CN113360306B - 一种机载信息系统的故障实时检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机载嵌入式软件，涉及机载信息系统故障实时综合检测方法，用于机载信息系统的维护，在故障分析时能够快速定位故障模块或设备，诊断发生故障的原因，以便及时排除故障。本发明具有结合信息系统物理架构紧密可以快速定位故障模块或设备；实时上报故障信息减少故障延时带来的损害；综合分析个模块故障信息给出更为全面、准确的故障诊断报告；以及完善的故障信息记录方便维护等优点。具体包括(1)定义系统故障树；(2)定义故障数据源；(3)定义故障方程；(4)实时接收故障数据；(5)故障数据解析；(6)计算故障方程；(7)故障信息记录。
Description
技术领域
本发明属于机载嵌入式软件，具体涉及机载信息系统故障的检测方法，用于机载信息系统的维护和故障排除，在故障分析时查看故障记录，可以快速定位出故障模块或设备，诊断发生故障的原因，以便及时排除故障。
背景技术
机载信息系统是飞机信息化程度提高的产物，主要用于提高飞机维护的经济性与便捷性，其物理架构一般由设备和模块组成。随着航空工业的快速发展，机载信息系统出现在越来越多的民用客机上了，功能也越来越强大，随之而来的是系统内设备之间的耦合和交联也越来越复杂，既增加了故障发生的概率的同时也给其自身的故障原因的分析带来困难，因而设计有效的故障诊断系统对于机载信息系统正常工作至关重要。由于现阶段对于机载信息系统的研究不够充分，导致专用的故障诊断方法研究也比较少，而其他领域的故障诊断方法不能针对机载信息系统的物理架构做专门设计，因而也存在效率不高的问题；同时现代民用客机系统的维护多采用更换组成模块的方式以节约用时，而传统的故障诊断方法不能快速、准确地定位出故障模块或设备，因而增加了维护所用的时长。
CN202010942739.X公开了题为“一种基于故障传递特征匹配的飞机系统故障诊断方法”的发明专利申请，该方法利用大量飞机系统故障数据，利用神经网络或者模式识别方式进行训练得到各种系统不同故障特征模型；在得到飞机各系统故障特征模型后，通过对飞机系统间交互原理构建系统间故障扩散模型，得到以树状结构进行传递的故障扩展线路图谱；利用从总线采集的飞机各系统数据与故障模型库中的故障特性模型进行特征匹配，以确定系统是否有潜在的故障。当某一故障特性得到匹配后，利用构建好的故障网络对关联故障进行匹配，从而提高匹配的置信度，并根据故障网络对故障根源进行追溯，以及对未来的故障发展趋势进行预测。
上述方法基于已知故障数据，通过神经网络学习或者模式识别方式构建事故模型，在故障数据较少的阶段，对于新发故障较难预测，且其预测只能基于传导性故障链条进行故障趋势预测，对于新机型、新模块、新结构的预测性较差，前期仅能记录而无法实现预测及提醒，响应程度较弱。同时，神经网络学习或者模式识别方式成本较高，民用客机应用阻力相对较大。
发明内容
为了解决背景技术中提到的机载信息系统的维护问题，本发明在研究了机载信息系统的一般物理架构的基础上，提出一种机载信息系统故障实时综合检测方法，可以有效地对系统各设备和模块实时进行故障检测，综合系统内各设备及模块的故障运算逻辑，定位出发生故障的模块或设备，对故障原因做出推断，协助维护人员及时排除故障，以减少故障分析的成本。
本发明的基本原理如下：
本发明根据机载信息系统的一般架构，通过设置系统内各设备检测点，实时上报检测结果，综合各模块或设备的检测结果，并计算相应的故障运算逻辑，得出故障诊断结果，定位出故障发生的模块，分析出故障发生的原因，并记录故障相关信息。
本发明的具体技术方案是：
本方案是一种基于机载信息系统物理架构的实时综合检测装置，包括：
配置单元和运行单元；
所述配置单元包括故障树建立模块、故障方程创建模块、故障数据源存储区和故障方程存储区；
所述运行单元包括依次通信的故障数据接收模块、故障数据解析模块、故障数据存储区、故障方程计算队列、故障方程解算模块、故障日志记录队列、故障记录模块、故障日志存储区；
