ACARS实时监控下的民机主制造商快响支援研究

晏震乾，孙 伟，黄爱军，陈新霞

（中国商飞上海飞机客户服务有限公司快速响应中心，上海 200240）

航空公司在飞机运行中因非例行性工作而导致的航班延误或取消，会造成一定的经济损失，还会给公司的公众形象、飞机产品市场的可接受度等带来较大的负面影响。国产民机主制造商可通过建立快速响应支援机构和体系，借助信息技术发展优势，开展对飞机通讯寻址与报告系统（ACARS,aircraft communication addressing and report system）报文的监控应用，逐步提高主制造商或航空公司工程技术人员对飞机状态的技术感知度和信息掌握度，帮助其分析并快速解决相关问题。在新机型交付航空公司运行和维护等工作中提供快速有效的技术支援和信息支持，从而提高客户满意度和产品市场竞争力。

1 快速响应体系

随着信息技术与制造技术不断进步，民用飞机在经历近百年发展后，与其产业链直接相关的制造、运行及服务等相关行业仍处于飞速发展时期[1]，并具有以下特点：民用飞机市场需求持续急剧增长[2]，制造业向制造服务业转变，客户支持专业性和时效性要求更高[3]。

此外，民用飞机作为综合度高、涉及产品广的复杂产品[4]，需要主制造商提供大量的产品支援和客户服务工作[5]。这些工作从产品交付使用前开始，一直延续至飞机报废，具有涉及范围广、内涵丰富、技术复杂、工作庞大的特点。航空公司在飞机运营过程中需要主制造商提供大量的支持与服务，离开了主制造商的产品支援和客户服务就无法正常使用。

各飞机主制造商都建立起以专业工程师为核心的快速响应中心组织机构，以设计研发、总装制造、试飞及各供应商等为延伸的快速响应工作体系，如图1所示，并覆盖电话、电子邮件、传真、网络及移动端等多种渠道的信息接入方式，7×24 h全天候接收、处理并及时答复不同客户的不同问题。

图1 快响中心及快响体系简图Fig.1 Rapid response center and its working system

2 ACARS报文实时监控的发展与应用

2.1 发展概述

ACARS的运用始于1978年[6]，起源于皮埃蒙特（Piedmont）航空公司希望能找到一个较好方法来计算机组的飞行时间。ACARS的初始应用称为OOOI报文，提供了航空运行控制（AOC）通讯，OOOI给出了实际离开登机门（OUT）、起飞离地（OFF）、触地（ON）和进港（IN）时刻。随着机载信息技术的发展，其他与时间相关的信息也开始通过ACARS传送并接收，从此ACARS的扩展应用不断增加。

随着ACARS的不断完善，更多的信息传递于飞机与地面之间，如飞行员能通过ACARS及时获得地面上传的天气预报、航行通告和签派的放行指令，也能通过ACARS将运行的实时情况，如OOOI状态、位置报告、发动机监控报文、飞机系统维护信息等自动下传。签派员和机务部门等可根据各类信息进行判读，为飞机的运行维护等及时做准备。

2.2 报文的构成与应用类型

1）报文的构成

ACARS报文是飞机通电后相关机载系统满足特定逻辑条件下的一组参数值集合。飞机设计时将用户对飞机运行或维护所关注的“事件”，具体化到一系列特定参数组合的报文。安装了先进数据采集管理组件的飞机，可获取更多用户所关心的机载参数。用户通过对机载系统报文触发逻辑的客户化配置，便可确保飞机运行过程中获取用户关心的报文[7]。

2）报文的应用类型

ACARS报文是为满足用户对飞机运行、维护等不同业务的各类需求，因此根据ACARS报文应用目的不同可将其划分不同的类型。反之，不同类型的报文所实现的应用也各有侧重，其被关注的部门及业务也各有不同，如图2所示。

