民机试飞数据处理与管理
　摘要：在民机研究制造过程中，对飞机进行试飞试验是一个非常重要的环节，通过试飞来验证设计、评估制造，保证飞机质量。在试飞试验过程中，试飞数据即为环节产物，至关重要，本文主要描述试飞数据的处理与管理过程，通过有效的试飞数据管理，使得整个试飞试验的数据可控制、可追踪、可复现，为民机研制提供有力的支持。
关键字：试飞试验 数据处理 数据管理 数据服务
飞机黑匣子能记录多项关键数据1 引言
在民机研究制造过程中，对飞机进行试飞试验是一个非常重要的环节，通过试飞来验证设计、评估制造，保证飞机质量。所谓试飞试验是在真实的环境中对飞机的性能和功能进行测试的过程，用于验证飞机设计的合理性以及验证其性能指标是否符合相关条款规定。试飞是飞机投放市场的必要先决条件，飞机生产后需要3-5年的试飞周期，经过复杂的试飞工作验证飞机功能和性能。而数据是试飞工作的核心，因此，有效地做好数据处理与管理工作，不仅可以实际用于安全监控和试验有效性判断，而且对于型号优化和新型号的研制具有重要意义。
试飞的飞机和航司运营的飞机不同，会加装传感器，安装测试设备，对表征飞机关键系统状态的参数进行采集、传输、处理和记录，这些参数就是试飞数据。数据是试飞的核心产品，用于安全监控和试验有效性判断，有力支撑型号取证和商业成功。试飞数据具有四方面特点：数据体量大，参数数量多，单架次试飞数据体量TB级，参数个数70000余个，且随着飞行任务，还在持续增加；数据种类多样化，具备多源异构特征，涵盖试飞试验数据、试飞任务数据、试飞测试配置信息、试飞视频数据等个亿格式；数据时效性需求高，飞行结束后，快速获取数据和分析结果，提交试飞报告，一天多架机多架次的对数据时效性具有较高要求；数据价值大，历史数据对型号取证和衍生改进型，以及新机研制发挥数据价值。
2 试飞数据处理流程
试飞数据处理是指对机载测试设备采集记录的原始数据进行时间同步和合并、数据选择、工程量转换、参数计算并输出工程量数据。试飞数据处理主要包括试飞数据的实时处理和事后数据预处理。
实时数据处理分别机载实时数据处理和地面实时数据处理；机载实时数据处理是指在飞行试验中，机载实时数据处理系统实时接收、解析机载采集设备的网络数据流，并将数据实时写
入设备磁盘；同时机载数据处理服务器会将部分预处理数据发送给机载监控终端完成机载实时监控需求。地面实时数据处理是指在试飞试验中，地面实时数据处理系统通过对接收到的遥测遥测信号进行帧同步、实时计算分析、工程量转换等处理，将工程量数据通过监控转发终端，为地面监控人员提供实时监控数据。
事后数据预处理首先将机载记录器的原始数据卸载到航后预处理系统，将原始数据进行时间同步和合并、数据选择、工程量转换、参数计算并输出工程量数据，最后将工程量数据通过FTP平台分发给数据用户。航后预处理研制了两套航后预处理系统：一套采用Hadoop+spark架构，利用大数据技术实现试飞主场试飞数据解析和管理；另外一套是便携式数据处理系统，其作为外场无网络环境下试飞数据统一处理和管理的设备平台，承担外场试飞数据解析，数据分发，数据排故，数据临时存储，数据管理等。
3 试飞数据管理流程
试飞数据管理主要是指在试飞数据处理和分发之后，需要定期对试飞数据进行数据回传、集中存储、试飞数据备份和试飞数据归档。
试飞数据回传采用内网或加密移动硬盘方式将试飞数据回传到上海本地指定服务器进行集中存储，集中存储采用Hadoop+spark架构，利用大数据技术实现试飞主场试飞数据管理；试飞数据文件存储采用集中存储策略，所有数据需要回传到上海进行集中存储和管理；试飞数据备份采用光盘刻录形式，将试飞数据进行备份，保证数据安全；试飞数据归档，将备份光盘和过程表单进行集中归档管理。
在对试飞数据进行有效的管理后，可实施试飞数据服务。基于试飞领域的数据服务是为飞机设计人员、试飞工程师、飞机排故人员、飞机运营人员等与飞机活动相关的所有工作人员提供或解决各类试飞过程中产出现的各类数据需求，设计建立数据管理集、开发数据分析平台，利用各类数据及设备资源为用户提供最精准、最有效的数据查询、数据下载、数据分析、数据可视化等服务。试飞数据服务旨在提高用户工作效率，提高数据应用效率，助力用户快速分析应用数据。
试飞数据服务包括数据查询提供服务、应用专题开发服务、数据治理服务、数据可视化服务等。
数据查询服务是指对设计人员、试飞工程师、排故人员等用户需求数据进行定位查询，提供
查询结果。数据提供服务是指对设计人员、试飞工程师、排故人员等用户需求数据进行响应支持，通过直接提供用户想要的数据样本，或为用户提供具备数据获取功能工具等提供方式进行数据提供服务。
应用专题开发服务是指针对设计人员、试飞工程师、排故人员等用户进行专业数据分析过程中需要通过逻辑运算或规则判断等复杂算法对数据进行分析，耗时耗力耗资源等弊端，通过进行专题开发，根据用户需求提供针对性的数据分析，或进行通用规则设定，为用户直接提供数据分析结果，降低用户数据使用门槛，提高用户工作效率。
数据治理服务是指对设计人员、试飞工程师、排故人员等用户在查看数据时遇到的非正常数据等问题，进行数据排故服务。
数据可视化服务是指将设计人员、试飞工程师、现场监控人员等用户的数据需求转换成可视化的服务，包括在监控的过程中实现飞机状态的实时监视，或对数据进行图表等可视化展示服务，便于用户直观了解试飞状态及数据。
4 总结
试飞数据是试飞的核心，对试验有效性、优化试飞、新型号研制具有重要的意义，因此，试飞数据处理与管理也尤为重要，通过有效合理的数据管理，确保试飞数据的有效性和完整性，充分提升试飞数据应用价值，是试飞试验过程的必经之路，也是未来试飞领域发展的基础。