飞参系统原理及飞行数据解析方法

朱希

摘 要：本文在介绍了飞参系统的基本原理與功能的基础上，详细阐述了了FA2100系列飞行数据的回放和分析，以及如何通过软件建立数据库，对数据库的格式，飞行数据解析方法等，旨在为工程技术人员提供一种参考。

关键词：飞参系统;飞行数据;数据解析;ARINC717

飞行参数采集记录系统属飞机上一个功能独立的用于采集记录飞行状态、飞行员操纵情况、飞机和发动机工作状态等信息的自动记录系统，由机载设备和地面保障设备组成。飞行数据记录器（Flight Data Recorder简称FDR，即通常所说的“黑匣子”）为飞行参数采集记录系统的核心部件。飞行参数记录数据为飞机故障诊断、预测、辅助飞行训练、事故预防与调查分析提供支持。L-3公司的FA2100系列飞行参数记录器，它的设计开发是遵循民机飞参的技术标准。

本文在介绍了飞参系统的基本原理与功能的基础上，详细阐述了了FA2100系列飞行数据的回放和分析，以及如何通过 ROSE软件建立数据库。

1 系统组成与工作原理

飞行参数记录系统由机载设备和地面维护设备组成。机载飞行参数记录器是飞行参数系统的机载部分，完成对数据的采集和记录任务。地面部分是将记录器中所记录的数据下载到地面处理计算机，将数据还原分析。

系统基本工作流程为：采集器设备将飞机状态信号及语音信号等飞行参数进行采样、量化，并按照一定的帧格式对信号进行编码，通过系统总线将所有的信号以数字量的形式存入飞行参数记录器和快取记录器中。记录在记录器内的飞参信息，由数据（转录）卸载器读取，通过数据回放译码设备输入计算机，计算机把原始码还原成物理量，以数据表格、曲线、图形报表和三维仿真等方式显示或打印输出，以便对飞参信息进一步分析。

下载的数据经过地面数据处理设备（一般为专用计算机加数字接口设备）译码后，再由译码人员用分析软件处理成人们需要的工程值。

地面检测设备是用来维护机载设备的多功能电子设备，它可以和机载设备进行通信，接收机上各个传感器输出的电气信号。校验采集和记录功能，更新机上设备的控制程序等。

2 数据分析及译码的重要性

飞行数据记录器的历史数据，可通过地面专用设备进行数据回放，它们提供的数据可以揭示事故某一个或若干个因素，但它们所提供的数据，需要从其他渠道获得的证据联系起来综合分析。

飞行数据记录器能使事故调查员直接得到或推断出下列情况：飞机的航迹、飞机的姿态、作用在飞机上的基本力（如升力、阻力、推力等）、基构的一般作用点和领航资料以及飞机系统的状况。

舱音记录器，能自动记录飞机停止工作或失事坠毁前2.5小时内的通话和音响，包括机组人员的通话和驾驶舱内的声音。在事故检查中，它能帮助事故检查人员将机组人员的活动与飞机工作舱联系起来。有时也可通过录音来鉴别和判断机件的工作情况，给人们提供分析研究的依据，以便对事故做出正确的结论。

飞行数据记录器译码，实际上是将数据记录器内以二进制方式排列的数据转换成有单位的、直观的工程数据值的过程，要做好飞行数据的译码就必须了解各参数的准确的定义，数据的来源、各参数的记录精度、记录的频率，以及数据的对比分析。译码数据的准确、可靠是非常重要的。

3 某型机飞行参数译码数据库的建立

某型短途支线飞机安装的飞行参数系统为L-3公司的FA2100座舱音频和数据记录器。记录器通过ARINC717数据总线接收从采集设备采集的数据。飞行参数ICD来配置地面数据处理站的数据库，具体的配置需要ROSE软件来实现。建立数据库后需要通过实际通电检查，通过实物及模拟状态来检查数据库的准确性以及进一步完善，最后达到合格。下面主要介绍飞行参数数据库建立的过程。

（1）选择一个已经存在的参数（Select a Parameter Name），更改相关的配置就可以更新一个参数，首先输入参数名称。

（2）更新参数信息（Parameter Information）：

1）如参数类型（Parameter Type）：单独源型（recorded）、多源计算型（derived）;

2）测量单位（Units of Measure）;

3）输入形式（Input Data Type）：有符号位（signed）、无符号位（unsigned）;

4）输出形式（Output Data Type）。

（3） 设置显示属性（Plot Defaults）：

1）设置颜色（Plot Color）;

2）设置最小值（Plot Minimum）;

3）设置最大值（Plot Maximum）。

（4）参数定义：

1）定义数据位（Word Location）：填写标号（Word Number（s））、帧数（Subframe Number（s））、有效数据位选择（Bit Selection）。

（5）算法选择（Parameter Algorithms Menu）：

主要包括多项式（Polynomial）、条件式（Condition）、离散量（Discrete Table Lookup）、线性算法（Linear）、非线性算法（Discontinuous Linear）、BCD码（Binary Code Decimal）、经纬度型算法（Latitude/Longitude Minutes （Tenths/Seconds） Algorithms）、用户自定义型（USER）等。

介绍几种不同的算法法则：

多项式的用算法则：按照数据的译码原则，符合多项式的算法时，需要填写合适的参数，R为需要的结果，A～M为参数系数。

R=A+（B*X）+（C*X2）+ （D*X3）+ （E*X4）+ （F*X5）+ （G*X6）+ （H*X7）+ （I*X8）+ （J*X9）+ （K*X10）+ （L*X11）+ （M*X12）

线性算法法则：按照数据的译码原则，符合线性的算法时，需要填写合适的参数，R为需要的结果，A～M为参数系数。

R=A+BX

条件算法法则：当条件为A时，结果为A1，当条件为B时，条件为B1。

例如配置如下的几个参数。

例如配置表1的参数，设置如下：

参数名称：N1 Left Engine，标号：178 all，来源：ADAU，起始位为1，结束位为10，系数为0.125，参数类型为float，单位为%，具体算法设置为线性，参数名称输入N1 Left Engine，标号输入178，帧数全选（1、2、3、4），有效数据位设置为XX1111111111，算法选择为线性算法，当数据为XX0101000100，数值为（0*20+0*21+1*22+0*23+0*24+0*25+1*26+0*27+1*28+0*29）*0.125=40.5%。

4 总结

通过介绍飞行参数记录器的发展和飞行参数采集系统的基本原理，阐述了飞行数据的回放以及译码的重要性，最后介绍了某型机飞行参数数据库的建立的方式方法。在今后的工作中要不断加强飞参标准及技术的学习，紧跟技术的最前沿，在实践中加强经验的积累，提高分析文件和解决问题的能力。

参考文献：

[1]肖建德.飞行数据/话音记录器——黑匣子[M].国防工业出版社，1993.9.

[2]祁元福.世界航空安全与事故分析第三集[M].中国民航，1998-10-1.

[3]READ-OUT SUPPORT EQUIPMENT/RECORDER INTERFACE（ROSE/RI） SOFTWARE VERSION 3.0，OR HIGHER OPERATORS MANUAL，L3 Communications，2002.06.02.