彭志剛 馮威 高偉亮

摘要：數(shù)據(jù)采集記錄設(shè)備已由單純的模擬量、開關(guān)量、音頻、視頻記錄發(fā)展到集多路音頻、多路視頻、多路/多類航空總線數(shù)據(jù)、離散量為一體的綜合記錄設(shè)備，航空客觀檢查系統(tǒng)是能夠完成飛行信息客觀記錄、忠實(shí)再現(xiàn)、有效評(píng)估、長期監(jiān)控功能的設(shè)備總稱，本文從航空客觀檢查系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、信息傳遞、管理應(yīng)用、作用發(fā)揮等方面進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：客觀檢查；采集記錄；信息傳遞；管理應(yīng)用

航空客觀檢查系統(tǒng)是能夠完成飛行信息客觀記錄、忠實(shí)再現(xiàn)、有效評(píng)估、長期監(jiān)控功能的設(shè)備總稱，由機(jī)載設(shè)備和地（艦）面設(shè)備組成。該系統(tǒng)能夠以記錄的客觀事實(shí)為依據(jù)，以性能指標(biāo)和技術(shù)要求為準(zhǔn)繩，以信息判讀、統(tǒng)計(jì)和深度挖掘?yàn)槭侄危瑸槿藗兗皶r(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正航空科學(xué)實(shí)踐中存在的偏差，指導(dǎo)武器裝備的研制改進(jìn)、科學(xué)使用和維修保障提供技術(shù)支撐?？陀^檢查系統(tǒng)具有理念開放性、系統(tǒng)包容性、功能擴(kuò)展性的特點(diǎn)，其組成如圖1所示。傳統(tǒng)的飛參、音視頻、任務(wù)數(shù)據(jù)等采集記錄系統(tǒng)，以及未來可能出現(xiàn)的類似數(shù)據(jù)采集記錄手段，連同配套的信息傳遞、處理、分析、管理設(shè)備及軟件，都屬于客觀檢查系統(tǒng)的范疇。

人類的航空史就是航空科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)不斷在糾正偏差過程中深入、發(fā)展的歷史。以飛參為代表的客觀檢查系統(tǒng)的出現(xiàn)和發(fā)展，符合人類航空科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正偏差的內(nèi)在需求。隨著客觀檢查系統(tǒng)的作用不斷凸顯，人們對(duì)客觀檢查系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)不斷深入，需求不斷擴(kuò)展，投入不斷加大，新技術(shù)、新材料、新工藝不斷得到應(yīng)用，使客觀檢查系統(tǒng)在半個(gè)多世紀(jì)的時(shí)間里，走過了一段從簡單到復(fù)雜、從人工到智能、從分立到綜合、從沒有抗毀能力到具有較高抗毀能力的發(fā)展歷程。

1 采集記錄由簡單到復(fù)雜，從分立到綜合

飛行事故調(diào)查是航空科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)糾正偏差的極端體現(xiàn)。為了更方便、更準(zhǔn)確的查明事故原因，避免類似問題再次發(fā)生，上世紀(jì)40年代國外開始研制飛參系統(tǒng)。目前，該系統(tǒng)的參數(shù)記錄能力由最初的5個(gè)發(fā)展到幾千個(gè)；記錄介質(zhì)從紙帶、箔帶、磁帶發(fā)展到固態(tài)及其增強(qiáng)型；防護(hù)記錄器的抗墜毀性能從最初的無防護(hù)能力發(fā)展到具有很強(qiáng)的防護(hù)能力；采集信號(hào)的來源也從共用傳感器、獨(dú)立傳感器向總線方式轉(zhuǎn)變；余度設(shè)計(jì)不斷增強(qiáng)，已從器件級(jí)擴(kuò)展到分機(jī)級(jí)。

為檢查作戰(zhàn)訓(xùn)練效果，上世紀(jì)50年代美國和蘇聯(lián)開始出現(xiàn)了機(jī)載照相槍4，用膠片記錄航空武器射擊效果。傳統(tǒng)照相槍判讀環(huán)境受限制，存在準(zhǔn)確度低、可靠性差等問題，隨著民用攝錄像技術(shù)的發(fā)展和圖像信息實(shí)時(shí)采集、壓縮處理算法的不斷完善，視頻記錄系統(tǒng)逐步取代了機(jī)載照相槍，并由模擬走向數(shù)字，記錄的信息也不斷增加。目前能夠同時(shí)完成對(duì)機(jī)頭前方外視景、座艙內(nèi)平顯、下顯等多路視頻及機(jī)內(nèi)通話音頻信息的記錄，在作戰(zhàn)訓(xùn)練效果分析研判中起到了十分重要的作用，對(duì)于提高飛行員訓(xùn)練質(zhì)量和技術(shù)水平極為有利，已成為現(xiàn)代航空器的重要信息記錄設(shè)備。

