[发明专利]航空通信电子人机协同排故系统

权利要求书

1.一种航空通信电子人机协同排故系统，包括：通过数据总线连接被测航空通信电子系统的数据记录仪，数据记录仪通过光纤顺次相连的数据解析服务器和排故分析计算机，其特征在于：数据记录仪与被测航空通信电子系统以总线的形式传输数据，数据记录分析仪记录被测航空通信电子系统的各类数据，根据各个功能链路可能存在的功能故障，确定整个排故流程的目标项，存储覆盖全部故障类型的数据，形成数据源头；数据记录分析仪通过光纤向数据解析服务传输故障类型的数据，数据解析服务器对原始数据进行分类与解读，通过数据记录仪实现数据解析，并进行数据的快速解析存储；排故分析计算机通过运行平台调用数据解析服务器中已解析的数据，采用多种多项式遍历拟合式，对数据进行多项式拟合，结合数理统计计算，自动筛选出与功能相关的数据，再采用数理统计方差计算，自动识别、自动分析异常数据，通过分析结果实现故障模式的确定，同时引入人机协同确认数据异常；根据被测航空通信电子系统用于排故的数据来源与特点，通过排故分析计算机的内置软件，首先将复杂的被测航空通信电子系统排故流程构建设计成输入不同数据与不同故障的矩阵，建立针对被测航空通信电子系统排故的数据与故障依赖矩阵，通过求解故障依赖矩阵自动获取故障树；然后根据故障树关联测试流程和数据获取流程，自生成故障矩阵的排故流程；然后根据自动形成的排故流程，执行排故获取各种所需数据，对于被测航空通信电子系统包括系统运行状态的功能数据、运行状态的嵌入式测试监测数据、以及功能自检的检测数据；最后完成自适应排故的数据分析，配合人机协同交互，实现与人的交互协作工作，最终实现人机协同排故；

具体如下：

排故分析计算机调用数据解析服务器中已解析的数据，根据输入故障依赖矩阵、自动化排故流程生成与数据筛选分析，配合人机交互的人机协同排故方法，自生成排故流程，首先进行人机协同，以排故人员填报的被测航空通信电子系统数据与故障矩阵为输入，执行排故流程；

排故分析计算机依次判断是否为嵌入式测试、是否为自检测试，当为嵌入式测试、自检测试时，则进行状态数据读取，判断状态数据是否为故障状态，如为故障状态则认定该故障存在，进入下一步；若判断不为故障状态，判断是否完成该故障排故流程，如完成则认定不存在该故障模式，进入下一步，若未完成则返回继续执行排故流程；当判断结果不是嵌入式测试和自检测试，则进入功能测试判断，采用多项式遍历拟合的被测航空通信电子系统排故数据自适应分析方法进行判断，若判断状态无异常，则判断是否完成该故障模式流程判断，如未完成则返回继续，如完成则进入下一步；如判断功能测试数据状态异常，则认定该故障状态存在，标记可疑数据；

故障矩阵包含故障类型与测试两个维度：其中第一个维度是故障类型，指的是被测航空通信电子系统功能排故涉及的所有故障；第二个维度测试指的是功能排故涉及的所有测试数据，根据航空通信电子的排故数据特点，将测试数据又下分为三类，分别为嵌入式测试，自检测试与功能测试；

故障依赖矩阵中1和0代表测试数据的判断结果是否会对故障类型的判断造成影响，如果相关有影响则为1，如果相关无影响则为0，完成表格矩阵进行录入检查，检查测试项数据是否与被测航空通信电子系统中数据对应已有测试项，如果对应则进入下一步，否则进行人机协同交互，提示进行矩阵修正；

排故分析计算机检查确认是否已有测试项，如果对应，采用如下两个过程，1采用AO*算法求解被测航空通信电子系统数据与故障矩阵，AO*算法求解式为通过AO*算法生成故障树，此时进入人机协同交互，判断确认是否符合排故要求，如不符合则进行第二个过程裁枝增枝过程；2裁枝增枝，通过将生成的故障树可视化显示进行人机交互，根据排故人员实际需求将故障树进行裁枝增枝修改，当进行裁枝时，对故障节点下所有树枝进行删除；当进行增枝时，则对故障节点下的树枝进行手动添加，当确认故障树符合要求后，进入下一步，生成单个测试序列；

排故分析计算机在单个测试序列生成中，通过图搜索法实现，包含三个过程，1是找到测试序列终点，以依赖矩阵的故障类型为输入，通过匹配搜索故障树的故障节点，遍历查找得到模糊组最小的节点作为测试序列的终点；2从该节点开始故障树连接的逆向查找，每找到一个故障树的测试节点即作为测试流程的倒数一个步骤；3一直逆向查找故障树节点，直至故障树的故障节点不再包含该故障类型，将该故障节点下的测试节点作为测试流程的第一个测试，从而完成该测试序列生成流程，构建出该测试序列，进入人机协同交互，判断是否符合该故障排故实际要求，如不符合则进行人为干预修改，修改测试序列，继续判断协同确认是否符合际要求，如符合则实现该测试序列生成，进入循环生成所有测试序列；

排故分析计算机对获得的时间序列数值x(t)，依次进行筛选，首先设n＝1，采用式其中，i、n为整数，10≥ni，进行多项式拟合，获得多项式曲线f(t)；然后计算总体标准差：

其中，m(t)为总的时间序列对应的采样点数量，x(t)为获得的时间序列值，f(t)求得的多项式拟合曲线对应的值；最后对总体标准差进行判断，判断方差＞0.95是否成立，如成立代表该部分数据较为平滑，不涉及功能影响，则筛选该部分数据，然后判断是否完成全部时间窗对应时间序列x(t)，若完成则认定功能测试状态正常，方法结束，如未完成则继续进行下一个时间窗时间序列数据判断；若方差＞0.95不成立则获取该部分数据，进入下一步，找寻异常点，当获得最小δ时，首先计算获得此时拟合二项式，最小δ值对应的n值所对应的f(t)曲线式即为此时拟合二项式；然后判断是否存在大于3δ的点，即计算|x(t)-f(t)|3δ，如果存在，则标记该点为可疑点，设定该功能数据为异常，方法结束；如未找到则判断是否完成全部时间窗，如未完成则返回，继续下一个时间窗时间序列数值的判断，如完成则设定该功能测试状态为正常，方法结束。