航空飞行试验工程大数据管理与应用思考

飞行试验是航空装备研制的重要环节之一,形成和产生的工程数据具有明显的大数据特征。传统的以试验测试数据为主的数据管理思想,难以保证试飞工程数据及其关系的完整性和准确性,无法全面表征飞行试验全过程,不利于试飞数据的再利用。在分析航空飞行试验复杂系统工程的有机组成及其工程大数据的本质特征和逻辑结构的基础上,结合近年来在飞行试验数据管理和处理研究中取得的技术成果和实践经验,提出了基于试飞工程全生命周期的航空飞行试验工程大数据管理思想,以试验对象为中心的一体化大数据采集和系统化大数据结构模型,和面向业务的基于SOA的分布式系统框架,便于建立一个综合、全面、开放的试飞工程大数据管理和挖掘应用平台,促进航空产品试飞数据处理效率的提升和试飞工程大数据在航空科研中的挖掘和广泛应用,发挥试飞工程大数据的发展助推作用。     

典型大数据仓库-飞行试验数据仓库设计

在现代数据仓库技术思想的指导下,围绕试飞数据的非结构化大数据的特点,面向型号工程对试飞数据的统一管理和高效处理需求,分别针对试飞大数据的粒度描述和综合管理,设计了飞行试验元数据标准和特有的基于二进制文件的数据库管理服务,解决了飞行试验数据仓库设计中结构化与非结构化大数据的统一维度建模和数据关系维护的关键技术问题,为基于数据仓库的试飞大数据在线管理与分析系统的建立提供了基础,满足了型号工程对试飞数据的高效分析需求。     

基于4G通信的民机试飞遥测监控技术架构

民机适航审定试飞时需要传输海量的测试数据,由于试验科目的苛刻要求,试飞任务需在多地同时开展。针对这种需求,提出一种基于4G通信的民机试飞监控技术架构,构建多地试飞一体化测试网络,并通过了飞行试验数据传输测试,该技术架构可满足试验机试飞数据高速传输需求,满足试验数据多地传输需求。该技术的应用增强了安全监控能力,提高试飞效率。     

飞行试验多源iNET数据精密分析技术研究

为了解决飞行试验测试系统跨代升级,网络化测试系统采集记录的多源iNET试飞数据的精密分析难题,针对新形势下的网络化测试系统应用于飞行试验所特有的多源数据测试技术架构,分析了该测试技术架构的特点,以及精密分析对试飞工程师验证测试系统同步采集及数据同步分析算法的重要性,提出了基于数据流StreamID的测试参数iNET精密分析方法及实现技术,实现了多源iNET试验数据的精密分析;最后在采用了网络化测试系统的某试验机的飞行试验中对多源iNET数据进行了精密分析,试验表明使用这些算法的数据处理软件满足飞行试验iNET精密分析的需求。     

飞行试验机载测试信息管理软件设计与实现

为了实现飞行试验过程中,基于机载网络化测试系统的测试数据能够得到准确及时处理的目的,通过采用基于ADO引擎的数据库编程技术、XML文件处理方法以及线性、双曲线等多种校准处理方法,进行机载测试信息管理软件设计,并在多个型号试飞数据处理中投入使用,试飞数据处理结果表明,该软件中对网络化测试系统的PCM和网络测试信息导入和管理方法可行,依据该软件形成的机载测试信息文件所处理的数据结果准确,满足飞行试验机载网络化测试数据处理任务的需求。     

基于SOA的飞行试验数据管理系统研究

飞行试验数据是航空武器装备研制过程中所形成的最重要的科研信息资料,是型号定型、鉴定的根本依据,具有宝贵的科研价值;试验数据管理的目的不仅是保证数据的完整性和可靠性,更重要的是能够广泛地、灵活地满足各类用户对数据的处理需要;针对飞行试验数据及其应用的特点,设计出了一种基于先进SOA技术架构的飞行试验数据管理系统(FTDMS),以飞行试验数据总线为纽带,采用分布式网络计算服务模式,有效适应了飞行试验数据处理方法的不断发展,而且同时满足了多用户对多型号、多类型非结构化试飞数据的完整管理和应用,综合提高了试验数据的管理和应用效率。     