所述故障树建立模块用于根据故障源之间的逻辑关系定义系统故障树，并将故障源、故障原因存储至故障数据源存储区；故障方程创建模块根据故障树建立模块定义的系统故障树中故障之间的逻辑关系，创建对应的故障方程，并将故障方程存储至故障方程存储区；
所述故障数据接收模块周期性实时遍历接收故障数据，
若接收到故障数据，则发送至故障数据解析模块，故障数据解析模块调用故障数据源存储区内存储的数据，从而解析出对应故障的结果，并周期性更新故障数据存储区对应的故障数据变量标记为收到；
若未接收到故障数据，周期性更新故障数据存储区对应故障数据变量标记为未收到；
故障方程计算队列根据故障数据存储区的故障数据变量添加故障方程存储区内对应的故障方程，故障方程解算模块周期性查询故障方程计算队列，若存在故障方程则进行计算并输出故障结果至故障记录模块。
故障记录模块接收故障方程解算模块输出的故障结果，先存储在故障日志记录队列，然后记录在故障日志存储区，并添加故障相关信息。
进一步地，所述故障分为系统级、设备级和模块级。
一种机载信息系统的故障实时检测方法，即一种基于机载信息系统物理架构的实时综合检测方法，包括以下步骤：
1】系统故障树定义
根据可能出现的故障源以及故障源之间的逻辑关系定义系统故障树；
2】故障数据源定义
调用步骤1定义的系统故障树中任意故障，得出其故障发生的原因；再将故障、发生故障的原因及对应的故障源进行存储；遍历所有故障及相关内容；
3】故障方程创建
调用步骤1定义的系统故障树，对各种故障进行定义，并生成故障数据表；根据系统故障树与故障数据表，分析得出各级故障发生的原因和各原因之间的逻辑关系，然后创建故障方程并存储；遍历所有故障方程；
4】故障数据实时接收
设置数据源接收周期，周期性接收故障源数据；遍历步骤2中的故障源数据；
5】故障数据解析
接收步骤4中故障源数据并拆分存储，存储后更新并标记；遍历步骤4中的故障源数据；
6】故障方程计算
查看故障方程队列内故障方程，队列内无故障方程则继续等待，队列内有故障方程则调用步骤5中与故障方程关联的经拆分的故障源数据，带入方程并计算，计算完成后存储故障记录于故障日志记录队列，并删除故障方程队列内的故障方程；直接故障方程队列为空；
7】故障记录
查看步骤6中故障日志记录队列，若有故障日志，则将故障日志、故障源及相关信息记录在故障日志存储区，记录完成后删除故障日志记录队列对应的故障日志，直至故障日志记录队列为空。
所述步骤1】系统故障树定义具体是：
1.1】故障树建立模块101开始工作；
1.2】分析并形成系统的组成物理架构，包含设备和模块；
1.3】分析系统各组成设备和模块的交联关系；
1.4】分析并定义系统可能出现的故障，故障分为系统级、设备级和模块级；
1.5】根据系统物理架构和交联关系分析并得出故障发生的原因；
1.6】根据分析得到的系统可能出现的故障及原因创建系统的故障树；
1.7】故障树建立模块101退出工作。
所述步骤2】故障数据源定义具体是：
2.1】调用故障树建立模块101创建的故障树；
2.2】任取步骤2.1定义的一个故障，该故障为系统级、设备级或模块级；
2.3】任取一个步骤2.2取出的故障，结合故障树建立模块101创建的故障树，得出其故障发生的原因，即为故障数据变量；
2.4】将步骤2.3取出的故障及故障数据变量存于故障数据源存储区103；
2.5】将步骤2.4存储的故障发生的模块或设备作为数据源属性存储在故障数据源存储区103，与故障数据源相对应；
2.6】执行步骤2.2～2.5直到故障树建立模块101定义的模块级及以上的故障全部已存储于故障数据源存储区103；
所述步骤3】故障方程创建具体是：
3.1】故障方程创建模块102开始工作；
3.2】调用故障树建立模块101定义的故障树，取出系统级、设备级和模块级故障；
3.3】根据步骤3.2得出的各级故障定义故障数据表；
3.4】根据故障树建立模块101定义的故障树以及步骤3.3定义的故障数据表，分析得出各级故障发生原因之间的逻辑关系；
