基于QAR的飛行品質大數據分析應用與展望

◆華康民

基于QAR的飛行品質大數據分析應用與展望

◆華康民

（鄭州航空工業管理學院 河南 450046）

在航空的安全管理中，QAR海量數據的分析是其最重要的組成部分之一，它不僅能高效的發掘出飛機的飛行品質，而且還能對飛機飛行體現出來的風險水平進行評估，QAR的飛行品質的大數據是提高飛機飛行品質的重要考量因素之一。然而，在現實中，飛行員不可避免要對周圍的動態環境進行一個實時的評估，還要對各種設備都進行定期的檢查和維修。這個過程是一個長期的、需要調整的過程，所以這對于海量數據的分析造成了一定的影響。本文以QAR為基點，對飛機的飛行品質大數據進行了具體的剖析，并得出了一定的結論，希望能給相關人員一些幫助。

QAR；飛行品質；大數據研究分析

隨著科技的不斷發展，我國對于飛行數據記錄的相關技術也在不斷更新換代。在此情況下，數據的采集方式以及采集信息的質量都有了明顯改善，快速存取記錄器（Quick Access Recorder，QAR）QAR就是其中最重要的設備之一。它不僅記錄了飛機上設備的運轉狀況，也對飛行員的操作方法有一個準確的記錄，曾一度受到航空運營商高度的重視，也成為飛機維修和運行所著重考慮的因素之一。而且這種模式的性能也是比較高的，可以圍繞最為先進的理念和軟件的原型去進行相應的升級和改變，對于我國航空事業的發展有著巨大的影響。

1 QAR數據分析的研究背景以及研究的意義

1.1 QAR技術的研究背景

這些年來，我國的民航業保持著高速發展的勢頭。在這種勢頭的影響之下，我國也開辟出了越來越多的新航線，基本覆蓋了全國各地。隨著人們生活水平的提高，越來越多的人也選擇乘飛機這種出行的方式。通過大數據的分析，不難發現，在所有的交通工具中，乘坐飛機仍然是最安全的出行方式。 不得不說的是，現如今還有很多重大的飛行安全事故，其中影響頗為深遠的就是馬航MH370在南太平洋上墜機事件。在這個事件中，飛機上的人員全部遇難，直到最后也沒有找到飛機的殘骸以及遇難者的遺體。在2014年的時候，馬航的另一個航班也在烏克蘭地區被擊落，飛機上的全部工作人員和乘客當場遇難，這些事情就像埋在我們心中的一層陰霾，久久難以散去。 目前來說，民航業的發展速度是非常快的，為了迎合這個發展的速度，民航安全管理行業就一定要提升自己安全管理水平，這樣民航業才會有持續發展的勢頭。全世界各個國家都增加了對于民航安全投資基金的數量，而且國家也積極鼓勵相關的技術人員去解決民航的安全問題，研發新的技術，這樣也就能最大程度地減少飛機的事故率。大量數據實驗表明，飛機事故產生的主要原因仍然是人為因素，而且這個比例達到了一半以上。在這其中，由于機組人員的差錯導致的事故也占到了人為因素的一半以上。這表明，飛機上的機組人員的操作以及對于飛機的維修將在很大程度上決定飛機安全與否，如果操作失誤，就會帶來難以估量的損失。

1.2 QAR技術的實際研究意義

在民航業眾多新技術的運用中，QAR快速儲存記錄器的應用是其中的佼佼者。與其他的記錄器相比，它擁有更高的容量。因為它能連續記錄超過600個小時的數據信息以及對應機內的記錄，所以它的出現對于我國民航業的發展起到巨大的推動作用。同時，這種記錄儀能同時記錄數百種飛行的數據信息和資料，這能為后續的分析人員提供更詳細、更可靠的參考信息。ICAO曾在記者會上提出，對于民航的安全管理一定要加大力度，一定要采用最為積極、最為有效的方式去進行評估，一定要把事故的發生率降到最低，這樣民航業才能得到更加長久穩定的發展。這從側面說明了QAR技術在數據分析上的應用是極具時代性的，是時代大勢所向。

2 對于QAR國內外研究的現狀

2.1 國內QAR技術的研究現狀

在QAR數據的研究上，主要以它的風險監控、風險評估以及診斷為主要發展方向。基于此，我國科學家提出了一種以QAR技術數據為基礎的關于重著陸風險的評估模型。在這個模型中，我們利用了統計學和概率論的相關原理，去建立了一個與之相關的分列函數去對可能發生的風險以及風險的等級進行了計算。這個模型的提出是極具前瞻性的，也是極具時代意義的，它對于我國重著陸風險的相關研究起到了極大的推動作用。而關于我國發動機的飛行品質的提升的研究，相關的技術人員則提出了一種存在著多重邏輯思維的監控方式。有一些科學家建議用模糊理論為基礎來進行數據的風險分析，并提出了一種利用QAR數據去進行風險分類的方法。這個方法主要是通過對已發事故的現象進行分析，并用模糊理論的相關原理去進行數據的預處理，根據預處理所得出的結果來進行規則庫的相應診斷。

