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开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 精装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787030521408
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《认知模型下的飞行态势监控新技术》系统深入地阐述了主观因素误差的概念、原理、理论模型与认知模型下的飞行态势监控新技术，并结合我国民航飞行训练的工程实践进行应用实例分析。
内容简介
《认知模型下的飞行态势监控新技术》系统深入地阐述了主观因素误差的概念、原理、理论模型与认知模型下的飞行态势监控新技术，并结合我国民航飞行训练的工程实践进行应用实例分析。《认知模型下的飞行态势监控新技术》共分5章。第1章概述民用航空的发展对主观因素误差下飞行态势监控技术的要求，第2章介绍飞行态势监控模型，第3章介绍训练飞行情景环境表征，第4章介绍情景环境综合评价及主观因素误差概率化，第5章介绍其在我国民航飞行训练中的典型应用。
《认知模型下的飞行态势监控新技术》可供空中交通信息工程及控制、载运工具运用工程、空中交通管制等相关专业的科研与工程技术人员使用，也可作为相关专业的研究生教材。
《认知模型下的飞行态势监控新技术》可供空中交通信息工程及控制、载运工具运用工程、空中交通管制等相关专业的科研与工程技术人员使用，也可作为相关专业的研究生教材。
目 录
第1章绪论
1.1引言
1.2本书的来源和意义
1.3飞行态势监控中的认知问题综述
1.3.1飞行态势监控
1.3.2飞行意图和情感中的认知问题
1.3.3认知模型支持下训练飞行态势监控研完关键技术与理论
1.4国内外研究现状
1.5本书主要内容和结构安排
第2章飞行态势监控模型及误差分析
2.1色行器运动模型
2.2两机冲突探测的数学模型
2.2.1基于概率的模型
2.2.2确定型模型
2.3误差因素建模
2.3.1客观因素误差
2.3.2主观因素误差
2.4飞行员认知行为对主观误差的影响
2.4.1认知行为模型概述
2.4.2飞行员认知行为模型的选取
2.5本章小结
第3章训练飞行情景环境的表征
3.1行为形成因子的定义和内涵
3.1.1行为形成因子的定义
3.1.2行为形成因子的内涵
3.2行为形成因子的分类方法
3.2.1行为形成因子的系统化分类
3.2.2SRK模型下行为形成因子的再分类
3.3行为形成因子的评分方法
3.4行为形成因子的权重确定方法
3.4.1基于关联规则挖掘的行为形成因子权重
3.4.2本场飞行示例分析
3.5本章小结
第4章情景环境综合评价及主观因素误差概率化
4.1情景环境的综合评价方法
4.2主观因素误差概率量化的基本框架
4.3手动飞行情景环境中主观因素误差的概率量化预测
4.3.1手动飞行情景环境中主观因素误差概率区间的预测
4.3.2手动飞行情景环境中主观因素误差概率值的预测
4.4手动飞行情景环境中主观因素误差概率预测方法有效性验证
4.5本章小结
第5章训练飞行中飞行学员的主观因素误差分析
5.1训练飞行概述
5.1.1本场起落五边航线操作规范
5.1_2八字穿云非精密进近程序操作规范
5.2飞行学员的主观因素误差分析
5.2.1飞行学员的任务分析
5.2.2飞行学员的认知行为描述
5.2.3手动驾驶飞行过程中情景环境的表征
5.2.4飞行学员主观因素误差的概率量化
5.3实例分析
5.3.1地面模拟机实验数据分析
5.3.2本场五边程序飞行实验数据分析
5.3.3本场八字程序飞行实验数据分析
5.3.4主观因素误差与飞行实验定位误差数据分析
5.4本章小结
参考文献
附录缩略语
1.1引言
1.2本书的来源和意义
