我国谁能破解飞机黑匣子数据?东航损坏的黑匣子还能提取信息吗?
東航梧州墜落航班的兩個黑匣子已經找到一個,確認是駕駛艙語音記錄器(CVR),第一時間送到北京去譯碼。但是黑匣子外觀破損嚴重,民航局表示不排除存儲單元損壞的可能性。我國哪個單位能破解黑匣子里的秘密?損壞的黑匣子里面的數據還能提取出來嗎?
東航失事航班里找到的第一個黑匣子
波音737-800NG客機的黑匣子總共有兩個:一個是飛行數據記錄儀,在客艙后方廚房的頂上;另一個是駕駛艙語音記錄器,在后貨艙靠機尾附近。單個黑匣子重約 4.5 公斤。
飛行數據記錄儀(左)、駕駛艙語音記錄器(右)
上世紀90年代,黑匣子出現了集成電路存貯器,類似于電腦中的內存條,可記錄25小時的FDR飛行數據,它通常可記錄幾百甚至上千個參數,包括飛機的高度、速度、加速度、俯仰、傾斜、航向、飛機發動機及主要部件的性能參數,還有溫度、氣壓、風速等機艙內外的環境參數,記錄精度和可靠性大大提高,同時還克服了磁帶式記錄器只能順序讀出數據的缺點,能夠方便地提取最近4小時內任意時間點的飛行數據。
黑匣子裝有水下定位信標(銀白色圓柱部分),內置電池供電,接觸到水就發射脈沖信號,可以堅持30天,每秒發射一次“ping”信號。
飛行數據記錄儀
駕駛艙語音記錄器
飛機一旦失事,調查員通過現場勘察、證人訪談、記錄器譯碼等手段判斷機組是否存在不安全行為,分析機組的技術技能和非技術技能,從生理、心理層面來剖析人員狀態,而民眾往往把事故原因的突破點寄托在黑匣子上。
由于我國民航在役的絕大部分機型都是國外生產的,飛行記錄器也都是國外產品,因此對于設備和譯碼分析技術的深度了解和及時更新都有困難。誰有資格、有能力來解讀黑匣子中的信息呢?
在國際上,權威的空難調查機構有4個:英國航空事故調查局(AAIB)、法國航空事故調查局(BEA)、美國國家運輸安全委員會、德國聯航空事故調查局。英國航空事故調查局(AAIB)成立于1915年,內設飛行記錄儀(黑匣子)調查組,調查員個個都有超人的才干:所有的航務調查員都必須持有航班飛行證書,精通各主要民航機型的駕駛技術,每個月以機長身份飛兩到三天的定期航班。法國民航事故調查局(BEA)在民用航空事故調查和破損記錄器修復方面擁有豐富的經驗,在BEA工程部,飛行數據記錄器/駕駛艙語音記錄器譯碼設備與安技中心實驗室現擁有的譯碼硬件設備基本一致,并自主開發了相關事故調查軟件,在水下記錄器搜尋方面,具有相當的能力和經驗。
我國負責空難調查的主要機構是中國民航科學技術研究院(簡稱航科院),也叫中國民航局航空安全技術中心,它的前身是成立于1986年10月的北京航空科學技術研究所,該中心完成了2010年8.24伊春空難事故的后續調查、原因分析及報告編寫工作。目前,該中心在航空事故調查、飛行品質監控、飛行圖形仿真、記錄器譯碼、失效分析、基于性能導航(PBN)等方面的技術能力已跨入國際先進行列。
但是不論是英國、法國、美國和德國的空難調查機構,還是我國的調查機構,涉及到的專家都比較神秘,他們的身份往往不會公之于眾。專家在對黑匣子進行譯碼時還可能涉及到軍事方面的一些能力,比較敏感。
中國民航科學技術研究院
航科院負責的航空事故調查案例
黑匣子中的數據是怎么提取的?
