CN104340372A - 机载辅助动力装置性能的监测方法、装置及监测服务器 - Google Patents
机载辅助动力装置性能的监测方法、装置及监测服务器 Download PDFInfo
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Abstract
一种机载辅助动力装置性能的监测方法、装置及监测服务器。其中，所述方法包括：获取至少一架飞机的表示所述飞机的APU运行状态的原始报文；解析所述原始报文得到APU运行状态数据并存储；对所述APU运行状态数据进行处理；对处理后的APU运行状态数据进行分析，生成告警条目；当确认所述告警条目有效时，将所述告警条目中对应的APU组件与预设的APU组件的优先级进行比较，并根据所述告警条目中对应的APU组件的优先级，生成故障报警或故障预警。本发明所述的方法及装置，在保障飞机安全性的同时，提高飞机维修的经济性。
Description
技术领域
本发明涉及航空技术领域，具体涉及一种对机载辅助动力装置性能的监测方法、装置及监测服务器。
背景技术
机载辅助动力装置（Airborne Auxiliary Power Unit，APU）是飞机上安装的独立于发动机的小型动力装置。飞机在地面时，APU为飞机提供电力和压缩空气，保证客舱和驾驶舱内的照明和空调。飞机在起飞时，使发动机功率全部用于地面加速和爬升，可以改善起飞性能。降落后，仍由APU供应电力照明和空调，使发动机提早关闭，以节省燃油，降低机场噪声。APU作为现代飞机的重要组成部分，如果APU不能正常工作，飞机在不借助其他动力装置时，将无法启动。
随着我国航空事业的快速发展，各个航空公司对APU的认识也逐渐深入。目前，由于缺乏对APU的有效管理，常常会导致误拆件率高的问题，增加了飞机的维修成本。APU的管理与飞机维修成本密切相关，已经成为制约飞机维修的经济性提高的一个重要因素，其性能的监测也成为航空公司亟待解决的问题。
发明内容
本发明解决的问题是通过对APU的性能进行监测，对APU进行有效管理，减少飞机的维修成本。
为解决上述问题，本发明提供一种机载辅助动力装置APU性能的监测方法，包括：
获取至少一架飞机的表示所述飞机的APU运行状态的原始报文；
解析所述原始报文得到APU运行状态数据并存储；
对所述APU运行状态数据进行处理；
对处理后的APU运行状态数据进行分析，生成告警条目；
当确认所述告警条目有效时，将所述告警条目中对应的APU组件与预设的APU组件的优先级进行比较，并根据所述告警条目中对应的APU组件的优先级，生成故障报警或故障预警。
可选地，所述对所述APU运行状态数据进行处理包括：
对所述APU运行状态数据进行预处理，所述预处理包括对数据的清洗、集成、归约和变换，得到符合分析条件的有效数据；
对预处理后的APU运行状态数据进行平滑处理。
可选地，所述方法还包括：对预处理后的APU运行状态数据进行预测分析，得到APU性能的预测数据，根据所述预测数据，对APU的性能进行排队并生成可视化图形报表。
可选地，所述对处理后的所述APU运行状态数据进行分析包括以下至少一种：
对预处理后的APU运行状态数据进行超限分析；
对预处理后的APU运行状态数据进行突变分析；
对平滑处理后的APU运行状态数据进行趋势分析。
可选地，所述方法还包括：当确认所述告警条目无效时，将所述告警条目生成历史告警条目，根据所述历史告警条目调整APU运行状态数据的分析过程。
可选地，所述方法还包括：监控所述告警条目，当生成故障预警的同一告警条目达到预设的次数时，将所述告警条目转换成故障告警。
本发明还提供了一种机载辅助动力装置APU性能的监测装置，包括：
获取单元，用于获取至少一架飞机的表示所述飞机的APU运行状态的原始报文；
解析单元，用于解析所述原始报文得到APU运行状态数据并存储；
处理单元，用于对所述APU运行状态数据进行处理；
分析单元，用于对处理后的APU运行状态数据进行分析，生成告警条目；
确认单元，用于确认所述告警条目是否有效；
告警生成单元，用于当所述确认单元确认所述告警条目有效时，将所述告警条目中对应的APU组件的优先级与预设的APU组件的优先级进行比较，并根据所述告警条目中对应的APU组件的优先级，生成故障报警或故障预警。
可选地，所述处理单元包括：
预处理子单元，用于对所述APU运行状态数据进行预处理，所述预处理包括对数据的清洗、集成、归约和变换，得到符合分析条件的有效数据；
