民用飞机气路部分故障诊断方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种民用飞机故障诊断方法，特别是涉及一种民用飞机气路部分故障 诊断方法。
【背景技术】
[0002] 民用飞机气路部分在整个飞机系统中有着重要的作用，同时也是飞机故障发生机 率较高的系统之一。这一系统出现的故障对航班的正点率影响很大，会极大的影响航空公 司的运营效益。针对气路部分故障，目前的通用方法是根据机组的故障描述或工程师依据 经验检查出来的故障现象，遵照手册进行排故。此举耗时多，工作量大，甚至有时并不能准 确定位故障的原因。因而，急需一种高效、准确的方式辅助维修人员进行故障诊断。
【发明内容】
[0003] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种民用飞机气路部分故 障诊断方法，用于解决现有技术中耗时多，工作量大，故障定位准确度不够的问题。
[0004] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种民用飞机气路部分故障诊断方 法，包括将气路部分从抽象到具体地划分为多层；对多层中的每一层建立故障诊断系统模 型；接收故障信息；从最抽象层的故障诊断系统模型中找出与故障信息对应的节点；从与 故障信息对应的节点出发追踪故障的一级原因节点，再在次抽象层的故障诊断模型中找到 与原因节点对应的节点，再从与原因节点对应的节点出发追踪二级原因节点，以此类推，直 到在最具体层的故障诊断系统模型中追踪到最具体的原因；将最具体的原因报告给用户。
[0005] 根据优选实施例，本发明中的故障诊断模型为符号有向图（Signed Directed Graph，简称SDG)模型。
[0006] 如上所述，本发明的民用飞机气路部分故障诊断方法，具有以下有益效果：首先， 利用本发明的方法能根据故障信息快速定位故障部件，速度快，准确率高。并且依据图论方 法建立模型，不需要精确数学模型，可诊断不能预见的新故障，能综合考虑系统结构特性， 并且能够处理大规模复杂的系统。另外，将各系统依功能和结构划分成多层子系统，从而诊 断结果更精确。
【附图说明】
[0007] 图1显示为本发明民用飞机气路部分故障诊断方法流程图；
[0008] 图2显示为民用飞机气路部分气源子系统结构图；
[0009] 图3显示为根据本发明优选实施方式对民用飞机气路部分系统层SDG图；
[0010] 图4显示为根据本发明优选实施方式对民用飞机气路部分子系统层的SDG图。
【具体实施方式】
[0011] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书 所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实 施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离 本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0012] 请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明 的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形 状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布 局型态也可能更为复杂。
[0013] 先参阅图1，图1所示为本发明民用飞机气路部分故障诊断方法的一个实施例的 流程图。步骤Sl中，将飞机气路部分划分成了系统层、子系统层、部件层。
[0014] 步骤S2表示对每一层分别建立故障系统诊断模型。本发明结合飞机故障诊断与 排故的特点，采用基于图论的方法建立模型。基于图论的方法具有独特的优点：具有发现系 统设计者所不能预见的故障的能力；不需要精确数学模型；具有较强的解释能力；推理系 统具有较强的系统独立性。
[0015] 步骤S3表示接收故障信息。这里的故障信息包括故障代码、故障描述、监测参数 集、运行工况等等，故障信息可以由飞机内传感器采集后反应在控制面板上，也可以是飞行 员根据经验、操控感受手动输入等。
[0016] 步骤S4-S6表示先在最抽象层的故障诊断系统模型中找出与故障信息对应的节 点，在本层中追踪出导致故障的原因节点，然后再到次抽象层中，找出与此原因节点对应的 节点，再在次抽象层的故障诊断系统模型中找出更具体的原因节点，以此类推，直到在最具 体层的故障诊断系统模型中找出最具体的故障原因报告给用户。
[0017] 本例中，将飞机气路部分划分为三层，并对每层都建立了故障诊断系统模型，所以 可以由高层次的抽象模式向低层次的具体模式逐级诊断。先分析故障区域在哪个子系统， 在确定的范围内进行子系统内部的推理，直到最后确定故障部件。
