一种用于编写飞行器的故障隔离手册的方法及系统与流程

本发明涉及航空领域，主要涉及故障隔离手册，尤其涉及用于编写飞行器的故障隔离手册的方法及系统。

背景技术：

1、在飞行器例如飞机的航线运营过程中，故障隔离手册是飞机的故障排除(即排故)与恢复运营的核心应用手册。通常飞机的故障数量有上万条，传统的故障隔离手册是由人工根据故障隔离知识系统原理按照故障隔离案例使用类似editor的编辑器基于s1000d国际规范进行编写的，这样导致手册编写的工作量巨大。而且，故障隔离手册中的数据本质是xml，这要求编写者非常熟悉s1000d的fault.xsd数据和用途才能进行编写，由此大大降低了手册编写的效率。

2、此外，在长期的航线维修实践中，飞机的故障处理知识在不断积累和改进，但是由于现有机制的不完善，未能对这些实际隐性经验知识进行有效收集、共享并及时落实到故障隔离手册中。而且，根据现有的故障隔离手册的编写方法，即使想要将航线排故经验也编写进故障隔离手册，编写人员在例如调整排故顺序或增加故障可能的原因时由于传统编写方法的局限性均不得不重新考虑调整故障隔离手册的整体编写逻辑，这样会造成编写略复杂的故障隔离手册就会耗费大量的时间和精力。

3、虽然，市面上已经出现部分基于案例和知识图谱的故障诊断系统，但是其本质都是按相似度选择单个实际参考故障案例进行排故，无法综合应用大量的基于飞行器的系统原理的故障隔离知识和基于实际排故经验的故障隔离知识，从而无法高效准确地排除故障。而且，故障案例一般只包含故障现象和故障修复，无法准确、全面地解析故障，进而完成故障排除。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题是克服现有的编写故障隔离手册的方法效率较低、难以综合应用各种故障隔离知识的问题，提出了一种新的用于编写飞行器的故障隔离手册的方法及系统。

2、本发明提出的用于编写飞行器的故障隔离手册的方法完全不同于现有的故障隔离手册编写方法，其基本构思包括：利用本体技术、分别基于飞行器的系统原理和基于实际经验的故障隔离知识构建本体模型和包括多条故障隔离路径的知识库，将故障隔离手册的颗粒度由整个手册降低到单条故障隔离路径。这样，编写人员只需编辑故障隔离知识本体实例及其逻辑关联关系，对故障隔离路径进行重组就可以形成期望的排故流程图或者故障隔离手册。

3、本发明是通过下述技术方案解决上述技术问题的：

4、具体而言，本发明提供了一种用于编写飞行器的故障隔离手册的方法，其特点在于，该方法包括：

5、利用本体技术，通过逻辑关联关系分析基于飞行器系统原理的故障隔离知识来构建呈网状结构的故障隔离知识本体模型，并基于实际排故经验的故障隔离知识拓展故障隔离知识本体模型中的实例，由此形成以一条完整的故障隔离路径为单元的、基于本体的故障隔离知识库，故障隔离知识库至少包括一条或多条完整的故障隔离路径；

6、对用户输入的内容进行语义分析，再利用基于语义的检索方法检索出故障隔离知识库中相关的多条故障隔离路径；

7、通过合并多条故障隔离路径中的相同排故流程节点的方式叠加检索出的相关的多条故障隔离路径，并以图形树的形式展现完整的排故流程图，由此形成故障隔离手册。

8、本发明提供用于编写飞行器的故障隔离手册的方法综合考虑各种故障隔离知识，进行了手册编写内容的可复用性、客户使用、质量改进等方面的全方位考虑。基于本发明提供的方法，一方面可基于本体技术改善故障隔离手册的编写流程，使用基于本体的故障隔离知识库替换编写表示一个个固定故障案例的故障隔离程序，另一方面通过交互式排故流程树可以清楚地为客户提供排故指引以提高客户的使用体验。而且，根据本发明提供的方法构建的故障隔离知识库和客户按照排故流程树进行排故的统计数据还可以为主制造商对飞机设计及制造的质量改进提供数据。

9、而且，主制造商可将本方法作为打包产品，推广到其它民机中使用，或作为数字化技术出版物的选项产品供航空公司选购，增大该方法使用的广度和故障隔离知识数据挖掘利用的深度。

10、根据本发明的一种实施方式，逻辑关联关系包括组成关系、对象属性关系和继承关系，并且故障隔离知识本体模型包含故障隔离知识的概念、属性、实例和逻辑关联关系。

11、根据本发明的一种实施方式，在故障隔离知识本体模型中，对于每个概念，其包括对象属性，对象属性定义作为该概念的对象的概念以及对象属性关系，通过对象属性能够确定该概念所涉及的对象和对象属性关系以形成故障隔离路径。

12、根据本发明的一种实施方式，在故障隔离知识库中，概念包括故障现象、故障类别、发生时机、故障触发逻辑、故障隔离步骤、测试步骤、故障原因、故障修复、故障件、故障模式、人为因素和环境因素。

