楊　帆（民航東北地區(qū)空管交通管理局，沈陽110043）

FREQUENTIS內(nèi)話通信系統(tǒng)故障分析

楊帆
（民航東北地區(qū)空管交通管理局，沈陽110043）

FREQUENTIS內(nèi)話通信系統(tǒng)，作為民航區(qū)域管制的主要設(shè)備，具有較強的綜合語音交互能力，操作上功能性強，可根據(jù)用戶需求，靈活地進(jìn)行系統(tǒng)配置。但是，隨著這種內(nèi)話通信系統(tǒng)在民航的廣泛使用，故障發(fā)生也在不斷增加。

故障樹；FMECA；RPN評分準(zhǔn)則

1　內(nèi)話通信系統(tǒng)的基本配置和工作原理

民航內(nèi)話通信系統(tǒng)提供空管管制員之間的通信，也提供管制員與飛行器之間的通信?？蔀楣苤茊T的管制移交協(xié)調(diào)工作和對空指揮提供良好的人機操作面。其組成為中心交換機、席位電子模塊（iPOS）及觸摸屏（Power Panel）、人機接口（IPIP）、技術(shù)監(jiān)視與控制系統(tǒng)（TMCS）。

2　內(nèi)話通信系統(tǒng)故障情況

根據(jù)《空管設(shè)備每日運行簡報》匯總的信息，對2008——2012年全國民航空管系統(tǒng)所屬FREQUENTIS內(nèi)話系統(tǒng)故障進(jìn)行統(tǒng)計，共發(fā)生24次故障。按照故障原因描繪出設(shè)備運行態(tài)勢曲線圖。以下分別是內(nèi)話系統(tǒng)硬件原因（圖1）和軟件原因（圖2）故障曲線圖。

圖1　內(nèi)話系統(tǒng)硬件故障趨勢擬合圖Fig.1　Hardware failure within the telephone system fitted trend chart

圖2　內(nèi)話系統(tǒng)軟件故障趨勢擬合圖Fig.2　Trends in the telephone system software failure fitting chart

3　故障樹分析法定性定量分析

故障樹分析法（FTA）可辯識引起系統(tǒng)風(fēng)險的元素風(fēng)險。利用故障樹的演繹分析方法建立以內(nèi)話系統(tǒng)故障作為故障樹的頂事件（P）。根據(jù)推演的方法將頂事件（P）分解成硬件故障和軟件故障兩個部分，建立以硬件故障和軟件故障為頂事件的兩個故障樹。

3.1對系統(tǒng)硬件和軟件各部分組件運用故障樹定性分析法分解

3.1.1主機柜故障樹定性分析

電源故障（X1），LB板故障（X2），BCB故障（X3），ERIF板故障（X4），GPIF板故障（X5），JIF板故障（X6），CIF板故障（X7），NI64板故障（X8）。

A機柜和B機柜故障樹結(jié)構(gòu)函數(shù)表達(dá)式為：

T1=X1+X2+X3+X4+X5+X6+X7+X8

3.1.2操作席位故障樹定性分析

觸摸屏故障（X9），處理器模塊板件故障（X10），處理器模塊接口故障（X11），IPOS電源穩(wěn)壓器故障（X12），IPOS電源接頭故障（X13），IPIP組件板件故障（X14），IPIP組件接口故障（X15），揚聲器喇叭故障（X16），揚聲器接口故障（X17）。

結(jié)構(gòu)函數(shù)表達(dá)式為：

T2=X9+X10+X11+X12+X13+X14+X15+X16+X 17

3.1.3TMCS硬件故障樹定性分析

顯示器故障（X18），主板故障（X19），硬盤故障（X20）。

機房區(qū)TMCS和值班區(qū)TMCS硬件故障樹結(jié)構(gòu)函數(shù)表達(dá)式為：

3.1.4線路故障樹定性分析

主機至席位PCM30總線故障（X25），主機及各席位外接電源線路故障（X26）；配線架線路故障（X27）。

結(jié)構(gòu)函數(shù)表達(dá)式為：T4=X25+X26+X27。

3.1.5TMCS軟件故障樹定性分析

操作系統(tǒng)軟件故障（X28），各席位配置文件出錯（X29），主機柜各板件配置文件出錯（X30），驅(qū)動程序失效（X31），監(jiān)控軟件自身出錯（X32）。

結(jié)構(gòu)函數(shù)表達(dá)式為：

3.1.6操作席位失效故障樹定性分析

IPOS處理程序出錯（X33），席位配置出錯死機（X34）。

結(jié)構(gòu)函數(shù)表達(dá)式為：T6=X33+X34。

3.1.7主機柜板卡配置失效故障樹定性分析

LB板配置失效（X35），BCB板配置失效（X36），ERIF板配置失效（X37），GPIF板配置失效（X38），JIF板配置失效（X39），CIF板配置失效（X40），NI64板配置失效（X41）。