為了滿足航空電子設(shè)備科研試驗(yàn)、故障定位、作戰(zhàn)效能評(píng)估的需要，上世紀(jì)60年代出現(xiàn)了安裝在各個(gè)電子設(shè)備內(nèi)部的分立式數(shù)據(jù)記錄裝置，隨著航空總線技術(shù)的發(fā)展，這些記錄裝置已由分立走向綜合，用于記錄整個(gè)航電系統(tǒng)的工作情況。由于記錄信息量大幅增加，各類信息緊密關(guān)聯(lián)，為機(jī)載電子設(shè)備的科研試驗(yàn)、故障排除和使用評(píng)判帶來了極大便利，并逐步用于這些設(shè)備的性能監(jiān)控。

隨著電子元器件性能的提高，上述所提到的模擬量、開關(guān)量、音視頻和任務(wù)數(shù)據(jù)等記錄手段，已逐步統(tǒng)一成一個(gè)系統(tǒng)。西方發(fā)達(dá)國家最新裝備于四代戰(zhàn)機(jī)的飛行數(shù)據(jù)管理記錄系統(tǒng)（Flight Data Management & Recoder System，簡稱FDMRS）不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)所有飛行數(shù)據(jù)的綜合采集記錄和加卸功能（集中加載飛行任務(wù)規(guī)劃、通信頻率規(guī)劃、武器使用規(guī)劃、信息網(wǎng)絡(luò)組織應(yīng)用規(guī)劃），還具有向飛行員提供綜合告警、危險(xiǎn)預(yù)測(cè)、安全提示、裝備使用建議和特情處置方案等方面的能力，可確?？盏赝斤@示相關(guān)信息，是機(jī)上集中處理、實(shí)時(shí)分發(fā)飛行數(shù)據(jù)實(shí)的核心信息交聯(lián)部件。其具體原理組成如圖2所示。美國、英國、法國和俄羅斯在其研制的新一代先進(jìn)的軍、民用飛機(jī)上，均采用了與之相關(guān)的飛行數(shù)據(jù)多信息管理記錄技術(shù)，并且十分重視它的作用和技術(shù)發(fā)展。

2 信息傳遞由人工到智能，從事后到實(shí)時(shí)

信息傳遞是指飛行數(shù)據(jù)從采集記錄端傳遞至數(shù)據(jù)應(yīng)用端的過程。人工到智能的轉(zhuǎn)變是指從人工數(shù)據(jù)卸載、運(yùn)送向網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)控制的數(shù)據(jù)卸載、傳遞轉(zhuǎn)變；事后到實(shí)時(shí)的轉(zhuǎn)變是指從飛行結(jié)束后或事故發(fā)生后卸載傳遞飛行數(shù)據(jù)向一邊飛行一邊傳遞接收飛行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)變。

信息傳遞的時(shí)效性，是飛行數(shù)據(jù)發(fā)揮作用的先決條件。以飛參系統(tǒng)為例，最初需要打開防護(hù)記錄器的殼體才能卸載數(shù)據(jù)，因此飛參數(shù)據(jù)一般只能在飛行事故發(fā)生后進(jìn)行卸載，通過事故調(diào)查

發(fā)揮其糾偏作用；90年代末，出現(xiàn)了一線檢測(cè)設(shè)備，可以在原位卸載飛參數(shù)據(jù)，但由于數(shù)據(jù)卸載速度很慢，只能隔一段時(shí)間卸載一次，飛參數(shù)據(jù)也只能隔一段時(shí)間才能發(fā)揮一次作用；21世紀(jì)初，出現(xiàn)了手持卸載器和快取記錄器，大幅提高了數(shù)據(jù)卸載速度，可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)飛行架次的數(shù)據(jù)卸載，飛參數(shù)據(jù)在每個(gè)架次結(jié)束后都可以用于檢查問題、糾正偏差，已經(jīng)成為飛機(jī)是否放飛的重要依據(jù)；直到無線數(shù)據(jù)傳輸手段的廣泛應(yīng)用，飛參數(shù)據(jù)才實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)傳輸，使得人們有條件實(shí)時(shí)糾正飛行偏差。

西方發(fā)達(dá)國家非常重視飛行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳遞和應(yīng)用問題。早在20世紀(jì)70年代，美軍就利用當(dāng)時(shí)比較成熟的短波、超短波數(shù)字通信技術(shù)開展客觀記錄數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，最初用于航空管制，后逐步完善。隨著衛(wèi)星、無線電通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，歷經(jīng)40年的發(fā)展，美軍已形成了以衛(wèi)星通信為主，以寬帶數(shù)字通信為輔的客觀記錄數(shù)據(jù)傳輸體系。在20世紀(jì)90年代，國際民航組織開始使用UAT航空移動(dòng)衛(wèi)星超視距通信數(shù)據(jù)鏈，用于在越洋、極地及沙漠地帶傳輸航管和監(jiān)視信息。目前法航強(qiáng)制要求國際航線飛機(jī)加裝衛(wèi)星通信系統(tǒng)，實(shí)時(shí)回傳飛行數(shù)據(jù)，以確保飛行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和安全提示。

