一种用于监控飞行器发动机的起动活门故障的方法及系统与流程

1.本发明涉及航空领域，主要涉及飞行器发动机的故障监控，尤其涉及用于监控飞行器发动机的起动活门故障的方法及系统。


背景技术：

2.国产民用飞机的安全高效运营是市场成功的基础，而运营效益则是市场成功的关键。但是，目前航线运营中因起动活门故障导致发动机起动失败的情况时有发生。飞机发动机若无法正常起动，容易导致飞机延迟起飞并重新轮循排队等待滑出指令，从而导致航班延误，这对注重航班正点率的航空公司来说影响很大。以往航线对于这类问题的通常解决方案是发现起动活门失效则采用人工起动，如仍不成功需要临时调用备件更换，如无备件则需要调换飞机。这样的处理方式，增加了人工操作的工作量，并且无法保证飞机的准点运行。
3.经研究发现，起动活门失效的原因主要为起动活门内部锈蚀、污染、内部机构性能下降等，主要失效表现形式为起动活门无法打开、打开不到位或无法关闭等问题。现有的飞行数据分析软件通过读取快速获取记录器(qar)中存储的海量qar数据、分析qar数据中的历史飞行数据并预测起动活门在未来时刻的性能状态，能够对起动活门的工作状态和性能下降进行分析，由此监控起动活门故障。
4.但是，由于现有的飞行数据分析软件所采用的起动活门故障监控方法并未对原始信号进行降噪处理、未对qar数据中的飞行数据时间序列进行平稳性检验、未对起动活门相关数据进行模式识别和相关特征提取，从而导致监控结果与起动活门实际故障报警和故障清单常常无法匹配，进而造成无法准确地监控起动活门故障。


技术实现要素：

5.因此，本发明要解决的技术问题是克服现有的监控起动活门故障的方法准确性较低，难以利用海量的qar数据针对国产民用飞机进行准确、高效地起动活门故障监控的缺陷，提出了一种新的用于监控飞行器发动机的起动活门故障的方法及系统。
6.本发明是通过下述技术方案解决上述技术问题的。
7.具体而言，本发明提供了一种用于监控飞行器发动机的起动活门故障的方法，其特点在于，该方法包括以下步骤：
8.读取飞行记录器中某一航段的qar数据，并对qar数据进行译码以获得对应的工程值数据；
9.根据工程值数据中包含的参数名称确定与起动活门的运行状态相关的多个参数，获取多个参数中的每一个参数在航段中的各个时刻所对应的参数数值；
10.根据获取的各个时刻的参数数值，基于行业规定计算起动活门在各个时刻的开启时间和/或关闭时间，并通过指数平滑方法预测起动活门在未来时刻的开启时间和/或关闭时间；以及
11.当判断预测的起动活门的开启时间和/或关闭时间超过设定的阈值时，确定起动活门出现故障。
12.该方法通过对导致起动活门故障的原因和主要表现形式进行分析后，提取与起动活门相关的参数数据进行处理分析，确定通过起动活门的开启时间和/或关闭时间对起动活门的工作状态和性能进行监控。并且，基于已知的历史数据，对开启时间和/或关闭时间进行拟合和由此预测未来时刻的开启时间和/或关闭时间，从而能够通过拟合和预测的数据生成趋势图，进而根据趋势图中的趋势判断故障可能发生的时间，以及时地为用户提供维修或更换建议。
13.根据本发明的一种实施方式，qar数据为基于arinc717标准的二进制数据包，对qar数据进行译码的步骤包括：
14.按照子帧逐个读取qar数据并获取与每个子帧关联的参数信息，随后对于每个子帧，将参数信息与参数译码表中的参数配置信息进行匹配，当匹配成功时按照参数译码表依次将参数信息中每个参数的二进制数值转换为工程值数值。
15.根据本发明的一种实施方式，将参数信息中每个参数的二进制数值转换为工程值数值的步骤包括：
16.按照参数译码表所包括的qar数据中每个参数的属性，对参数信息中的每个参数进行数值转换，参数的属性包括参数名称、记录字槽数、子帧、记录起始位、记录终止位、参数类型、参数正负号信息和记录精度。
17.根据本发明的一种实施方式，使用python语言编程读取参数译码表中的参数配置信息，且使用c语言编程读取qar数据以及将qar数据译码为工程值数据。
18.根据本发明的一种实施方式，该方法还包括对于每个子帧，根据读取的qar数据的数据量大小判断其是否有效；若读取的qar数据的数据量大于预定值，则确定该子帧及与其对应的qar数据有效，并获取有效的qar数据的起始位置。
