一种民用飞机试飞阶段飞行员负荷评估方法

本发明涉及试飞评估，具体涉及一种民用飞机试飞阶段飞行员负荷评估方法。

背景技术：

1、飞行活动是一种以完成高科技、高风险为工作任务的行为过程，飞行员经常会承受较大的工作负荷。大部分的航空事故都由于飞行员承载的工作负荷较大而引起(如违规操作、误操作、工作负荷不平衡等)，而这些航空事故中大部分由机组的工作负荷不平衡引起。不平衡的工作负荷可能导致飞行员绩效降低或出现失误，当工作负荷超出人的承受能力时，可能会降低人的效率，产生差错；当工作负荷过低时，可能会降低人的警惕性，产生失误。因此，飞行机组需要处于合理的工作负荷情境下，改善飞行员的绩效，减少航空事故率。同时，可以通过分析飞行员的工作负荷来合理安排飞行任务，使之在飞行员的能力范围内，降低飞行员的差错。

技术实现思路

1、为了实现上述目的，本发明提出了一种民用飞机试飞阶段飞行员负荷评估方法，用于满足适航审定需求、减少人为失误、保障飞行安全、合理规划试飞任务。

2、本发明所采用的技术方案如下：

3、一种民用飞机试飞阶段飞行员负荷评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

4、步骤s1：根据试飞任务、飞行阶段、飞机状态三个维度，设计多个飞行员工作负荷评估任务场景；

5、步骤s2：基于“人-机-环”理论，采用改进德尔菲法构建评估指标体系；

6、步骤s3：采用基于g1法改进的层次分析法确定各评估指标的权重；

7、步骤s4：选取典型任务场景，采用模糊综合评判方法开展工作负荷评估。

8、进一步地，步骤s1中所述的试飞任务维度的指标包括任务难度、任务量、风险等级、飞行时长；所述飞行阶段维度的指标包括起飞前、起飞、爬升、执行任务、下降、进近、着陆、着陆后；所述飞机状态维度的指标包括构型、重量、重心。

9、进一步地，步骤s2的具体步骤包括：

10、步骤s21：确定专家咨询人员；

11、步骤s22：进行第一轮专家咨询，初步筛选构建多层次综合指标体系，根据多层次综合指标体系制定第1轮专家咨询表，每位专家根据第1轮专家咨询表对各个指标打分，得到每个指标对飞行员工作负荷的影响程度等级，影响程度等级分为“很小”、“小”、“一般”、“大”和“很大”5个标度；

12、步骤s23：将第一轮专家咨询结果中对每个指标判断结果的一致意见、平均值及其分布情况在第二轮中反馈给每位专家，进行第二轮专家咨询，专家根据反馈情况对每个指标重新进行影响程度评价；且本轮咨询中专家对其作出的评价结果进行自信度打分，自信度等级分为“很低”、“低”、“一般”、“高”和“很高”，当自信度不小于“一般”时，表示结果接近“真实”情况；

13、步骤s24：判断第一轮专家咨询结果和第二轮专家咨询结果是否趋势相同，若不同，则返回步骤s23继续第三轮专家咨询，若相同，则直接进入步骤s25；

14、步骤s25：基于得到的专家咨询结果，选出不少于2/3的专家判断影响等级大于等于“一般”且自信度等级的均值不小于“一般”的指标作为评价指标体系。

15、进一步地，步骤3的具体步骤包括：

16、步骤s31：将评价指标体系中的各级指标按指标重要性程度排序，得到确定序关系的指标组；

17、步骤s32：确定每个指标组中相邻指标的相对重要度比值；

18、步骤s33：计算各指标权重系数。

19、进一步地，步骤s31的具体步骤为：

20、记各级评价指标集为{u1,u2,…,un}，当指标ui对于工作负荷的影响程度不小于uj时，记为ui＞uj；若评价指标u1,u2,…,un具有关系式u1＞u2＞…＞un时，则评价指标u1,u2,…,un之间按＞确立了序关系。

21、进一步地，通过公式(1)确定出邻指标的相对重要度比值wk-1/wk：

22、wk-1/wk＝rk k＝n,n-1,n-2,…,3,2               (1)