平滑处理子单元，用于对预处理后的APU运行状态数据进行平滑处理。
可选地，所述装置还包括：预测分析单元，用于对预处理后的APU运行状态数据进行预测分析，得到APU性能的预测数据，根据所述预测数据，对APU的性能进行排队并生成可视化图形报表。
可选地，所述分析单元包括以下至少一种：
超限分析子单元，用于对预处理后的APU运行状态数据进行超限分析；
突变分析子单元，用于对预处理后的APU运行状态数据进行突变分析；
趋势分析子单元，用于对平滑处理后的APU运行状态数据进行趋势分析。
可选地，所述分析单元还用于当所述确认单元确认所述告警条目无效时，将所述告警条目生成历史告警条目，根据所述历史告警条目调整APU运行状态数据的分析过程。
可选地，所述装置还包括：监控单元，用于监控所述告警条目，当生成故障预警的同一告警条目达到预设的次数阈值时，将所述故障预警转换成故障告警。
本发明还提供了一种监测服务器，所述监测服务器包括上述任一项的机载辅助动力装置APU性能的监测装置。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明的实施例中，通过对解析得到APU运行状态数据进行分析处理，从而生成告警条目，并根据所述告警条目对应的APU组件的优先级对所述告警条目进行处理，可以更好地监测APU的性能。只有当所述告警条目生成故障报警时，才对所述告警条目对应的APU组件进行维修或更换，同时可以根据所述告警条目生成故障预警的情况，监测对应的APU组件使用状态以调整维修计划，在保障飞机安全性的同时，提高飞机维修的经济性。
进一步地，通过对APU运行状态数据进行预测分析，根据预测分析的结果对APU性能进行排队，可以对可能出现故障的APU组件进行预防，使得APU的管理更加有效。
进一步地，通过将确认无效的告警条目生成历史告警条目以及监控所述告警条目，可以使得对APU性能的监测更加准确，进一步提高APU维修的经济性。
附图说明
图1是本发明实施例一中APU性能监测方法的流程图；
图2是本发明实施例二中APU性能监测装置的结构示意图。
具体实施方式
目前，大多数的航空公司对APU的故障维修都是采用定时维修的方式。由于不论APU组件的状况如何，为保证飞机的安全性，都必须在规定的时间或规定的期限内更换APU的组件。这种定时维修或定期维修的方式，增加了航空公司的维修成本，浪费了航空公司的人力和财力，不利于航空公司的长期发展。
本发明实施例中的APU性能的监测方法，通过对APU运行状态数据进行分析处理，生成告警条目，由所述告警条目生成故障报警或故障预警，实现对APU的性能进行监测目的。同时根据生成的故障报警或故障预警情况，对APU的组件进行合理的维修，以节约航空公司的维修成本。
为使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
实施例一
参见图1，本实施例提供了一种APU性能的监测方法，包括：
步骤100：获取至少一架飞机的表示所述飞机的APU运行状态的原始报文。
步骤200：解析所述原始报文得到APU运行状态数据并存储。
参见步骤100及步骤200，从存储飞机原始报文的数据库中获取表示APU运行状态数据的报文，对所述表示APU运行状态数据的报文进行解析后，得到用于后续处理的APU运行状态数据。
步骤300：对所述APU运行状态数据进行处理。
在具体实施中，对所述APU运行状态数据进行处理可以包括对所述APU运行状态数据进行预处理以及对预处理后的APU运行状态数据进行平滑处理。其中，对数据的预处理即在对数据进行主要的处理之前所做的一些处理，它可以包括对数据的清洗、集成、归约和变换等环节，用以剔除数据中明显异常的数据，从而得到符合分析条件的数据。对数据的平滑处理也是发生在对数据进行主要的处理之前，一般适用于对数据预处理之后的进一步处理，它比数据预处理中对数据的要求更加严格。具体应用中，可以根据预设或计算得到的平滑值，剔除数据中的极端值，来实现对数据的平滑处理。
为了更好地对APU性能进行监测，本实施例中所述的方法还可以包括：对预处理后的APU运行状态数据进行预测分析，得到APU性能的预测数据，根据所述预测数据，对APU的性能进行排队并生成可视化图形报表。其中，所述预测分析，可以但不限于采用线性回归的算法对APU运行状态数据进行预测。经过预测分析得到的数据，用于表征APU组件在将来一段时间内的变化趋势，根据所述预测数据可以监测APU组件使用至发生故障前的某个临界状态，再对APU组件相应的维修或更换，以节约航空公司的维修成本。为了使得预测分析的结果更加直观，可以根据所述预测数据生成可视化图形报表。
