基于ACARS的A320故障信息监测及辅助排故系统设计

甘勇翔++陈雷++刘尧龙

摘 要：飞机运用的实时监控是保障飞机质量和安全的基础，为提升对飞机运行状态的有效监控和故障排除效率，展开对基于ACARS的A320故障信息监测及辅助排故系统设计。所述系统通过对ACARS报的接收和解析，结合与故障TSM手册，针对带有故障信息（Maintenance Message）的报文数据，提供可靠的维护建议，为机务维修人员提供排故的参考和辅助。其功能具体为：ACARS报文解析及报文的分类存储。另外，根据操作后的结果进行评价（是否解决问题），将诊断出的可能原因，作为一个记录参数，返回存储至数据库，作为后续诊断分析的数据源。同时系统还提供故障信息的查询，即可通过航班号及故障信息直接查询解决故障的方案。从而不仅能降低航空公司的运行成本，而且能提高飞机的运行安全，还能及时排故，降低维护成本。

关键词：ACARS报文；故障隔离；智能诊断；空客A320

中图分类号：V267 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）14-0017-01

飞机维修主要依据制造厂商提供的排故手册及机载测试设备（BITE）进行排故。对于一个没有维修经验的机务人员来说，排故过程烦琐，排故效率低。所述设计利用ACARS报文其灵活的可编程和重构能力，完成ACARS的故障监控技术的实现。与现有技术相比，本空客A320智能诊断系统设计采用B/S机构模式。简化了客户端，其维护更新工作较为简单。另外，B/S工作模式支持多种接入方式访问数据，支持工作人员多个地点合作处理数据，具有较高的便利性，对加快解决紧急事态、故障诊断的效率，缩短排故时间，降低了航空公司的运营成本，同时又能进行历史故障解决方案的显示。

1 ACARS故障诊断系统阐述

1.1 空客A320故障智能诊断系统

系统结构图1所示，系统包括：服务器、信息数据库、移动软件终端，其中服务器包含报文解析及存储模块、故障分类模块、反馈信息处理模块、信息查询模块，所述报文解析模块根据ARINC620标准完成A320的故障报文的提取与解析。所述系统通过ACARS进行数据接收并利用数据库存储信息后在终端显示用户所需的排故信息。数据库存储内容还包括A320飞机故障隔离措施。即根据A320TSM手册将故障手册导入数据库，并建立手册与报文之间的关系，为后续排故功能提供基本信息，完成飞机故障隔离措施的存储。空客A320智能诊断系统程序设计通过ADO.NET 连接所建立的故障信息库。

1.2 根据ARINC 618/620协议完成报文的解析

报文通过空地数据链下发至地面站，按照ARINC620协议中规定的地/地信息的格式对报文进行转换，并存储到数据库中。报文标签字段只能使用在ARINC620定义过的标签，它是两个字符，用（[＼S＼s]{2}）表示，链路块标志字段为A-Z或0-9的一个字符构成，用[0-9A-Z ]表示，前导结语标识符为"STX"，它后面接正文，有可能出现任何字符，所以用（＼x02（＼s|＼S）*）{0，1}表示，正文字段都包含一个报文序列号MSN和飞行标识。其中，飞行标识由2个字符的航空公司代码和4个字符的航班号码组成，报文序列号长度为4个字符，用（＼x03|＼x17）[A-F0-9]{4}表示，最后块校验结束为"DEL"，用＼x7F表示。截取每条报文的前两个字符，将它们转化成8位二进制数，如果不足八位在前面补0，将得到的字符串赋值给str，运用switch（）函数，对不同的str进行解析，根据报文相应的格式得到相应的内容，放入MODEL，这样就完成了对报文的初步解析。

1.3 信息数据库

数据库的逻辑结构设计是为了满足用户的需求以及方便数据库管理系统进行管理进而把概念结构设计中各部分板块的功能归纳出来，实际方法为根据ARINC620标准和A320的故障报文格式，对接收到的ACARS报文进行解析、故障信息提取并存入数据库；根据A320的TSM手册，将故障手册导入数据库，并建立手册与报文之间的关系。在对报文的解析过程中，会相应建立数据库的信息表对进行每一步解析后的报文进行存储为后面的排故功能提供基本信息。

数据库信息存储流程为通過LABEL标号，程序判断所接受字的具体内容，对所需的H1报（H1报为实时故障报）进行解析，获得其中的FreeText（自由报文）。通过对截取FreeText前3个字符，并进行识别。当字符"MPF"时，这是飞行后飞行报告的报文标识符。当字符为"FLR"时，这是实时故障的报文标识符，根据报文的格式，利用下列原代码对报文进行解析，得到报文的DBN，AN，FI，DM，DA，DS.匹配告警信息。当字符为"WRN"时，这是实时报警的报文标识符，同样放入GetWarnInfo（）函数进行解析完成对Freetext进行截取，获得相应信息，最终得到故障信息和相应的解决方案目录存入数据库中。

1.4 人机交互终端

所述的移动软件终端：系统终端可通过“航班号”和“故障信息”来查询故障报文并显示对报文解析后的所需排故解决方案。另外，维修人员根据操作后的结果进行评价（是否解决问题），将诊断出的可能原因，作为一个记录参数，返回终端存储至数据库，作为后续诊断分析的数据源。

2 基于ACARS的空客A320故障诊断方法

基于ACARS的A320故障信息监测及辅助排故软件可实时地监控设备运行状态。软件端启动运行后进入到查询页面（信息输入界面），其查询方式分航班号查询和故障信息查询，工作人员可以通过单击页面上方的“航班号”和“故障信息”来选择查询方式。“航班号查询”界面需要工作人员在航班号的文本框内输入其获知的航班号，注册号、开始时间和截止时间的文本框内输入相应的数据，然后单击“查询”按钮即可跳转到故障报文显示页面。

在实际操作中，如果最终排故成功的故障原因不是TSM手册中提供的“故障的可能原因”，则可选择如维护人员可通过手动输入拆换件信息、故障手册信息、排故结果、备注信息等相关维修操作信息。同时，界面还可以自动加载数据库中存在的历史拆换件保留信息，为维护人员提供维修建议和参考所有操作都可以在移动端完成，具有较高的便利性。

3 结语

本文通过对ACARS下行链路中接收到的报文ACARS解析及相应数据库的搭建基础上，着重阐述了如何在现代移动设备搭载软件从而利用程序实现对空客A320故障信息查询以及对应排故措施的提供，系统终端还可提供飞机的历史故障发生情况的查询及统计，维修人员可清楚看到飞机实际航行过程中各故障问题发生的概率。系统通过对ACARS报的接收和解析，结合与故障TSM手册，针对带有故障信息（Maintenance Message）的报文数据，提供可靠的维护建议，为机务维修人员提供排故的参考和辅助，还通过软件直接实时查询显示飞机故障信息并提供相应解决方案，提高了机组人员的整体排故效率，更好地适应民航业发展。