智能巡更系统在飞机强度疲劳试验中研究及应用.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 26 日 作者简介：盛锴（1974），男，陕西西安人，本科，高级工程师，主要研究方向为飞机结构静强度/疲劳试验控制。-174-智能巡更系统在飞机强度疲劳试验中研究及应用 盛 锴1,2 张书彬1,2 史 绸1,2 高 楠1,2 1.强度与结构完整性全国重点实验室 第十二研究室，陕西 西安 710065 2.民机全尺寸飞机结构静力/疲劳实验室，陕西 西安 710065 摘要：摘要：在全尺寸飞机结构强度疲劳试验中，对飞机结构变化的巡查工作尤为重要。如何快速有效地巡查飞机结构变化，为试验人员定位并检查飞机结构重点巡查部位提供信息，减少巡查时间，从而提出智能巡更系统来解决此问题，其目的是帮助管理人员利用本系统来完成对巡更人员和巡更工作记录进行有效的监督和管理，并且可以提高试验人员的巡查效率，同时该项系统还可以对一定时期的巡查路线的巡更工作情况做详细记录。关键词：关键词：智能；巡更系统；疲劳试验；读卡器 中图分类号：中图分类号：TN710.1;TN602 在全尺寸飞机结构强度疲劳试验中，定时对飞机结构变化的巡查工作尤为重要。在飞机各重要巡查部位附近都安装有巡更打卡点，它对试验巡查人员在检查飞机各重要部位起到重要作用。常规来讲，试验巡查人员在巡查整个飞机结构变化时，难免会忽视了一些重要部位的巡查，导致巡查不到位，使得飞机重要部位发生变化时，不能被及时发现，影响飞机结构强度疲劳试验进度。该系统已应用于多种型号飞机的疲劳试验，使得值班人员在各项疲劳试验中及时有效地检查出飞机重点考核部位损伤、飞机姿态异常等故障，保证了试验安全及进度，取得了良好的效果。1 系统组成 1.1 系统原理 智能巡更系统将巡更点安放在巡查路线的关键点上，试验巡查人员在巡查的过程中用随身携带的巡更读卡器读取每个巡查点的设置点，如然后按路线顺序读取巡更点并检查相应的地方，巡更设备将巡更点的编号及读取时间保存为一条巡查记录。定期用通讯座将巡查设备中的巡查记录上传到计算机中。管理软件将事先设定的巡查计划同实际的巡查记录进行对比，就可得出巡查漏检、误点等统计报表，通过报表可以真实的反应巡查工作的实际完成情况。1.2 系统功能 智能巡更系统是一种利用电子技术对巡逻、巡查等工作进行管理和记录的系统。它通过集成手持设备、读卡器或扫描仪以及相应的软件应用，实现对巡更人员的定位、巡检路线的规划、巡查记录的实时传输和数据分析等功能。巡更人员使用手持设备进行巡查工作，通过扫描巡查点上二维码、条形码或 RFID 标签等进行巡查记录，同时手持设备还可以定位和记录试验巡查人员的位置信息。巡查数据可以通过无线网络或移动网络实时传输到后台服务器进行存储和处理，后台管理软件可以安排巡查路线，设定巡查计划，并接收和分析巡查数据，生成报表和异常报警。智能巡查系统的目的是提高巡查工作的效率和准确性，减少人工巡查的工作量，实时监控巡查情况，提供数据分析和报表统计等功能。它在保安、物业管理、工厂巡检等领域得到广泛应用，能够提高巡查的准确性和可靠性，降低巡查漏检和误检的风险，提升整体的管理水平和服务质量。智能巡更系统通常由以下几个组成部分构成：智能巡更系统的优势包括提高工作效率，减少人工巡查的工作量，实时监控巡查情况，提供数据分析和报表统计等功能。它广泛应用于保安、物业管理、工厂巡检等领域，可以提高巡查的准确性和可靠性，降低巡查漏检和误检的风险。2 系统主要部件及功能 本系统主要组成部分包括：巡逻点、读卡器、巡更软件、计算机、打印机等部分。2.1 巡逻点 巡逻点：通常具备定位功能，可以记录试验巡查中国科技期刊数据库 工业 A-175-人员的位置信息，并配备巡查点的扫描功能，用于记录巡查的时间和地点（图 1 所示）。图 1 巡逻点实物图 2.2 巡更读卡器 巡更读卡器：用于读取巡查点的二维码、条形码或 RFID 标签等，以确认巡查的位置和时间（图 2 所示）。图 2 巡更读卡器实物图 2.3 巡更软件 巡更软件：巡更系统的后台管理软件可以安排巡查路线，设定巡查计划，并接收和分析巡查数据。这些软件通常具备数据统计、报表生成、异常报警等功能。