大型民机试飞测试发展与挑战

飞行试验是对飞机的性能进行验证和确认的关键阶段,试飞测试是保障该阶段工作的重要内容;国内目前对于军机已拥有了成熟的测试技术、测试方法和可靠的测试设备,而对于民用飞机特别是大型民机的试飞测试目前还处在起步阶段;随着国家大飞机研制专项的不断推近,大型客机试飞测试需求逐步明确;从大型民机试飞测试需求和测试工作特点出发,对机载测试技术变革、遥测和数据处理技术等键技术在国外的最新发展和国内大型飞机的现状进行对比分析,可以看出我国民机试飞测试在网络化机载测试系统应用、遥测传输链路带宽、大数据快速处理等方面存在较大的挑战;在此基础上对应对挑战的发展策略和后续攻关的方向进行研究,可以为我国大型飞机特别是民机试飞测试技术的发展提供参考。      

基于迭代寻址的试飞FC数据快视分析技术

航空总线光纤通道FC成为新一代航电系统的构架协议;FC总线测试单次试验数据激增,试飞工程师对总线数据的即时处理提出了要求;对试飞试验总线数据的快速浏览、快速分析一直是数据分析的难题;针对试验FC总线数据的特点,设计了基于迭代寻址的海量FC试验数据帧分析技术,实现了对试飞FC总线数据快进、后退、实时拖动等操作,并实时将关心的参数、时间等关键信息以图表动态显示,实现了FC总线数据的动态快视,解决了海量试验FC总线数据快视处理难题,满足了现代飞行试验FC总线数据即时处理需求。     

关键参数快速处理单元在飞行试验中的应用

用于飞行试验的传统数据处理模式及数据处理流程,在ARJ21定型试飞时就已经受到挑战,测试参数由三代机的2000个左右激增到6000个左右,传统模式的处理时间大致是飞行时间的1.5～2倍,这种数据处理模式已经严重制约了型号的试飞效率。新一代试验机测试参数已经达到15000个左右,显然传统的数据处理模式已经无法适应。针对海量数据快速处理的需求,全球各大试飞机构及设备供应商都在探索快速处理的方法,研制快速处理的设备。本文介绍了具有自主知识产权的关键参数快速处理单元的设计思路,以及在新型号飞行试验过程中关键参数快速处理单元的应用情况。     

基于TDMA多目标遥测数据传输系统设计与实现

遥测监控是新机试飞提高试飞效率、保障试飞安全的重要手段,遥测数据的传输能力和传输质量决定了遥测实时监控性能的优劣。随着大量飞机同场次试飞任务的广泛开展,现有飞行试验单站点对应单目标的遥测体制存在一定的局限性,为了解决多个目标同时遥测数据传输的难题,本文在对常用的几种多目标体制进行了比较的基础上,设计了一套基于TDMA体制的多目标遥测数据传输系统,对该系统数据的传输速率、距离进行了理论计算,并进行了飞行试验验证,能够满足任务需求,有着很好的应用前景。     

飞行试验测试采集的AFDX总线检测分析技术研究

在航空产品的航电系统跨代升级中,AFDX总线数据的检测分析是飞行试验对航空产品航电系统进行科研鉴定的一项重要技术手段,针对复杂航空电子环境下的采集记录的AFDX总线数据的多类、随机性等特点,提出了AFDX总线消息识别、帧检测、丢包检测分析方法及实现技术,并结合采用了AFDX总线周期检测分析算法,设计了AFDX总线的检测分析技术,实现了飞行试验AFDX总线的检测分析,最后在某试验机AFDX总线飞行试验测试中进行了应用,试验表明该AFDX总线检测分析技术满足飞行试验对航电系统进行科研鉴定的需求。     

高速航电总线数据实时遥测技术研究

为了解决飞行试验中高速航电总线数据实时遥测的测试需求,研究了高速航电总线数据采集及实时遥测的测试技术;面对全新总线架构以及海量实时传输数据,传统的总线测试技术无法满足新的测试需求,设计了高速航电总线数据监听以及遥测传输的测试系统,成功将高速总线数据融合到网络数据采集技术及数字遥测技术中;实际的试验结果表明,该方案能够准确、有效地完成机载高速航电总线数据采集及实时遥测传输,该方案的成功应用,为今后相关的高速总线数据测试提供了重要的参考价值。     

