飞行员认知能力评估方法、系统和存储介质技术方案

本发明专利技术提供一种飞行员认知能力评估方法、系统和存储介质，方法包括：在飞行员执行飞行情境任务和认知测评任务的过程中，通过多通道采集飞行员的指标参数；通过飞行员的问卷答复结果来获得飞行人员的人格相关认知能力评估结果；基于飞行员的多通道指标参数及人格相关认知能力评估结果得到特征向量，将特征向量输入至飞行员认知能力评估模型，得到飞行员认知能力第一评估分数；对飞行员的多通道指标参数进行归一化，针对归一化的结果和人格相关认知能力评估结果基于预先设置的指标参数权重进行加权平均，得到飞行员认知能力第二评估分数；基于飞行员认知能力第一评估分数和飞行员认知能力第二评估分数得到飞行员认知能力综合评估分数。合评估分数。合评估分数。

【技术实现步骤摘要】
飞行员认知能力评估方法、系统和存储介质


[0001]本专利技术涉及人因工程
，尤其涉及一种飞行员认知能力评估方法、系统和存储介质。

技术介绍

[0002]飞行活动具有特殊性，飞行职业对从业者的认知能力要求远高于普通职业。飞行员认知能力是飞行员在飞行过程中必需具备的品质，也是飞行员在完成飞行任务过程中不可缺的品质，飞行员认知能力包括空间记忆能力、觉察能力、手眼协调能力、冲突处理能力、风险情境下的决策能力、问题解决能力及与任务相关的基本人格特征等。因此，检测飞行员的基本认知能力对飞行学员的选拔及飞行能力的评价具有重要意义。但是现有技术仅给出了针对认知能力测评的行为范式及框架，并没有对认知能力进行综合评估得到认知能力综合评估结果的算法。此外，现有技术虽然有通过生理测评方式进行认知能力评估的手段，但不能结合具体任务情境(situation，也称情景)，现有的认知能力评估通常使用心理学测评范式，也就是说，现有的认知能力测评技术不能针对特殊工种进行针对性的测试，且现有测量认知能力的行为范式较为单一化，认知任务评估方式与具体工种结合性较弱，不能结合飞行员具象化的作业情境，生态效度有待加强。
[0003]因此，亟需一种能够更加准确地检测飞行员的认知能力的认知能力评估方案。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术实施例提供了一种飞行员认知能力评估方法和系统，以通过飞行员执行飞行情境任务和认知测评任务等多种任务、分别采集多通道指标参数并分别基于多种评价模型获得的两种以上飞行员认知能力来计算飞行员认知能力综合评估分数，从而能够更准确地进行飞行员认知能力评估。
[0005]本专利技术的一个方面提供了一种飞行员认知能力评估方法，该方法包括以下步骤：
[0006]在飞行员执行飞行情境任务呈现模块呈现的飞行情境任务的过程中，通过多通道采集飞行员的指标参数，采集的多通道指标参数包括：交互指标、生理指标和脑功能指标；和/或
[0007]在飞行员执行认知呈现模块呈现的认知测评任务的过程中，通过多通道采集飞行员的指标参数，采集的多通道指标参数包括：交互指标、生理指标和脑功能指标；和/或
[0008]通过飞行员执行飞行任务相关认知问卷量表评估模块呈现的问卷量表时得到的问卷答复结果来获得飞行人员的人格相关认知能力评估结果；
[0009]基于飞行员在执行飞行情境任务中的多通道指标参数、认知测评任务中的多通道指标参数、人格相关认知能力评估结果中的一种或多种得到特征向量，将特征向量输入至预训练的飞行员认知能力评估模型，基于输出数据得到飞行员认知能力第一评估分数；
[0010]对飞行员在执行飞行情境任务中的多通道指标参数进行归一化得到第一归一化结果，和/或对认知测评任务中的多通道指标参数进行归一化得到第二归一化结果，针对第
一归一化结果、第二归一化结果和人格相关认知能力评估结果中的一种或多种基于预先设置的指标参数权重进行加权平均，得到飞行员认知能力第二评估分数；
[0011]基于飞行员认知能力第一评估分数和飞行员认知能力第二评估分数得到飞行员认知能力综合评估分数。
[0012]在本专利技术的一些实施例中，所述方法还包括：
[0013]在飞行员执行各任务过程中采集的多通道指标参数为相同或部分相同的指标参数；
[0014]在飞行员执行各任务过程中采集的多通道指标参数包括生理指标，所述生理指标包括以下指标中的一种或多种：皮电指标、心电指标、肌电指标、脉搏指标、呼吸指标、血氧指标和血压指标。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，所述在飞行员执行各任务过程中采集的多通道指标参数还包括交互指标，所述交互指标包括以下指标中的一种或多种：行为指标和眼动指标，所述行为指标包括反应时和/或正确率，所述眼动指标包括扫视时间、注视时间、眨眼频率、瞳孔直径变化、眼睑闭合度和眼动轨迹。
[0016]在本专利技术一些实施例中，所述在飞行员执行各任务过程中采集的多通道指标参数还包括脑功能指标，所述脑功能指标包括以下指标中的一种或多种：脑电的时频指标、非线性指标、事件相关脑活动指标、脑功能连接指标、各脑区血氧水平变化指标。
