通过自动确定判定阈来监测飞机机载设备老化的方法
【专利摘要】一种监测飞机机载设备老化的方法，包括步骤：将飞机的给定飞行所获得的异常积分与判定阈(S)进行比较，和步骤：超过判定阈(S)时发出告警；通过以下步骤，自动确定对于给定告警概率Pa的判定阈(S)，该判定阈(S)对应于机载设备未损坏时在监测方法期间所发出的告警概率：计算无老化情况下飞机多次飞行的多个异常积分的步骤，以便获得异常积分的概率密度的分布，所述分布是机载设备的物理性质所特有的；使用概率密度非参数估计量来调整分布的步骤，从而获得连续的调整后的分布函数；根据连续的调整后的分布函数计算连续的调整后的分配函数的步骤；以及读取对应于值1-Pa的先前函数的值的步骤，该先前函数为连续的调整后的分配函数的先前函数，该先前函数对应于所述判定阈(S)。
【专利说明】通过自动确定判定阈来监测飞机机载设备老化的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及监测飞机机载设备老化（degradation)的领域，诸如润轮喷气发 动机润滑系统，涡轮喷气发动机燃油供给装置，涡轮喷气发动机冗余采集链（redundant acquisition chain),粒子过滤器等。
【背景技术】
[0002] 众所周知，为了监测机载设备，要形成一个能反映机载设备老化的指标。所属领域 技术人员称这种指标为一种异常积分（abnormality score)。按照惯例，异常积分是根据机 载设备物理参数测量结果来形成的，诸如几何位置、控制电流、打开角度、温度等。异常积分 反映了老化损坏程度。优选地，异常积分是在飞机每次飞行期间形成的。
[0003] 例如，斯奈克玛（SNECMA)公司于2011年12月5日在法国提交的专利申请（申请 号1161175)公开了一种监测涡轮喷气发动机燃油计量设备的方法，其中，对与控制燃油计 量设备的伺服阀的稳定电流的偏差有关的老化情况进行了监测。为了形成反映伺服阀稳定 电流的偏差特性的异常积分，对平均控制电流进行了多个测量，并采用正常值。
[0004] 为了确定机载设备是否实际上处于老化状态，监测方法包括两个步骤，一个步骤 是将飞机某次飞行获得的异常积分与判定阈（decision threshold)进行比较，另一个步骤 是超过该判定阈时发出告警。因此，通过跟踪异常评分的演变过程，可以检测出老化程度是 否增加，预测机载设备故障风险，并可改进维护保养操作管理。
[0005] 对某个老化设置判定阈很关键，首先，当老化并不是真实情况（虚假告警）时，如 果判定阈过低会引起频繁发送告警，其次，当老化属于真实情况（未检测到）时，判定阈过 高则会阻止告警的发出。
[0006] 传统意义上，对于将要检测的每一次老化，阈判定阈都是凭经验决定判定阈的数 值的。为了确保最大安全性，判定阈通常都偏低，为的是将未能检测的风险降到最小。这 样，虚假告警次数总是很高，从而给航空公司带来不利，因为航空公司必须不断地进行维护 保养作业，而机载航空设备并没有老化。为了解决这个问题，航空公司会对机载设备制造商 提出规范，对出现错误的风险提出限定条件。鉴于对精度的要求，对于监测故障的方法，任 何凭经验来确定判定阈的做法都因此而被排除。
[0007] 因此，需要一种可靠而精确的方法来确定判定阈，以便监测飞机机载设备的老化 情况。
【发明内容】
[0008] 本发明涉及由计算机实施的监测飞机上机载设备老化的方法，机载设备的老化程 度由异常积分确定，该异常积分来自机载设备的物理参数的测量结果；所述监测方法包括 步骤：将飞机的给定飞行所获得的异常积分与判定阈进行比较，和步骤：超过判定阈时发 出告警；通过以下步骤，自动确定对于给定告警概率Pa的判定阈，该判定阈对应于机载设 备未损坏时在监测方法期间所发出的告警概率：
