用于飛行器設(shè)備的維護(hù)輔助的方法和計(jì)算機(jī)程序的制作方法
【專(zhuān)利摘要】根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種用于飛行器設(shè)備的維護(hù)操作的決策輔助方法，該飛行器包括維護(hù)系統(tǒng)，該維護(hù)系統(tǒng)被布置成記錄在飛行期間所發(fā)射的設(shè)備故障消息(FM1，F(xiàn)M2)和設(shè)備故障告警消息(FC)，該方法包括：提取與在飛行期間和一組先前飛行期間由維護(hù)系統(tǒng)記錄的故障消息相對(duì)應(yīng)的故障消息的至少一個(gè)組合(FM1+FM2)；根據(jù)所提取的至少一個(gè)組合來(lái)確定可能伴隨有一個(gè)或更多個(gè)故障消息的至少一個(gè)告警消息(FC)的發(fā)生概率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于飛行器設(shè)備的維護(hù)輔助的方法和計(jì)算機(jī)程序

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的領(lǐng)域涉及飛行器設(shè)備的維護(hù)決策輔助的操作風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估。

【背景技術(shù)】
[0002] 飛行器維護(hù)主要包括通過(guò)通常為周期性的計(jì)劃?rùn)z查以及通過(guò)例如更換具有有限 壽命的設(shè)備的預(yù)防措施、旨在更換或修理飛行器的故障設(shè)備或目前正在降級(jí)的設(shè)備的防治 措施。防治措施特別地依賴于飛機(jī)狀態(tài)的知識(shí)，其特別地通過(guò)機(jī)組人員報(bào)告、機(jī)載診斷系統(tǒng) 和在計(jì)劃?rùn)z查期間所做的檢查來(lái)獲得。
[0003] 通常，維護(hù)行為分為"線路維護(hù)"和"機(jī)庫(kù)維護(hù)"。在預(yù)編程的檢查期間執(zhí)行機(jī)庫(kù)維 護(hù)。這樣的維護(hù)操作通常在操作飛行器的航空公司的主要操作基地進(jìn)行。在兩次飛行之間 在飛行器所在的地方執(zhí)行線路維護(hù)。線路維護(hù)的主要目的是緊急的防治措施，而機(jī)庫(kù)維護(hù) 使得計(jì)劃任務(wù)以及推遲的防治措施被執(zhí)行。
[0004] 然而，這些維護(hù)策略并不總是最優(yōu)的。特別地，通過(guò)使這些防治措施推遲至相繼的 檢查，線路維護(hù)增加了進(jìn)一步降級(jí)導(dǎo)致航班起飛延誤或取消或其他干擾的風(fēng)險(xiǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的一個(gè)目的是，通過(guò)為負(fù)責(zé)維護(hù)的操作者提供一種決策輔助工具，從而為 他們提供對(duì)飛行器的良好工作狀態(tài)至關(guān)重要的故障預(yù)診，以使上述風(fēng)險(xiǎn)最小化。
[0006] 因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于飛行器設(shè)備的維護(hù)操作的決策輔助方 法，該飛行器包括維護(hù)系統(tǒng)，該維護(hù)系統(tǒng)被布置成執(zhí)行對(duì)于在飛行期間所發(fā)射的設(shè)備故障 消息和設(shè)備故障告警消息的記錄，該方法包括：
[0007]-提取與在飛行期間和一組先前飛行期間由上述維護(hù)系統(tǒng)記錄的故障消息相對(duì)應(yīng) 的故障消息的至少一個(gè)組合；
[0008]-根據(jù)所提取的至少一個(gè)組合來(lái)確定可能伴隨有一個(gè)或更多個(gè)故障消息的至少一 個(gè)告警消息的發(fā)生概率。
[0009] 該方法的一些優(yōu)選的但非限制性的方面如下。
[0010] 在第一實(shí)施方式中，上述告警消息表示為有向圖中的節(jié)點(diǎn)，該有向圖包括一組弧， 每條弧均設(shè)置有從一個(gè)告警消息到另一告警消息的轉(zhuǎn)變概率，該有向圖中的每個(gè)告警消息 對(duì)應(yīng)于給定的故障消息序列，以及
