基于概率统计方法的管制员疲劳检测方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于概率统计方法的管制员疲劳检测方法及系统。方法为：获取管制员的脉搏值和血压值，血压值包括舒张压值和收缩压值；获取基于概率统计方法的疲劳检测模型，将脉搏值、舒张压值和收缩压值输入疲劳检测模型，得到PERCLOS值仿真结果；根据PERCLOS值仿真结果，进行管制员的疲劳检测。本发明专利技术基于概率统计方法的管制员疲劳检测方法及系统，采用人体生理指标血压值和脉搏值参数，将血压值和脉搏值参数输入基于概率统计方法建立的疲劳检测模型，得到PERCLOS值仿真结果进行疲劳检测。利用血压值和脉搏值间接反映人的疲劳程度，血压值和脉搏值获取方法简单，易于实现，成本低。

Fatigue detection method and system of controller based on probability and statistic method

The invention provides a controller fatigue detection method and system based on probability statistics method. Methods: access controller pulse value and blood pressure, blood pressure and diastolic blood pressure values including systolic pressure; get fatigue detection model based on probability statistics method, pulse, systolic blood pressure and diastolic blood pressure values detection model input fatigue, the simulation results are obtained according to the simulation results of PERCLOS value; PERCLOS value, fatigue detection controllers. The present invention controllers fatigue detection method and system based on probability statistics method, the physiological indexes of human body blood pressure and pulse parameters, the blood pressure and pulse parameters input fatigue detection models based on probability statistics method, the value of PERCLOS simulation results for fatigue detection. The blood pressure value and the pulse value indirectly reflect the fatigue degree of the human body, and the method for obtaining the blood pressure value and the pulse value is simple and easy to realize, and the cost is low.

【技术实现步骤摘要】
基于概率统计方法的管制员疲劳检测方法及系统
本专利技术涉及航空航天领域，尤其涉及疲劳检测。
技术介绍
随着空中交通流量的日益增长，空中交通管制员的工作负荷越来越大，其疲劳程度对空中交通系统安全水平有着重要影响。国际民航组织已经为疲劳风险管理制定了Doc9966规章制度手册。欧美发达国家也先后将针对飞行员的疲劳检测系统或者方法扩展到管制员疲劳检测应用上。中国民航局以国际民航组织Doc9966为指导，也在CCAR-121文件中明确了疲劳风险管理的规则。现有技术：到目前为止，国内外研究者提出了多种疲劳检测与管理方法和体系。第一种方法，收集大量被测者的问卷表格，用于疲劳判定和预测，研究人员会根据被测者的回答结果结合经验进行打分以确定疲劳程度，这样难免会受到研究者主观判断的影响；第二种方法：有相当一部分正在使用的方法均是通过观察较长时间内(如连续几十天)被测者的表现，从而建立疲劳趋势预测图表，再根据图表来判定在某一段时间内管制员是否疲劳。