图2 ACARS报文主要类型及应用Fig.2 Main types and applications of ACARS report

2.3 报文的机载实现过程

ACARS报文的机载实现过程需包括以下环节：①确定用户需求；②进行报文抽象；③开展参数选取；④分析设定逻辑；⑤验证并机上配置。如用户可能关心飞机在空中或着陆过程中所受载荷的情况，以便及早确定是否需要安排相关机务检查或维修工作。抽象成报文，则可定义成巡航阶段的“颠簸报”、着陆阶段的“重着陆报”或“硬着陆报”；具体到参数，则涉及到“垂直加速度”、“空地电门”、“飞机着陆重量”等；进一步进行逻辑设定相应标准，如飞机允许最大着陆重量、着陆临界接地加速度等。ACARS报文的机载实现具体过程如图3所示。

2.4 适航法规对报文应用的要求

图3 ACARS报文的机载实现过程Fig.3 Onboard activation process of ACARS report

《航空运营人使用地空数据通信系统的标准与指南》（AC-121-FS-2008-16R1）制定了为满足运行控制、空中交通服务、机场运行保障等方面而需具备的相关标准。该咨询通告以“基本”和“建议”的形式，提出了按CCAR121部运行飞机所需监控的32类ACARS报文，其中：“基本”类总计8项，包括推出报（OUT）、起飞报（OFF）、着陆报（ON）、滑入报（IN）、位置报、自由格式报、气象请求报、语音通信请求；“建议”类总计24项，包括（发动机）起飞报、发动机性能报告/巡航报、APU性能报、发动机超限报、实时故障报等[8]。

该咨询通告虽仅将（发动机）起飞报、发动机性能报告/巡航报、APU性能报、发动机超限报、实时故障报等列为建议项，但通过这些报文可使工程师提前获知飞机故障等相关技术信息，以便及时开展有效的排故支持工作，因此对于工程技术支持人员具有十分重要的作用。

3 实时监控与快响支援联动

3.1 搭建联动网络平台

传统意义上的主制造商快响支援体系被动接收和处理客户技术请求，处于一种被动知晓、事后处理的状态。ACARS实时监控体系能及时获悉飞机的重要故障，对客户的技术支援准备更为主动积极。实时监控与快响支援体系的联动，能够实现主动和被动支援的有效结合，提高技术支援的覆盖度和效率。

通过ACARS实时监控及时获取飞机故障或告警信息，建立实时监控与快响支援相融合的工作流程后，需搭建合理有效的系统联动平台。实时监控与快响支援联动平台，以实时故障为驱动，对相关信息进行提前解读、分析和预判，从而实现快响的主动、预知的技术支援，其故障报文处理界面如图4所示。

与此同时，故障对航班执行的实际影响情况、快响支援对飞机故障问题的实际处理情况等信息，又通过联动网络平台进行结构化存储，进一步提升ACARS实时监控与快响支援的融合性。

图4 故障报文处理界面Fig.4 Fault report processing interface

3.2 建立实时监控与快响支援联动流程

为使ACARS报文监控所获取的飞机技术信息在快响技术支援工作中得到有效应用，需建立ACARS报文监控与快响支援相融合的工作流程，并对ACARS报文所反映飞机状态信息处理所需的资源，延伸到快响体系的相应业务或部门中，如图5所示。

1）快响中心建立和维持ACARS报文信息网关、ACARS报文信息解码等相关系统，并协调数据服务提供商（国内是ADCC公司等）将相关飞机注册号加入到公司ACARS报文信息监控相关系统。

图5 ACARS报文监控与快响支援的融合Fig.5 Fusion of ACARS report monitoring and rapid response support

2）快响中心工程师根据机型、飞机注册号等关键信息，并基于ACARS报文信息解码相关系统中所配置的基础数据，对接收到的ACARS报文信息进行分析、处理：

a）根据自动位置类ACARS报文所包含的经度、纬度、高度及时间等信息，评估相关架次飞机的运行是否满足4D/15[9]的监控要求，若不满足，则及时将相关情况与飞机所属航空公司AOC沟通确认；

b）根据故障或性能类ACARS报文内容进行初步分析，包括报文所涉及的具体故障或性能等信息，报文触发时间及所处飞行阶段，报文信息所属系统章节及可能原因等，并及时将初步分析情况与飞机所属航空公司AOC沟通确认。

3）快响中心根据与客户确认情况，在客户向快响中心提出正式需求前，确认排故所需工具及航材的库存情况，做好挂签出库准备；提供构型有效的手册资料，梳理所需耗材情况；分析所需开展的排故工作，提前将相关信息通报给具有相关资质的工程人员。