19.根据本发明的一种实施方式，与起动活门的运行状态相关的多个参数包括自动起飞运行程序参数、起动活门未关闭参数、发动机高低压转子转速参数、燃油流量参数、旋转开度参数和引气压力参数。
20.根据本发明的一种实施方式，该方法还包括对于每个子帧，当自动起飞运行程序参数的工程值数据和起动活门未关闭参数的工程值数据不对应时，确定当前子帧对应的qar数据无效，并剔除对应的工程值数据。
21.根据本发明的一种实施方式，该方法还包括采用欧拉距离算法将工程值数据中起降机场的经度和纬度数据转换成距离数据，并将距离数据与标准机场距离数据进行匹配，当匹配成功时获得实际的起降机场信息和航班信息。
22.根据本发明的一种实施方式，该方法还包括采用d阶差分的方法对计算出的起动活门在航段内的开启时间和/或关闭时间进行平稳性处理以获得平稳的时间序列，再使用指数平滑方法进行起动活门的开启时间和/或关闭时间的拟合和预测。
23.根据本发明的一种实施方式，该方法还包括多次调整指数平滑方法中指数的数值，并且当在航段内拟合的开启时间和/或关闭时间曲线与计算出的开启时间和/或关闭时间的分布趋势基本一致时，确定指数平滑方法中指数的数值据。
24.根据本发明的一种实施方式，设定的阈值包括初步阈值和报警阈值，该方法还包
括当起动活门的开启时间和/或关闭时间超过初步阈值时，确定检修起动活门；当起动活门的开启时间和/或关闭时间超过报警阈值时，确定更换起动活门。
25.本发明还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，该计算机可读指令在设备上被执行时使得该设备执行如上所述的方法。
26.本发明还提供了一种用于监控飞行器发动机的起动活门故障的系统，其特点在于，系统包括处理器，处理器被配置为能够从飞行记录器处获取qar数据，并执行上述方法。
27.在符合本领域常识的基础上，上述各优选实施方式，可任意组合，即得本发明各较佳实施方式。
28.本发明的上述实施方式的积极进步效果在于：
29.1、该方法能够从海量的qar数据中提取与起动活门相关的参数，避免冗余计算，从而实现起动活门故障的高效、准确监控；
30.2、该方法通过分析与起动活门相关的参数数值的一致性，剔除不一致的无效qar数据，由此保证了起动活门故障监控的准确性；
31.3、通过欧拉距离方法将经纬度信息转换为距离信息，从而准确、快速地定位到对应的航班以验证监控结果，并进行相应的起动活门维修或更换以更好地服务客户。同时，通过转换后的距离信息可以进一步确定并剔除无效的qar数据，以保证起动活门故障监控结果的准确性；
32.4、该方法通过d阶差分的方式对历史开启时间和/或关闭时间进行平稳性处理，以保证预测结果的准确性；
33.5、根据本发明的用于监控飞行器发动机的起动活门故障的方法及系统，能够准确、高效地监控起动活门故障，为客户提供维修或者更换的建议，并高效利用相关计算资源。
附图说明
34.图1为根据本发明优选实施方式的用于监控飞行器发动机的起动活门故障的方法的流程图。
35.图2示出了利用根据本发明优选实施方式的方法对qar数据进行译码后的工程值数据的示意图。
36.图3示出了在航段中各个时刻的起动活门开启时间的分布示意图。
37.图4示出了在航段中各个时刻的起动活门关闭时间的分布示意图。
38.图5示出了利用图1中的方法生成的起动活门开启时间曲线的示意图。
39.图6示出了利用图1中的方法生成的起动活门关闭时间曲线的示意图。
40.图7示出了利用图1中的方法生成的起动活门关闭时间曲线中确定起动活门出现故障的示意图。
41.图8示出了译码后的qar数据中机场的经度数据和纬度数据的示意图。
42.图9示出了标准机场的有关信息的示意图，其中包括标准机场的经度数据和纬度数据。
43.图10示出了通过欧式距离算法确定的航班的具体信息的示意图，其中该航班出现起动活门故障。
44.图11示出了利用根据本发明优选实施方式的用于监控飞行器发动机的起动活门故障的方法所确定的多个航班的起动活门的开启时间和关闭时间的示意图。
具体实施方式
