基于视频分析的空管员违规行为识别方法*

为利用视频数据对空管员违规行为进行智能化分析,降低不安全事件发生率,提出2阶段的违规行为识别模型（AR-ResNeXt）,基于实地调研构建空管员视频数据集,利用最小化动态多实例学习损失函数和中心损失函数,获得违规行为检测的判别特征表示,结合异常回归网络和ResNeXt网络,完成对空管员违规行为的时序区间检测与动作分类。研究结果表明:AR-ResNeXt模型在自制数据集中,其帧级AUC达到82.9%,分类准确率达到87.8%,可准确识别空管员发生违规行为的时序区间并进行分类,研究结果可为保障空中交通安全奠定基础。     

考虑等待位置的航空器交叉滑行冲突概率模型

为解决交叉道口冲突范围定义不完整等问题,提出了航空器交叉滑行冲突概率模型。该模型针对交叉滑行道结构特点,以T型交叉口为例,综合等待位置、机身长度、喷流范围等要素,扩展冲突区域,基于实时速度、位置变化构造冲突概率模型,并利用速度分布密度函数对模型求解。仿真验证表明:模型能计算不同运动状态的中型机在T型交叉口处的冲突概率,T型道口等待位置对冲突概率影响较大,等待位置较近将造成冲突判断延迟,等待位置较远会产生虚警误判,致使滑行中断。利用实际滑行轨迹验证,结果表明:模型能够再现T型道口上2架中型机滑行冲突产生、发展及解脱过程,计算结果与实际运行情况一致,能为管制员、飞行员提前判断冲突,及时采取措施提供依据。     

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%。     

雷达管制员情景意识评价研究

为更好地评价管制员的情景意识,有效地预测管制员情景意识的发展趋势,保证航空管制过程中的安全,控制航空事故的风险事故率,运用集对分析的五元联系数法构建管制员情景意识的同异反评价模型,对管制员情景意识的致因因素进行对比分析,并以某一线单位空管局为例进行数据收集类比处理。结果表明,管制员的管制能力、周围环境分别处于同势区1级、3级,应激能力、疲劳程度均处于反势区183级。计算各阶偏联系数发现总体上管制员情景意识存在着一种波动式的发展趋势。因此,在风险管理上对管制员的应激能力、疲劳程度应提高关注度,多投入精力。该评价模型避免了传统评价模型无法进行预测分析的缺点,模型更加客观,同时避免了人为因素占比较大的缺陷,实现了管制员情景意识动态与静态的结合分析。     

生活事件对管制员疲劳的影响

管制员疲劳是关系到航空安全的重要问题之一。心理因素是导致管制员疲劳的一个重要因素,生活事件的发生往往会造成人的情绪波动,影响人的心理状态,因此探究生活事件是否作为管制员疲劳的重要致因有助于深入研究管制员疲劳问题。编制适用于管制员的生活事件量表,确定生活事件动态变化值,将管制员生活事件量表和多维疲劳量表在民航某空管分局进行发放与调查统计,分析生活事件对管制员疲劳的影响。结果表明:生活事件对于管制员疲劳有较大的影响;生活事件与管制员高度疲劳的三次曲线关系明显,说明生活事件对高度疲劳的管制员影响更大。     

基于交互指标的空中交通管制员工作负荷实时测量方法研究

管制员工作负荷影响着空中交通的安全和效率,视觉观察和语音通话作为管制员最常使用的交互于段,其对应的交互指标可以用于实时测量空中交通管制员工作负荷.利用眼动指标之间的共线性,使用因子分析方法建立综合评价因子,在保证信息完整度的前提下对评价指标进行降维处理,并以NASA-TLX量表所得主观负荷值为因变量、综合因子和语音交互指标为自变量建立回归分析模型,利用该模型综合评价空中交通管制员工作负荷,以为客观实时有效地测量管制员工作负荷提供方法借鉴.     

基于RAG的管制员安全韧性分析方法研究

为探究人的韧性调整对空中交通管制系统安全性的推动作用,提出挖掘分析管制员日常作业安全韧性的方法。以文本挖掘数据为基础,结合韧性评估网格(RAG)构建管制员安全韧性评价指标体系;建立管制员安全韧性行为网络,通过TOPSIS算法,对评价指标进行客观赋值;利用安全韧性评估模型结合网络关联路径量化管制员安全韧性。研究结果表明：安全韧性评分为0.739 09,其中响应潜能重要性较大;“提醒/警告飞行员”、“监控空中动态”、“向飞行员提供指令或指示”、“遵循应急程序”4类安全韧性行为对系统安全性起到关键的正向影响作用。研究结果可为空管系统的安全韧性研究提供有效参考。     

考虑驾驶方式的车辆与航空器交叉冲突评估*

为量化不同驾驶方式下车辆与航空器行驶风险,提出车辆与航空器交叉运行冲突评估模型,该模型将特种车辆驾驶方式分为激进、稳定、保守3类,综合驾驶特性和管制规则定义车辆速度演化规律,结合运行场景、间隔配备等要素确定冲突条件,并基于航空器与车辆实时速度、位置变化构造冲突评估模型。研究结果表明:冲突评估模型能够计算车辆与航空器在十型交叉口的冲突概率;激进方式下车辆先于航空器通过交叉口,风险概率均值相对最大,为0.679;保守方式下航空器先于车辆通过交叉口,最大间隔是安全间隔的4.7倍;稳定驾驶方式可兼顾安全和效率。本文模型能再现十型道口车辆与航空器交叉运行冲突产生、发展及解脱过程,计算结果可用于场面实时冲突识别和预警,能够为机场危险源识别和风险管控提供依据。     

管制员不安全行为干预策略研究

为了制定科学合理的干预策略、防止由管制员导致的两机相撞等不安全事件发生,运用系统动力学方法(SD)构建了管制员不安全行为干预策略模型,以S空管站为例,运用Vensim软件仿真模拟不同安全奖惩政策对管制员不安全行为的干预结果。结果表明:安全奖励政策可以有效干预管制员的差错行为,安全惩罚政策可以有效干预管制员的违章行为;高强度奖励政策-中强度惩罚政策组合干预效果最佳,即当对管制员奖励强度达管制员月薪的3.2倍,惩罚强度达管制员月薪的0.82倍,管制员不安全行为造成的不安全事件率能够降低85.6%。