[實(shí)用新型]一種用于安全預(yù)警和報(bào)警系統(tǒng)的健康管理數(shù)據(jù)接口裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920106297.4
• 申請(qǐng)日: 2009-03-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201362367Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙廷弟;王曉云;尹樹(shù)悅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B64D45/00
• 分類(lèi)號(hào): B64D45/00;G01M19/00;G08B31/00
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 周長(zhǎng)琪

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及民用航空器的安全管理領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)是一種用于安全預(yù)警和報(bào)警系統(tǒng)的健康管理數(shù)據(jù)接口裝置。

背景技術(shù)

民用飛機(jī)的安全性是飛機(jī)系統(tǒng)級(jí)和整機(jī)級(jí)的屬性。從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，為了減少故障診斷時(shí)間，提高系統(tǒng)的維修性和測(cè)試性，民用航空器普遍采用了機(jī)內(nèi)測(cè)試設(shè)備(BITE)來(lái)進(jìn)行飛機(jī)部件級(jí)或外場(chǎng)可更換單元(LRU)級(jí)的狀態(tài)分析。但傳統(tǒng)的BIT技術(shù)存在虛警率高、只能進(jìn)行部件級(jí)或LRU級(jí)故障診斷和檢測(cè)的問(wèn)題，并且無(wú)法早期檢測(cè)出部件或子單元的故障癥候。

近年新興的預(yù)測(cè)與健康狀態(tài)管理技術(shù)(Prognostics?and?Health?Management，PHM)，則通過(guò)利用先進(jìn)傳感器和各類(lèi)算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障癥候的先導(dǎo)式智能監(jiān)測(cè)，推理得到系統(tǒng)級(jí)和整機(jī)級(jí)的健康狀態(tài)。

從民用航空器可靠性發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，基于BITE的部件級(jí)健康管理雖然相對(duì)成熟，但已難以滿足飛機(jī)安全狀態(tài)的管理，而基于先進(jìn)傳感器的PHM技術(shù)則在若干關(guān)鍵技術(shù)上需要突破，因而，有必要將兩類(lèi)實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行結(jié)合。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是為了解決民用航空器安全管理中的報(bào)警和預(yù)警告問(wèn)題，從系統(tǒng)安全性要求出發(fā)，綜合了BITE技術(shù)和PHM技術(shù)在短期報(bào)警和長(zhǎng)期預(yù)警方面的特點(diǎn)，提出一種用于安全預(yù)警和報(bào)警系統(tǒng)的健康管理數(shù)據(jù)接口裝置。

本實(shí)用新型一種用于安全預(yù)警和報(bào)警系統(tǒng)的健康管理數(shù)據(jù)接口裝置，具體包括分系統(tǒng)LRU、分系統(tǒng)BITE、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和分系統(tǒng)區(qū)域推理器、嵌入式傳感器、分系統(tǒng)傳感器預(yù)處理單元；

分系統(tǒng)LRU用來(lái)檢測(cè)和管理最基本一級(jí)機(jī)載設(shè)備單元；

分系統(tǒng)BITE對(duì)分系統(tǒng)LRU進(jìn)行故障檢測(cè)、隔離與診斷，產(chǎn)生初始的離散故障信息，通過(guò)航空數(shù)據(jù)總線發(fā)送至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；

嵌入式傳感器作為安裝在分系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)部的嵌入式傳感器，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行性能和狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，獲得性能和狀態(tài)的監(jiān)測(cè)信號(hào)，以便為設(shè)備工作狀態(tài)的健康趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)；

分系統(tǒng)傳感器預(yù)處理單元對(duì)嵌入式傳感器獲取的原始監(jiān)測(cè)信號(hào)進(jìn)行降噪、濾波處理，產(chǎn)生初始的分系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，并通過(guò)航空數(shù)據(jù)總線傳輸給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元用來(lái)存儲(chǔ)覆蓋時(shí)間跨度的、來(lái)自分系統(tǒng)BITE的故障信息以及嵌入式傳感器的健康狀態(tài)信息；

分系統(tǒng)區(qū)域推理器提取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的信息，通過(guò)分系統(tǒng)區(qū)域推理器的融合和推理規(guī)則，對(duì)覆蓋一定的時(shí)間跨度范圍內(nèi)的健康狀態(tài)信息和故障信息進(jìn)行綜合診斷，生成最終的分系統(tǒng)告警、預(yù)警信息和健康狀態(tài)信息，并將上述信息發(fā)送到高一層次系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)綜合了BITE技術(shù)和PHM技術(shù)在短期報(bào)警和長(zhǎng)期預(yù)警方面的特點(diǎn)，作為告警系統(tǒng)的信息來(lái)源；

(2)發(fā)揮傳統(tǒng)BITE成熟、簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，在已經(jīng)出現(xiàn)事故或故障時(shí)及時(shí)報(bào)警，提高民用航空器的安全性；

(3)發(fā)揮PHM推理機(jī)制的長(zhǎng)期、趨勢(shì)分析特性，對(duì)尚未發(fā)展為事故的早期故障征候進(jìn)行預(yù)報(bào)和預(yù)警，為事故預(yù)防提供足夠的響應(yīng)時(shí)間；

(4)利用PHM傳感器提供的長(zhǎng)期運(yùn)行狀態(tài)信息和趨勢(shì)，去除BITE產(chǎn)生的虛警和關(guān)聯(lián)故障，降低虛警率，提高故障診斷能力；

(5)充分利用民用航空器內(nèi)各部件或LRU的BITE故障信息和PHM傳感器狀態(tài)信息，并通過(guò)分析系統(tǒng)內(nèi)各部件間的交互問(wèn)題，融合推理得到飛機(jī)系統(tǒng)級(jí)的安全狀態(tài)；

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)接口裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

本實(shí)用新型是一種用于安全預(yù)警和報(bào)警系統(tǒng)的健康管理數(shù)據(jù)接口裝置，具體包括分系統(tǒng)LRU1、分系統(tǒng)BITE2、嵌入式傳感器3、分系統(tǒng)傳感器預(yù)處理單元4、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元5和分系統(tǒng)區(qū)域推理器6六個(gè)單元，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

分系統(tǒng)BITE2和分系統(tǒng)LRU1是BIT技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)單元。

其中，分系統(tǒng)LRU1是用來(lái)檢測(cè)和管理的最基本一級(jí)機(jī)載設(shè)備單元；

分系統(tǒng)BITE2對(duì)分系統(tǒng)LRU1進(jìn)行故障檢測(cè)、隔離與診斷，產(chǎn)生初始的離散故障信息，通過(guò)航空數(shù)據(jù)總線發(fā)送至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元5。

嵌入式傳感器3、分系統(tǒng)傳感器預(yù)處理單元4、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元5和分系統(tǒng)區(qū)域推理器6是PHM技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)單元。

其中，嵌入式傳感器3作為安裝在分系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)部的嵌入式傳感器3，對(duì)分系統(tǒng)的運(yùn)行性能和狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，獲得性能和狀態(tài)的監(jiān)測(cè)信號(hào)，以便為分系統(tǒng)LRU1工作狀態(tài)的健康趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)；