一种管制员疲劳预警方法、装置、系统及预警阈值获取方法制造方法及图纸

本申请提供一种管制员疲劳预警方法、装置、系统和预警阈值获取方法，通过获取全部管制单位预设时间段内的疲劳预警参数进而获取整个管制行业和各个管制单位的疲劳系数、通过比较岗前疲劳测试获取的班组疲劳程度与通过预测所述班组将要值勤岗位的岗位疲劳需求获得的班组预警阈值、通过比较岗中疲劳监测获取的管制员个人疲劳程度与通过预测所述管制员未来一段时间段内的岗位值勤疲劳需求得到的管制员个体疲劳预警阈值，实现了在管制单位组织层面战略阶段、班组层面预战术阶段、个体层面战术阶段对行业整体、独立管制单位、班组和管制员个体上的疲劳监测、预测和预警，有利于从多方位对不同需求进行疲劳风险管控以保障航空安全。航空安全。航空安全。

【技术实现步骤摘要】
一种管制员疲劳预警方法、装置、系统及预警阈值获取方法


[0001]本申请涉及预警领域，具体涉及一种管制员疲劳预警方法、装置、系统及预警阈值获取方法。

技术介绍

[0002]保障民航运输安全是民航管制单位的基本职责，民航空中交通管制员(也称为管制员)在民航运输安全中扮演的关键角色，因此，对管制员在岗值勤中疲劳风险管控成为了一项重要且复杂的任务。近几年，出现了一些对管制员疲劳状态进行实时监测的相关技术，然而，这些技术更着重于对管制员本身在岗状态进行实时监控，如果发现管制员疲劳再采取措施，往往使航空安全处于高风险状态；并且国际民航组织在《疲劳管理做法监督手册》(Doc 9966，第二版，2019修订)文件中明确指出，疲劳是一种人体脑力或体力降低的生理状态，会损害人的警觉度以及履行与安全相关运行职责的能力，即疲劳判断与岗位安全职责密切相关，疲劳风险的管理目标是确保相关人员(管制员)在履行职责时保存充分的警觉性(可接受的疲劳程度)，显而易见现有管制员疲劳检测/监测技术，不能提前预判管制员的当前疲劳程度是否能够应对即将要执行的工作需要，难以满足民航安全管理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管制员疲劳预警方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S100，判断当前需求符合第一疲劳判定需求、第二疲劳判定需求还是第三疲劳判定需求；当所述当前需求符合第一疲劳判定需求时，执行步骤S210，当所述当前需求符合第二疲劳判定需求时，执行步骤S310，否则执行步骤S410；S210，获取全部管制单位在第一预设时间段内的疲劳预警参数Air_P＝(Air_P1,Air_P2,Air_P3,...,Air_P
N
)，N为所述全部管制单位的数量，其中，第i个管制单位的疲劳预警参数Air_P
i
至少包括单位类型Air_type
i
、海拔高度Air_height
i
、管制方式Air_manage
i
、管制区域Air_area
i
、值勤管制员总数Air_num
i
、夜间在岗值勤的管制员总数Air_num_night
i
、高峰流量期在岗值勤的管制员总数Air_num_high
i
、管制员值勤时长Air_time
i
、管制员岗位值勤时长Air_work_time
i
、管制员夜间岗位值勤时长Air_night_time
i
、管制员高峰流量期岗位值勤时长Air_high_time
i
、管制员非岗位值勤时长Air_rwork_time
i
、其它作业的管制员岗位值勤时长Air_other_time
i
，1≤i≤N；S220，基于所述疲劳预警参数Air_P获取所述全部管制单位的整体疲劳系数IoF和/或所述全部管制单位的单位疲劳系数Air_IoF＝[Air_IoF1,Air_IoF2,Air_IoF3,...,Air_IoF
N
]，其中，]，其中，第i个管制单位的单位疲劳系数Air_F
i1
＝1，为第i个管制单位的管制员岗位值勤时长Air_work_time
i
的加权系数，当第i个管制单位为民用机场时，Air_F
i2
＝0，否则，Air_F
i2
＝Air_fm
i
×
Air_other_time
i
/Air_work_time
i
，Air_fm
i
为第i个管制单位其他作业时间的加权系数，Air_F
i3
为关于第i个管制单位海拔高度Air_height
i
的函数，当第i个管制单位的航空器小时保障架次量≥预设流量阈值Air_FT
i
时，则所述第i个管制单位判定为处于高峰流量期，当第i个管制单位为非高峰流量期时，Air_F
i4
＝0；否则，Air_F
i4
＝Air_num_high
i
×
Air_high_time
i
/Air_work_time
i
，Air_F
i5
＝Air_num_night
i
×
Air_night_time
i
/Air_work_time
i
