A320/A321 QAR数据采集与译码分析系统是一套完整的机载数据采集、译码、存储与地面回传解决方案,服务于航空公司飞行品质监控(FOQA)、机队健康管理及维修决策支持。系统采用机载端+地面端双架构设计,覆盖从飞机总线原始数据接收到地面数据分析的全链路。
本项目由航电研究所及航空公司联合发起,面向A320/A321机型飞行品质监控与机队健康管理需求,组建6人项目团队(机载端嵌入式工程师2人、地面端后端开发2人、前端开发1人、测试工程师1人),项目周期共计10个月,按方案论证、机载端开发、地面端开发、联调测试、适航验证五个阶段推进,本人作为机载端核心开发及参数译码引擎负责人承担了UDP数据接收模块、参数映射引擎实现及C#至Python双语言架构重构的全流程交付。技术选型方面,机载端原始版本基于C# .NET Framework搭配MySQL Connector在Windows平台运行,后因国产化适配需求全面迁移至Python 3.10,采用asyncio异步框架配合SQLAlchemy ORM与Pydantic数据校验重建全部业务逻辑层;地面端采用FastAPI框架提供RESTful API服务,数据库选用MySQL 8.0并基于SQLAlchemy完成ORM映射,API鉴权采用JWT Token机制;机载与地面之间的数据传输基于UDP/TCP自定义协议栈实现;部署环境分别为机载Linux与地面Windows Server。项目推进过程中攻克了四大关键技术难点:一是双语言架构重构,原始系统基于C# .NET Framework运行,需迁移至Python以适应国产化环境,最终采用逐模块平移重构策略,先重构数据模型层确保ORM映射一致,再重构业务逻辑层并逐模块比对输出,最后重构API层,同机运行时重构版与原始版双版本并行运行逐帧比对译码结果,历时2个月完成全部模型与API的Python化迁移,累计重构代码量5万余行且译码一致性达到100%;二是机载环境UDP高可靠接收,机载电磁环境下UDP丢包率高达5%,通过序列号校验、超时重传与冗余发送三重保障机制,最终将实际运行丢包率控制在0.01%以下,并支持LRU热插拔与总线冗余切换