[0017]在本专利技术的一些实施例中，所述问卷量表包括以下中的至少一种：作业相关的情境化的问卷、人格量表和认知量表。在本专利技术的一些实施例中，所述问卷量表包括以下中的至少一种：作业相关的情境化的问卷、人格量表和认知量表。
[0018]在本专利技术的一些实施例中，所述飞行员认知能力评估模型为基于梯度提升树算法得到的XGBoost机器学习模型。
[0019]所述飞行员认知能力第二评估分数满足：
[0020][0021]其中，i
t
为各项任务，j
k
是各项任务中的多通道指标参数，Z
tk
表示归一化后的各项任务中的多通道指标参数，C
tk
为权重系数，t表示飞行员执行的任务数，k表示各任务的指标参数数。
[0022]在本专利技术的一些实施例中，所述飞行情境任务呈现模块包含用于完成各类飞行情境和飞行环境的模拟的飞行模拟器。
[0023]本专利技术的另一方面提供了一种飞行员认知能力评估系统，该系统包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该系统实现如前所述方法的步骤。
[0024]本专利技术的另一方面，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如前所述方法的步骤。
[0025]本专利技术的飞行员认知能力评估方法和系统，能够专门针对于飞行员的作业情境与相应作业所需认知能力，结合专家经验构建了多个认知能力评估维度，综合采集各维度任务中飞行员在客观交互行为、眼动、生理、脑电和脑成像多通道的人因数据；该系统提供两种可供选择的飞行员认知能力计算方式，基于专家经验和基于机器学习算法的指标特征提
取和权重分配，基于机器学习算法的计算方式更适合系统积累一定数据量后使用，以不断优化训练模型，使系统更适用于飞行人员选拔。
[0026]进一步地，本专利技术还可将飞行员客观交互行为与主观问卷量表的测评结果来给出飞行员综合认知能力评估。
[0027]本专利技术的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本专利技术的实践而获知。本专利技术的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
[0028]本领域技术人员将会理解的是，能够用本专利技术实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本专利技术能够实现的上述和其他目的。
附图说明
[0029]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术的限定。
[0030]图1为本专利技术一实施例中飞行员认知能力评估方法的流程示意图。
[0031]图2为本专利技术一实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞行员认知能力评估方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：在飞行员执行飞行情境任务呈现模块呈现的飞行情境任务的过程中，通过多通道采集飞行员的指标参数，采集的多通道指标参数包括：交互指标、生理指标和脑功能指标；和/或在飞行员执行认知呈现模块呈现的认知测评任务的过程中，通过多通道采集飞行员的指标参数，采集的多通道指标参数包括：交互指标、生理指标和脑功能指标；和/或通过飞行员执行飞行任务相关认知问卷量表评估模块呈现的问卷量表时得到的问卷答复结果来获得飞行人员的人格相关认知能力评估结果；基于飞行员在执行飞行情境任务中的多通道指标参数、认知测评任务中的多通道指标参数、人格相关认知能力评估结果中的一种或多种得到特征向量，将特征向量输入至预训练的飞行员认知能力评估模型，基于输出数据得到飞行员认知能力第一评估分数；对飞行员在执行飞行情境任务中的多通道指标参数进行归一化得到第一归一化结果，和/或对认知测评任务中的多通道指标参数进行归一化得到第二归一化结果，针对第一归一化结果、第二归一化结果和人格相关认知能力评估结果中的一种或多种基于预先设置的指标参数权重进行加权平均，得到飞行员认知能力第二评估分数；基于飞行员认知能力第一评估分数和飞行员认知能力第二评估分数得到飞行员认知能力综合评估分数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在飞行员执行各任务过程中采集的多通道指标参数为相同或部分相同的指标参数；在飞行员执行各任务过程中采集的多通道指标参数包括生理指标，所述生理指标包括以下指标中的一种或多种：皮电指标、心电指标、肌电指标、脉搏指标、呼吸指标、血氧指标和血压指标。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在飞行员执行各任务过程中采集的多通道指标参数还包括交互指标，所述交互指标包括以...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵起超，王清菊，杨苒，高莹，
申请(专利权)人：北京津发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：