13、根据本发明的一种实施方式，一条完整的故障隔离路径至少包括故障现象、故障隔离步骤、测试步骤、故障原因和故障修复，其中，

14、故障现象的对象属性包括发生时机、故障触发逻辑和所属故障类别，

15、故障隔离步骤的对象属性包括故障隔离子步骤和与每个子步骤对应的测试步骤，

16、测试步骤对象属性包括测试选项、选项指引和判断故障原因，

17、故障原因的对象属性包括故障件、人为因素以及环境因素，其中，故障件的对象属性包括故障模式。

18、根据本发明的一种实施方式，每个概念还包括多个实例，每个实例能够继承其所属概念的对象属性，排故流程在故障隔离知识库中以一条完整的故障隔离路径实例体现。

19、根据本发明的一种实施方式，对用户输入的内容进行语义分析的步骤包括：

20、根据来自主流制造商的故障领域词表，对内容进行分词以获得查询词；

21、根据同义词和近义词词表，确定查询词的同义词和近义词及各同义词和近义词所对应的语义相关度数值，以确定可能查询范围。

22、根据本发明的一种实施方式，利用基于语义的检索方法检索出相关的多条故障隔离路径的步骤包括：

23、基于查询词及其同义词和近义词确定初始查询域；

24、根据故障隔离知识库中的逻辑关联关系进行本体扩展以确定扩展本体查询域；以及

25、在初始查询域和扩展本体查询域中检索出相关的多条故障隔离路径。

26、根据本发明的一种实施方式，利用基于语义的检索方法检索出相关的多条故障隔离路径的步骤还包括：

27、对于每条故障隔离路径，将其对应的语义相关度数值和本体扩展语义相关度数值相乘以获得对应的语义相似度数值，当语义相似度数值大于设定的语义相似度阈值时，确定相关的故障隔离路径。

28、根据本发明的一种实施方式，方法还包括对于每条相关的故障隔离路径，将其语义相似度数值与对应的引用频率数值相乘获得对应的相关度数值，再将所有相关的故障隔离路径按照其相关度数值大小进行排序；

29、根据实际经验，在排序后的所有相关的故障隔离路径中选择更相关的故障隔离路径，被选择的故障隔离路径按照相关度排序依次进行叠加。

30、根据本发明的一种实施方式，方法还包括基于生成的故障隔离流程或者故障隔离手册，采用人机交互的方式逐步引导工程技术人员输入辅助判断信息，以获得可能的故障原因及对应的排故措施，并记录用户按照故障隔离流程或故障隔离手册进行排故操作的排故过程，根据排故过程实时调整更新故障隔离手册。

31、根据本发明的一种实施方式，方法还包括：

32、当排故成功时，引导工程技术人员将排故成功的故障隔离路径进行引用成功标记并更新其对应的引用频率数值；

33、当排故失败时，将排故过程标记为失败排故经验，并将对应的排故过程信息反馈给工程技术人员，其中，排故过程信息包括故障发生情境信息和故障隔离措施建议信息。

34、根据本发明的一种实施方式，方法还包括工程人员根据排故过程信息给出修正的排故方案并加以验证，再基于验证通过后的排故方案更新故障隔离知识和故障隔离知识库。

35、本发明还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，该计算机可读指令在设备上被执行时使得该设备执行如上所述的方法。

36、本发明还提供了一种用于编写飞行器的故障隔离手册的系统，其包括输入模块、显示模块和与输入模块和显示模块通信连接的处理器，

37、输入模块被配置为能够接收用户输入的内容；

38、处理器被配置为能够经由输入模块获取用户输入的内容，执行上述的方法以生成相关的多条故障隔离路径、排故流程图或者故障隔离手册并将其传输至显示模块；

39、显示模块被配置为能够显示相关的多条故障隔离路径、排故流程图或者故障隔离手册。

40、在符合本领域常识的基础上，上述各优选实施方式，可任意组合，即得本发明各较佳实施方式。

41、本发明的上述实施方式的积极进步效果在于：

42、1、此方法综合考虑了基于系统原理和基于实际排故经验的故障隔离知识，能够提高编写的故障隔离手册的全面性、准确性和综合性、扩展了该故障隔离手册可能应用的场景；

43、2、此方法利用本体技术，通过构建以一条完整的故障隔离路径为单元的、基于本体的故障隔离知识库，能够将故障隔离知识手册的颗粒度降低为单条故障隔离路径，再通过路径组合完成手册的编写，由此提高编写内容的复用率，进而提高故障隔离手册的编写效率，有效避免整体修改故障隔离手册；

44、3、此方法通过将相关的故障隔离路径按照相关度进行排序，能够便于用户更加快速、更准确找到故障解决方案，从而有效降低飞机维护成本；

45、4、此方法以图形树的形式展现完整的排故流程图，从而提供更友好的故障排故引导方法，能够有效增强用户体验。