一种航空发动机监控方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种航空发动机监控方法和系统，方法包括以下步骤：A：预先设置航空器中发动机对于各状态参数的阀值和各状态参数的突变值的阀值；B：通过飞行信息报文系统，实时获取所述航空器的多种飞行数据；C：根据所述飞行数据得到发动机的实际状态参数；D：将所述实际状态参数与对应的状态参数的阀值进行对比，或将所述实际状态参数的突变值与对应的状态参数的突变值的阀值进行对比，如超出所述阀值则表明该实际状态参数出现异常；E：根据出现的异常事件进行告警。本发明能够基于ACARS报文对航空器发动机的性能进行有效监控，不仅操作方便，而且实时性好。
【专利说明】一种航空发动机监控方法和系统
【技术领域】
[0001] 本发明属于民航领域，尤其涉及一种航空发动机监控方法和系统。
【背景技术】
[0002] 飞机作为一种便利的交通工具，为人们提供了更为高效和快捷的出行方式，然而， 飞行安全是一个永恒的话题。对于航空器，发动机就像心脏一样重要，如何确保发动机能够 在正常状态下工作运行，对于航空公司来说，是一个至关重要的问题。
[0003] 目前，ACARS系统（AircraftCommunictionAddressingandRepartingSystem, 飞行信息报文系统）已经成为飞行信息获取的一个主流成熟的系统，尤其是能够获取表征 发动机工作环境的部分参数。该系统可以通过标准的硬件接口采集到飞机的相关飞行数 据，然后经过VHF(甚高频天线）或是卫星系统，将数字化编码的数据发送到地面数据中心 ADCC(飞行控制数据中心KADCC再根据报文的不同地址，将其中的数据发送到相应的航空 公司的数据中心，以便专业人员判断飞机及发动机运行状态。ACARS系统是双向的，也就是 说地面也可以通过该系统上载数据，如紧急的故障排故或是飞行气象数据等。
[0004] 然而，基本的ACARS报文中仅有有限的几个参数信息，例如高度，速度，温度，大气 压力，引气值等，通过这些参数，只能简单的了解下发动机的工作环境，对于发动机性能趋 势监控无法提供直接的、有效的数据支持；同时，如需获取ACARS报文，需要人工不断的登 录网站进行数据下载，并对下载的数据进行人工的分析识别，一方面，这些工作数据量大且 繁重枯燥，对于较大规模的机队来说，会占用较多的工程师人力资源，另一方面，数据到了 航空公司后，如需处理还会再发动到发动机厂家，厂家对于海量数据的处理在时间上面是 存在滞后性的，这样对于一些问题的分析和识别也存在滞后性，不利于及时处理安全隐患。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种航空发动机监控方 法和系统，能够基于ACARS报文对航空器发动机的性能进行有效监控，不仅操作方便，而且 实时性好。
[0006] 本发明提供了一种航空发动机监控方法，包括以下步骤：
[0007] A:预先设置航空器中发动机对于各状态参数的阀值和各状态参数的变化值的阀 值；
[0008] B:通过飞行信息报文系统，实时获取所述航空器的多种飞行数据；
[0009]C:根据所述飞行数据得到发动机的实际状态参数，其中，部分实际状态参数直接 取自所述飞行数据，部分实际状态参数通过对所述飞行数据进行转换和处理得到；
[0010] D:将所述实际状态参数与对应的状态参数的阀值进行对比，或将所述实际状态参 数的变化值与对应的状态参数的变化值的阀值进行对比，如超出所述阀值则表明该实际状 态参数出现异常；
[0011] E:根据出现的异常事件进行处理或告警。
[0012] 优选地，所述步骤C中，部分实际状态参数通过对所述飞行数据进行转换和处理 得到具体为：对所述飞行数据进行标准状态下的转换，得到转换值与基线值之间的偏差 值；
[0013] 所述步骤D中，得到所述实际状态参数的变化值的方法具体为：
[0014] 通过指数平滑法，对所述实际状态参数进行平滑处理，将当前的实际状态参数与 前一时刻的平滑值进行对比，并将差值的绝对值作为实际状态参数的变化值。
[0015] 进一步地，所述实际状态参数包括：燃油流量偏差值ΛFF，风扇转子速度偏差值 ΛNl，核心转速偏差值ΛΝ2,排气温度偏差值ΛEGT。
[0016] 优选地，所述步骤A中，每一个状态参数的阀值或状态参数的变化值的阀值具有 多个，分别对应于异常事件的不同级别；
[0017] 步骤E中，使用与所述实际状态参数对应级别的异常事件匹配的方式进行处理或 出敏 口吕〇
[0018] 优选地，所述步骤E中，使用与所述实际状态参数对应级别的异常事件匹配的方 式进行告警的方式具体为：针对不同级别的异常事件，向不同的目标人员告警。
[0019] 优选地，所述步骤D中，将所述实际状态参数与对应的状态参数的阀值进行对比， 或将所述实际状态参数的变化值与对应的状态参数的变化值的阀值进行对比的一种具体 方式为：将所述实际状态参数的单点采样值与对应的状态参数的阀值进行对比，或将所述 实际状态参数的单点采样值的变化值与对应的状态参数的变化值的阀值进行对比；
