本發(fā)明提供一種預(yù)測(cè)飛行員著陸過程各操作人因差錯(cuò)概率的方法，它是一種通過hcr方法擬合在飛行員著陸過程中的尺度、形狀、位置三參數(shù)，再通過統(tǒng)計(jì)該過程各操作平均執(zhí)行時(shí)間預(yù)測(cè)各操作人因差錯(cuò)概率的方法，涉及飛行員著陸過程，以及人因可靠性研究方法中的hcr方法。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，飛機(jī)已經(jīng)成為人們出行的主要交通工具之一。而根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研得知，在飛機(jī)事故中，飛機(jī)在著陸期間發(fā)生事故的概率占總事故概率將近一半。因此，提高飛行員著陸過程的人因可靠性能夠極大降低飛機(jī)事故概率。

hcr方法屬于第一代人因可靠性研究方法，全稱人的認(rèn)知可靠性模型(humancognitivereliability)。它是由hannaman等人提出的，主要用于時(shí)間緊迫的應(yīng)急條件下操作者不反應(yīng)概率的定量評(píng)價(jià)。著重考慮人的動(dòng)態(tài)心理認(rèn)知過程，所以是以心理學(xué)為基礎(chǔ)的，包括觀察、解釋、計(jì)劃和執(zhí)行等一系列復(fù)雜的心理活動(dòng)，從而探究人操作失誤的機(jī)理，主要基于以下兩個(gè)基本假設(shè)：

基本假設(shè)1：hcr方法是在rasmussen提出的行為的3種類型的假定基礎(chǔ)上形成的，即技能型，規(guī)則型和知識(shí)型。

基本假設(shè)2：每一種行為類別的失誤概率，僅與允許時(shí)間(t)和執(zhí)行時(shí)間修正值(t1/2)的比值有關(guān)，且遵從3參數(shù)威布爾分布。

根據(jù)上述假設(shè)，基于3參數(shù)威布爾分布函數(shù)，操作員在時(shí)間t的響應(yīng)失誤概率p(t)模型如下

其中，α(尺度參數(shù))，β(形狀參數(shù))，γ(位置參數(shù))三參數(shù)是通過查表得知的，而這三個(gè)參數(shù)的數(shù)據(jù)規(guī)定表格是美國(guó)用hcr方法在核工業(yè)領(lǐng)域分析研究擬合出來的，并不適用于飛行員著陸過程領(lǐng)域。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)發(fā)明目的

針對(duì)目前hcr方法中尺度、形狀、位置三參數(shù)的規(guī)定是基于核工業(yè)方向，而非飛行員著陸過程，并且現(xiàn)階段hcr研究方法都僅局限于理論而缺乏數(shù)據(jù)支持，本發(fā)明可以通過大量實(shí)驗(yàn)后處理數(shù)據(jù)，得出在飛行員著陸過程領(lǐng)域的尺度、形狀、位置三參數(shù)，從而通過現(xiàn)有的或今后收集到的飛行員著陸過程中各項(xiàng)操作的操作時(shí)間預(yù)測(cè)出各項(xiàng)操作的人因差錯(cuò)概率，為提高飛行員著陸方面的人因可靠性提供支撐。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明一種預(yù)測(cè)飛行員著陸過程各操作人因差錯(cuò)概率的方法，即一種通過hcr方法擬合在飛行員著陸過程中的尺度、形狀、位置三參數(shù)，再通過統(tǒng)計(jì)該過程各操作平均執(zhí)行時(shí)間預(yù)測(cè)各操作人因差錯(cuò)概率的方法，見圖1所示，其步驟如下：

步驟一，尋找實(shí)驗(yàn)者，將其分為“熟練型”、“規(guī)則型”、“知識(shí)型”三類；設(shè)定不同的允許時(shí)間t，令實(shí)驗(yàn)者在模擬機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)，記錄其響應(yīng)失誤概率p(t)及執(zhí)行時(shí)間t1/2，n；

步驟二，計(jì)算出實(shí)驗(yàn)者的執(zhí)行時(shí)間修正值t1/2；

步驟三，通過收集到的大量實(shí)驗(yàn)者的響應(yīng)失誤概率p(t)、執(zhí)行時(shí)間修正值t1/2、允許時(shí)間t，帶入公式擬合出在hcr方法模型下，“熟練型”、“規(guī)則型”、“知識(shí)型”三類飛行員著陸過程中的三組尺度、形狀、位置三參數(shù)值；

步驟四，通過現(xiàn)有資料等途徑收集飛行員著陸過程中各項(xiàng)操作的平均執(zhí)行時(shí)間，并對(duì)其分成“熟練型”、“規(guī)則型”、“知識(shí)型”三類，與步驟三中擬合得到的三組尺度、形狀、位置三參數(shù)值帶入帶入公式中，即可得到該類飛行員該項(xiàng)操作的人因差錯(cuò)概率預(yù)測(cè)值；

