機載任務系統的故障管理應用設計分析

王雪婷 王繼祥

沈陽飛機工業（集團）有限公司 遼寧 沈陽 110000

引言

通過對基礎故障自動檢測、故障位置診斷、處理故障系統綜合管理，使用當前高新技術軟件以及故障排查設備，對于機載任務系統當中故障給予精確定位以及處理，并設計出一種新型機載任務系統排查故障管理方法，以實際應用描述故障的方法，優化系統排除故障，進一步提高飛機安全可靠性能。

1 機載任務系統的概念

當前機載任務系統可以分為：通信識別系統、光電瞄準系統、武器火控系統、綜合管理系統、數據管理分析系統等這些系統構成。根據IMA架構的核心任務處理，是把管理分系統的核心設備和基礎信息進行綜合管理的平臺，ISP包括有兩個通信數據的模塊，兩個網絡儲存單元，兩個圖像接口對接單元。每個單元與單元之間使用雙余度光纖網絡進行連接單元，每個單元本身具有故障排查、火控預算以及引導、融合數據以及威脅評估、任務重新規劃、視頻以及圖像處理、數據信息管理、系統控制管理等功能。系統的核心處理任務是依據自身的一些狀態，把系統分為應急工作狀態、待機工作狀態、正常工作狀態。

2 機載任務系統故障管理的應用設計

機載系統軟件管理和故障管理軟件都屬于分區當中ICP的應用，一同完成ICP和整個機載任務系統當中的故障管理功能。機載系統當中的軟件可以實現ICP的故障過濾、故障定位及故障檢測處理過程，最終可以進一步生成ICP的故障反饋信息，系統管理軟件把ICP的故障信息上傳給故障管理的相關軟件，然后故障管理軟件不光可以依據這些ICP的故障信息處理邏輯完成ICP平臺的維護故障清單，并且還能記錄飛行員故障清單的進一步生成。同時還可以進一步負責綜合記載任務系統當中的分系統PFL和MFL，進一步完成系統的故障數據保存以及上傳。

2.1 管理系統的軟件

管理系統軟件主要是用來管理以及控制ICP的穩定運行。機載系統的管理軟件功能通常包括健康管理、配置管理、故障管理以及應用程序管理等功能，系統管理軟件應該依據系統配置的綜合數據來進一步完成ICP的控制管理功能。本文主要進行機載功能故障管理的相關功能，闡述了故障處理的相關科學方法。

系統管理軟件當中的核心任務是處理機制，根據系統級管理中的文件級別進行劃分和管理。系統管理軟件分為系統級別管理和資源方面管理。

2.2 故障檢測功能

故障檢測功能分為應用故障檢測、節點故障檢測和硬件故障檢測。應用故障檢測通過系統軟件進一步完成檢測工作，把系統中的故障數據上報到管理系統，并對接收到的故障數據進行處理。節點故障檢測就是把系統中各個節點的故障信息進行收集，并上報到操作系統進行處理。

2.3 系統故障的診斷以及定位

系統管理軟件當中，應該首先對順勢故障進行有效的過濾，然后再次確認間隙故障以及永久故障，將這些故障進行有效的區分以及識別，把過濾出來的故障，然后進行診斷，并且進行定位處理。系統級系統管理在故障產生的時候，應該盡快收集故障的相關信息，包括模塊的標識故障類型以及配置項目的標識，并把這些信息上報給資源級系統管理，資源級系統管理會進一步的分析故障方面的信息，把故障進行準確定位。

2.4 處理故障

根據以上的配置，控制一定的容錯進行重構策略，然后對故障進行有效的處理方法，通常包括系統降級以及系統重構的方法。不同級別的故障可以分為不同方式的處理方法。故障通常采用從底層開始組成向上的處理模式，如果底層的故障不能進行有效處理，然后一直向上以及進行報告，通過這種快速的信息傳遞方式，如果下一層的故障不能及時向上一級進行報告，那么這個信息就會直接上報到系統的最高處理的地方，最高處理者應該在一定時間之內進行所有故障排查，對于系統進行重構或者降級處理[1]。通常來說故障處理的級別包括分區級、進程級、系統集系統管理、資源集系統管理。所以故障處理的方法通常包括：對本一級故障進行處理、向上一級進行健康報告故障處理、請求重構處理。整個進程的故障系統頭油操作系統提供進程健康及監測功能來進行執行的，并且把不同的健康監測功能分為不同區域進行分塊處理。一旦系統當中提示進程及有故障的時候，就會進一步激活進程及健康系統來進行監管任務，并且按照分區來執行應用相關的錯誤系統糾正。分區系統故障管理、系統故障管理、程序機系統故障管理統統采用表面驅動的方式來進行處理[2]。有關的配置包都包含在有關系統配置數據當中，可以根據不同級別配置不同的處理動作以及不同的故障處理。可以分為如下幾步。①依據進程及故障包括非法請求與應用錯誤、溢出等錯誤信息，進行動作處理的操作有停止故障進程、向分區進行報告、重新啟動故障的進程操作，等等這些處理處理動作。②不同級別的故障處理包括分區出發錯誤處理、分區配置錯誤處理、進行處理的動作有熱啟動與冷啟動故障分區、進行停止故障，然后進行分區、重新啟動另外一個分區、像系統及系統管理進行報告等。③系統及系統管理故障包括單元當中的初始化管理，單元當中初始化配置錯誤管理、單元當中電源的故障管理，節點管理當中的錯誤，然后處理動作當中重構、忽略、向系統及系統管理進行報告等。④系統及系統管理故障操作包括對網絡故障上的恢復、對初始化當中配置錯誤恢復、對單元當中故障進行恢復、對電源當中的故障進行恢復，進一步處理動作當中包括降級、系統重構問題等[3]。