除此之外，我國現在QAR數據的弊端還是存在的。它雖然能儲存較多的信息，但與大量的信息量相比，它所存儲的信息量還是太小。而且它對于數據處理分析的能力也略顯不足，這就會造成大量的數據浪費。對于這種情況，我國相關技術人員提出建立一個QAR數據的信息庫，把這些信息庫進行多元化的設計與表達，這樣才能真正杜絕數據浪費的情況。而針對QAR數據處理的方法，也有相關的人員去進行了專業的研究，并提出了一種向量決策的方法。這個方法主要是提出了一種新的受力模式，這種受力模式是以飛機結構在降落受力分布不均勻為基礎提出的，在實際運用中也取得了較好的成效。

在針對QAR數據的飛行訓練的研究方向上，我國過科學家提出了一種QAR超限制事件的相關診斷方法。這個方法診斷的關鍵就在于能明白飛機飛行的高度以及高度之間的變化率，并以以前發生事故的飛機為基本模型得到一個發生事故較高的區間。在這個區間之內，對飛行員進行嚴格的訓練和指導。也有一些科學家通過對飛行員行為操作的研究得到了一些操作中可能會產生的習慣以及操作的規律。并以這些規律為基礎，建立了一套可高效實施的、只針對飛行員的評價體系。而一旦能對飛行員進行良性的評價，那么對于飛行員的訓練和發展都是很有幫助的，同時也很有助于航空行業的發展。

2.2 國外研究現狀QAR技術的研究與發展

國外在進行飛行數據相關研究的時候，主要包含的方向是以下三類：

首先是對于飛行的數據進行逐一的篩選和審查。而審查的目的就是找出這些數據中哪些是異常的，哪些是正常的。然后根據這些異常的數據記錄去判斷和分析飛機上的哪個零件出現了錯誤。而在尋找異常的方式上，主要是使用大數據的分析或者是GPS的輸入，這兩者能夠準確尋找出飛行數據中的異常。而且后者也可以對飛機的迎角進行準確的測量，能夠較好保證飛機的飛行安全。

其次是以飛行的數據信息為基礎來進行建模，而這些數據或者是信息的來源方式主要是QAR以及FDR。這些數據也能夠較好的評價或者是提高飛機的飛行品質，也能較好找到飛機的危險源。對此，國外的相關技術人員也提出了一種新的風險評估模式。這種風險評估模式主要是針對飛機的航空器，而且這種模式不但對飛行數據中出現的超限事件進行了深層次的解析，還對飛機飛行中的相關數據進行了建模處理，而這些對于飛機飛行都是非常有幫助的。

最后一種研究的方向是對于飛機發生事故的相關數據進行深層的研究并診斷。在這種研究方向上，有關人士更著重于對飛行的風險進行定向的研究。而在研究的具體方位上，他們也更注重于駕駛艙的安全性能。他們把駕駛艙的風險預警放到了事故診斷比較重要的方面，并提出用模糊邏輯的相關原理和方法去解決這一事故。但不得不說的是，這種只單一地針對駕駛艙風險預警的方法的實用性還有待考究。也有一些人提出用統計的方法去進行具體飛行的風險評估，而評估的方法就是利用矩陣的相乘概率來進行計算評估。但數學模型的建立一般太過于理想化，所以在實際運用中的時候，仍然要考慮到諸多的因素，這種方式有效與否也要去進行進一步的評估。

3 應用展望

在未來的QAR發展技術中，我們首先要建立一個風險預測的模型，這樣才能夠更好減少飛機飛行中出現的風險，才能真正把飛機飛行風險告急的相應關口進行前移，從而減小事故發生的概率。但在進行風險預測的時候，我們也要著重注意所使用的預測方法，一定要確保我們所使用的預測方法是科學、有效的。針在進行實時預測的時候，我們首先要從那些小概率事件發生的原因以及原理為起點進行逐步的深入。在深入的過程中，一定要能確定QAR記錄數據中一些重要的數據，并把這些重要的數據逐一的羅列起來，運用數學方法進行概率的演算。然后根據演算出來的結果以及所體現出來的相應水平去判斷某一真實事件是否屬于小概率事件。在這其中，要著重注意的是一定要用多組信息去進行相應的排列組合，這樣我們才能得到一個最為準確的判斷。 在判斷完成之后，一定要通過實踐去對這些原則或者準則進行進一步的篩選和評估，然后去選擇符合實際情況的準則。對此，我們就可以通過這些準則去進行組合。而組合完成之后，就得到了一個科學合理的基于QAR數據分析的風險預測。而我們也要明白，航空安全風險預測將是QAR數據分析最重要的發展路徑之一。

4 結語

總的來說，在航空行業的發展中，一定要注重飛機飛行的品質。以此為基礎，就一定要以QAR數據為基礎進行飛行品質的有效探究。就此來說，QAR數據在新時代航空行業的發展中是十分必要的，只有它得到一個穩定高效的發展，才能真正保證飛機的飛行品質，也才能真正保障飛機飛行的安全。希望不久的將來，飛機飛行的品質會得到大幅度的提高，我國航空業也能得到進一步的發展，從而助力我國經濟的騰飛。

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