通過自動確定判定閾來監測飛機機載設備老化的方法
【專利摘要】一種監測飛機機載設備老化的方法，包括步驟：將飛機的給定飛行所獲得的異常積分與判定閾(S)進行比較，和步驟：超過判定閾(S)時發出告警；通過以下步驟，自動確定對于給定告警概率Pa的判定閾(S)，該判定閾(S)對應于機載設備未損壞時在監測方法期間所發出的告警概率：計算無老化情況下飛機多次飛行的多個異常積分的步驟，以便獲得異常積分的概率密度的分布，所述分布是機載設備的物理性質所特有的；使用概率密度非參數估計量來調整分布的步驟，從而獲得連續的調整后的分布函數；根據連續的調整后的分布函數計算連續的調整后的分配函數的步驟；以及讀取對應于值1-Pa的先前函數的值的步驟，該先前函數為連續的調整后的分配函數的先前函數，該先前函數對應于所述判定閾(S)。
【專利說明】通過自動確定判定閾來監測飛機機載設備老化的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及監測飛機機載設備老化（degradation)的領域，諸如潤輪噴氣發 動機潤滑系統，渦輪噴氣發動機燃油供給裝置，渦輪噴氣發動機冗余采集鏈（redundant acquisition chain),粒子過濾器等。
【背景技術】
[0002] 眾所周知，為了監測機載設備，要形成一個能反映機載設備老化的指標。所屬領域 技術人員稱這種指標為一種異常積分（abnormality score)。按照慣例，異常積分是根據機 載設備物理參數測量結果來形成的，諸如幾何位置、控制電流、打開角度、溫度等。異常積分 反映了老化損壞程度。優選地，異常積分是在飛機每次飛行期間形成的。
[0003] 例如，斯奈克瑪（SNECMA)公司于2011年12月5日在法國提交的專利申請（申請 號1161175)公開了一種監測渦輪噴氣發動機燃油計量設備的方法，其中，對與控制燃油計 量設備的伺服閥的穩定電流的偏差有關的老化情況進行了監測。為了形成反映伺服閥穩定 電流的偏差特性的異常積分，對平均控制電流進行了多個測量，并采用正常值。
[0004] 為了確定機載設備是否實際上處于老化狀態，監測方法包括兩個步驟，一個步驟 是將飛機某次飛行獲得的異常積分與判定閾（decision threshold)進行比較，另一個步驟 是超過該判定閾時發出告警。因此，通過跟蹤異常評分的演變過程，可以檢測出老化程度是 否增加，預測機載設備故障風險，并可改進維護保養操作管理。
[0005] 對某個老化設置判定閾很關鍵，首先，當老化并不是真實情況（虛假告警）時，如 果判定閾過低會引起頻繁發送告警，其次，當老化屬于真實情況（未檢測到）時，判定閾過 高則會阻止告警的發出。
[0006] 傳統意義上，對于將要檢測的每一次老化，閾判定閾都是憑經驗決定判定閾的數 值的。為了確保最大安全性，判定閾通常都偏低，為的是將未能檢測的風險降到最小。這 樣，虛假告警次數總是很高，從而給航空公司帶來不利，因為航空公司必須不斷地進行維護 保養作業，而機載航空設備并沒有老化。為了解決這個問題，航空公司會對機載設備制造商 提出規范，對出現錯誤的風險提出限定條件。鑒于對精度的要求，對于監測故障的方法，任 何憑經驗來確定判定閾的做法都因此而被排除。
[0007] 因此，需要一種可靠而精確的方法來確定判定閾，以便監測飛機機載設備的老化 情況。
【發明內容】
[0008] 本發明涉及由計算機實施的監測飛機上機載設備老化的方法，機載設備的老化程 度由異常積分確定，該異常積分來自機載設備的物理參數的測量結果；所述監測方法包括 步驟：將飛機的給定飛行所獲得的異常積分與判定閾進行比較，和步驟：超過判定閾時發 出告警；通過以下步驟，自動確定對于給定告警概率Pa的判定閾，該判定閾對應于機載設 備未損壞時在監測方法期間所發出的告警概率：
