民用飛機(jī)故障診斷及故障風(fēng)險評估的TMSDG方法研究

薛航，孫赫

中航國際航空發(fā)展有限公司

民用飛機(jī)故障診斷及故障風(fēng)險評估的TMSDG方法研究

薛航，孫赫

中航國際航空發(fā)展有限公司

民用飛機(jī)的故障診斷和故障的風(fēng)險評估對于民用飛機(jī)來說是非常重要的，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，我們通過不同種類的故障診斷方法進(jìn)行對比研究，并在此基礎(chǔ)上提出了民用飛機(jī)故障風(fēng)險評估的TMSDG（符號有向圖）方法。

符號有向圖；民用飛機(jī)故障診斷；故障風(fēng)險評估；研究

前言

民用飛機(jī)如果出現(xiàn)故障的話，那么對于航班的正點率影響是非常大的，飛機(jī)是一種大型的非常復(fù)雜的系統(tǒng)，在對飛機(jī)故障的診斷過程當(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上面的方法進(jìn)行排除故障是很難的，因為故障的出現(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)的時候，系統(tǒng)中的大部分監(jiān)測參數(shù)都會偏離自身額定的值，所以我們根據(jù)系統(tǒng)的這一特點，運(yùn)用了基于深層知識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)歷不足等問題，而出現(xiàn)的符號有向圖方法是以一種定性的圖論模型存在的，這一模型能夠及時的描繪出系統(tǒng)過程變量之間的關(guān)系以及故障傳播的真實路徑，能夠準(zhǔn)確的表達(dá)出故障演化的過程，因此符號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)長時間的經(jīng)驗進(jìn)行故障的排除，但是對于那些經(jīng)驗較弱的工作人員來說卻是非常困難的一件事情，所以有的時候民航公司就會消耗大量的人力物力對飛機(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，而對飛機(jī)進(jìn)行故障診斷的時候，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飛機(jī)的故障隔離手冊以及飛機(jī)的維護(hù)手冊，這些文檔對于民用飛機(jī)的安全來說是非常關(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，對故障診斷的成本也是有非常高的要求的，因為航空公司所追求的還是以最低的經(jīng)營成本來經(jīng)營，還要在降低成本的同時，減少因航班延誤而帶來的損失，所有航線都要在規(guī)定的時間內(nèi)完成，航班的時間要緊湊。

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)，從而建立的一個完善的案例數(shù)據(jù)庫。當(dāng)飛機(jī)出現(xiàn)故障的時候，我們的維修人員就可以打來數(shù)據(jù)庫，對之前的故障進(jìn)行查詢，再與現(xiàn)階段飛機(jī)的故障進(jìn)行對比，這樣就能夠極大的縮短診斷的時間，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，并不能夠完全的對診斷的結(jié)果進(jìn)行診斷，所以說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

故障診斷樹其實是一個標(biāo)準(zhǔn)，是每一個底事件導(dǎo)致事件發(fā)生的標(biāo)準(zhǔn)，比如說在故障概率相同的情況下，這時每一個底事件對頂事件的影響程度其實是相同的，但是在實際的系統(tǒng)中，底事件故障的概率其實是不同的，所以受到的影響也就不會相同，由于故障的出現(xiàn)是未知的，所以我們并不會知道底事件的真實故障概率，所以對頂事件的故障概率也是預(yù)測不出來的，通常情況下我們的研究人員會通過案例的推理先得出底事件統(tǒng)計的概率，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)果又會受到多方面因素的影響，因此，我們針對不同方法的優(yōu)勢和不足，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，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，如果此時能夠成功，那么在進(jìn)行進(jìn)一步的診斷，如果此時是失敗的，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)的啟動等多種情況，從而將飛行員所反映出來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出現(xiàn)一些復(fù)雜的故障，所以我們通過深入的了解飛機(jī)系統(tǒng)的工作原理，可以重新的模擬當(dāng)時故障出現(xiàn)的情境，這樣就能夠有效的避免飛機(jī)飛行驗證的環(huán)節(jié)，減少了故障排除的時間，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飛機(jī)的系統(tǒng)原理和設(shè)計都非常熟悉的基礎(chǔ)上的，如果我們的維修人員對飛機(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，否則會產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果的。

4.TMSDG方法

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

[1]鐘斌，張會成．正確認(rèn)識排故手冊的作用．中國民航學(xué)院學(xué)報，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與診斷技術(shù)．控制理論與應(yīng)用，2002，1 9(5)：653—666．