基于绩效的空中交通管制员工作负荷灰类评定

为强化空中交通管制员工作负荷的内涵研究,经统计回归分析得到管制员工作负荷与工作绩效的拟合函数,进而应用灰色统计评估方法建立了基于绩效的管制员工作负荷等级评定模型。实例分析中,将成都地区管制员工作负荷划分为"极高"、"高"、"适中"、"低"4个灰类,建立了各灰类的白化权函数,并针对3个扇区的管制员工作负荷进行了等级评定,结果分别为"极高"、"高"、"适中"。经在管制专家中开展层次分析法进行主观评判,3个扇区的管制员工作负荷权值依次为0.52,0.28,0.20,证明所提方法有效。     

基于管制员工作负荷的终端区容量评估

对现有的基于管制员工作负荷的空域容量评估方法进行分析,并比较各自的特点。提出了改进的基于管制员工作负荷的容量评估模型,模型的建立不仅考虑了管制员工作负荷的不同类别,即通信负荷、非通信负荷和思考负荷,还考虑了空域内航路结构的复杂性,即区分空域内不同航路走向上运行的航空器数量。描述了基于新建模型的容量评估方法。以哈尔滨机场终端区为背景,在雷达管制的基础上,使用新建立的模型,采用回归分析方法,计算了终端区容量,验证了所提模型和方法的可行性与适用性。     

基于扇区复杂性因素的管制员工作负荷分析

管制员工作负荷已成为制约航空运输进一步发展的关键因素之一,有效的管理管制员工作负荷对确保空中交通安全意义重大。考虑单纯使用扇区流量评价管制员工作负荷的不足,以扇区复杂性因素作为管制员工作负荷的测评指标;通过设计并实施管制运行仿真实验,获取相关运行参数数据;分别构建基于扇区复杂性因素及单纯扇区流量的管制员工作负荷评估模型并予以对比分析。分析结果显示,较之单纯使用扇区流量,基于扇区复杂性因素的评估模型其评估效度优势明显。     

进离港分离下的进近管制员工作负荷统计模型

主要研究了在进离港航线分离同时不考虑跑道影响条件下,提出了进离港分开考虑统计进近管制员工作负荷,在此基础上建立了进近管制员工作负荷统计模型。最后结合上海进近扇区2对模型进行了检验,验证了模型的准确性和可靠性。     

多生理参数管制负荷模型下的扇区BSP划分

为了合理评估管制员的主观（认知）工作负荷，实现均衡管制员工作负荷的空域扇区划设目标，在前期研究基础上，考虑航空器数量、冲突点数量以及进离场航班比例对管制员工作负荷的影响，运用回归分析的方法，建立了基于多生理参数的管制员工作负荷多元回归模型。应用二叉空间分割（ BSP ）算法实现了空域扇区划分，结合多元回归模型实现了均衡管制工作负荷的扇区最优划设。算例结果验证了管制员工作负荷模型的合理性，BSP法均衡了不同扇区间的管制工作负荷。     

建筑尾迹中直升机进场着陆策略研究

城区环境中的建筑尾迹对直升机的安全起降有很大的影响,为研究建筑尾迹中安全进场着陆策略,提出了一种基于飞行员工作负荷的飞行安全评估方法。以某型直升机为研究对象,建立耦合建筑尾迹流场的飞行动力学模型,进行人在环飞行仿真,并基于Cooper-Harper评级体系建立了飞行员工作负荷评估模型。采用该评估模型对直升机城区建筑尾迹中,不同进场着陆方式的最优化飞行操纵进行评估。结果表明:直升机平衡计算与试飞数据吻合良好,验证了飞行动力学模型的准确性;采取迎风的进场方式,可有效减小飞行员工作负荷,为提高进场着陆的安全性,采用45°~60°方位进场较合适。     

管制员工作负荷评估方法研究

本文从理论方面比较深入的研究了管制员工作负荷的评估。论文首先介绍了管制员工作负荷的定义以及工作负荷的分类,然后指出已有的管制员工作负荷分类的不足,进一步提出了管制员工作负荷新的分类方法,并以此为基础建立了管制员工作负荷评估的理论模型,提出了评估工作负荷的具体方法和过程。     

