基于语谱图的管制员疲劳检测方法

管制员作为空中交通管制的参与者,检测其工作状态对飞行的安全与正常有着重要意义。针对管制员工作过程中不同状态下的陆空通话记录,提出一种基于管制员语谱图的疲劳检测方法,通过对采集到的正常与疲劳两种状态下的陆空通话数据进行数据分割及预处理,采用傅里叶变换进行语音信号特征可视化,获得管制员语谱图;针对管制员语谱图数据搭建ConvNeXt模型,对模型进行训练学习不同状态下管制员陆空通话语谱图特征;通过实验得出所提方法对管制员疲劳状态检测准确率达97.1%,验证了方法的有效性,可以为管制员工作安排提供参考依据。     

基于语谱图的管制员疲劳状态检测研究

在现阶段利用陆空通话语音对管制员的疲劳状态的研究中,大多只考虑了语音在时域或频域的变化,而忽视了疲劳会同时在时域与频域上产生影响。本文将三种疲劳状态下的陆空通话语音分别转化为可同时反应时域与频域特性的语音频谱图像,利用灰度共生矩阵（GLCM）提取四维典型的特征参数,对比管制员在不同状态下特征参数的变化情况,确认所选特征具有较好的区分度,将所选特征作为管制员疲劳检测模型的输入特征进行检测。结果表明：利用语谱图特征结合传统特征作为输入特征的检测准确率最高,达到95.49%,较单一使用传统特征的检测准确率高出4%;管制员疲劳状态的变化会直观地反映在语谱图上,并会对其特征值产生影响,利用这种影响对管制员疲劳状态进行检测,可以得到良好的检测结果。     

空中交通管制员的眼动行为与疲劳关系

在空中交通管制工作中,管制疲劳程度度量是一项需要长期研究的重要课题。实时测量管制员的疲劳程度,对航空运输系统的安全运行有重要意义。提出以眼动行为特征指标作为反映管制员疲劳程度的依据,利用faceLAB 5.0系统记录了管制员在正常状态和疲劳状态下进行管制模拟实验的眼动数据和绩效数据,分析了管制员的绩效数据与眨眼频率和瞳孔直径两种眼动指标在不同状态下的变化规律。研究发现与正常状态相比,管制员在疲劳状态下的眨眼频率增加,瞳孔直径减小。随着任务时间的增加,被试的绩效变差,眨眼频率增加,瞳孔直径减小,表明被试的工作状态从正常状态转为疲劳状态。统计分析结果说明,眨眼频率和瞳孔直径能够有效地检测管制员的疲劳状态,充分刻画不同工作时段管制员工作状态的变化,为开发实用的疲劳监测系统提供理论基础。     

防止精神疲劳给空管安全带来的隐患

我们在分析人为因素在空中交通管制工作中的作用的时候,往往注重的是对管制员各种行为的约束。我们在不断地向管制员要安全的同时,却忽视了管制员在紧张的管制工作中的精神承受能力。笔者从分析管制工作的特点入手,分析管制员由于工作压力容易出现的精神疲劳对空管安全产生的影响,并提出缓解疲劳的方法,防止其给空管安全带来危害。     

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。     

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。     

中美民航院校空中交通管制学员模拟机培训模式差异研究

管制模拟机训练是空中交通管制员养成阶段的必要学习内容,各国民航法规均对空中交通管制员各个培训阶段的模拟机训练做出了要求。高等院校在民航空中交通管制员的基础训练中起到了关键的作用,本文以美国肯特州立大学和中国民用航空飞行学院的空中交通管制学历项目为代表对中美管制员基础培训中的模拟机培训模式差异进行归纳分析,发现美方院校具有更规范的模拟机实验室管理办法和教学逻辑。笔者建议中方院校当改善模拟机课程设置和训练管理方法,以达到学员训练的最好效果。     

空中交通管制员技能评估主成分分析方法

为改善空中交通管制员技能评估方法,以管制员作业结果评估为立足点,建立了涵盖空中交通流密度、管制运行安全性能、管制运行效率性能及管制员工作负荷等4类因子的管制员技能定量评估指标体系,并给出了基于主成分分析法的管制员技能定量评估方法。经各等级管制员雷达模拟机多场景测试验证,采用新方法对100个测试样本的评估结果符合实际;相比通过管制教员观察管制员作业过程得出人工评定结果的传统方法,新方法的科学性、客观性及适用性更优。     

开发深层意识,走向知行合一——试论管制员的修炼之路

实现空中交通的科学和安全管理,不仅是所有民航工作者的期望,也是全体管制员为之努力工作的最高目标。管制工作的特殊性，使其对空中交通的安全运行具有其他岗位无法相比的影响。从以往发生的众多空中交通安全事件中可以看出，许多事件仅仅因为管制员的一个失误，便造成机毁人亡的严重后果；又有不少危急事件，由于管制员的出色表现而得以化险为夷。由此可见管制员水平的高低对空中交通安全有多么大的影响，提高管制员的业务水平，实现管制指挥的准确无误是何等重要。     

基于博弈论的飞行安全风险评价

通过研究飞行机组与空中交通管制员之间的合作问题,以达到对飞行安全风险的分析和评价;结合博弈论的基本思想和方法,应用贝叶斯条件概率定理和NASH策略对飞行机组与管制员之间的合作关系进行定量分析,建立飞行安全风险博弈模型假设;根据Bayesian决策模型和NASH均衡算法,计算出飞行机组与管制员之间的局势均衡点,即飞行安全风险的最小值;通过仿真计算表明,该结果对改善航空公司安全管理的科学性、可靠性和进一步降低事故率以及提高飞行安全水平具有一定的参考价值。     

A model of air traffic controllers' conflict detection and conflict resolution

A model of the mental activities of en route controllers in air traffic control (ATC) is outlined. As an example of the psychological research rendering the basis for this model, the methods and results of an experiment with experienced controllers is sketched which is concerned with conflict detection in ATC. Further, a procedure for conflict resolution is described, supplementing the general model. This procedure is designed to be transformed into a computer based assisting system in ATC. Problems and functions of operator models in the development of new technologies in air traffic management are discussed.     

