一种海上作业直升机飞行员疲劳综合评估系统及方法与流程

1.本发明涉及一种民航工作人员疲劳综合评估模型的建立方法，尤其涉及一种海上作业直升机飞行员疲劳综合评估模型的建立方法。


背景技术：

2.直升机在运行效率、安全性和经济性方面比其他海上运输方法显示出显著的优势。与陆上机场相比，海上平台的运行环境由于着陆空间小，资源有限，飞行安全面临挑战。海上多变的天气使直升机驾驶员的操作更加困难。然近年来直升机事故总体呈下降趋势，但人为因素造成的比例在上升。飞行员疲劳作为关键因素之一，已成为安全管理的主要问题。
3.与传统的运输航空飞行员不同，海上作业飞行员需要完成具有可变因素和威胁的各种任务，如不断变化的天气条件、能见度降低、平台甲板的各种尺寸和位置。因此，造成直升机飞行员疲劳的原因与传统的运输航班不同。由于这方面的相关研究并不多，为了提高海上作业的安全性，需要建立直升机驾驶员疲劳评估模型。
4.为了解决上述问题，本专利建立了疲劳风险评价指标体系，通过计算得到了指标系统模型中个因素权重，最终建立了海上作业直升机飞行员疲劳综合评估模型。该评价模型的建立，可有效评估直升机飞行员疲劳状态，可供海上直升机公司使用，提高飞行安全性。