，为第i个管制单位夜间岗位值勤时长Air_night_time
i
的函数，Air_F
i6
为关于第i个管制单位管制方式Air_manage
i
的函数，Air_F
i7
为关于第i个管制单位管制区域Air_area
i
的函数，Air_F
i8
为第i个管制单位的非岗位值勤时长的加权系数；S230，根据所述整体疲劳系数IoF对管制行业整体进行疲劳预警，和/或基于所述单位疲劳系数Air_IoF和所述疲劳预警参数Air_P，对不同管制单位类型中疲劳系数较高组的管制单位进行疲劳预警；S310，获取第i个管制单位的班组管制员在岗前第二预设时间段内的测试疲劳值Set_PreIoF＝[Set_PreIoF1,Set_PreIoF2,...,Set_PreIoF
M
]，M为该班组管制员的总人数，其中，第k个管制员的测试疲劳值Set_PreIoF
k
根据第k个管制员的视频测试数据、警觉性测试数据和主观量表数据中的至少一种数据获得，1≤k≤M；S320，计算所述班组管制员的预警值Set_AL＝[Set_AL1,Set_AL2,...,Set_AL
M
]，并基于所述预警值Set_AL进行预警，其中Set_AL
k
＝Set_PreIoF
k
‑
Set_ALP
k
，Set_ALP
k
为第k个管制员关于将要值勤岗位的疲劳预警阈值，班组疲劳预警阈值Set_ALP＝[Set_ALP1,Set_ALP2,...,Set_ALP
M
]，根据所述班组将要值勤时间段中指定时间区间内的预警阈值参数获
取，所述预警阈值参数至少包括班组的值勤时间、预测的航班量、预测的值勤时长、预测的天气状况、预测特情、预测的管制员本身属性；S410，获取一管制员Person的管制员综合疲劳程度数值Person_IoF＝Person_C1×
F_pose+Person_C2×
F_face+Person_C3×
F_voice，其中F_pose是当前基于行为姿态的管制员疲劳程度数值，F_face是当前基于面部特征的管制员疲劳程度数值，F_voice是当前基于陆空通话的管制员疲劳程度数值，Person_C1是F_pose的权重系数，Person_C2是F_face的权重系数，Person_C3是F_voice的权重系数；S420，计算所述管制员Person的预警值Person_AL＝Person_IoF
‑
Person_ALP，并基于所述预警值Person_AL进行预警，其中，管制员的个体疲劳预警阈值Person_ALP根据岗位值勤中的管制员Person的岗位值勤时间段中设定未来时间区域内的预警阈值判定参数获取，所述预警阈值判定参数至少包括与值勤中岗位相关的预测的航班量、预测的天气状况、预测特情、预测的管制员Person本身属性。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，Air_F
i3
的取值范围为[0.00,8.00]，优选为4.21；Air_F
i6
的取值范围为[0.00,6.00]；Air_F
i7
的取值范围为[0.00,7.00]，Air_F
i8
的取值范围为[0.20,1.00]，优选为0.64。3.根据权利要求1
‑
2中任一项所述的方法，其特征在于，基于所述单位疲劳系数Air_IoF和所述疲劳预警参数Air_P，对不同管制单位类型中疲劳系数较高组的管制单位进行疲劳预警为：首先，基于所述疲劳预警参数Air_P对所述全部管制单位进行分类，其次，对每类管制单位按照疲劳系数大小进行排序，然后，对排序后的每类管制单位采用聚类方法进行等级划分，分为疲劳系数较低、中、较高组，最后，在每类管制单位中，对聚类后进入数值较高组的管制单位进行预警提示。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述整体疲劳系数IoF对管制行业整体进行疲劳预警包括：当整体疲劳系数IoF≥整体疲劳系数预警阈值Total_ALP时进行预警，其中，所述整体疲劳系数预警阈值Total_ALP基于多个不同历史时间段内获取的全部管制单位的整体疲劳系数、全部管制单位不安全事件数量进行数据驱动迭代来获取。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述班组疲劳预警阈值Set_ALP的获取包括以下步骤：S331，获取所述班组将要值勤时间段中指定时间区间内的预警阈值参数，所述预警阈值参数至少包括班组的值勤时间、预测的航班量、预测的值勤时长、预测特情、预测的天气状况、预测的管制员本身属性，所述指定时间区间的时长取值范围为[20分钟，300分钟]；S332，根据所述预警阈值参数获取所述班组的班组基础疲劳值Set_P＝[Set_P1，Set_P2，...，Set_P
M
]，其中Set_P
k
