浅谈航空电子系统故障管理研究

何文明

摘要：做好航空电子系统故障的精细化管理，是确保系统稳定运行的根基。为此，本文简要阐述航空电子系统的基础上，从健康运行、故障实时监测、故障处理等视角分析航空电子系统的故障管理，给出故障的应对处理策略，旨在为提升系统运行可靠性产生良好的参考价值。

关键词：航空电子系统;故障;运行监控;故障处理

引言

基于航空电子系统的发展沿革，可以其经历了联合式、分立式、综合式、先进式、综合模块化等五个阶段。对于当前航电系统而言，故障预测及管理（PHM）是整个航电系统的关键所在，是确保航电系统运行稳定性及可靠性的关键所在。为此，做好航空电子系统的可维护性及可靠性，是系统发展的必然趋势，如何将模块化的航电系统与PHM进行有机融合，其意义至关重要。

在造成飞机故障的因素中，电子系统产生的故障已经占据了总比重的 40%以上。由此可见，航空电子系统对飞机运行中的重要地位，也就逐漸凸显出了航空电子故障预测与健康管理技术的重要性。同以往的航空电子故障诊断技术相比较而言，故障预测与健康管理技术是一种更加先进和高效的技术，逐渐成为航空电子系统中主流故障诊断技术。

1 航空电子系统

航空电子系统主要包含非核心处理模子系统及核心处理字系统两个部分，其中前者主要包含传感器设备、数据信息采集设备等，后者主要包含核心机柜，不同机柜根据需求装载了很多通用功能模块，如网络支持模块、通用信号模块、电源转换模块及数据处理模块等。当前，分布式、集中式的结构俨然已经成为当前航空电子系统发展的主流趋势，其核心优势体现在三个方面。

首先，实现了对航电综合系统的整合，降低了航空飞行器的维护费用，切实有效提升了系统的综合性能，有效解决当前航空系统产生的自动升级等诸多问题。其次，当前航空电子系统采用了座舱人机接口的设计理念，采用一种高分辨率的液晶显示器，采用清晰的可视化方式来对信息进行处理，最大程度来提升飞行工作人员的感知力。最后，航空电子系统运用了同一个网络，利用光纤质量小、频带宽、抗干扰能力强的特点，来实现带宽信息的高效率传输，满足当前航空需求。

2 航空电子系统故障管理分析

对于模块化的航空电子系统，为实现精细化管理，模块化特征至关重要。笔者结合自身的所见、所知，对航空电子系统的故障管理进行分析，提出故障管理所呈现的优势及功能。

2.1 健康运行监控

对于航空电子系统而言，故障预测及管理是一种全面系统化的技术，主要包含检测系统错误、错误报告确定、系统监控状况监测及错误筛选等。然而这一技术的核心并非直接消除运行故障，而是对当前潜在的运行故障进行指出，给出应对的预备解决方案，从而实现一种自助的保障效应，来降低航空电子系统的维修成本。基于航空电子系统的精细化故障管理，可以将其涉及到集成区域层、飞机应用层、模块支持层等，可以实现对操作系统错误、应用程序错误、模块支持错误等的在线实时监控及诊断。对于故障管理及健康运行监控而言，操作层作为开展精细化管理的核心，可以为各层故障运行诊断提供核心服务，提升系统能够的可维护性及鲁棒性。通常，在故障预测及管理的设计过程中，需要立足于实际运行状态，来开发出一种复核既定需求的综合模块化航空电子系统。受资源限制等因素的影响，诊断并非是一种关联性故障，可以通过进行多区域、逐层进行上报，来对复杂故障模式进行有效处理，保障系统运行的稳定性。

2.2 故障实时监测

对于航空电子系统系统而言，故障检测主要是指运用机载网络、BIT技术等，以故障实时监测数据、自检结果、航电系统功能运行数据等为样本，借助于统计优化分析算法，如神经网络、Neural Network、朴素贝叶斯等，来对航空电子系统的运行故障进行实时监测，评定当前运行状态。在具体实施过程中，可以通过硬件、软件或者软硬件结合的方式进行实现。根据航空电子系统故障分布的位置，一般位于资源层的故障主要基于BIT来进行实现，用来检测系统内部硬件所产生的故障问题;如传输信路、电源、散热器、CPU等，需要根据组件的数量来有效确定是否处于降级或者正常的范围之内。而在航空电子系统飞机层或者功能区层，对于故障检测比较困难，这主要是由于不同功能运行区中的故障处于实时运行之中，一旦产生运行故障，很难对故障产生的来源进行界定，如软件问题还是硬件损坏等，所以，这也是当前故障实时监测系统在运行过程中遇到的瓶颈，凾待后续学者进行攻关。

2.3 故障处理

航空电子系统故障处理主要包含定位、掩盖、限制等诸多措施，避免让故障出现连环反应，在错误的运行状态下来进行持续运行，出现一系列问题，因此做好故障处理至关重要。

故障处理的具体行为及操作方法均是基于故障健康监测监控器的事件来进行评估，需要结合事件来进一步处理故障运行模式，通过逐级配置，来作出正确的方案。

在航空电子系统故障处理过程中，需要向故障管理器来精确报告故障存在的类型及具体位置，根据故障的运行机制，来按照一系列操作模式进行，主要包含故障的识别、故障模式的关联及故障的精确定位等，利用配置管理器来实现对故障错误原因进行分析，请求相应的应用程序来对进行对代码纠正，通过逐级向上来，利用故障健康监控器进行报告。配置管理器则主要是根据发来的故障请求，通过一系列的配置来实现对故障的解除，从而保障航空电子系统的稳定运行。

3 结束语

航空电子系统已成为现代飞行器的“大脑”，对飞行任务及机务处理发挥了重要的作用。本文通过开展航空电子系统的研究，来了解了航空电子系统的历史沿革，明晰当前跨平台、分布式系统的运行优势，理解模块化、开放性在设计中的重要性，掌握PHM在进行故障实施监测、定位、分析、处理中的方式，同时也发现其中存在的不足。我坚信，随着科技的发展，故障的精细化管理将逐步改善，推动航空电子系统的稳定性将日臻成熟！

参考文献

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