摘要：近年来，随着经济社会的发展，各种类型的民用飞机大量出现，对民用飞机的自动飞行控制系统进行深入研究迫在眉睫，本篇文章初步论述了民用飞机自动飞行控制系统研发过程中的系统设计和需求分析过程，并且对系统需求的确认工作进行了相关的讨论。
关键词：民用飞机；自动飞行控制系统；需求分析；确认
引言：随着各种技术瓶颈的突破，大量的民用飞机陆续进入市场，需要对自动飞行控制系统需求进行深入的研究，更好的服务于数量不断增多的民用飞机，有效降低各种安全事故发生的可能性。自动飞行控制系统是有效控制飞机飞行的主要手段，在欧美国家，对该系统的研究已经有大量的理论著述，相比之下，我国民用飞机大量进步市场时间还比较短，对自动飞行控制系统的研究还是表面的。大量实践证明，自动飞行控制系统可以很好的减轻飞行员飞行工作压力，有效保障了飞行过程中的舒适度。在民用飞机的研究和研判阶段，自动飞行控制系统正确的需求分析和确认，是自动飞行控制系统设计方案的正确性和完整性的保证。需求工作包含需求的管理与确认，需求的管理是确定和描述需求是如何捕获和管理的，需求的确认是对产品的需求的正确性和完整性的确定。
一、系统需求分析
在需求分析上，一直没有比较权威统一的方法。系统架构的形成与系统需求是紧密相连的，在很大程度上，需求决定了架构的形成。随着对需求认识的加深，使系统级的软件和应急分配到的需求更加明确和清楚。在具体的研制过程中，涉及到的迭代数量是比较多的。最顶端的飞机级功能定义是系统研制过程的最开始，逐步确定与系统相关联的功能部分，根据分配的功能确认系统的需求并确定其对安全性能等方面的影响。同样，系统的需求更会影响飞机级的需求选择。这个过程是一支持续的，且是相互间断影响的。
通常来说，需求是有一定的衡量标准的，是可以确认和测试的。在系统设计之初，各个部分的需求需要按照一定的技术规范进行非常明确的定义，不允许出现含糊不清的定义现象。
自动飞行控制系统的需求分析步骤可以分为4个部分：（一）系统功能分解。功能是指某项系统组成要素完成的某项特性活动。功能分解建立在对整体的认识上，准确掌握每个环节的基本特点，从明确最顶层功能开始，最终把这些功能分配到系统组成要素中。在全面分析通用化、系列化与模块化要求上，自动飞行控制系统功能分解工作的主要部分是根据目标要求和基本规范基础上，明确基本的系统技术要求，建成完善的系统方案，在初始方案费用预算范围内有效满足进度要求。（二）需求的获取。在民用飞机研制过程中，恰当的需求分析发挥着非常重要的作用，需求情况直接影响着整个的研究过程。通常的需求包括3个部分，即采集、获得、搜集潜在客户信息等3个主要部分。（三）需求的识别。指客户在发出基本的需求信息后，针对客户的需求进行有效性分析，对需求进行正确的理解和表达的过程。将获取的客户需求信息进行全面的解剖和分析，选取其中对研制有直接关系的需求，省略掉与基本型号研制无直接关系的需求，进而提炼出客户有关需求型号研制的根本要求，并完成客户确认的基本过程。（四）需求的定义与归类。在获取基本信息，完成基本的需求识别之后，就是需要将识别出来的与型号研制有密切关联的需求以正规的书面、工程化的语言固定下来的过程。根据不同阶段、不同环节专业使用的要求，通常将需求划分为不同的类别。
二、系统需求的建立
自动飞行控制系统设计的终极目的就是满足飞机对自动飞行的需求和功能保障。在系统分析理念指导下，通过民用飞机设计需求分析，在保证功能完整性、优化工程层级和减少功能重叠和交叉原则上将飞机功能进行分解。
（一）需求管理工具。国内外普遍使用DOORS工具对需求进行有效管理，随着互联网的发展，专门建成了信息化的数据库，有效加强了作业结构之间的协同，提高了工作效率。
