飞机状态监控系统的应用与发展

郭勇冠 郑金娟

摘要：飞行安全是航空业的“永恒主题”，飞行数据记录是航空安全运营的有力保障，本文介绍了飞行状态监控系统的组成与工作原理，同时讨论了基于空地数据链的实时监控系统的应用与发展方向。

关键词：飞行数据;状态监控;飞机通信寻址与报告系统

引言

利用技术和管理手段持续保障飞行安全是航工业的基本共识。航空安全涉及到飞机、发动机、维护保障以及运行的各个环节，是一个极其复杂的系统工程。以飞行数据记录器为基础的飞行状态监控系统在安全保障方面发挥着越来越重要作用。同时，随着电子技术和通讯技术的发展，以空地数据链基础的实时监控系统必然成为发展的主要方向。

1.飞行数据记录器

自从飞行数据记录[1]器FDR（Flight Data Recorder）“俗称黑匣子”诞生以来，其提供的详实准确的飞行数据为事故调查、机务维护保障、安全运营监控提供了重要依据，成为航空安全运营的重要管理手段。

飞行记录器通过传感器或抽引飞机总线数据记录了大量的飞参数据、发动机工作数据、告警信息等模拟信号、数字信号，提供给各类技术人员使用。通过这些数据，航空公司可以了解到航空器运营状态，飞行员技术状态，可以为飞机维护提供依据，排除隐患，可以为飞行培训与质量管理提供参考，提高质量。飞行数据记录器已经成为保证整个航空运输业安全运行的重要部分。

传统飞行数据记录方式的局限性：实践表明，飞行数据记录器存储了大量重要而详实的飞机各系统工作参数，用于飞机、发动机健康状态管理，但大多工作都是航后进行，故障诊断具有滞后性，造成了一定程度的资源浪费，航空安全管理越来越重视并提倡“关口前移”的管理理念，因此综合化的记载电子系统--飞机状态监控系统ACMS（Aireraft Condition Monitoring System）应运而生，用于现代飞机的日常维护与监控。

2.ACMS的系统概述

ACMS系统是飞机上安装的先进机载数据采集和处理系统[2]，它能以实时方式收集数据，对发动机状态和飞行性能进行监控以及进行特殊的工程调查。由ACMS所收集到的各种原始数据既可以经机载的飞机通讯寻址与报告系统（ACARS）通过地空数据链发送到地面接收站，最后传送到航空公司的终端;也可通过快速存取记录器（QAR）将数据记录保存下来，在飞机过站或航后供航务和机务人员使用。

ACMS系统的突出优点是智能化、自动化程度高，极大的提升了航空公司的运行效率，同时主动监控飞机、发动机健康、运行情况，更及时、准确的识别安全隐患，做到了航空运营的“安全关口”前移。下面介绍下两个子系统：快速存取记录器（QAR）和飞机通讯寻址和报告系统（ACARS）。

2.1快速存取记录器（QAR）

现在国内外的航空公司基本都配载了QAR[3]，QAR已经成为航空公司提升安全运行管理水平的重要工具，QAR的数据类型与DFDR一致，同时它还具备如下优点：存储量大、体积小、采用光盘介质、数据读取方便且记录时间长。

2.2飞机通信寻址与报告系统（ACARS）

ACARS（Aircraft Communieations Addressingand Reporting System）是一个空地通信数据链系统[4]。该系统将机载电子设备采集的信息数据经卫星通讯或甚高频通讯传输到远端地面站。它能够实现飞机与地面站之间、地面站之间发送包括语音、数字信息的各类航空服务报文。ACARS系统主要由机载设备系统、地空数据通信网络和地面应用系统和构成。ACARS系统的突出特点是：一、飞机通过地空数据链与地面自动进行信息交换，同时实现了对飞行状态的实时监控。二、能够传输各类模拟、数字信号、且抗干扰能力强、传输速度快，准确率高，自动化程度高。

3.现状与展望

世界上航空发达国家己经普遍使用ACARS系统，我国的ACARS的应用与发展要依托数据链网络的建设情况，截止2009年，我国已建立87个ACARS远端地面站，与美国ARINC、泰国AEROTHAI共同成立GLOBALINK/ASIA服务体系[5]，为国内外航空单位共同提供一体化的国际地空数据通信服务。ACMS飞机状态监控系统整合了QAR和ACARS各自系统的优势，QAR记录的飞参数据连续，信息完整，而ACARS系统时效性强，能够及早发现安全隐患。目前，我国正在发展新一代的航空专用网络ATN（Aeronautical Telecommunication Network航空电信网），可靠性更高，覆盖面积更大，ACMS的应用前景将更加广阔，必将为我国的航空运输业的发展提供进一步的安全保障。

参考文献：

[1]魏刚.黑匣子揭秘.航空知识.2000（8）.

[2]黄保.立波音737飞机ACMS系统的应用航空工程与维修1999（6）.

[3]唐世明.飞机状态监测系统的研究与改进[D].电子技术大学，2011，9.

[4]王旭辉.飞机飞行安全实时监测关键技术研究[D].南京航空航天大学.2008.6.

[5]董亚伟.王杰.地空数据链在民航的应用与发展.大众科技.2012.