浅谈空管软硬件系统可靠性研究的方法

浅谈空管软硬件系统可靠性研究的方法

李斌

民航云南空管分局技术保障部云南昆明650000

摘要：空中交通管理系统是民航系统十分重要的组成部分,空管在确保民航安全的工作中占有十分重要的地位。随着科学技术的发展，越来越先进的技术已运用到管制工作当中，越来越多的软硬件系统已融入我们日常管制中。这些软硬件系统的安全性也直接影响了我们管制工作。因此，对空管软硬件系统进行安全研究也是刻不容缓的。

关键词：空管软硬件；可靠性；空中交通管制

引言

安全是民航永恒的主题。为了保证我国空中交通管制工作的安全进行，作为指挥枢纽的空管中心必须提供可靠的服务，而且不能有任何中断和故障发生，面对庞大的飞行流量和迅速增长的民航客流量，限制安全的瓶颈不仅仅是管制员人的作用，设施的可靠性也被提高到了一个新的高度，这就要求空管软硬件自动化系统必须具有绝对高的可靠性。因此，就现阶段国内的软硬件进行安全性研究，对空管系统软硬件的可靠性的研究还是非常必要的。

一我国软硬件系统安全研究的现状

我国的民航运输业还处于发展的初期，由于该系统建设的投资大，经济收益不明显，所以系统建设往往比较滞后，造成了系统长期处于高负荷运转状态，由于受社会经济等因素制约，我国航空业的发展起步较晚，跟航空发达国家相比，具有以下特点：机场密度偏低，东西部发展不平衡，空域复杂，雷达管制、雷达监控下的程序管制、程序管制等各种管制方式共存,航空从业人员年龄偏小，与航空运行相关单位众多，虽然我国的空中交通管制系统在保证航空安全方面可以借鉴国外的一些技术和经验，例如购进航空器，导航监视等设施，引用国际民航组织的标准和措施。但是，洋为中用，还不能死搬硬套，必须满足我国政治、经济、文化的需要。因此，对中国民航空中交通管制系统的安全性进行全面，科学的分析，具有非常重要的历史和现实意义。高技术总是伴随着高风险，随着现代科学技术的发展，各种技术系统的复杂程度增加了。以现代民航交通运输为例，无论从规模，速度，设备和管理上都发生了极大的飞跃，一旦发生事故，其影响之大，伤亡之多，损失之重，补救之难，都是传统运输方式不可比拟的。

国内对空管的安全分析管理研究相对较少，通过各方面文献检索阅读，目前国外对民航安全分析管理方面的研究无论是从数量上还是质量上都有着一定的优势，其相对完善的发展轨迹，相对全面的研究领域及相对成熟的方法和模型都值得国内学者和实业界参考。国内关于安全分析管理的研究分为定性和定量两大方面，虽然整体处在初级阶段，但其涉及面之广，程度之深及具有国情特色的方法和策略都是值得肯定的。但是,从研究现状来看，国外虽然在安全分析管理方面提出了一些参考指标和指数,但引入我国还缺乏适应性检验。而国内在安全分析管理方面提出的指标体系及安全评价，由于空中交通管制特殊的行业背景及比较高的专业要求，这些理论和模型是否通用还有待斟酌。可以预见，随着我国民航系统与国际的接轨及空域的日益繁忙，对空管安全管理的分析研究将日益得到关注，这也可以凸显本文的研究意义为后期空管系统各个层面，各个细分机构的安全研究管理提供参考和借鉴。

二空管软硬件系统可靠性研究的方法

目前国内采用的方法主要有模糊数学、灰色综合分析法、加权算法、非齐次泊松方程(NHPP)模型对空管系统的可靠性进行评估。因为方法比较多，不能将这些方法一一介绍。本文以《安全系统工程》中所学可靠性技术为例，介绍分析可靠性的方法。

可靠性的经典定义是：系统、设备或元件等在规定的条件下，在规定的时间内，完成指定的功能的能力。

可靠度是衡量可靠性的尺度，他的定义是：系统、设备或元件等在规定的条件下和预期的试用期内，完成其功能的概率。在定义中应明确五要素：1具体的对象（指系统、设备、元件等）；2所规定的功能及失效现象；3规定的条件；4规定的时间，产品的可靠度不仅与其使用条件有关，还依赖于时间，这个时间可以用周期、次数、距离等来计量；5概率，关于概率似乎没有另加说明的必要。

五要素中2的“规定功能（也就是可靠度）”是依存于规定条件和规定期限的。同一产品，由于使用条件、维护条件不同、其可靠度也将有所不同。同样，环境条件不同，如冲击、振动、温度、湿度等环境应力（成为外部应力），负荷、荷重等的对象功能应力（称为内部应力），都对可靠度有影响。

具体地讲，给定某使用时间t，维修所容许的时间(它远小于t)，设某产品的可靠度、维修度和有效度分别为、和，则它们之间的关系为：

以上是两种基本的联接方法，实际系统多是串并联的组合。在这种情况下，可以先把每一组成单元的可靠性求出，转换成单纯的串联或并联系统，然后求出系统的可靠性。

三小结

改革给空管系统带来了良好的发展机遇，有利于空管发挥系统优势，集中系统资源，加快系统建设，促进和谐发展。但改革也向空管系统提出了前所未有的挑战，空管作为民航系统的三大支柱之一，担负着指挥航空器飞行安全有序，保障空域流畅通顺的重要使命。本文紧跟时代步伐，关注民航焦点，以空中交通管制的安全研究管理为基点，运用可靠性技术，对空管自动化系统进行了可靠性的研究，可以说是民航空管在安全研究方面做出的一次有益尝试。就空管安全而言，仅有一套安全评估指标体系是不够的，空管系统只能借助这个平台和工具，进一步加强安全工作的研究，根据改革后安全工作的新形势、新特点、新任务,进一步明确思路，突出重点，制定措施，狠抓落实，才能加快与国际上先进的空管系统对接，提高我国空管系统在国际上的声誉和地位。