薛航，孫赫

中航國(guó)際航空發(fā)展有限公司

民用飛機(jī)故障診斷及故障風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的TMSDG方法研究

薛航，孫赫

中航國(guó)際航空發(fā)展有限公司

民用飛機(jī)的故障診斷和故障的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估對(duì)于民用飛機(jī)來(lái)說(shuō)是非常重要的，現(xiàn)階段各種基于人工智能方法在故障的診斷上都還存在一定的局限性，所以說(shuō)采取單一的診斷方法是很難滿足復(fù)雜飛機(jī)系統(tǒng)的故障診斷任務(wù)的，我們通過(guò)不同種類的故障診斷方法進(jìn)行對(duì)比研究，并在此基礎(chǔ)上提出了民用飛機(jī)故障風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的TMSDG（符號(hào)有向圖）方法。

符號(hào)有向圖；民用飛機(jī)故障診斷；故障風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；研究

前言

民用飛機(jī)如果出現(xiàn)故障的話，那么對(duì)于航班的正點(diǎn)率影響是非常大的，飛機(jī)是一種大型的非常復(fù)雜的系統(tǒng)，在對(duì)飛機(jī)故障的診斷過(guò)程當(dāng)中，如果遇到比較困難的困難的話，只是按照故障排除手冊(cè)上面的方法進(jìn)行排除故障是很難的，因?yàn)楣收系某霈F(xiàn)是有很多不確定因素的，飛機(jī)系統(tǒng)在處于故障狀態(tài)的時(shí)候，系統(tǒng)中的大部分監(jiān)測(cè)參數(shù)都會(huì)偏離自身額定的值，所以我們根據(jù)系統(tǒng)的這一特點(diǎn)，運(yùn)用了基于深層知識(shí)的定性模型診斷推力方法，這一方法能夠有效的解決診斷經(jīng)歷不足等問(wèn)題，而出現(xiàn)的符號(hào)有向圖方法是以一種定性的圖論模型存在的，這一模型能夠及時(shí)的描繪出系統(tǒng)過(guò)程變量之間的關(guān)系以及故障傳播的真實(shí)路徑，能夠準(zhǔn)確的表達(dá)出故障演化的過(guò)程，因此符號(hào)有向圖方法也得到了較為廣泛的研究。

1.民用飛機(jī)故障診斷

現(xiàn)階段，我國(guó)的民用飛機(jī)的故障診斷水平還是有限的，仍然處于人工判斷的階段，維修的效率也是非常低，經(jīng)常會(huì)造成飛機(jī)延誤，民航飛機(jī)的維修，絕大程度上都是根據(jù)長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行故障的排除，但是對(duì)于那些經(jīng)驗(yàn)較弱的工作人員來(lái)說(shuō)卻是非常困難的一件事情，所以有的時(shí)候民航公司就會(huì)消耗大量的人力物力對(duì)飛機(jī)進(jìn)行維護(hù)。在民用飛機(jī)這一領(lǐng)域，在排除故障的過(guò)程當(dāng)中都是有其特別的地方的，首先，故障的診斷一定要滿足試航性的基本要求，而對(duì)飛機(jī)進(jìn)行故障診斷的時(shí)候，其試航性要求就要滿足飛機(jī)的制造商所提供的屬于本型號(hào)飛機(jī)的故障隔離手冊(cè)以及飛機(jī)的維護(hù)手冊(cè)，這些文檔對(duì)于民用飛機(jī)的安全來(lái)說(shuō)是非常關(guān)鍵的，因此民用飛機(jī)的診斷和維修一定要在這些文檔的控制之下。其次，對(duì)故障診斷的成本也是有非常高的要求的，因?yàn)楹娇展舅非蟮倪€是以最低的經(jīng)營(yíng)成本來(lái)經(jīng)營(yíng)，還要在降低成本的同時(shí)，減少因航班延誤而帶來(lái)的損失，所有航線都要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成，航班的時(shí)間要緊湊。

2.民用飛機(jī)案例推理及故障樹融合診斷法

2.1 案例推理

所謂的案例推理其實(shí)就是將之前民航飛機(jī)上所發(fā)生的故障進(jìn)行歸納和總結(jié)，從而建立的一個(gè)完善的案例數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)飛機(jī)出現(xiàn)故障的時(shí)候，我們的維修人員就可以打來(lái)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)之前的故障進(jìn)行查詢，再與現(xiàn)階段飛機(jī)的故障進(jìn)行對(duì)比，這樣就能夠極大的縮短診斷的時(shí)間，更重要的是有效的提高了故障診斷你的速度，我們知道任何一種方法都是有利有弊的，案例推理法也是一樣，這種方法具有一定的片面性，并不能夠完全的對(duì)診斷的結(jié)果進(jìn)行診斷，所以說(shuō)是不能夠作為最終的故障診斷手段的。

