一种飞行模拟训练场景生成与切换方法及系统与流程

本发明涉及飞行模拟训练，具体涉及一种飞行模拟训练场景生成与切换方法及系统。

背景技术：

1、飞行模拟训练通常围绕本机操作、仪表状态和固定课目流程展开。对于滑行冲突、跑道占用、多航空器通话、地面车辆横穿、气象变化、复飞备降等复杂运行状态，现有训练方式常依赖人工临时配合或者预先制作固定脚本。

2、固定脚本能够播放预设事件，但在场景准备、课目复用、难度调整和过程记录方面存在限制。训练场景若仅按照预设顺序执行，通常难以根据机场构型、空域规则、训练阶段、难度等级、教学目标和学员操作结果组合不同场景要素，也难以在训练过程中根据教员选择、训练进度、学员操作结果或事件触发条件进行连续切换。

3、此外，在训练场景发生切换时，若航空器位置、速度、高度、航向、通话状态、场景事件状态和任务进度不能连续承接，学员面对复杂场面压力和特殊情况处置时，训练过程容易被中断，训练记录和训练评价也难以保持完整。

4、因此，本技术提供一种飞行模拟训练场景生成与切换方法及系统以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种飞行模拟训练场景生成与切换方法及系统，用以解决现有技术中固定脚本难以根据训练需求组合训练场景、难以根据训练过程进行场景加载或切换以及场景切换前后训练状态难以连续承接的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种飞行模拟训练场景生成与切换方法，包括：

3、将机场构型、空域航路、运行规则、气象、地面车辆、航空器运行、教学任务和特殊情况事件保存为场景要素库；

4、接收包含训练课目、训练阶段、难度等级、教学目标和特殊情况触发条件的训练需求，将所述训练需求拆分为飞行阶段、操作目标、通话要求、环境扰动、运行冲突和处置要求，根据飞行阶段、操作目标、通话要求、环境扰动、运行冲突和处置要求检索所述场景要素库中的场景要素并组合为候选训练场景；

5、根据复杂度、冲突类型、教学目标和训练时长筛选所述候选训练场景并加载筛选后的训练场景；

6、根据教员选择、训练进度、学员操作结果和事件条件控制训练场景保持、加载或切换，并将切换前训练状态映射到目标训练场景；

7、记录训练过程形成训练记录，将训练记录与当前场景规则比对得到训练评价结果，当学员操作结果未满足当前场景规则时，生成偏离记录并确定提示、复核或进入下一训练场景的处理结果，当处理结果为进入下一训练场景时加载或切换至下一训练场景。

8、在其中一些具体实施例中，将机场构型、空域航路、运行规则、气象、地面车辆、航空器运行、教学任务和特殊情况事件保存为场景要素库，进一步包括：

9、将机场构型和空域航路按可通行区域、限制区域和航线连接关系存储；

10、将运行规则按飞行阶段、通话许可和冲突避让条件存储；

11、将气象、地面车辆、航空器运行和特殊情况事件按触发条件及受影响对象存储；

12、将教学任务与所述运行规则建立可检索的约束关系。

13、在其中一些具体实施例中，接收包含训练课目、训练阶段、难度等级、教学目标和特殊情况触发条件的训练需求，将所述训练需求拆分为飞行阶段、操作目标、通话要求、环境扰动、运行冲突和处置要求，进一步包括：

14、从训练课目中提取课目类型和考核动作；

15、从训练阶段中提取飞行阶段；

16、根据难度等级选择环境扰动强度和运行冲突密度；

17、将教学目标分解为操作目标、通话要求和处置要求；

18、将特殊情况触发条件写入场景生成约束。

19、在其中一些具体实施例中，根据飞行阶段、操作目标、通话要求、环境扰动、运行冲突和处置要求检索所述场景要素库中的场景要素并组合为候选训练场景，进一步包括：

20、以所述飞行阶段限定机场构型和空域航路检索范围；

21、以所述操作目标和所述通话要求匹配运行规则及通话许可；

22、以所述环境扰动、所述运行冲突和所述处置要求筛选气象、地面车辆、航空器运行和特殊情况事件；

23、将匹配出的场景要素按时间顺序和空间位置组合成所述候选训练场景。

24、在其中一些具体实施例中，根据复杂度、冲突类型、教学目标和训练时长筛选所述候选训练场景，进一步包括：

25、为每个候选训练场景读取参与对象数量、事件触发顺序、冲突类型和预计执行时长；

26、剔除与教学目标不匹配或超过训练时长的候选训练场景；

27、根据所述冲突类型对所述处置要求的覆盖程度排列剩余候选训练场景，输出所述筛选后的训练场景。

28、在其中一些具体实施例中，加载筛选后的训练场景，进一步包括：

29、读取所述筛选后的训练场景中的机场构型、空域航路、气象、航空器运行、地面车辆、运行规则和特殊情况事件；

30、将所述机场构型和所述空域航路加载为训练空间边界；

31、将所述气象、所述航空器运行和所述地面车辆加载为运动对象条件；

32、将所述运行规则和所述特殊情况事件加载为事件触发条件，得到当前训练场景。

33、在其中一些具体实施例中，根据教员选择、训练进度、学员操作结果和事件条件控制训练场景保持、加载或切换，并将切换前训练状态映射到目标训练场景，进一步包括：

34、将教员选择与人工触发条件比对，将训练进度与阶段触发条件比对，将学员操作结果与操作触发条件比对，将事件条件与事件触发条件比对；

35、任一比对结果满足预设切换条件时，从所述筛选后的训练场景中选择与满足条件的触发来源匹配的目标训练场景并加载或切换至所述目标训练场景；

36、全部比对结果未满足预设切换条件时，继续执行当前训练场景；

37、所述训练状态包括航空器位置、速度、高度、航向、通话状态、场景事件状态和任务进度；

38、在加载或切换前暂存当前训练场景的航空器位置、速度、高度、航向、通话状态、场景事件状态和任务进度，将暂存内容写入所述目标训练场景，得到状态连续的当前训练场景。

