数据分析助力飞行安全

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1997年，民航总局开始在各运输企业实施“QAR(Quick access recorder,快速存储记录装置)工程”计划，应用机载QAR飞行数据，开展对飞行操纵品质的日常监控，提高各航空公司的安全运行水平。各大航空公司均在近几年中投入大量资金和精力用于QAR系统的安装及地面译码数据的开发应用。

几年的实践表明，QAR系统的推广应用，确实对提高飞行人员的飞行操纵品质，前移飞行安全的防范关口起到了不可估量的作用。但是，这些作用基本都是事后分析，对未来和安全水平提高的作用不直观。目前各大公司对QAR数据的挖掘还不够深入，基本上停留在译码和事件监控阶段。飞机生产厂家提供的软件没有针对具体航空公司的安全文化进行深入开发和数据的深度挖掘，更没有结合航空公司的管理理念和管理活动。其实，QAR记录可以达到几百甚至上千个参数，涵盖飞行员的操纵、飞机运行状态到环境各个方面，航空企业完全可以充分挖掘QAR数据，从人、飞机、环境、管理等多角度向QAR要安全。南航信息中心正在开发QAR分析系统，该系统将各个机型译码后的数据集成到统一的QAR数据仓库，通过统一的数据平台和各种安全模型，进行集中分析处理，除了提供事件监控外，还在上述多方面提供辅助，提高飞行安全性，提高安全管理水平。

多渠道提升飞行技能

如何通过QAR数据分析提升安全？首先要围绕着飞行员进行充分的飞行参数分析。系统首先可以提供事件监控，QAR厂家提供的飞行品质监控系统事先预置了大多数航空公司比较关心的事件和基本认同的标准。但是，培养南航专有的安全文化，仅仅依赖于厂家预置的安全事件和标准还不够，还要根据自身安全管理的要求，选取更多的事件、更高要求的事件标准、监控更多的飞行参数。飞行员登录系统后可以看到自己飞过的航班的等级事件，同时系统会根据其个人飞行数据进行统计分析，给出飞行水平的评估和分项评估及改进建议。另外还会对即将执行的航班依据其个人技术水平、航线、机型、环境（如天气）以及航情通告等因素给出科学建议。

通过系统提供专家点评功能，管理人员或者专家可以根据一段时间内（如一周）典型飞行事件进行点评。点评的目的是让广大飞行员引以为鉴，改善飞行技术，而不是追究责任。因此系统隐藏掉个人敏感信息，仅提供事件明显特征数据。系统引入动画模拟技术，对事件从人、飞机、环境、管理方面进行事实再现，专家分析造成等级事件原因，提出改进意见和方法，并对每个方法或建议的作用与效果结合QAR数据进行三维动画模拟，形象展示飞行操纵改进或纠正后的效果，加深飞行员对专家建议的理解。飞行员登录系统后，典型事件专家点评功能会呈现在最突出的位置，并且强制飞行员必须阅读和观看，通过留言记录个人感受。

系统还提供学员技术水平跟踪模块。带飞教员要对其带飞学员的事件进行点评，指出学员技术不足点和需要改进的地方，并对能够体现其技术成长的飞行参数进行关注，即使飞行未出现监控事件，也可以通过这些参数对其技术水平的提高进行科学评估。另外，系统可以根据一段时间内数据的积累绘制各种统计图表，直观地展现学员的技术提高情况。通过QAR数据的不断反馈，教员可以有针对性地教学带飞，从而加速飞行员的培养，节约培训成本，提高飞行队伍的技术水平。

提高飞行安全性

QAR忠实地记录了来自飞机各系统的大量运行参数,连续完整地反映了飞机系统在运行中的实际状态或失效的征兆信号,从而为分析和排除飞机故障提供强有力的帮助。根据飞机维修手册，结合机务维修实际经验和管理需求，建立相应的模型，对每一次的飞行QAR数据进行完整的分析，从而确定飞机故障所在的系统（如动力系统、液压系统、燃油系统等），甚至能够精确定位到某一部件，对快速处理故障提供了科学的技术支持，从而保障了下一班任务的安全和正常，提高飞机系统安全预度。

另外，可以针对监控到的飞行安全事件对飞机健康状态的影响进行建模，从而可以通过监控飞行品质事件而对机务工程师提出辅助分析和专项检查预警。比如，监控到重着陆，系统会提醒维修工程师要对起落架进行无损探伤，以及其他必要的检查，从而保障了飞机系统具有足够的可靠性以便执行后续航班。

QAR对发动机的健康状态监控同样不可或缺。通常情况下ACARS（Aircraft Communication Addressing And Reporting System,基机通信寻址和报告系统）实时数据作为健康状态监控分析的数据输入，但是限于ACARS传输数据的高成本，ACARS能够提供的实时参数非常有限。而航后QAR译码出来的数据却更为翔实，虽然不具备实时性，但却能够为EHM做深入分析提供基础数据。面向飞机维修的子系统引入EHM模型，向机务工程师提供必要的监控信息，以便提前了解发动性能和状况，为提前处理故障隐患提供了科学依据，从而使得安全关口前移，为飞机的可靠性和安全预度提供了保障。

系统还可以引入飞机关键零部件疲劳模型，每日航后从QAR中采集相关参数，对其进行分析监控。对相关的参数设定预警值，当监控到的数据达到或超过该值时就告警，在接近告警值时提醒维修工程师准备相关航材和设备，从而指导生产准备有序进行。一般通过告警值的设定可以控制安全预度的大小，从而实现既能够在部件报废或者故障前告警更换，又能够充分发挥零部件的使用寿命和价值，从而兼顾了飞机维修成本和安全。

此外，环境对飞机的性能和飞行员的操作也会造成严重影响。系统通过对特殊环境的数据采集并以动画的形式展现给飞行员，从而让其从感性和理性上同时对环境的各种影响产生深刻的印象，并通过不断的飞行和QAR数据验证专家建议的降低环境影响的方法和策略，养成对各种环境良好的应急处理能力。