另外，根据所述预测数据对APU的性能进行排队时，可以采用自定义的衰退率指标排气温度裕度（EGT Margin）以及引气压力裕度（PB Margin）进行排队，以提高排队的准确率。
步骤400：对处理后的APU运行状态数据进行分析，生成告警条目。
在具体实施中，可以对APU运行状态数据进行超限分析、趋势分析以及突变分析。可以理解的是，本实施例中的分析方式并不限于上述分析方式。不同的分析方式，可以生成不同种类的告警条目，比如超限分析后可以生成超限告警条目，趋势分析后可以生成趋势告警条目，突变分析后可以生成突变告警条目。生成的告警条目种类越多，相应的对APU性能的监测就越全面。其中，APU运行状态数据包括APU启动时间。
具体地，所述超限分析用于分析经预处理后的某一APU运行状态数据是否大于设定的阈值。当APU运行状态数据大于所述阈值时，生成超限告警条目。比如设定APU启动时间的阈值为60秒，则当APU的启动时间大于60秒时，生成超限告警条目。
所述突变分析用于分析经预处理后的某一APU运行状态数据连续大于阈值的次数是否超过预设的次数，通常根据获取到的APU状态数据实时进行分析。例如，当某一APU运行状态数据连续两次大于阈值时，生成突变告警条目。
所述趋势分析用于分析经平滑处理后的某一APU运行状态数据的上升速度是否大于设定的阈值，通常需要结合之前已经获取到的部分APU运行状态数据进行线性回归分析。所述临界值可以为斜率，比如，某一APU运行状态数据经回归拟合后，得到所述APU运行状态数据的斜率，当所述斜率大于设定的临界值时，生成趋势告警条目。
需要说明的是，所述阈值可以直接给定，也可以经计算得出。由于不同的分析方式针对不同的APU运行状态数据，因此所述阈值可以不同。
步骤500：确认所述告警条目是否有效。
在具体实施中，针对生成的告警条目，可以结合其他告警条目或者APU运行状态的原始报文确认所述告警条目是否有效。比如当APU的启动时间大于60秒生成告警条目后，结合获得所述APU启动时间原始报文，当用于表征APU运行状态的其他数据也有异常时，可以认定所述告警条目有效。若用于表征APU运行状态的其他数据没有异常，可以认定所述告警条目无效。
本领域技术人员可以理解的是，针对生成的告警条目，也可以结合其他相关信息来确认所述告警条目是否有效，提高监测的准确性。当确认所述告警条目无效时，可以将所述告警条目生成历史告警条目，根据所述历史告警条目调整APU运行状态数据的分析过程。比如表征APU的启动时间的运行状态数据数次生成的告警条目均被确认无效时，可以根据被确认无效的数据情况，及时调整分析APU启动时间数据的阈值，进一步提高监测的准确性。当确认所述告警条目有效时，进行步骤600。
步骤600：当确认所述告警条目有效时，将所述告警条目中对应的APU组件与预设的APU组件的优先级进行比较，并根据所述告警条目中对应的APU组件的优先级，生成故障报警或故障预警。
本实施例中，一个所述告警条目可以只与一个APU组件对应，也可以与多个APU组件对应，多个所述告警条目也可以只对应一个APU组件。根据所述告警条目可以反映对应的APU组件的使用情况，从而达到对APU性能进行监测的目的。所述APU组件的优先级可以根据各组件对飞机运行的影响程度划分，对飞机运行影响程度较大的组件可以设置为较高优先级（比如APU的驱动部分），对飞机运行影响程度较小的组件可以设置为较低优先级。生成故障告警的告警条目所对应的APU组件需要及时维护，而生成故障预警的告警条目所对应的APU组件可以列入维修计划。
另外，本领域技术人员还可以通过监控对应APU组件的告警条目发生的次数，当生成故障预警的同一告警条目达到预设的次数时，将所述告警条目转换成故障告警。所述预设的次数可以根据需要设定。当生成故障预警的同一告警条目达到预设的次数时，可以认定所述告警条目对应的APU组件需要维护，将所述故障预警转换成故障告警后，可以使得对应的APU组件及时获得维护，保证飞机的安全性，避免只依靠故障报警的情况判断APU组件是否需要维护。
