基于智能耳麥的空中交通管制員安全能力自動監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及空中交通安全管理領域，具體的是，是一種基于智能耳麥的空中交通 管制員安全能力自動監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 事故致因理論表明，造成事故的直接原因不外乎人的不安全行為和物的不安全狀 態(tài)兩種因素。實踐證明，在空中交通管理活動中，物的不安全因素具有相對的客觀性和穩(wěn)定 性，而人的生理心理狀態(tài)因容易受到自身及外界的影響，具有相當大的主觀性和偶然性，是 激發(fā)不安全事件的主要因素。
[0003] 在空中交通管理活動中，人是決策和控制主體，人的行為對空中交通安全有著決 定性的影響。因此，空中交通管制員（以下簡稱：管制員）在管制現場的生理心理狀態(tài)對飛 行安全至關重要。
[0004] 大量空中交通管理不安全案例表明，疲勞是導致空管安全事故發(fā)生的重要因素。 管制員的疲勞如長時間得不到消除，就會發(fā)生疲勞積累效應，造成過度疲勞，從而導致一系 列心理、生理功能的變化，致使各種差錯增多。生理和心理疲勞的狀態(tài)體征，主要表現為血 壓、心率不穩(wěn)定，且數值偏離正常區(qū)間。
[0005] 此外，安全實踐證明，人在工作、生活中遇到困難、挫折或不幸時，容易產生慌亂、 憤怒、憂愁、焦慮、悲哀等不良情緒。在這些情緒影響下，管制員極易出現意識混亂、注意范 圍狹窄、精神難以集中、自控能力下降等狀況，從而導致安全事故的發(fā)生。因此，應避免管制 員帶著不良情緒上崗，防止引發(fā)不安全行為。
[0006] 科學實驗表明，人在不同的環(huán)境下具有不同的生理心理狀態(tài)，這種狀態(tài)將通過人 的身體直接表現出來，比如體溫、血壓、心率等等，這些信息形成了一種特有的狀態(tài)數據，一 旦掌握了這些數據，就可以深入解讀每個人的實時狀態(tài)。對于空中交通管理系統(tǒng)來說，獲取 這些數據，就可以為科學動態(tài)配備空中交通管制班組的人力資源提供依據，從而有效降低 安全風險。然而傳統(tǒng)的安全管理由于缺乏對此類數據的采集手段和評價模型，實時監(jiān)測管 制員的生理心理狀態(tài)是十分困難的，因此只能依靠人工（主要是帶班）現場判斷，不僅缺乏 客觀依據，影響公正性和透明度，同時還存在判斷和決策的滯后性，極易觸發(fā)安全問題。

【發(fā)明內容】

[0007] 針對目前對管制員現場安全能力判定缺乏科學手段和評價模型，極易影響飛行安 全的現狀，本發(fā)明公開了一種基于智能耳麥的空中交通管制員安全能力自動監(jiān)控系統(tǒng)。
[0008] 本發(fā)明采用如下技術方案：
[0009] 基于智能耳麥的空中交通管制員安全能力自動監(jiān)控系統(tǒng)，它包括狀態(tài)數據量化模 塊、狀態(tài)信息數據庫模塊、安全能力評價模塊、安全能力實時監(jiān)視模塊及安全能力管理模 塊；所述狀態(tài)數據量化模塊，用以采集管制員生理心理狀態(tài)數據，傳輸到狀態(tài)信息數據庫模 塊；
[0010] 所述狀態(tài)信息數據庫模塊，用于存儲管制員生理心理狀態(tài)的歷史數據、實時數據 和狀態(tài)場景庫，與安全能力評價模塊、安全能力監(jiān)視模塊和安全能力管理模塊分別連接；
[0011] 所述安全能力評價模塊，通過該模塊設定的安全能力評價模型，對管制員生理心 理要素導致的安全能力動態(tài)地進行識別、判斷，并實現對管制員安全能力的綜合評價；
[0012] 所述安全能力實時監(jiān)視模塊，依據安全能力評價模塊提供的狀態(tài)評價數據、動態(tài) 評價基準值和安全能力容忍區(qū)間，對管制員安全能力進行實時監(jiān)視并自動告警；
[0013] 所述安全能力管理模塊，對管制員生理心理數據進行統(tǒng)計分析，建立和規(guī)范提升 管制員安全能力的管理策略，并提供空中交通管制班組人力資源管理建議；
[0014] 其中，所述管制員生理心理要素的安全能力評價模型為A，其中氏為1 的實時采樣值，PiSi的安全能力評價值，i為體溫、血壓、脈率、心電、腦電、血氧含量、血 液流速等生理心理要素，為管制場景修正值（由狀態(tài)信息數據庫模塊的狀態(tài)場景庫提 供）；
[0015] 管制員安全能力綜合評價模型為，其中凡為特定 生理心理要素的相對安全權重，m為生理心理要素的個數，P為管制員安全能力綜合評價 值。
[0016] 進一步的，狀態(tài)數據量化模塊包括智能耳麥。
[0017] 更進一步的，智能耳麥檢測人體狀態(tài)特征包括體溫、血壓、脈率、心電、腦電、血氧 含量、血液流速。
[0018] 進一步的，狀態(tài)數據量化模塊與狀態(tài)信息數據庫模塊之間通過無線通信方式（藍 牙、WiFi、移動通信）通訊。
[0019] 進一步的，狀態(tài)場景庫包括動態(tài)評價基準值和安全能力容忍區(qū)間，所述動態(tài)評價 基準值為均值，所述安全能力容忍區(qū)間為最大值和最小值之差。