通過以上步驟，我們就可以預(yù)測(cè)出飛行員著陸過程中各項(xiàng)操作的人因差錯(cuò)概率，為提高飛行員著陸方面的人因可靠性提供支撐。

其中，在步驟一中所述的“將其分為“熟練型”、“規(guī)則型”、“知識(shí)型”三類”，其做法如下：技能型實(shí)驗(yàn)者分三類，第一類認(rèn)為操作是常規(guī)操作，不需要規(guī)程，對(duì)規(guī)程的使用熟悉；第二類認(rèn)為操作是常規(guī)操作，需要規(guī)程，規(guī)程覆蓋了情景，對(duì)規(guī)程的使用熟悉；第三類不認(rèn)為操作是常規(guī)操作，清楚地理解過渡工況或操作內(nèi)容，規(guī)程覆蓋了情景，理解規(guī)程，對(duì)規(guī)程的使用熟悉。規(guī)則型實(shí)驗(yàn)者分三類，第一類認(rèn)為操作是常規(guī)操作，需要規(guī)程，規(guī)程覆蓋了情景，對(duì)規(guī)程的使用不熟悉；第二類認(rèn)為操作是常規(guī)操作，需要規(guī)程，規(guī)程沒有覆蓋情景；第三類是不認(rèn)為操作是常規(guī)操作，規(guī)程覆蓋了情景，理解規(guī)程，對(duì)規(guī)程的使用不熟悉。知識(shí)型實(shí)驗(yàn)者分三類，第一類是不認(rèn)為操作是常規(guī)操作，清楚地理解過渡工況或操作內(nèi)容，規(guī)程覆蓋了情景，不理解規(guī)程；第二類是不認(rèn)為操作是常規(guī)操作，清楚地理解過渡工況或操作內(nèi)容，規(guī)程沒有覆蓋情景；第三類是是不認(rèn)為操作是常規(guī)操作，不清楚過渡工況或操作內(nèi)容。

在步驟一中所述的“模擬機(jī)”，是指一種實(shí)驗(yàn)儀器，能夠自動(dòng)模擬飛機(jī)著陸過程中的場(chǎng)景，將情景展示給實(shí)驗(yàn)者，感知實(shí)驗(yàn)者的操作是否正確，記錄其執(zhí)行時(shí)間。它應(yīng)該包括顯示屏、操縱桿、油門桿、姿態(tài)儀、模擬表盤、以及提供接口和數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的嵌入式系統(tǒng)。

在步驟一中所述的“響應(yīng)失誤概率”，是指實(shí)驗(yàn)者錯(cuò)誤操作次數(shù)與總操作次數(shù)的比值，“操作時(shí)間”是指完成操作的時(shí)間?！霸试S時(shí)間”是指允許實(shí)驗(yàn)者做出操作的最大時(shí)間，超時(shí)即算操作錯(cuò)誤。

其中，在步驟二中所述的“執(zhí)行時(shí)間修正值t1/2”，是指排除各類情況，諸如經(jīng)驗(yàn)操作，心理壓力，人機(jī)界面等因素干擾后由執(zhí)行時(shí)間t1/2，n推導(dǎo)出的執(zhí)行時(shí)間修正值t1/2。

其中，在步驟三中所述的“三類飛行員著陸過程中的三組尺度、形狀、位置三參數(shù)值”，是指，“熟練型”、“規(guī)則型”、“知識(shí)型”，每一類實(shí)驗(yàn)者擁有一套屬于自己的三參數(shù)值，故共應(yīng)擬合出三套三參數(shù)值。

通過以上步驟，可以達(dá)到預(yù)測(cè)飛行員著陸過程中各項(xiàng)操作的人因差錯(cuò)概率這一效果。

(三)優(yōu)點(diǎn)和功效

本項(xiàng)發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)與功效：

(1)為人因可靠性的研究提供了支持

(2)可以確定hcr方法在飛行員著陸過程領(lǐng)域的三參數(shù)值

(3)可以為提高飛行員著陸方面的人因可靠性提供支撐

(4)為hcr方法在其他領(lǐng)域三參數(shù)值的確定以及人因差錯(cuò)概率的預(yù)測(cè)開創(chuàng)先河

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述方法流程圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)?zāi)M機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)?zāi)M機(jī)外觀設(shè)計(jì)圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)者“熟練型”“規(guī)則型”“知識(shí)型”分類示意圖

圖中序號(hào)、符號(hào)、代號(hào)說明如下：

圖1中箭頭框圖代表整個(gè)試驗(yàn)的流程

圖4中圓圈代表對(duì)上方狀態(tài)的選擇，若實(shí)驗(yàn)者是上方所述狀態(tài)則繼續(xù)直線流程，若否則拐到另一條線繼續(xù)流程；虛線代表跳過上方狀態(tài)選擇。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明一種預(yù)測(cè)飛行員著陸過程各操作人因差錯(cuò)概率的方法，即一種通過hcr方法擬合在飛行員著陸過程中的尺度、形狀、位置三參數(shù)，再通過統(tǒng)計(jì)該過程各操作平均執(zhí)行時(shí)間預(yù)測(cè)各操作人因差錯(cuò)概率的方法，見圖1所示，其具體實(shí)施方式如下：

