基于ACARS的A320故障信息監(jiān)測及輔助排故系統(tǒng)設(shè)計

甘勇翔++陳雷++劉堯龍

摘 要：飛機(jī)運(yùn)用的實(shí)時監(jiān)控是保障飛機(jī)質(zhì)量和安全的基礎(chǔ)，為提升對飛機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的有效監(jiān)控和故障排除效率，展開對基于ACARS的A320故障信息監(jiān)測及輔助排故系統(tǒng)設(shè)計。所述系統(tǒng)通過對ACARS報的接收和解析，結(jié)合與故障TSM手冊，針對帶有故障信息（Maintenance Message）的報文數(shù)據(jù)，提供可靠的維護(hù)建議，為機(jī)務(wù)維修人員提供排故的參考和輔助。其功能具體為：ACARS報文解析及報文的分類存儲。另外，根據(jù)操作后的結(jié)果進(jìn)行評價（是否解決問題），將診斷出的可能原因，作為一個記錄參數(shù)，返回存儲至數(shù)據(jù)庫，作為后續(xù)診斷分析的數(shù)據(jù)源。同時系統(tǒng)還提供故障信息的查詢，即可通過航班號及故障信息直接查詢解決故障的方案。從而不僅能降低航空公司的運(yùn)行成本，而且能提高飛機(jī)的運(yùn)行安全，還能及時排故，降低維護(hù)成本。

關(guān)鍵詞：ACARS報文；故障隔離；智能診斷；空客A320

中圖分類號：V267 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）14-0017-01

飛機(jī)維修主要依據(jù)制造廠商提供的排故手冊及機(jī)載測試設(shè)備（BITE）進(jìn)行排故。對于一個沒有維修經(jīng)驗(yàn)的機(jī)務(wù)人員來說，排故過程煩瑣，排故效率低。所述設(shè)計利用ACARS報文其靈活的可編程和重構(gòu)能力，完成ACARS的故障監(jiān)控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本空客A320智能診斷系統(tǒng)設(shè)計采用B/S機(jī)構(gòu)模式。簡化了客戶端，其維護(hù)更新工作較為簡單。另外，B/S工作模式支持多種接入方式訪問數(shù)據(jù)，支持工作人員多個地點(diǎn)合作處理數(shù)據(jù)，具有較高的便利性，對加快解決緊急事態(tài)、故障診斷的效率，縮短排故時間，降低了航空公司的運(yùn)營成本，同時又能進(jìn)行歷史故障解決方案的顯示。

1 ACARS故障診斷系統(tǒng)闡述

1.1 空客A320故障智能診斷系統(tǒng)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1所示，系統(tǒng)包括：服務(wù)器、信息數(shù)據(jù)庫、移動軟件終端，其中服務(wù)器包含報文解析及存儲模塊、故障分類模塊、反饋信息處理模塊、信息查詢模塊，所述報文解析模塊根據(jù)ARINC620標(biāo)準(zhǔn)完成A320的故障報文的提取與解析。所述系統(tǒng)通過ACARS進(jìn)行數(shù)據(jù)接收并利用數(shù)據(jù)庫存儲信息后在終端顯示用戶所需的排故信息。數(shù)據(jù)庫存儲內(nèi)容還包括A320飛機(jī)故障隔離措施。即根據(jù)A320TSM手冊將故障手冊導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫，并建立手冊與報文之間的關(guān)系，為后續(xù)排故功能提供基本信息，完成飛機(jī)故障隔離措施的存儲。空客A320智能診斷系統(tǒng)程序設(shè)計通過ADO.NET 連接所建立的故障信息庫。

1.2 根據(jù)ARINC 618/620協(xié)議完成報文的解析

報文通過空地數(shù)據(jù)鏈下發(fā)至地面站，按照ARINC620協(xié)議中規(guī)定的地/地信息的格式對報文進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并存儲到數(shù)據(jù)庫中。報文標(biāo)簽字段只能使用在ARINC620定義過的標(biāo)簽，它是兩個字符，用（[＼S＼s]{2}）表示，鏈路塊標(biāo)志字段為A-Z或0-9的一個字符構(gòu)成，用[0-9A-Z ]表示，前導(dǎo)結(jié)語標(biāo)識符為"STX"，它后面接正文，有可能出現(xiàn)任何字符，所以用（＼x02（＼s|＼S）*）{0，1}表示，正文字段都包含一個報文序列號MSN和飛行標(biāo)識。其中，飛行標(biāo)識由2個字符的航空公司代碼和4個字符的航班號碼組成，報文序列號長度為4個字符，用（＼x03|＼x17）[A-F0-9]{4}表示，最后塊校驗(yàn)結(jié)束為"DEL"，用＼x7F表示。截取每條報文的前兩個字符，將它們轉(zhuǎn)化成8位二進(jìn)制數(shù)，如果不足八位在前面補(bǔ)0，將得到的字符串賦值給str，運(yùn)用switch（）函數(shù)，對不同的str進(jìn)行解析，根據(jù)報文相應(yīng)的格式得到相應(yīng)的內(nèi)容，放入MODEL，這樣就完成了對報文的初步解析。

