机载航电软件中故障诊断技术研究与实现

张宇飞 谌钺 蔡栋材

摘  要：针对机载航电软件中的可维护性问题，在现有中央维护技术和内建自测试技术基础上进行故障诊断技术的研究和功能开发。通过对故障码的检索、转译，在外界参与反馈的基础上给出可执行的排故建议措施，降低排故复杂性，提升产品维护效率，减少排故时间和费用消耗。

关键词：故障诊断;故障码转译;单级故障;多级故障

1.引言

随着用户需求日渐扩展和多样化，机载软件规模及复杂性快速增长，在飞机大规模部署使用的前提下，如何快速低成本的应对产品出现的问题，实现问题的快速收敛回归，提升产品维护效率是机载软件领域一项重要的研究课题。

航空领域很早展开了机载维护方面的研究，并推出ARINC604《机内测试设备的设计和使用指南》[1]、ARINC624《机载维修系统的设计指南》[2]等行业标准来推动机载领域可维护性设计的发展。随着计算机技术和数字化技术的发展，在现有机载软件中央维护系统（CMS）基础上进行故障诊断功能的开发，实现故障的精确定位和维修，降低维修复杂度，提升飞机的维护效率。

2.故障诊断技术研究与设计

随着飞机的外场部署和长期使用，机载航电系统故障由软硬件设计故障逐渐转移至维护类故障、需求变更类故障，见图1。为了降低飞机使用过程中故障维护的难度，提升飞机维护的效率，需要在中央维护技术和内建自测试功能的基础上进行进一步开发，将系统爆发的故障通过故障码转译为维护人员可以理解的措施，根据提示措施进行检修和反馈，实现故障的快速收敛。

2.1故障诊断实现原理

机载航电系统中故障诊断部分驻留在综合处理机（IPC）中，通过中央维护和内建自测试功能获取采集和上报的故障[4]，并根据对应的故障码进行映射，将故障码翻译为可以理解和操作的措施。维护人员根据建议排故措施，通过按键、屏幕和控制面板进行检测反馈，将故障进行收敛。

机载航电系统故障分别单级故障和多级故障。

单级故障：只有单个故障源产生故障，可以通过故障产生条件和故障消除条件实现故障的排除，一般不配置为支持故障诊断功能。如有特殊单级故障需要进一步确定产生原因，则配置为支持故障诊断;

多级故障：有多个故障源导致故障产生，无法通过故障产生条件和消除条件进行故障定位，配置为支持故障诊断功能。根据故障措施映射表查询对应的解除措施，维护人员根据建议措施进行信息反馈，确定问题产生根因。

2.2软件设计

故障诊断软件主要包含故障诊断分析模块、中央维护故障采集模块、交互式维护模块[3]和显示处理单元4部分。机载航电软件故障诊断软件结构和收发通道见图2。

故障诊断分析模块：故障诊断分析模块主要使用从故障采集模块查询到的故障码，分析对应故障，并结合外部反馈，推导故障产生的根源，提供解决措施，并在显示处理单元进行反馈;

中央维护软件故障采集模块：故障采集模块主要根据上报的故障进行存储，并转化为故障码，供故障诊断分析模块进行使用;

交互式维护模块：根据通信协议，进行人机数据交互，导入命令和数据供故障诊断模块进行处理，并将解算处的故障解决措施进行输出;

显示处理单元：进行故障解决措施的显示和命令/数据的输入。

3.故障诊断界面实现

故障诊断主要分为单级故障诊断和多级故障诊断，见图3、图4。

单级故障源导致的故障一般不支持进一步故障诊断，通过故障产生条件和消除条件实现故障问题排故;

多级故障源导致的故障一般配置为支持故障诊断功能，进入详细维护信息界面后，点击故障诊断按键，进行告警源的进一步诊断，逐次逼近故障产生根因，给出排故建议措施。

4.结束语

机载航电软件故障诊断技术是在中央维护技术和内建自测试技术上针对产品维护措施进行的进一步技术研究和功能开发。通过对故障码的检索、转译，在外界参与反馈的基础上给出可执行的排故建议措施，供维护人员排故使用，可有效的降低排故复杂性，提升产品维护效率，减少排故费用和时间消耗。

参考文献

[1]ARINC 604-1-88，机内自检测设备设计指南[S].

[2]ARINC 624-1-93，機载维护系统设计指南[S].

[3]张亚琳，何亦征.飞机故障诊断与维护系统的设计[C].中国航空学会学术年会，机载航电专题，2007，2-4.

[4]王涛，宋乐，张健.基于测试性模型的故障诊断测试技术研究[C].第二届中国航空科学技术大会论文集，2015，621-624.