[0009]-计算无老化情况下飞机多次飞行的多个异常积分的步骤，以便获得异常积分的 概率密度的分布，所述分布是机载设备的物理性质所特有的；
[0010]-使用概率密度非参数估计量来调整分布的步骤，从而获得连续的调整后的分布 函数；
[0011]-根据连续的调整后的分布函数计算连续的调整后的分配函数的步骤；以及
[0012] -读取对应于值Ι-Pa的先前函数的值的步骤，该先前函数为连续的调整后的分配 函数的先前函数，该先前函数对应于所述判定阈。
[0013] 通过本发明，按照航空公司要求的告警概率Pa，可非常精确地自动确定判定阈。与 现有技术的此类方法比较，这种方法可靠性高，从而可以很精确地检测机载设备的任何老 化情况并可在监测期间预测所述设备的任何故障情况。
[0014] 优选地，概率密度的非参数估计量是一种Parzen窗密度估计量。这种估计量是非 常有利的，因为其使得分布的中央部分与端部同等重要，而端部是航空领域监测老化的最 关键部分，为此，对可靠性的要求非常高。
[0015] 优选地，Parzen窗估计量是由其窗口的宽度h来确定的。优选地，所述分布是由 无老化情况下的飞机多次飞行的数量为N个的异常积分所形成的，所述分布具有估算标准 偏差?，所述Parzen窗口的宽度h根据如下公式确定：
[0016]
【权利要求】
1. 由计算机实施的监测飞机上机载设备老化的方法，机载设备的老化程度由异常积分 确定，该异常积分来自机载设备的物理参数的测量结果；所述监测方法包括步骤：将飞机 的给定飞行所获得的异常积分与判定阈（S)进行比较，和步骤：超过判定阈（S)时发出告 警；通过以下步骤，自动确定对于给定告警概率Pa的判定阈（S)，该判定阈（S)对应于机载 设备未损坏时在监测方法期间所发出的告警概率： -计算无老化情况下飞机多次飞行的多个异常积分的步骤，以便获得异常积分的概率 密度的分布，所述分布是机载设备的物理性质所特有的； -使用概率密度非参数估计量来调整分布的步骤，从而获得连续的调整后的分布函 数； -根据连续的调整后的分布函数计算连续的调整后的分配函数的步骤；以及 -读取对应于值Ι-Pa的先前函数的值的步骤，该先前函数为连续的调整后的分配函数 的先前函数，该先前函数对应于所述判定阈（S)。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述概率密度的所述非参数估计量是一种 Parzen窗口估计量。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述分布是由无老化情况下的飞机多次飞行的 数量为N个的异常积分所形成的，所述分布具有估算标准偏差6，所述Parzen窗口的宽度 h根据如下公式确定：
4. 根据权利要求1到3任一项所述的方法，其中，所述告警概率Pa采用如下公式获得：
其中： Pe对应于发出告警时机载设备未损坏的概率； Pd对应于给定飞行的老化概率；以及 (l_0)apriOTi对应于检测老化3 priori的概率。
5. 根据权利要求4所述的方法，包括： -通过提前确定判定阈（S)，实施监测机载设备老化的方法的步骤，获得飞机老化情况 下多次飞行而形成的多个异常积分，以便从中推断出检测老化a posteriori 的概率； -在检测老化a posterio(l-0 )ap()Stei。的概率的基础上，确定新的告警概率Pa的步骤； 以及 -根据所述新的告警概率Pa，确定新的完善后的判定阈的步骤。
【文档编号】G05B23/02GK104303122SQ201380025537
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年5月15日 优先权日:2012年5月16日
【发明者】吉恩-雷米·安德鲁·马斯, 皮埃尔·吉恩·埃米尔·巴思瑞, 泽维尔·鲍莱特, 伊迪丝·格莱利马斯, 奥迪·哈麦迪 申请人:斯奈克玛