航空客观检查体系建设综述

摘要：数据采集记录设备已由单纯的模拟量、开关量、音频、视频记录发展到集多路音频、多路视频、多路/多类航空总线数据、离散量为一体的综合记录设备，航空客观检查系统是能够完成飞行信息客观记录、忠实再现、有效评估、长期监控功能的设备总称，本文从航空客观检查系统的数据采集、信息传递、管理应用、作用发挥等方面进行了阐述。

关键词：客观检查；采集记录；信息传递；管理应用

航空客观检查系统是能够完成飞行信息客观记录、忠实再现、有效评估、长期监控功能的设备总称，由机载设备和地（舰）面设备组成。该系统能够以记录的客观事实为依据，以性能指标和技术要求为准绳，以信息判读、统计和深度挖掘为手段，为人们及时发现和纠正航空科学实践中存在的偏差，指导武器装备的研制改进、科学使用和维修保障提供技术支撑。客观检查系统具有理念开放性、系统包容性、功能扩展性的特点，其组成如图1所示。传统的飞参、音视频、任务数据等采集记录系统，以及未来可能出现的类似数据采集记录手段，连同配套的信息传递、处理、分析、管理设备及软件，都属于客观检查系统的范畴。

人类的航空史就是航空科学实践活动不断在纠正偏差过程中深入、发展的历史。以飞参为代表的客观检查系统的出现和发展，符合人类航空科学实践活动及时发现和纠正偏差的内在需求。随着客观检查系统的作用不断凸显，人们对客观检查系统的认识不断深入，需求不断扩展，投入不断加大，新技术、新材料、新工艺不断得到应用，使客观检查系统在半个多世纪的时间里，走过了一段从简单到复杂、从人工到智能、从分立到综合、从没有抗毁能力到具有较高抗毁能力的发展历程。

1 采集记录由简单到复杂，从分立到综合

飞行事故调查是航空科学实践活动纠正偏差的极端体现。为了更方便、更准确的查明事故原因，避免类似问题再次发生，上世纪40年代国外开始研制飞参系统。目前，该系统的参数记录能力由最初的5个发展到几千个；记录介质从纸带、箔带、磁带发展到固态及其增强型；防护记录器的抗坠毁性能从最初的无防护能力发展到具有很强的防护能力；采集信号的来源也从共用传感器、独立传感器向总线方式转变；余度设计不断增强，已从器件级扩展到分机级。

为检查作战训练效果，上世纪50年代美国和苏联开始出现了机载照相枪4，用胶片记录航空武器射击效果。传统照相枪判读环境受限制，存在准确度低、可靠性差等问题，随着民用摄录像技术的发展和图像信息实时采集、压缩处理算法的不断完善，视频记录系统逐步取代了机载照相枪，并由模拟走向数字，记录的信息也不断增加。目前能够同时完成对机头前方外视景、座舱内平显、下显等多路视频及机内通话音频信息的记录，在作战训练效果分析研判中起到了十分重要的作用，对于提高飞行员训练质量和技术水平极为有利，已成为现代航空器的重要信息记录设备。

为了满足航空电子设备科研试验、故障定位、作战效能评估的需要，上世纪60年代出现了安装在各个电子设备内部的分立式数据记录装置，随着航空总线技术的发展，这些记录装置已由分立走向综合，用于记录整个航电系统的工作情况。由于记录信息量大幅增加，各類信息紧密关联，为机载电子设备的科研试验、故障排除和使用评判带来了极大便利，并逐步用于这些设备的性能监控。

随着电子元器件性能的提高，上述所提到的模拟量、开关量、音视频和任务数据等记录手段，已逐步统一成一个系统。西方发达国家最新装备于四代战机的飞行数据管理记录系统（Flight Data Management & Recoder System，简称FDMRS）不仅实现了对所有飞行数据的综合采集记录和加卸功能（集中加载飞行任务规划、通信频率规划、武器使用规划、信息网络组织应用规划），还具有向飞行员提供综合告警、危险预测、安全提示、装备使用建议和特情处置方案等方面的能力，可确保空地同步显示相关信息，是机上集中处理、实时分发飞行数据实的核心信息交联部件。其具体原理组成如图2所示。美国、英国、法国和俄罗斯在其研制的新一代先进的军、民用飞机上，均采用了与之相关的飞行数据多信息管理记录技术，并且十分重视它的作用和技术发展。

2 信息传递由人工到智能，从事后到实时

信息传递是指飞行数据从采集记录端传递至数据应用端的过程。人工到智能的转变是指从人工数据卸载、运送向网络自动控制的数据卸载、传递转变；事后到实时的转变是指从飞行结束后或事故发生后卸载传递飞行数据向一边飞行一边传递接收飞行数据的转变。