45.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合显示出根据本技术的多个实施例的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。应当可以理解的是，基于本技术中记载的实施例，本领域普通技术人员在不用花费创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都将属于本技术保护的范围。
46.除非另有定义，本技术所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”、“具有”等为开放式的用词。因此，“包括”、“具有”例如一个或多个步骤，其具有一个或多个步骤，但不限于仅具有这一个或多个步骤。
47.qar数据是记录了飞机飞行状态的时序流数据，具有高位、复杂及数据量大等特性。现有的起动活门故障监控方法由于未对海量的qar数据进行有效的数据处理，造成起动活门的故障监控结果不准确，使得用户无法根据故障监控结果做出正确的起动活门维修或者更换的决策，从而无法保证发动机的正常起动，由此造成国产民营飞机无法实现安全高效的运营。
48.至少基于上述问题，本发明提出了一种新的用于国产支线客机发动机的起动活门故障监控分析方法，该方法通过分析qar数据中的已知历史数据进行起动活门开启时间和/或关闭时间拟合，并且通过指数平滑方法将历史数据进行加权计算获得起动活门开启时间和/或关闭时间在未来时刻的预测值，由此建立发动机的起动活门故障监控分析模型。
49.基于该起动活门故障监控分析模型，用户能够及时监控起动活门开启时间和/或关闭时间的变化趋势及异常值，提前评估起动活门性能下降程度，及时开展清洗、润滑、翻修、更换等维护工作，由此能够提高活门使用寿命、避免出现发动机及周边设备出现关联损伤，并且可以有效减少备件库存、现场人工的起动工作，从而不仅能够提高航线运营效率，还能实现降本增效的效果。
50.具体地，如图1所示，根据本发明的一些优选实施方式的用于监控飞行器发动机的起动活门故障的方法可包括以下主要步骤。
51.步骤一、对qar数据进行译码以获得对应的工程值数据，其具体包括读取飞行记录器中某一航段的qar数据，并对读取的qar数据进行译码，从而获得对应的工程值数据；
52.步骤二、获取起动活门相关参数在航段的各个时刻所对应的参数数值，其具体包括根据工程值数据中包含的参数名称确定与起动活门的运行状态相关的多个参数，进而获取多个参数中的每一个参数在航段中的各个时刻所对应的参数数值；
53.步骤三、预测未来时刻的起动活门开启时间和/或关闭时间，其具体包括根据获取的各个时刻的参数数值，基于行业规定计算起动活门在各个时刻的开启时间和/或关闭时间，并通过指数平滑方法预测起动活门在未来时刻的开启时间和/或关闭时间；
54.步骤四、当判断预测值超出设定的阈值时确定起动活门出现故障，其具体包括将预测的起动活门的开启时间和/或关闭时间与设定阈值进行比较，当判断预测值超出设定的阈值时则确定起动活门出现故障。
55.关于步骤一，qar数据可以为基于arinc717标准的二进制数据包。此时，对qar数据进行译码的步骤具体包括按照子帧逐个读取qar数据，并获取与每个子帧关联的参数信息。随后，对于每个子帧，将参数信息与参数译码表中的参数配置信息进行匹配，当匹配成功时按照参数译码表依次将参数信息中每个参数的二进制数值转换为工程值数值。
56.进一步地，将参数信息中每个参数的二进制数值转换为工程值数值的步骤还可包括按照参数译码表所包括的qar数据中每个参数的属性，对参数信息中的每个参数进行数值转换，其中参数的属性包括参数名称、记录字槽数、子帧、记录起始位、记录终止位、参数类型、参数正负号信息和记录精度。
57.示例性地，可以利用c语言和python语言编写程序代码以实现原始qar数据的译码工作。优选地，使用python语言编写的程序代码读取译码参数表，并使用c语言编写的程序代码读取qar数据以及将qar数据译码为工程值数据。
58.此时，qar数据的译码过程具体包括从诸如主流制造商处获取参数译码表，使用python语言编写的程序代码读取参数译码表以获得参数配置信息和参数的属性；通过python语言编写的程序代码调用经c语言编译的库文件、以传参的方式将包括参数配置信息和参数的属性信息的参数译码表数据传递给c语言编写的程序代码；使用c语言编写的程序代码读取原始qar数据，并根据arinc717规范中子帧的起始字确定有效数据的起始位置；逐个子帧读入qar数据并获取每个子帧所关联的多个参数的参数信息，按参数译码表依次将每个参数的二进制数据转换为工程值数据，由此实现qar数据的解码和译码计算。其中，有效数据是指数据量大于预定值例如1kb的数据。
