《电子技术应用》
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基于OCR技术的航空导航故障诊断系统设计
电子技术应用
曾培彬1,巫威眺2,陈宏达1,黄丹坤1,吴廷发1,黄泽雄1
1.中国民用航空汕头空中交通管理站 技术保障部;2.华南理工大学 土木与交通学院
摘要: 随着航空导航系统复杂性增加,故障诊断愈发关键,对保障系统稳定运行意义重大。针对Thales DVOR 4000 导航系统,设计了基于Paddle OCR的故障定位与可视化系统。为提升数据质量,系统运用IQR、Z-Score方法清洗数据并构建基准数据模型,同时借助Python及PyQt5 UI库开发可视化界面,实现故障信息实时展示与告警。为解决Paddle OCR计算资源占用高的问题,引入multiprocessing库实现系统多线程与多进程并行,提升数据采集效率和系统性能。实验表明,该系统数据识别准确率接近100%,在故障诊断准确率及可视化效果方面表现出色,能切实提升诊断效率,降低运维成本。
中图分类号:V249.32 文献标志码:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.256873
中文引用格式: 曾培彬,巫威眺,陈宏达,等. 基于OCR技术的航空导航故障诊断系统设计[J]. 电子技术应用,2026,52(2):107-116.
英文引用格式: Zeng Peibin,Wu Weitiao,Chen Hongda,et al. Design of aviation navigation fault diagnosis system based on OCR technology[J]. Application of Electronic Technique,2026,52(2):107-116.
Design of aviation navigation fault diagnosis system based on OCR technology
Zeng Peibin1,Wu Weitiao2,Chen Hongda1,Huang Dankun1,Wu Tingfa1,Huang Zexiong1
1.Technology Insurance Department, Shantou Air Traffic Management Station, CAAC;2.School of Civil Engineering and Transportation, South China University of Technology
Abstract: As aviation navigation systems grow in complexity, fault diagnosis becomes crucial for ensuring stable system operation. This paper presents a fault location and visualization system for the Thales DVOR 4000 navigation system, based on Paddle OCR. To enhance data quality, the system employs IQR and Z-Score methods for data cleaning and to build a baseline data model. It also uses Python and the PyQt5 UI library to create a visualization interface, enabling real-time fault information display and alerts. To address the high computational resource consumption of Paddle OCR, the paper introduces the multiprocessing library, achieving system multitasking via multithreading and multiprocessing parallelism. This significantly boosts data acquisition efficiency and system performance. Experimental results show that the system has a data recognition accuracy of nearly 100%, and it excels in fault diagnosis accuracy and visualization effects. It can effectively improve diagnostic efficiency, and reduce operational and maintenance costs.
Key words : navigation system;optical character recognition;visualization technology

引言

DVOR(Doppler VHF Omnidirectional Range)是用于航空导航的地面无线电导航设备,在空管领域发挥着重要的作用:一是在飞行过程中为飞机提供方位信息,帮助进行轨迹规划或是航路保持;二是在飞机起飞和降落阶段,为飞行员提供关键的导航指引,确保飞机按照规定的路径进出跑道[1-2],有助于增强飞行员信心和提高飞行安全性。

无线电导航设备良好运行状态是保障飞行安全的前提,而导航系统准确高效的故障诊断尤为重要。Thales DVOR 4000系统是一种先进的DVOR设备,在全国民航机场内被广泛应用,目前该导航系统的故障诊断主要依赖于传统故障检测与隔离(FDI)技术,该技术通过对设备进行定期的信号强度和调制度检查以及监控参数变化来识别潜在的故障[3-8]。然而,传统故障检测技术存在以下问题:其一,设备监控主要依赖于数据呈现,而数据中参数众多,缺乏深入的分析和挖掘,在面对海量数据时,难以迅速研判故障根源;其二,现有监控数据没有本地存储功能,而是在线实时显示,一旦设备关机或监控系统掉线,相关数据就会随之消失,给故障的重现和诊断溯源带来不便。

另一方面,故障问题仅能通过监控界面和报警系统展示,缺少成熟的可视化系统,这不利于故障修复和问题总结。光学字符识别(Optical Character Recognition, OCR)是一项能够快速高效识别图片文字信息的技术,已应用于船舶制造[9-10]、电子商业[11-12]、测量证书检定[13-15]、疫情防控[16]等多个领域。针对导航系统快速故障识别的痛点问题,本文引入OCR技术及数据处理和分析技术,搭建相关计算机软件系统,实现故障的快速准确定位,为运维人员提供直观的可视化界面,优化故障修复工作流程。


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作者信息:

曾培彬1,巫威眺2,陈宏达1,黄丹坤1,吴廷发1,黄泽雄1

(1.中国民用航空汕头空中交通管理站 技术保障部,广东 揭阳 522061;

2.华南理工大学 土木与交通学院,广东 广州 510641)

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