劉凱

摘 要：飛行數(shù)據(jù)是飛機(jī)整個(gè)飛行過程中，飛行數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)對(duì)飛機(jī)飛行性能和飛行狀態(tài)相關(guān)的飛行參數(shù)的一系列記錄。本文探討如何利用飛行數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)采集飛行數(shù)據(jù)，借助地面系統(tǒng)應(yīng)用軟件重現(xiàn)空中飛行的動(dòng)作和數(shù)據(jù)，對(duì)飛行數(shù)據(jù)展開聚類分析和檢查監(jiān)督，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不安全因素，進(jìn)一步確保飛行安全。

關(guān)鍵詞：飛行數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)處理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.233

1 飛行數(shù)據(jù)分析意義

傳統(tǒng)的機(jī)務(wù)維修方式是定期來進(jìn)行的，在飛機(jī)飛行固定的一段時(shí)間，當(dāng)時(shí)間到了以后就會(huì)把飛機(jī)的機(jī)身、發(fā)動(dòng)機(jī)和主要部件拆下進(jìn)行維修或者更換。定時(shí)維修存在的問題，一方面是規(guī)定的小時(shí)數(shù)到了以后，大多數(shù)部件仍然完好，卻被維修或者更換；另一方面是還有一些部件會(huì)隨機(jī)發(fā)生故障，事故的是否發(fā)生與定期維修沒有直接聯(lián)系。因此出現(xiàn)的一些問題反映了定期維修的浪費(fèi)、效率低的弊端。隨著飛行數(shù)據(jù)記錄器在飛機(jī)上的普遍使用，產(chǎn)生了一種新型的維修方式：視情維修。飛行數(shù)據(jù)記錄設(shè)備對(duì)飛機(jī)的機(jī)身、發(fā)動(dòng)機(jī)及其主要部件運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并分析飛行數(shù)據(jù)，從而掌握部件發(fā)生失效的時(shí)間、原因以及失效后的后果等。由此可見，飛行數(shù)據(jù)分析在機(jī)務(wù)維修中占有舉足輕重的地位，

飛行數(shù)據(jù)分析在提高航空安全水平、降低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)方面具有非常重要的意義。通過對(duì)飛行數(shù)據(jù)分分析、飛行數(shù)據(jù)超限情況的監(jiān)測，可以盡早識(shí)別違規(guī)的操作、有問題的程序、飛機(jī)性能的衰退等安全隱患，為提高飛機(jī)運(yùn)行的安全水平提供支持。在過去的 30 多年中，航空技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，伴隨著數(shù)以千計(jì)由于錯(cuò)綜復(fù)雜的原因?qū)е碌娘w行事故，也可以說，飛行器是在不斷的出現(xiàn)事故、故障，然后做出相應(yīng)的改進(jìn)中發(fā)展起來的。由此可見，保證航空器安全運(yùn)行是十分迫切的問題，除了提高航空器本身的可靠性，對(duì)航空器進(jìn)行飛行數(shù)據(jù)分析，從而實(shí)現(xiàn)飛行品質(zhì)監(jiān)控就成為了發(fā)展現(xiàn)代航空的必要任務(wù)。

2 飛行數(shù)據(jù)采集

自上世紀(jì)末開始，國內(nèi)大部分航空公司都在航班上加裝了快速存取記錄器設(shè)備和相關(guān)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、分析、管理系統(tǒng)和設(shè)備，這些設(shè)備都能夠記錄100 飛行小時(shí)以上的時(shí)間。隨著電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)等學(xué)科的發(fā)展，現(xiàn)階段的數(shù)據(jù)采集逐步向功能化、集約化、精密化趨勢(shì)發(fā)展。目前所具有的采集系統(tǒng)多以AirNet自控系統(tǒng)為主，其主要涵蓋三個(gè)模塊：

（1）電報(bào)處理模塊。該模塊主要功能為分組接收、解析原始報(bào)文，并針對(duì)原始報(bào)文所存在的數(shù)據(jù)遺漏及格式錯(cuò)誤等初級(jí)問題發(fā)送警告提示；同時(shí)模塊可實(shí)時(shí)修正GPS信號(hào)，依據(jù)所收到GPS時(shí)鐘信號(hào)修正飛行時(shí)間；此外，該模塊具備氣象數(shù)據(jù)處理功能，可借助雷達(dá)數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)對(duì)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸播報(bào)。

