為兩個或以上，如某型發動機穩定狀態下N1的判定條件，根據發動機的調整規律，先設定穩定狀態下N1轉速的上下邊界，上下邊界是發動機“進氣道內氣流溫度”（QLWD）及N1rb的線性函數（其中N1rb是發動機占空比為50%、T1=+15℃時，綜調N1通道的調整值，該型發動機每臺出廠或調整后均會在履歷本上記錄，為常量）（函數關系見表2）。

此類判據在編制時，需先根據QLWD、N1rb計算上下邊界的臨時變量N1_H、N1_L，再將穩定狀態下的N1值與上下邊界值做比較，即可判定發動機在穩定狀態下N1的變化規律是否正常。

4 結束語

根據上述方法，針對各型飛機的特點獲得的飛參判據集中了經驗和技術資料的知識點，可以大大提高地勤人員的維護效率。本文通過分析以上判據知識的類型，結合現有推理機的形式，提出了飛參判據庫的編制方法，為飛參數據快速處理系統的應用打下了基礎。隨著飛參系統的發展，飛參判據將得到廣泛的應用，也將在輔助地勤維護中發揮巨大作用。

參考文獻

[1]胡朝江，陳列.飛機飛參系統及應用[M].北京：國防工業出版社，2012.

[2]劉恩啟，劉更起，高延崗，軒富強，唐玉棋.研究開發飛參判據，提高快速處理效率[C].2019航空裝備服務保障與維修技術論壇暨中國航空工業技術裝備工程協會年會論文集，2019.

[3] 唐崇凱，曲建嶺，高峰.飛參判據及其應用[J].計算機工程，2011（10）：281-283.