3.5】定义故障方程使用的逻辑运算：与、或、非和表决；
3.6】从步骤3.3定义的故障数据表任取一故障，该故障之前未被选取；
3.7】对于步骤3.6取的故障，依据步骤3.4分析得到的故障原因及逻辑关系，根据步骤3.5】定义的故障方程逻辑运算，创建对应的故障方程，故障方程使用的变量与数据源定义的故障数据变量相对应；
3.8】重复执行步骤3.6～3.7直到步骤3.3定义的故障数据表中所有故障均已定义故障方程为止；
3.9】将步骤3.8创建的故障方程存储于故障方程存储区104定义的存储区域；
3.10】故障方程创建模块退出工作。
所述步骤4】故障数据实时接收具体是：
4.1】故障数据接收模块105开始工作；
4.2】从故障数据源存储区103取出任一故障，查看数据源属性，设置数据源接收端口和故障检测点，故障检测点与故障数据源定义的故障数据变量相对应；
4.3】设置从步骤4.2取出的数据源数据接收周期，并添加到相应数据源属性，存储于故障数据源存储区103；
4.4】重复执行步骤4.2～4.3，直到故障数据源存储区103存储的故障全部被遍历；
4.5】按照故障的接收周期实时从步骤4.4设置的故障数据源接收故障数据；
4.6】周期执行步骤4.5。
所述步骤5】故障数据解析具体是：
5.1】故障数据解析模块106开始工作；
5.2】结合故障数据源存储区103的故障源定义将故障数据接收模块105接收到任一故障数据源数据拆分为相应故障变量；
5.3】将步骤5.2拆分得到的故障数据变量更新到实时故障数据存储区107；
5.4】更新故障数据变量标记，表明本周期数据已更新；
5.5】添加已更新故障数据变量关联的故障方程到故障方程队列；
5.6】重复执行步骤5.2～5.5，解析出故障接收模块105接收的所有数据源数据，并添加到故障方程队列。
所述步骤6】故障方程计算具体是：
6.1】故障方程解算模块109开始工作；
6.2】查看故障方程计算队列108是否有待计算的故障方程；
6.3】如果步骤6.2有待计算故障方程，任取一个故障方程；如果无，转至步骤6.8；
6.4】调用故障数据存储区107与步骤6.3取的故障方程关联故障数据变量；
6.5】结合步骤6.4得到的故障数据变量计算步骤2取的故障方程，若有故障，则记录在故障日志记录队列111中；
6.6】步骤6.5计算完的故障方程，将其从故障方程计算队列108中删除；
6.7】重复执行步骤6.3～6.6直至故障方程计算队列为空；
6.8】等待计算故障方程。
所述步骤7】故障记录具体是：
7.1】故障记录模块110开始工作；
7.2】若故障日志记录队列111不为空，则任取一故障，否则转至步骤7.6；
7.3】将步骤7.2任取的故障，在故障日志存储区112记录，包括故障源及相关信息；
7.4】将步骤7.3记录完的故障从故障日志记录队列111中删除；
7.5】重复执行步骤7.2～7.4直至故障日志记录队列111为空；
7.6】等待记录故障日志。
本发明具有的优点效果如下：
本发明基于对机载信息系统的一般物理架构和交联关系的研究，设置故障检测点，可以比较准确地定位出故障发生的设备或模块，方便及时对故障做出处理，如更换故障模块。
本发明可以实时地查看各组成设备或模块的故障信息，可以及时掌握系统故障状况，减少故障排除的时间以及故障延时处理导致的损失。
本发明在分析了故障发生的原因的基础上，针对不同模块或设备上出现的故障信息进行综合，可以比较精准地给出故障的原因分析。
本发明记录了故障发生的相关信息，可以作为飞机维护的输入，帮助维护人员进行故障分析。
附图说明
图1为本发明的架构图。
图2为系统故障树定义的流程图。
图3为故障数据源定义的流程图。
图4为故障方程创建的流程图。
图5为故障数据实时接收的流程图。
图6为故障数据解析的流程图。
图7为故障方程计算的流程图。
图8为故障记录的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做出详细说明。本发明由架构组成和运行过程两部分组成。