59.优选地，判断有效数据的方法可以包括对于每个子帧，将读取的qar数据的数据量大小与预定值进行比较以判断其是否有效。若读取的qar数据的数据量大于预定值，则确定该子帧及与其对应的qar数据有效，并获取有效的qar数据的起始位置。备选地，若读取的qar数据的文件大小大于预定值，也可以确定该子帧及与其对应的qar数据有效。
60.备选地，步骤一还包括将译码后的工程值数据转换为工程值－关系型结构化数据以便于后续分析，最终得到如图2所示的以表格的形式示出的译码后的qar数据对应的工程值数据。优选地，译码后形成的工程值数据以表格的形式显示，每一行表示一个子帧所关联的所有参数的工程值数据，每一列表示某一参数对应所有子帧的工程值数据。
61.经实践证明，通过步骤一中的译码方法进行qar数据译码的效率和准确率能够达到airfase/ags等商用软件性能，使得qar数据译码工作时间从2至3天每航段的人工操作缩短至分钟级的自动化作业。而且，该译码方法还可备选地具有数据重新审查和校验功能，例如检查数据一致性、对缺失数据的填充和无效数据的修正、异常数据和重复数据的剔除等功能。
62.关于步骤二，经研究发现，与起动活门的运行状态相关的多个参数包括自动起动程序参数(yes&no)、起动活门未关闭参数(yes&no)、左右发动机高低压转子转速参数、燃油流量参数、旋转开度(fmv)参数和引气压力(apu)参数，进而可以基于参数译码表将每个参数的中文名字转换为对应的英文名称。同时，根据译码后生成的工程值数据表格，通过读取表头各列数据中的参数名称工程值数据，并将读取的工程值数据与上述英文名称进行比较，可以确定工程值数据表格中与起动活门的运行状态相关的多个参数的位置。随后，根据确定的多个参数的位置数据和译码后生成的工程值数据表格，可以获取与起动活门的运行
状态相关的多个参数中的每一个参数在航段中的各个时刻所对应的参数数值，形成每个参数对应的工程值时间序列数据。
63.而且，对于有效的qar数据，自动起飞运行程序参数的工程值数据和起动活门未关闭参数的工程值数据应当是对应的。因此，当自动起飞运行程序参数的工程值数据和起动活门未关闭参数的工程值数据不对应时，则可以确定当前子帧对应的qar数据无效。示例性地，当自动起动程序参数的工程值数据为no(或者为yes)，而起动活门未关闭参数的工程值为yes(或者为no)时，则可以判断这两个参数数据不对应并确定事件为假，进而可以确定对应的qar数据无效。进一步地，对于确定无效的qar数据的工程值数据，可以通过补0的方式将其剔除，由此保证获得在各个时刻的准确的参数数值。
64.关于步骤三，通过分析起动活门的主要故障表现形式发现，起动活门的开启时间和/或关闭时间能够较为及时准确的表现起动活门的工作状态和性能下降情况，从而准确地监控到起动活门出现故障。根据arinc767-2006规范、msg-3、fcom3、飞机健康管理手册和航空公司工程文件等资料文献和行业规定，可以确定起动活门的开启时间和/或关闭时间可以表示为以上与起动活门的运行状态相关的多个参数的函数，进而可以基于各个时刻的经确认有效的参数工程值数据，通过编写的业务程序代码进行数学计算以获得各个时刻的起动活门的开启时间和/或关闭时间。优选地，将计算出的各个时刻的起动活门的开启时间和/或关闭时间绘制成图，从而获得如图3和图4所示的起动活门开启时间分布散点图和起动活门关闭时间分布散点图。
65.接着，再根据计算出的各个时刻的起动活门的开启时间和/或关闭时间时序数据，利用指数平滑方法来预测未来时刻的起动活门的开启时间和/或关闭时间，最终获得如图5所示的起动活门开启时间曲线图(即趋势图)和如图6所示的起动活门关闭时间曲线图(即趋势图)。并且，根据指数平滑方法对于已知时刻的起动活门的开启时间和/或关闭时间的拟合结果，能够确定合适的指数平滑方法中的指数数值。