2.4 计算机 对数据进行传输和存储。巡查数据可以通过无线网络或移动网络实时传输到后台服务器进行存储和处理。这样可以确保数据的安全性和可靠性，同时也方便了数据备份和查阅。2.5 打印机 主要用于打印巡更数据报表。3 软件功能 智能巡更系统的软件主要实现以下功能：（1）卡号设置 卡号中输入巡更点的编号，名称输入巡更点安装飞机检查部位名称，巡更点卡号可以在巡更点上查看。如果巡更点上没有卡号或巡更点已经安装，可以用巡更棒打按顺序打卡并记下相应点的名称，然后用数据线将巡更棒连接到软件，进入资源管理-卡号管理-从设备添加卡号，就可以看到打卡的巡更点的卡号，然后输入相应卡号的名称就行。（2）线路管理 包括添加线路、编辑线路和删除线路三种方式。a）添加线路：页面默认显示全部线路下所有线路；b）编辑线路：如需对线路进行编辑；c）删除线路：选中该线路，进行删除该线路。（3）班组管理 包括以下六个方面：a）设置班组名称：页面默认显示所有班组，如需进行新增班组，选择一个父班组进行添加班组并保存；b）编辑班组名称：选中数据中要编辑的班组名称进行编辑并保存；c）删除班组：选中数据要删除班组进行删除并确定；d）添加班组内的人员：选中要添加班组，进行添加人员名称并保存；e）删除班组内的人员：选择要删除的人员进行删除并确定；f）查询：输入人员卡和人员的关键字-点击查询，即可查询相应条件下的结果。如果要查询所有的人员信息，清空关键字进行查询，或者手动点击“刷新”。（4）设备管理 编辑设备信息：选择数据并点击编辑，在此修改线路名，设备编号和类型编号是只读的，不可以进行编辑，然后进行保存编辑成功。删除设备信息：选中要删除的数据点击删除并确定，则删除成功。查询设备信息：选择查询类型（巡检器编号、线路名称、巡检器类型），在搜索中输入关键字并点击输入框内的放大镜或者按 enter 键，即可得到查询结果，如果需要查询出所有的设备信息，点击刷新或者清空查询条件中国科技期刊数据库 工业 A-176-进行查询。（5）事件管理 该功能模块仅在有事件型设备时才会使用，若无事件型设备可予以忽略。添加：选中事件管理”并选择添加，然后输入相应的事件名称并保存”即可。此处具有连续添加的功能。编辑事件：如果事件信息添加错误时，可以选中数据，单击“编辑”，对事件进行重新编辑。删除事件：如果需要删除事件，选中数据，点击删除，即可删除数据。查询。输入关键字并点击放大镜或者按下 enter 键进行查询，即可查询相应条件下的结果。如果要查询所有的事件，删除关键字进行查询，或者手动点击“刷新”。（6）计划管理 包括以下三个方面：a）计划基本信息 填写的计划名称和起始日期及计划建立的时间。允许误差：计划允许的误差时间。误点误差：计划开始计算为误点的时间。误点误差必须大于允许误差。b）添加巡检时间段 周期选择：根据周期模式来显示相应的内容。添加巡检时间段：开始时间：计划开始执行的时间；工作时间：巡检人员需要巡检的时间；休息时间：计划中间休息的时间。c）添加巡检人员 不指定人员：按照人员卡巡检；指定人员：从人员列表选择指定的人员进行巡检；指定班组：根据班组里的人员进行巡检。时间段设置完成后，点击“添加计划时段”，将时段信息添加到右边的周期模式列表。（7）报表管理 机器中的巡逻记录记录在通讯客户端中读取后，可在原始数据中进行查看一条线路下的所有的打点记录。也可以根据开始时间和结束时间，查询以及一个地点或者一个人员的巡逻记录。在选择的开始时间和结束时间范围内，一条线路下在计划时间段内打点的全部次数，也可以查询一条线路下的其中一个地点或者线路下的其中一个人员的巡逻记录，相同的时间段只算一次，记录情况分为合格，误点，漏检。此报表是根据无计划模式，筛选出一段时间内，一条线路下，不同地点不同人员的巡检情况，根据每条线路下地点的每个轮回批次统计。此页面可被导出 EXCEL/导出 PDF 格式文件以便查阅。在通讯页面上传的图片可以在图片报表里面进行查看，同时也可以对图片进行删除操作，选中图片，点击删除即可。警报报表（GPS 机器）：设置机器的网络：进入数据通讯，点击设置网络配置，填写机器的网络信息，包括服务器 IP,服务器端口号等。