本发明的各模块架构组成如图1所示，包括：
故障树建立模块101：结合机载信息系统物理架构，分析系统可能出现的故障以及导致故障发生的原因，定位到设备级或模块级故障源，根据故障之间的逻辑关系建立系统故障树。
故障方程创建模块102：通过故障树建立模块101定义的故障树，根据定义的故障以及故障之间的逻辑关系，创建对应的故障方程。
故障数据源存储区103：分配的存储区域，用于存储故障树建立模块101定义的故障源和故障发生的原因，该故障源定位到系统设备级或模块级。
故障方程存储区104：分配的存储区域，用于存储故障方程创建模块102创建的故障方程。
故障数据接收模块105：根据故障数据树建立模块101定义的故障数据源，即模块级故障源，按照一定周期实时遍历接收相应的故障数据；如果一定周期未接收到某数据源数据，更新故障数据存储区107对应故障数据变量标记为未收到。
故障数据解析模块106：根据故障数据接收模块104接收到的故障数据以及故障数据源存储区103存储的故障数据源，解析出对应故障的结果。
故障数据存储区107：分配的存储区，用于存储故障数据解析模块106周期更新的故障数据变量，且故障数据变量含有更新标记属性。
故障方程计算队列108：分配的存储区，用于存储每个故障数据源接收周期内需要计算的故障方程，即故障数据存储区107含已更新标记故障数据变量关联的故障方程，该故障方程来源于故障方程存储区104存储的故障方程。
故障方程解算模块109：计算故障方程计算队列108存储的故障方程，输出故障结果，故障方程相关变量为故障数据存储区107周期更新的故障数据。
故障记录模块110：根据故障方程解算模块109输出的故障结果，记录在故障日志存储区111，并添加故障相关信息，例如故障源为设备或模块以及飞机航段信息等；若故障数据存储区107的数据变量标记为未收到，则记录为该数据变量关联的数据源为Absent故障。
故障日志记录队列111：存储故障记录模块110输出的故障信息。
故障日志存储区112：故障信息存储区域，若故障日志记录队列不为空，将故障日志队列中的故障及相关信息进行存储。
二、运行过程
本发明的运行过程分为七个部分，分别为系统故障树定义、故障数据源定义、故障方程创建、故障数据实时接收、故障数据解析、故障方程计算和故障记录。其中，故障树定义、故障数据源定义和故障方程创建又属于配置过程。
本方法的具体实现过程如下：
(一)系统故障树定义，流程如图2所示。
步骤1，故障树建立模块101开始工作；
步骤2，分析并形成的系统组成物理架构，包含设备和模块；
步骤3，分析系统各组成设备和模块的交联关系；
步骤4，分析并定义系统可能出现的故障，故障分为系统级、设备级和模块级；
步骤5，根据系统物理架构和交联关系分析并得出故障发生的原因，故障出现的原因为系统级、设备级或模块级；
步骤6，根据分析得到的系统可能出现的故障及原因创建系统的故障树；
步骤7：故障树建立模块101退出工作。
(二)故障数据源定义，流程如图3所示。
步骤1，调用故障树建立模块101创建的故障树；
步骤2，任取步骤1定义的一个故障，该故障为系统级、设备级或模块级；
步骤3，任取一个步骤2取出的故障，结合故障树建立模块101创建的故障树，得出其故障发生的原因，即为故障数据变量；
步骤4，将步骤3取出的故障及故障数据变量存于故障数据源存储区103；
步骤5，将步骤4存储的故障发生的模块或设备作为数据源属性存储在故障数据源存储区103，与故障数据源相对应；
步骤6，执行步骤2～5直到故障树建立模块101定义的模块级及以上的故障全部已存储于故障数据源存储区103。
(三)故障方程创建，流程如图4所示。
步骤1，故障方程创建模块102开始工作；
步骤2，调用故障树建立模块101定义的故障树，定义系统级、设备级和模块级故障；
步骤3，根据步骤2得出的各级故障定义故障数据表；
步骤4，根据故障树建立模块101定义的故障树以及步骤3定义的故障数据表，分析得出各级故障发生的原因和各原因之间的逻辑关系；
