【摘要】：近年來管制員在崗疲勞的現(xiàn)象日益凸出,疲勞不僅會削弱管制員正常的工作能力,導(dǎo)致其反應(yīng)變慢和認(rèn)知能力下降,更是誘發(fā)管制員“錯(cuò)忘漏”,造成民航不安全事件乃至事故的重要因素。如何通過技術(shù)手段檢測管制疲勞并及時(shí)預(yù)警是減少管制員疲勞差錯(cuò),保障空管安全至關(guān)重要又急需解決的難題。目前檢測管制疲勞的手段主要有主觀量表、生理生化指標(biāo)和眼動(dòng)追蹤技術(shù)等。其中眼動(dòng)追蹤技術(shù)不僅具有客觀、非侵入性等優(yōu)點(diǎn),而且比生理生化指標(biāo)有更好的可應(yīng)用性,同時(shí)在汽車駕駛疲勞領(lǐng)域已經(jīng)有了較為成功的應(yīng)用可供參考,是開發(fā)管制疲勞實(shí)時(shí)檢測和預(yù)警技術(shù)值得研究的方向。然而目前國內(nèi)尚無研究系統(tǒng)全面地對眾多眼動(dòng)指標(biāo)檢測管制疲勞的性能進(jìn)行考察。鑒于此,本研究招募20名管制學(xué)員參與模擬塔臺管制實(shí)驗(yàn),采集被試由清醒逐漸進(jìn)入疲勞狀態(tài)的眼動(dòng)數(shù)據(jù)和主觀疲勞程度值。通過疲勞前后眼動(dòng)指標(biāo)的差異顯著性,與疲勞的相關(guān)性以及受試者工作特征曲線(Receiver Operating Characteristic,ROC)分析對各個(gè)眼動(dòng)指標(biāo)檢測管制疲勞的性能進(jìn)行考察。最后利用支持向量機(jī)和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法將可用眼動(dòng)指標(biāo)融合起來建立管制疲勞檢測模型。本研究得出結(jié)論如下:1、眼動(dòng)指標(biāo)中的注視點(diǎn),掃視速度,PERCLOS和CFF四個(gè)指標(biāo)不僅清醒和疲勞時(shí)變化差異顯著,與疲勞存在強(qiáng)相關(guān)性,而且ROC分析檢測性能較好,可以作為檢測管制疲勞的可用指標(biāo)。2、利用支持向量機(jī)和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型融合注視點(diǎn),掃視速度,PERCLOS和CFF四個(gè)可用指標(biāo)建立管制疲勞檢測模型,對管制疲勞的識別準(zhǔn)確率分別為95.68%和91.67%,效果較好。未來可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)管制員當(dāng)前的眼動(dòng)參數(shù)自動(dòng)判定其是清醒還是疲勞狀態(tài),并為進(jìn)入疲勞狀態(tài)的管制員及時(shí)提供告警。
【圖文】：

近年來我國民用航空業(yè)一直處于中高速發(fā)展的勢頭，空中交通越來越為繁忙，自 2000 年到 2016 年我國民航運(yùn)輸機(jī)場飛機(jī)起降架次增加了四倍多，年平均增長率在 10%以上（見圖 1-1）。然而管制員隊(duì)伍的成長卻遠(yuǎn)未能與蓬勃發(fā)展的民航業(yè)相匹配，自 2000 年以來我國管制員的數(shù)量年均增長率僅為 2.1%[1]，人員不足，管轄扇區(qū)內(nèi)航空器數(shù)量的增長，導(dǎo)致管制員的工作負(fù)荷加重[2-4]。再加上輪班制度以及管制工作（見示意圖 1-2）本身高強(qiáng)度的工作性質(zhì)[5]等原因，管制員在崗疲勞的情況多有發(fā)生。疲勞會削弱管制員正常的工作能力，導(dǎo)致其反應(yīng)變慢和認(rèn)知能力下降[6-9]，是誘發(fā)管制員“錯(cuò)忘漏”，造成民航不安全事件乃至事故的重要因素[10-11]。王立華通過分析中國民航 1993-2003 年的 129 起空管不安全事件發(fā)現(xiàn)，其中 6.2%的不安全事件與管制員睡覺和過度疲勞有關(guān)[12]；美國航空安全自愿報(bào)告系統(tǒng)（Aviation Safety Reporting System，ASRS）的數(shù)據(jù)顯示有 21%的不安全事件與疲勞（包括飛行員與管制員）相關(guān)[13]；2011年美國發(fā)生多起管制員夜班睡崗事件[14]，為此美國聯(lián)邦航空局（Federal AviationAdministration，，F(xiàn)AA）已在 27 座空管塔臺取消單個(gè)管制員值夜班制度，代之為雙崗制[15]。

此時(shí)一架波音 767 客機(jī)正在使用該跑道執(zhí)行降落程序，兩架飛機(jī)險(xiǎn)些相撞[16]；2007 年 9 月，北京區(qū)域管制又發(fā)生兩名管制員因疲勞脫崗 30min 的不安全2008 年 10 月，上海區(qū)管某管制員在值班時(shí)間因困倦睡著導(dǎo)致飛行沖突[1]；2011 年 3 月 22 日深夜，華盛頓里根國際機(jī)場，兩架客機(jī)在沒有管制員引導(dǎo)的情況下自行降落，事后查其原因是執(zhí)勤的管制員疲勞入睡，沒有應(yīng)答[17]。；2013 年 10 月 18 日，大連空管站區(qū)域管制室發(fā)生一起夜班管制員在崗位上成三個(gè)航班進(jìn)入大連區(qū)域后無法建立通訊聯(lián)系的不安全事件；2014 年 7 月 8 日，武漢天河機(jī)場塔臺執(zhí)勤管制員“睡崗”導(dǎo)致 MU2528 航建立通訊聯(lián)系，只能在進(jìn)近管制員的指揮下進(jìn)行復(fù)飛。由上可知，由疲勞所導(dǎo)致的管制員“錯(cuò)忘漏”等人為差錯(cuò)已成為影響民航安要因素。因此，開發(fā)能夠快速準(zhǔn)確地進(jìn)行管制員疲勞檢測的技術(shù)手段，對管制員行實(shí)時(shí)監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)疲勞征兆并預(yù)警，對于減少管制員疲勞差錯(cuò)，保障其工作正常發(fā)揮和空管安全運(yùn)行具有十分重要的價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V355.1

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7 本版編輯邋PreTesting公司創(chuàng)建者和CEO Lee Weinblatt 董艷平 桔梗;眼睛不說謊[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2007年

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4 呂sハ

本文編號：2606544