[0020] 另一种具体方式为：将所述实际状态参数的连续几个采样值与对应的状态参数的 阀值进行对比，或将所述实际状态参数的连续几个采样值的变化值与对应的状态参数的变 化值的阀值进行对比。
[0021] 优选地，航空器具有起飞状态和巡航状态，在不同状态下，所述步骤B中实时获取 的所述航空器的飞行数据的种类不同，所述步骤C中得到发动机的实际状态参数的类型也 不同。
[0022] 所述步骤C还包括以：：根据发动机的实际状态参数绘制各状态参数的趋势图形。
[0023] 本发明还保护了一种航空发动机监控系统，包括；
[0024] 阀值预设模块；预先设置航空器中发动机对于各状态参数的阀值和各状态参数的 变化值的阀值；
[0025] 飞行数据获取模块：通过飞行信息报文系统，实时获取所述航空器的多种飞行数 据；
[0026] 数据处理和转换模块：根据所述飞行数据得到发动机的实际状态参数，其中，部分 实际状态参数直接取自所述飞行数据，部分实际状态参数通过对所述飞行数据进行转换和 处理得到；
[0027] 数据分析模块：将所述实际状态参数与对应的状态参数的阀值进行对比，或将所 述实际状态参数的变化值与对应的状态参数的变化值的阀值进行对比，如超出所述阀值则 表明该实际状态参数出现异常；
[0028] 处理模块：根据出现的异常事件进行处理或告警。
[0029] 优选地，所述处理模块包括邮件服务器和/或短信网管平台。
[0030] 本发明通过以上航空发动机监控方法和系统，使航空公司能够主动的、智能地通 过ACARS系统获取发动机的基础参数，并将其处理后进行有效分析，一旦发现异常事件立 刻进行处理或告警，不仅能够将发动机工程师从繁重且效率低下的数据分析工作中解放出 来，而且及时避免了飞机故障，减少了安全隐患。
【专利附图】
【附图说明】
[0031] 图1是本发明一种实施例的航空发动机监控方法流程图；
[0032] 图2是本发明一种实施例的航空发动机监控系统框图。
【具体实施方式】
[0033] 如图1所示，在本实施例中一种航空发动机监控方法，包括以下步骤：
[0034] 步骤A:在航空公司的后台服务器中，预先设置航空器中发动机对于各状态参数 的阀值和各状态参数的变化值的阀值，当然，对于不同航空器机型以及不同发动机，各状态 参数的阀值和各状态参数的变化值的阀值并不相同。预设阀值时，各状态参数或各状态参 数的变化值可仅仅只设置一个阀值，意味着一旦实际值超出阀值即为该状态参数异常，优 选的情况下，每一个状态参数的阀值或状态参数的变化值的阀值具有多个，分别对应于异 常事件的不同级别，意味着一旦实际值超出级别较低的阀值时，出现低级别的异常事件，一 旦实际值超出级别较高的阀值时，出现高级别的异常事件，例如处理异常事件的级别可以 分为超手册、视情查看、告警几个级别，告警可通过短信或邮件向相应的发动机工程自动通 知。本领域技术人员能够理解，根据各状态参数所描述的发动机的不同性能，"超出"可能为 低于阀值，也可能为高于阀值，也有可能为偏离阀值所规定的范围，具体数值根据发动机的 性能手册以及大量飞行数据分析的基础上来进行设定的。
[0035] 步骤B:通过ACARS的相关报文，系统实时获取航空器的多种飞行数据。系 统能够自动的对报文进行数据解码分析，提取发动机监控所需的飞行数据，如飞机号 (FlightNumber)，发动机号（EngineSn)，飞行高度（Altitude)，大气温度（TAT),飞行 马赫数（Mach)，发动机排气温度（^ExhaustGasTemperature/EGT)，风扇转子速度（Fan RotrorSpeed/Nl)，核心转速（CoreSpeed/N2)，燃油流量（FuleFlow/FF)，滑油温度（Oil Temperature)，滑油压力（OilPressure)，引气数据（BleedData)，吊舱除冰开关状态 (Anti-ice)，涡轮间隙控制时间TCC，吊舱温度、减推力设置等基础参数，系统还能将这些对 应参数按照对应的航空器进行归类并进行存储。
[0036] 由于航空器在不同状态下对发动机的性能要求不同，应确立发动机性能监控分析 所设定的不同的工作状态，包括起飞状态和巡航状态，本步骤B中实时获取的航空器的飞 行数据的种类不同，后一步骤中得到发动机的实际状态参数的类型也不同。例如巡航状态 的飞行数据采样条件为：飞行高度>20,OOOfeet;飞行速度在[0. 6Ma，0. 9Ma]之间，状态稳 定维持超过12秒，在此之前为起飞状态。这些初始设定是民用航空器在出厂的时候已经设 置好，数据采集系统会根据实际工作情况自动的采集数据样本。
[0037] 步骤C:根据飞行数据得到发动机的实际状态参数，即从多种飞行数据中，直接或 者间接获得能够监控发动机性能状态的一些参数，这些参数统称为实际状态参数。其中，部 分实际状态参数直接取自飞行数据，例如吊舱温度、EGT、飞行高度、飞行马赫数、引气数、吊 舱除冰开关状态、燃油流量，滑油温度，滑油压力等等，部分实际状态参数无法直接获得，需 要通过对获得的飞行数据进行转换和处理得到，例如ΛFF、AΝ1、ΛΝ2、ΛEGT、EGTM(排气 温度EGT的裕度）、Nlind转速比等。