步骤5，定义故障方程使用的逻辑运算：与、或、非和表决；
步骤6，从步骤3定义的故障数据表任取一故障，该故障之前未被选取；
步骤7，对于步骤6取的故障，依据步骤4分析得到的故障原因及逻辑关系，根据步骤5定义的故障方程逻辑运算，创建对应的故障方程；
步骤8，重复执行步骤6～7直到步骤3定义的故障数据表中所有故障均已定义故障方程为止；
步骤9，将步骤8创建的故障方程存储于故障方程存储区104定义的存储区域；
步骤10，故障方程创建模块退出工作。
(四)故障数据实时接收，流程如图5所示。
步骤1，故障数据接收模块105开始工作；
步骤2，从故障数据源存储区103取出任一故障，查看数据源属性，设置数据源接收端口和系统级、设备级或模块级检测点；
步骤3，设置从步骤2取出的数据源数据接收周期，并添加到相应数据源属性，存储于故障数据源存储区103；
步骤4，重复执行步骤2～3，直到故障源数据存储区103存储的故障全部被遍历；
步骤5，按照故障的接收周期实时从步骤4设置的故障数据源接收故障数据；
步骤6，周期执行步骤5。
(五)故障数据解析，流程如图6所示。
步骤1，故障数据解析模块106开始工作；
步骤2，将故障数据接收模块105接收到任一故障数据源数据拆分为相应故障变量；
步骤3，将步骤2拆分得到的故障数据变量更新到实时故障数据存储区107；
步骤4，更新故障数据变量标记，表明本周期数据已更新；
步骤5，重复执行步骤2～5，解析出故障接收模块105接收的所有数据源数据。
(六)故障方程计算，流程如图7所示。
步骤1，故障方程解算模块109开始工作；
步骤2，查看故障方程计算队列108是否有待计算的故障方程；
步骤3，如果步骤2有待计算故障方程，任取一个故障方程；如果无，转至步骤8；
步骤4，调用故障数据存储区107与,步骤3取的故障方程关联故障数据变量；
步骤5，结合步骤4得到的故障数据变量计算步骤2取的故障方程，若有故障，则记录在故障日志记录队列111中；
步骤6，步骤5计算完的故障方程，将其从故障方程计算队列108中删除；
步骤7，重复执行步骤3～6直至故障方程计算队列为空；
步骤8，等待计算故障方程。
(七)故障记录，流程如图8所示。
步骤1，故障记录模块110开始工作；
步骤2，若故障日志记录队列111不为空，则任取一故障，否则转至步骤6；
步骤3，将步骤2任取的故障，在故障日志存储区112记录，包括故障源及相关信息；
步骤4，将步骤3记录完的故障从故障日志记录队列111中删除；
步骤5，重复执行步骤2～4直至故障日志记录队列111为空；
步骤6，等待记录故障日志。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。
在上述实施例中，计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机程序可以使用任何编程语言，并呈现源代码、目标代码或源代码和目标代码之间的中介代码的形式，诸如部分地编译的形式或实现根据本发明的方法所需的任何其他形式。可以通过诸如因特网之类的通信网络将程序下载到基站中。
在上述实施例中，计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。
在上述实施例中，计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是能够存储程序的任何实体或设备。例如，介质可以包括在其上面记录了根据本发明的计算机程序的存储介质，诸如ROM，例如，CD ROM或微电子电路ROM，或USB钥或磁记录介质，例如硬盘。
尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
尽管结合具体特征及其实施例对本申请进行了描述，显而易见的，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本申请的示例性说明，且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种机载信息系统的故障实时检测装置，其特征在于，包括：