表示该班组第k个管制员的基础疲劳值；S333，基于Set_P获取所述班组的班组疲劳预警阈值Set_ALP＝[Set_ALP1，Set_ALP2，...，Set_ALP
M
]，其中Set_ALP
k
＝Set_C
×
Set_P
k
，Set_C是班组岗位调节系数。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，管制员的个体疲劳预警阈值Person_ALP的获取包括以下步骤：S431，获取岗位值勤中的管制员Person的岗位值勤时间段中设定未来时间区域内的预警阈值判定参数，所述预警阈值判定参数至少包括预测的航班量、预测的天气状况、预测特情、预测的管制员Person本身属性，所述设定未来时间区域的时长取值范围为[3分钟，20分
钟]；S432，根据所述预警阈值判定参数获取所述管制员的值勤岗位疲劳程度基础需求值Person_F
b
；S433，根据所述值勤岗位疲劳程度基础需求值Person_F
b
获取所述管制员的个体疲劳预警阈值Person_ALP＝(Person_A1+Person_A2
×
Person_A3)
×
Person_F
b
，Person_A1是在岗值勤时间管制员个体所处人体昼夜节律系数，Person_A2是岗位系数，用于表明管制员所在岗位对于疲劳程度的需要；Person_A3是岗位任务要求系数，用于表明预期的飞行计划交通流态势对管制员疲劳程度的需要。7.一种获取班组疲劳预警阈值Set_ALP的方法，其特征在于，包括以下步骤：S331，获取所述班组将要值勤时间段中的指定时间区间内的预警阈值参数，所述预警阈值参数至少包括该班组的值勤时间、预测的航班量、预测的值勤时长、预测的天气状况、预测特情、预测的管制员本身属性，所述指定时间区间的时长取值范围为[20分钟，300分钟]；S332，根据所述预警阈值参数获取所述班组的班组基础疲劳值Set_P＝[Set_P1，Set_P2，...，Set_P
M
]，其中Set_P
k
表示该班组第k个管制员的基础疲劳值；S333，基于Set_P获取所述班组的班组疲劳预警阈值Set_ALP＝[Set_ALP1，Set_ALP2，...，Set_ALP
M
]，其中Set_ALP
k
＝Set_C
×
Set_P
k
，Set_C是班组岗位调节系数。8.一种获取管制员的个体疲劳预警阈值Person_ALP的方法，其特征在于，包括以下步骤：S431，获取岗位值勤中的管制员Person的岗位值勤时间段中设定未来时间区域内的预警阈值判定参数，所述预警阈值判定参数至少包括预测的航班量、预测的天气状况、预测特情、预测的管制员Person本身属性，所述设定未来时间区域的时长取值范围为[3分钟，20分钟]；S432，根据所述预警阈值判定参数获取所述管制员的值勤岗位疲劳程度基础需求值Person_F
b
；S433，根据所述值勤岗位疲劳程度基础需求值Person_F
b
获取所述管制员的个体疲劳预警阈值Person_ALP＝(Person_A1+Person_A2
×
Person_A3)
×
Person_F
b
，Person_A1是在岗值勤时间管制员个体所处人体昼夜节律系数，Person_A2是岗位系数，用于表明管制员所在岗位对于疲劳程度的需要；Person_A3是岗位任务要求系数，用于表明预期的飞行计划交通流态势对管制员疲劳程度的需要。9.一种基于权利要求1所述方法的整体疲劳系数预警阈值Total_ALP获取方法，其特征在于，包括以下步骤：S231，获取所述全部管制单位在多个不同历史时间段内的整体疲劳系数、不安全事件数量；S232，利用所述多个不同历史时间段内的整体疲劳系数和不安全事件数量进行数据驱动迭代以获取所述整体疲劳系数预警阈值Total_ALP。10.一种获取全部管制单位的整体疲劳系数以及各单位的单位疲劳系数方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S210，获取全部管制单位在第一预设时间段内的疲劳预警参数Air_P＝(Air_P1,Air_
P2,Air_P3,...,Air_P
N
)，N为所述全部管制单位的数量，其中，第i个管制单位的疲劳预警参数Air_P
i
至少包括单位类型Air_type
i
、海拔高度Air_height
i
、管制方式Air_manage
i
、管制区域Air_area
i
、值勤管制员总数Air_num
i
、夜间在岗值勤的管制员总数Air_n...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建平，陈振玲，吴卿刚，田小强，王丽伟，胡鹏，
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：