技术实现要素：

5.针对现有民航从业人员疲劳评价模型少有考虑直升机飞行员的问题，本发明提出一种海上作业直升机飞行员疲劳综合评估模型。
6.为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：
7.一种海上作业直升机飞行员疲劳综合评估模型，其特征在于疲劳风险评价指标体系的建立，该体系为三层层次结构。指标层为直升机飞行员疲劳评估(a)，直升机飞行员疲劳风险评价模型由两层构成，分为7个一级指标：工作负荷(b1)、工作环境(b2)、直升机和设备系统(b3)、任务类型(b4)、生理因素(b5)、心理因素(b6)和公司管理(b7)。每个一级指标再由若干个子因素构成。
8.所述工作负荷(b1)指标可分为：飞行时间(c11)、飞行任务期(c12)、起降频率(c13)和低空空域天气情况(c14)四类子因素；
9.所述工作环境(b2)指标可分为：噪音(c21)、振动(c22)和高温(c23)三类子因素；
10.所述直升机和设备系统(b3)指标可分为：自动驾驶系统(c31)、空调系统(c32)和防碰撞系统(c33)三类子因素；
11.所述任务类型(b4)指标可分为：夜间作业(c41)、繁忙空域作业(c42)、绞车作业(c43)、机外载荷作业(c44)和救援作业(c45)五类子因素；
12.所述生理因素(b5)指标可分为：生理节奏(c51)、睡眠时间(c52)、每周体育锻炼时
间(c53)三类子因素；
13.所述心理因素(b6)指标可分为：情绪自我调节(c61)、责任感(c62)、职业规划(c63)、自信心(c64)和内在激励(c65)五类子因素；
14.所述公司管理(b7)指标可分为：调度排班系统(c71)、企业文化(c72)、机组资源管理(c73)和机型混飞管理(c74)四类子因素。
15.一种海上作业直升机飞行员疲劳综合评估模型，其特征在于疲劳风险评价指标系统的量化，即确定系统中b层和c层的权重。
16.s1，重要性排序。假设{x}表示包含m个指标的指标集，如果专家认为指标xi比指标xj更重要，它们之间的关系可以记为xi》xj，经过m-1次选择后，就可以得到指标的重要性序列(x
1*
》x
2*
》
…
》x
m*
)。
17.s2，重要性比率。两个相邻指标的重要性比rk定义为x
k-1
与xk中两个指标w
k-1
与wk的权重之比，即：
[0018][0019]
重要性比率分为五类情况：(1)若指标x
k-1
与指标xk同样重要，rk为1.0；(2)若指标x
k-1
与指标xk稍微重要，rk为1.2；(3)若指标x
k-1
与指标xk明显重要，rk为1.4；(4)若指标x
k-1
与指标xk强烈重要，rk为1.6；(5)若指标x
k-1
与指标xk极端重要，rk为1.8。
[0020]
s3，计算每个序列指标的权重。在得到重要性比后，可计算指标的权重，即：
[0021][0022]
疲劳水平评价指标确定方法如下：
[0023]
s1，若在n位专家中有s位专家，分别给出相同的序关系以及相应的理性赋值，即s位专家关于给出x1，x2，
…
，xm的关系为：
[0024]
(x
k1*
》x
k2*
》
…
》x
km*
)，k＝1,2,
…
,s；s＝1,2,
…
,h
[0025]
又给出x
si-1
与x
si
间重要程度之比的理性赋值分别为r
ski
(k＝1,2,
…
,s；s＝1,2,
…
,h)，因此可得到x
skj
的权重系数w
skj
，对于每一个j(1《j《m)，平均值计算为：
[0026][0027]
随后，可得到评价指标的总体权重，即：
[0028][0029]
其中，ks＝s/n,s＝1,2,
…
,h。
[0030]
s2，疲劳水平评价指标确定。在获得指标系统中指标的权重后，可以利用直升机飞行员问卷收集的数据计算疲劳水平评价区间，具体分为五类疲劳水平，分别为：状态良好、正常状态、一般疲劳、中度疲劳和重度疲劳。
附图说明
[0031]
图1为海上作业直升机飞行员疲劳风险评价指标体系
具体实施方式
[0032]
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容进行详细具体的说明。
[0033]
本发明提供的海上作业直升机飞行员疲劳综合评估模型，包括疲劳风险评价指标体系的建立、疲劳风险评价指标系统的量化和疲劳风险评价指标权重的确定。下面对这一模型做详细具体的说明。
[0034]
一种海上作业直升机飞行员疲劳综合评估方法，疲劳风险评价指标体系的建立，该体系为三层层次结构，如图1所示。指标层为直升机飞行员疲劳评估(a)，直升机飞行员疲劳风险评价模型由两层构成，分为7个一级指标：工作负荷(b1)、工作环境(b2)、直升机和设备系统(b3)、任务类型(b4)、生理因素(b5)、心理因素(b6)和公司管理(b7)。每个一级指标再由若干个子因素构成。
[0035]
所述工作负荷(b1)指标可分为：飞行时间(c11)、飞行任务期(c12)、起降频率(c13)和低空空域天气情况(c14)四类子因素；
[0036]
所述工作环境(b2)指标可分为：噪音(c21)、振动(c22)和高温(c23)三类子因素；
[0037]
所述直升机和设备系统(b3)指标可分为：自动驾驶系统(c31)、空调系统(c32)和防碰撞系统(c33)三类子因素；
[0038]
所述任务类型(b4)指标可分为：夜间作业(c41)、繁忙空域作业(c42)、绞车作业(c43)、机外载荷作业(c44)和救援作业(c45)五类子因素；
[0039]
所述生理因素(b5)指标可分为：生理节奏(c51)、睡眠时间(c52)、每周体育锻炼时间(c53)三类子因素；
[0040]
所述心理因素(b6)指标可分为：情绪自我调节(c61)、责任感(c62)、职业规划(c63)、自信心(c64)和内在激励(c65)五类子因素；
[0041]
所述公司管理(b7)指标可分为：调度排班系统(c71)、企业文化(c72)、机组资源管理(c73)和机型混飞管理(c74)四类子因素。
[0042]
疲劳风险评价指标系统的量化，即确定系统中b层和c层的权重。
[0043]
s1，重要性排序。假设{x}表示包含m个指标的指标集，如果专家认为指标xi比指标xj更重要，它们之间的关系可以记为xi》xj，经过m-1次选择后，就可以得到指标的重要性序列(x
1*
》x
2*
》
…
》x
m*
)。
[0044]
s2，重要性比率。两个相邻指标的重要性比rk定义为x
k-1
与xk中两个指标w
k-1
与wk的权重之比，即：
[0045][0046]
重要性比率分为五类情况：(1)若指标x
k-1
与指标xk同样重要，rk为1.0；(2)若指标x
k-1
与指标xk稍微重要，rk为1.2；(3)若指标x
k-1
与指标xk明显重要，rk为1.4；(4)若指标x
k-1
与指标xk强烈重要，rk为1.6；(5)若指标x
k-1
与指标xk极端重要，rk为1.8。
[0047]
s3，计算每个序列指标的权重。在得到重要性比后，可计算指标的权重，即：
[0048][0049]
3.一种海上作业直升机飞行员疲劳综合评估模型，其特征在于疲劳水平评价指标确定。
[0050]
s1，若在n位专家中有s位专家，分别给出相同的序关系以及相应的理性赋值，即s位专家关于给出x1，x2，
…
，xm的关系为：
[0051]
(x
k1*
》x
k2*
》
…
》x
km*
)，k＝1,2,
…
,s；s＝1,2,
…
,h
[0052]
又给出x
si-1
与x
si
间重要程度之比的理性赋值分别为r
ski
(k＝1,2,
…
,s；s＝1,2,
…
,h)，因此可得到x
skj
的权重系数w
skj
，对于每一个j(1《j《m)，平均值计算为：
[0053][0054]
随后，可得到评价指标的总体权重，即：
[0055][0056]
其中，ks＝s/n,s＝1,2,
…
,h。
[0057]
s2，疲劳水平评价指标确定。在获得指标系统中指标的权重后，可以利用直升机飞行员问卷收集的数据计算疲劳水平评价区间，具体分为五类疲劳水平，分别为：状态良好、正常状态、一般疲劳、中度疲劳和重度疲劳。
[0058]
4.海上作业直升机飞行员疲劳综合评估模型结果验证。邀请10位专家回答调查问卷，得到疲劳风险评价指标体系中b层和c层各因素的权重，如下表。
[0059][0060][0061]
在b层的七个因素中，工作环境是对直升机飞行员疲劳影响最为重要的因素，其次
是直升机和设备系统以及任务类型。生理因素也会对直升机飞行员的疲劳产生影响，但权重最低。
[0062]
在c层中，噪声是对直升机飞行员疲劳影响最为重要的指标，其次是自动驾驶系统和高温因素。
[0063]
采用权利要求书3中所述的疲劳水平评价指标计算方法，可得到疲劳水平评价对应的疲劳指数区间，如下表
[0064]
疲劳水平疲劳指数区间重度疲劳[2.915,4]中度疲劳[2,388,2.915)一般疲劳[2.086,2.388)正常状态[1.317,2.086)状态良好[0,1.317)
[0065]
最后通过评估模型和直升生飞行员自我评价验证计算模型的性能，实验共采集了66名海上直升机飞行员的调查问卷结果，结果如下所示
[0066][0067]
模型评价数量与自我评价数量吻合较好，因此所建立的疲劳评价模型能够应用于不同海上任务的疲劳管理。