信息传递的时效性，是飞行数据发挥作用的先决条件。以飞参系统为例，最初需要打开防护记录器的壳体才能卸载数据，因此飞参数据一般只能在飞行事故发生后进行卸载，通过事故调查

发挥其纠偏作用；90年代末，出现了一线检测设备，可以在原位卸载飞参数据，但由于数据卸载速度很慢，只能隔一段时间卸载一次，飞参数据也只能隔一段时间才能发挥一次作用；21世纪初，出现了手持卸载器和快取记录器，大幅提高了数据卸载速度，可以实现每个飞行架次的数据卸载，飞参数据在每个架次结束后都可以用于检查问题、纠正偏差，已经成为飞机是否放飞的重要依据；直到无线数据传输手段的广泛应用，飞参数据才实现了实时传输，使得人们有条件实时纠正飞行偏差。

西方发达国家非常重视飞行数据的实时传递和应用问题。早在20世纪70年代，美军就利用当时比较成熟的短波、超短波数字通信技术开展客观记录数据的实时传输，最初用于航空管制，后逐步完善。随着卫星、无线电通信、网络技术的进步，历经40年的发展，美军已形成了以卫星通信为主，以宽带数字通信为辅的客观记录数据传输体系。在20世纪90年代，国际民航组织开始使用UAT航空移动卫星超视距通信数据链，用于在越洋、极地及沙漠地带传输航管和监视信息。目前法航强制要求国际航线飞机加装卫星通信系统，实时回传飞行数据，以确保飞行状态的实时监控和安全提示。

3 管理应用由分散到集中，从单一到全面

在飞参、视频、任务数据记录系统设计之初，就同步研制了相应的数據分析软件。与机载设备的维护分工类似，各类飞行数据的管理与应用也往往随着机载设备的维护分工由不同专业负责。管理非常分散，各类数据难以融合。由于各类飞行数据之间蕴含着非常有用的关联信息，人们在使用这些数据时，综合分析的需求和行为不断增加，对机载设备和分析软件均提出了整合需求，对分析软件功能需求也越来越高，使得各类飞行数据的管理由分散向集中发展，数据的应用由单一向综合转变。苏30МК2飞机客观检查系统通过解决机上飞参、视频和任务记录的时统问题，在地面采用一套分析系统，实现了对多种来源数据的综合分析和集中管理。

西方发达国家在实现客观记录数据综合分析和集中管理的基础上，利用数据挖掘和数据融合等技术来处理分析这些海量数据，通过完备的数据统计手段建立指挥员、飞行员、飞机和发动机的技术档案，解决了飞行数据只有个别专业人员开展分析应用的问题，实现了飞机设计制造部门、使用部门、维护保障部门全员、全专业、全流程使用所需飞行数据的模式，为飞行训练、装备维修、现役装备改进和新装备研制提供数据支撑。

4 作用发挥由事后问题查处到事前事故预防

隐患是事故的基础，事故是隐患的结果；隐患积累到一定程度，就必然发生事故。因此，积极发现、消除隐患，积极发现、纠正偏差，就能达到避免或减少飞行事故的目的。及时分析应用飞行数据，能够发现许多飞行员在空中没有察觉的，机上仪表、显示和告警系统没有反应出来的，机组检查难以发现的隐患，避免了许多可能出现的事故或事故征候，有巨大的军事、经济效益。

随着飞行数据应用的实效性不断提高，机上数据采集处理必将与装设备状态告警、飞行状态和控制纠偏不断融合，客观检查系统必然能够在预防事故的工作中发挥出更加重要的作用。

5 结语

综上所述，正是由于事故预防的投入能够带来巨大的军事、经济效益，人们才坚定推进客观检查系统的发展。随着人们认识水平不断提高和航空科技不断进步，客观检查系统必将不断扩展完善，在飞机的科研、试验、使用、保障中发挥出更大的作用，为及时发现和纠正航空科学实践中存在的偏差，确保“大胆地飞、科学地飞、安全地飞”做出更大的贡献。

参考文献：

[1]支友超，唐长虹.机载数据总线技术及其应用[M].北京：国防工业出版社，2009：237321.

[2]熊华刚，王中华.先进航空电子综合技术[M].北京：国防工业出版社，2009：1518.

[3]罗志强.航空电子综合化系统[M].北京：北京航空航天大学出版社，2010：58.

[4]王勇，史军勇.机载计算机总线技术[M].西安：空军工程大学工程学院学报2005：3840.

作者简介：彭志刚（1978），男，江苏徐州人，硕士研究生，讲师，海军航空工程学院青岛校区航空电子系航空雷达工程教研室；冯威（1977），男，河北丰润，硕士研究生，讲师，海军航空工程学院青岛校区航空电子系航空雷达工程教研室；高伟亮（1980），男，辽宁营口，博士研究生，副教授，海军航空工程学院青岛校区航空电子系航空雷达工程教研室。