《電子技術(shù)應(yīng)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。
中圖分類(lèi)號(hào)：V249.32 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.256873
中文引用格式： 曾培彬，巫威眺，陳宏達(dá)，等. 基于OCR技術(shù)的航空導(dǎo)航故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)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）是用于航空導(dǎo)航的地面無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備，在空管領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用：一是在飛行過(guò)程中為飛機(jī)提供方位信息，幫助進(jìn)行軌跡規(guī)劃或是航路保持；二是在飛機(jī)起飛和降落階段，為飛行員提供關(guān)鍵的導(dǎo)航指引，確保飛機(jī)按照規(guī)定的路徑進(jìn)出跑道[1-2]，有助于增強(qiáng)飛行員信心和提高飛行安全性。

無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備良好運(yùn)行狀態(tài)是保障飛行安全的前提，而導(dǎo)航系統(tǒng)準(zhǔn)確高效的故障診斷尤為重要。Thales DVOR 4000系統(tǒng)是一種先進(jìn)的DVOR設(shè)備，在全國(guó)民航機(jī)場(chǎng)內(nèi)被廣泛應(yīng)用，目前該導(dǎo)航系統(tǒng)的故障診斷主要依賴(lài)于傳統(tǒng)故障檢測(cè)與隔離（FDI）技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期的信號(hào)強(qiáng)度和調(diào)制度檢查以及監(jiān)控參數(shù)變化來(lái)識(shí)別潛在的故障[3-8]。然而，傳統(tǒng)故障檢測(cè)技術(shù)存在以下問(wèn)題：其一，設(shè)備監(jiān)控主要依賴(lài)于數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，而數(shù)據(jù)中參數(shù)眾多，缺乏深入的分析和挖掘，在面對(duì)海量數(shù)據(jù)時(shí)，難以迅速研判故障根源；其二，現(xiàn)有監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)沒(méi)有本地存儲(chǔ)功能，而是在線實(shí)時(shí)顯示，一旦設(shè)備關(guān)機(jī)或監(jiān)控系統(tǒng)掉線，相關(guān)數(shù)據(jù)就會(huì)隨之消失，給故障的重現(xiàn)和診斷溯源帶來(lái)不便。

另一方面，故障問(wèn)題僅能通過(guò)監(jiān)控界面和報(bào)警系統(tǒng)展示，缺少成熟的可視化系統(tǒng)，這不利于故障修復(fù)和問(wèn)題總結(jié)。光學(xué)字符識(shí)別（Optical Character Recognition, OCR）是一項(xiàng)能夠快速高效識(shí)別圖片文字信息的技術(shù)，已應(yīng)用于船舶制造[9-10]、電子商業(yè)[11-12]、測(cè)量證書(shū)檢定[13-15]、疫情防控[16]等多個(gè)領(lǐng)域。針對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)快速故障識(shí)別的痛點(diǎn)問(wèn)題，本文引入OCR技術(shù)及數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)，搭建相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)故障的快速準(zhǔn)確定位，為運(yùn)維人員提供直觀的可視化界面，優(yōu)化故障修復(fù)工作流程。


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http://www.ihrv.cn/resource/share/2000006980


作者信息：

曾培彬1，巫威眺2，陳宏達(dá)1，黃丹坤1，吳廷發(fā)1，黃澤雄1

（1.中國(guó)民用航空汕頭空中交通管理站 技術(shù)保障部，廣東 揭陽(yáng) 522061；

2.華南理工大學(xué) 土木與交通學(xué)院，廣東 廣州 510641）

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