黑匣子中存儲的數據的提取使用先后經過譯碼、分析兩個主要階段。
飛機飛行中若干個參數產生海量的實時數據,它們以二進制方式排列存儲在數據記錄器內。所謂的譯碼,就是把這些數據下載、轉換成有單位的、直觀的工程數據值的過程。
埃塞俄比亞航空737MAX空難中黑匣子讀取出的數據
它包括兩部分:一是飛行數據下載,利用下載設備將記錄器的信息拷貝到通用設備上。二是工程值轉換,利用飛機制造商提供的飛行數據譯碼資料編制譯碼數據庫,通過公式計算等手段將飛行記錄器記錄的原碼轉換為可人工判讀的工程數據的過程。
由于在民用航空事故中記錄器可能會經歷火燒、水浸、撞擊等,都會受到不同程度的損壞,因而如何處理破損記錄器,并從中將數據信息順利讀取出來,獲取事故信息,一直以來就是國際民航界的目標,成為整個民航業需要面對的一個重要課題。
比如法國民航事故調查局(BEA)在民用航空事故調查和破損記錄器修復方面擁有豐富的經驗。他們在這一方面做了很多工作,其破損記錄器實驗臺建設于上世紀90年代,至今已成功處理過多個受損記錄器。
2018年9月14 日,BEA空難調查機構在用于收聽從黑匣子中恢復的磁帶的機器附近
我國早在2006年,就與法方就簽署了《關于航空器事故和事故征候調查合作意向聲明》,中國民航科學技術研究院也曾邀請BEA專家來我國交流破損記錄器處理方面的經驗和心得。如今該航科院在航空事故調查、記錄器譯碼等方面的技術能力已跨入國際先進行列。
假如記錄器破損了怎么辦?可以利用破損記錄器實驗臺進行修復和信息提取,實驗臺主要是對受損、不能直接讀取數據的記錄器進行解剖,從保護層中取出記錄介質,在黑匣子里面,電路板上珍貴的指甲大小的芯片就是記錄介質,再將記錄介質安裝到一個完好記錄器中,從而順利讀取數據。
如何處理記錄器?
技術人員剝離黑匣子外面的保護材料,并仔細清潔連接,以確保它們不會意外擦除數據,而且必須下載并復制音頻或數據文件。這些二進制形式的數據本身一開始沒有任何意義,只有在解碼后變成圖形才有用。
調查人員有時會使用一種叫做“光譜分析”的檢查聲音的方法,讓科學家能夠辨別出幾乎聽不見的警報或爆炸的第一次短暫的爆裂聲。在法國BEA,有一個像錄音室一樣的聽音室,帶有與顯示同步數據的屏幕相連的音頻混合和播放設備。四個通道將聲音和環境噪音分開。大多數錄音帶只有主要調查員和少數人聽到,然后密封。
破損黑匣子的譯碼時間可能很長
國際航空事故調查專家組梳理了1990~2016年間,全球最大起飛重量在5700公斤以上的民航飛機亡人事故1157起,在這些起事故中,有94%的事故調查進行了4年(含)以上才公布了最終調查報告。調查報告遲遲未能公布,也是國家事故調查能力不足的直接體現。有7%的國家反饋缺乏調查資源。例如,因為沒有相應的記錄器譯碼能力,調查中不能及時獲得事故的關鍵數據,從而延誤了調查工作的開展。
當空難發生后,公眾和媒體恨不得馬上知道黑匣子藏著的秘密,但是對于黑匣子尤其是破損的黑匣子中數據的提取,往往更加困難。即便如此,根據黑匣子的損壞情況和事故類型,一些事故調查人員承認可以在幾天甚至幾小時內得到一些關于空難的基本情況,話是這沒說,但是這些情況極有可能不能完整準確地反映事故的真實面貌,所以調查人員更喜歡有條不紊地工作,而時間可能是一年或更長時間才能完成。比如,法國BEA對2010 年埃塞俄比亞航空公司的墜機事件中的記錄器進行了分析,而整個事故調查則好用了2年時間。
總結
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