飞机运营性能是实现航空公司盈利和满足乘客期望的关键因素。它由主要飞机部件的“可操作性”以及飞机运行的运营环境决定。可操作性是系统在可靠性、可用性和成本方面满足其运营要求的能力。本文提出了一种方法,将主要飞机部件所采用的技术类型考虑在内,以进行可操作性预测。使用贝叶斯网络开发可操作性模型,有助于预测不同输入参数对主要飞机部件运行性能的影响。使用结合工程和在役数据的方法来实例化不同的参数并训练贝叶斯网络模型。系统设计人员可以使用训练后的模型通过贝叶斯推理对不同的设计解决方案进行可操作性预测,并从可操作性的角度进行权衡研究。本文还讨论了使用无监督学习对数据进行聚类,以确定能够产生理想操作性能的最佳输入参数组合。
在当今大多数常规民航运营中,运营可靠性和安全性在很大程度上是通过在空中和地面提供受保护的环境来实现的。飞机起飞和降落在机场,这些机场大多受到保护,不会受到不受控制的交通干扰。因此,从主要机场到专用直升机停机坪,飞机运营可以依赖于一个相当可预测的环境。当民用飞机在不受控制的空域中运行时,主要责任在于飞行员发现和避免危险,而在机场和直升机场外起飞和降落通常依靠地面人员来识别和保护合适的运营区域。在所有情况下,经过专门训练的飞行员都会非常小心地操纵飞机避开障碍物和其他交通,几乎完全依靠“看见并避开”。提供这种受保护环境的必要性限制了城市空域的容量,也是城市空中交通目前仅限于直升机服务的主要原因之一,用于 VIP 运输、观光和紧急服务。
1. 能源部航空计划概述:政府飞机用于支持四大核心计划:能源安全、核安全、科学发现与创新和环境责任 [能源部 2006 年战略计划]。支持这些计划的飞机运营类型包括:货物、危险材料和人员运输;空中巡逻,如管道、电力线和安全;航空摄影;研究与开发;航空勘测,如大气、生物、环境和放射性评估;航空应用;用于施工、勘测或退役活动的旋翼机外部负载操作。此外,能源部拥有、运营或使用无人驾驶飞机 (UA) 系统 (UAS)。UA 是飞机 [Title 14 CFR Part 1],以前被称为无人驾驶飞行器 (UAV) 或遥控飞机 (ROA)。UAS 用于大气研究、传感器开发或用于验证操作概念的研究和开发,以支持核安全和科学计划。此外,能源部还使用不同数量的商业航空服务(租赁、合同、租用和包机)飞机。航空作业范围从使用单架飞机到涉及多架飞机的复杂任务。
历史记录表明,运营和支持一架飞机的成本可能超过初始购买价格的十倍。维护、修理和大修活动约占航空公司年度运营成本的 10-15%。因此,优化维护操作以最大限度地降低成本对于航空公司保持竞争力至关重要。预测是一种预测老化或退化系统和/或部件剩余使用寿命的过程,已被公认为可以提高飞机运营效率和优化飞机维护的革命性学科之一。本研究重点关注使用预测优化飞机维护的文献,并确定进一步优化商业航空飞机维护的研究空白。本文首先介绍预测的起源和发展。随后,回顾了飞机维护的最新进展。接下来,解释和回顾了预测在优化飞机维护中的适用性,并探讨了潜在的挑战和机遇。最后,讨论了飞机维护中预测技术的最新发展,并从部署预测技术优化飞机维护的角度指出了研究差距。
考虑到预期的空中交通增长,创新和开发能够更高效、更安全地管理飞机运营的新工具对于实现未来的期望是必不可少的。在这种情况下,能够准确预测飞机轨迹以确保高效的飞机运营(例如,航班规划和调度、飞行轨迹预测等)以及使空中交通管理 (ATM) 系统更加强大(包括地面 ATC 系统、预测 ATC 部门的需求等)非常重要。预测它们的方法是基于飞机性能模型 (APM),即允许根据取决于执行飞行的飞机的一些特定系数对飞机性能进行建模的方程组。因此,预测轨迹的准确性将直接取决于所使用的飞机性能模型。如果 APM 不能反映现实,则预测轨迹将不够准确。此外,由于这些轨迹不再符合实际性能模型的最佳性能,因此飞机运营的成本效益和环境影响将降低。因此,需要尽可能真实地使用飞机性能模型。本硕士论文的目标是设计一种算法,该算法能够估计描述所考虑的飞机性能模型的函数系数,该算法将是
第 1 节:术语和定义 ...................................................................................................................... 1-1 1.背景 ...................................................................................................................................... 1-1 1.1.空隙 ...................................................................................................................................... 1-1 1.2.空中任务 ............................................................................................................................. 1-1 1.3.空中任务批准机构 (AMAA) ...................................................................................................... 1-1 1.4.机组人员培训计划经理 (ATPM) ............................................................................................. 1-1 1.5.航空计划经理 (APM) ............................................................................................................. 1-1 1.6.航空资源管理调查 (ARMS) ............................................................................................. 1-1 1.7.适航放行 (AWR) ...................................................................................................................... 1-1 1.8.封闭限制网络 (CRN) ...................................................................................................................... 1-2 1.9.机组人员 ...................................................................................................................................... 