3 故障管理軟、硬件的設計

接待任務系統當中的故障是以故障軟件處理中心作為主要手段，主要實現的是飛機當中的電腦ICP自身故障以及任務綜合系統故障，將所有錯誤進行整合，然后完成數據的下載以及儲存工作。故障的管理軟件作為上層應用使用軟件，通常儲存在網絡儲存的單元當中，FML主要提供的是地面上的人員維護使用功能，這樣可以方便飛機在起飛之后進行自我故障排查工作，進一步優化系統的綜合設計管理工作。任務管理系統當中載測控的設備、飛機控制整體系統、電氣化系統、偵查整體系統、飛機機載紅外掃描系統、飛機地磁場記錄掃描系統、飛機機載拍照系統上的數據通信通常是以接口形式為rs 422a，所有以上的數據通信接口全都是使用工作方式1，也就是從一作為起始位，八位數據低位在先，一個停止位（1）；機載發送數據通常是以連續的方式進行，飛機在接收數據的時候，通常接收兩個連續之間的數據間隔，而中間不超過10ms、76ms，則整個幀率數據就作廢處理。這樣可以有效避免接收數據時候出現死機等待的狀態。PFL清單當中的故障級別通常都是比較高的，比如數據加載功能錯誤、融合類功能錯誤、武器不可以使用等故障，以上這些故障通常都會立即上報給地面的指揮站，然后根據操作人員其余的指示，然后再做出正確的處決辦法。

記載硬件電路的研制[4]。常飛機當中的任務管理器系統硬件電路的設計，除了要有效控制音頻電路之外，還有一個就是要進一步擴展單片機系統的整體設計。通常使用的系統使用三對串行接口，通信設備通常采用是rs 422標準接口，發送了芯片通常為26l S31，接收芯片為26l S32。當任務管理器當中的系統和飛機機載測試的設備數據通信通常使用一對串行串口，也就是發送的串口和接收串口。與此之外，當飛機檢測到整體系統的分系統沒有信號或者無線信號連接中斷，這種不滿足飛機當中正常通話視頻條件或者是設備故障的時候，一般由機載控制設備當中發出一個失控的信號。這個信號通常為l電瓶高電平代表就是失控信號，也就是發生了故障。任務管理系統和飛機飛行控制系統的數據通信，常使用一個串口去接收，然而飛機機載監控設備的遙感數據和失控信號，通常指示帶任務管理器進行轉接之后，才能直接被傳送到飛機控制的系統之內[5]。飛機的飛行控制系統提供給紅外掃描系統的垂直陀螺儀信號，這也就是任務管理系統當中的中轉過程。整個任務管理系統以及飛機機載電視偵查系統之間的通信信號，通常使用一對串行口，這個串口通常也是任務管理器，當中的記載電視偵查系統傳送數據的串行發行口。在任務管理系統當中，系統相機的電視偵查系統傳送數據的有關串行發送接口，有關任務管理系統向機載電視偵探系統，以及記得視頻照相系統傳說有關數據的時候，同一個幀率當中進行不同層次分段進行傳輸。飛機機載照相錄像系統當中的照相動作和照樣時間的重復重疊率的大小，通常是以脈沖信號的形式被傳送到任務管理系統當中。如果進行拍照，那么飛車信用在接收到同步異碼信號之后，會立即開始傳送高電平電位，通常維持的時間保持在160ms，保持的充電率為60%，維持的整體時間為480ms的重疊率控制在20%以內[6]。任務管理系統以及機載紅外什么系統之間只有通過任務管理信號，然后進行記載紅外掃描系統的兩根信號連接，其中一個是紅外信號開關，另外一個是垂直陀螺儀信號，它只是有任務控制管理器中轉控制一下，信號形式為模擬電壓信號。

4 記載任務系統當中的PFL處理功能

在飛機系統進行通電之后，每個系統負責本系統的PFL清單當中的任務以及負責維護，當每一個分系統檢測到PFL發生信息變化的時候，就會自動地把PFL清單上的信息自動傳輸到Icp的故障管理軟件當中，所以故障管理軟件就會定期進行抽查，分系統當中上報的PFL信息，倘若有信息接收，就會立即將接收的信息按照對應的數據在本地進行封裝保存；倘若沒有信息接收，則會進一步跳到下一步程序當中。當接收到的PFL信息有更新的時候，通常來說，故障管理軟件會及時發送給地面管理基站，并顯示錯誤信息。

5 結束語

對于機載任務系統當中的諸多故障管理上的問題，和基于架構的核心任務處理為參考，進一步對故障進行檢測、故障診斷、故障定位、故障處理以及上層故障管理軟件綜合信息處理，掃描出普通等級的過程，然后根據不同的應對方法和策略，并把整個機載任務系統當中的所有故障進行綜合處理。在整個故障處理應用設計的過程當中，應該設計出實際可行的，可以降低飛機維護成本以及提高系統安全性的方案，對于不同型號的飛機研制具有一定的積極意義。