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降低TCAS风险的测试及诊断方法研究

作　者: 韩艳茹
导　师: 敬忠良；肖刚
学　校: 上海交通大学
专　业: 航天工程
关键词: TCAS风险 仿真测试 故障诊断 故障树
分类号: V244.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


空中交通预警与防撞系统TCAS对飞行安全非常重要,它能够通过对附近的飞机进行冲突检测,预测未来可能发生的危险,提示飞行员避免危险,帮助机组维持与其他飞机之间的空中交通安全间隔。但由于虚警、飞机性能限制、多架规避潜在危险等因素,TCAS依然存在风险。本文首先介绍了TCAS的组成结构和工作原理,讨论了TCAS的主要风险,并针对这些风险,提出TCAS在算法设计、测试诊断、操作培训方面的对策,从各方面完善TCAS,降低其风险,进一步保障飞行安全。然后根据所提出的对策,重点围绕TCAS测试诊断中的仿真测试和快速故障诊断方面展开研究。在仿真测试方面,主要将基于嵌入式软件的仿真测试框架应用于TCAS系统,研究重点在于TCAS用例模型的设计。首先对TCAS系统的功能需求以及交联环境进行分析,建立了TCAS的功能模型、交联环境模型,并搭建了TCAS仿真测试环境,得出TCAS的测试空间模型,同时提出TCAS的测试策略,最后结合组合覆盖法和林肯实验室的快速遭遇模型,设计了十种遭遇航迹作为用例模型,对TCAS系统进行仿真测试。在故障诊断方面,首先根据TCAS系统风险中分析的TCAS系统故障,建立了TCAS故障树,将TCAS故障总结为16种故障模式。然后在TCAS故障树的基础上,对TCAS的各种故障现象与故障发生原因进行分析,最终与16种故障模式相匹配。将TCAS故障建立故障字典库,并根据故障原因与故障现象的逻辑关系设计推理机,实现了一个简单的TCAS故障诊断专家系统。最后对于TCAS测试与诊断方面的工作进行了总结和展望。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
第1章 绪论  10-23
  1.1 研究背景  10-12
  1.2 研究目的和意义  12
  1.3 国内外研究现状  12-21
    1.3.1 软件测试方法研究现状  12-18
    1.3.2 故障诊断方法研究现状  18-21
    1.3.3 TCAS 测试与诊断方法研究现状  21
  1.4 本文的研究内容  21-23
第2章 TCAS 风险分析  23-34
  2.1 TCAS 组成结构与工作原理  24-27
    2.1.1 TCAS 的类型  24
    2.1.2 TCAS 组成结构  24-25
    2.1.3 TCAS 工作原理  25-27
  2.2 TCAS 主要风险分析  27-30
    2.2.1 算法风险  27
    2.2.2 系统风险  27-29
    2.2.3 操作风险  29-30
  2.3 降低TCAS 风险的对策  30-33
    2.3.1 算法设计  30-31
    2.3.2 测试诊断  31-32
    2.3.3 操作培训  32-33
  2.4 本章小结  33-34
第3章 基于TCAS 模型的仿真测试  34-59
  3.1 嵌入式软件的仿真测试框架  34-38
    3.1.1 嵌入式软件的特点  34-35
    3.1.2 仿真测试原理  35-36
    3.1.3 模型驱动原理  36-37
    3.1.4 仿真测试框架描述  37-38
  3.2 TCAS 需求分析  38-41
    3.2.1 TCAS 功能模型  38-40
    3.2.2 TCAS 交联环境模型  40-41
  3.3 TCAS 测试设计  41-57
    3.3.1 测试环境模型  41-42
    3.3.2 测试空间模型  42-43
    3.3.3 测试策略模型  43-44
    3.3.4 测试用例设计  44-57
  3.4 TCAS 测试结果分析  57-58
    3.4.1 典型用例测试结果分析  57-58
    3.4.2 总体测试结果评价  58
  3.5 本章小结  58-59
第4章 基于故障树的TCAS 诊断专家系统  59-79
  4.1 故障树分析  59-62
    4.1.1 故障树的建立  59-61
    4.1.2 故障树的定性分析  61-62
  4.2 TCAS 故障树的建立  62-64
  4.3 专家系统原理  64-70
    4.3.1 专家系统的特征  64-65
    4.3.2 专家系统的结构  65-67
    4.3.3 专家系统的工作原理  67-70
  4.4 基于故障树的TCAS 故障诊断专家系统  70-78
    4.4.1 TCAS 知识库设计  71-75
    4.4.2 TCAS 推理机设计  75-76
    4.4.3 TCAS 故障诊断专家系统的实现  76-77
    4.4.4 系统评价  77-78
  4.5 本章小结  78-79
第5章 总结和展望  79-81
  5.1 主要结论  79
  5.2 研究展望  79-81
参考文献  81-84
致谢  84-85
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  85-87

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中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 航空仪表、航空设备、飞行控制与导航 > 防护、救生设备及其技术 > 防护设备 > 防撞击设备
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