基于规则的飞参快速处理判据编制方法研究

巩美娟 王希

摘要：飞参数据处理系统大多缺乏快速处理能力，分析智能化程度较低，导致机务维修保障过程中需要投入大量人力进行数据分析和判读，效率较低。本文在依据现有推理机模块的基础上，探究基于规则的飞参快速处理判据的编制方法，辅助数据分析人员快速处理数据，有效减轻飞参数据判读人员工作量，提升工作效率，提高飞参处理系统发现故障的能力。

关键词：飞参数据；快速处理；判据编制

Keywords：flight data；rapid processing；criterion compilation

飞参系统主要记录了大量飞机飞行状态信息、操纵系统工作状态信息、发动机工作状态信息以及飞机其他子系统及设备相关信息，为机务人员维修保障时提供可靠的客观数据支持[1]。但是，目前大多型号飞参数据处理系统存在快速处理功能不完善问题，造成数据判读时间大量浪费，究其根本原因是快速处理的核心模块——判据规则库的缺失，由此带来数据判读、统计工作等必须由人工完成，费时费力且易发生错漏，效率低下。在此背景下，编制快速处理模块的判据显得尤为重要。

1 飛参快速处理系统组成

飞参快速处理系统自动判读模块的核心是推理机和知识库。推理机是解析执行判据的处理程序，该程序通常嵌入在飞参解析软件中；知识库用来储存快速处理所需的各种知识，是系统的核心组成部分。知识的表示方法有很多，如逻辑表示法、框架表示法、语义网络法以及在快速处理系统中广泛应用的产生式系统，即本文中应用到的又名基于规则的表示法。此种知识是根据各类技术资料及实际工作提炼而出的规则，是判定是否出现故障的标准。通常是将维护人员在判读分析时使用的知识和推理规则以特定的形式保存在计算机中，来构造判据库和推理机构。在现有推理机模块的基础上，判据是否准确、合理、完善，对发现故障及机务维护有重大意义。

2 某型机推理机模块

当前，快速处理的快速判读推理机模块分为两大类。一类采用调用配置文件，即将判据及用户自定义参数放置于文本文件中作为配置，每一条判据按照固定格式编写，如表1展示了对滑油压力设定的限定条件，其编制完成后由推理机直接调用[2]。此种方法可以实现判据的集中管理，但是判据在编制过程中的直观性不强。

另一类采用调用动态库获取飞参数据的方法，本文的研究正是基于此种类型的编制。推理机模块如图1所示，根据特定型号按照动态库名称和接口设定模块，前期已由数据译码厂家编写好底层数据读取动态库，在选择了相应的数据后，点击生成参数表，可以调用数据读取动态库中的参数表生成接口，生成参数表。这种调用屏蔽了不同型号间的工程值文件差异，模块采用区域极值和设置判读间隔等方式兼容了点采和包采，方便判据编写时直接进行参数调用，也提高了判读的准确性，减少了误判和漏判。

3 判据编制方法

基于规则的飞参判据编制是对要判定的事件——主要针对飞机、发动机及机载设备的状态、故障以及飞行员的危害操纵等建立其特征对应的数据模型，确定判断所需阈值的过程。制定中所依据的信息是设备的使用维护说明书、飞行员驾驶手册等技术资料以及装备的使用维护经验和地勤人员、飞行员的反馈信息。飞参判据的制定过程主要分为参数分类、事件模型建立、阈值分析3个步骤[3]。飞参判据的制定框图如图2所示。

飞参判据维护模块可通过推理机呈现的简单的人机接口实现对知识库和关键参数的添加、修改。判据库主要采用产生式的知识表达方式。判据分为两大类：一类是涉及对中间参数的定义及计算方法的过程表达式，此类判据一般不进行输出，可将其称为状态类通用事件判据；另一类是事件性判据，要求使用知识进行推理计算并输出结果，此类判据包含了参数统计输出类、简单规则输出类及复杂调整规律输出类。

3.1 状态类通用事件

某些事件的判定前提是在特定的状态下成立的，因此需要对特定状态做统一的判定限制，此类事件大多设置为临时变量且不用进行输出，如下列几种。

1）起飞滑跑标志

起飞滑跑标志可以用“前起落架放下（开关量）”“空速”“发动机N2转速”“X轴加速度”四个参数判定。“KG12&N2_ L≥ 90&N2_R≥90&Ax≥ 2.0”且持续时间大于等于2秒钟，可以判定飞机是在起飞滑跑阶段。在统计“飞行时间”“发动机各状态工作时间”等事件时，可直接引用“起飞滑跑标志”。