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（二）自动飞行控制系统需求。自动飞行控制系统从顶层设计出发，详细规定了系统的基本功能、性能、接口、安全性等需求要素，并提出了相应的设计标准和规范要求。（1）功能需求。主要包括用户基本需求、规章细则限制、实际施行以及运行约束等组成，且自动飞行控制系统要求必须服务于飞机级的功能。（2）性能需求。性能需求是用来定义是的需求或者系统对于飞机以及系统自身的运行有用的需求。性能需求主要是对将来的性能类型、精准度、范围、速度等一些基本的功能细节进行定义。（3）接口需求。接口需求主要包括有源输入和目的输出两个部分。自动飞行控制系统包括大量的有源输入接口，需要与之相交联系统的有机配合。各个子系统之间需要有相对准确可靠的接口定义，从而保障划出清晰的设计界面，这也有助于飞机级功能的分配。
（三）物理和安装需求。和民用飞机及各个系统的物理特性和环境相关联的需求就是物理和安装需求，通常包括基本尺寸、安装标准、环境约束、运行规范等方面的需求。（1）适航需求。主要指符合航行要求规章的附带功能要求，或者要求明确对于符合航行规定的符合性。（2）衍生需求。在系统研制的每个过程，各个环节之间都有明确的需求，如果两个上下需求之间没有关联，而是主要考虑的是设计本身，这就是衍生需求。
三、系统需求的确认
为了降低飞机自身非常复杂的设计可能带来的安全隐患，需要在设计阶段引入系统工程的方法，根据系统的安全性登记来规范产品的研制过程，从而保证整个系统的安全。自动飞行控制系统是一个非常复杂的过程，需求确认的输入包括系统描述、系统需求、系统架构、研制保证等级。通常来说，自动飞行控制系统需求确认包括8个主要环节：
（一）制定自动飞行控制系统需求确认计划。结合自动飞行控制系统需求与功能对应要求，明确各个需求对应的研制保证等级；根据自动飞行控制系统需求确认工作的严格程度，确认各个需求活动是否为合格审定所需及是否需要独立性。
（二）开展自动飞行控制系统需求确认活动。根据既定的确认方法开展需求确认并提供确认材料，进而对需求进行正确性和完整性等检查，不满足要求的，则应进行需求更改或重新获取需求信息。
（三）需求确认。需求确认有明确的目标，即保证需求的正确性和完整性，尽可能的避免出现系统内非预期功能或相关系统间非预期功能的潜在可能。根据当前自动飞行控制系统需求工作的基本状态，通常采用的方法是：追溯性、分析、建模、试验、相似性、工程评审等。
（四）分析。在自动飞行控制系统确认活动中，主要包括性能分析、安全性分析等，通常借助安全性评估、准确计算等对相关的需求进行再次确认，分析报告很大程度上可以为需求确认提供很好的佐证。
（五）试验。该试验主要是在实验室中进行，重新对需求进行确认，在实验过程中，实验平台、过程和结果等都需要经过严格的评审，严格根据相关技术标准和评审文件进行。
（六）工程评审。主要是通过专家技术人员，凭借工程经验对自动飞行系统需求进行确认。在实际需求研制过程中，包括非常多的评审、检查和演示，从而保证测定的准确性和完整性，评审适用于自动飞行系统所有需求的确认。
结束语：自动飞行控制系统是一个非常复杂的系统，需要对系统需求的分析、建立、确认等有一个准确深入的把握和理解，只有这样，才能有效保证民用飞机自动飞行控制系统需求分析与确认的可靠性。
参考文献：
[1]李亚男，金平，王兴波.民用飞机飞行控制系统失效状态等级确认方法分析[J].民用飞机设计与研究，2013，（S2）：77.
[2]徐科.A320自动驾驶运动控制仿真研究[D].中国民航大学，2012.
论文作者:徐楠
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/14
标签：需求论文; 控制系统论文; 系统论文; 飞机论文; 功能论文; 过程论文; 过程中论文; 《基层建设》2017年第26期论文;