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ａ叶弑２０１４年第２ ７卷第４期 Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉ ｃ Ｓｃｉ．＆Ｔｅｃｈ．／Ａｐｒ．１５．２０１４ ＮＡＭＰ计算机虚警在非航电系统中的分析和控制 胡善伟 （中航工业西安航空计算技术研究所第１３研究室，陕西西安７１０１ １９） 摘 要 介了绍非航空电子监控处理机系统ＮＡＭＰ计算机，在使用过程中出现虚警故障的分析和控制。针对当前 抑制虚警故障的不足，提出了相应的维护保养，保证了系统设计抑制虚警能力得以发挥，达到虚警抑制的作用。 关键词 非航电系统；分析和控制；虚警；抑制 中图分类号ＴＰ３２２ ．１；Ｖ２４７．１ 文献标识码Ａ 文章编号１００７—７８２０（２０１４）０４—１７１—０３ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ ｏｆ ＮＡＭＰ ｉｎ Ｎｏｎ Ａｖｉｏｎｉ ｃ Ｓｙｓｔｅｍ ＨＵ Ｓｈａｎｗｅｉ （Ｎ０．１ ３ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｒｏｏｍ，Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒ ｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，Ｘｉ’ａｎ ７１０１ １９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｏｆ ｆａｌｓｅ ａｌａｒｍ ｏｆ ｔｈｅ ＮＡＭＰ ｉｎ ｎｏｎ ａｖｉｏｎｉｃ ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓ ａｎ ｄ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｌｉｇｈｔ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｐｒｅｓｅｎｔ ｆａｌｓｅ ａｌａｒｍ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ＮＡＭＰ ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ ｐｅｒｆｏｒｍ ｗｅｌ１． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｎｏｎ—ａｖｉｏｎｉｃｓ ｓｙｓｔｅｍ；ａｎａｌｙｓｉ ｓ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｆａｌｓｅ ａｌａｒｍ；ｄｅｃｒｅａｓｅ 航空电子系统中各计算机承担着不同的任务。如 机载雷达、 飞控系统等航空电子系统可利用自身的机 【 【里 【 Ｌ一 Ｔ。一 Ｂ总线 载计算机进行机内测试（ＢＩＴ）。但如液压系统、起落 ｌ ｌ 架系统等非航电系统本身没有计算机，无法对自身的 故障进行检测、诊断和隔离 ｊ。通过采用非航电监控 回ＨＩ非（姚ＮＡＭ龃Ｐ］，ｔ姗￣Ｔ ｋＸｒ机） 眦 非航电系统 技术，利用非航电监控处理机（ＮＡＭＰ）构建非航电监 控系统，初步实现航空电子与非航电的系统综合，改善 全机的可测试性和可维修性，减少飞机维护的工作时 肉 南 间和工作难度。 图１ 非航电监控处理机（ＮＡＭＰ计算机）交联图 １ ＮＡＭＰ计算机在非航电系统中交联关系 ２ ＮＡＭＰ计算机虚警诊断分析 ＮＡＭＰ计算机是非航电系统故障检测中心，实现 对综合非航电系统的检测主要包括机内测试设备 非航电系统的管理和控制并实现航空电子与非航电的 （ＢＩＴ）和外部自动测试设备（ＡＴＥ）。