一种基于数据循证的航空器持续适航辅助管理系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种于数据循证的航空器持续适航辅助管理系统及方法，属于民航管理领域。所述系统包括：数据库层和应用层；所述数据库层包括：故障事件案例数据库、航空器使用信息数据库、航班机载QAR数据库和QAR参数清单数据库；所述应用层包括：故障事件案例管理模块、航班QAR数据分析模块和机队健康管理模块。本发明专利技术通过航空器/发动机实际运行数据与故障案例的深度融合赋能持续适航管理，能够为监管提供更为有力的数据循证手段，加强开展事件调查的主动性和便捷性；通过对上报的故障案例进行聚类，实现高频相似故障或异常的智能告警，引导监管更早地介入，并基于故障特征和QAR数据在行业内展开排查和跟踪，有助于安全窗口的前移。移。移。

An aircraft Continuous Airworthiness auxiliary management system and method based on data evidence

【技术实现步骤摘要】
一种基于数据循证的航空器持续适航辅助管理系统及方法


[0001]本专利技术属于民航管理领域，具体涉及一种基于数据循证的航空器持续适航辅助管理系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，先进民用客机的监控参数可达数千项，伴随飞机运行而产生的海量数据进一步改变了飞机的维护方式，其核心故障预测与健康管理(PHM， Prognosis Health Management)技术在以欧美为代表的航空发达国家的工业界和研究机构得到了充分的认可、推广和应用，并朝着更加标准化、综合化和智能化的方向发展。
[0003]作为全球航空市场的两大巨头，空客和波音公司均基于机载中央维护系统、空地数据链和地面软件平台，建立了成熟的飞机健康管理体系，实现空地一体化管理，提高飞行安全和航班运行效率，并根据用户需求持续升级完善。普惠、罗罗和GE作为全球动力系统的供应商三巨头，在全面占领民用喷气式发动机市场的同时，也致力于提供发动机状态监测、维护维修与机队管理的全套服务。
[0004]站在行业持续适航管理的角度，航空器的持续适航性是靠使用单位、维修企业以及设计制造部门的相互配合、共同努力并在政府机构的监管下得到的，对保证飞行安全具有极其重要的作用。因此，上述各方均有责任和义务提升持续适航管理的能力，在航空器运行过程中及时发现设计和制造缺陷，持续跟踪和保障其适航状态。2018年10月和2019年3月，短短5个多月内，波音737MAX 接连发生两起空难，其事后的事故调查报告均指向机动特性增强系统(MCAS) 严重的设计缺陷。同时，美国联邦航空局(FAA，Federal AviationAdministration)和波音公司在737MAX审定和培训过程中出现的严重问题也得以揭露。但事故的发生并非无迹可寻，印尼狮航JT610空难前一晚，飞机就遭遇了和第二天失事几乎一模一样的情况，因迎角探测器故障，MCAS在将近4分钟内，触发多达12次。实际上，MCAS的适航性问题早已隐藏于全球737MAX机队的日常飞行中，从这个角度看，强化航空器运营人、维修机构、制造厂商和监管机构在持续适航管理中的能力和角色对于促进民用航空安全管理具有重要的意义。
[0005]快速存取记录器(QAR，Quick Access Recorder)作为飞机上用于监控和记录飞行数据的装置，记录了飞行过程中包括飞行员操纵、飞机姿态、机载系统工作状态以及外界环境条件在内的诸多参数，其所记录的飞行数据均来源于机载总线，与飞行数据记录器(FDR，Flight Data Recorder)，即人们熟知的黑匣子所记录的参数同源，通过对数据进行译码能够还原飞机飞行的全过程。
[0006]当前QAR数据最为成熟的应用是作为飞行品质监控的核心数据，有效保证飞行安全，预防飞行事故的发生。中国民用航空局将QAR数据用于安全监管，以提升飞行安全管理水平。截至目前，在中国境内注册并营运的运输类飞机均装有QAR或等效设备。2017年，中国民航飞行品质监控基站正式投入运行，每天接收国内各航空公司超过3100架飞机、16000多个航班的QAR数据，用以监控航班飞行状况，及时发现运行风险。QAR数据也为飞行品质分析
和不安全事件调查提供了有效的依据。
[0007]随着QAR的普及，如何将海量机载数据应用到维修和健康管理领域，挖掘故障模式和潜在的运行风险，强化数据循证和数据智慧在持续适航管理中扮演的角色，跟踪和保障航空器的持续适航性，从而更好地促进民用航空安全精细化管理，成为行业关注的重点之一。
[0008]目前行业的持续适航管理以使用困难报告(SDR，Service DifficultyReports)系统作为重要的媒介，该系统如图1所示。使用困难报告用于以报告的形式对航空器在运行和维修过程中发现和出现在规章121.707和708中规定的系统、结构和部件的失效、缺陷或故障等事件进行记录、保存和提交。航空运营人除报告规章规定范围内的事件外，还应尽可能地报告涉及产品设计缺陷、修理质量问题、故障频繁出现、典型故障、原因无法确定等事件，为改进产品、提高维修管理水平、经验交流等提供帮助。根据国际民航组织的规定和航空器持续适航的要求，航空运营人应当向所在国民航当局和航空器制造厂家提交使用困难报告，以改进航空器产品的设计和提高航空器安全运营的可靠性。为避免重复故障发生，提高维修水平，航空运营人通过建立使用困难报告的调查程序，查明故障件或失效系统。对于一些重大事件或典型事件，局方会参与调查。对于经综合评估确认的不安全状态，适航当局会颁发相应的适航指令(AD， Airworthiness Directive)。
[0009]现有的使用困难报告、调查和管理程序切实支撑了持续适航领域的安全管理工作，使用困难报告系统也作为行业信息共享平台，汇聚各方经验，提高了维修管理水平和运营效率，但持续适航管理仍面临如下问题：
[0010](1)报告本身具有滞后性，这一定程度上也会导致面向重大或典型事件时，监管响应和介入的滞后性；
[0011](2)报告数据中包含大量描述性的非结构化文本数据，难于规范统一，并且缺少航空器/发动机实际运行的详细数据支撑，加大了监管的难度，减缓了对于同类突发高频事件的确认和响应速度；
[0012](3)对于规章要求上报事件，缺乏更为及时和有力的手段实现监管的闭环管理；
[0013](4)对机队健康状态监控和持续适航管理的能力和角色有待进一步提升。