步驟一：尋找實(shí)驗(yàn)者，為大家介紹模擬機(jī)工作場(chǎng)景以及操作方式，按照教授程度與練習(xí)熟練度將其分為“熟練型”“規(guī)則型”“知識(shí)型”三類，分類標(biāo)準(zhǔn)已在技術(shù)方案中給出，說明書附圖中圖4也有描繪。設(shè)定操作允許時(shí)間，讓實(shí)驗(yàn)者上模擬機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)，模擬機(jī)的結(jié)構(gòu)及外觀應(yīng)當(dāng)如說明書附圖中圖2，圖3所描繪。模擬機(jī)記錄其記錄其響應(yīng)失誤概率p(t)及執(zhí)行時(shí)間t1/2，n。

步驟二：通過下表1的方式為每位實(shí)驗(yàn)者選取各自行為形成因子系數(shù)，帶入公式計(jì)算得出執(zhí)行時(shí)間修正值t1/2。

表1hcr方法的行為形成因子和相關(guān)系數(shù)

步驟三：通過收集到的大量實(shí)驗(yàn)者的響應(yīng)失誤概率p(t)、執(zhí)行時(shí)間修正值t1/2、允許時(shí)間t，帶入公式使用最小二乘法擬合出在hcr方法下，“熟練型”“規(guī)則型”“知識(shí)型”三類飛行員著陸過程中的三組尺度、形狀、位置三參數(shù)值。

步驟四：通過現(xiàn)有資料或其他途徑(航空公司收集數(shù)據(jù)等)收集飛行員著陸過程中各項(xiàng)操作的平均執(zhí)行時(shí)間，并對(duì)其分成“熟練型”、“規(guī)則型”、“知識(shí)型”三類，與步驟三中擬合得到的三組尺度、形狀、位置三參數(shù)值帶入帶入公式中。

其中，在步驟一中所述的“將其分為“熟練型”、“規(guī)則型”、“知識(shí)型”三類”，其做法如下：技能型實(shí)驗(yàn)者分三類，第一類認(rèn)為操作是常規(guī)操作，不需要規(guī)程，對(duì)規(guī)程的使用熟悉；第二類認(rèn)為操作是常規(guī)操作，需要規(guī)程，規(guī)程覆蓋了情景，對(duì)規(guī)程的使用熟悉；第三類不認(rèn)為操作是常規(guī)操作，清楚地理解過渡工況或操作內(nèi)容，規(guī)程覆蓋了情景，理解規(guī)程，對(duì)規(guī)程的使用熟悉。規(guī)則型實(shí)驗(yàn)者分三類，第一類認(rèn)為操作是常規(guī)操作，需要規(guī)程，規(guī)程覆蓋了情景，對(duì)規(guī)程的使用不熟悉；第二類認(rèn)為操作是常規(guī)操作，需要規(guī)程，規(guī)程沒有覆蓋情景；第三類是不認(rèn)為操作是常規(guī)操作，規(guī)程覆蓋了情景，理解規(guī)程，對(duì)規(guī)程的使用不熟悉。知識(shí)型實(shí)驗(yàn)者分三類，第一類是不認(rèn)為操作是常規(guī)操作，清楚地理解過渡工況或操作內(nèi)容，規(guī)程覆蓋了情景，不理解規(guī)程；第二類是不認(rèn)為操作是常規(guī)操作，清楚地理解過渡工況或操作內(nèi)容，規(guī)程沒有覆蓋情景；第三類是是不認(rèn)為操作是常規(guī)操作，不清楚過渡工況或操作內(nèi)容。

在步驟一中所述的“模擬機(jī)”，是指一種實(shí)驗(yàn)儀器，能夠自動(dòng)模擬飛機(jī)著陸過程中的場(chǎng)景，將情景展示給實(shí)驗(yàn)者，感知實(shí)驗(yàn)者的操作是否正確，記錄其執(zhí)行時(shí)間。它應(yīng)該包括顯示屏、操縱桿、油門桿、姿態(tài)儀、模擬表盤、以及提供接口和數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的嵌入式系統(tǒng)。

在步驟一中所述的“響應(yīng)失誤概率”，是指實(shí)驗(yàn)者錯(cuò)誤操作次數(shù)與總操作次數(shù)的比值，“操作時(shí)間”是指完成操作的時(shí)間?！霸试S時(shí)間”是指允許實(shí)驗(yàn)者做出操作的最大時(shí)間，超時(shí)即算操作錯(cuò)誤。

其中，在步驟二中所述的“執(zhí)行時(shí)間修正值t1/2”，是指排除各類情況，諸如經(jīng)驗(yàn)操作，心理壓力，人機(jī)界面等因素干擾后由執(zhí)行時(shí)間t1/2，n推導(dǎo)出的執(zhí)行時(shí)間修正值t1/2。

其中，在步驟三中所述的“三類飛行員著陸過程中的三組尺度、形狀、位置三參數(shù)值”，是指，“熟練型”“規(guī)則型”“知識(shí)型”，每一類實(shí)驗(yàn)者擁有一套屬于自己的三參數(shù)值，故共應(yīng)擬合出三套三參數(shù)值。

通過以上步驟，可以達(dá)到預(yù)測(cè)飛行員著陸過程各操作人因差錯(cuò)概率這一效果。