飞行品质监控的基础记录参数解析

飞行品质监控的基础—记录参数解析

民航总局航空安全技术中心李斌

山东航空股份有限公司王群宁引言

迄今为止航空公司开展飞行品质监控（Flight Operational Quality Assurance，以下简称FOQA）工作已有多年，FOQA在航空公司的日常运营、安全管理和飞行部队的技术管理等方面发挥着重要作用。FOQA的核心内容是应用实际飞行产生的飞行数据，按照设定的项目与标准，对飞行操纵、飞机性能等进行监控。目前国内航空公司使用的FOQA监控软件主要是FLIDRAS、AGS、GRAF、LOMS等。无论航空公司使用哪一种监控软件，一个必须完成的基础前提工作就是在监控软件上建立译码参数库。

飞行数据以二进制数据流的形式记录于FDR或QAR中，在监控软件上按照波音或空客的记录参数定义规范建立译码参数库，就可以把二进制数据转换为工程值数据。译码参数库的准确性将直接影响飞行品质监控的结果。因此，从事飞行品质监控工作的人员必须对记录参数有准确的理解和认识，包括参数的定义、数据来源、记录精度、记录频率、转换方法等内容，还要及时总结建立译码参数库的注意事项。

记录参数的发展

记录参数的发展经历了从5参数～11参数～17参数～28参数～34参数～57参数～88参数的过程，这里所指的参数是强制性参数，即必须记录的参数。

按照ARINC542记录器规范，数据采集和记录组成一个部件，即数据记录器。模拟参数直接传输到记录器，数据量很小。最初只记录五个参数：高度、空速、航向、垂直加速度和时间计数。

1991年10月国际民航组织（ICAO）、美国联邦航空局（FAA）等一些民航组织机构提高了记录参数标准，强制性要求在1991年以前生产的飞机上安装的记录器至少要记录11个（类）参数，1991年以后生产的飞机上安装的记录器至少要记录28个（类）参数。记录参数增加了俯仰、滚转、纵向加速度、发动机推力和驾驶杆位置等，但这些参数还都是模拟信号，即从机载传感器直接获得信号。

按照ICAO和FAA的要求,波音公司为以后生产的B737、B757和B767飞机建立了标准记录器字帧格式，以满足不同国家和地区的飞行数据记录器的规范要求，并称为91规则。例如：B737-300飞机，737-1字帧格式是FAA和ICAO标准；737-2字帧格式是英国民用航空管理局（CAA）、FAA和欧洲民用航空电子标准（EUROCAE）；737-I字帧格式是ICAO标准。

为了充分发挥飞行数据在事故调查的作用，ICAO和FAA接受NTSB提出的建议（No.A-95-25/A-95-26/A-95-27），于1997年再次修改了对飞行数据记录器的记录参数规范要求，并称为97规则。参考资料1对记录参数进行了如下说明：对于没有安装飞行数据获得组件的飞机，在2001年8月20日前，参数要增加到17/18个(类)；2000年8月18日以后制造的飞机要记录57个(类)参数；在2002年8月19日以后制造的飞机要记录88个(类)参数等。

随后一些飞机制造公司纷纷新增或改进记录器的字帧格式。以B737型飞机为例：

z新增737-3系列的字帧格式（针对B737-600/-700/-700C/-800/-900飞机）

z新增737-4/-4A的字帧格式（55参数或88参数，针对B737-300/-400/-500飞机）z将737-1/-2字帧格式改进为737-5字帧格式

z将737-I字帧格式改进为737-6字帧格式

随着电子技术的飞速发展，许多机载电子系统实现了数字化和微机化，如大气数据计算机（ADC）、飞行控制计算机（FCC）、飞行管理计算机（FMC）等。80年代初期，产生了全数字化的记录系统，该系统属于ARINC717规范。该系统采用了数字式飞行数据获得组件（DFDAU），利用ARINC429数据总线进行数据传输，可以直接采集数字信息，记录的参数可达到2000多个。参数的记录速度也大大加快，从每秒64字到128字、256字、512字甚至更高。

记录参数的基础知识

一． ARINC规范

Aeronautical Radio Inc.（简称ARINC）：为了使航空电子设备的技术指标、电气性能、外形和插件等规范统一，由美国各航空电子设备制造商、定期航班的航空公司、飞机制造商以及其他一些国家的航空公司联合成立了一个航空无线电公司。由该公司制定的一系列统一的工业标准和规范，称为ARINC规范。

ARINC429数字信息传输规范是为航空电子设备之间传输数据信息指定的航空运输工业标准。还有ARINC542记录器规范、ARINC573飞机综合数据系统规范及其替代规范ARINC717规范等。

数据在数据传输总线上按开环方式进行（单向数据总线），数据传输以电脉冲的形式发送，一个电脉冲是一位（bit）。一个数据字有32位，分为五部分：标识码（LABLE/1-8位）、源／目的地识别码（SDI/9-10位）、数据区（DATA/11-28位）、符号状态码（SSM/29-21位）和奇偶校验位（PAR/32位）。更为详细的说明见参考资料4或其它ARINC规范定义。 二． 二进制数据流

FDR或QAR把输入的数据流以帧（frame）为单位记录下来。帧是指数据记录的一种单位，记录数据的编排格式称为帧结构。每帧分为4个副帧(subframe)，每个副帧的时间是1秒，一帧为4秒。每个副帧包括64、128、256、512个或更多个字槽(word)。每个字槽长度为12位。每个副帧的第一个字槽用来记录该副帧的同步字(sync word)，其余字槽记录飞行参数。目前普遍使用的同步字有以下两种类型（十六进制）：

z TELEDYNE：247，5b8，a47，db8

z HAMILTON：e24，1da，e25，1db

同步字的作用：一是提高数据的准确性和可靠性；二是如果没有找到某帧的同步字，则认为这一帧的数据有错误，根据译码软件不同，可以删除错误帧或者用“0”把帧填满。 三． 参数类别

记录参数可以分为以下几种类别：

按参数来源区分

z模拟量参数（Analog），如三个轴向加速度、各操纵舵面、杆位、盘位、刹车手柄位置、刹车压力等；

z数字型参数（Digital），如发动机参数、飞机姿态参数等，95%以上的参数都是数字型参数；

按参数类型区分

z数值型参数（Numerical），如气压高度、无线电高度、地速、俯仰角等；

z开关型参数（Discrete），如空地开关、自动驾驶仪、反推、各类警告；

z日期型参数（Date），如日期、GMT等；

z信息型参数（Doc），如飞机号、航班号、机场代码等

按参数采集方式区分

z普通型参数，如气压高度、空速、N1/N2等；