空中空中管制员工作负荷监测与分析系统开发

论文摘要

随着我国航空事业的飞速发展以及国际化程度的不断提高,使得空中交通状况变得越来越复杂,空中交通管制员指挥难度逐渐加大,这也导致了空中管制员的工作负荷逐渐提高。因为空中管制员工作负荷的大小与航空的安全以及扇区容量的大小直接相关,因此,研究出一种可以实时的准确评估出空中管制员工作负荷的软件系统就变得非常重要。本文分别从理论分析和实际应用两个角度对空中管制员工作负荷和基于空中管制员工作负荷的扇区容量进行了相关研究,并利用神经网络的方法对影响空中管制员工作负荷的相关因素做了定性的分析。论文首先概述了中国近年来航空事业的发展状况,并详细介绍了国内外关于空中管制员工作负荷的研究成果,接着对空中管制员的工作负荷做出明确定义,在研究了以往一些常用评估方法的基础上,对空中管制员工作负荷的影响因素及其分类方法等进行仔细分析,进而提出了新的空中管制员工作负荷评估数学模型。然后在所建立的空中管制员工作负荷评估模型基础之上,对评估所需的权值等进行相关统计,根据扇区流量统计预测方法来对评估管制员工作负荷所需的数据等进行统计。紧接着论文又提出了使用神经网络的方法来确定影响空中管制员工作负荷的相关因素的权值,并与传统的统计方法作出了相关对比。接着又具体介绍了最小二乘法的计算原理,并用它定量的分析了空中管制员的工作负荷与扇区容量之间的关系。在上述理论分析的基础上,本文接下来介绍了空中管制员工作负荷评估系统的实现方法和设计思路等,对系统的整体架构,数据的主要设计以及系统主要的功能模块和人机交互界面等都做出了相应的介绍。最后本文对空中管制员工作负荷评估的方法和系统的实现进行了相关总结并提出今后工作的主要方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 国内外研究状况
• 1.2.1 国外空中管制员工作负荷评估研究概况
• 1.2.2 国内空中管制员工作负荷评估研究概况
• 1.2.3 国内外容量评估研究概况
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 空中管制员工作负荷的模型建立
• 2.1 空中管制员工作负荷的定义
• 2.2 空中管制员工作负荷评估方法介绍
• 2.2.1 生理和行为评估方法
• 2.2.2 主观评估方法
• 2.2.3 根据管制指挥交通特征的评估研究
• 2.3 空中管制员工作负荷的影响因素
• 2.4 空中管制员工作负荷的分类
• 2.5 空中管制员工作负荷的分类评估
• 2.5.1 管制通信工作负荷
• 2.5.2 手工操作管制工作负荷
• 2.5.3 空中管制员思考工作负荷
• 2.5.4 空中管制员工作负荷数学模型
• 2.6 小结
• 第三章 空中管制员工作负荷的分类评估
• 3.1 工作负荷模型的权值计算
• 3.1.1 状态说明
• 3.1.2 权值数据的提取
• 3.2 统计次数的计算
• 3.2.1 所需数据表
• 3.2.2 统计进入扇区飞机数目
• 3.2.3 统计扇区内飞机数目
• 3.2.4 统计离开扇区飞机数目
• 3.2.5 统计航路点飞机流量
• 3.3 冲突工作负荷的评估
• 3.3.1 冲突探测算法分析
• 3.3.2 冲突次数的统计
• 3.4 小结
• 第四章 基于人工神经网络的空中管制员负荷预测
• 4.1 人工神经网络
• 4.2 人工神经网络的学习
• 4.3 神经网络的泛化性及过拟合问题
• 4.4 用神经网络来预测管制员的负荷率
• 4.4.1 人工神经网络的层次与神经元的数目
• 4.4.2 人工神经网络的拓扑结构
• 4.4.3 训练样本的获取和模型的实现
• 4.4.4 实验的结果分析
• 4.5 小结
• 第五章 基于空中管制员工作负荷的容量评估
• 5.1 容量的定义
• 5.2 容量的评估方法
• 5.2.1 评估容量的因素及过程
• 5.2.2 回归分析方法
• 5.3 小结
• 第六章 空中管制员工作负荷评估系统设计
• 6.1 系统的总体架构
• 6.2 数据库的设计
• 6.2.1 权值统计数据库
• 6.2.2 空中交通管制员负荷表
• 6.3 系统测试
• 第七章 结果与展望
• 7.1 论文主要成果
• 7.2 下一步工作
• 致谢
• 参考文献