1.3飞行态势监控中的认知问题综述
1.3.1飞行态势监控
1.3.2飞行意图和情感中的认知问题
1.3.3认知模型支持下训练飞行态势监控研完关键技术与理论
1.4国内外研究现状
1.5本书主要内容和结构安排
第2章飞行态势监控模型及误差分析
2.1色行器运动模型
2.2两机冲突探测的数学模型
2.2.1基于概率的模型
2.2.2确定型模型
2.3误差因素建模
2.3.1客观因素误差
2.3.2主观因素误差
2.4飞行员认知行为对主观误差的影响
2.4.1认知行为模型概述
2.4.2飞行员认知行为模型的选取
2.5本章小结
第3章训练飞行情景环境的表征
3.1行为形成因子的定义和内涵
3.1.1行为形成因子的定义
3.1.2行为形成因子的内涵
3.2行为形成因子的分类方法
3.2.1行为形成因子的系统化分类
3.2.2SRK模型下行为形成因子的再分类
3.3行为形成因子的评分方法
3.4行为形成因子的权重确定方法
3.4.1基于关联规则挖掘的行为形成因子权重
3.4.2本场飞行示例分析
3.5本章小结
第4章情景环境综合评价及主观因素误差概率化
4.1情景环境的综合评价方法
4.2主观因素误差概率量化的基本框架
4.3手动飞行情景环境中主观因素误差的概率量化预测
4.3.1手动飞行情景环境中主观因素误差概率区间的预测
4.3.2手动飞行情景环境中主观因素误差概率值的预测
4.4手动飞行情景环境中主观因素误差概率预测方法有效性验证
4.5本章小结
第5章训练飞行中飞行学员的主观因素误差分析
5.1训练飞行概述
5.1.1本场起落五边航线操作规范
5.1_2八字穿云非精密进近程序操作规范
5.2飞行学员的主观因素误差分析
5.2.1飞行学员的任务分析
5.2.2飞行学员的认知行为描述
5.2.3手动驾驶飞行过程中情景环境的表征
5.2.4飞行学员主观因素误差的概率量化
5.3实例分析
5.3.1地面模拟机实验数据分析
5.3.2本场五边程序飞行实验数据分析
5.3.3本场八字程序飞行实验数据分析
5.3.4主观因素误差与飞行实验定位误差数据分析
5.4本章小结
参考文献
附录缩略语
前 言
序言
主观因素误差严重影响飞行态势监控的可靠性和安全性，已经成为导致飞行事故的主要原因之一，研究主观因素误差发生的特点及规律，并在此基础上进行概率量化具有十分重要的意义。然而，在针对主观因素误差的飞行态势监控技术研究和工程实践过程中，笔者发现国内尚无一本系统介绍认知模型下飞行态势监控技术的书籍，特别是对从事本领域研究的新学者来说，亟需一本能将理论与实践相结合的学术著作作为指引。为此，笔者总结多年所在科研创新团队的研究成果和实践经验，撰写了这本著作，期望能够吸引更多学者加人该领域的研究，共同推动本领域的技术进步。
笔者从2010年起开始从事飞行态势监控技术的研究。早针对中国民用航空飞行学院广汉机场终端区的训练飞行安全问题，展开了飞行冲突探测、航迹规划的相关研究，并针对飞行训练品质评估中人的因素问题展开了理论研究。在此促进下，笔者组织了由飞行教员、人因工程教师、空中管制员组成的中国民用航空飞行学院“认知工程与情感计算”科研创新团队，围绕认知模型下的飞行态势监控新技术，开展基础理论研究和关键技术攻关；同时与民航训练飞行应用紧密结合，致力于推动飞行态势监控新技术的工程化应用。成立以来，科研创新团队在该领域承担了国家自然科学基金、四川省科技支撑计划、中国民用航空飞行学院科技支撑计划等项目；发表论文30余篇，其中SCI／EI收录10余篇；申请国家发明专利2项，实用新型专利1项；指导硕士研究生6人，毕业硕士研究生3人。
本书以训练飞行工程实践对主观因素误差分析方法的现实需求为牵引，以推动飞行冲突探测误差分析研究的发展为导向，在主观因素误差分析的理论和方法方面开展了一系列深入的研究工作。本书具体的研究思路为：在已有成果的基础上，系统性地研究了飞行员的认知行为描述、手动飞行情景环境的表征和主观因素误差的概率量化等3个主观因素误差分析的核心内容，提出了一系列具有规范性或创新性的方法，并通过训练飞行中的工程应用，验证了方法的适用性和有效性。