結(jié)構(gòu)函數(shù)表達(dá)式為：

3.2對系統(tǒng)硬件和軟件運用故障樹定量分析

統(tǒng)計各故障樹底事件五年內(nèi)發(fā)生的持續(xù)時間之和。假設(shè)設(shè)備故障按照指數(shù)分布，計算這五年時間內(nèi)發(fā)生故障的概率重要度q。

結(jié)構(gòu)重要度：P=1/2n-1

所有底事件邏輯關(guān)系均為“或”。因此底事件的結(jié)構(gòu)重要度：P=1/21-1=1/20=1。內(nèi)話系統(tǒng)故障樹頂事件MTBF值：

3.3內(nèi)話系統(tǒng)故障樹模型（FTA）結(jié)論

通過故障樹模型的建立，以及對各底事件的定性分析，經(jīng)過定量分析得出上表中的概率重要度的結(jié)果。通過統(tǒng)計和計算，內(nèi)話系統(tǒng)故障時間都相對較短。其中，硬件故障占比較大，主要集中在觸摸屏。

4　FMECA故障模式、影響及危害性分析

故障模式、影響及危害性分析（FMECA）是分析系統(tǒng)中每一產(chǎn)品可能產(chǎn)生的故障模式及其對系統(tǒng)造成影響，并按故障模式的嚴(yán)重程度及其發(fā)生概率予以分類的歸納分析方法。并以FMEA報告的形式提供，其中，RPN評分準(zhǔn)則最為重要。

RPN評分準(zhǔn)則公式：RPN=OPR×ESR×DDR。

其中，故障模式發(fā)生概率等級（O），故障模式影響嚴(yán)酷度等級（S），檢測難度等級評（D）。內(nèi)話系統(tǒng)重要組成部件RPN。根據(jù)RPN評分準(zhǔn)則，IPOS觸摸屏為192，是影響設(shè)備運行的主要因素。

5　系統(tǒng)運行風(fēng)險和保障建議

通過全國2008——2012年內(nèi)話系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)，用FTA和FMECA對內(nèi)話系統(tǒng)故障進(jìn)行故障模型整理分析。硬件故障多為主機柜各板件。建議加強備件定期測試，保障備件的完好性。對故障板件及時送修，在送修期間，能夠保證仍有相應(yīng)的完好備件來應(yīng)對設(shè)備突發(fā)故障情況。

硬件故障中，觸摸屏的故障最多。目前3020X型中，觸摸屏與處理器集成一體，導(dǎo)致故障幾率大大增加。多發(fā)生處理器板故障，接口故障，以及觸摸屏校準(zhǔn)失效等情況。隨著航班架次大幅上升，管制席位不斷增加，導(dǎo)致目前席位過多，而觸摸屏備件相對較少。建議增加備用觸摸屏與席位的比重，來保障觸摸屏故障能夠及時更換，降低運行保障風(fēng)險。

在與保障單位進(jìn)行溝通了解后，目前這種內(nèi)話系統(tǒng)在運行中，還存在其他需要協(xié)調(diào)解決的問題。具體問題如下：

第一，原廠標(biāo)配話筒及耳麥存在線纜松動、連接脫焊、聽筒故障、麥克故障等情況。建議采用國產(chǎn)話筒或耳麥來替換保障。

第二，管制使用中發(fā)現(xiàn)有線、無線部分聲音大小不一致，調(diào)節(jié)音量平衡效果有限。建議增加自動電平增益控制等方法來控制音量輸出均衡。

第三，內(nèi)話系統(tǒng)中NI64板是用于同類型內(nèi)話設(shè)備聯(lián)網(wǎng)板卡。在安裝后，測試無法調(diào)通，一直處于閑置狀態(tài)。建議內(nèi)話席位的相互通信能夠更加方便、實效。

［1］許榮，車建國，楊作賓，等.故障樹分析法及其在系統(tǒng)可靠性分析中的應(yīng)用［J］.指揮控制與仿真，2010，（02）：27-28.

［2］陶勇劍，董德存，任鵬.采用故障樹分析診斷系統(tǒng)故障的改進(jìn)方法［J］.哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2010，（01）：92-93.

Failure Analysis of FREQUENTIS telephone communication system

YANG Fan
（Civil Aviation Authority o fthe Northeast Air Traffic Control Traffic，Shenyang110043，China）

Abstract∶As the major equipment of regional regulation of civil aviation，t he FREQUENTIS internalization communication system has the strong integrated voice interaction capabilities and operating functions.It can do the system configuration flexibly according to the user's needs.But with the wide uses of FREQUENTIS，faults are increasing.

Fault tree；FMECA；RPNgrade criterion

V355

A

1674-8646（2015）02-0030-02