基于故障树的光学助降系统排故研究∗

2018-09-27杨炳恒孙璐璐

舰船电子工程 2018年9期

孙婧杨炳恒孙璐璐

（海军航空大学青岛校区青岛 266041）

1 引言

光学助降系统［1～6］利用中央竖排五个灯箱和灯箱两侧基准灯，为返航着舰的舰载机提供稳定的光学下滑道引导光束，引导飞行员进行目视着舰。两次基准灯与中央五个灯箱配合使用，为飞行员指示出飞机是否处在正确的下滑道上，如出现基准灯不亮的现象，将会影响飞行员的视觉感受，引发着舰偏差事故。根据基准灯控制线路连接及工作原理，运用故障树分析方法可以快速、有效、准确地定位某型灯具故障的原因，做到精确排查。

2 故障树分析法

故障分析法［7～9］采用演绎逻辑方法进行危险分析，将事故的因果关系形象地描述为一种有方向的“树”。以系统可能发生或已发生的事故作为分析起点，将导致事故发生的原因事件按照因果逻辑关系逐层列出，用树形图表示出来，构成一种逻辑模型。再根据逻辑模型分析事件发生的各种可能途径，结合故障现象逐步定位到导致故障发生的原因。

故障分析法的基本思路是以系统一个故障事件作为分析的目标，逐层向下推出所有可能导致该故障事件发生的原因事件，从而找出造成故障事件的各种原因与故障事件之间的逻辑关系，绘制出故障树。一个典型故障树如图1所示。其中，T表示顶事件；Ei(i=1，2，...) 表示中间事件；Xi(i=1，2，...)表示基本事件；逻辑因果关系用到了与门和或门。

在故障树分析中，各种故障状态或不正常情况皆称为故障事件；各种完好状态或正常情况皆称为成功事件，两者均称为事件。

底事件是故障树分析中仅仅能导致其他事件的原因事件。底事件位于故障树底端，总是某个逻辑门的输入事件而不是输出事件，它又包含基本事件和未探明事件。基本事件位于故障树的底端，是导致顶事件发生的最基本的原因事件，通常表示基本部件故障。未探明事件是原则上应进一步探明其原因的底事件。

结果事件是故障树分析中由其他事件或事件组合所导致的事件。结果事件总位于某个逻辑门的输出端。结果事件又分为顶事件和中间事件。顶事件指故障树分析中所关心的结果事件，也就是所分析系统中不希望发生的事件，位于故障树的顶端。中间事件位于顶事件和基本事件之间的中间结果事件，一般是系统的局部结果（故障），是其子节点的逻辑输出。

在故障树分析中逻辑门只是描述事件之间的逻辑因果关系，主要分为以下几种：与门，仅当所有输入事件都发生时，输出事件才会发生，表示了输入事件输出事件之间的一种因果关系。或门，至少一个输入事件发生时，输出事件才发生，或门并不传递输入与输出之间的因果关系，输入故障不是输出故障的确切原因，只是表示输入故障来源的信息。非门，表示输出事件是输入事件的对立事件［10～12］。

3 基准灯故障树建立

光学助降系统的瞄准灯和基准灯组安装在母舰左舷的突出平台上，通过螺栓与船体基座连接。基准灯组安装在瞄准灯组的两侧，与瞄准灯组一起完成为舰载机飞行员提供着舰信息的作用。基准灯组每个单体灯采用前端法兰式安装于左∕右阵列桁架上。

无论哪种类型的灯具出现不亮的现象，原因大体可以概括为灯具本身的故障、线路的接口出现松动、腐蚀等、电缆的虚焊或掉线以及控制电路出现故障等，如图2所示。根据上述可能导致灯具不亮的事件分析光学助降系统基准灯不亮的原因。

基准灯与外部连接的专用接口上有两个输入端，一个是电源输入端，另一个是控制输入端，均集合在背部电连接器内。通过肉眼观察排查电连接器连接的是否正常，若不正常则重新连接，使其连接可靠。

通过光学助降系统中控制系统的控制柜实现对基准灯的控制，控制柜安装在光学助降系统的控制室内。控制柜内部有针对不同类型灯具的调光驱动器。调光驱动器接受来自于PLC的调光分档信号，并通过PWM调光方式，控制输出到各基准灯的供电功率。同时调光控制器上的信号灯显示了控制柜的运行状态，信号灯亮起表示控制柜工作正常。母舰上，由于布线线路复杂且距离较长，所以基准灯与控制柜内的相应调光驱动器通过位于甲板上的接线箱进行转接。通过万用表等工具可以排查电缆是否虚焊或者掉线。若存在虚焊或掉线的现象则需要对相应的芯线重新焊接。

如果是单只基准灯不亮，可以排除控制电路发生故障的可能性。运用故障树分析法分析单只基准等不亮的原因，建立基准灯故障树如图3所示。

顶事件T即为单只基准灯不亮。

基本事件X1表示基准灯灯体故障；X2表示电连接器连接故障；X3表示基准灯到达接线箱的电缆虚焊；X4表示基准灯到达接线箱电缆出现掉线的现象；X5表示接线箱到达控制柜内的调光驱动器的电缆虚焊；X6表示接线箱到达控制柜内的调光驱动器的电缆出现掉线现象。

中间事件E1表示基准灯到达接线箱电缆故障；E2表示接线箱到达控制柜内的调光驱动器电缆故障。