1.3 信息數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計是為了滿足用戶的需求以及方便數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行管理進(jìn)而把概念結(jié)構(gòu)設(shè)計中各部分板塊的功能歸納出來，實(shí)際方法為根據(jù)ARINC620標(biāo)準(zhǔn)和A320的故障報文格式，對接收到的ACARS報文進(jìn)行解析、故障信息提取并存入數(shù)據(jù)庫；根據(jù)A320的TSM手冊，將故障手冊導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫，并建立手冊與報文之間的關(guān)系。在對報文的解析過程中，會相應(yīng)建立數(shù)據(jù)庫的信息表對進(jìn)行每一步解析后的報文進(jìn)行存儲為后面的排故功能提供基本信息。

數(shù)據(jù)庫信息存儲流程為通過LABEL標(biāo)號，程序判斷所接受字的具體內(nèi)容，對所需的H1報（H1報為實(shí)時故障報）進(jìn)行解析，獲得其中的FreeText（自由報文）。通過對截取FreeText前3個字符，并進(jìn)行識別。當(dāng)字符"MPF"時，這是飛行后飛行報告的報文標(biāo)識符。當(dāng)字符為"FLR"時，這是實(shí)時故障的報文標(biāo)識符，根據(jù)報文的格式，利用下列原代碼對報文進(jìn)行解析，得到報文的DBN，AN，F(xiàn)I，DM，DA，DS.匹配告警信息。當(dāng)字符為"WRN"時，這是實(shí)時報警的報文標(biāo)識符，同樣放入GetWarnInfo（）函數(shù)進(jìn)行解析完成對Freetext進(jìn)行截取，獲得相應(yīng)信息，最終得到故障信息和相應(yīng)的解決方案目錄存入數(shù)據(jù)庫中。

1.4 人機(jī)交互終端

所述的移動軟件終端：系統(tǒng)終端可通過“航班號”和“故障信息”來查詢故障報文并顯示對報文解析后的所需排故解決方案。另外，維修人員根據(jù)操作后的結(jié)果進(jìn)行評價（是否解決問題），將診斷出的可能原因，作為一個記錄參數(shù)，返回終端存儲至數(shù)據(jù)庫，作為后續(xù)診斷分析的數(shù)據(jù)源。

2 基于ACARS的空客A320故障診斷方法

基于ACARS的A320故障信息監(jiān)測及輔助排故軟件可實(shí)時地監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。軟件端啟動運(yùn)行后進(jìn)入到查詢頁面（信息輸入界面），其查詢方式分航班號查詢和故障信息查詢，工作人員可以通過單擊頁面上方的“航班號”和“故障信息”來選擇查詢方式。“航班號查詢”界面需要工作人員在航班號的文本框內(nèi)輸入其獲知的航班號，注冊號、開始時間和截止時間的文本框內(nèi)輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后單擊“查詢”按鈕即可跳轉(zhuǎn)到故障報文顯示頁面。

在實(shí)際操作中，如果最終排故成功的故障原因不是TSM手冊中提供的“故障的可能原因”，則可選擇如維護(hù)人員可通過手動輸入拆換件信息、故障手冊信息、排故結(jié)果、備注信息等相關(guān)維修操作信息。同時，界面還可以自動加載數(shù)據(jù)庫中存在的歷史拆換件保留信息，為維護(hù)人員提供維修建議和參考所有操作都可以在移動端完成，具有較高的便利性。

3 結(jié)語

本文通過對ACARS下行鏈路中接收到的報文ACARS解析及相應(yīng)數(shù)據(jù)庫的搭建基礎(chǔ)上，著重闡述了如何在現(xiàn)代移動設(shè)備搭載軟件從而利用程序?qū)崿F(xiàn)對空客A320故障信息查詢以及對應(yīng)排故措施的提供，系統(tǒng)終端還可提供飛機(jī)的歷史故障發(fā)生情況的查詢及統(tǒng)計，維修人員可清楚看到飛機(jī)實(shí)際航行過程中各故障問題發(fā)生的概率。系統(tǒng)通過對ACARS報的接收和解析，結(jié)合與故障TSM手冊，針對帶有故障信息（Maintenance Message）的報文數(shù)據(jù)，提供可靠的維護(hù)建議，為機(jī)務(wù)維修人員提供排故的參考和輔助，還通過軟件直接實(shí)時查詢顯示飛機(jī)故障信息并提供相應(yīng)解決方案，提高了機(jī)組人員的整體排故效率，更好地適應(yīng)民航業(yè)發(fā)展。