[0018] 下面参见图2-图4详细介绍应用本发明故障诊断方法优选实施例对民用飞机气 路部分进行故障诊断的工作方式。
[0019] 本实施例中采用SDG方式对飞机气路部分各系统建立故障诊断系统模型，从而能 对过程变量间的因果关系和故障传播路径提供简单的图形化描述，能清楚地描述复杂系统 的局部关系，更有利于系统中故障的检测、定位与传播分析。需要说明的是，本领域技术人 员也可以采用其它基于图论的方法对飞机气路分各系统建立故障诊断系统模型，例如但不 限于Petri网、可能因果图等等。本领域技术人员也可以采用其它分层的标准对各系统进 行分层，或者对每层采用不同的方式进行建模。
[0020] 根据本发明的优先实施例，首先可以将民用飞机气路部分按从抽象到具体地，分 成系统层、子系统层和部件层。然后对每一层建立故障诊断系统模型。
[0021] 优选地，建立故障诊断模型时，可以将每一层按功能分为若干子系统或部件，比如 系统层可以分为气源系统、防冰系统和空调系统三个子系统；气源系统为例，又可以进一步 划分。图2是经划分后气源系统的系统结构图，如图2所示气源系统是由发动机引气子系 统、APU (Auxiliary Power Unit，辅助动力装置）引气子系统、地面气源引气、指示与控制 系统、交输引气活门等多个独立的子系统组成。
[0022] 对于防冰系统和空调系统，也可以相似的方法进行划分并建立模型，此处不再赘 述。
[0023] 接下来通过查阅飞机维修手册、飞机原理手册、线路施工手册等，必要时还需要参 考历史故障诊断、维修数据，可以找出每层中反应各子系统或者部件的特征变量，并找出这 些特征变量之间的结构、功能和行为关系的定性因果关系。还需要对每一特征变量依据确 定工况下故障发生和传播的规律确定正常理论值，正常理论值是SDG模型瞬时样本中获得 节点状态的界限值判断依据。由于实际运行工作条件多变，动态特性复杂，正常理论值可以 是确定的阈值范围，也可以是一状态函数。本例中，气源系统的部分特征变量选择如表1所 示：
[0024]
【主权项】
1. 一种民用飞机气路部分故障诊断方法，其特征在于，包括： 将气路部分分为包括第1级，第2级直至第N级的多级； 对所述多级中的每一级建立故障诊断系统模型； 接收至少一个故障信息； 从所述第1级的所述故障诊断系统模型中找出与所述故障信息对应的节点； 从所述与故障信息对应的节点出发在所述第1级的故障诊断系统模型中追踪故障的 原因节点，再在所述第2级的所述故障诊断模型中找到与所述原因节点对应的节点，再从 与所述原因节点对应的节点出发在所述第2级的故障诊断系统模型中追踪原因节点，W此 类推，直到在第N级的故障诊断系统模型中追踪到具体的故障部件并生成对应的故障日 志； 将所述故障日志输出或存储。
2. 根据权利要求1所述的民用飞机气路部分故障诊断方法，其特征在于，对所述多级 中的每一级建立故障诊断系统模型的步骤中，包括如下步骤： 根据功能将该级划分为多个子系统或部件； 根据飞机维护手册、飞机原理手册、线路施工手册和历史数据选取反应所述各子系统 或部件的特征变量，并找出所述特征变量之间的关系； 根据所述关系数据库和所述特征变量建立所述故障系统诊断模型。
3. 根据权利要求1或2所述的民用飞机气路部分故障诊断方法，其特征在于，所述故障 系统诊断模型为符号有向图模型。
4. 根据权利要求1所述的民用飞机气路部分故障诊断方法，其特征在于，所述多层包 括系统层、子系统层、部件层。
5. 根据权利要求1所述的民用飞机气路部分故障诊断方法，其特征在于，所述对所述 多层中的每一层建立故障诊断系统模型与接收故障信息的步骤之间，还包括根据历史数据 对所述故障诊断系统模型进行修正的步骤。
6. 根据权利要求1所述的民用飞机气路部分故障诊断方法，其特征在于，所述故障信 息包括故障代码、故障描述、监测参数集、运行工况。
【专利摘要】本发明提供一种民用飞机气路部分故障诊断方法，包括将气路部分从抽象到具体地划分为多层；对多层中的每一层建立故障诊断系统模型；接收故障信息；从最抽象层的故障诊断系统模型中找出与故障信息对应的节点；从与故障信息对应的节点出发追踪故障的一级原因节点，再在次抽象层的故障诊断模型中找到与原因节点对应的节点，再从与原因节点对应的节点出发追踪二级原因节点，以此类推，直到在最具体层的故障诊断系统模型中追踪到最具体的原因；将最具体的原因报告给用户。利用本发明的方法能根据故障信息快速定位故障部件，速度快，准确率高，可诊断不能预见的新故障，能综合考虑系统结构特性，并且能够处理大规模复杂的系统。
【IPC分类】G06N7-00, G06F19-00
【公开号】CN104636581
【申请号】CN201310561023
【发明人】徐庆宏, 范志强, 刘昕, 陈新霞, 黄爱军, 黄加阳, 晏震乾, 刘煜原, 高飞鹏, 陈金, 王洪, 魏元雷
【申请人】中国商用飞机有限责任公司, 上海飞机客户服务有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年11月12日