（2）飛行數(shù)據(jù)處理模塊。作為核心內(nèi)容的飛行數(shù)據(jù)處理模塊應(yīng)具有依據(jù)飛行計(jì)劃及航班信息，繪制飛行航路，解析航路重要節(jié)點(diǎn)，預(yù)測各重要節(jié)點(diǎn)的預(yù)期抵達(dá)時(shí)間、經(jīng)緯度、飛行高度等功能。針對(duì)飛行軌跡展開路徑模型構(gòu)建，就飛行過程中出現(xiàn)的偏離航道等技術(shù)錯(cuò)誤展開過點(diǎn)糾正，自動(dòng)記錄飛行過程的重要參數(shù)及實(shí)際軌跡，并通過相應(yīng)傳輸設(shè)備及時(shí)傳輸信息及管制員。

（3）飛行數(shù)據(jù)顯示模塊。飛行數(shù)據(jù)顯示模塊應(yīng)具備將飛行基本數(shù)據(jù)直觀顯示于機(jī)組人員的功能，主要包括航班數(shù)據(jù)、電報(bào)數(shù)據(jù)的顯示、查詢及維護(hù)功能，基礎(chǔ)資料的保護(hù)及存儲(chǔ)顯示功能，航班軌跡及班期安排管理顯示，報(bào)警警示燈正常顯示燈功能。

3 飛行數(shù)據(jù)集中處理

由于實(shí)時(shí)的飛行數(shù)據(jù)需要大量的存儲(chǔ)空間，航班所附設(shè)備存在一定的局限性，而飛行數(shù)據(jù)作為飛行事故預(yù)防，飛行安全管理工作的核心原始鏈，其重要性不容忽。在此，本文提出兩種飛行數(shù)據(jù)集中處理模式：

（1）構(gòu)建全國性或區(qū)域性集中單一飛行數(shù)據(jù)處理庫，該數(shù)據(jù)庫主要處理飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)，依據(jù)數(shù)據(jù)用途，運(yùn)用多樣化數(shù)據(jù)處理方法，將大量存量數(shù)據(jù)加工處理后，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備備份至自動(dòng)化系統(tǒng)中，機(jī)組及機(jī)務(wù)人員可依據(jù)歷史數(shù)據(jù)及故障記錄，實(shí)現(xiàn)快速排故，強(qiáng)化工作效率及精準(zhǔn)度。

（2）構(gòu)建全國性或區(qū)域性單一飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫記錄管線范圍內(nèi)的飛行計(jì)劃，跟蹤飛行計(jì)劃過程中的狀態(tài)及觸發(fā)狀態(tài)改變條件，通過架設(shè)應(yīng)急備份系統(tǒng)，復(fù)制飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)并跟蹤主系統(tǒng)飛行計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)兩者的延時(shí)同步。該系統(tǒng)在數(shù)據(jù)處理上具有完全獨(dú)立性優(yōu)勢(shì)，數(shù)據(jù)處理所需軟硬件算法具有較強(qiáng)的魯棒性，可進(jìn)一步較少數(shù)據(jù)互擾的差異性錯(cuò)誤。

數(shù)據(jù)處理過程不可回避的一個(gè)問題是，如何對(duì)眾多數(shù)據(jù)展開聚類處理是需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題，將數(shù)據(jù)按相似性原則歸分成若干個(gè)類別，挖掘其內(nèi)在相似性和聯(lián)系，有助于加快數(shù)據(jù)處理流程。目前，聚類算法中K-means法應(yīng)用較為廣泛，其相關(guān)研究已擴(kuò)展至多領(lǐng)域，且取得諸多豐碩成果，結(jié)果本文研究對(duì)象和研究目標(biāo)，可對(duì)時(shí)效性飛行數(shù)據(jù)展開聚類分析，并通過BWP聚類有效性評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，確定最佳聚類數(shù)。其中BWP指標(biāo)反映單個(gè)樣本聚類有效性，假設(shè)個(gè)樣本對(duì)象被聚類為類，其中BWP指標(biāo)計(jì)算公式如下：

其中為數(shù)據(jù)聚類為類時(shí)的平均BWP指標(biāo)值，為最佳聚類數(shù)，表示聚類樣本數(shù)，表示類別。

進(jìn)一步地，對(duì)聚類結(jié)果進(jìn)行融合，分析異常飛行數(shù)據(jù)產(chǎn)生機(jī)理。

4 結(jié)論

通用航空近些年在我國發(fā)展迅速，但是飛行數(shù)據(jù)采集和分析卻沒有在通航業(yè)內(nèi)普遍展開。從長遠(yuǎn)來講，我國民航業(yè)已進(jìn)入快速發(fā)展期，為確保飛行安全，飛行數(shù)據(jù)的集中管理已是大勢(shì)所趨。本文對(duì)于飛行數(shù)據(jù)集中處理流程管理的淺談，是源自于本人工作的經(jīng)驗(yàn)之談，由于知識(shí)體系所限，意在廣開言路，希望借此機(jī)會(huì)引發(fā)廣泛討論。

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