淺談航空電子系統故障管理研究

何文明

摘要：做好航空電子系統故障的精細化管理，是確保系統穩定運行的根基。為此，本文簡要闡述航空電子系統的基礎上，從健康運行、故障實時監測、故障處理等視角分析航空電子系統的故障管理，給出故障的應對處理策略，旨在為提升系統運行可靠性產生良好的參考價值。

關鍵詞：航空電子系統;故障;運行監控;故障處理

引言

基于航空電子系統的發展沿革，可以其經歷了聯合式、分立式、綜合式、先進式、綜合模塊化等五個階段。對于當前航電系統而言，故障預測及管理（PHM）是整個航電系統的關鍵所在，是確保航電系統運行穩定性及可靠性的關鍵所在。為此，做好航空電子系統的可維護性及可靠性，是系統發展的必然趨勢，如何將模塊化的航電系統與PHM進行有機融合，其意義至關重要。

在造成飛機故障的因素中，電子系統產生的故障已經占據了總比重的 40%以上。由此可見，航空電子系統對飛機運行中的重要地位，也就逐漸凸顯出了航空電子故障預測與健康管理技術的重要性。同以往的航空電子故障診斷技術相比較而言，故障預測與健康管理技術是一種更加先進和高效的技術，逐漸成為航空電子系統中主流故障診斷技術。

1 航空電子系統

航空電子系統主要包含非核心處理模子系統及核心處理字系統兩個部分，其中前者主要包含傳感器設備、數據信息采集設備等，后者主要包含核心機柜，不同機柜根據需求裝載了很多通用功能模塊，如網絡支持模塊、通用信號模塊、電源轉換模塊及數據處理模塊等。當前，分布式、集中式的結構儼然已經成為當前航空電子系統發展的主流趨勢，其核心優勢體現在三個方面。

首先，實現了對航電綜合系統的整合，降低了航空飛行器的維護費用，切實有效提升了系統的綜合性能，有效解決當前航空系統產生的自動升級等諸多問題。其次，當前航空電子系統采用了座艙人機接口的設計理念，采用一種高分辨率的液晶顯示器，采用清晰的可視化方式來對信息進行處理，最大程度來提升飛行工作人員的感知力。最后，航空電子系統運用了同一個網絡，利用光纖質量小、頻帶寬、抗干擾能力強的特點，來實現帶寬信息的高效率傳輸，滿足當前航空需求。

2 航空電子系統故障管理分析

對于模塊化的航空電子系統，為實現精細化管理，模塊化特征至關重要。筆者結合自身的所見、所知，對航空電子系統的故障管理進行分析，提出故障管理所呈現的優勢及功能。

2.1 健康運行監控

對于航空電子系統而言，故障預測及管理是一種全面系統化的技術，主要包含檢測系統錯誤、錯誤報告確定、系統監控狀況監測及錯誤篩選等。然而這一技術的核心并非直接消除運行故障，而是對當前潛在的運行故障進行指出，給出應對的預備解決方案，從而實現一種自助的保障效應，來降低航空電子系統的維修成本。基于航空電子系統的精細化故障管理，可以將其涉及到集成區域層、飛機應用層、模塊支持層等，可以實現對操作系統錯誤、應用程序錯誤、模塊支持錯誤等的在線實時監控及診斷。對于故障管理及健康運行監控而言，操作層作為開展精細化管理的核心，可以為各層故障運行診斷提供核心服務，提升系統能夠的可維護性及魯棒性。通常，在故障預測及管理的設計過程中，需要立足于實際運行狀態，來開發出一種復核既定需求的綜合模塊化航空電子系統。受資源限制等因素的影響，診斷并非是一種關聯性故障，可以通過進行多區域、逐層進行上報，來對復雜故障模式進行有效處理，保障系統運行的穩定性。

2.2 故障實時監測

對于航空電子系統系統而言，故障檢測主要是指運用機載網絡、BIT技術等，以故障實時監測數據、自檢結果、航電系統功能運行數據等為樣本，借助于統計優化分析算法，如神經網絡、Neural Network、樸素貝葉斯等，來對航空電子系統的運行故障進行實時監測，評定當前運行狀態。在具體實施過程中，可以通過硬件、軟件或者軟硬件結合的方式進行實現。根據航空電子系統故障分布的位置，一般位于資源層的故障主要基于BIT來進行實現，用來檢測系統內部硬件所產生的故障問題;如傳輸信路、電源、散熱器、CPU等，需要根據組件的數量來有效確定是否處于降級或者正常的范圍之內。而在航空電子系統飛機層或者功能區層，對于故障檢測比較困難，這主要是由于不同功能運行區中的故障處于實時運行之中，一旦產生運行故障，很難對故障產生的來源進行界定，如軟件問題還是硬件損壞等，所以，這也是當前故障實時監測系統在運行過程中遇到的瓶頸，凾待后續學者進行攻關。

2.3 故障處理

航空電子系統故障處理主要包含定位、掩蓋、限制等諸多措施，避免讓故障出現連環反應，在錯誤的運行狀態下來進行持續運行，出現一系列問題，因此做好故障處理至關重要。

故障處理的具體行為及操作方法均是基于故障健康監測監控器的事件來進行評估，需要結合事件來進一步處理故障運行模式，通過逐級配置，來作出正確的方案。

在航空電子系統故障處理過程中，需要向故障管理器來精確報告故障存在的類型及具體位置，根據故障的運行機制，來按照一系列操作模式進行，主要包含故障的識別、故障模式的關聯及故障的精確定位等，利用配置管理器來實現對故障錯誤原因進行分析，請求相應的應用程序來對進行對代碼糾正，通過逐級向上來，利用故障健康監控器進行報告。配置管理器則主要是根據發來的故障請求，通過一系列的配置來實現對故障的解除，從而保障航空電子系統的穩定運行。

3 結束語

航空電子系統已成為現代飛行器的“大腦”，對飛行任務及機務處理發揮了重要的作用。本文通過開展航空電子系統的研究，來了解了航空電子系統的歷史沿革，明晰當前跨平臺、分布式系統的運行優勢，理解模塊化、開放性在設計中的重要性，掌握PHM在進行故障實施監測、定位、分析、處理中的方式，同時也發現其中存在的不足。我堅信，隨著科技的發展，故障的精細化管理將逐步改善，推動航空電子系統的穩定性將日臻成熟！

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