4）飞机落地后，快响中心与客户进一步核实飞机实际故障情况，根据客户实际需求情况，安排工具航材的出库、现场支援小组人员到位。

3.3 实时监控在快响支援中的意义

工程人员对飞机进行有效排故诊断，必须以及时准确的故障数据信息为基础，即及时获取飞机所发生故障的具体信息，如故障代码、CMS信息、CAS信息等。对于飞行员或机务的口述故障，在缺乏有效的数据支持时，后台技术工程师就无法准确的对问题做出定位判断，从而也就无法做出最有效的排故工作安排。

飞机主制造商快速响应技术支援体系的工作要求就是及时、有效解决客户飞机运行中的各类技术问题，以使飞机尽快投入后续运营。而飞机主制造商的快响支援工程技术人员并不直接在飞机现场，飞机落地之后也并不能获得比航空公司机务工程师更准确及时的信息。如果在飞机落地前获取到飞机的相关技术信息，就可以为工程师的排故工作提供非常有效的支持。

ACARS实时监控能最及时地反映飞机实时技术状态，可满足快速响应工程师对飞机技术状态及时掌握的需求。因此，在主制造商的快响技术支援工作中，如果能有效地结合ACARS报文监控所带来的信息优势，就能更大程度地发挥主制造商快响支援的作用。

4 案例

A航空公司作为国产某型支线客机首家用户，使用支线客机开通了国内数条航线，积累了较为丰富的运行经验。国产民机主制造商也在通过快响体系向该客户提供运行支持的过程中，不断提升服务能力，并验证了ACARS实时监控在客户服务快速响应支援中的有效作用。

2017年7月，A公司某架次航班在飞行中通过ACARS数据链下行了故障报信息。主制造商快响中心与A公司同时接收到由ACARS数据服务提供商转发的相关报文，如图6所示。

图6 飞机ACARS链路下行的故障报信息Fig.6 Fault report information of aircraft ACARS downlink

主制造商快响支援中心在接收到上述故障信息后，及时（10:41 am）对数据进行解析：

1）分析故障报中信息的触发逻辑及相关总线数据情况，ARINC429总线FCC1-2的Label226的P-ACE 1-2的状态参数情况显示P-ACE故障，如图7所示。

图7 P-ACE 1-2故障逻辑Fig.7 P-ACE 1-2 fault logic

2）分析告警报“FLTCTRLLOSSREDUNDANCY”反映的是“主舵面通道或水平安定面丧失余度”。ARINC429总线DCU-2的LABEL-035的第21位参数数据，显示告警信息触发。

根据上述情况，主制造商快响支援中心结合故障逻辑及相关手册资料迅速准备技术支援方案，并及时将支援预案通报现场代表及客户工程师（11:05 am），判断为P-ACE故障，可按照手册进行更换。

主制造商快响中心协调航材支援人员梳理所需航材备件的库存情况，以及P-ACE更换所需工具设备等的可用情况，及时做好出库准备（11:10 am）。

飞机于11:21 am落地，A公司进一步与执飞机组进行信息确认，并向主制造商通报相关信息、提出支援需求。主制造商根据飞机落地前的ACARS报文信息和A航进一步通报的信息，确认客户可以按照此前的准备方案开展排故工作，并于12:30 pm发出支援方案。

由于主制造商已在飞机发生故障时做出了提前应对方案并及时通报客户，飞机在落地后的几小时内，相关资源即已准备到位，快速有效地完成了故障排除和飞机放行。

5 结语

国产民机主制造商通过建立由专业工程师组成的快速响应中心，建立起覆盖总装制造、设计研发以及各供应商相关资源的快速响应体系，可及时为飞机用户提供有效的技术支持。通过ACARS报文监控在快响支援中的应用，可使主制造商实现主动获取有效信息，提前开展针对性分析，及时准备相关资源，高效解决客户问题，特别是对于国产新型号飞机交付使用的初期阶段（尤其是新客户）的运行支持尤为重要，可有效提升服务品质，增加客户满意度和产品市场认可度。