需要说明的是，本实施例中所述的APU性能的监测方法，在具体应用时，可以由监测服务器或者类似中间件方式实施。所述监测服务器可以是一台独立的专用服务器，也可以同时提供其他服务，比如可以在其他服务器上开辟一块专用的存储区和内存区，以提供性能监测服务。当然，不论是采用哪种方式的监测服务器，都可以与存储飞机原始报文的数据库所在系统直接相连。
实施例二
参见图2，本实施例提供了一种APU性能的监测装置，所述装置可以包括：
获取单元10，用于获取至少一架飞机的表示所述飞机的APU运行状态的原始报文；
解析单元20，用于解析所述原始报文得到APU运行状态数据并存储；
处理单元30，用于对所述APU运行状态数据进行处理；
分析单元40，用于对处理后的APU运行状态数据进行分析，生成告警条目；
确认单元50，用于确认所述告警条目有效；
告警生成单元60，用于所述确认单元确认所述告警条目无效时，以及当所述告警条目有效时，将所述告警条目中对应的APU组件的优先级进行比较，并根据所述告警条目中对应的APU组件的优先级，生成故障报警或故障预警。
本实施例中，通过分析单元40对APU运行状态进行分析，从而生成告警条目，一个所述告警条目可以只与一个APU组件对应，也可以与多个APU组件对应，多个所述告警条目也可以只对应一个APU组件。根据所述告警条目可以反映对应的APU组件的使用情况，从而达到对APU性能进行监测的目的。
需要说明的是，本实施例中所述的APU性能的监测装置，在具体应用时，可以设置在监测服务器或者类似中间件上。所述监测服务器可以是一台独立的专用服务器，也可以同时提供其他服务，比如可以在其他服务器上开辟一块专用的存储区和内存区，以提供性能监测服务。当然，不论是采用哪种方式的监测服务器，都可以与存储飞机原始报文的数据库所在系统直接相连。
在具体实施中，所述处理单元30还可以包括预处理子单元302以及平滑处理子单元304。所述预处理子单元302用于对所述APU运行状态数据进行预处理，所述预处理包括对数据的清洗、集成、归约和变换，剔除数据中明显异常的数据，得到符合分析条件的有效数据。所述平滑处理子单元304用于对预处理后的APU运行状态数据进行平滑处理。
在具体实施中，所述分析单元40可以包括超限分析子单元402、突变分析子单元404和趋势分析子单元406，具体可以参见实施例一中所述的APU性能监测方法，此处不再赘述。
所述确认单元50可以对生成的告警条目是否有效进行确认。当确认所述告警条目无效时，所述分析单元40可以将所述确认单元50确认无效的告警条目生成历史告警条目，所述分析单元40可以根据所述历史告警条目调整APU运行状态数据的分析过程。
所述APU性能的监测装置还可以包括预测分析单元（未示出），与所述预处理子单元302连接，用于对预处理后的APU运行状态数据进行预测分析，得到APU性能的预测数据。根据所述预测数据，可以对APU的性能按照自定义的衰退率指标EGT Margin或PB Margin进行排队，以提高排队的准确率，从而有效地管理APU的性能。根据所述预测数据，还可以生成可视化的图形报表，方便用户的使用。
所述APU性能的监测装置还可以包括监控单元（未示出），用于监控所述告警条目，当生成的故障预警的同一告警条目达到预设的次数时，将所述故障预警转换成故障告警
本领域技术人员可以理解的是，本实施例中所述APU性能的监测装置与实施例一中所述APU性能的监测方法是相互对应的，本领域技术人员可以参照实施例一中所述APU性能的监测方法的内容对应理解所述APU性能的监测装置，此处不再赘述。
实施例三
本实施例提供了一种监测服务器，所述监测服务器包括实施例二中的APU性能监测装置。
具体实施中，所述监测服务器可以是一台独立的专用服务器，也可以同时提供其他服务，比如可以在其他服务器上开辟一块专用的存储区和内存区，以提供性能监测服务。当然，不论是采用哪种方式的监测服务器，都可以与存储飞机原始报文的数据库所在系统直接相连。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (13)
1.一种机载辅助动力装置APU性能的监测方法，其特征在于，包括：
获取至少一架飞机的表示所述飞机的APU运行状态的原始报文；
解析所述原始报文得到APU运行状态数据并存储；
对所述APU运行状态数据进行处理；
对处理后的APU运行状态数据进行分析，生成告警条目；