配置单元和运行单元；
所述配置单元包括故障树建立模块、故障方程创建模块、故障数据源存储区和故障方程存储区；
所述运行单元包括依次通信的故障数据接收模块、故障数据解析模块、故障数据存储区、故障方程计算队列、故障方程解算模块、故障日志记录队列、故障记录模块、故障日志存储区；
所述故障树建立模块用于根据故障源之间的逻辑关系定义系统故障树，并将故障源、故障原因存储至故障数据源存储区；
所述系统故障树定义具体是：
1.1】故障树建立模块101开始工作；
1.2】分析并形成系统的组成物理架构，包含设备和模块；
1.3】分析系统各组成设备和模块的交联关系；
1.4】分析并定义系统可能出现的故障，故障分为系统级、设备级和模块级；
1.5】根据系统物理架构和交联关系分析并得出故障发生的原因；
1.6】根据分析得到的系统可能出现的故障及原因创建系统的故障树；
1.7】故障树建立模块101退出工作；
所述故障数据源定义具体是：
2.1】调用故障树建立模块101创建的故障树；
2.2】任取步骤2.1定义的一个故障，该故障为系统级、设备级或模块级；
2.3】任取一个步骤2.2取出的故障，结合故障树建立模块101创建的故障树，得出其故障发生的原因，即为故障数据变量；
2.4】将步骤2.3取出的故障及故障数据变量存于故障数据源存储区103；
2.5】将步骤2.4存储的故障发生的模块或设备作为数据源属性存储在故障数据源存储区103，与故障数据源相对应；
2.6】执行步骤2.2～2.5直到故障树建立模块101定义的模块级及以上的故障全部已存储于故障数据源存储区103；
故障方程创建模块根据故障树建立模块定义的系统故障树中故障之间的逻辑关系，创建对应的故障方程，并将故障方程存储至故障方程存储区；
所述故障方程创建具体是：
3.1】故障方程创建模块102开始工作；
3.2】调用故障树建立模块101定义的故障树，取出系统级、设备级和模块级故障；
3.3】根据步骤3.2得出的各级故障定义故障数据表；
3.4】根据故障树建立模块101定义的故障树以及步骤3.3定义的故障数据表，分析得出各级故障发生原因之间的逻辑关系；
3.5】定义故障方程使用的逻辑运算：与、或、非和表决；
3.6】从步骤3.3定义的故障数据表任取一故障，该故障之前未被选取；
3.7】对于步骤3.6取的故障，依据步骤3.4分析得到的故障原因及逻辑关系，根据步骤3.5】定义的故障方程逻辑运算，创建对应的故障方程，故障方程使用的变量与数据源定义的故障数据变量相对应；
3.8】重复执行步骤3.6～3.7直到步骤3.3定义的故障数据表中所有故障均已定义故障方程为止；
3.9】将步骤3.8创建的故障方程存储于故障方程存储区104定义的存储区域；
3.10】故障方程创建模块退出工作；
所述故障数据接收模块周期性实时遍历接收故障数据，
若接收到故障数据，则发送至故障数据解析模块，故障数据解析模块调用故障数据源存储区内存储的数据，从而解析出对应故障的结果，并周期性更新故障数据存储区对应的故障数据变量标记为收到；
若未接收到故障数据，周期性更新故障数据存储区对应故障数据变量标记为未收到；
故障方程计算队列根据故障数据存储区的故障数据变量添加故障方程存储区内对应的故障方程，故障方程解算模块周期性查询故障方程计算队列，若存在故障方程则进行计算并输出故障结果至故障记录模块；
故障记录模块接收故障方程解算模块输出的故障结果，先存储在故障日志记录队列，然后记录在故障日志存储区，并添加故障相关信息。
2.根据权利要求1所述的机载信息系统的故障实时检测装置，其特征在于，所述故障分为系统级、设备级和模块级。
3.一种机载信息系统的故障实时检测方法，包括以下步骤：
1】系统故障树定义
根据可能出现的故障源以及故障源之间的逻辑关系定义系统故障树，具体为：
1.1】故障树建立模块101开始工作；
1.2】分析并形成系统的组成物理架构，包含设备和模块；
