一种基于飞参数据的飞行员飞行绩效评估方法和系统与流程

1.本发明涉及飞行人员能力考核评定技术，尤其涉及一种基于飞参数据的飞行员飞行绩效评估方法和系统，属于电子数据管理应用技术领域。


背景技术：

2.随着国家复杂航空应急救援任务需求的不断提升，要求加强与其他救援队伍配合，形成空中救援任务与地面救援行动一体化联合救援，实现对应急救援航空力量参加应急救援行动“看得见、叫得到、控得住”，飞行员作为执行任务的重要因素，飞行员人才评价机制是不可或缺的，人才评价机制建设的根本目标在于在评价过程中凸显各类人才的特点，激发其内在活力，使其得到更好的开发与发展。多年来，国家在飞行员的培养教育、技能考核、调职晋升等方面缺乏统一、客观的评价模型对飞行人员综合能力进行评定，存在主观评价多、科学量化少，“飞好飞坏一个样”等问题，缺乏激励和竞争机制，在一定程度上制约了飞行员队伍的快速成长。为科学量化评估飞行员的政治思想、飞行技能、身体素质、作风纪律等综合素质，促进飞行员整体队伍实力的跨越式提升和梯队的健康成长，迫切需要尽快解决在飞行绩效评估方面存在的飞行技术水平评估缺乏客观评判标准、飞行评估缺乏科学量化方法和飞行安全风险评估缺乏智能高效手段等问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于针对上述无法对飞行员的训练课目、飞行架次及其综合技术水平和执行任务的能力等合格判据，通过信息化手段进行综合评价的问题，通过本发明以实现基于飞参数据智能化对飞行员的飞行情况进行综合评价的效果。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
5.一种飞参数据的飞行员飞行绩效评估方法，包括：
6.获取飞行员的飞行参数，并将所述飞行参数解析为飞行数据；所述飞行数据，包括：实际航行数据、实际操纵数据及飞行回放数据；
7.根据飞行员所驾驶航空器自身的飞行性能包线数据和规定的操纵数据特征规律进行分析，确定所述飞行数据在所述飞行包线数据内；
8.根据所述飞行性能包线数据建立标准矩阵；
9.根据所述飞行数据进行区间插值，并将所述标准矩阵曲线化进行数据边界分析；
10.根据所述数据边界分析的结果及其飞行数据，依据绩效评估准则对所述飞行员的飞行水平进行评估。
11.进一步地，所述实际航行数据，包括：航空器飞行的高度、速度、纵向过载、爬升及下滑段数据；所述实际操纵数据，包括：飞行员操纵航空器飞行时航空器的横向变距、纵向变距、油门总距、尾桨桨距、升降舵偏角、方向舵偏角、襟翼偏角、副翼偏角及油门推收值；所述飞行回放数据，包括：二维/三维飞行轨迹、座舱仪表及主仪表显示数据。
12.进一步地，所述标准矩阵为二维形式，表示为：
[0013][0014]
式中，v为飞行速度、h为飞行高度，σ为实际航行数据。
[0015]
进一步地，所述根据所述飞行数据进行区间插值，并将所述标准矩阵曲线化进行数据边界分析，包括：根据实际飞行数据进行区间插值，分析数据边界情况，如果有数据超界，进行直观告警显示该超界阈值，并以北京时间为基准记录并存储超界的数据帧信息；数据边界区分三个区域包括：正常区域、微超差区域及严重告警区域。
[0016]
进一步地，所述根据所述数据边界分析的结果及其飞行数据，依据绩效评估准则对所述飞行员的飞行水平进行评估，包括：分别进行定量评估和定性评估；所述定量评估包括：根据所述数据边界分析定量评估判据，若无超界数据时得分100分；超界一次数据，减2分，直至将总分减值0分；根据所述实际操纵数据评判是否符合飞行手册规定的操作顺序及时机，若无操作错误，得100分；操作错误1次，扣除5分，直至扣至0分；所述定性评估包括：根据所述实际操纵数据及飞行回放数据，评价飞行过程中的动作娴熟程度、精力集中程度、任务执行力表现、对地面指挥的反馈能力、对高难度任务的承受能力、对应急救援设备的操作能力及对空中特情处置的能力，采用系统模板化自动化判定，每一项按照“优秀、良好、基本合格、不合格”的顺序进行评判；若飞行过程中存在导致中断飞行的飞行动作，直接评价为“不合格”。