ＢＩＴ具有自检测 接口。它主要对非航电系统及其自身的信息进行采集 功能，自检测包括系统加电自检测、周期自检测和地面 和综合处理，实现状态监控和故障检测。作为航空电 维护人员启动自检测。在自检测方式中，系统对检测 子系统的一个子系统，ＮＡＭＰ计算机管理非航电系统 到的故障自动判别分类为警告级和注意级，记录出现 的启动检测工作，通过总线与航空电子系统的有关分 的故障代码，同时根据故障代码，显示故障提示信息， 系统交联，承担着非航电系统的信息上报、告警驱动输 确定故障源，将故障隔离到外场可更换单元（ＬＲＵ）。 出工作以及负责转发飞机状态信息到非航电系统设备 地面ＡＴＥ对航电系统进一步检测，维修人员可通过查 的工作，构成了一个具有３层结构信息综合传递网 询自检测方式中记录的故障代码，确定故障源，为ＡＴＥ 络 Ｉ３ Ｊ。非航电监控处理机交联关系如图１所示。 提供维修信息。通过ＡＴＥ的检测，可以进行故障检 测、定位、隔离，更换故障的内场可更换单元（ＳＲＵ） Ｊ。 并对ＳＲＵ级内部单元或电路进行维修。 ２．１ ＮＡＭＰ计算机虚警的故障模式 收稿日期：２０１３—１ｌ一２６ ＮＡＭＰ计算机在非航电系统中，在提高飞机的可 作者简介：胡善伟（１９８０一）；男，工程师。研究方向：机载 测性和可维修性的同时，还存在着容易忽视的问题，最 计算机硬件，航空计算技术。Ｅ－ｍａｉｌ：２２９２０８５４＠ｑｑ．ｃｏｒｎ 突出的就是故障诊断能力较差、虚警率较高，与系统的 ｗｗｗ．ｄｉａｎｚｉｋｅｊｉ．０ｒｇ—— Ｊ
胡善伟：ＮＡＭＰ计算机虚警在非航电系统中的分析和控制 设计目标存在较大的差距 。虚警在美军标（（ＭＩ Ｌ— ２．２．２ ＮＡＭＰ计算机ＢＩＴ的虚警 ＳＴＤ一２１６５》、国标《ＧＪＢ２５４７—９５》及ＩＥＥＥ《Ｉ ＥＥＥ— ＳＴＤ一１５２２））中的定义为：ＢＩＴ或其他检测模块指示被 测单元或检测电路有故障，而实际不存在的情况。虚 警的表现大致分为两类。具体如表１所示。 表１ 虚警分类 ＢＩＴ虚警问题是导致武器系统战备完好性差、使 用保障费用高的重要因素。虚警率高不但直接影响 ＢＩＴ的有效性，而且对武器系统任务完成及系统可用 性、维修和备件产生不利影响。 （１）影响系统或设备可用度：ＢＩＴ虚警、虚警率增加， 导致ＢＩＴ正确指示率和有效Ｉ生下降，使得武器系统中部分 设备功能得不到充分利用，影响武器系统任务成功率。 （２）影响可靠性和维修性：在武器系统工作中，ＢＩ Ｔ 虚警会降低其任务可靠性；ＢＩ Ｔ虚警还使得好的外场可 更换单元（ＬＲＵ）被拆卸和维修，造成无效的维修活动。 ２．２ 虚警原因分析 （３）影响维修备件：ＢＩＴ虚警估计值和实际值之间 相差过大，使得备件数目难以有效确定，可能造成备件 浪费或备件少而贻误战机。 在设备或系统投入使用后，导致虚警问题不再受 人的控制，根据总结分析导致虚警原因主要来自 ＮＡＭＰ计算机系统及电气线路中。 （４）失去操作、维修人员信任：对ＢＩＴ失去信任， 会忽视ＢＩ Ｔ指示，可能造成严重后果。如飞行员在飞 ２．２．１ ＮＡＭＰ计算机自身导致的虚警 非航空电子系统多数为机电系统，在环境应力、电 行中不管ＢＩＴ指示，可能会危及飞行安全；而维修人员 对ＢＩＴ失去信任，可能会失去ＢＩＴ改善武器系统维修 性和简化维修的作用。 ２．３ ＮＡＭＰ计算机虚警故障的抑制 鉴于虚警给非航电系统带来的危害，应从根本上 采取工程方法进行抑制虚警的产生。 （１）根据重要度和危害性分析，对检测对象实行 磁干扰等因素的影响下，由于监控交联关系的复杂性和 机电系统内部构件之间的关联耦合作用，不确定因素及 不确定信息充斥其间。