技术实现思路

[0014]本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种基于数据循证的航空器持续适航辅助管理系统及方法，融合飞机/发动机故障案例和机载 QAR数据，加强数据循证和数据智慧在持续适航管理中的作用。飞机实际运行的QAR数据可以作为故障案例分析和调查的直接证据，通过历史数据得到的统计规律以及训练的模型算法可以作为机队健康管理的间接证据，既可以服务于局方监管，也可以服务于航空公司和制造厂商的机队健康管理，有助于各方提升持续适航管理的能力，在航空器运行过程中及时发现设计和制造缺陷，持续跟踪和保障其适航状态。
[0015]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0016]本专利技术的第一个方面，提供了一种基于数据循证的航空器持续适航辅助管理系统，所述系统包括：数据库层和应用层；
[0017]所述数据库层包括：故障事件案例数据库、航空器使用信息数据库、航班机载QAR
数据库和QAR参数清单数据库；
[0018]所述应用层包括：故障事件案例管理模块、航班QAR数据分析模块和机队健康管理模块。
[0019]本专利技术的进一步改进在于：
[0020]所述故障事件案例数据库用于存储故障事件信息；
[0021]所述航空器使用信息数据库用于存储航空器运营航班信息；
[0022]所述航班机载QAR数据库用于分航段存储QAR数据经译码后的工程值文件；
[0023]所述QAR参数清单数据库用于存储各机型对应译码库的参数文档。
[0024]本专利技术的进一步改进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数据循证的航空器持续适航辅助管理系统，其特征在于：所述系统包括：数据库层和应用层；所述数据库层包括：故障事件案例数据库、航空器使用信息数据库、航班机载QAR数据库和QAR参数清单数据库；所述应用层包括：故障事件案例管理模块、航班QAR数据分析模块和机队健康管理模块。2.根据权利要求1所述的基于数据循证的航空器持续适航辅助管理系统，其特征在于：所述故障事件案例数据库用于存储故障事件信息；所述航空器使用信息数据库用于存储航空器运营航班信息；所述航班机载QAR数据库用于分航段存储QAR数据经译码后的工程值文件；所述QAR参数清单数据库用于存储各机型对应译码库的参数文档。3.根据权利要求2所述的基于数据循证的航空器持续适航辅助管理系统，其特征在于：所述故障事件案例数据库和航空器使用信息数据库均采用结构化存储；所述航班机载QAR数据库和QAR参数清单数据库均采用文件存储。4.根据权利要求3所述的基于数据循证的航空器持续适航辅助管理系统，其特征在于：所述故障事件案例管理模块包括：案例增删改查子模块：与故障事件案例数据库连接；对案例数据进行逐条新增、批量导入、修改和删除；案例多维统计分析子模块：与故障事件案例数据库连接；对案例数据进行交互式的多维统计分析及可视化；案例分析子模块：分别与故障事件案例数据库和航空器使用信息数据库连接；根据案例发生日期、航空器注册号和航班号，从航空器使用信息数据库中获得航空器在案例发生当次和前序的航班信息以及QAR数据文件名，并按照起飞时间排序；案例智能监控子模块：与故障事件案例数据库连接；分析案例之间的相似度，实现相似故障案例的自动分类，并根据设定的阈值对监控时段内高频次、高相似度上报案例发出告警，并对标记的重点案例持续跟踪，监控并推送相似案例的上报情况。5.根据权利要求4所述的基于数据循证的航空器持续适航辅助管理系统，其特征在于：所述航班QAR数据分析模块包括：参数剖面管理子模块：与QAR参数清单数据库连接；根据QAR数据对应的译码库版本号查看飞机译码库的参数清单，提供参数剖面，并提供参数选择项；数据批处理和调用子模块：分别与故障事件案例数据库、航空器使用信息数据库和航班机载QAR数据库连接；根据故障事件案例集中案例发生日期、航空器注册号和航班号，从航空器使用信息数据库获得航空器在案例发生当次和前序k次的航班信息；从航班机载QAR数据库中批量提取和导出QAR数据；案例数据分析子模块：对特定案例发生当次和前序航班QAR数据进行分析。6.根据权利要求5所述的基于数据循证的航空器持续适航辅助管理系统，其特征在于：所述机队健康管理模块包括：基于大数据的状态监控子模块：通过大数据模型算法对机队的异常状态进行识别和告警；
故障异常定向筛查子模块：遍历航班QAR数据库，筛查故障和异常状态；性...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗佳禾，
申请(专利权)人：中国民航科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：