基于脑电功率谱密度的作业人员脑力负荷评估方法

脑力负荷状态的准确识别对减少因作业人员无效脑力负荷导致的人因事故具有重要意义。针对人-机系统中作业人员脑力负荷客观评估问题开展了基于MATB-Ⅱ平台的3种不同脑力负荷水平下的航空情境实验，记录16名被试的NASA任务负荷指数（NASA-TLX）量表数据和脑电（EEG）信号，提出了一种基于脑电功率谱密度（PSD）和支持向量机（SVM）的个体脑力负荷评估方法。结果表明：随着实验设计脑力负荷水平增加，被试的主观脑力负荷得分显著提高（p<0.001），这表明该实验任务设计较好地诱发了低负荷、中负荷和高负荷情境。在此基础上，通过网格搜索法确定个体脑力负荷评估模型的统一优化参数，惩罚系数取3 000，核函数参数取0.000 1，模型测试正确率达到0.966 5±0.029 8，宏平均的受试者工作特征曲线下的面积（Macro-AUC）达到0.991 0±0.011 4。本文为作业人员脑力负荷状态的客观和准确评估提供了一种新的办法，为后期作业人员脑力负荷状态的实时判别提供模型基础。     

空中交通改航路径评估方法研究

针对航班改航路径的优劣提出了三种评估模型.首先,从航线的安全性、经济性、管制员及飞行员的工作负荷、同计划航线的差异和航线飞行的舒适性角度出发,选取5个评估指标.然后,应用层次分析法分别确定这5个指标在飞行-空管评估模型、航空公司评估模型和综合评估模型下的权重.最后,将各评估模型应用于现有改航飞行路径的评估,研究结果表明...     

基于EEG的驾驶舱告警信息设计研究

针对直升机驾驶舱人机交互中认知负荷问题，设计飞行模拟试验，探究视觉和听觉告警对飞行员认 知负荷的影响。基于多元线性回归方法，通过主观评价结果、反应时间、准确率和脑电信号等指标，构建了直 升机驾驶舱人机交互认知负荷评估模型。结果表明文字颜色、语音提示两种告警特征对飞行员信息加工均会产 生影响，使用多元线形回归模型可对不同告警方式下受试对象的认知负荷水平进行评估，构建的评估模型能够 较准确地评估直升机驾驶舱中飞行员的认知负荷，可为优化驾驶舱交互设计、降低飞行员认知负荷、减少人为 差错提供依据。     

A model for discrimination and prediction of mental workload of aircraft cockpit display interface

With respect to the ergonomic evaluation and optimization in the mental task design of the aircraft cockpit display interface, the experimental measurement and theoretical modeling of mental workload were carried out under flight simulation task conditions using the performance evaluation, subjective evaluation and physiological measurement methods. The experimental results show that with an increased mental workload, the detection accuracy of flight operation significantly reduced and the reaction time was significantly prolonged; the standard deviation of R-R intervals（SDNN） significantly decreased, while the mean heart rate exhibited little change; the score of NASA_TLX scale significantly increased. On this basis, the indexes sensitive to mental workload were screened, and an integrated model for the discrimination and prediction of mental workload of aircraft cockpit display interface was established based on the Bayesian Fisher discrimination and classification method. The original validation and cross-validation methods were employed to test the accuracy of the results of discrimination and prediction of the integrated model, and the average prediction accuracies determined by these two methods are both higher than 85%. Meanwhile, the integrated model shows a higher accuracy in discrimination and prediction of mental workload compared with single indexes. The model proposed in this paper exhibits a satisfactory coincidence with the measured data and could accurately reflect the variation characteristics of the mental workload of aircraft cockpit display interface, thus providing a basis for the ergonomic evaluation and optimization design of the aircraft cockpit display interface in the future.     

