管制员疲劳检测方法及装置、管制员疲劳响应方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种管制员疲劳检测方法及装置，该方法预先获取每个管制员不同疲劳状态时的脑电数据和心率数据，再在工作时对管制员的脑电数据和心率数据进行实时检测，并与预先存储的该管制员的脑电数据和心率数据进行匹配，用来评估该管制员的疲劳状态数据，或者根据处理后的脑电数据和心率数据，与预先存储的该管制员的脑电数据和心率数据共同组成疲劳证据库，基于D‑S证据理论来获取管制员的疲劳状态数据；空管系统根据管制员的疲劳状态做出相应安排保障空中交通管制安全。本发明专利技术还提供了一种管制员疲劳响应方法及装置，对应不同疲劳状态，驱动相应设备做出响应，保障空中交通管制安全。

Method and device for detecting fatigue of controller, fatigue response method and device for controller

The invention provides a controller fatigue detection method and device, the method of pre acquisition of each controller different fatigue state of the EEG data and heart rate data, and then in the work on the controller's EEG data and heart rate data for real-time detection, matching and pre stored in the controller's EEG data and heart rate data, used to evaluate the fatigue state data of the controller, or according to the EEG data and heart rate data processing, and stored in advance the controller's EEG data and heart rate data constitute evidence of fatigue, the fatigue state data to obtain controllers based on D S theory of evidence; the air traffic control system to make the necessary arrangements to ensure the air traffic control according to the fatigue state of the safety controller. The invention also provides a method and a device for controlling the fatigue response of the controller, corresponding to different fatigue states, driving the corresponding device to respond, and ensuring the safety of air traffic control.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空中交通管制安全的
，尤其涉及一种管制员疲劳检测方法及装置，和一种管制员疲劳响应方法及装置。
技术介绍
许多国家都比较重视特殊岗位疲劳检测的研究工作，尤以美国的研究发展较快。国内的疲劳检测系统研究起步较晚，比较成型的系统很少，而且只有部分疲劳检测系统实验性地用于驾驶员的疲劳检测，针对空中交通管制员的系统目前基本处于空白状态，而管制员的疲劳状态对空中交通管制安全有着至关重要的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种管制员疲劳检测方法及装置，旨在提高现有技术的管制员疲劳检测装置当检测参数为脑电波和心率时的适用性问题。