这样就直接忽略了管制员当前身体状况，可能对检测结果造成一定的影响；第三种方法：当前已有的适用于实时疲劳检测的方法大多采用对面部特征进行采集和识别的方法，这种方法需要高精度视频检测设备随时拍摄管制员，从成本角度分析不具备优势。第一种方法的不足：受到研究者主观的影响，使对被测者的疲劳判定和预测不准确；第二种方法的不足：不能进行实时检测，根据被测者的一段时间表现来推测某一段时间内该管制员是否疲劳，忽略了当前管制员的身体状况，使疲劳判定和预测不准确；第三种方法的不足：虽然进行了实时监测管制员的疲劳状态，但该方法的实现需要高精度的视频检测设备，成本高，不适用。因此，现有技术中的缺陷是：常用的方法采用的是直接反应人疲劳程度的参数进行疲劳检测，如：人的面部特征(眨眼闭合程度)，需要高精度的视频检测设备，成本高，适用性差，不能对管制员提供有效的疲劳检测。
技术实现思路
针对上述技术缺陷，本专利技术提供一种基于概率统计方法的管制员疲劳检测方法及系统，采用人体生理指标血压值和脉搏值参数，将血压值和脉搏值参数输入基于概率统计方法建立的疲劳检测模型，得到PERCLOS值仿真结果进行疲劳检测。利用血压值和脉搏值间接反映人的疲劳程度，且血压值和脉搏值获取方法简单，易于实现，成本低，为管制员提供有效的疲劳检测。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于概率统计方法的管制员疲劳检测方法及系统。第一方面，本专利技术提供一种基于概率统计方法的管制员疲劳检测方法，包括：步骤S1，获取管制员的脉搏值和血压值，所述血压值包括舒张压值和收缩压值；步骤S2，获取预先基于概率统计方法的疲劳检测模型，将所述脉搏值、所述舒张压值和所述收缩压值输入所述疲劳检测模型，得到PERCLOS值仿真结果；步骤S3，根据所述PERCLOS值仿真结果，进行所述管制员的疲劳检测：所述PERCLOS值仿真结果大于实验确定的阈值，判定所述管制员处于疲劳状态。本专利技术的技术方案为先获取管制员的脉搏值和血压值，所述血压值包括舒张压值和收缩压值；然后获取预先基于概率统计方法的疲劳检测模型，将所述脉搏值、所述舒张压值和所述收缩压值输入所述疲劳检测模型，得到PERCLOS值仿真结果；最后根据所述PERCLOS值仿真结果，进行所述管制员的疲劳检测：所述PERCLOS值仿真结果大于实验确定的阈值，判定所述管制员处于疲劳状态。本专利技术基于概率统计方法的管制员疲劳检测方法，采用人体生理指标血压值和脉搏值参数，将血压值和脉搏值参数输入预先基于概率统计方法建立的疲劳检测模型，得到PERCLOS值仿真结果进行管制员的疲劳检测。通常对管制员的疲劳检测都是利用人的面部特征，如，眨眼闭合程度数据(直接反映人疲劳程度的参数)，然后计算得到PERCLOS值仿真结果进行疲劳检测判定，但检测人的面部特征需采用精度高的检测设备，实现起来成本高；而本专利技术中是利用间接反映人的疲劳程度的参数血压值和脉搏值进行疲劳检测，血压值和脉搏值获取方法简单，易于实现，成本低，通过间接参数可直接为管制员提供有效的疲劳检测。进一步地，建立所述疲劳检测模型，包括：获得多个管制员的眼睑闭合程度数据，计算得到PERCLOS值测量结果；根据所述脉搏值、所述舒张压值和所述收缩压值，结合所述PERCLOS值测量结果，计算联合分布函数；根据所述联合分布函数，计算条件概率分布函数；根据所述条件概率分布函数，结合疲劳状态下的阈值，计算得到疲劳条件概率。基于概率统计方法建立疲劳检测模型，就是将多个管制员的脉搏值、舒张压值和收缩压值三个参数，结合对应的多个管制员的眼睑闭合程度数据通过计算，得到PERCLOS值测量结果与三个参数间的关系，确立疲劳条件概率函数关系，该疲劳检测模型是通过大量数据实验得到的，可根据此模型对管制员提供有效的疲劳检测。进一步地，所述计算得到PERCLOS值测量结果，包括：从所述眼睑闭合数据中获取所述管制员清醒状态下的上下眼睑最大距离；将所述眼睑闭合数据除以所述上下眼睑最大距离，得到眼睑闭合程度；根据所述眼睑闭合程度，计算单位时间内的闭眼时间；将所述闭眼时间除以所述单位时间得到PERCLOS值测量结果。PERCLOS值测量结果是卡内基梅隆研究所经过反复实验和论证，提出了度量疲劳/瞌睡的物理量，是PercentEyeClosure的缩写，指在一定的时间内眼睛闭合时所占的时间比例。根据PERCLOS值测量结果，即可判断出管制员的疲劳状态。