航空客觀檢查體系建設綜述

彭志剛 馮威 高偉亮

摘要：數據采集記錄設備已由單純的模擬量、開關量、音頻、視頻記錄發展到集多路音頻、多路視頻、多路/多類航空總線數據、離散量為一體的綜合記錄設備，航空客觀檢查系統是能夠完成飛行信息客觀記錄、忠實再現、有效評估、長期監控功能的設備總稱，本文從航空客觀檢查系統的數據采集、信息傳遞、管理應用、作用發揮等方面進行了闡述。

關鍵詞：客觀檢查；采集記錄；信息傳遞；管理應用

航空客觀檢查系統是能夠完成飛行信息客觀記錄、忠實再現、有效評估、長期監控功能的設備總稱，由機載設備和地（艦）面設備組成。該系統能夠以記錄的客觀事實為依據，以性能指標和技術要求為準繩，以信息判讀、統計和深度挖掘為手段，為人們及時發現和糾正航空科學實踐中存在的偏差，指導武器裝備的研制改進、科學使用和維修保障提供技術支撐。客觀檢查系統具有理念開放性、系統包容性、功能擴展性的特點，其組成如圖1所示。傳統的飛參、音視頻、任務數據等采集記錄系統，以及未來可能出現的類似數據采集記錄手段，連同配套的信息傳遞、處理、分析、管理設備及軟件，都屬于客觀檢查系統的范疇。

人類的航空史就是航空科學實踐活動不斷在糾正偏差過程中深入、發展的歷史。以飛參為代表的客觀檢查系統的出現和發展，符合人類航空科學實踐活動及時發現和糾正偏差的內在需求。隨著客觀檢查系統的作用不斷凸顯，人們對客觀檢查系統的認識不斷深入，需求不斷擴展，投入不斷加大，新技術、新材料、新工藝不斷得到應用，使客觀檢查系統在半個多世紀的時間里，走過了一段從簡單到復雜、從人工到智能、從分立到綜合、從沒有抗毀能力到具有較高抗毀能力的發展歷程。

1 采集記錄由簡單到復雜，從分立到綜合

飛行事故調查是航空科學實踐活動糾正偏差的極端體現。為了更方便、更準確的查明事故原因，避免類似問題再次發生，上世紀40年代國外開始研制飛參系統。目前，該系統的參數記錄能力由最初的5個發展到幾千個；記錄介質從紙帶、箔帶、磁帶發展到固態及其增強型；防護記錄器的抗墜毀性能從最初的無防護能力發展到具有很強的防護能力；采集信號的來源也從共用傳感器、獨立傳感器向總線方式轉變；余度設計不斷增強，已從器件級擴展到分機級。

為檢查作戰訓練效果，上世紀50年代美國和蘇聯開始出現了機載照相槍4，用膠片記錄航空武器射擊效果。傳統照相槍判讀環境受限制，存在準確度低、可靠性差等問題，隨著民用攝錄像技術的發展和圖像信息實時采集、壓縮處理算法的不斷完善，視頻記錄系統逐步取代了機載照相槍，并由模擬走向數字，記錄的信息也不斷增加。目前能夠同時完成對機頭前方外視景、座艙內平顯、下顯等多路視頻及機內通話音頻信息的記錄，在作戰訓練效果分析研判中起到了十分重要的作用，對于提高飛行員訓練質量和技術水平極為有利，已成為現代航空器的重要信息記錄設備。

為了滿足航空電子設備科研試驗、故障定位、作戰效能評估的需要，上世紀60年代出現了安裝在各個電子設備內部的分立式數據記錄裝置，隨著航空總線技術的發展，這些記錄裝置已由分立走向綜合，用于記錄整個航電系統的工作情況。由于記錄信息量大幅增加，各類信息緊密關聯，為機載電子設備的科研試驗、故障排除和使用評判帶來了極大便利，并逐步用于這些設備的性能監控。

隨著電子元器件性能的提高，上述所提到的模擬量、開關量、音視頻和任務數據等記錄手段，已逐步統一成一個系統。西方發達國家最新裝備于四代戰機的飛行數據管理記錄系統（Flight Data Management & Recoder System，簡稱FDMRS）不僅實現了對所有飛行數據的綜合采集記錄和加卸功能（集中加載飛行任務規劃、通信頻率規劃、武器使用規劃、信息網絡組織應用規劃），還具有向飛行員提供綜合告警、危險預測、安全提示、裝備使用建議和特情處置方案等方面的能力，可確?？盏赝斤@示相關信息，是機上集中處理、實時分發飛行數據實的核心信息交聯部件。其具體原理組成如圖2所示。美國、英國、法國和俄羅斯在其研制的新一代先進的軍、民用飛機上，均采用了與之相關的飛行數據多信息管理記錄技術，并且十分重視它的作用和技術發展。