3 管理應(yīng)用由分散到集中，從單一到全面

在飛參、視頻、任務(wù)數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，就同步研制了相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析軟件。與機(jī)載設(shè)備的維護(hù)分工類似，各類飛行數(shù)據(jù)的管理與應(yīng)用也往往隨著機(jī)載設(shè)備的維護(hù)分工由不同專業(yè)負(fù)責(zé)。管理非常分散，各類數(shù)據(jù)難以融合。由于各類飛行數(shù)據(jù)之間蘊(yùn)含著非常有用的關(guān)聯(lián)信息，人們?cè)谑褂眠@些數(shù)據(jù)時(shí)，綜合分析的需求和行為不斷增加，對(duì)機(jī)載設(shè)備和分析軟件均提出了整合需求，對(duì)分析軟件功能需求也越來越高，使得各類飛行數(shù)據(jù)的管理由分散向集中發(fā)展，數(shù)據(jù)的應(yīng)用由單一向綜合轉(zhuǎn)變。蘇30МК2飛機(jī)客觀檢查系統(tǒng)通過解決機(jī)上飛參、視頻和任務(wù)記錄的時(shí)統(tǒng)問題，在地面采用一套分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種來源數(shù)據(jù)的綜合分析和集中管理。

西方發(fā)達(dá)國家在實(shí)現(xiàn)客觀記錄數(shù)據(jù)綜合分析和集中管理的基礎(chǔ)上，利用數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)融合等技術(shù)來處理分析這些海量數(shù)據(jù)，通過完備的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)手段建立指揮員、飛行員、飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)檔案，解決了飛行數(shù)據(jù)只有個(gè)別專業(yè)人員開展分析應(yīng)用的問題，實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)設(shè)計(jì)制造部門、使用部門、維護(hù)保障部門全員、全專業(yè)、全流程使用所需飛行數(shù)據(jù)的模式，為飛行訓(xùn)練、裝備維修、現(xiàn)役裝備改進(jìn)和新裝備研制提供數(shù)據(jù)支撐。

4 作用發(fā)揮由事后問題查處到事前事故預(yù)防

隱患是事故的基礎(chǔ)，事故是隱患的結(jié)果；隱患積累到一定程度，就必然發(fā)生事故。因此，積極發(fā)現(xiàn)、消除隱患，積極發(fā)現(xiàn)、糾正偏差，就能達(dá)到避免或減少飛行事故的目的。及時(shí)分析應(yīng)用飛行數(shù)據(jù)，能夠發(fā)現(xiàn)許多飛行員在空中沒有察覺的，機(jī)上儀表、顯示和告警系統(tǒng)沒有反應(yīng)出來的，機(jī)組檢查難以發(fā)現(xiàn)的隱患，避免了許多可能出現(xiàn)的事故或事故征候，有巨大的軍事、經(jīng)濟(jì)效益。

隨著飛行數(shù)據(jù)應(yīng)用的實(shí)效性不斷提高，機(jī)上數(shù)據(jù)采集處理必將與裝設(shè)備狀態(tài)告警、飛行狀態(tài)和控制糾偏不斷融合，客觀檢查系統(tǒng)必然能夠在預(yù)防事故的工作中發(fā)揮出更加重要的作用。

5 結(jié)語

綜上所述，正是由于事故預(yù)防的投入能夠帶來巨大的軍事、經(jīng)濟(jì)效益，人們才堅(jiān)定推進(jìn)客觀檢查系統(tǒng)的發(fā)展。隨著人們認(rèn)識(shí)水平不斷提高和航空科技不斷進(jìn)步，客觀檢查系統(tǒng)必將不斷擴(kuò)展完善，在飛機(jī)的科研、試驗(yàn)、使用、保障中發(fā)揮出更大的作用，為及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正航空科學(xué)實(shí)踐中存在的偏差，確保“大膽地飛、科學(xué)地飛、安全地飛”做出更大的貢獻(xiàn)。

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作者簡介：彭志剛（1978），男，江蘇徐州人，碩士研究生，講師，海軍航空工程學(xué)院青島校區(qū)航空電子系航空雷達(dá)工程教研室；馮威（1977），男，河北豐潤，碩士研究生，講師，海軍航空工程學(xué)院青島校區(qū)航空電子系航空雷達(dá)工程教研室；高偉亮（1980），男，遼寧營口，博士研究生，副教授，海軍航空工程學(xué)院青島校區(qū)航空電子系航空雷達(dá)工程教研室。