本书包括5章。第1章概述民用航空的发展对主观因素误差下飞行态势监控技术的要求。第2～5章是本书的重点，阐述认知模型下飞行态势监控的关键技术。其中，第2章介绍了飞行态势监控模型，第3章介绍了训练飞行情景环境表征，第4章介绍了情景环境综合评价及主观因素误差概率化，第5章介绍其在我国民航飞行训练中的典型应用。
理论研究与工程实践相结合是本书的一大特色。笔者从民航飞行训练的实际应用需求出发，将主观因素误差的理论研究和技术攻关成果与我国民航训练飞行实践相联系，利用实例来验证理论、技术、方法的科学性和正确性。
本著作凝结了研究团队多年研究成果和多位本领域专家的宝贵意见，他们是中国民用航空飞行学院飞行技术学院院长赵廷渝教授、副院长杨俊教授、陈俊教授，空中交通管理学院副院长潘卫军教授，研究生处处长罗晓利教授，飞行技术学院空中领航教研室张焕主任、魏光兴教授，王泉川老师、邓力老师，广汉分院尹恒中队长，飞行训练标准处熊英博教员，在此表示衷心的感谢。同时，也感谢我指导的2013级硕士生张龙，2015级硕士生姚裕盛、孙敬周，2016级硕士生李珊珊以及参与实验设计实施的2013级硕士生吴锋广、王浩志，2015级硕士生张梦龙，正是他们的辛勤工作，让本书的实验步骤能得以开展。
感谢我的父母和妻儿。父母已逾花甲，皆抱恙在身。作为儿子，每念及此，常常为不能亲自尽孝而心酸。谁言寸草心，报得三春晖。父母对我的鼓励、宽容、理解，实在无以为报。妻子在我求学这段时间里，主动承担起照顾孩子的责任，并不时开导我，帮我解除工作和学习中遇到的苦恼。感谢父母妻儿为我做的一切！
在本书的写作过程中参考了大量的文献，笔者尽可能一一注明，但由于文献较多，疏漏在所难免，在此向被遗漏的作者表示歉意，并向所有参考文献的作者表示衷心感谢。特别感谢科学出版社，本书能够得以顺利出版发行，与他们的耐心指导和辛勤工作密不可分。
由于本领域鲜见可供借鉴的专著，所开展的研究尚处于起步阶段，再加上笔者能力所限，不足之处在所难免。真诚希望各位专家与学者能够提出宝贵意见和建议。
笔者从2010年起开始从事飞行态势监控技术的研究。早针对中国民用航空飞行学院广汉机场终端区的训练飞行安全问题，展开了飞行冲突探测、航迹规划的相关研究，并针对飞行训练品质评估中人的因素问题展开了理论研究。在此促进下，笔者组织了由飞行教员、人因工程教师、空中管制员组成的中国民用航空飞行学院“认知工程与情感计算”科研创新团队，围绕认知模型下的飞行态势监控新技术，开展基础理论研究和关键技术攻关；同时与民航训练飞行应用紧密结合，致力于推动飞行态势监控新技术的工程化应用。成立以来，科研创新团队在该领域承担了国家自然科学基金、四川省科技支撑计划、中国民用航空飞行学院科技支撑计划等项目；发表论文30余篇，其中SCI／EI收录10余篇；申请国家发明专利2项，实用新型专利1项；指导硕士研究生6人，毕业硕士研究生3人。
本书以训练飞行工程实践对主观因素误差分析方法的现实需求为牵引，以推动飞行冲突探测误差分析研究的发展为导向，在主观因素误差分析的理论和方法方面开展了一系列深入的研究工作。本书具体的研究思路为：在已有成果的基础上，系统性地研究了飞行员的认知行为描述、手动飞行情景环境的表征和主观因素误差的概率量化等3个主观因素误差分析的核心内容，提出了一系列具有规范性或创新性的方法，并通过训练飞行中的工程应用，验证了方法的适用性和有效性。
本书包括5章。第1章概述民用航空的发展对主观因素误差下飞行态势监控技术的要求。第2～5章是本书的重点，阐述认知模型下飞行态势监控的关键技术。其中，第2章介绍了飞行态势监控模型，第3章介绍了训练飞行情景环境表征，第4章介绍了情景环境综合评价及主观因素误差概率化，第5章介绍其在我国民航飞行训练中的典型应用。