1.3】分析系统各组成设备和模块的交联关系；
1.4】分析并定义系统可能出现的故障，故障分为系统级、设备级和模块级；
1.5】根据系统物理架构和交联关系分析并得出故障发生的原因；
1.6】根据分析得到的系统可能出现的故障及原因创建系统的故障树；
1.7】故障树建立模块101退出工作；
2】故障数据源定义
2.1】调用故障树建立模块101创建的故障树；
2.2】任取步骤2.1定义的一个故障，该故障为系统级、设备级或模块级；
2.3】任取一个步骤2.2取出的故障，结合故障树建立模块101创建的故障树，得出其故障发生的原因，即为故障数据变量；
2.4】将步骤2.3取出的故障及故障数据变量存于故障数据源存储区103；
2.5】将步骤2.4存储的故障发生的模块或设备作为数据源属性存储在故障数据源存储区103，与故障数据源相对应；
2.6】执行步骤2.2～2.5直到故障树建立模块101定义的模块级及以上的故障全部已存储于故障数据源存储区103；
3】故障方程创建
3.1】故障方程创建模块102开始工作；
3.2】调用故障树建立模块101定义的故障树，取出系统级、设备级和模块级故障；
3.3】根据步骤3.2得出的各级故障定义故障数据表；
3.4】根据故障树建立模块101定义的故障树以及步骤3.3定义的故障数据表，分析得出各级故障发生原因之间的逻辑关系；
3.5】定义故障方程使用的逻辑运算：与、或、非和表决；
3.6】从步骤3.3定义的故障数据表任取一故障，该故障之前未被选取；
3.7】对于步骤3.6取的故障，依据步骤3.4分析得到的故障原因及逻辑关系，根据步骤3.5】定义的故障方程逻辑运算，创建对应的故障方程，故障方程使用的变量与数据源定义的故障数据变量相对应；
3.8】重复执行步骤3.6～3.7直到步骤3.3定义的故障数据表中所有故障均已定义故障方程为止；
3.9】将步骤3.8创建的故障方程存储于故障方程存储区104定义的存储区域；
3.10】故障方程创建模块退出工作；
4】故障数据实时接收
设置数据源接收周期，周期性接收故障源数据；遍历步骤2中的故障源数据；
5】故障数据解析
接收步骤4中故障源数据并拆分存储，存储后更新并标记；遍历步骤4中的故障源数据；
6】故障方程计算
查看故障方程队列内故障方程，队列内无故障方程则继续等待，队列内有故障方程则调用步骤5中与故障方程关联的经拆分的故障源数据，带入方程并计算，计算完成后存储故障记录于故障日志记录队列，并删除故障方程队列内的故障方程；直接故障方程队列为空；
7】故障记录
查看步骤6中故障日志记录队列，若有故障日志，则将故障日志、故障源及相关信息记录在故障日志存储区，记录完成后删除故障日志记录队列对应的故障日志，直至故障日志记录队列为空。
4.根据权利要求3所述的机载信息系统的故障实时检测方法，其特征在于：所述步骤4】故障数据实时接收具体是：
4.1】故障数据接收模块105开始工作；
4.2】从故障数据源存储区103取出任一故障，查看数据源属性，设置数据源接收端口和故障检测点，故障检测点与故障数据源定义的故障数据变量相对应；
4.3】设置从步骤4.2取出的数据源数据接收周期，并添加到相应数据源属性，存储于故障数据源存储区103；
4.4】重复执行步骤4.2～4.3，直到故障数据源存储区103存储的故障全部被遍历；
4.5】按照故障的接收周期实时从步骤4.4设置的故障数据源接收故障数据；
4.6】周期执行步骤4.5。
5.根据权利要求3所述的机载信息系统的故障实时检测方法，其特征在于：所述步骤5】故障数据解析具体是：
5.1】故障数据解析模块106开始工作；
5.2】结合故障数据源存储区103的故障源定义将故障数据接收模块105接收到任一故障数据源数据拆分为相应故障变量；
5.3】将步骤5.2拆分得到的故障数据变量更新到实时故障数据存储区107；
5.4】更新故障数据变量标记，表明本周期数据已更新；
5.5】添加已更新故障数据变量关联的故障方程到故障方程队列；
