眼动指标检测管制疲劳的有效性

为探索检测管制疲劳指标的性能,利用模拟塔台管制软件和眼动仪搭建实验平台进行实验,设计了扫视速度、注视点数、平均注视时长、扫视幅度、闪光融合频率和眼闭合时间比例(percentage of eyelid closure time,PERCLOS)6项指标;并利用卡罗林斯卡嗜睡量表对主观疲劳程度进行评定。通过疲劳前后各项指标的差异显著性,从与疲劳的相关性、受试者工作特征曲线两个方面进行分析,分别评估了指标单项检测和联合检测管制疲劳的性能。研究结果表明:扫视速度、注视点数、闪光融合频率和PERCLOS指标与疲劳呈中度及以上显著相关;其检测管制疲劳的性能在中等及以上水平,可以作为检测管制疲劳的参考指标。指标联合检测管制疲劳的性能要优于单项检测,可以更为准确地检测管制疲劳。所有指标中PERCLOS指标是检测管制疲劳指标中性能最好的指标。

区域管制中注视转移特征

为研究区域管制员在管制过程中的注视转移特征,利用雷达管制模拟机和眼动仪搭建试验平台,设计飞机架次数目(3架、7架)不同的两种模拟管制场景,并划分动态兴趣区,应用马尔可夫链模型分析被试在不同飞机数目下的注视转移特征。结果表明:飞机数量增加后,被试的注视转移范围缩小,且被试当前注视某架飞机时,其下一注视点的注视转移范围仅限某几架飞机之间;而当前注视非飞机区域时,其下一注视点的注视转移范围更广,注意力的分配较前者更为合理。对区域管制员在航班流量较大下注意力分配方面的培训具有重要的参考价值。

塔台管制中情境意识与视觉搜索策略关系研究

为研究不同情境意识水平的塔台管制员的视觉搜索策略,搭建模拟塔台管制眼动试验平台进行试验。利用三维情境意识评定技术(3D-SART)评价被试的情境意识水平,并以注视熵率值和兴趣区内注视点数作为眼动指标,分析被试的视觉搜索特征。研究结果表明:情境意识水平高的被试,其注视点数主要集中于空域监视区与地面监视区域,其注视熵率值显著高于情境意识水平低的被试;前者合理分配注意资源,灵活转移注视点,扫视幅度较大,具有较高的视觉搜索效率;后者则相反。

基于不同部位烟叶外观特征与内在质量分析研究

为了对烟叶的质量进行正确的划分,最为重要的部位就是区分烟叶的部位。对此,笔者结合自身的经验,采用实验分析的方式对不同部位烟叶外观特征、内在质量进行分析,总结外观特征、内在质量存在差异,为烟叶等级的划分提供参考。

基于CART决策树的管制员疲劳检测研究

目的为保障民航安全,开发实时检测管制员疲劳的技术方法,积极进行疲劳预警。方法通过模拟管制实验采集正常与剥夺睡眠状态下受试者的脑电、心电、呼吸、体温和眼动等多源数据并计算疲劳特征指标,同时记录受试者的主观疲劳程度和操作绩效,在此基础上建立识别管制疲劳状态的CART决策树模型。结果RR间期、LF/HF、快波/慢波、PERCLOS和扫视速度均与管制员疲劳呈较强相关,利用决策树融合这五项指标构建疲劳检测模型,其识别受试者正常与疲劳状态的准确率为94.4%,对5级疲劳度的预测准确度为77.5%。结论该模型可以为管制员疲劳监测和预警提供技术手段。

塔台管制室空调气流组织方式的热舒适性研究

针对目前国内塔台管制室空调气流组织方式无专用设计规范、管制岗位热舒适感差这一现状,基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD),利用FLUENT软件对三种气流组织方式的温度场和速度场进行数值模拟,综合温度、风速和吹风感指标对管制室进行热舒适性评价。评价结果表明:塔台管制室空调系统采用上送上回的气流组织方式符合舒适性空调的设计要求;空调送风口设置在房间吊顶边缘位置,回风口设置在房间吊顶中央位置为最优设计方案,能最大限度地满足不同塔台岗位的热舒适性需求。

