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民用飞机 FDAS 系统设计

来源:《中国高新科技》期刊 时间:2021-03-04
  1.概述

  民用飞机飞行机组告警系统为机组提供飞机各系统的告警状态信息,提醒机组飞机处于非正常运行状态或系统处于非正常状态。飞行机组告警系统的目的在于引起机组注意并明确告知飞机系统的异常状态或需要机组注意的一些非正常操作事项,以保证持续安全飞行。

  飞行机组告警系统接收来自各飞机系统的数据进行逻辑处理后,通过视觉(告警消息)、听觉(音响告警)等告警方式发出告警。为避免在特定飞行阶段出现不必要的警告,给机组带来操作负担和干扰,飞行机组告警系统需设计有飞行阶段抑制功能,在特定飞行阶段、飞机构型下,对一些特定告警进行抑制。另外,当告警功能失效所导致的音响告警会干扰飞行机组安全操作飞机的能力时,飞行员应有途径抑制错误或扰人的音响告警。

  根据机组响应相关告警的快慢,告警一般分为警告、警戒、提示和状态4个等级。警告需要机组立即知晓并立即响应,警戒需要机组立即知晓并随后响应,提示需要机组知晓并可能需要随后响应,状态即需要机组知道的非正常系统配置但不需要采取纠正行动。

  2.民用飞机飞行机组告警理念

  飞行机组告警系统的设计,需考虑告警状态、告警紧急程度、告警优先级和告警表达一致性等理念,包括告警的产生条件、机组告警的分类、告警信息的级别、机组告警消息的命名、显示与交互方式、组合消息与根源消息、机组告警的抑制、机组告警与其他系统的关联、机组告警的评估。

  组合消息即当同一个系统出现两个或两个以上的告警消息且上述两个或两个以上告警消息的处置程序与其中单个告警消息的处置程序不同时,机组告警功能应提供组合消息,由组合消息替代上述两个或两个以上的告警消息显示。

  根源消息即当两个或两个以上的告警信息由同一根源引起时,机组告警功能应识别出根源并显示根源消息,由根源消息替代上述两个或两个以上的告警消息显示。

  3.民用飞机飞行机组告警系统架构

  飞行机组告警系统架构如图1所示。飞行机组告警系统接收飞机机组告警成员系统的实时状态信息进行逻辑处理、优先级排序、飞行阶段抑制、根源消息及组合消息抑制后,发出显示告警消息、点亮主警告/主戒备灯和触发音响告警的指令。同时,飞行机组告警系统还会将告警触发结果发出,用于点亮相关的驾驶舱控制板按钮灯,关联简图页上的设备故障状态,关联有通告的电子检查单。


图1 飞行机组告警系统架构

  4.民用飞机飞行机组告警需求定义规范

  为保证告警需求正确和可实现,在定义告警需求时,至少需包含如下内容:

  (1)告警消息编号:该编号和“与告警消息相关联的组合消息”及“与告警相关的根源消息”相关,一旦确定不允许随意改动,以免影响其他告警消息的组合消息与根源消息的引用。

  (2)告警标识:触发相应告警消息的唯一标识,在告警消息设计集成过程中分配。

  (3)告警消息文本:告警消息字符。每条告警消息最大长度应满足该型号人机接口设计要求,包括空格和特殊字符;字符应标准化,提供尽可能详尽的信息,在利于机组理解的基础上推荐使用缩写和缩略语。告警消息必须符合飞机驾驶舱的人机接口理念,目的是保证消息名称具有一致性,便于机组理解。

  (4)告警消息描述:描述本条消息的意图和相关故障模式,如触发机理、触发原因,便于后续对告警消息的理解和评估。

  (5)告警类型:标注告警的类型,如告警消息、时间关键告警、控制板灯告警或单独的语音告警。

  (6)关联简图页:描述该告警是否关联简图页,告警与简图页关联是为了方便飞行员了解告警所反映的系统状态。当告警消息触发后,简图页需自动跳转到相关页面。

  (7)音响告警消息:描述该告警相关的音响告警。

  (8)音响告警标识:触发音响的唯一标识,在告警设计集成过程中分配。

  (9)音响告警优先级:定义音响告警的优先级。

  (10)音响告警类型:定义音响告警的类型,如单次播放、连续播放等。

  (11)告警消息逻辑表达式:列出驱动告警消息的逻辑方程。

  (12)飞行阶段抑制:列出告警消息需要被抑制的飞行阶段。

  (13)与告警消息关联的根源消息:列出根源消息编号,当根源消息出现时,抑制该告警消息。

  (14)与告警消息关联的组合消息:列出组合消息编号,当组合消息出现时,抑制该告警消息。

  5.民用飞机飞行机组告警符合性验证考虑

  考虑到飞行机组告警系统的复杂性,为了表明告警设计满足适航要求,必须从飞机层面和具有告警的各系统层面进行验证。

  飞机层面要进行告警系统介绍,说明飞行阶段定义、全机音响告警排序、全机视觉告警排序规则、使用红色和黄色的非告警系统/部件、抑制阶段和根源消息及音响告警取消的相关功能。通过全机MOC4、MOC5、MOC6、MOC8完成对适航条款的符合性验证。

  各系统从系统层面说明其告警定义,包括名称、逻辑、级别、告警方式(视觉、听觉、触觉)、飞行阶段抑制、根源消息抑制。具有音响告警的系统还需说明音响告警内容、单次/连续播放、是否可通过主警告/主警戒灯取消等。同时,要通过符合性报告,说明对告警理念的符合性,验证系统告警功能正常,覆盖到所有告警信息。

作者:张文静  朱兖植

本文刊发于《中国高新科技》杂志2020年第21期

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