空中交通拥挤的识别与预测方法研究

随着航空运输业的迅猛发展,空中交通拥挤现象日益严重,空中交通拥挤研究已经成为国际民航界的一个研究热点。其中,空中交通拥挤的识别与预测是空中交通拥挤研究的主要内容之一,在此基础上综述了国内外有关空中交通拥挤识别与预测方法的研究状况。首先概述了基于不同拥挤形成因素和拥挤后果的空中交通拥挤概念的研究状况;接着依据所用交通数据时间尺度的不同,分别针对基于短期数据的阈值判别方法、基于长期数据的聚类识别方法以及基于混合数据的综合评价方法综述了空中交通拥挤的主要识别方法;然后分别基于数理算法(统计算法、交通流模型算法和智能算法)和计算机仿真模拟技术综述了空中交通拥挤的主要预测方法;最后指出了空中交通拥挤识别与预测问题的近年研究热点和未来的研究方向。     

空中交通复杂性研究进展

空中交通复杂性是空中交通态势的本质属性，是空中交通管制工作负荷的主要驱动因素。空中交通复杂性的科学评价是实现空中交通精细化管理的关键，也是当前空管领域研究热点。本文介绍了国内外空中交通复杂性的研究团队，梳理了空中交通复杂性与工作负荷、安全水平等相互之间的区别和联系，并详细分析了现有研究的具体研究路线。在分析新一代空中交通管理系统特征的基础上，对空中交通复杂性的未来研究趋势和方向进行了展望。     

一种基于威布尔分布的金属疲劳试验异常数据判别方法

金属疲劳试验的数据符合威布尔分布,是非对称的统计分布,而现有的异常数据判别方法均基于对称性分布(正态分布、t分布)。威布尔分布与对称性分布(正态分布、t分布)主要差异体现在低寿命区和高寿命区,这正是异常数据出现的区域。基于威布尔分布推导了一种异常数据判别方法,推导过程中进行了合理地工程处理。经比较,该方法相对于基于对称性分布的判别方法更可靠。     

基于复杂网络的空中交通特征与延误传播分析

空中交通流量管理主要集中在尾随间隔、空中等待等局部战术空中交通流量调配,对空中交通流量整体运行规律、延误传播和整体解决的研究较少。航空运输网络是一个复杂系统,从复杂网络理论角度对航空运输网络进行研究很有必要。首先,分析了空中交通流量网络的度、度分布、权值、权分布、流量、容量、延误等静态特征;然后,提出了空中交通流量网络整体效能评估方法,使用选择性攻击和随机攻击方法分析了空中交通流量网络的抗毁性,基于负荷容量级联失效模型和病毒传播模型与空中交通延误传播的相似性建立了空中交通延误传播模型,最后,使用实际运行数据验证了空中交通流量网络的特征与延误传播模型的有效性,该研究可以为大范围空中流量管理提供决策支持。     

空域网格化方法及其在空管中的应用研究

传统的空域理论方法面临交通密度快速增长、空域管制对象复杂多类异构等一系列问题,研究空域数字化建模,发展出新的空中交通四维时空框架,在此基础上开展全新的空域与空中交通流量协同管理是当前的迫切需要。本文聚焦包括平面格网模型以及空域空间格网模型的空域网格化方法的总结,并对空域网格化方法的空管应用研究进行综述,在此基础上,对空域网格化及数字化研究重点及发展趋势进行综合分析。本文研究能够为空域网格化及数字化理论与应用的可持续发展提供科学指引。     

低空无人机交通管理概览与建议综述

大量无序飞行的低空无人机运行会对地面设施、公共安全、空中载人飞行器等带来危害。然而,目前民航空中交通管理不能适应未来数以百万架的无人机。为了应对该挑战,世界各国针对低空无人机空中交通管理开发了新框架。低空无人机空中交通管理属于近几年出来的新事物。藉此聚焦于低空无人机交通管理,从4个方面进行概览：低空无人机相关的空中交通基本概念及现状、低空无人机交通管理介绍、低空无人机交通管理的关键技术和低空无人机交通管理相关科学问题,以期望对无人机产业健康发展有一定的建议意义。     

气流激励下的叶片高周疲劳寿命研究的发展

航空发动机中叶片振动引起的高循环疲劳失效是尤为突出的问题,对近年来国内外关于叶片高周疲劳寿命的基本方法和研究进展进行了较为详细的综述,总结了目前叶片高周疲劳寿命研究的方法和特点.指出开展叶片高周疲劳寿命预估方法研究的重要途径是完善叶片系统在尾流激励下的动力响应分析方法和将概率设计引进叶片高周疲劳寿命评估.而进行叶片系统的振动响应分析,依赖于轮盘-叶片一体的三维实体模型的精确建立和适合于工程应用的流固耦合求解技术的完善.