大数据环境下地铁自动售检票系统设计与实现

近年来,随着经济领域蓬勃发展,我国加快了现代化建设进程,交通设施建设不断推进;受互联网大数据技术变革的影响,传统地铁售检票系统无法满足高客流量、大数据流处理的高强度工作要求;在日常实践应用中,传统地铁售检票系统经常出现检票识别率低、售票信息运算处理响应速度慢、多人员、多任务操作执行准确率差的问题;针对上述问题,结合大数据资源运算能力,提出大数据环境下地铁自动售检票系统设计;采用大数据实名高检处理引擎(VBDKG)、多路分处运算模组(ICGRU)与动态身份比对算法(DBTDE),针对传统地铁自动售检票系统存在的问题进行解决;通过仿真实验测试证明,提出的大数据环境下地铁自动售检票系统设计具有较强的实施性与可操作性;同时,运行处理准确性高,运行稳定。     

飞参系统实时监视技术研究

针对飞机研制阶段各系统交联试验时故障定位慢、检查测试手段匮乏的问题,设计了飞参系统的实时监视功能。飞参系统中的机载设备与地面设备通过以太网进行数据交互,实现飞机状态的实时监视。分析了实时监视功能的作用与优势,并从某型飞参系统功能需求出发,阐述了机载设备的硬件配置及软件架构。基于UDP通信协议,提出了一种机载设备与地面设备交互的数据收发策略。该策略通过地面设备控制数据通信周期,机载设备采集的数据按周期发送给地面设备还原显示,实现了飞行数据的一边记录一边监视。实际应用表明,飞参系统的实时监视功能丰富了试验测试手段,提高了各个系统试验效率,实现了对飞机实时状态的监测,为航前快速检测技术的发展奠定了基础,具有很高的工程实用价值。     

飞行试验机载网络数据实时处理技术研究

为实现飞行试验机载网络数据实时处理,对动态数据接口、机载网络数据传输结构和实时数据解析方法进行研究,开发基于VC+ 的实时处理软件系统。根据数据采集系统生成的硬件配置文件建立动态数据接口与硬件进行连接,在此基础上利用网络套接字方法对实时传输的网络数据进行捕获,将捕获的网络数据结合结构参数信息进行解析处理,实现机载网络数据的实时处理。此软件系统已在某项目上进行测试并得到成功应用,实践证明此软件系统能够对机载网络数据形象准确的真实解析,进行数据有效性检查、数据采集与记录等方面的实时处理,同时为系统架构扩展和进行深一层的研究提供了科学保障。     

大数据分析技术在装备监测系统中应用研究

针对装备状态监测系统中长期积累的大量数据缺乏有效分析手段、利用率低等问题,对装备监测系统中存储的在线监测数据和积累的历史数据,建立可分析挖掘的大数据集;运用数据分析和机理分析的方法建立比较模型,采用异步信息融合的算法对数据进行处理,利用大数据的多尺度特性研究装备生命周期的分析预测、优化运行、预知维修等目标,提高了装备运用知识的获取速度,有利于构建完整的装备生命周期预测诊断体系。     

便携式数据采集控制系统的设计与实现

在狭小空间或是恶劣环境下进行数据采集,传统的数据采集设备占用空间大、传输速率慢,不方便携带。通过分析这些缺点,设计了一种基于WiFi无线网络技术的便携式的无线数据采集控制系统。整个系统包括数据采集单元、数据传输单元和数据控制单元三大部分。该数据采集控制系统能够在WiFi网络覆盖区域内,以手持Android小型终端为控制终端,以无线网络为传输通道,实时控制数据采集卡,并读取采集数据,即时数据可帮助用户更加可靠的分析实际情况,具有实际应用价值。     

民机运行大数据分析平台整体架构研究

针对日益增长的民用航空巨量数据,借助大数据存储和分析技术,构建民用航空运行大数据分析平台,可更有效支撑快速响应、航材管理、健康管理等各项民机运行业务。结合目前国内外民用航空领域大数据技术的应用现状,梳理民机运行的业务模式及数据类别,设计并构建民用航空大数据分析平台的整体架构。根据目前民用航空运行业务需求,对民用航空大数据平台的硬件平台的管理节点、数据节点的计算能力等功能性能进行设计,并对民用航空大数据平台的轻量级计算、离线数据计算、实时在线数据处理分析等计算需求进行研究,针对不同的计算方式,提供具体解决途径。最后对民机运行大数据分析平台的业务应用集成及接口技术进行研究。分析表明研究成果有助于提高我国民机运行效率,为民用飞机运行大数据平台提供支撑。