2 信息傳遞由人工到智能，從事后到實時

信息傳遞是指飛行數據從采集記錄端傳遞至數據應用端的過程。人工到智能的轉變是指從人工數據卸載、運送向網絡自動控制的數據卸載、傳遞轉變；事后到實時的轉變是指從飛行結束后或事故發生后卸載傳遞飛行數據向一邊飛行一邊傳遞接收飛行數據的轉變。

信息傳遞的時效性，是飛行數據發揮作用的先決條件。以飛參系統為例，最初需要打開防護記錄器的殼體才能卸載數據，因此飛參數據一般只能在飛行事故發生后進行卸載，通過事故調查

發揮其糾偏作用；90年代末，出現了一線檢測設備，可以在原位卸載飛參數據，但由于數據卸載速度很慢，只能隔一段時間卸載一次，飛參數據也只能隔一段時間才能發揮一次作用；21世紀初，出現了手持卸載器和快取記錄器，大幅提高了數據卸載速度，可以實現每個飛行架次的數據卸載，飛參數據在每個架次結束后都可以用于檢查問題、糾正偏差，已經成為飛機是否放飛的重要依據；直到無線數據傳輸手段的廣泛應用，飛參數據才實現了實時傳輸，使得人們有條件實時糾正飛行偏差。

西方發達國家非常重視飛行數據的實時傳遞和應用問題。早在20世紀70年代，美軍就利用當時比較成熟的短波、超短波數字通信技術開展客觀記錄數據的實時傳輸，最初用于航空管制，后逐步完善。隨著衛星、無線電通信、網絡技術的進步，歷經40年的發展，美軍已形成了以衛星通信為主，以寬帶數字通信為輔的客觀記錄數據傳輸體系。在20世紀90年代，國際民航組織開始使用UAT航空移動衛星超視距通信數據鏈，用于在越洋、極地及沙漠地帶傳輸航管和監視信息。目前法航強制要求國際航線飛機加裝衛星通信系統，實時回傳飛行數據，以確保飛行狀態的實時監控和安全提示。

3 管理應用由分散到集中，從單一到全面

在飛參、視頻、任務數據記錄系統設計之初，就同步研制了相應的數據分析軟件。與機載設備的維護分工類似，各類飛行數據的管理與應用也往往隨著機載設備的維護分工由不同專業負責。管理非常分散，各類數據難以融合。由于各類飛行數據之間蘊含著非常有用的關聯信息，人們在使用這些數據時，綜合分析的需求和行為不斷增加，對機載設備和分析軟件均提出了整合需求，對分析軟件功能需求也越來越高，使得各類飛行數據的管理由分散向集中發展，數據的應用由單一向綜合轉變。蘇30МК2飛機客觀檢查系統通過解決機上飛參、視頻和任務記錄的時統問題，在地面采用一套分析系統，實現了對多種來源數據的綜合分析和集中管理。

西方發達國家在實現客觀記錄數據綜合分析和集中管理的基礎上，利用數據挖掘和數據融合等技術來處理分析這些海量數據，通過完備的數據統計手段建立指揮員、飛行員、飛機和發動機的技術檔案，解決了飛行數據只有個別專業人員開展分析應用的問題，實現了飛機設計制造部門、使用部門、維護保障部門全員、全專業、全流程使用所需飛行數據的模式，為飛行訓練、裝備維修、現役裝備改進和新裝備研制提供數據支撐。

4 作用發揮由事后問題查處到事前事故預防

隱患是事故的基礎，事故是隱患的結果；隱患積累到一定程度，就必然發生事故。因此，積極發現、消除隱患，積極發現、糾正偏差，就能達到避免或減少飛行事故的目的。及時分析應用飛行數據，能夠發現許多飛行員在空中沒有察覺的，機上儀表、顯示和告警系統沒有反應出來的，機組檢查難以發現的隱患，避免了許多可能出現的事故或事故征候，有巨大的軍事、經濟效益。

隨著飛行數據應用的實效性不斷提高，機上數據采集處理必將與裝設備狀態告警、飛行狀態和控制糾偏不斷融合，客觀檢查系統必然能夠在預防事故的工作中發揮出更加重要的作用。

5 結語

綜上所述，正是由于事故預防的投入能夠帶來巨大的軍事、經濟效益，人們才堅定推進客觀檢查系統的發展。隨著人們認識水平不斷提高和航空科技不斷進步，客觀檢查系統必將不斷擴展完善，在飛機的科研、試驗、使用、保障中發揮出更大的作用，為及時發現和糾正航空科學實踐中存在的偏差，確?！按竽懙仫w、科學地飛、安全地飛”做出更大的貢獻。

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作者簡介：彭志剛（1978），男，江蘇徐州人，碩士研究生，講師，海軍航空工程學院青島校區航空電子系航空雷達工程教研室；馮威（1977），男，河北豐潤，碩士研究生，講師，海軍航空工程學院青島校區航空電子系航空雷達工程教研室；高偉亮（1980），男，遼寧營口，博士研究生，副教授，海軍航空工程學院青島校區航空電子系航空雷達工程教研室。