多通道冲突告警线索人因与工效学实验平台的设计与实现

多通道冲突告警线索人因与工效学实验平台的设计与实现

论文摘要

自由飞行是未来空中交通管理系统的核心概念,采用协同监视技术,即飞行员自主负责航空器之间的安全间隔,管制员将不再对航空器提供主动管制,而是被动监视。目前国外的研究发现,这种变化会导致管制员情境意识与冲突探测绩效下降,而引入自动化的冲突告警线索是主要的应对思路。然而,目前尚缺少这样一个好的实验平台用于对管制员作业绩效的研究。因此,本研究主要集中对多通道冲突告警线索人因与工效学实验平台的开发,用于在自由飞行的条件下,能够结合注意多资源理论、信号检测理论,通过实验室情境模拟的方法,探索在不同交通复杂度的条件下,冲突告警线索的通道类型、告警级别及其交互作用等对管制员脑力负荷、情境意识、作业绩效以及自动化信任等的影响。首先,本文对多通道冲突告警线索的通道类型、告警级别以及可靠性对管制员作业绩效的影响程度进行了简要的综述回顾,同时对高、中及低精确度ATC模拟系统发展现状进行了概括。其次,对多通道冲突告警线索人因与工效学实验平台进行了需求分析,并确定采用QT语言及XML技术进行实验平台的开发。第三,对多通道冲突告警线索人因与工效学实验平台进行了算法分析,为冲突告警功能的实现提供依据。最后,介绍多通道冲突告警线索人因与工效学实验平台的功能,并提出实验平台存在的优缺点及改进方案。本实验平台可以灵活控制实验所涉及的自变量和因变量,可以较好的进行管制界面模拟和管制任务模拟,为后续实验的顺利进行提供技术支持。另外,为我国新一代空中交通管理系统的管制雷达信息显示设计提供人因学依据。也为后续基于4D航迹(3维空间和时间)的飞行冲突监视与告警技术下管制员作业绩效的深度研究奠定基础。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.1.1 冲突告警线索通道类型的研究
  • 1.1.2 冲突告警线索可靠性的研究
  • 1.1.3 冲突线索告警级别的研究
  • 1.1.4 冲突告警线索对管制员自动化信任与操作自信的影响
  • 1.2 研究目的
  • 1.3 研究现状
  • 1.3.1 高精确度的ATC 模拟系统
  • 1.3.2 中/低精确度的ATC 模拟系统
  • 1.4 研究意义
  • 1.5 技术路线
  • 1.6 论文结构
  • 第二章 冲突告警线索人因与工效学实验平台需求分析
  • 2.1 自由飞行环境分析
  • 2.2 实验平台的总体设计
  • 2.3 采用的主要技术
  • 2.3.1 QT 编程语言
  • 2.3.2 XML 技术
  • 第三章 冲突告警线索人因与工效学实验平台算法分析
  • 3.1 基本的变量名称介绍
  • 3.2 最小间距算法分析
  • 3.2.1 侧向间距(DCPA 和MDL)的算法分析
  • 3.2.2 垂直间隔算法分析
  • 3.3 “投影”算法分析
  • 3.4 判断航空器与扇区位置关系的算法分析
  • 第四章 冲突告警线索人因与工效学实验平台的功能实现
  • 4.1 实验平台的精确度设计
  • 4.1.1 显示界面的精确度设计
  • 4.1.2 管制任务模拟精确度设计
  • 4.1.3 数据链功能的实现
  • 4.1.4 告警系统的可靠性和告警级别功能的实现
  • 4.1.5 冲突自行化解功能的实现
  • 4.2 实验平台的实验控制及程序控制
  • 4.2.1 情景设计
  • 4.2.2 实验程序控制
  • 4.3 数据记录
  • 第五章 冲突告警线索人因与工效学实验平台的评估及改进方案
  • 5.1 实验平台的优点
  • 5.2 实验平台的缺点
  • 5.3 改进方案
  • 结论与展望
  • 参考文献
  • 附录一:雷达管制模拟任务指导语
  • 附录二:NASA TLX 心理负荷测定
  • 附录三:自动化信任与操作自信评定量表
  • 攻读硕士学位期间取得的学术成果
  • 致谢
  • 相关论文文献

    • [1].基于贝叶斯估计的炼化装置动态告警管理方法研究[J]. 中国安全生产科学技术 2016(10)
    • [2].IOWAS算法的卫星分组策略研究[J]. 电子技术应用 2011(08)
    • [3].计算机图形学在安全故判软件上的应用[J]. 硅谷 2009(11)

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