基于专家-新手范式的飞行员模拟仪表进近注视特征差异研究

为探究飞行员注意资源在驾驶舱仪表间的分配策略,利用眼动仪、DA-42飞行模拟机等搭建仪表进近模拟飞行试验平台,基于专家-新手范式采集飞行教员和飞行学员的眼动数据,并利用注视熵率表征被试者扫视行为的随意性。结果表明:在最后进近航段,全体被试者高度关注姿态仪、水平状态指示器和高度表3个兴趣区,注视时间占总注视时间的78%以上;绩效优组在空速表、高度表、垂直速度表和其他区域的注视时间百分比显著高于绩效差组,而在各兴趣区的平均注视时长显著低于绩效差组;绩效优组的注视熵率显著高于绩效差组,这意味着其在仪表进近过程中的扫视灵活性更大。研究可为指导飞行员培训、预防飞行员人为差错提供参考。

基于支持向量机的管制疲劳检测模型研究

管制疲劳是影响民航安全的重大隐患,准确检测疲劳状态是进行疲劳预警、降低疲劳风险的关键。提出应用支持向量机模型融合多生理参数和眼动指标进行管制疲劳检测,通过MP150多导生理记录仪与眼动仪,采集模拟管制试验中正常与剥夺睡眠状态下被试的试验数据,同时记录其Karolinska疲劳等级和操作绩效。结果表明,RR间期、LF/HF、快慢波比值、PERCLOS和扫视速度均与管制疲劳呈较强相关,利用支持向量机融合五项指标构建管制疲劳检测模型,对于五级疲劳度的识别准确率为78. 1%,判断正常组与剥夺睡眠组的准确率为94. 2%。

航空安全领域的情境意识研究进展

情境意识是航空人为因素研究领域的热点话题之一。通过回顾主流的情境意识理论模型,指明了情境意识从个体、团队到系统的研究趋势;通过总结各种情境意识测量方法的优劣,分析了未来满足实时人因工程要求的情境意识测量方法的研究方向;对情境意识在航空安全领域的应用及对未来方向进行了展望。研究工作对于指导人因差错分析、航空人员选拔以及人机系统设计、保障航空安全具有十分重要的意义。

基于眼动和绩效分析的管制员情境意识测量

情境意识(SA)是影响管制员决策和操作绩效的重要因素。为探究有效测量管制员SA水平的客观指标,搭建模拟塔台管制员眼动试验平台,设计并完成3组不同任务难度的试验。利用最近邻算法(NNI)量化识别被试眼动注视特征,并分析不同注视特征管制员的SA和操作绩效。研究结果表明:随着任务难度的增加,被试的SA水平均呈下降趋势;注视模式呈离散型分布的被试有更高的SA水平和操作绩效;眼动分析中的NNI注视指数是未来实时人因工程中测量SA水平的潜力指标。

基于多元线性回归分析的空中交通管制疲劳预测模型

管制疲劳已成为影响民航安全运行的重要影响因素。为实时检测管制疲劳,积极进行疲劳预警,应用多元回归方法建立了眼动指标与疲劳的预测模型。通过利用眼动仪采集模拟管制实验中被试分别在正常与疲劳状态下的各项实验数据,并记录其主观疲劳程度。实验结果表明,被试的扫视速度、闪光临界融合频率(CFF)、眼闭合时间比例和瞳孔直径在疲劳前后存在显著差异,且与疲劳均呈较强相关;所建立的多元线性回归模型对管制疲劳的预测准确率为68.75%。本研究可以作为管制疲劳的检测和预警的技术储备措施,对保障民航安全具有重要意义。