[0038] 对获得的飞机数据进行转换和处理的方式根据具体需要而定，例如一种转换和处 理的方式为：首先对飞行数据进行标准状态下的转换，接着得到转换值与基线值之间的偏 差值，将该偏差值作为实际状态参数，例如ΛFF、ΛNl、ΛN2、ΛEGT等参数，指的是对采集 到的部分飞行数据经过标准转换后，与基线方程得到的计算值之间的差值。
[0039] 各类飞行数据进行标准状态下转换的方式较为类似。
[0040] 以EGT为例，EGT的标准转换需要大气温度TAT以及EGT的采样数据值，其中：
【权利要求】
1. 一种航空发动机监控方法，其特征在于，包括以下步骤： A :预先设置航空器中发动机对于各状态参数的阀值和各状态参数的变化值的阀值； B :通过飞行信息报文系统，实时获取所述航空器的多种飞行数据； C:根据所述飞行数据得到发动机的实际状态参数，其中，部分实际状态参数直接取自 所述飞行数据，部分实际状态参数通过对所述飞行数据进行转换和处理得到； D :将所述实际状态参数与对应的状态参数的阀值进行对比，或将所述实际状态参数的 变化值与对应的状态参数的变化值的阀值进行对比，如超出所述阀值则表明该实际状态参 数出现异常； E :根据出现的异常事件进行处理或告警。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C中，部分实际状态参数通过对 所述飞行数据进行转换和处理得到具体为：对所述飞行数据进行标准状态下的转换，得到 转换值与基线值之间的偏差值； 所述步骤D中，得到所述实际状态参数的变化值的方法具体为： 通过指数平滑法，对所述实际状态参数进行平滑处理，将当前的实际状态参数与前一 时刻的平滑值进行对比，并将差值的绝对值作为实际状态参数的变化值。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述实际状态参数包括：燃油流量偏差值 A FF，风扇转子速度偏差值A N1，核心转速偏差值A N2,排气温度偏差值A EGT。
4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，每一个状态参数的阀值或 状态参数的变化值的阀值具有多个，分别对应于异常事件的不同级别； 步骤E中，使用与所述实际状态参数对应级别的异常事件匹配的方式进行处理或告 警。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤E中，使用与所述实际状态参数 对应级别的异常事件匹配的方式进行告警的方式具体为：针对不同级别的异常事件，向不 同的目标人员告警。
6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤D中，将所述实际状态参数与对 应的状态参数的阀值进行对比，或将所述实际状态参数的变化值与对应的状态参数的变化 值的阀值进行对比的一种具体方式为： 将所述实际状态参数的单点采样值与对应的状态参数的阀值进行对比，或将所述实际 状态参数的单点采样值的变化值与对应的状态参数的变化值的阀值进行对比； 另一种具体方式为： 将所述实际状态参数的连续几个采样值与对应的状态参数的阀值进行对比，或将所述 实际状态参数的连续几个采样值的变化值与对应的状态参数的变化值的阀值进行对比。
7. 根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，航空器具有起飞状态和巡航 状态，在不同状态下，所述步骤B中实时获取的所述航空器的飞行数据的种类不同，所述步 骤C中得到发动机的实际状态参数的类型也不同。
8. 根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤C还包括以：：根据 发动机的实际状态参数绘制各状态参数的趋势图形。
9. 一种航空发动机监控系统，其特征在于，包括； 阀值预设模块；预先设置航空器中发动机对于各状态参数的阀值和各状态参数的变化 值的阀值； 飞行数据获取模块：通过飞行信息报文系统，实时获取所述航空器的多种飞行数据； 数据处理和转换模块：根据所述飞行数据得到发动机的实际状态参数，其中，部分实际 状态参数直接取自所述飞行数据，部分实际状态参数通过对所述飞行数据进行转换和处理 得到； 数据分析模块：将所述实际状态参数与对应的状态参数的阀值进行对比，或将所述实 际状态参数的变化值与对应的状态参数的变化值的阀值进行对比，如超出所述阀值则表明 该实际状态参数出现异常； 处理模块：根据出现的异常事件进行处理或告警。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述处理模块包括邮件服务器和/或短 信网管平台。
【文档编号】G06F19/00GK104484544SQ201410476418
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年9月17日 优先权日:2014年9月17日
【发明者】李新楼, 叶广明, 王辉 申请人:李新楼, 叶广明, 王辉