[0011] -所提取的至少一個(gè)組合對(duì)應(yīng)于由在上述飛行期間和述一組先前飛行期間所記錄 的故障消息形成的序列，
[0012] -所提取的序列表示為告警消息的混合，
[0013]-所述確定發(fā)生概率包括：計(jì)算借助于由所提取序列的所述表示初始化的該有向 圖上的隨機(jī)游走而實(shí)現(xiàn)的有向圖的中的每個(gè)告警消息的發(fā)生概率。
[0014] 在第二實(shí)施方式中，提取故障消息的至少一個(gè)組合包括：從在飛行期間和上述一 組先前飛行期間由維護(hù)系統(tǒng)記錄的故障消息中識(shí)別被辨認(rèn)為可能會(huì)生成給定告警消息的 故障消息的至少一個(gè)組合，以及所述確定發(fā)生概率包括：根據(jù)所識(shí)別的組合來(lái)確定針對(duì)所 述給定告警消息的預(yù)測(cè)的成功率。
[0015] 該第二實(shí)施方式可以操作在先學(xué)習(xí)步驟，其包括辨認(rèn)可能會(huì)生成告警消息的故障 消息的至少一個(gè)組合以及計(jì)算所辨認(rèn)的生成所述告警消息的組合的準(zhǔn)確度的操作，根據(jù)所 識(shí)別的組合的告警消息預(yù)測(cè)的成功率最初對(duì)應(yīng)于所述準(zhǔn)確度。
[0016] 根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種包括代碼指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)所述程序在 計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，所述代碼指令運(yùn)行根據(jù)第一實(shí)施方式或第二實(shí)施方式的方法的步驟。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017] 參考附圖1，基于閱讀以下作為非限制性示例給出的對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的 詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他方面、目的、優(yōu)點(diǎn)和特征將會(huì)更加明顯，圖1示意性地示出了根據(jù) 本發(fā)明的第二實(shí)施方式的用于預(yù)測(cè)告警消息的故障消息組合的辨認(rèn)。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 維護(hù)輔助的目的是為維護(hù)操作者提供故障診斷的有用信息。該輔助如下進(jìn)行。
[0019] 每個(gè)飛行器系統(tǒng)包括用于檢測(cè)并隔離故障設(shè)備的稱(chēng)作BITE( "內(nèi)置式測(cè)試設(shè)備"） 的工具。
[0020] 此外，飛行器的關(guān)鍵系統(tǒng)由向機(jī)組說(shuō)明這些系統(tǒng)的故障的飛行告警系統(tǒng)（FWS)來(lái) 監(jiān)測(cè)。
[0021] 通過(guò)集中式維護(hù)系統(tǒng)（CMS)來(lái)記錄并處理由BITE工具發(fā)射的數(shù)據(jù)（設(shè)備故障消 息）和由FWS系統(tǒng)發(fā)射的數(shù)據(jù)（設(shè)備故障告警消息）。
[0022] 通過(guò)打印機(jī)和MCDU(多功能控制和顯示單元）將由CMS系統(tǒng)執(zhí)行的診斷結(jié)果傳送 至維護(hù)操作者。還可以經(jīng)由ACARS(飛行器通信和報(bào)告系統(tǒng)）或者經(jīng)由ATSU(空中交通服 務(wù)單位）將該結(jié)果傳輸至地面站。將該結(jié)果進(jìn)一步記錄在飛行器的機(jī)載數(shù)據(jù)庫(kù)中。
[0023] 設(shè)備故障消息是更確切地由飛行器的系統(tǒng)向CMS維護(hù)系統(tǒng)發(fā)射的、用以通知該系 統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)其功能中發(fā)生故障或者該系統(tǒng)識(shí)別出另一個(gè)系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)其功能中發(fā)生故障的消 肩、。
