基于飞行学员情感生理信号的训练飞行态势监控研究

The aviation transport industry has been going through a period of rapid development since the past two decades. It brings new opportunities and challenges to Chinese pilots training in civil aviation. Air space becomes more and more congested with the rapid growth of flight trainer. Air Traffic Controller (ATC) mainly relies on experience and didn’t recognize the importance of flight situation monitoring. Intent and affection of flight influence cadet’s capability and track error, which is the important part of track estimation. Therefore, we will consider flight situation monitoring based on intent and affection for ATC..Cadet’s flight intent and affection always change a lot in different training courses and flight stage. We will focus on physiological signals of cadets, and find important features and combine with emotional-physiological signal model, then discover the relationship between them. We propose a flight track estimation theoretical model, to integrate probability of flight track error and emotional-physiological signal model, and establish flight situation monitoring platform.

近年来，随着航空运输业的快速发展及航空运输量的持续增长，我国民航飞行员培养面临着新的机遇和挑战，飞行训练量的快速增长导致训练空域的紧张和拥塞。现行的飞行训练管制方法，由于主要依托于地面管制员的经验，缺乏对飞行态势的监控。飞行意图和情感因素是航迹预测的重要指标，其变化直接影响了飞行员的操控能力和航迹的误差水平。因此，本课题旨在发展基于飞行意图、情感的飞行态势监控技术，为现行的飞行训练管制提供参考和补充。.针对不同训练科目、飞行阶段，学员在飞行过程中表现出的情感因素及飞行意图是不断变化的。通过测量学员的多样本生理数据信息，得到飞行训练中情感因素在生理信号中的表现，建立“飞行训练情感生理信息模型”，进一步探讨情感生理信息与飞行意图之间的关系。本课题将情感生理信息结合航迹误差概率模型，在理论上提出“飞行航迹预测模型”，系统上融合飞行情报信息、航空电子地图，形成“训练飞行态势监控平台”。

为解决训练飞行中飞行情感和飞行意图信息的缺失，改善现阶段经验式的管制方式，本课题提出了一种基于飞行学员情感生理信号的训练飞行态势监控技术。针对不同训练科目、飞行阶段，学员在飞行过程中表现出的情感因素及飞行意图，通过测量学员的多样本生理数据信息，建立了“飞行训练情感生理信息模型”，进一步探讨了情感生理信息与飞行意图之间的关系。本课题将情感生理信息结合航迹误差概率模型，在理论上提出了“飞行航迹预测模型”，系统上融合了飞行情报信息、航空电子地图，形成了“训练飞行态势监控平台”。. 在项目研究期间，针对飞行态势监控模型及误差、飞行行为认知及情景环境表征、手动飞行情景环境综合评价及主观因素误差分析3个核心内容，探讨了情感因素与生理信号间的作用规则，建立了手动驾驶条件下航迹误差概率模型，提炼了情感因素、飞行意图与航迹误差之间的关系，并将情感因素、飞行意图、航迹误差理论融入了飞行态势监控。所取得的成果可以在一定程度上推动飞行冲突探测模型误差分析方法的完善和发展，可以为飞行态势监控的有效开展提供帮助和指导。