进一步地，通过计算单位时间内眼睑闭合程度大于70％或80％的对应的时间段的总和得到所述单位时间内的闭眼时间。在具体试验中有P70和P80两种测量方式。其中P80被认为最能反映人的疲劳程度，即单位时间内眼睑闭合程度大于80％时，检测效果最好。进一步地，通过所述管制员佩戴的传感器获得所述管制员的脉搏值和血压值。管制员佩戴传感器，就可以检测到管制员实时的脉搏值和血压值，传感器成本低，获取管制员的脉搏值和血压值的方法简单，易于实现。第二方面，本专利技术提供一种基于概率统计方法的管制员疲劳检测系统，包括：脉搏值和血压值获取模块，用于获取管制员的脉搏值和血压值，所述血压值包括舒张压值和收缩压值；疲劳检测值输出模块，用于预先获取基于概率统计方法的疲劳检测模型，将所述脉搏值、所述舒张压值和所述收缩压值输入所述疲劳检测模型，得到PERCLOS值仿真结果；疲劳检测模块，用于根据所述PERCLOS值仿真结果，进行所述管制员的疲劳检测：所述PERCLOS值仿真结果大于实验确定的阈值，判定所述管制员处于疲劳状态。本专利技术的技术方案为先通过脉搏值和血压值获取模块，获取管制员的脉搏值和血压值，所述血压值包括舒张压值和收缩压值；接着通过疲劳检测值输出模块，获取预先基于概率统计方法的疲劳检测模型，将所述脉搏值、所述舒张压值和所述收缩压值输入所述疲劳检测模型，得到PERCLOS值仿真结果；最后通过疲劳检测模块，根据所述PERCLOS值仿真结果，进行所述管制员的疲劳检测：所述PERCLOS值仿真结果大于实验确定的阈值，判定所述管制员处于疲劳状态。本专利技术基于概率统计方法的管制员疲劳检测系统，采用人体生理指标血压值和脉搏值参数，将血压值和脉搏值参数输入预先基于概率统计方法建立的疲劳检测模型，得到PERCLOS值仿真结果进行管制员的疲劳检测。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于概率统计方法的管制员疲劳检测方法，其特征在于，包括：步骤S1，获取管制员的脉搏值和血压值，所述血压值包括舒张压值和收缩压值；步骤S2，获取预先基于概率统计方法的疲劳检测模型，将所述脉搏值、所述舒张压值和所述收缩压值输入所述疲劳检测模型，得到PERCLOS值仿真结果；步骤S3，根据所述PERCLOS值仿真结果，进行所述管制员的疲劳检测：所述PERCLOS值仿真结果大于实验确定的阈值，判定所述管制员处于疲劳状态。

【技术特征摘要】
1.基于概率统计方法的管制员疲劳检测方法，其特征在于，包括：步骤S1，获取管制员的脉搏值和血压值，所述血压值包括舒张压值和收缩压值；步骤S2，获取预先基于概率统计方法的疲劳检测模型，将所述脉搏值、所述舒张压值和所述收缩压值输入所述疲劳检测模型，得到PERCLOS值仿真结果；步骤S3，根据所述PERCLOS值仿真结果，进行所述管制员的疲劳检测：所述PERCLOS值仿真结果大于实验确定的阈值，判定所述管制员处于疲劳状态。2.根据权利要求1所述基于概率统计方法的管制员疲劳检测方法，其特征在于，建立所述疲劳检测模型，包括：获得多个管制员的眼睑闭合程度数据，计算得到PERCLOS值测量结果；根据所述脉搏值、所述舒张压值和所述收缩压值，结合所述PERCLOS值测量结果，计算联合分布函数；根据所述联合分布函数，计算条件概率分布函数；根据所述条件概率分布函数，结合疲劳状态下的阈值，计算得到疲劳条件概率。3.根据权利要求2所述基于概率统计方法的管制员疲劳检测方法，其特征在于，所述计算得到PERCLOS值测量结果，包括：从所述眼睑闭合数据中获取所述管制员清醒状态下的上下眼睑最大距离；将所述眼睑闭合数据除以所述上下眼睑最大距离，得到眼睑闭合程度；根据所述眼睑闭合程度，计算单位时间内的闭眼时间；将所述闭眼时间除以所述单位时间得到PERCLOS值测量结果。4.根据权利要求3所述基于概率统计方法的管制员疲劳检测方法，其特征在于，通过计算单位时间内眼睑闭合程度大于70％或80％的对应的时间段的总和得到所述单位时间内的闭眼时间。5.根据权利要求1所述基于概率统计方法的管制员疲劳检测方法，其特征在于，通过所述管制员佩戴的传感器获得所述管制员的脉搏值和血压值。6.基于概率统计方法的管制员疲劳检测系统，其特征在于，包括：脉搏值和血压值获取模块，用于获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建平，邹翔，罗启铭，杨晓嘉，张波，高翔，徐祥刚，
申请(专利权)人：中国民用航空总局第二研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51