塔臺管制員技能自動評價系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種塔臺管制員技能自動評價系統(tǒng)，包括塔臺視景模擬終端、塔臺管制員席位終端、飛行員席位終端、系統(tǒng)運(yùn)行控制終端和技能評價系統(tǒng)終端，且各個終端分別通過交換機(jī)與服務(wù)器相連；教員利用系統(tǒng)運(yùn)行控制終端加載某類機(jī)場管制場景，塔臺視景模擬系統(tǒng)被加載的場景，被評價的塔臺管制員在模擬飛行員的配合下，對特定的空中交通進(jìn)行管制指揮，技能評價系統(tǒng)通過分析被評價管制員的管制統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對該塔臺管制員技能進(jìn)行自動評價；利用計算機(jī)自動評價代替以往的主觀評價，使管制員技能評價量化、自動化，這對管制員培養(yǎng)來說具有劃時代的意義，可進(jìn)一步提高管制安全水平和管制員培訓(xùn)效率。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及機(jī)場管制運(yùn)行安全評估系統(tǒng)，特別涉及一種基于計算機(jī)的塔臺管制員技能自動評價系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
當(dāng)前，塔臺管制員技能評價一直沿用常規(guī)考核模式，即由兩名學(xué)員分別充當(dāng)塔臺管制員和模擬飛行員，利用機(jī)場管制模擬訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)行管制指揮。教員借助紙質(zhì)評分表，對塔臺管制員的間隔調(diào)配、方法程序、管制意識等管制技能進(jìn)行主觀判斷、定性打分。由于中國民航事業(yè)的飛速發(fā)展，管制員缺口量比較大，無論在院校方面，還是崗位培訓(xùn)，基于師生比不足的現(xiàn)實(shí)，一名教員將不得不同時對4-5名學(xué)員的管制技能水平進(jìn)行 成績評定，因此無法在同一時間兼顧到每一名學(xué)生的表現(xiàn)，一方面直接造成考核的不公平，另一方面給教員帶來極大的工作負(fù)荷，進(jìn)一步加大了錯判和漏判的可能。更值得注意的是，傳統(tǒng)的考核方式無法對管制技能進(jìn)行量化評價。近年來，民航院校和空管單位在機(jī)場管制技能培訓(xùn)方面進(jìn)行了一些研究，但技能評價方式仍然是以教員的經(jīng)驗(yàn)評定為主，無法解決師生比不足的問題，無法做到科學(xué)、客觀、高效的評價。因此，盡快開發(fā)一套基于計算機(jī)的機(jī)場管制技能評價系統(tǒng)顯得迫在眉睫。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)為了提高塔臺管制員技能評價的公平性、客觀性和準(zhǔn)確性，避免因人工評價時的錯判、漏判及標(biāo)準(zhǔn)不一而造成的評價失真，特別提供一種塔臺管制員技能自動評價系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用計算機(jī)自動評價代替了人工評價，是將塔臺運(yùn)行安全評估理論方法應(yīng)用到實(shí)踐中的具體方案。通過模擬機(jī)場管制運(yùn)行場景，記錄航空器狀態(tài)信息，根據(jù)管制間隔、管制協(xié)調(diào)移交、管制意識、管制方法與程序和運(yùn)行效率方面的評價原則對技能進(jìn)行量化評價，從而實(shí)現(xiàn)塔臺管制員技能的自動評價。本專利技術(shù)采取的技術(shù)方案是一種基于計算機(jī)的塔臺管制員技能自動評價系統(tǒng)，其特征在于包括塔臺視景模擬終端，管制信息模擬終端，模擬飛行員操控終端，系統(tǒng)運(yùn)行控制終端和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析終端； 塔臺視景模擬終端安裝有視景生成與管理軟件，視景模型庫，視景模型庫包括飛機(jī)、全機(jī)場場景和車輛模型； 管制信息模擬終端安裝有二次雷達(dá)顯示與處理軟件，場面監(jiān)視軟件，飛行計劃顯示與處理軟件，氣象自動觀測顯示軟件，內(nèi)話客戶端軟件；模擬飛行員操控終端安裝有飛機(jī)運(yùn)動仿真計算軟件，航空器操縱軟件，內(nèi)話客戶端軟件； 系統(tǒng)運(yùn)行控制終端安裝有系統(tǒng)運(yùn)行控制軟件，訓(xùn)練計劃編輯軟件，內(nèi)話服務(wù)器端軟件，特效模塊軟件； 