[0020] 進一步的，安全能力監(jiān)視模塊包括安全能力監(jiān)視和安全自動告警，安全能力監(jiān)視 實時獲取管制員安全能力評價值和綜合評價值并分別與其對應的安全能力容忍區(qū)間進行 比較。
[0021] 中國民航空管系統(tǒng)要求，空中交通管制員在對空管制中，必須佩戴管制專用耳麥， 耳麥已經成為管制員對空管制的必要裝備。本項發(fā)明，就是在管制專用耳麥上集成人體狀 態(tài)體征測量傳感器，使其具備人體狀態(tài)體征測量的功能，使其為動態(tài)量化管制員生理心理 狀態(tài)數據，提供了便捷且可靠的途徑。
[0022] 本發(fā)明通過采集管制員的生理心理狀態(tài)數據，動態(tài)分析管制員的生理心理狀態(tài)， 實時判斷管制員的安全能力，確定其是否適合在特定管制崗位上工作，避免出現因上崗管 制員狀態(tài)不好引發(fā)的不安全行為。對于空中交通管制來說，采用本發(fā)明對人的生理心理狀 態(tài)進行測量和動態(tài)量化，及時發(fā)現并化解人的生理心理突變對安全的干擾，對于鞏固民航 空管的安全管理基礎，促進安全可持續(xù)發(fā)展具有重要的作用。
【附圖說明】
[0023] 圖1是基于智能耳麥的空中交通管制員安全能力自動監(jiān)控系統(tǒng)的結構圖；
[0024] 圖2是基于智能耳麥的空中交通管制員安全能力自動監(jiān)控系統(tǒng)的安全能力容忍 區(qū)間。
【具體實施方式】
[0025] 為進一步說明各實施例，本發(fā)明提供有附圖。這些附圖為本發(fā)明揭露內容的一部 分，其主要用以說明實施例，并可配合說明書的相關描述來解釋實施例的運作原理。配合參 考這些內容，本領域普通技術人員應能理解其他可能的實施方式以及本發(fā)明的優(yōu)點。圖中 的組件并未按比例繪制，而類似的組件符號通常用來表示類似的組件。
[0026] 現結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進一步說明。
[0027] 參閱圖1所示，本發(fā)明優(yōu)選一實施例的基于智能耳麥的空中交通管制員安全能力 自動監(jiān)控系統(tǒng)，它包括狀態(tài)數據量化模塊1、狀態(tài)信息數據庫模塊2、安全能力評價模塊3、 安全能力監(jiān)視模塊4及安全能力管理模塊5。
[0028] 狀態(tài)數據量化模塊1，用智能耳麥采集人體生理心理狀態(tài)，并這些數據動態(tài)量化， 通過無線通信方式（如藍牙、WiFi或移動通信等），將相關數據傳輸至狀態(tài)信息數據庫模塊 2,并對數據庫進行動態(tài)更新。
[0029] 中國民航空管系統(tǒng)要求，空中交通管制員對空管制中，必須佩戴管制專用耳麥。在 該實施例中管制員使用的是智能耳麥，智能耳麥上裝有集成的體征傳感器，用以檢測人體 狀態(tài)特征。
[0030] 智能耳麥上集成的體征傳感器包括：1、體溫傳感器，實時感知管制員的體溫變化； 2、熱通量傳感器，用來監(jiān)測熱量消耗情況；3、脈搏傳感器，測量血壓，脈率等數據；4、生物 電傳感器，可用于心電、腦電數據采集；5、光學傳感器，推算血氧含量，血流速。通過管制員 智能耳麥上集成的傳感器，動態(tài)量化管制員的生理心理狀態(tài)基礎數據，并以無線通信的方 式對狀態(tài)信息數據庫模塊2進行實時存儲及更新，為管制員安全能力評價和監(jiān)視提供數據 支持。
[0031] 需要說明的是，智能耳麥的體征傳感器不僅包括上述傳感器，根據需要，還可集成 其他的傳感器，如呼吸頻率傳感器等。此外，該實施例狀態(tài)數據量化模塊1采用的是智能耳 麥檢測人體狀態(tài)特征，也可采用其他具有相同功能的設備檢測人體狀態(tài)特征。
[0032] 狀態(tài)信息數據庫模塊2用于存儲管制人員的個人信息，以及每個人生理心理狀態(tài) 的歷史數據和實時數據，為安全能力評價模塊3、安全能力監(jiān)視模塊4和安全能力管理模塊 5提供數據支持。狀態(tài)信息數據庫模塊2接收狀態(tài)數據量化模塊1輸送來的相關數據，存儲 在指定位置，并實時更新相關數據。
[0033] 安全能力評價模塊3是基于智能耳麥的空中交通管制員安全能力自動監(jiān)控系統(tǒng) 的核心模塊。安全能力評價模塊3由安全能力評價模型和狀態(tài)場景庫兩部分組成。通過該 模塊設定的安全能力評價模型，對管制員各種生理心理狀態(tài)帶來的安全能力動態(tài)地進行識 另IJ、分析和綜合評價。
[0034] 管制員生理心理要素的安全能力評價模型的表達式為：
[0035] Pi = ar ' Ri
[0036] 其中氏為i的實時采樣值，PiSi的安全能力評價值，i為體溫、血壓、脈率、心電、 腦電、血氧含量、血液流速等生理心理要素，％為管制場景修正值（由狀態(tài)信息數據庫模 塊的狀態(tài)場景庫提供）。系統(tǒng)根據上述不