理论研究与工程实践相结合是本书的一大特色。笔者从民航飞行训练的实际应用需求出发，将主观因素误差的理论研究和技术攻关成果与我国民航训练飞行实践相联系，利用实例来验证理论、技术、方法的科学性和正确性。
本著作凝结了研究团队多年研究成果和多位本领域专家的宝贵意见，他们是中国民用航空飞行学院飞行技术学院院长赵廷渝教授、副院长杨俊教授、陈俊教授，空中交通管理学院副院长潘卫军教授，研究生处处长罗晓利教授，飞行技术学院空中领航教研室张焕主任、魏光兴教授，王泉川老师、邓力老师，广汉分院尹恒中队长，飞行训练标准处熊英博教员，在此表示衷心的感谢。同时，也感谢我指导的2013级硕士生张龙，2015级硕士生姚裕盛、孙敬周，2016级硕士生李珊珊以及参与实验设计实施的2013级硕士生吴锋广、王浩志，2015级硕士生张梦龙，正是他们的辛勤工作，让本书的实验步骤能得以开展。
感谢我的父母和妻儿。父母已逾花甲，皆抱恙在身。作为儿子，每念及此，常常为不能亲自尽孝而心酸。谁言寸草心，报得三春晖。父母对我的鼓励、宽容、理解，实在无以为报。妻子在我求学这段时间里，主动承担起照顾孩子的责任，并不时开导我，帮我解除工作和学习中遇到的苦恼。感谢父母妻儿为我做的一切！
在本书的写作过程中参考了大量的文献，笔者尽可能一一注明，但由于文献较多，疏漏在所难免，在此向被遗漏的作者表示歉意，并向所有参考文献的作者表示衷心感谢。特别感谢科学出版社，本书能够得以顺利出版发行，与他们的耐心指导和辛勤工作密不可分。
由于本领域鲜见可供借鉴的专著，所开展的研究尚处于起步阶段，再加上笔者能力所限，不足之处在所难免。真诚希望各位专家与学者能够提出宝贵意见和建议。
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2.机器
在飞行操纵过程中，飞机是人机交互的另一方，在人机界面上，通常由显示设备和控制设备两个部分组成。飞机一方面通过显示设备为飞行员提供必要的飞行状态信息，另一方面通过飞行控制设备接受飞行员的动作。
1）显示设备的特性
（1）飞行显示设备的形状颜色。一般来说，飞行仪表显示设备会设汁成不同的指示形状和颜色。不同形状和颜色的飞行仪表显示设备往往能够引起飞行员不同程度的关注，同时也便于区分各种不同的设备。千篇一律的显示设备很容易造成操作者的视觉混乱，从而引发各种差错。
（2）飞行显示设备的显示方式。目前，飞行仪表显示设备的显示方式一般有两种：模拟指针式和数字液晶式。模拟指针式需要飞行员通过表盘读取信息，一般只能提供大概的飞机仪表状态数值，用于设备较为简单的通用航空飞机或者较为老式的飞机。数字液晶式可以为飞行员提供较为精确的飞机仪表状态数值，常用于现代化航线飞机。两种飞行仪表显示方式通常混合使用，都对飞行员的行为具有影响作用。
在飞行操纵过程中，飞机是人机交互的另一方，在人机界面上，通常由显示设备和控制设备两个部分组成。飞机一方面通过显示设备为飞行员提供必要的飞行状态信息，另一方面通过飞行控制设备接受飞行员的动作。
1）显示设备的特性
（1）飞行显示设备的形状颜色。一般来说，飞行仪表显示设备会设汁成不同的指示形状和颜色。不同形状和颜色的飞行仪表显示设备往往能够引起飞行员不同程度的关注，同时也便于区分各种不同的设备。千篇一律的显示设备很容易造成操作者的视觉混乱，从而引发各种差错。
（2）飞行显示设备的显示方式。目前，飞行仪表显示设备的显示方式一般有两种：模拟指针式和数字液晶式。模拟指针式需要飞行员通过表盘读取信息，一般只能提供大概的飞机仪表状态数值，用于设备较为简单的通用航空飞机或者较为老式的飞机。数字液晶式可以为飞行员提供较为精确的飞机仪表状态数值，常用于现代化航线飞机。两种飞行仪表显示方式通常混合使用，都对飞行员的行为具有影响作用。
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