本专利技术的另一个目的是提供一种管制员疲劳响应方法及装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种管制员疲劳检测方法，包括：实时采集管制员的原始脑电波数据和原始心率数据；分别对原始脑电数据和原始心率数据进行处理，得到处理后的脑电数据和心率数据；根据所述处理后的脑电数据和心率数据，获取该管制员的疲劳状态数据。在上述实施例的基础上，进一步地，所述分别对原始脑电数据和原始心率数据进行处理，得到处理后的脑电数据和心率数据的步骤中，所述处理为去噪处理。在上述任意实施例的基础上，进一步地，所述根据所述处理后的脑电数据和心率数据，获取该管制员的疲劳状态数据的步骤，具体为：针对每个管制员，将处理后的和预先采集的每一时间片段内的脑电数据和心率数据组合视为一组证据，由处理后的和预先采集的多组证据共同组成每个管制员的疲劳证据库；针对每一管制员疲劳证据库，基于D-S证据理论设计证据合成规则，计算各组证据中所述脑电数据、所述心率数据提示疲劳程度的初始可信度；将所述脑电数据的初始可信度、所述心率数据的初始可信度进行归一化处理，获取所述脑电数据的基本可信度、所述心率数据的基本可信度；根据所述脑电数据及其基本可信度、所述心率数据及其基本可信度，利用证据合成规则获取该管制员的疲劳状态的融合信度；根据该管制员的疲劳状态的融合信度大小，获取该管制员的疲劳状态数据。一种管制员疲劳响应方法，包括：根据上述任一项实施例所述的方法，获取管制员的疲劳状态数据；根据管制员的疲劳状态数据，控制外围设备做出响应。在上述实施例的基础上，进一步地，所述外围设备包括座椅按摩器、管制员报警器和远程报警器中的一种或多种。一种管制员疲劳检测装置，包括：原始数据采集模块，用于实时采集管制员的原始脑电波数据和原始心率数据；原始数据处理模块，用于分别对原始脑电数据和原始心率数据进行处理，得到处理后的脑电数据和心率数据；疲劳数据获取模块，用于根据所述处理后的脑电数据和心率数据，获取该管制员的疲劳状态数据。在上述实施例的基础上，进一步地，所述原始数据处理模块用于：分别对原始脑电数据和原始心率数据进行去噪处理，得到处理后的脑电数据和心率数据。在上述任意实施例的基础上，进一步地，所述疲劳数据获取模块用于：针对每个管制员，将处理后的和预先采集的每一时间片段内的脑电数据和心率数据组合视为一组证据，由处理后的和预先采集的多组证据共同组成每个管制员的疲劳证据库；针对每一管制员疲劳证据库，基于D-S证据理论设计证据合成规则，计算各组证据中所述脑电数据、所述心率数据提示疲劳程度的初始可信度；将所述脑电数据的初始可信度、所述心率数据的初始可信度进行归一化处理，获取所述脑电数据的基本可信度、所述心率数据的基本可信度；根据所述脑电数据及其基本可信度、所述心率数据及其基本可信度，利用证据合成规则获取该管制员的疲劳状态的融合信度；根据该管制员的疲劳状态的融合信度大小，获取该管制员的疲劳状态数据。一种管制员疲劳响应装置，包括：上述任一项实施例所述的装置，用于获取管制员的疲劳状态数据；外围设备控制模块，用于根据管制员的疲劳状态数据，控制外围设备做出响应。在上述实施例的基础上，进一步地，所述外围设备包括座椅按摩器、管制员报警器和远程报警器中的一种或多种。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种管制员疲劳检测方法及装置，由于检测到的脑电数据和心率数据不同，其所对应的疲劳状态不同，因此可以根据实时检测到的脑电数据和心率数据，再评估出该管制员的当前疲劳状态。该方法预先获取每个管制员不同疲劳状态时的脑电数据和心率数据，再在工作时对管制员的脑电数据和心率数据进行实时检测，并与预先存储的该管制员的脑电数据和心率数据进行匹配，用来评估该管制员的疲劳状态数据，或者根据处理后的脑电数据和心率数据，与预先存储的该管制员的脑电数据和心率数据共同组成疲劳证据库，基于D-S证据理论来获取管制员的疲劳状态数据；空管系统根据管制员的疲劳状态做出相应安排保障空中交通管制安全。在实际应用中，空管系统可以根据本专利技术提供的管制员的疲劳状态做出相应安排，例如调换排班、增加管制员数量等，以保障空中交通管制安全。本专利技术采用脑电数据和心率数据来反映管制员的疲劳状态，这是现有技术不曾披露过的；本专利技术对脑电数据和心率数据的检测是实时进行的，因此给出的当前疲劳状态也是实时的；当前脑电数据和心率数据的检测技术已经成熟，因此本专利技术给出的管制员的当前疲劳状态结果也是清晰可靠的；用于获取脑电数据和心率数据的相关智能穿戴设备近年来发展迅速，如心率手环等，其成本不断降低，因此本专利技术也是极具发展前景和推广价值的。