中国四大航空公司的机务大数据技术应用实践（3）

南方航：国内首创“飞机远程诊断实时跟踪系统”

早在1999年，南方航的工程师们开始认识到，由于南方航机队规模以及航线网络覆盖面不断扩大，传统的机务维修流程已难以适应其发展。只有利用日益发展的信息技术，使机务人员在地面就能掌握飞行中飞机的实时状态，并提前做好充分的维修准备，才能最大限度地减少航班延误，提高飞机利用率。因此，南方航在没有任何经验可借鉴，且人力、物力、资金、技术都很匮乏的条件下开始了“飞机远程诊断实时跟踪系统”的艰难探索。

图3.

多年以来，南方航坚持自主研发、开拓创新，突破层层技术难关，在远程诊断系统的开发上取得了多项成果。2001年底，基于波音777数据链操控运作机制的南方航“飞机远程诊断实时跟踪系统”原型系统基本完成。2006年4月19日，具有自主知识产权的“飞机远程诊断实时跟踪系统”正式获得国家知识产权局颁发的《发明专利证书》，属国内首创，技术先进性达到了国际先进水平。2013年7月成功研发空客A380远程诊断系统模块，2015年3月成功研发波音787远程诊断系统模块，这不仅为南方航节省了花费在国外监控系统上的数十万美元服务费，更重要的是积累了针对新一代飞机健康监控系统的研发经验，从一定程度上对我国大飞机在机载信息领域的研发提供了指引。2016年，刘宇辉团队自主研发的“飞机远程诊断实时跟踪系统”第4代原型面世，这标志着南方航对于飞行大数据的研究全面进入工程应用阶段。

基于远程诊断系统平台和大数据分析，南方航“飞机远程诊断实时跟踪系统”拥有创新课题储备达200余项（投产率60%以上），已根植多个专业领域：对轮胎偏磨率进行分析，并以数据为支撑，修正一线工作标准；对飞机空调组件活门开关在不同状态下，相关参数的变化图谱进行分析，设定阀值，触发驾驶舱效应，弥补了飞机原厂设计的不足；对飞机辅助动力装置（APU）燃油消耗依据98种场景进行数据分析，优化工作流程，节省燃油，节约运营成本；对飞机故障预测领域进行尝试和探索，通过相关数据进行智能分析，预测故障发生趋势，将维护关口进行迁移，为将突发的事后维修转变为有计划的事前维修提供了有力的支持。

目前，南方航“刘宇辉创新工作室”正在研发的项目有APU运行状态监控、环境控制系统状态监控、eFLOW实时监控、飞机过载实时监控等，以波音787等新一代飞机为突破的飞行大数据工程信息系统也正处于研制与推广阶段。以eFLOW实时监控为例，该工作室所研发出的监控方案可有效控制空调组件活门关断风险。

由于波音737NG飞机新的eFLOW构型的空调组件（PACK）可能在空中非指令性地关闭组件活门（FCV流量控制活门）、而且没有任何驾驶舱警告，这有可能导致飞机进入慢释压状态，直到座舱高度超过10000英尺、座舱高度警告响起，机组才能发现故障存在，对飞行安全构成了极大安全隐患。自2016年5月以来，我国华东地区已陆续发生8起波音737NG飞机eFLOW构型座舱高度故障引起的返航事件，特别是今年5月初，在两天内连续发生三起返航事件，一起还导致机组使用了氧气面罩。根据波音和霍尼韦尔公司对这些事件的联合调查分析显示，在高温高湿的环境中，电子流量控制活门中的调节器调节压力过高，会造成活门非指令性关闭。鉴于上述情况，华东局下发了针对eFLOW构型空调系统此类故障的安全风险进行专项管控的通知。南方航目前共有9架波音737NG飞机受此影响。

南方航“刘宇辉创新工作室” 2016年8月初收到任务后，立即着手开展研发工作。该工作室反复进行了六个不同测试版本的迭代，最终于2016年10月16日完成最后一个全新测试版本的安装测试，并于2017年1月2日成功预警了一个实际飞行事件，取得了良好效果。1月10日，正式版本安装在了受影响9架波音737NG飞机上，至此波音737NG飞机eFLOW构型关断活门监控难题得到了解决。该监控软件不仅可以主动发现故障，进行打印机打印和触发下行报文动作，而且触发报文的时间、间隔、个数都可在飞机MCDU上随飞行员需求进行灵活更改，机务人员发现报文后还能够通过上行报文对飞行员进行提醒。

到目前为止，南方航从最初的“视情维修”的局限性寻找突破口入手，不仅可以实时获知飞机的性能、状态，还能够基于大数据的分析，预测系统的性能演变趋势、故障发生概率，从而提前预警并提前做出相应的部署。这些都跨越式地提升了南方航对飞机安全及性能的监控能力，缩短了故障排查处理的时间，更经济有效地周转航材，提升零部件的使用寿命，从而降低了飞机运营成本。未来，南方航还将开展飞行大数据译码虚拟化主机平台、NFF故障源深度分析、远程诊断移动端平台建设等范围更广、难度更大的重大课题研发工作。

（未完待续）

（原创：蓝楠 航空维修与工程）