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析終端安裝有空管特征數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析軟件，以上各個終端分別通過交換機(jī)與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器相連，其運(yùn)行步驟包括(一)、驗(yàn)證登錄信息由管制信息模擬終端向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器發(fā)送登錄名和登錄密碼，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器返回驗(yàn)證結(jié)果，如果不正確則結(jié)束，否則進(jìn)行下一步； (二)、系統(tǒng)初始化通過系統(tǒng)運(yùn)行控制終端的系統(tǒng)運(yùn)行控制軟件界面配置文件讀取界面內(nèi)容配置信息；通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器讀取機(jī)場數(shù)據(jù)、初始運(yùn)行環(huán)境數(shù)據(jù)和航班計劃數(shù)據(jù)，并在塔臺視景模擬終端界面顯示； (三)、等待用戶界面操作，操作內(nèi)容包括模擬場景運(yùn)行環(huán)境改變記錄、航空器狀態(tài)改變記錄、技能評價規(guī)則提取、系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)設(shè)置、日志查詢； 利用塔臺管制員技能自動評價系統(tǒng)進(jìn)行自動評價的方法，包括如下次序步驟 (1)模擬場景運(yùn)行環(huán)境改變記錄由教員通過系統(tǒng)運(yùn)行控制終端的系統(tǒng)運(yùn)行控制軟件改變運(yùn)行環(huán)境，實(shí)施視景控制功能，如動態(tài)控制相關(guān)環(huán)境及天氣條件、開關(guān)滑行道和跑道燈光、是否出現(xiàn)特情，其中，特情的模擬通過特效模塊軟件來實(shí)現(xiàn)，要模擬的特情包括其一為 各種特殊天氣現(xiàn)象如霧、雪、降雨，其二為爆炸、煙、火的視景效果，其三為外界對跑道入侵、起落架故障和一發(fā)失效的特情仿真； (2)技能評價規(guī)則提取從管制間隔、管制協(xié)調(diào)移交、管制意識、管制方法和程序、運(yùn) 行效率五方面確定與技能評價相關(guān)的航空器關(guān)鍵狀態(tài)和關(guān)鍵狀態(tài)/[目息記錄觸發(fā)條件； 航空器關(guān)鍵狀態(tài)包括準(zhǔn)備起飛、起飛、中斷起飛、進(jìn)近、著陸、巡航、離場、飛越、低空通場、復(fù)飛、起落航線、盤旋等待、離場移交、脫離跑道、脫離跑道完成、開車完成、準(zhǔn)備離場、申請放行、未激活，即離港未到申請時間或進(jìn)港已滑進(jìn)停機(jī)位、等待推出、推出、完成推出、推出開車均完成、滑行、滑行到指定路口、滑行并最終滑進(jìn)停機(jī)位、跑道外等待、180度調(diào)頭、進(jìn)跑道、使用跑道滑行、穿越跑道、滑行等待、開車、關(guān)車； 關(guān)鍵狀態(tài)信息記錄觸發(fā)條件包括人為觸發(fā)和系統(tǒng)自動判定兩類 人為觸發(fā)包括申請推出開車時刻，同意推出開車時刻，申請滑行時刻，同意滑行時刻，航空器開始起飛滑跑時先前起飛航空器的高度，發(fā)布著陸許可時著陸航空器距跑道入口的距離，離場航空器管制移交的高度，起飛航空器進(jìn)跑道時五邊上著陸航空器距跑道入口的距離； 系統(tǒng)自動判定包括航班號，預(yù)計起飛時間，預(yù)計到達(dá)時間，進(jìn)離場類型，機(jī)型，航空器尾流類型，起飛機(jī)場，目的地機(jī)場，巡航高度，起飛時是否有其他航空器或車輛占用跑道，滑行中是否有對頭或交叉沖突，發(fā)著陸許可時跑道上是否有其他航空器或車輛，已布發(fā)著陸許可到該航空器接地的過程中是否有其他航空器或車輛進(jìn)入跑道，是否違反機(jī)位限制，是否按照規(guī)定機(jī)頭朝向停入機(jī)位，航空器翼展對于選定滑行道是否超標(biāo)，是否停入計劃機(jī)位； (3)航空器狀態(tài)信息記錄包括由管制員指揮模擬飛行員操作引起的航空器關(guān)鍵狀態(tài)改變和航空器運(yùn)行過程中關(guān)鍵狀態(tài)的改變； A、管制員發(fā)布指令管制員根據(jù)機(jī)場交通活動態(tài)勢，通過計算機(jī)通信系統(tǒng)向模擬飛行員發(fā)布管制指令； B、模擬飛行員執(zhí)行指令并觸發(fā)航空器狀態(tài)信息的記錄模擬飛行員收到管制員發(fā)布的指令，通過操作飛行員席位終端界面執(zhí)行指令，當(dāng)滿足航空器關(guān)鍵狀態(tài)信息記錄觸發(fā)條件時，記錄航空器狀態(tài)信息并發(fā)送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器； C、航空器按指令運(yùn)行的過程中，若航空器運(yùn)行狀態(tài)改變則記錄相關(guān)信息航空器在運(yùn)行過程中，若航空器關(guān)鍵狀態(tài)發(fā)生改變，則記錄航空器狀態(tài)信息并發(fā)送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器； (4)技能評價空管特征數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析軟件通過對比航空器關(guān)鍵狀態(tài)記錄信息和技能評價規(guī)則，根據(jù)技能評價規(guī)則的違反程度和執(zhí)行情況，確定技能評價結(jié)果； (5)日志查詢系統(tǒng)從數(shù)據(jù)服務(wù)器上查看管制員和模擬飛行員的操作記錄。