作者：陈铭杰 池程芝 刘博文 胡飞 张竞凯
来源：《航空科学技术》2020年第07期
摘要：为解决民用飞机健康管理典型任务需求与功能需求的可视化仿真难题，本文提出了一种基于场景的民用飞机健康管理可视化框架，在对系统工具软件STK及其在民机PHM方面特点介绍的基础上，通过节点设置、数据输入、计算显示、模型调用对框架进行了搭建，并对STK中的三维模型进行了优化处理，最后以某民航飞行为例，展示了将STK模块应用于民机PHM健康管理的实例，说明了基于STK的可视化仿真具有真实性强、效率高的优点，从时间、空间、健康管理等方面为民用飞机维护节点、任务过程、交互逻辑等的特性分析提供了有效参考。 关键词：PHM；民机健康管理；STK；三维建模；可视化仿真
中图分类号：TP391.9文献标识码：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2020.07.005
随着微机电系统、信息处理技术以及人工智能等高新技术在航空电子设备中的广泛应用，传统的维修保障方法逐漸被淘汰。作为民用飞机健康维护的最新技术之一，故障预测与健康管理（PHM）技术促进了民用设备维修模式的发展，消除了传统维修方法中维修不足和过度维修的缺点，降低了民用飞机的维修成本和故障风险，对民用飞机的安全性、可靠性、维修性、保障性、测试性和经济性具有重要意义[1]。 目前，PHM技术已得到欧美各国各行业和研究机构的充分认可、研究和推广。在民用飞机健康管理方面，先进的健康管理系统已得到国外顶尖飞机制造商的广泛使用，如波音的飞机健康管理系统（AHM）、空客的飞机维修分析系统（AIRMAN）等[2]。而国内PHM技术的相关研究仍处于初步探索阶段[3]。
随着民机PHM技术的发展，其健康管理系统要求在运营维护过程中，通过通信网络把机载健康管理系统、发动机机载管理系统、空地数据传输系统、地面监控系统等功能任务平台连成一个有机的综合系统，经过联合信息分发、多源信息融合、综合信息处理，及时了解民机健康信息、准确协调健康管理行动、执行民机的综合运营维护任务。而基于STK的可视化模型是在综合考虑运行环境、维护保障对象、运营维护任务、维护作业样式等因
素的基础上建立的，这对民机运营维护典型任务场景仿真分析和健康管理系统体系架构设计都具有重要的意义。
1 STK在民机健康管理仿真中的特点
尤记养肝茶
STK（system tool kits）是AGI公司开发的一款先进的系统分析软件，它具有逼真的二维和三维场景演示功能、强大的分析计算能力、简便的数据传输模式、便捷的建模方法，以及优良的可扩展性和实时性[4]。
STK/VO模块可以显示三维场景，通过三维场景的真实演示、空中与地面间的操作节点、各节点之间的数据传输和可见关系，提供了一种动态显示民用飞机健康管理过程的方法。
在飞行过程中，STK可通过基本数据信息快速计算出飞机在多坐标系下的飞行速度、位置、姿态以及飞机与传感器之间的访问时间，评估飞机与陆海空目标间的复杂关系，其结果会以图表或文字形式自动生成。
二十世纪新史神户人工岛 STK还为飞行数据提供了一个文件接口。用户只需要将航路点参数按一定格式整理并
国模杨玉玲保存为特定类型的文件，STK就可以方便地调用这些参数，计算后生成新的飞行数据。这为民机健康管理中飞行数据的采集与分析提供了依据。
STK/Connect模块可以通过UNIX或TCP/IP接口，方便STK与第三方软件进行数据信息传输，并在完成后关闭接口，这为实现民机健康管理过程中的实时数据传输和显示提供了可能。
2可视化框架的搭建
vhs录像机 2.1民机健康管理场景想定
根据民用飞机与多平台进行综合运营维护的健康管理场景想定，采用STK建立场景想定模型，包括任务环境、管理-控制方式、视情维修的开放式体系结构（包括数据采集、数据处理、状态检测、健康评估、预测评估以及健康管理等）、备件物流方式及互联互通等，生成可视化的想定模型；其次，对健康管理平台部署、管理-控制关系、平台功能性能及备件物流体系进行分析，对健康管理维护约束条件进行分析（包括维护规则、任务条件、备件资源限制等）；最后，根据场景模型的动态运行，完成维护节点、任务过程、交互逻辑等特性分析，验证任务想定的合理性。
>国外雾霾
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议