23、其中，rk取值为1.0、1.2、1.4、1.6、1.8，分别对应“同等重要”、“稍微重要”、“明显重要””、“强烈重要””和“极端重要”。

24、进一步地，步骤s33的具体步骤为：

25、根据确定出的rk，计算指标ui的权重值wk：

26、

27、wk-1＝wkrk      (3)。

28、进一步地，步骤s4的具体步骤包括：

29、步骤s41：构建评语集并进行区间量化

30、确定5级评语集为v＝{v1,v2,…,v5}，其中：

31、

32、v1-v5顺序为“优”、“良、“中””、“差””和“劣”，分别以[0-20]、(20-40]、(40-60]、(60-80]、(80-100]表示；

33、步骤s42：单指标评估

34、专家对每个底层指标及非底层指标中无低一级指标的指标给出评语，选定的评语位置赋值为1，其余位置赋值为0，得到指标组u＝{u1,u2,…,um}中单指标ui的评估集ri＝{ri1,ri2,…,ri5}；

35、步骤s43：构建评估矩阵

36、将每个指标组中的m个单指标评估集作为行，得到评估矩阵：

37、

38、步骤s44：综合评估

39、将u中各评估指标权重a＝(a1,a2,…,am),通过评估矩阵r和模糊算子变换成评语集v上的模糊综合评估集：

40、

41、计算评估结果e为：

42、

43、本发明的有益效果是：

44、第一，本发明针对民用飞机试飞阶段飞行员工作负荷评估的问题，从试飞任务、飞行阶段、飞机状态三个维度完成了影响因素分析，建立的工作负荷评估任务场景设计原则、设计方法科学合理，可用于民机型号在试飞阶段进行任务场景的设置；

45、第二，本发明采用改进的德尔菲法来构建飞行员工作负荷评估指标体系，该评估指标体系更加全面准确，为后续的综合评估提供了良好的基础；

46、第三，本发明采用了基于g1法改进的层次分析法来确定出指标权重，进一步提高了指标的可信度；

47、第四，本发明提出了基于模糊综合评判的工作负荷评估方法，能够有效计算工作负荷评估结果，为飞行员提供预判，便于对飞机任务的设计进行优化。

技术特征：

1.一种民用飞机试飞阶段飞行员负荷评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种民用飞机试飞阶段飞行员负荷评估方法，其特征在于，步骤s1中所述的试飞任务维度的指标包括任务难度、任务量、风险等级、飞行时长；所述飞行阶段维度的指标包括起飞前、起飞、爬升、执行任务、下降、进近、着陆、着陆后；所述飞机状态维度的指标包括构型、重量、重心。

3.如权利要求1所述的一种民用飞机试飞阶段飞行员负荷评估方法，其特征在于，步骤s2的具体步骤包括：

4.如权利要求1所述的一种民用飞机试飞阶段飞行员负荷评估方法，其特征在于，步骤3的具体步骤包括：

5.如权利要求4所述的一种民用飞机试飞阶段飞行员负荷评估方法，其特征在于，步骤s31的具体步骤为：

6.如权利要求4所述的一种民用飞机试飞阶段飞行员负荷评估方法，其特征在于，通过公式(1)确定出邻指标的相对重要度比值wk-1/wk：

7.如权利要求6所述的一种民用飞机试飞阶段飞行员负荷评估方法，其特征在于，步骤s33的具体步骤为：

8.如权利要求1所述的一种民用飞机试飞阶段飞行员负荷评估方法，其特征在于，步骤s4的具体步骤包括：

技术总结本发明公开了一种民用飞机试飞阶段飞行员负荷评估方法，其包括以下步骤：步骤1：配置任务场景；步骤2：建立评估指标体系；步骤2：确定评估指标权重；步骤4：对典型任务场景下的工作负荷进行评估。本发明能够识别并评估出不同试飞任务场景下影响飞行员工作负荷的关键因素，对民用飞机试飞安全具有重要意义。技术研发人员：周垚,侯玉宏,陈登凯,宋海靖,肖瑶受保护的技术使用者：西北工业大学技术研发日：技术公布日：2024/7/29