66.优选地，采用单指数平滑方法来预测未来时刻的起动活门开启时间和/或关闭时间。单指数平滑方法的优点在于，其只具有一个平滑参数，适合对具有平稳特性的时间序列数据进行拟合和预测。而且，与移动平均方法对每个数据赋予相同的权重不同，指数平滑可以根据实际情况对历史时刻数据赋予不同的权重。根据单指数平滑方法的通用公式可知，较早的数据权重越小，在未来时刻的预测中所起的作用也越小。因此，可以通过逐步缩小步长的方式多次调整单指数平滑方法中指数的数值，以决定数据的合理权重，进行指数数据的迭代优化。
67.经与航空公司技术专家交流确定，当在航段内拟合的开启时间和/或关闭时间曲线与计算出的开启时间和/或关闭时间的分布趋势基本一致时，可以判定单指数平滑方法中指数的数值据。最终通过上述方法可以将指数数据定义为一个合理区间内的最优值，并输出如图7所示的发动机活门故障监控的曲线图。如图7中的方框处所示，曲线图所反应的故障与实际航线发生的故障高度吻合，可见该方法能够准确地监控到起动活门故障信息。
68.更加优选地，步骤三还包括采用d阶差分的方法，利用python语言编写的程序代码对计算出的起动活门在航段内的开启时间和/或关闭时间进行平稳性处理以获得平稳的时间序列，再使用单指数平滑方法进行起动活门的开启时间和/或关闭时间的拟合和预测。
69.关于步骤四，通过预测的起动活门开启时间和/或关闭时间，或者通过拟合和预测
的起动活门开启时间和/或关闭时间而生成的曲线图或者趋势分析图，工作人员能够预估起动活门什么时候出现故障，从而提出相应的建议。具体地，可以从航空公司处获得可设定的阈值数据，将预测的数据与设定的阈值数据进行比较，当预测的数据超过了阈值就通知航空公司起动活门在某一时刻可能出现故障，需要进行维修或更换。
70.优选地，可设定的阈值包括初步阈值和报警阈值，当起动活门的开启时间和/或关闭时间超过初步阈值时，确定检修起动活门；当起动活门的开启时间和/或关闭时间超过报警阈值时，确定更换起动活门。
71.备选地，根据本发明优选实施方式的用于监控起动活门故障的方法包括采用欧拉距离算法，将工程值数据中起降机场的经度和纬度数据转换成距离数据，并将距离数据与标准机场距离数据进行匹配，当匹配成功时获得实际的起降机场信息和航班信息。
72.具体地，当发现起动活门故障监控曲线图中每个散点所对应的飞机起降机场不准确时，可以将qar数据译码后的工程值数据中起降机场两地的经纬度转换成距离，通过与转换后的标准机场距离相匹配，根据最近距离可以判断出qar数据中实际的起降机场信息(即飞机的航班信息)，从而便于尽快核实对应飞机的起动活门是否有问题。同时，可以筛选出存在错误机场的qar数据并将其剔除，以保证故障监控结果的准确性。
73.示例性地，通过比较如图8所示的译码后的qar数据中的机场信息和如图9所示的标准机场信息，可以发现图8和图9中的机场的经度数据和纬度数据存在不一致的情况。这时，可以采用欧拉距离算法，比较qar数据中经度数据和纬度数据与标准机场中各机场数据的经度数据和纬度数据之间的距离，再通过比较距离大小最终确定对于该qar数据中的机场为图9所示的牡丹江海浪机场。
74.优选地，根据起动活门的开启时间和/或关闭时间的拟合和预测数据以及确定的起动活门出现故障的航班数据，可以制作一个如图10和图11所示的网站，以便于航空公司实施筛选、查看起动活门的开启时间和/或关闭时间数据以及航班的有关信息。
75.更加优选地，根据本发明优选实施方式的用于监控起动活门故障的方法已部署在国产民机运行监测数据分析平台上。该平台底层数据湖通过航空数据湖技术，采用lambda架构，并应用开源组件能够实现批量数据和流式数据的处理。具体地，该航空数据湖技术包括数据获取层、消息层、数据摄取层、批处理层、快速处理层、服务层和数据存储层，其中，数据获取层包括连接数据源、事件拦截和路由及接口，可以通过sqoop、flume等技术实现。消息层采用kafka组件，可以处理tb至pb级别的数据。基于民机运行支持数据的批量性和实时性的特点，数据摄取层可以采取spark、flink技术实现。从成本角度考虑，批处理层可采用hdfs、pig、hive技术实现。快速处理层可根据场景选择flume、spark、flink技术实现。服务层可以通过spring boot快速搭建服务端以及整合sqoop、pig，hive表导出服务。数据存储层则可采用常见的hdfs、hbase、elasticsearch技术实现。