[0024] 對(duì)此，設(shè)備故障告警系統(tǒng)是針對(duì)機(jī)組的FWS系統(tǒng)所發(fā)射的、用以指示檢測(cè)到對(duì)飛 行器的操作會(huì)有影響或者直接有影響的事件的消息。這樣的告警消息可以在一個(gè)或更多個(gè) 故障消息之后被觸發(fā)或者根據(jù)其獨(dú)特條件被觸發(fā)。
[0025] 在稱(chēng)作MEL( "最低設(shè)備清單"）的文件中指示了告警消息的影響等級(jí)，該MEL列出 了必須可用的關(guān)鍵元素以確保飛行器操作安全。該影響等級(jí)可以為如下：
[0026] -G0:告警消息對(duì)飛行器操作沒(méi)有影響，但是相應(yīng)故障必須在給定的時(shí)間段內(nèi)被校 正；
[0027] -GOIF:告警消息對(duì)飛行器操作有影響，并且如果特定條件被滿足則可能導(dǎo)致飛 行器著陸；
[0028] -NOG0 :告警消息對(duì)飛行器操作有影響，并且導(dǎo)致飛行器著陸。
[0029] 飛行后報(bào)告（PFR，postflightr印ort)是包含在飛行期間所發(fā)射的并由維護(hù)系 統(tǒng)記錄的所有故障消息和所有告警消息的列表。該P(yáng)FR報(bào)告在飛行結(jié)束時(shí)被生成并發(fā)送。 當(dāng)前飛行報(bào)告（CFR，currentflightreport)是在飛行期間形成的，并且包含從飛行開(kāi)始 到生成該報(bào)告時(shí)所發(fā)射的且由維護(hù)系統(tǒng)記錄的所有故障消息和所有告警消息。
[0030] 在此范圍內(nèi)，本發(fā)明的目的在于提供一種維護(hù)決策輔助工具，該維護(hù)決策輔助工 具依賴于對(duì)在先前飛行期間所記錄的故障消息的分析以預(yù)測(cè)在后續(xù)飛行期間的告警消息 的發(fā)射。應(yīng)當(dāng)指出，如果下文的描述具體地涉及告警消息的預(yù)測(cè)，則本發(fā)明并不限于此而是 還延伸到故障的預(yù)測(cè)，所述故障的特征在于與其相關(guān)的告警消息和一個(gè)或更多個(gè)故障消息 的發(fā)生。
[0031] 根據(jù)第一方面，本發(fā)明因此涉及一種用于飛行器設(shè)備的維護(hù)操作的決策輔助方 法，所述飛行器包括維護(hù)系統(tǒng)，所述維護(hù)系統(tǒng)被布置成記錄在飛行期間所發(fā)射的設(shè)備故障 消息和設(shè)備故障告警消息，所述方法包括：
[0032]-由計(jì)算機(jī)處理裝置提取與在飛行期間和一組先前飛行期間由維護(hù)系統(tǒng)記錄的故 障消息相對(duì)應(yīng)的故障消息的至少一個(gè)組合；
[0033]-由計(jì)算機(jī)處理裝置根據(jù)所提取的至少一個(gè)組合來(lái)確定可能伴隨有一個(gè)或更多個(gè) 故障消息的至少一個(gè)告警消息的發(fā)生概率。
[0034] 所述發(fā)生概率或其一部分，例如最重要的部分，可以借助于人機(jī)接口呈現(xiàn)給負(fù)責(zé) 維護(hù)的操作者；它們例如被顯示在屏幕上。
[0035] 在一個(gè)可能的實(shí)施方式中，提取步驟和確定步驟是在飛行結(jié)束時(shí)執(zhí)行的，并且對(duì) 此而操作在該飛行結(jié)束時(shí)和一組先前飛行結(jié)束時(shí)所記錄的PFR報(bào)告的內(nèi)容。在另一個(gè)實(shí)施 方式中，這些步驟是在飛行期間執(zhí)行的，并且對(duì)此而操作該飛行的CFR報(bào)告的內(nèi)容和在一 組先前飛行結(jié)束時(shí)所記錄的PFR報(bào)告的內(nèi)容。
[0036] 提取步驟可以緊接在過(guò)濾在飛行期間和一組先前飛行期間由維護(hù)系統(tǒng)記錄的故 障消息的步驟之后。這個(gè)過(guò)濾更具體地由計(jì)算機(jī)處理裝置來(lái)執(zhí)行，以考慮到從記錄開(kāi)始的 故障消息的第一發(fā)生并且忽略當(dāng)連續(xù)生成故障消息時(shí)的隨后發(fā)生。
