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民用飞机机组告警系统设计研究


民用飞机机组告警系统设计研究 摘要:民用飞机机组告警系统的作用是吸引飞行机组的注意,使 其知晓飞机和飞机系统出现的失效或故障,或出现的其他非正常条 件。现代飞机机组告警系统的设计也需要对机组可能要采取的措施 加以提示。本文在总结相关指南材料的基础上,进一步整理不同规 范和指南间的共同点和不同点,以期定义一个较为合理的机组告警 系统架构。 关键词:机组告警系统?告警系统架构?ac/

acj 25.1322?ada107632?sae arp 4102/4?航电架构 中图分类号:v22 文献标识码:a 文章编 号:1674-098x(2012)09(c)-0014-02 普遍公认的是,告警系统的复杂程度与航电系统或飞机系统的复 杂程度成正比。在现代民用飞机上,电气、机械或液压(或任何其 他类型)等系统数量远大于早期的飞机,并且飞机系统变得更加复 杂和先进, 故障管理和健康监控的需求在不断增加。 由于告警机制、 系统和传感器数量增加,设计告警系统变得越来越困难,并且牵涉 到飞机的设计过程。近期某些研究开始表明,在不同的告警方式间 会存在冲突,例如两个冲突的告警可能同时显示或通告,导致机组 反应迟滞,并导致重大或灾难级的效应。 本文主要关注 3 个工业界通用的指南文件。第一个是 sae arp 4102/4《驾驶舱告警系统》 ,该文件是目前最通用最著名的机组告 警系统设计指南[1]。第二个是 ada106732《faa 飞机告警系统设计 指南》[2]。最后一个是 faa 咨询公告 ac/acj25.1322《飞行机组告 警》[3]。 1 机组告警系统的主要特性 指南文件[1],[2]和[3]在四个主要方面总结了机组告警系统的主 要特性,表 1 给出了这几个方面及其内容总结。这四方面内容可以 作为机组告警系统设计标准的四个主题。 此外,机组告警系统有多种不同类型的数据源,但大多数传感器 类型都不能由航电系统的设计者选择。例如,液压系统压力传感器 是由液压系统的设计者选择的。所以数据源的定义对于机组告警系 统的架构设计是一个重要的且几乎不可控的因素。 2 航电系统架构的影响 现代民用飞机通常包含一个综合式或集中式架构,大量的飞机系 统和飞行数据直接进入模块化综合航电系统(ima) ,且大多数功能 也通过驻留的应用软件在 ima 上执行。ima 使用视频信号驱动显示 功能,通过数字式总线将数据发送到外部设备,将集中处理的数据 分配到相关系统。这一架构使得飞机生产商或系统集成商有机会发 展自己的平台应用软件,相应的飞机级集成能力也得到了增强。而 在联邦式架构中,系统集成商受到了设备生产商的限制,不能任意 通过软件实现自己的需求。 在综合式或者集中式的架构中,告警通告数据源通常由 ima 采集 处理。在此类架构中,机组告警显示通常显示在 lcd 显示器上,而 lcd 显示器由 ima 通过视频信号直接驱动。 在两种架构中(综合式或集中式-联邦式) ,某些特性是类似的。 参考文献[2]的研究说明在没有主告警功能的系统中,告警显示和 驾驶员反应间的延迟更高,表明了主告警功能是告警机制中最为有 效的一种。在表 1 的任务 4 中,一种重置或确认机制也被归类为机 组告警系统的最重要的特性之一,参考文献[1],[2]和[3]都确认 了这一点。主告警功能可以用作一种重置方法,并且也是工业界的 通用做法。 在表 1 中的另一个重要任务是任务 2,即关于显示告警的特性。在 飞机进入云层上方时,外部亮度较高;而在夜间,外部亮度较低。 这些情况都需要调整驾驶舱亮度等级,以避免

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