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[摘 要]民航地空宽带系统，是主要针对航空应用而研制开发的地空宽带移动通信系统，其在当前中有着广泛的应用，给人们带来了便利。本文则从实际出发分析了民航地空宽带系统机载设备的改装适航性分析。
[关键词]民航地空；宽带系统；记载设备；适航性
中图分类号：V243.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）08-0171-01
但随着机场业务量的快速增长，提高航班正常率、降低安全隐患，提升旅客和航空公司对机场服务满意度等方面的需要，机场的地面保障运行压力也在逐渐加大。为了有效地缓解运行压力，机场必须采取有效的信息化手段和管理工具。一方面，能够及时准确地全面监控运行和保障资源的状态，从而提高通信和生产指挥调度效率，促进资源生产效率的提高；另一方面，在生产过程中收集数据，为生产运行统计分析、大数据分析提供决策依据，从而实现机场安全应急信息的发布、生产调度岗位任务的接受和反馈、应急保障措施的查阅、现场移动视频定位和监控，为高层决策小组提供及时有效的决策信息。上述这些专用无线通信的市场需求，促进着目前的窄带集群通信系统向数据高速宽带化、业务多样融合化、终端坚固多模化、系统传输IP化的发展方向迈进，因此数字集群通信正在进入一个崭新的宽带数字集群通信时代。目前我国正在推行的1.4GHz（1447—1467MHz）、1.8GHz（1785—1805MHz）频段宽带数字集群专网就正好能彻底解决以上语音、数据、视频同时传输的这些问题。
1、适航性分析
适航性是飞机及机载设备在预期运行环境和使用限制中所反映出的适宜于空中飞行的特性，这种特性在飞机及机载设备上从设计到运营整个生命周期都需要考虑和落实。飞机及机载设备在研制阶段要确定适航符合性基础，根据适航符合性基础设计产品方案，策划产品的符合性验证要求，实施产品的符合性验证，开展局方的适航工程资料审查和试验目击审查，通过适航最终批准获得适航认可，运营过程中以维护的方式来保持产品的适航性。航空器型号在向适航当局提出型号合格审定申请并获得适航当局受理之后，配套机载设备研制单位应及时与适航当局协商，确定产品的型号合格审定基础。型号合格審定基础确定后，机载设备研制单位接下去要做的第二件事就是按型号产品的各部分结构和各类系统编制其相应的合格审定计划，综合这些计划即为该产品的型号合格审定计划（Certi-ficationPlan。在产品型号合格审定计划中确定产品的适航审定基础和对应的符合性验证方法，明确产品的豁免要求和专用条件的要求。产品型号合格审定计划的编制应及时取得适航当局的指导并将编制完成的型号合格审定计划提交适航当局审查批准。机载设备研制单位应认真实施型号合格审定计划，并使其成为适航当局对型号进行合格审定的重要依据。[1]
2、机载设备改装适航性分析
2.1、电源连接
ATG设备所需额定电源为：电压28VDC、正常工作电流6A，最大电流8.5A，设备可接受的输入稳态电压范围为：18VDC～32.2VDC[1]。CESSNA525飞机的电源系统是一个直流电源系统，主要由两台启动发电机提供飞机的直流电源。每台发电机的额定电压为30V，额定电流为300A，均可承受超过50%的过载（450A）约2分钟。当一台发电机有故障，另一台发电机也能为飞机整个电气系统提供所需的电力。所以，在电源系统的负载上再增加一个8.5A的設备负载，飞机电源系统是有能力正常提供所需的电力。飞机电源系统内的发电机控制组件及一些飞机继电器、断路器、限流器，除具有辅助飞行员控制电源供给和分配的功能外，还可为整个电源系统提供各种电气保护。发电机控制组件具有过压/过激保护、自动线路接触器控制、反流保护、启动机关断、启动运转过程中的磁场弱化及启动和运行过程中的接地故障保护等功能。所以当所加装的ATG设备有短路或断路故障时，电源系统都会产生自我保护，不会对飞机电源系统的正常工作有任何影响。另外，ATG设备的内部电源电路，在设计时具有自保护功能，即过载、短路和欠压保护等。所以当外部电源输入有故障时，ATG设备能自动断开与外电源电路的连接。综上分析，我们认为此次飞机改装所做的电源连接是安全可行的，不会对飞机的安全运行有影响。[2]
电源导线根据AC43.13-1B中11-68规定，飞机电源导线的线号选用应结合4个参数进行判定，即电源电压、持续电流、瞬时电流、导线长度。ATG设备正常工作时的相关性能参数如下：选用供电电源：28VDC最大持续电流：6.5A，最大瞬时电流：8.5A加装导线长度：约8m。
2.2、安装可靠性评估分析