39、在其中一些具体实施例中，记录训练过程形成训练记录，将训练记录与当前场景规则比对得到训练评价结果，当学员操作结果未满足当前场景规则时，生成偏离记录并确定提示、复核或进入下一训练场景的处理结果，当处理结果为进入下一训练场景时加载或切换至下一训练场景，进一步包括：

40、记录关键事件、学员操作、通话响应、处置时间和规则符合性；

41、根据当前场景规则为关键事件、学员操作和通话响应建立时间顺序记录；

42、将处置时间和规则符合性写入所述时间顺序记录形成训练记录；

43、将所述训练记录与当前场景规则逐项比对，得到训练评价结果；

44、当学员操作结果未满足当前场景规则时，生成偏离记录，并根据偏离类型确定提示、复核或进入下一训练场景的处理结果；

45、当处理结果为进入下一训练场景时，加载或切换至下一训练场景。

46、在其中一些具体实施例中，在加载或切换前暂存当前训练场景的航空器位置、速度、高度、航向、通话状态、场景事件状态和任务进度，将暂存内容写入所述目标训练场景，得到状态连续的当前训练场景，进一步包括：

47、建立切换暂存队列；

48、航空器位置、速度、高度和航向构成航空器状态，所述通话状态包括通话轮次，所述场景事件状态包括已触发事件，所述任务进度包括已完成任务节点；

49、在满足预设切换条件时，将所述当前训练场景的航空器状态、通话轮次、已触发事件和已完成任务节点按时间顺序写入所述切换暂存队列；

50、当所述目标训练场景包含与所述已触发事件匹配的事件节点时，将所述切换暂存队列写入匹配的事件节点；

51、当所述目标训练场景缺少与所述已触发事件匹配的事件节点时，在所述目标训练场景中生成事件延续节点并将所述切换暂存队列写入所述事件延续节点，输出状态连续的当前训练场景。

52、基于同一构思，本发明还提供一种飞行模拟训练场景生成与切换系统，包括：

53、场景要素保存模块，配置为将机场构型、空域航路、运行规则、气象、地面车辆、航空器运行、教学任务和特殊情况事件保存为场景要素库；

54、训练场景生成模块，配置为接收包含训练课目、训练阶段、难度等级、教学目标和特殊情况触发条件的训练需求，将所述训练需求拆分为飞行阶段、操作目标、通话要求、环境扰动、运行冲突和处置要求，根据飞行阶段、操作目标、通话要求、环境扰动、运行冲突和处置要求检索所述场景要素库中的场景要素并组合为候选训练场景；

55、训练场景筛选加载模块，配置为根据复杂度、冲突类型、教学目标和训练时长筛选所述候选训练场景并加载筛选后的训练场景；

56、训练场景切换模块，配置为根据教员选择、训练进度、学员操作结果和事件条件控制训练场景保持、加载或切换，并将切换前训练状态映射到目标训练场景；

57、训练评价模块，配置为记录训练过程形成训练记录，将训练记录与当前场景规则比对得到训练评价结果，当学员操作结果未满足当前场景规则时，生成偏离记录并确定提示、复核或进入下一训练场景的处理结果，当处理结果为进入下一训练场景时加载或切换至下一训练场景。

58、与现有技术相比，其有益效果在于：

59、本发明公开了一种飞行模拟训练场景生成与切换方法及系统，将机场构型、空域航路、运行规则、气象、地面车辆、航空器运行、教学任务和特殊情况事件保存为场景要素库，并将训练需求拆分为飞行阶段、操作目标、通话要求、环境扰动、运行冲突和处置要求，训练场景能够由可复用的场景要素组合形成，减少单一固定脚本对训练内容的限制。

60、根据训练目标分解结果检索场景要素，并根据复杂度、冲突类型、教学目标和训练时长筛选候选训练场景，能够在滑行冲突、跑道占用、多航空器通话、地面车辆横穿、气象变化、复飞备降等场景之间形成与教学目标匹配的场景组合，使训练场景与训练阶段、难度等级和处置要求保持一致。

61、在训练过程中根据教员选择、训练进度、学员操作结果和事件条件控制训练场景保持、加载或切换，训练过程能够根据训练进展和学员响应进行场景加载或切换，适合构建连续的复杂运行训练过程。

62、在加载或切换训练场景时暂存并映射航空器位置、速度、高度、航向、通话状态、场景事件状态和任务进度，目标训练场景能够承接切换前训练状态，减少场景切换造成的训练过程断裂。

63、记录训练过程形成训练记录，并将训练记录与当前场景规则逐项比对，能够形成训练评价结果和偏离记录，并根据偏离类型确定提示、复核或进入下一训练场景的处理结果，为训练评价、过程复核和重复训练提供数据基础。