2）起飞后标志

起飞后标志用于判定飞行过程中的事件。起飞后的标志可以从“空速”“起落架压缩（开关量）”两个参数判定。“Vc>250&！KG48”且持续时间限定为10秒钟，满足这些条件即表明飞机在起飞后状态。在统计飞机空中的事件状态如“飞行中最大/小迎角”“飞行中最大/小速度”“飞行中最大/小过载”等时，可以直接引用“起飞后标志”。

3.2 结果输出类

3.2.1 参数统计类

此类判据主要针对需要统计数据的需求而设置，如发动机的起动时间、起动温度以及发动机停车时的惯性运转时间、放起落架时间等，可利用飞参数据进行发动机各状态下的寿命控制，精准可靠，省时省力；还有一部分有限制要求的极值参数统计，如飞机的最大飞行高度、最大马赫数、最大过载等，可快速判断飞行过程中是否超出使用包线。

关于时间的统计主要采用计数函数，如统计发动机启动时间，可先定义一个临时变量Tqdsj为发动机启动时间，当启动开关按下时，启动开关参数E1为1，即表示启动开始计时，N2转速大于68时启动结束，可将此条规则编辑为：成立条件E1&N2≤68，持续时间为1秒钟，相应操作为Tqdsj=TTqdsj+1；最终输出Tqdsj即可。

極值统计类的判据在编写时需先定义临时变量，如统计飞行最大高度，定义临时变量MaxHbc，在临时变量编辑区使用Max函数，对高度进行统计。可将此条极值的规则编辑为：Hbc>=MaxHp，持续时间为1秒钟，相应操作为MaxHp=Hbc，最终输出MaxHp即可。

3.2.2 简单规则输出类

简单规则类的判据主要包括各系统记录故障类的开关量、飞机参数超限限制等，此类参数可进行自动化的故障逻辑判断。分为以下几种。

1）开关量告警参数的判断

如直升机传动系统的主减滑油压力低、主/中/尾减金属屑、主/中/尾减滑油温度高等，此种规则编辑为：成立条件KG**=1，持续时间为1秒钟，输出相应开关量表示的告警信息即可。

2）参数超限类的判断

如某型机允许迎角的阈值非常量，其阈值与马赫数存在线性对应关系，具体为：当M<1.5时，迎角允许值ATotp=-3.5；当1.5≤M≤1.8时，迎角允许值ATotp=（M-1.5）×7-3.5；当M>1.8时，迎角允许值ATotp=-1.4。此种判据可先定义临时变量ATotp，再将真实迎角αt与ATotp做比较，即可判定飞机在飞行过程中的迎角是否超过允许值。

3.2.3 复杂调整规律输出类

指试验机给定的、明确的、应遵循的控制规律，主要为诊断试验机状态异常提供依据。通常中间变量的引用参数为两个或以上，如某型发动机稳定状态下N1的判定条件，根据发动机的调整规律，先设定稳定状态下N1转速的上下边界，上下边界是发动机“进气道内气流温度”（QLWD）及N1rb的线性函数（其中N1rb是发动机占空比为50%、T1=+15℃时，综调N1通道的调整值，该型发动机每台出厂或调整后均会在履历本上记录，为常量）（函数关系见表2）。

此类判据在编制时，需先根据QLWD、N1rb计算上下边界的临时变量N1_H、N1_L，再将稳定状态下的N1值与上下边界值做比较，即可判定发动机在稳定状态下N1的变化规律是否正常。

4 结束语

根据上述方法，针对各型飞机的特点获得的飞参判据集中了经验和技术资料的知识点，可以大大提高地勤人员的维护效率。本文通过分析以上判据知识的类型，结合现有推理机的形式，提出了飞参判据库的编制方法，为飞参数据快速处理系统的应用打下了基础。随着飞参系统的发展，飞参判据将得到广泛的应用，也将在辅助地勤维护中发挥巨大作用。

参考文献

[1]胡朝江，陈列.飞机飞参系统及应用[M].北京：国防工业出版社，2012.

[2]刘恩启，刘更起，高延岗，轩富强，唐玉棋.研究开发飞参判据，提高快速处理效率[C].2019航空装备服务保障与维修技术论坛暨中国航空工业技术装备工程协会年会论文集，2019.

[3] 唐崇凯，曲建岭，高峰.飞参判据及其应用[J].计算机工程，2011（10）：281-283.