根据CCAR-23-R3规章23.561条的要求，在客舱内安装ATG设备，为防止在特殊情况下伤害乘员，其安装的可靠性应经受所规定的极限载荷系数相对应的静惯性载荷。此次飞机改装，是先将ATG设备组件（包括安装支架，总重量为33lbs，约15kg）通过6个安装螺栓水平固定在一个自制的安装底座上，然后再利用飞机座舱左后角处的原用于安装座舱行李架的8个自锁螺钉，将安装底座固定安装在飞机地板结构件上。为验证安装结构的可靠性及符合性，需计算的静惯性载荷值。
2.3、事件风险评估方法
事件风险评估方法包括定性方法和定量方法。对事件进行风险评估时，首先采取定性风险评估方法，初步判断事件后果严重性和发生可能性。随着事件调查的不断深入，获得信息不断增多，对事件进行定量风险评估，确定事件的严重度等级和事件发生频次。常用的定性风险评估方法主要包括FMEA、蝶形图法、风险矩阵法等。传统的定性风险评估方法中评估标准通常采取主观判断方式，具有较大不确定性。因此，为进一步确定事件发生概率或频次、事件风险对机队的影响，必须对有严重影响的事件进行定量风险分析。定量分析方法通过收集、分析和评估不利于持续适航的信息，精确地判定实际的适航风险水平，并在此基础上决定是否采取必要的措施。定量风险分析包括两个层次：单机风险分析和机队风险分析。单机风险分析是对单架飞机发生的事件进行分析。[3]由于事件发生的偶然性，单机风险分析可采用基于统计的风险分析方法和概率风险评估（PRA）方法。机队风险分析是评估事件对机队产生的影响，评估方法包括基于统计的事件发生概率预测方法和基于元件老化特性的事件发生概率预测方法。进行风险评估时，应根据每种方法的适用性、复杂性和结果特征，选择最合适的方法进行风险评估。
3、结语
在本项目中对地面网络和机载设备进行了持续的改进和优化，而且也增强了民航局对该系统的适航信任度。项目后期，又陆续在塞斯纳680、波音737NG、空客A318/319/320/321飞机上顺利完成了适航取证。在不同环境、不同空域做了更为深入的飞行测试，特许飞行共计30余次，最终验证了其系统成熟度远超国内外其他空中互联网方案，完成了系统的推广应用。
参考文献
[1] 王家庚.民用航空机载公众移动通信系统的可行性研究[D].北京邮电大学，2011.
[2] 李哲.地空无线宽带通信系统及其应用研究[D].南京邮电大学，2014.
[3] 孙京陵.民航客机客舱内无线通信设备天线辐射干扰危害研究[D].南京航空航天大学，2010.
[关键词]民航地空；宽带系统；记载设备；适航性
中图分类号：V243.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）08-0171-01
但随着机场业务量的快速增长，提高航班正常率、降低安全隐患，提升旅客和航空公司对机场服务满意度等方面的需要，机场的地面保障运行压力也在逐渐加大。为了有效地缓解运行压力，机场必须采取有效的信息化手段和管理工具。一方面，能够及时准确地全面监控运行和保障资源的状态，从而提高通信和生产指挥调度效率，促进资源生产效率的提高；另一方面，在生产过程中收集数据，为生产运行统计分析、大数据分析提供决策依据，从而实现机场安全应急信息的发布、生产调度岗位任务的接受和反馈、应急保障措施的查阅、现场移动视频定位和监控，为高层决策小组提供及时有效的决策信息。上述这些专用无线通信的市场需求，促进着目前的窄带集群通信系统向数据高速宽带化、业务多样融合化、终端坚固多模化、系统传输IP化的发展方向迈进，因此数字集群通信正在进入一个崭新的宽带数字集群通信时代。目前我国正在推行的1.4GHz（1447—1467MHz）、1.8GHz（1785—1805MHz）频段宽带数字集群专网就正好能彻底解决以上语音、数据、视频同时传输的这些问题。
1、适航性分析
适航性是飞机及机载设备在预期运行环境和使用限制中所反映出的适宜于空中飞行的特性，这种特性在飞机及机载设备上从设计到运营整个生命周期都需要考虑和落实。飞机及机载设备在研制阶段要确定适航符合性基础，根据适航符合性基础设计产品方案，策划产品的符合性验证要求，实施产品的符合性验证，开展局方的适航工程资料审查和试验目击审查，通过适航最终批准获得适航认可，运营过程中以维护的方式来保持产品的适航性。航空器型号在向适航当局提出型号合格审定申请并获得适航当局受理之后，配套机载设备研制单位应及时与适航当局协商，确定产品的型号合格审定基础。型号合格審定基础确定后，机载设备研制单位接下去要做的第二件事就是按型号产品的各部分结构和各类系统编制其相应的合格审定计划，综合这些计划即为该产品的型号合格审定计划（Certi-ficationPlan。在产品型号合格审定计划中确定产品的适航审定基础和对应的符合性验证方法，明确产品的豁免要求和专用条件的要求。产品型号合格审定计划的编制应及时取得适航当局的指导并将编制完成的型号合格审定计划提交适航当局审查批准。机载设备研制单位应认真实施型号合格审定计划，并使其成为适航当局对型号进行合格审定的重要依据。[1]