76.总的来说，根据本发明优选实施方式的用于监控飞行器发动机的起动活门故障的方法的具体过程可以分为原始qar数据译码阶段和译码后的工程值数据处理阶段，其中在工程值数据处理阶段主要通过分析导致故障的原因和故障主要表现形式后提出相应字段的数据进行处理分析，再通过生成的起动活门开启时间和/或关闭时间的趋势图的趋势去判断下一次故障可能发生的时间，并告知航空公司，以便其决策确定进行对应飞机的起动活门维修和更换工作的大致时间。
77.优选地，指数平滑方法和欧拉距离算法均基于python语言实现，并在程序代码中以封装函数的形式对译码后存储于航空数据湖中的qar数据进行运算，最后输出至postgresql数据库开展业务分析。相比于传统的发动机活门性能监控方法，通过这些算法的起动活门监控方法能够实现对发动机的起动活门更高精度的故障监测和更准确的发动机性能的短期预测。
78.根据本发明的一些实施例，还可提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，计算机可读指令在设备上被执行时使设备执行如上的监控方法。
79.根据本发明的一些实施方式，还可提供一种用于监控起动活门故障的系统，其中，该系统包括处理器，处理器被配置为能够从飞行记录器获取原始qar数据，并执行如上的监控方法。
80.根据本发明优选实施方式的用于监控飞行器发动机的起动活门故障的方法，从模式识别、数据预处理、特征提取、模型调优等几个方面将影响起动活门故障监控时间序列的干扰因素进行了过滤，大大提高了模型的鲁棒性。
81.该模型通过部署在《国产民机运行监测数据分析平台》(flywin.digital)，能够便于航空公司根据监控结果发起预防维修以提高起动活门的使用寿命，并且极大地避免了出现发动机及周边设备出现关联损伤，进而可以减少备件库存和现场的人工起动工作。并且，发动机起动活门失效最直接的关联部件是发动机，而发动机单个价值达上百万人民币，通过提高起动活门的使用寿命能够避免对发动机的损坏，由此避免造成巨大的损失。
82.该起动活门故障监控方法及系统不仅能够提高航线运营效率，还能够实现降本增效的效果，在维修工程一线工作中作用明显。该用于监控飞行器发动机的起动活门故障的方法及系统，除了适用于国产arj21-700飞机，对c919或者cr929的机理故障同样适用。此外，对比a320、b737、crj等国内航空公司运营的机型发现，对相应参数进行调整后可迅速部署监控，因此有广阔的应用前景。
83.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种用于监控飞行器发动机的起动活门故障的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：读取飞行记录器中某一航段的qar数据，并对所述qar数据进行译码以获得对应的工程值数据；根据所述工程值数据中包含的参数名称确定与起动活门的运行状态相关的多个参数，获取所述多个参数中的每一个参数在所述航段中的各个时刻所对应的参数数值；根据获取的各个时刻的参数数值，基于行业规定计算所述起动活门在各个时刻的开启时间和/或关闭时间，并通过指数平滑方法预测所述起动活门在未来时刻的开启时间和/或关闭时间；以及当判断预测的所述起动活门的开启时间和/或关闭时间超过设定的阈值时，确定所述起动活门出现故障。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述qar数据为基于arinc717标准的二进制数据包，对所述qar数据进行译码的步骤包括：按照子帧逐个读取所述qar数据并获取与每个子帧关联的参数信息，随后对于每个子帧，将所述参数信息与参数译码表中的参数配置信息进行匹配，当匹配成功时按照所述参数译码表依次将所述参数信息中每个参数的二进制数值转换为工程值数值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述参数信息中每个参数的二进制数值转换为工程值数值的步骤包括：按照所述参数译码表所包括的qar数据中每个参数的属性，对所述参数信息中的每个参数进行数值转换，所述参数的属性包括参数名称、记录字槽数、子帧、记录起始位、记录终止位、参数类型、参数正负号信息和记录精度。