2.2 故障樹診斷方法

故障診斷樹其實(shí)是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，是每一個(gè)底事件導(dǎo)致事件發(fā)生的標(biāo)準(zhǔn)，比如說(shuō)在故障概率相同的情況下，這時(shí)每一個(gè)底事件對(duì)頂事件的影響程度其實(shí)是相同的，但是在實(shí)際的系統(tǒng)中，底事件故障的概率其實(shí)是不同的，所以受到的影響也就不會(huì)相同，由于故障的出現(xiàn)是未知的，所以我們并不會(huì)知道底事件的真實(shí)故障概率，所以對(duì)頂事件的故障概率也是預(yù)測(cè)不出來(lái)的，通常情況下我們的研究人員會(huì)通過(guò)案例的推理先得出底事件統(tǒng)計(jì)的概率，先判斷出底事件的重要性，最終在進(jìn)行系統(tǒng)的故障診斷問(wèn)題。

2.3 案例推理和故障樹診斷方法的融合

我們知道案例推理是有一定的片面性的，并不能作為最終的故障診斷手段，而故障樹診斷方法所產(chǎn)生的診斷結(jié)果又會(huì)受到多方面因素的影響，因此，我們針對(duì)不同方法的優(yōu)勢(shì)和不足，我們的工作人員提出了融合診斷的方法，讓其充分的發(fā)揮診斷方法的優(yōu)勢(shì)，提高診斷的效率。

案例推理和故障樹診斷兩者的融合就是為了彌補(bǔ)二者的不足，先利用案例推理進(jìn)行故障的診斷，如果此時(shí)能夠成功，那么在進(jìn)行進(jìn)一步的診斷，如果此時(shí)是失敗的，那么就基于故障樹診斷進(jìn)行精確的診斷，兩種方法的融合可以在很大程度上提高民用飛機(jī)故障診斷的速度和準(zhǔn)確度。

3.民用飛機(jī)故障診斷中的模型建設(shè)

在飛機(jī)的故障診斷過(guò)程當(dāng)中，我們的維修人員可以運(yùn)用手中的資料，分析飛機(jī)的協(xié)同工作原理，在對(duì)飛機(jī)的系統(tǒng)原理都熟知的情況，可以采取適當(dāng)?shù)哪M重現(xiàn)技術(shù)，這樣能夠方便模擬飛機(jī)發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)等多種情況，從而將飛行員所反映出來(lái)的故障重新的再模擬一遍，進(jìn)而減少了飛機(jī)延誤的幾率，縮短了排除故障的周期，進(jìn)一步的提高了飛機(jī)的利用率。

任何事情都有特殊的情況，飛機(jī)在一些較為極端的情況下也會(huì)出現(xiàn)一些復(fù)雜的故障，所以我們通過(guò)深入的了解飛機(jī)系統(tǒng)的工作原理，可以重新的模擬當(dāng)時(shí)故障出現(xiàn)的情境，這樣就能夠有效的避免飛機(jī)飛行驗(yàn)證的環(huán)節(jié)，減少了故障排除的時(shí)間，最重要的是降低了飛機(jī)維護(hù)的成本，飛機(jī)的整體利用率得到了很大的提高。在飛機(jī)的運(yùn)行保障中，有效的運(yùn)用故障模擬技術(shù)，我們的維護(hù)人員在正常的情況下就可以相對(duì)準(zhǔn)確的查找出出現(xiàn)的故障，但是這種故障模擬重現(xiàn)技術(shù)是建立在維修人員對(duì)飛機(jī)的系統(tǒng)原理和設(shè)計(jì)都非常熟悉的基礎(chǔ)上的，如果我們的維修人員對(duì)飛機(jī)的系統(tǒng)不是特別熟悉的話，俺么最好不要使用這種方法，否則會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果的。

4.TMSDG方法

TMSDG的描述方式在實(shí)際的系統(tǒng)中經(jīng)常會(huì)受到一些節(jié)點(diǎn)而未能測(cè)量形成未知狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)，而且模型當(dāng)中又缺少測(cè)試節(jié)點(diǎn)的相關(guān)信息，所以說(shuō)并不能夠真正的實(shí)現(xiàn)交互診斷。我們的研究人員根據(jù)這一問(wèn)題，在之前傳統(tǒng)的SDG模型中的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)補(bǔ)充表達(dá)了未測(cè)的狀態(tài)，并且成功的引入了測(cè)試節(jié)點(diǎn)的描述，及時(shí)有效的反映出了部件的檢測(cè)和維修的相關(guān)信息。TMSDG方法準(zhǔn)確的表達(dá)了未測(cè)的節(jié)點(diǎn)，并且提出了與之相對(duì)應(yīng)的推理方法，此外，TMSDG方法還引入了含維修信息的測(cè)試節(jié)點(diǎn)，確保了飛機(jī)在較低的維修成本的前提下，運(yùn)用最小的測(cè)試步驟就完成了飛機(jī)系統(tǒng)的故障檢測(cè)。因此我們說(shuō)TMSDG方法非常適合民用飛機(jī)故障的診斷以及故障的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

[1]鐘斌，張會(huì)成．正確認(rèn)識(shí)排故手冊(cè)的作用．中國(guó)民航學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，22(Supp1)：60—61．

[2]王文輝，周東華．基于定性和半定性方法的故障檢測(cè)與診斷技術(shù)．控制理論與應(yīng)用，2002，1 9(5)：653—666．