[0037] 特別地，可以計(jì)算故障消息的發(fā)生率，并且可以將該發(fā)生率與由相同飛行器或者 由具有設(shè)備相同設(shè)備配置的一組飛行器生成的不同故障消息的發(fā)生率的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏 差進(jìn)行比較。從而，當(dāng)大多數(shù)飛行器生成該消息（高平均發(fā)生率）或者甚至當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)偏差低 于平均值時(shí)，故障消息可以被看作是再次發(fā)生的。并且，當(dāng)飛行器的故障消息發(fā)生率高于平 均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差（對(duì)于僅考慮生成該故障消息的飛行器分布而言）時(shí)，該飛行器可以被看 作是連續(xù)生成該故障消息。
[0038] 第一實(shí)施方式：有向圖
[0039] 在本發(fā)明的第一實(shí)施方式中，告警消息被表示為有向圖中的節(jié)點(diǎn)，該有向圖包括 一組弧，每條弧均設(shè)置有從一個(gè)告警消息到另一告警消息的轉(zhuǎn)變概率，該有向圖中的每個(gè) 告警消息對(duì)應(yīng)于給定的故障消息序列。該圖通常被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。
[0040] 基于該有向圖，并且考慮過(guò)去發(fā)射的一組故障消息，本發(fā)明通過(guò)將該預(yù)測(cè)消息關(guān) 聯(lián)于分類(lèi)來(lái)提供對(duì)未來(lái)的最可能的告警消息的預(yù)測(cè)。通過(guò)考慮告警消息與Web頁(yè)面之間的 類(lèi)比，該方法依賴于與針對(duì)由因特網(wǎng)搜索引擎建議的網(wǎng)頁(yè)分類(lèi)系統(tǒng)所使用的相同的法則， 例如算法PageRank?。
[0041] 因此，通過(guò)給定的故障消息序列（相當(dāng)于關(guān)鍵詞）對(duì)每個(gè)告警消息編索引，并且在 有向圖中連接告警消息的方式在于考慮基于它們?cè)跀?shù)據(jù)歷史記錄中的發(fā)生的前任-繼承 者關(guān)系。因此，每個(gè)有向圖的弧（將告警消息％連接至告警消息Mk的?。┑霓D(zhuǎn)變概率pw 從而可以寫(xiě)為：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于飛行器設(shè)備的維護(hù)操作的決策輔助方法，所述飛行器包括維護(hù)系統(tǒng)，所述 維護(hù)系統(tǒng)被布置成記錄在飛行期間發(fā)射的設(shè)備故障消息（FM1，F(xiàn)M2)和設(shè)備故障告警消息 (FC)，所述方法包括： -由計(jì)算機(jī)處理裝置提取與在飛行期間和一組先前飛行期間由所述維護(hù)系統(tǒng)記錄的故 障消息相對(duì)應(yīng)的故障消息的至少一個(gè)組合（FM1+FM2); -由所述計(jì)算機(jī)處理裝置根據(jù)所提取的至少一個(gè)組合來(lái)確定可能伴隨有一個(gè)或更多個(gè) 故障消息的至少一個(gè)告警消息（FC)的發(fā)生概率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中， -告警消息表示為有向圖中的節(jié)點(diǎn)，所述有向圖包括一組弧，每個(gè)弧均設(shè)置有從一個(gè)告 警消息到另一告警消息的轉(zhuǎn)變概率，所述有向圖中的每個(gè)告警消息對(duì)應(yīng)于給定的故障消息 序列， -所提取的至少一個(gè)組合對(duì)應(yīng)于由在所述飛行期間和所述一組先前飛行期間所記錄的 故障消息形成的序列， -所提取的序列表示為告警消息的混合， -所述確定發(fā)生概率包括：計(jì)算借助于由所提取的序列的所述表述初始化的所述有向 圖上的隨機(jī)游走而實(shí)現(xiàn)的該有向圖上的每個(gè)告警消息的發(fā)生概率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述有向圖上的隨機(jī)游走是傳送游走，所述傳 送游走由遵循設(shè)置有轉(zhuǎn)變概率的所述有向圖中的弧的概率a和均勻隨機(jī)跳躍至所述有向 圖中的節(jié)點(diǎn)的概率（1-a)來(lái)表征。