[0009]-計算無老化情況下飛機多次飛行的多個異常積分的步驟，以便獲得異常積分的 概率密度的分布，所述分布是機載設備的物理性質所特有的；
[0010]-使用概率密度非參數估計量來調整分布的步驟，從而獲得連續的調整后的分布 函數；
[0011]-根據連續的調整后的分布函數計算連續的調整后的分配函數的步驟；以及
[0012] -讀取對應于值Ι-Pa的先前函數的值的步驟，該先前函數為連續的調整后的分配 函數的先前函數，該先前函數對應于所述判定閾。
[0013] 通過本發明，按照航空公司要求的告警概率Pa，可非常精確地自動確定判定閾。與 現有技術的此類方法比較，這種方法可靠性高，從而可以很精確地檢測機載設備的任何老 化情況并可在監測期間預測所述設備的任何故障情況。
[0014] 優選地，概率密度的非參數估計量是一種Parzen窗密度估計量。這種估計量是非 常有利的，因為其使得分布的中央部分與端部同等重要，而端部是航空領域監測老化的最 關鍵部分，為此，對可靠性的要求非常高。
[0015] 優選地，Parzen窗估計量是由其窗口的寬度h來確定的。優選地，所述分布是由 無老化情況下的飛機多次飛行的數量為N個的異常積分所形成的，所述分布具有估算標準 偏差?，所述Parzen窗口的寬度h根據如下公式確定：
[0016]
【權利要求】
1. 由計算機實施的監測飛機上機載設備老化的方法，機載設備的老化程度由異常積分 確定，該異常積分來自機載設備的物理參數的測量結果；所述監測方法包括步驟：將飛機 的給定飛行所獲得的異常積分與判定閾（S)進行比較，和步驟：超過判定閾（S)時發出告 警；通過以下步驟，自動確定對于給定告警概率Pa的判定閾（S)，該判定閾（S)對應于機載 設備未損壞時在監測方法期間所發出的告警概率： -計算無老化情況下飛機多次飛行的多個異常積分的步驟，以便獲得異常積分的概率 密度的分布，所述分布是機載設備的物理性質所特有的； -使用概率密度非參數估計量來調整分布的步驟，從而獲得連續的調整后的分布函 數； -根據連續的調整后的分布函數計算連續的調整后的分配函數的步驟；以及 -讀取對應于值Ι-Pa的先前函數的值的步驟，該先前函數為連續的調整后的分配函數 的先前函數，該先前函數對應于所述判定閾（S)。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述概率密度的所述非參數估計量是一種 Parzen窗口估計量。
3. 根據權利要求2所述的方法，其中，所述分布是由無老化情況下的飛機多次飛行的 數量為N個的異常積分所形成的，所述分布具有估算標準偏差6，所述Parzen窗口的寬度 h根據如下公式確定：
4. 根據權利要求1到3任一項所述的方法，其中，所述告警概率Pa采用如下公式獲得：
其中： Pe對應于發出告警時機載設備未損壞的概率； Pd對應于給定飛行的老化概率；以及 (l_0)apriOTi對應于檢測老化3 priori的概率。
5. 根據權利要求4所述的方法，包括： -通過提前確定判定閾（S)，實施監測機載設備老化的方法的步驟，獲得飛機老化情況 下多次飛行而形成的多個異常積分，以便從中推斷出檢測老化a posteriori 的概率； -在檢測老化a posterio(l-0 )ap()Stei。的概率的基礎上，確定新的告警概率Pa的步驟； 以及 -根據所述新的告警概率Pa，確定新的完善后的判定閾的步驟。
【文檔編號】G05B23/02GK104303122SQ201380025537
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年5月15日 優先權日:2012年5月16日
【發明者】吉恩-雷米·安德魯·馬斯, 皮埃爾·吉恩·埃米爾·巴思瑞, 澤維爾·鮑萊特, 伊迪絲·格萊利馬斯, 奧迪·哈麥迪 申請人:斯奈克瑪