[发明专利]一种基于多重回归模型的管制员工作负荷预测方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及监控领域，尤指一种管制员工作负荷预测方法和系统。

背景技术

伴随着航空运输业的发展，为了保证各类飞行活动的安全和有序，空中交通管制服务应运而生并不断得到发展完善，至20世纪80年代趋于成熟。现代空中交通管制服务的主要内容是：空中交通管制员(简称为“管制员”，下同)依托现代通信、导航、监视技术，对所辖航空器实施管理和控制，协调和指导其运动路径和模式，以防止空中航空器与航空器相撞及在机场机动区内航空器与障碍物相撞，维护和加快空中交通的有序流动。这项任务的执行者是空中交通管制员(简称为“管制员”，下同)。管制员主要工作是通过雷达显示的实时信息，密切监控飞行动态，并通过无线电通信设备向机组发布各种指令，是一个集眼、手、嘴等多感官共同协调的工作。最繁忙时段，个体管制员需同时管制十几架航空器，因此，管制员脑力劳动强度大、工作负荷高，经常需要倒班，容易出现不同水平的疲劳状态，对管制员工作负荷进行预测并对可能产生超负荷的时段进行干预，可以有效避免疲劳状态的产生。

专利文献CN104636890A于2015年05月20日公开了一种空中交通管制员工作负荷测量方法。该方法包括步骤A：确定管制负荷测量指标，该管制负荷测量指标包括眼动指标和语音指标；步骤B：实时记录各眼动指标对应的眼动指标数据，以及各语音指标对应的语音指标数据；步骤C：对记录的眼动指标数据进行因子分析，计算出眼动指标数据的眼动综合因子；步骤D：以眼动综合因子和语音指标为输入因素，管制工作负荷值为输出因素，建立管制负荷回归模型。

专利文献CN102306297A于2012年01月04公开了一种空中交通管制员工作负荷测量方法。该方法首先对基本空中交通事件进行分类，其次基于人类工效学确立基本管制行为的分类，并通过雷达语音记录仪统计分析管制通话，建立易观测的管制员工作负荷统计模型，然后通过机器学习，得到通过空中交通事件确定的基本管制单元工作负荷，并确定该工作负荷的修正系数，最后利用该系数修正易观测的管制员工作负荷统计模型，确定管制员工作负荷测量模型。本发明可实现对于管制员工作负荷准确量化度量，为民航管制技能培训、空域扇区容量评估及空域规划设计提供了依据。

关于管制员工作负荷预测的研究，目前主要体现在管制员工作负荷的测评技术上，自20世纪70年代以来陆续演化出了三类管制员工作负荷测评方法，即：

(1)根据管制员生理、行为特征分析，得出管制工作负荷强度。测量的生理指标包括电击皮肤的反应、心率、心电图、血压、体液等，行为指标包括设备操作次数、陆空通话时间记录等。

(2)采取观察和问卷形式的主观测评方法，如ATWIT技术(airtrafficworkloadinputtechnique，美国联邦航空局的空中交通负荷输入技术)、NASA-TLX量表(taskloadindex，美国国家航空航天局的任务负荷量表)、SWAT量表(subjectiveworkloadanalysistechnique，主观工作负荷分析技术)和MCH法(modifiedcooper-harperratings，库柏-哈柏修正法)等。

(3)将管制员工作进行细分，对于看得见的工作测计所消耗的时间，对于看不见的工作转化为时间上的消耗，以时间度量方式实现对管制员工作负荷的定量评估。此类方法包括ICAO推荐的DORATASK法(DirectorateofOperationResearchandAnalysisoftheUnitedKingdom，英国运筹研究与分析理事会提出)和MBB法(Messerschmidt，BglkowandBlohmofGermany，德国梅塞施密特、特尔科和布卢姆提出)，以及RAMS法(Re-organizedATCMathematicalSimulator，欧洲空管实验中心提出)。

目前管制员工作负荷预测的相关研究内容，主要存在以下不足：(1)研究方法方面，定性研究较多，定量研究较少，导致客观性不足。(2)研究指标方面，多从直接反映管制员工作负荷的指标入手，较少考虑管制员工作负荷的影响因子指标，指标维度较为单一，不够全面、综合，预测可靠性不高。(3)应用性方面，既有研究仍停留在实验室研究阶段，主要服务于战略决策，而面向空中交通管制单位的实际工程应用少。由于上述不足，导致目前国内外对于管制员工作负荷预测的研究在客观性、全面性、综合性、准确性和可操作性等方面均有所欠缺。

发明内容

本发明提供一种更高效的、可提高客观性、预测准确性的管制员工作负荷预测方法和系统。