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2和3中的一項(xiàng)所述的方法，其中，所述有向圖的告警消息對(duì)應(yīng)于從先 前告警消息的發(fā)生起直到所述告警消息的發(fā)生之前所記錄的給定的故障消息序列。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2至4中的一項(xiàng)所述的方法，包括如下步驟：通過(guò)考慮在所述有向圖 的每個(gè)告警消息的所確定發(fā)生概率與飛行器配置文件之間的相關(guān)性，對(duì)所述有向圖的告警 消息進(jìn)行分類(lèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中： -提取故障消息的至少一個(gè)組合包括：從在飛行期間和所述一組先前飛行期間由所述 維護(hù)系統(tǒng)記錄的故障消息中識(shí)別出被辨認(rèn)為可能會(huì)生成給定告警消息的故障消息的至少 一個(gè)組合，W及 -所述確定發(fā)生概率包括：根據(jù)所識(shí)別的組合來(lái)確定針對(duì)所述給定告警消息的預(yù)測(cè)的 成功率。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，包括在先學(xué)習(xí)步驟，該步驟包括辨認(rèn)可能會(huì)生成告警 消息的故障消息的至少一個(gè)組合W及計(jì)算生成所述告警消息的所辨認(rèn)組合的準(zhǔn)確度的操 作，并且其中，根據(jù)所識(shí)別的組合而對(duì)所述告警消息的預(yù)測(cè)的成功率最初對(duì)應(yīng)于所述準(zhǔn)確 度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述成功率是在所預(yù)測(cè)的告警消息的每次發(fā)生 或沒(méi)有發(fā)生之后被更新的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，當(dāng)從導(dǎo)致所預(yù)測(cè)的告警消息沒(méi)有發(fā)生的預(yù)測(cè)起 已經(jīng)執(zhí)行了維護(hù)操作時(shí)，所預(yù)測(cè)的告警消息的發(fā)生被記錄。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6至9中的一項(xiàng)所述的方法，其中， -提取故障消息的組合包括；從在飛行期間和所述一組先前飛行期間由所述維護(hù)系統(tǒng) 記錄的故障消息中識(shí)別出已知可能會(huì)生成給定告警消息的故障消息的組合的一部分，W及 -所述確定發(fā)生概率包括：根據(jù)所識(shí)別的組合來(lái)確定針對(duì)所述給定告警消息的預(yù)測(cè)的 成功率，所述成功率被分配了權(quán)重。
11. 一種包括代碼指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)所述程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，所述代碼指 令運(yùn)行根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法的步驟。
【文檔編號(hào)】G06F17/30GK104346430SQ201410374107
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月31日
【發(fā)明者】讓-馬克斯·許特, 斯特凡·貝索, 布魯諾·梅拉德, 弗朗索瓦·米肖 申請(qǐng)人:空中客車(chē)運(yùn)營(yíng)簡(jiǎn)化股份公司, 空中客車(chē)簡(jiǎn)化股份公司