Augmented flight dynamics model for pilot workload evaluation in tilt-rotor aircraft optimal landing procedure after one engine failure

An augmented flight dynamics model is developed to extend the existing flight dynamics model of tilt-rotor aircraft for optimal landing procedure analysis in the event of one engine failure.Compared with the existing flight dynamics model, the augmented model involves with more pilot control information in cockpit and is validated against the flight test data. Based on the augmented flight dynamics model, the optimal landing procedure of XV-15 tilt-rotor aircraft after one engine failure is formulated into a Nonlinear Optimal Control Problem(NOCP), solved by collocation and numerical optimization method. The time histories of pilot controls in cockpit during the optimal landing procedure are obtained for the evaluation of pilot workload. An evaluation method which can synthetically quantify the pilot workload in time and frequency domains is proposed with metrics of aggressiveness and cutoff frequencies of pilot controls. The scale of the pilot workload is compared with those of the shipboard landing procedures, bob-up/bob-down and dash/quickstop maneuvers of UH-60 helicopter. The results show that the aggressiveness of pilot collective and longitudinal controls for the tilt-rotor aircraft optimal landing procedure after one engine failure are higher than those for UH-60 helicopter shipboard landing procedures up to the condition of sea state 4, while the pilot cutoff frequency of collective control is lower than that of the bob-up/bob-down maneuver but the pilot cutoff frequency of longitudinal control is higher than that of the dash/quick-stop maneuver. The evaluated pilot workload level is between Cooper–Harper HQR Level 2 and Level 3.     

民用运输类飞机最小机组工作量评估中的评估机组选取研究

研究了民用运输类飞机最小机组工作量评估中的评估机组选取问题。通过比较不同飞行人员的服役经历、背景及其在最小机组工作量评估中的差异,给出了一套可行的最小机组工作量评估机组的选取原则。     

管制员信息处理能力模糊评价

信息处理能力是管制员能力和工作负荷的重要组成部分。针对此方面缺乏系统研究的实际，详细分析了管制员信息处理能力的影响因素，给出了评价指标体系，建立了多级模糊评价模型，实现了此能力的量化评价。通过对管制员的具体评价，符合管制员的自身情况，证明了方法的有效性。     

建模与仿真VV＆A辅助软件设计与实现

设计开发了MSVAS（建模与仿真VV＆A（校核、验证和确认）辅助软件）,提高导弹动力学仿真系统VV＆A自动化程度。过程管理模块通过工程配置文件设计,提供VV＆A流程的图形化设计与管理、任务安排等功能,指导VV＆A工作顺利进行;评估分析模块提供方法库,为各类具体评估工作提供技术方法支持;模型测试模块提供各种试验设计方法,目的是为充分测试评估模型的可信性设计各类测试实例;资源管理模块对导弹动力学系统VV＆A所涉及到的数据、模型和文档等资源进行了合理、有效的管理。MSVAS能为导弹动力学仿真系统VV＆A提供过程管理、技术等支持,提高了VV＆A工作效率,并减轻工作者的负担。     

面向机组工作量审定的民用飞机人机交互适航验证场景设计

设计有效的民用飞机人机交互适航验证场景是实施机组工作量审定的基础。依据中国民航规章CCAR-25 部1523 条款和附录D 适航验证性要求,通过对运输类飞机机组工作量适航验证条款的解读,建立工作量审定人机交互适航内容及验证流程;确立机组工作量审定民用飞机人机交互适航场景设计原则,分别从测试机组、运行过程、运行环境以及运...     

基于贡献度模型方法对空中交通管制中心系统的效能评估

 空中交通管制(ATC)中心系统的效能变化,直接影响到管制员的工作负荷和管制中心所辖空域的交通容量,是ATC系统的关键运行指标。基于系统行为表现的效能概念框架,采用系统效能分析的贡献度模型方法,对ATC中心系统的运行环境和工作过程进行了建模分析,构建了一个由9个外部环境变量和50个内部单元变量构成的ATC中心系统行为关系模型。通过采集系统专家和管制人员对外部信息贡献度和内部功能关键度的等级判断,计算生成了反映系统内外因素变化对系统效能影响的系统效能贡献度模型,并利用该模型对一个实际运行的ATC中心系统进行了效能分析评估,初步揭示了ATC中心系统效能变化的特点和规律。评估结果与运行专家对系统效能的经验判断具有较高的吻合度,验证了所创建的ATC中心系统效能贡献度模型及其分析方法的合理性。