读取地址卡，发送警报信息读取地址卡，点击机器的警报按钮发送警报（6900 机器按上键 5 秒，其他机器选择机器菜单里面的警报按钮）。（8）数据查询 在选择的开始时间和结束时间范围内，一条线路下在计划时间段内打点的全部次数，也可以查询一条线路下的其中一个地点或者线路下的其中一个人员的巡逻记录，相同的时间段只算一次，记录情况分为合格、误点和漏检。注意：在计划时间范围内，打了多次的卡，只显示第一次打卡的时间和人员记录。此处如果计划人员和巡检人员一致，默认整条记录显示为黑色，如果计划人员和巡检人员不一致，记录显示为蓝色。合格：计划允许的误差时间。误点：计划开始计算为误点的时间。漏检：超过计划巡检的时间。读取完成总耗时：进度条显示当前读取数据的进度，数据读取完成后显示总耗时总记录数：显示当前列表的所有记录数。统计情况：合格，误点，漏检的数量和百分比。导出 PDF 格式文件。查询出数据后，点击导出 PDF，即可将当前页面的数据以 PDF 的格式导出。（9）用户管理 用户角色分为三个部分，超级管理员，管理员，普通用户管理分为四个部分；查询，添加用户，编辑用户，删除用户。用户类型说明：系统所有的用户总共分为三种类型：超级管理员、管理员、普通用户。所有用户（admin除外）的权限都由其创建者授子；创建者的授权范围仅限自己所拥有的权限；系统所有的用户总共分为三种类型；超级管理员、管理员、普通用户。超级管理员：系统中只能有一个超级管理员，即admin，admin 将拥有系统上的所有功能权限、线路权限、班组权限，可对系统中所有的用户信息进行修改、删除,admin 可修改不可删除;管理员、普通用户:此两种类型的作用仅仅是用于用户的标识，不涉中国科技期刊数据库 工业 A-177-及到权限。授权说明：所有用户(admin 除外)的权限都由其创建者授予；创建者的授权范围仅限自己所拥有的权限；创建者可对自己及自己创建用户的用户信息进行查看、修改、删除，如果自己没有创建新用户，那么就只能看到自己的信息；示例：张三添加了李四这个用户，那么在用户管理中，张三则可以对自己及李四的用。用户不可自己扩展权限，若需拓展需要向其创建者申请重新授权；线路和班组的拓展权限也是如此操作。户在使用系统过程中，若有添加线路或是添加班组，那么用户将自动拥有该线路或班组的权限，同时该用户的上级（创建者）也应该自动拥有该线路的权限。示例：张三目前在线路管理中的线路权限。注意：1）在新增用户时，只可选择管理员、普通用户两种类型；2）admin 为系统出厂时默认用户；3）默认密码为 123，建议登录后立即修改 admin 密码。4 智能巡更系统的应用 智能巡更系统由采用先进的活体指纹识别技术，有效防止代检串岗。巡检时，巡检员只需根据现场具体情况可以从设置好的事件表中选择保存相应事件即可，能够准确、客观、全面地采集巡检数据。巡检完成，数据上传至管理后台，保证数据的时效性及安全性。巡检时，巡检员手持读卡器靠近巡逻点，进入巡检记录。数据信息记录保存到读卡器中，读卡器再通过数据传输线连接至计算机上，将数据信息直接上传至管理软件，管理员可实时查看巡检数据。该套系统已成功运用多个型号飞机疲劳试验中，提高了巡检效率和试验进度。5 结束语 智能巡更系统已解决疲劳试验巡检工作量大、检查不到位的问题，为提高巡检效率、及时排查飞机重点考核部分的损伤部分，提高试验进度、降低安全隐患等提供保障，试验管理人员可利用本系统来完成对巡更人员和巡更工作记录进行有效的监督和管理，为各个型号的疲劳试验的巡检提供了重要保障，在类似场景中可推广使用。参考文献 1刘洪正.输电线路巡检机器人M.北京:中国电力出版社,2014.2郝丽,赵伟.LabVIEW 虚拟仪器设计及应用程序设计 数据采集 硬件控制与信号处理M.北京:清华大学出版社,2018.3杨小冬.自动指纹识别系统原理与实现M.北京:科学出版社,2021.4柴晓光.岑宝炽著民用指纹识别技术M.北京:人民邮电出版社,2004.5方大千.电子电路图集(精华本)M.北京:化学工业出版社,2015.6韩广兴.电子工程师实用系统手册M.北京:电子工业出版社,2013.7Johnson 著.张卫华.裴洪文.Visual Studio 2015 高级编程M.清华大学出版社,2016.