当确认所述告警条目有效时，将所述告警条目中对应的APU组件与预设的APU组件的优先级进行比较，并根据所述告警条目中对应的APU组件的优先级，生成故障报警或故障预警。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述APU运行状态数据进行处理包括：
对所述APU运行状态数据进行预处理，所述预处理包括对数据的清洗、集成、归约和变换，得到符合分析条件的有效数据；
对预处理后的APU运行状态数据进行平滑处理。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对预处理后的APU运行状态数据进行预测分析，得到APU性能的预测数据，根据所述预测数据，对APU的性能进行排队并生成可视化图形报表。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对处理后的所述APU运行状态数据进行分析包括以下至少一种：
对预处理后的APU运行状态数据进行超限分析；
对预处理后的APU运行状态数据进行突变分析；
对平滑处理后的APU运行状态数据进行趋势分析。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当确认所述告警条目无效时，将所述告警条目生成历史告警条目，根据所述历史告警条目调整APU运行状态数据的分析过程。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：监控所述告警条目，当生成故障预警的同一告警条目达到预设的次数时，将所述告警条目转换成故障告警。
7.一种机载辅助动力装置APU性能的监测装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取至少一架飞机的表示所述飞机的APU运行状态的原始报文；
解析单元，用于解析所述原始报文得到APU运行状态数据并存储；
处理单元，用于对所述APU运行状态数据进行处理；
分析单元，用于对处理后的APU运行状态数据进行分析，生成告警条目；
确认单元，用于确认所述告警条目是否有效；
告警生成单元，用于当所述确认单元确认所述告警条目有效时，将所述告警条目中对应的APU组件的优先级与预设的APU组件的优先级进行比较，并根据所述告警条目中对应的APU组件的优先级，生成故障报警或故障预警。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理单元包括：
预处理子单元，用于对所述APU运行状态数据进行预处理，所述预处理包括对数据的清洗、集成、归约和变换，得到符合分析条件的有效数据；
平滑处理子单元，用于对预处理后的APU运行状态数据进行平滑处理。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：预测分析单元，用于对预处理后的APU运行状态数据进行预测分析，得到APU性能的预测数据，根据所述预测数据，对APU的性能进行排队并生成可视化图形报表。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述分析单元包括以下至少一种：
超限分析子单元，用于对预处理后的APU运行状态数据进行超限分析；
突变分析子单元，用于对预处理后的APU运行状态数据进行突变分析；
趋势分析子单元，用于对平滑处理后的APU运行状态数据进行趋势分析。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述分析单元还用于当所述确认单元确认所述告警条目无效时，将所述告警条目生成历史告警条目，根据所述历史告警条目调整APU运行状态数据的分析过程。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：监控单元，用于监控所述告警条目，当生成故障预警的同一告警条目达到预设的次数阈值时，将所述故障预警转换成故障告警。
13.一种监测服务器，其特征在于，包括权利要求7至12任一项所述的装置。
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Publications (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20150211 |