不同的故障、不同的状态可能产 生相似的故障现象，影响到诊断的准确性。ＮＡＭＰ计算 机自身发生故障， ＮＡＭＰ计算机能传送错误信息和报告 错误的故障代码，即“假报”，导致Ⅱ类虚警发生 Ｊ。 （１）ＮＡＭＰ计算机在非航空电子系统导致的虚警。 非航空电子系统在实际运行中经常受到多种环境应力 检测冗余设计，进行故障表决，以判断是检测对象发生 的故障还是ＮＡＭＰ系统本身的故障。 （２）采用这种滤波措施，消除由信号干扰引起的 虚警。 （３）利用分布式测试方案将故障定位到外场可更 换部件级（ＬＲＵ），避免故障隔离错误，减少虚警。 （４）问歇性故障导致的虚警，测试人员可以采用 连续测试、连续监控、数据分析的策略筛选出早期避免 的故障，减少虚警发生的概率。 的影响，使其机械和电气性能不断变化，如接触连接、 绝缘和电磁屏蔽性能变差等。当环境应力超出系统设 计指标时，易发生问歇故障；再者系统正常工作过程中 串人不当的激励，如电压的瞬间波动和瞬时的电磁干 扰，导致系统出现瞬态故障。间歇性故障和瞬态故障 作为特定的故障模式，与硬件故障症状相同，而地面复 查时无法复现，出现重测正常的现象，这就产生了Ⅱ类 虚警。研究表明，对于非航空电子系统，这两类故障的 发生概率远高于硬故障。 （２）ＮＡＭＰ计算机的电气线路导致虚警。电气线 路故障包括导线、继电器和电连接器等，遍布于机身， 构成信号传输网络。任何一电气线路故障，不仅影响 系统本身的正常工作，而且将引起ＮＡＭＰ系统的诊断 决策产生偏差，导致虚警事故的发生。以电连接器为 例，作为电气线路中的一种基础元件，用于实现电信号 的传输可控制以及电子与电气之间的电连接。非航空 电子系统的运行数据和ＮＡＭＰ计算机的维护自测试指 （５）ＢＩＴ的工作机理是执行实时在线状态监控，有 效实施故障检测、隔离和定位，以便采取正确措施进行 故障控制和恢复。进行ＢＩＴ设计时，重点应从故障检 测、诊断和决策这３个阶段人手来降低ＢＩ Ｔ虚警率，如 图２所示 令的传输都需要电连接器的参与，但在环境应力和电 磁干扰的作用下，易导致电连接器失效，表现为间歇性 图２在ＢＩＴ检测、诊断和决策中降低ＢＩ Ｔ虚警率 故障，进而导致ＮＡＭＰ计算机虚警。 Ｊ７２ （下转第１７８页） ＷＷＷ．ｄｉａｎｚｉｋｅｊｉ．ｎｒｔｌ
吴龙，等：遗传算法求解非线性方裎组研冤综述 ［５］ ＧＯＬＤＢＥＲＧ Ｄ Ｅ．Ｇｅｎｅｔｉｃ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｉｎ ｓｅａｒｃｈ，ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉ ｏｎ ａｎｄ ｍａｃｈｉｎｅ ｌｅａｒｎｉｎｇ ［Ｍ］．Ｎｅｗｙｏｒｋ：Ａｄｄｉｓｏｎ — Ｗｅｓｌｅｙ，１９８９． 方程组［Ｊ］．计算机技术与发展，２００７，１７（３）：１０—１２． ［１５］徐红．改进量子遗传算法求解非线性方程组［Ｊ］．四ＪＩｌ 理 工学院学报：自然科学版，２００９，２２（３）：１２—１４． ［６］ 曾毅．改进的遗传算法在非线性方程组求解中的应用 ［Ｊ］．华东交通大学学报，２００４，２１（４）：１３２—１３４． ［１ ６］赵明旺．基于牛顿法和遗传算法求解非线性方程组的混 合计算智能方法［Ｊ］．小型微型计算机系统，１９９７（１１）： １３一ｌ８． ［７］ 曾毅．浮点遗传算法在非线性方程组求解中的应用［Ｊ］． 华东交通大学学报，２００５（１）：１５２—１５５． ［８］成媛媛， 全惠元．解非线性方程自适应变搜索区间的遗传 算法［Ｊ］．计算机工程与应用，２００５（２１）：５８—６０． ［１ ７］赵明旺．求解相容非线性方程组的拟牛顿法和混合计算 智能算法［Ｊ］．计算机应用与软件，２０００（８）：３２—３７．