1-2 1.10.飞行 ...................................................................................................................................... 1-2 1.11.飞行训练文件夹 (FTF) ...................................................................................................................... 1-2 1.12.政府飞行代表 (GFR) ............................................................................................................. 1-2 1.13.发射和回收地点 (LRS) ............................................................................................................. 1-2 1.14.航空和远程系统管理信息系统 (MIS) (MARS) ................................................. 1-2 1.15.移动地图服务器 (MMS) ........................................................................................................... 1-2 1.16.公共飞机运营 (PAO) .................................................................................................... 1-2 1.17.小型无人机资格课程 (SQC) ...................................................................................................... 1-2 1.18.小型无人机系统 (SUAS) .............................................................................................................. 1-3 1.19.SUAS 机组人员....................................................................................................................... 1-3 1.20.第三方运营商.................................................................................................................... 1-3 1.21.无人机系统 (UAS) ............................................................................................................. 1-3 1.22.美国陆军工程兵团 SUAS 机组人员认证卡 ............................................................................................. 1-3
航空业收集了大量数据,而这些数据与将数据转化为可用信息的算法相结合,为行业带来了重大机遇。数字化转型通常通过人工智能 (AI) 实现。人工智能将输入设备与算法相结合,以便决定“智能”操作。Hermes 要求航空业贸易协会做出贡献,以确定人工智能和数字技术的最重要用途。这些包括:改进维护、维修和大修程序;通过虚拟现实设备等方式彻底改变培训方式;使用自动驾驶汽车促进货物运输;通过改进空中交通管理提高运力;提高飞行安全;提高飞机运营效率;改善收入管理;以及提升客户体验。然而,实施这些技术以促进行业运营需要全行业的标准和程序,以及大量的劳动力培训。因此,Hermes 建议国际民航组织带头为行业提供明确的定义和目标,并可能为实施人工智能和数字技术制定路线图。此外,应立即在行业中实施以数字技能和实践为重点的培训和发展。
航空业收集了大量数据,而这些数据与将数据转化为可用信息的算法相结合,为行业带来了重大机遇。数字化转型通常通过人工智能 (AI) 实现。AI 将输入设备与算法相结合,从而决定“智能”操作。Hermes 要求航空业贸易协会做出贡献,以确定 AI 和数字技术的最重要用途。这些包括:改进维护、维修和大修程序;通过虚拟现实设备等方式彻底改变培训方式;利用自动驾驶汽车促进货物运输;通过改进空中交通管理提高运力;提高飞行安全性;提高飞机运营效率;改善收入管理;以及提升客户体验。然而,实施这些技术以促进行业运营需要全行业的标准和程序,以及大量的劳动力培训。因此,Hermes 建议国际民航组织带头为行业提供明确的定义和目标,并可能为人工智能和数字技术的实施提供路线图。此外,应立即在行业中实施以数字技能和实践为重点的培训和发展。
航空业面临着日益激烈的竞争,需要降低运营成本。同时,可持续性和客户体验等新因素也变得越来越重要,以区别于竞争对手。由于飞机维护占航空公司运营总成本的约 20%,并且还会显著影响航空公司的其他目标,因此维护供应商需要不断降低其成本份额,并为更可靠和可持续的飞机运营做出贡献。随后,出现了新的状态监测技术,这些技术有望通过降低成本和提高飞机的可用性来改善维护操作。由于其中许多技术仍处于技术起步阶段,因此有必要确定具有给定技术成熟度的航空公司运营的预期收益,并制定适当的维护策略以纳入新获得的见解。本文开发了一个离散事件模拟框架,该框架使用既定参数来描述状态监测技术的性能,然后制定合适的规范性维护策略。因此,它可以调整所开发策略的优化目标,以纳入常用财务指标以外的性能特征。所开发的功能将在空客 A320 的轮胎压力测量任务中得到展示。
2.1.豁免请求。豁免是对特定要求的书面豁免。豁免可能仅限于特定合同、地点、个人或条件。当特定要求增加了合同履行的成本或复杂性,但又没有提高安全性或降低政府风险时,或者当替代程序或要求可以提供同等级别的安全性、熟练程度和/或风险缓解时,承包商应请求豁免。承包商必须遵守合同和本指令,直至获得豁免。采购合同官员 (PCO) 和行政合同官员 (ACO) 不得使用航空合同的合同修改流程来豁免本指令或服务指南要求。国防联邦采购条例补充 (DFARS) 第 228.3 部分,保险,子部分 228.370 – 附加条款,描述了对 PCO 修改 DFARS 252.228-7001 地面和飞行风险 (GFRC) 条款的限制。豁免在发布时必须附在程序上。所有豁免必须至少每年由 GFR 审查一次,以确保豁免要求仍然有效。有三种类型的豁免会影响承包商飞机运营:本指令豁免;服务指南豁免;以及合同豁免。[旧 CI 2.]