航空电子系统的安全性诊断技术探讨

航空电子系统的安全性诊断技术探讨
摘要：由于航空电子系统具有电子化和集成化的特点，导致其出现的故障类
型十分复杂，并且对于单一的故障在短时间内无法做出精准定位，促使航空电子
系统安全性诊断越来越专业化，增加了航空公司的诊断与维护成本。

基于此，研
究高效的航空电子系统安全性诊断技术，不仅有利于节约成本，还有利于提升诊
断质量与效率。

关键词：航空电子；安全性；诊断技术
引言
本文通过对集成航空电子系统及其安全技术的分析,一方面可以帮助人们正
确认识当前集成航空电子系统的安全问题和安全隐患。

另一方面,本文还可以为
有效提高集成航空电子系统的安全性提供必要的理论参考和实践指导。

因此,本
研究具有较高的研究价值和较高的实际意义。

1航空电子系统基本概念
航空电子系统经过自主性、统一性、综合性和高度集成性四个阶段的发展，
近年来，在飞机上形成了集中化控制和分布式控制的层次结构，这一结构成为航
空发展的主要来源，其主要优势是降低飞机生命周期成本、整合航空电子系统应
用程序、提高系统性能、解决个别航空电子系统应用程序升级等。

2航空电子系统基本构成
航空电子系统中的各模块是一个复杂的整体，但同时它们之间又具有独立性，以此来满足不同飞机电子系统占比的需求。

因此，飞机中的电子系统内部结构错
综复杂，但是航空电子系统为满足飞机的不同飞行高度和角度需要，其中的各项
功能大同小异。

航空电子系统主要包括：任务管理系统、飞行管理系统、核心处
理系统、飞行系统、机载维护系统以及综合显示系统等。

因此，航空电子系统在
飞机中具有重要作用，可以有效提升航空电子系统的安全性与可靠性。

但是，随
着计算机信息技术的不断发展，航空电子系统中的硬件设备日益复杂，使得航空
电子系统维修成本较高。

如果飞行过程中各项监测数据反映出问题，维修人员就
要根据监测的数据，针对性地进行检测与维修。

目前，基于飞行数据的航空电子
系统安全性检测方式正在逐渐代替传统的检测维修方式。

3传统的安全性检测维修方案
由于飞机上复杂的电气设备越来越多，因此必须控制系统的稳定性，以便第
一架飞机能够顺利飞行，事件数量越来越多，而且它们的状态常常随着传统的飞
机维护技术的发展而下降，这种技术受到计算机故障检测水平低的限制，并且是
以人的定期维护为基础的。

飞机问题通常只有在飞机设备出现重大问题时才被发现，主要是由于效率损失和时间的关系，而传统的测试方法是机械的，只能处理
飞机特有的一些异常，有些部件只是根据浴缸曲线老化的规则进行修正，在某些
情况下无法使用会导致飞机问题，由于越来越多的集成设备已无法控制其复杂性，而且在航空领域使用新材料使传统方法难以解决问题，因此许多产品的故障
率与浴缸曲线的描述不相符，因此必须根据飞机状况测试对飞行设备进行故障分析，以便能够提前识别它们。

4航空电子系统的安全性诊断技术
4.1利用监测特征参数法监管
自从空客A320系列使用的电子系统成功后，航空电子系统相关设备在航空
业中的使用率非常高。

但是，目前最先进的航空电子系统是空客A380飞机和波
音787型飞机中的电子系统，该电子系统将传统的功能全部统一在综合机电系统下，促使飞机在飞行过程中，只要出现细微的变化，运行状态就会被影响。

例如，波音737MAX发生事故的主要原因就是航空电子系统检测到故障后，飞机的控制
系统处理方式缺少合理性，继而引发飞机失控。

基于此，应该定期维护与检修飞
机的安全性控制系统，不断完善相关电子设备，并充分利用航空和电子系统的优势，对飞机的特征参数进行实时监控，继而检测出潜在故障。

但是，需要注意的是，这种特征参数检测方法会产生海量数据信息，维修人员需要在海量数据信息
中挑选有效的数据信息，随后通过预测算法的方式对故障进行检测，并且由于航
空电子系统的结构和功能有一定差异性，获得特征参数的数据信息就会呈现多样化。

但是，想要改变这种方式，就要将无线传感器和GPS定位相结合。

例如，某
航空公司将飞机中的无线传感器和GPS定位机二者结合，形成了一个精准的无线
接收系统，然后利用加速实验就可以提取飞机中的各项参数，有助于维修人员快
速开展工作，利用提取后的精准数据信息就可以对飞机航空电子系统进行精准评估。

4.2人工智能分析法
随着硬件水平的提高，人工智能技术用于飞机数据处理和飞机决策的电子设
备和传感器越来越多，需要对数据进行实时分析和处理，人工智能分析基于一种
算法，该算法对大量导入的数据进行分类、提取要素和学习，最终最适合用于飞
机状态分析的不同场景，目前有更多的人工智能方法使用专门的系统。

将特定
领域的专业知识储存在电脑中，并加以整合，以协助分析及解决民航问题，通常
需要取得特定类型的维护授权，并在实际中轻松解决安全问题。

专家系统可以
具有广泛的专业知识和分析问题的能力，以解决复杂系统中的人为错误。

3.5数据采集和传感器技术
航空电子系统中的PHM数据主要是通过传感技术采集而来的，传感技术可以
对海量的数据信息进行精准采集，并且还可以保证PHM系统正常运行。

基于此，
航空业针对传感技术的精准性和带宽提出了更高的要求，只有保证传统技术的精
准性和带宽，才能保证PHM系统的稳定运行。

与此同时，航空电子系统的故障错
综复杂，PHM系统在监控各项数据参数的过程中，需要使用大量的数据进行运算，还要对电子系统内其他参数进行检测。

因此，其他参数也要配备传感器，这导致
航空电子系统中存在大量的传感器，如果没有及时安装，航空电子系统就会无法
正常运行。

4.3健康监控
PHM(forecast and health management，PHM)是一种全面的运行状况管理技术，可检测、隔离和预测故障，该技术的核心不是直接解决和故障排除，而是能
够预先了解故障发生的时间和地点，从而提供了一种简单的解决方案，可实现自
我管理，并降低基于系统管理技术(包括飞机应用程序层、集成区域和可跟踪应
用程序故障的模块层)的运行状况监控成本。

操作系统错误和模块支持级别错误
以及通用系统管理是运行状况监控的核心，为每一级的PHM错误提供了医疗服务，在设计PHM功能时应建立更适合工作要求的综合航空系统，因为PHM模块级别的
非关联错误诊断允许对相关错误进行初步分析和升级，决策支持级别应支持多级、多区域的复杂错误解决方案。

结束语
综上所述，航空电子系统安全性主要聚焦在设计环节，利用监测特征参数法
监管、传统的安全性检测维修方案、故障诊断专家系统、多控制面伪逆技术、数
据采集和传感器技术、解析冗余诊断技术等航空电子系统的安全性诊断技术都可
以很好地解决航空电子系统安全故障问题。

高效的航空电子系统安全性诊断技术，不仅可以节约成本，还可以提升诊断质量与效率，并对飞机飞行起到很好的保护
作用。

同时，航空业应该针对飞机电子系统可能出现的故障，提前进行评估与诊断，继而做出针对性的调整，有助于提升飞机的安全性。

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