本專利技術(shù)產(chǎn)生的有益效果是為空管行業(yè)內(nèi)提供對于管制員技能的評價統(tǒng)一的認(rèn)識和標(biāo)準(zhǔn)。基于計算機(jī)的塔臺管制員技能自動評價系統(tǒng)使得對管制員的技能評價更加客觀、全面；對于院校培養(yǎng)，該系統(tǒng)可以對教學(xué)培訓(xùn)效果實(shí)施全程監(jiān)控，可有效緩解師生比嚴(yán)重不足的局面，使教學(xué)培訓(xùn)質(zhì)量得到保證。附圖說明圖I系統(tǒng)連接示意圖； 圖2系統(tǒng)的終端評價流程 圖3自動評價功能流程 圖4空管特征數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析軟件工作流程圖。具體實(shí)施例方式為了更清楚的理解本專利技術(shù)，結(jié)合附圖和實(shí)例詳細(xì)描述本專利技術(shù) 如圖I至圖4所示，基于計算機(jī)的塔臺管制員技能自動評價系統(tǒng)，包括塔臺視景模擬終端，管制信息模擬終端，模擬飛行員操控終端，系統(tǒng)運(yùn)行控制終端，數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析終端。塔臺視景模擬終端安裝有視景生成與管理軟件,視景模型庫(飛機(jī)、全機(jī)場場景和車輛等); 管制信息模擬終端安裝有二次雷達(dá)顯示與處理軟件，場面監(jiān)視軟件，飛行計劃顯示與處理軟件,氣象自動觀測顯示軟件，內(nèi)話客戶端軟件； 模擬飛行員操控終端安裝有飛機(jī)運(yùn)動仿真計算軟件，航空器操縱軟件，內(nèi)話客戶端軟件；系統(tǒng)運(yùn)行控制終端安裝有系統(tǒng)運(yùn)行控制軟件，訓(xùn)練計劃編輯軟件，內(nèi)話服務(wù)器端軟件，特效模塊軟件； 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析終端安裝有空管特征數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析軟件。以上各個終端分別通過交換本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
塔臺管制員技能自動評價系統(tǒng)，其特征在于：包括塔臺視景模擬終端，管制信息模擬終端，模擬飛行員操控終端，系統(tǒng)運(yùn)行控制終端和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析終端；塔臺視景模擬終端安裝有視景生成與管理軟件，視景模型庫，視景模型庫包括飛機(jī)、全機(jī)場場景和車輛模型；管制信息模擬終端安裝有二次雷達(dá)顯示與處理軟件，場面監(jiān)視軟件，飛行計劃顯示與處理軟件，氣象自動觀測顯示軟件，內(nèi)話客戶端軟件；模擬飛行員操控終端安裝有飛機(jī)運(yùn)動仿真計算軟件，航空器操縱軟件，內(nèi)話客戶端軟件；系統(tǒng)運(yùn)行控制終端安裝有系統(tǒng)運(yùn)行控制軟件，訓(xùn)練計劃編輯軟件，內(nèi)話服務(wù)器端軟件，特效模塊軟件；數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析終端安裝有空管特征數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析軟件，以上各個終端分別通過交換機(jī)與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器相連，其運(yùn)行步驟包括：（一）、驗(yàn)證登錄信息：由管制信息模擬終端向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器發(fā)送登錄名和登錄密碼，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器返回驗(yàn)證結(jié)果，如果不正確則結(jié)束，否則進(jìn)行下一步；（二）、系統(tǒng)初始化：通過系統(tǒng)運(yùn)行控制終端的系統(tǒng)運(yùn)行控制軟件界面配置文件讀取界面內(nèi)容配置信息；通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器讀取機(jī)場數(shù)據(jù)、初始運(yùn)行環(huán)境數(shù)據(jù)和航班計劃數(shù)據(jù)，并在塔臺視景模擬終端界面顯