2、机载设备改装适航性分析
2.1、电源连接
ATG设备所需额定电源为：电压28VDC、正常工作电流6A，最大电流8.5A，设备可接受的输入稳态电压范围为：18VDC～32.2VDC[1]。CESSNA525飞机的电源系统是一个直流电源系统，主要由两台启动发电机提供飞机的直流电源。每台发电机的额定电压为30V，额定电流为300A，均可承受超过50%的过载（450A）约2分钟。当一台发电机有故障，另一台发电机也能为飞机整个电气系统提供所需的电力。所以，在电源系统的负载上再增加一个8.5A的設备负载，飞机电源系统是有能力正常提供所需的电力。飞机电源系统内的发电机控制组件及一些飞机继电器、断路器、限流器，除具有辅助飞行员控制电源供给和分配的功能外，还可为整个电源系统提供各种电气保护。发电机控制组件具有过压/过激保护、自动线路接触器控制、反流保护、启动机关断、启动运转过程中的磁场弱化及启动和运行过程中的接地故障保护等功能。所以当所加装的ATG设备有短路或断路故障时，电源系统都会产生自我保护，不会对飞机电源系统的正常工作有任何影响。另外，ATG设备的内部电源电路，在设计时具有自保护功能，即过载、短路和欠压保护等。所以当外部电源输入有故障时，ATG设备能自动断开与外电源电路的连接。综上分析，我们认为此次飞机改装所做的电源连接是安全可行的，不会对飞机的安全运行有影响。[2]
电源导线根据AC43.13-1B中11-68规定，飞机电源导线的线号选用应结合4个参数进行判定，即电源电压、持续电流、瞬时电流、导线长度。ATG设备正常工作时的相关性能参数如下：选用供电电源：28VDC最大持续电流：6.5A，最大瞬时电流：8.5A加装导线长度：约8m。
2.2、安装可靠性评估分析
根据CCAR-23-R3规章23.561条的要求，在客舱内安装ATG设备，为防止在特殊情况下伤害乘员，其安装的可靠性应经受所规定的极限载荷系数相对应的静惯性载荷。此次飞机改装，是先将ATG设备组件（包括安装支架，总重量为33lbs，约15kg）通过6个安装螺栓水平固定在一个自制的安装底座上，然后再利用飞机座舱左后角处的原用于安装座舱行李架的8个自锁螺钉，将安装底座固定安装在飞机地板结构件上。为验证安装结构的可靠性及符合性，需计算的静惯性载荷值。
2.3、事件风险评估方法
事件风险评估方法包括定性方法和定量方法。对事件进行风险评估时，首先采取定性风险评估方法，初步判断事件后果严重性和发生可能性。随着事件调查的不断深入，获得信息不断增多，对事件进行定量风险评估，确定事件的严重度等级和事件发生频次。常用的定性风险评估方法主要包括FMEA、蝶形图法、风险矩阵法等。传统的定性风险评估方法中评估标准通常采取主观判断方式，具有较大不确定性。因此，为进一步确定事件发生概率或频次、事件风险对机队的影响，必须对有严重影响的事件进行定量风险分析。定量分析方法通过收集、分析和评估不利于持续适航的信息，精确地判定实际的适航风险水平，并在此基础上决定是否采取必要的措施。定量风险分析包括两个层次：单机风险分析和机队风险分析。单机风险分析是对单架飞机发生的事件进行分析。[3]由于事件发生的偶然性，单机风险分析可采用基于统计的风险分析方法和概率风险评估（PRA）方法。机队风险分析是评估事件对机队产生的影响，评估方法包括基于统计的事件发生概率预测方法和基于元件老化特性的事件发生概率预测方法。进行风险评估时，应根据每种方法的适用性、复杂性和结果特征，选择最合适的方法进行风险评估。
3、结语
在本项目中对地面网络和机载设备进行了持续的改进和优化，而且也增强了民航局对该系统的适航信任度。项目后期，又陆续在塞斯纳680、波音737NG、空客A318/319/320/321飞机上顺利完成了适航取证。在不同环境、不同空域做了更为深入的飞行测试，特许飞行共计30余次，最终验证了其系统成熟度远超国内外其他空中互联网方案，完成了系统的推广应用。
参考文献
[1] 王家庚.民用航空机载公众移动通信系统的可行性研究[D].北京邮电大学，2011.
[2] 李哲.地空无线宽带通信系统及其应用研究[D].南京邮电大学，2014.
[3] 孙京陵.民航客机客舱内无线通信设备天线辐射干扰危害研究[D].南京航空航天大学，2010.