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，使用python语言编程读取所述参数译码表中的参数配置信息，且使用c语言编程读取qar数据以及将所述qar数据译码为工程值数据。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对于每个子帧，根据读取的qar数据的数据量大小判断其是否有效；若读取的qar数据的数据量大于预定值，则确定该子帧及与其对应的qar数据有效，并获取有效的qar数据的起始位置。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述与起动活门的运行状态相关的多个参数包括自动起飞运行程序参数、起动活门未关闭参数、发动机高低压转子转速参数、燃油流量参数、旋转开度参数和引气压力参数。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对于每个子帧，当所述自动起飞运行程序参数的工程值数据和所述起动活门未关闭参数的工程值数据不对应时，确定当前子帧对应的qar数据无效，并剔除对应的工程值数据。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：采用欧拉距离算法将所述工程值数据中起降机场的经度数据和纬度数据转换成距离数据，并将所述距离数据与标准机场距离数据进行匹配，当匹配成功时获得实际的起降机场信息和航班信息。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：采用d阶差分的方法对计算出的所述起动活门在所述航段内的开启时间和/或关闭时
间进行平稳性处理以获得平稳的时间序列，再使用指数平滑方法进行起动活门的开启时间和/或关闭时间的拟合和预测。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：多次调整所述指数平滑方法中指数的数值，并且当在所述航段内拟合的开启时间和/或关闭时间曲线与计算出的开启时间和/或关闭时间的分布趋势基本一致时，确定所述指数平滑方法中指数的数值。11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定的阈值包括初步阈值和报警阈值，所述方法还包括：当所述起动活门的开启时间和/或关闭时间超过所述初步阈值时，确定检修所述起动活门；当所述起动活门的开启时间和/或关闭时间超过所述报警阈值时，确定更换所述起动活门。12.一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，其中所述计算机可读指令在设备上被执行时使所述设备执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。13.一种用于监控飞行器发动机的起动活门故障的系统，其特征在于，所述系统包括处理器，所述处理器被配置为能够从飞行记录器处获取某一航段的qar数据，并执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。

技术总结
本发明提供一种用于监控飞行器发动机的起动活门故障的方法，其包括读取飞行记录器中某一航段的QAR数据，并对QAR数据进行译码以获得对应的工程值数据；根据工程值数据中包含的参数名称确定与起动活门的运行状态相关的多个参数，获取多个参数中的每一个参数在所述航段中的各个时刻所对应的参数数值；根据获取的各个时刻的参数数值，基于行业规定计算起动活门在各个时刻的开启时间和/或关闭时间，并通过指数平滑方法预测起动活门在未来时刻的开启时间和/或关闭时间；以及当判断预测的起动活门的开启时间和/或关闭时间超过设定的阈值时，确定起动活门出现故障。确定起动活门出现故障。确定起动活门出现故障。


技术研发人员：马驰 韦雨良 乔添 郑唯宁 王潇
受保护的技术使用者：上海飞机客户服务有限公司
技术研发日：2023.02.01
技术公布日：2023/5/4