本专利技术还提供了一种管制员疲劳响应方法及装置，在获取管制员的疲劳状态后，控制外围设备做出响应，例如可以在管制员疲劳状态较轻时为管制员驱动提供按摩服务，帮助管制员舒缓疲劳；也可以在管制员疲劳状态过重时启动灯光示警或者声音示警，以此来刺激管制员保持清醒。本专利技术对应不同疲劳状态，驱动相应设备为管制员提供相应服务，在保障空中交通管制安全的同时，体现了对管制员的人文关怀。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1示出了本专利技术实施例提供的一种管制员疲劳检测方法的流程图；图2示出了本专利技术实施例提供的一种管制员疲劳检测装置的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术。专利技术人在实现本专利技术的过程中发现，一些生理特征，如眨眼、脑电波、心率等生理数据的变化可以反映管制员的疲劳状态，并且这些生理数据所反映的结果是互为印证的。以眨眼和脑电波为例，首先获取被测者在不同疲劳状态下的脑电波数据及眨眼数据，应用专业软件对脑电波数据进行消噪处理，再进行快速傅立叶转换将其以时域为主的脑电波数据转化为频域数据，依次提取样本不同疲劳状态下脑电波数据片断，并对相应的录像资料进行整理，提取眨眼特征值(主要为眨眼次数和闭眼时间)；分析不同疲劳状态下不同波段的变化特征，主要从以下四方面进行分析：频段功率值、频段功率百分比、频段功率比值、频段功率加和比值，对不同疲劳状态下每个指标值进行方差分析(变异数分析)，提取差异性达到显著性水平的指标；分析这些指标与眨眼的相关性。脑电波分析结果表明：慢α波对瞌睡初期阶段变化显著，而θ波则是瞌睡晚期或入睡阶段的主要变化波形。脑电波指标的F检验结果及与眨眼的相关性分析结果表明：功率百分比指标慢α％和功率比值指标慢α/β与θ/慢α这三个指标的差异显著性水平高，瞌睡状态下与眨眼的相关系数绝对值最大；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管制员疲劳检测方法，其特征在于，包括：实时采集管制员的原始脑电波数据和原始心率数据；分别对原始脑电数据和原始心率数据进行处理，得到处理后的脑电数据和心率数据；根据所述处理后的脑电数据和心率数据，获取该管制员的疲劳状态数据。

【技术特征摘要】
1.一种管制员疲劳检测方法，其特征在于，包括：实时采集管制员的原始脑电波数据和原始心率数据；分别对原始脑电数据和原始心率数据进行处理，得到处理后的脑电数据和心率数据；根据所述处理后的脑电数据和心率数据，获取该管制员的疲劳状态数据。2.根据权利要求1所述的管制员疲劳检测方法，其特征在于，所述分别对原始脑电数据和原始心率数据进行处理，得到处理后的脑电数据和心率数据的步骤中，所述处理为去噪处理。3.根据权利要求1或2所述的管制员疲劳检测方法，其特征在于，所述根据所述处理后的脑电数据和心率数据，获取该管制员的疲劳状态数据的步骤，具体为：针对每个管制员，将处理后的和预先采集的每一时间片段内的脑电数据和心率数据组合视为一组证据，由处理后的和预先采集的多组证据共同组成每个管制员的疲劳证据库；针对每一管制员疲劳证据库，基于D-S证据理论设计证据合成规则，计算各组证据中所述脑电数据、所述心率数据提示疲劳程度的初始可信度；将所述脑电数据的初始可信度、所述心率数据的初始可信度进行归一化处理，获取所述脑电数据的基本可信度、所述心率数据的基本可信度；根据所述脑电数据及其基本可信度、所述心率数据及其基本可信度，利用证据合成规则获取该管制员的疲劳状态的融合信度；根据该管制员的疲劳状态的融合信度大小，获取该管制员的疲劳状态数据。4.一种管制员疲劳响应方法，其特征在于，包括：根据权利要求1-3任一项所述的方法，获取管制员的疲劳状态数据；根据管制员的疲劳状态数据，控制外围设备做出响应。5.根据权利要求4所述的管制员疲劳响应方法，其特征在于，所述外围设备包括座椅按摩器、管制员报警器和远程报警器中的一种或多种。6.一种管制员疲...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建平，罗启铭，邹翔，陈甫，张继明，
申请(专利权)人：中国民用航空总局第二研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51