5.6】重复执行步骤5.2～5.5，解析出故障接收模块105接收的所有数据源数据，并添加到故障方程队列。
6.根据权利要求3所述的机载信息系统的故障实时检测方法，其特征在于：所述步骤6】故障方程计算具体是：
6.1】故障方程解算模块109开始工作；
6.2】查看故障方程计算队列108是否有待计算的故障方程；
6.3】如果步骤6.2有待计算故障方程，任取一个故障方程；如果无，转至步骤6.8；
6.4】调用故障数据存储区107与步骤6.3取的故障方程关联故障数据变量；
6.5】结合步骤6.4得到的故障数据变量计算步骤2取的故障方程，若有故障，则记录在故障日志记录队列111中；
6.6】步骤6.5计算完的故障方程，将其从故障方程计算队列108中删除；
6.7】重复执行步骤6.3～6.6直至故障方程计算队列为空；
6.8】等待计算故障方程。
7.根据权利要求3所述的机载信息系统的故障实时检测方法，其特征在于：所述步骤7】故障记录具体时间：
7.1】故障记录模块110开始工作；
7.2】若故障日志记录队列111不为空，则任取一故障，否则转至步骤7.6；
7.3】将步骤7.2任取的故障，在故障日志存储区112记录，包括故障源及相关信息；
7.4】将步骤7.3记录完的故障从故障日志记录队列111中删除；
7.5】重复执行步骤7.2～7.4直至故障日志记录队列111为空；
7.6】等待记录故障日志。
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|---|---|---|---|
| CN202110579503.9A CN113360306B (zh) | 2021-05-26 | 2021-05-26 | 一种机载信息系统的故障实时检测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110579503.9A CN113360306B (zh) | 2021-05-26 | 2021-05-26 | 一种机载信息系统的故障实时检测方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113360306A CN113360306A (zh) | 2021-09-07 |
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| CN110456774A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-11-15 | 中车大连机车研究所有限公司 | 一种快捷货运机车的故障诊断与预警装置及方法 |
| CN111950084A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-11-17 | 中国民航大学 | 一种面向机载航线维修的航电故障诊断系统的实现方法 |
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2021
- 2021-05-26 CN CN202110579503.9A patent/CN113360306B/zh active Active
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110456774A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-11-15 | 中车大连机车研究所有限公司 | 一种快捷货运机车的故障诊断与预警装置及方法 |
| CN111950084A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-11-17 | 中国民航大学 | 一种面向机载航线维修的航电故障诊断系统的实现方法 |
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