基于本体与蚁群的飞机维修排故信息协同集成方法研究

为了提高飞机维修排故效率，针对飞机维修排故信息多源性、分布式和异构的特点，鉴于本体在解决语义异构问题上的优势，研究提出了基于本体的多源异构飞机维修排故信息协同集成技术路线，给出了飞机维修排故本体信息建模方法。为了快速有效地构建飞机维修排故本体信息模型，建立了基于蚁群的本体信息模型协同生成算法。并以某型飞机气源系统维修排故信息集成为例验证了上述方法的可行性与有效性。

在航空业，飞机的维修排故效率对航空公司的安全与利润有着至关重要的影响。目前，机务人员主要通过查阅维修手册并结合排故记录及维修经验来进行维修排故。但是由于维修排故信息的来源广泛， 包括文本文件、Excel 文件、XML、关系数据库等，以不同的存储方式分散存储于不同的媒介中，组织结构也各不相同[1]，如何进行维修排故信息的集成与管理成为当前的一个研究热点。

美空军Armstrong 实验室在80 年代末期开展了集成化维修信息系统(IMIS)的研究[2]，试图开发一种适用于外场维修的综合维修信息系统。在此基础上，国内也进行了相关研究，文献[3]对维修信息集成系统的原理和组织结构进行了研究，但缺乏具体实现方法。文献[4]、文献[5]对装备的维修信息集成方法进行了研究，并针对具体案例给出了实现方法。但是这些信息集成方法并不能解决语义结构不同的信息集成问题。本体能准确描述概念含义及其之间关联，能够通过逻辑推理获得概念之间的关系，具有很强的表达概念语义和获取知识的能力，因此有人提出将本体论用于解决信息集成中的语义异构问题。文献[6]利用本体建立了飞机的系统模型，用于飞机舵面的故障诊断。文献[7]和[8]对复杂装备的维修和故障案例进行了本体建模。文献[9]依据飞机维修领域知识的特点，利用本体论知识构建了飞机故障本体。

现有研究大都由单人完成本体构建。对于多源性、分布式和异构性的飞机维修排故信息，如果仅仅由单人手工构建维修排故信息本体，工作量大，更新困难，且会遗漏重要映射关系。本文为提高飞机维修排故效率，鉴于本体在语义信息集成上的优势，提出了一种基于本体的飞机维修排故信息协同集成方法，并研究相应的协同生成算法，以高效准确地实现飞机维修排故信息集成。

2. 飞机维修排故信息协同集成技术路线 飞机的维修排故信息主要来源于各类技术手册、CMS 维护信息、EICAS 信息、航后机组报告、QAR数据、地面维护报告等。这些信息往往以独立的形式保存于不同的存储介质中，使得维修排故信息的利用率低下，不能发挥应有的作用。为提高维修排故信息利用率，研究维修排故信息协同集成方法。

维修排故信息协同集成的主要基本思想是，用本体解决多源异构维修排故信息的集成建模问题，用协同生成算法解决本体构建工作量大和更新困难的问题。总体技术路线如图1 所示。