示；（三）、等待用戶界面操作，操作內(nèi)容包括模擬場景運(yùn)行環(huán)境改變記錄、航空器狀態(tài)改變記錄、技能評價規(guī)則提取、系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)設(shè)置、日志查詢；利用塔臺管制員技能自動評價系統(tǒng)進(jìn)行自動評價的方法，包括如下次序步驟：（1）模擬場景運(yùn)行環(huán)境改變記錄：由教員通過系統(tǒng)運(yùn)行控制終端的系統(tǒng)運(yùn)行控制軟件改變運(yùn)行環(huán)境，實(shí)施視景控制功能，如動態(tài)控制相關(guān)環(huán)境及天氣條件、開關(guān)滑行道和跑道燈光、是否出現(xiàn)特情，其中，特情的模擬通過特效模塊軟件來實(shí)現(xiàn)，要模擬的特情包括：其一為各種特殊天氣現(xiàn)象如霧、雪、降雨，其二為爆炸、煙、火的視景效果，其三為外界對跑道入侵、起落架故障和一發(fā)失效的特情仿真；？（2）技能評價規(guī)則提取：從管制間隔、管制協(xié)調(diào)移交、管制意識、管制方法和程序、運(yùn)行效率五方面確定與技能評價相關(guān)的航空器關(guān)鍵狀態(tài)和關(guān)鍵狀態(tài)信息記錄觸發(fā)條件；航空器關(guān)鍵狀態(tài)包括：準(zhǔn)備起飛、起飛、中斷起飛、進(jìn)近、著陸、巡航、離場、飛越、低空通場、復(fù)飛、起落航線、盤旋等待、離場移交、脫離跑道、脫離跑道完成、開車完成、準(zhǔn)備離場、申請放行、未激活，即離港未到申請時間或進(jìn)港已滑進(jìn)停機(jī)位、等待推出、推出、完成推出、推出開車均完成、滑行、滑行到指定路口、滑行并最終滑進(jìn)停機(jī)位、跑道外等待、180度調(diào)頭、進(jìn)跑道、使用跑道滑行、穿越跑道、滑行等待、開車、關(guān)車；關(guān)鍵狀態(tài)信息記錄觸發(fā)條件包括人為觸發(fā)和系統(tǒng)自動判定兩類：人為觸發(fā)包括申請推出開車時刻，同意推出開車時刻，申請滑行時刻，同意滑行時刻，航空器開始起飛滑跑時先前起飛航空器的高度，發(fā)布著陸許可時著陸航空器距跑道入口的距離，離場航空器管制移交的高度，起飛航空器進(jìn)跑道時五邊上著陸航空器距跑道入口的距離；系統(tǒng)自動判定包括航班號，預(yù)計起飛時間，預(yù)計到達(dá)時間，進(jìn)離場類型，機(jī)型，航空器尾流類型，起飛機(jī)場，目的地機(jī)場，巡航高度，起飛時是否有其他航空器或車輛占用跑道，滑行中是否有對頭或交叉沖突，發(fā)著陸許可時跑道上是否有其他航空器或車輛，已布發(fā)著陸許可到該航空器接地的過程中是否有其他航空器或車輛進(jìn)入跑道，是否違反機(jī)位限制，是否按照規(guī)定機(jī)頭朝向停入機(jī)位，航空器翼展對于選定滑行道是否超標(biāo)，是否停入計劃機(jī)位；？（3）航空器狀態(tài)信息記錄：包括由管制員指揮模擬飛行員操作引起的航空器關(guān)鍵狀態(tài)改變和航空器運(yùn)行過程中關(guān)鍵狀態(tài)的改變；A、管制員發(fā)布指令：管制員根據(jù)機(jī)場交通活動態(tài)勢，通過計算機(jī)通信系統(tǒng)向模擬飛行員發(fā)布管制指令；B、模擬飛行員執(zhí)行指令并觸發(fā)航空器狀態(tài)信息的記錄：模擬飛行員收到管制員發(fā)布的指令，通過操作飛行員席位終端界面執(zhí)行指令，當(dāng)滿足航空器關(guān)鍵狀態(tài)信息記錄觸發(fā)條件時，記錄航空器狀態(tài)信息并發(fā)送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；C、航空器按指令運(yùn)行的過程中，若航空器運(yùn)行狀態(tài)改變則記錄相關(guān)信息：航空器在運(yùn)行過程中，若航空器關(guān)鍵狀態(tài)發(fā)生改變，則記錄航空器狀態(tài)信息并發(fā)送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；（4）技能評價：空管特征數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析軟件通過對比航空器關(guān)鍵狀態(tài)記錄信息和技能評價規(guī)則，根據(jù)技能評價規(guī)則的違反程度和執(zhí)行情況，確定技能評價結(jié)果；（5）日志查詢：系統(tǒng)從數(shù)據(jù)服務(wù)器上查看管制員和模擬飛行員的操作記錄。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鐘涵，王建忠，張健，劉永欣，趙嶷飛，楊新湦，王超，李楠，岳仁田，王潔寧，高偉，王興隆，張春鳳，黃寶軍，王飛，王紅勇，劉宏志，趙宏偉，張召悅，
申請(專利權(quán))人：中國民航大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：