[0017]
进一步地，所述定量评估，还包括：进行飞参告警自动判读，评估准则按照机上传感器故障识别及告警、飞行数据超界后告警、飞行操纵错误动作告警、飞行安全测评表输入评判数据，风险界别按照一般为90分、较严重为70分、严重为40分、毁灭性为0分进行判定。
[0018]
一种基于飞参数据的飞行员飞行绩效评估系统，其特征在于，包括：数据管理模块、飞行回放模块及飞行评估模块；所述数据管理模块，用于获取飞行员的飞行参数，并将所述飞行参数解析为实际航行数据和实际操纵数据，并传输至所述飞行评估模块；所述飞行回放模块，用于通过二维和三维场景进行飞行员飞行状态的回放，并将飞行回放数据传输至所述飞行评估模块；所述飞行评估模块，用于根据飞行员所驾驶航空器自身的飞行性能包线数据和规定的操纵数据特征规律进行分析，判断所述飞行数据是否在所述飞行包线数据内；根据所述飞行性能包线数据建立标准矩阵；根据所述飞行数据进行区间插值，并将所述标准矩阵曲线化进行数据边界分析；根据所述数据边界分析的结果及所述实际操纵数据、飞行回放数据，依据绩效评估准则对所述飞行员的飞行水平进行评估。
[0019]
进一步地，还包括：安全风险评估模块；所述安全风险评估模块，用于对输入的所述飞行参数进行安全风险情况识别，并根据构建的安全判据模型，对影响飞行安全的各项潜在风险进行分级安全告警提示。
[0020]
进一步地，所述飞行评估模块，还用于根据对所述飞行员的飞行水平进行评估的结果生成评估报告。
[0021]
进一步地，所述数据管理模块包括：数据卸载、数据预处理、数据存储、数据解析、数据输出、数据对接及软件配置库子模块；所述飞行回放模块包括：二维飞行轨迹显示与回放、三维飞行轨迹显示与回放、机场及环境三维建模仿真、飞行器三维模型构建、座舱仪表
仿真环境及主仪表显示及仿真控制子模块；所述飞行评估模块包括：训练课目管理、打分项目管理、权重管理、判据建模及管理、动作识别与评估及评估报告管理子模块；所述安全风险评估模块包括：安全风险评估模型管理、安全风险评估管理及安全风险评估报告管理子模块。
[0022]
本发明基于飞参数据的飞行员飞行绩效评估方法和系统，与现有技术相比较具有以下优点：
[0023]
1)本发明能够通过科学量化的方法对飞行员的飞行绩效进行客观评估。
[0024]
2)本发明能够通过智能化手段对飞行员的飞行绩效进行高效的评估。
[0025]
3)本发明通过算法对飞参数据进行处理，提高评估的真实度和准确度。
附图说明
[0026]
图1为基于飞参数据的飞行员飞行绩效评估方法流程图；
[0027]
图2为基于飞参数据的飞行员飞行绩效评估系统架构图；
[0028]
图3为实施例中某机型的飞行包线数据图；
[0029]
图4为实施例中的数据边界图；
[0030]
图5为基于飞参数据的飞行员飞行绩效评估系统运行流程图；
[0031]
图6为基于飞参数据的飞行员飞行绩效评估系统功能示意图。
具体实施方式
[0032]
以下结合实施例对本发明进一步说明：
[0033]
如图1所示，本实施例公开了一种基于飞参数据的飞行员飞行绩效评估方法，包括：
[0034]
101、获取飞行员的飞行参数，并将飞行参数解析为飞行数据；飞行数据，包括：实际航行数据、实际操纵数据及飞行回放数据；
[0035]
具体而言，实际航行数据包括：航空器飞行的高度、速度、纵向过载、爬升及下滑段数据；实际操纵数据包括：飞行员操纵航空器飞行时的横向变距、纵向变距、油门总距及尾桨桨距，或者是升降舵偏角、方向舵偏角、襟翼偏角、副翼偏角、油门推收值等；飞行回放数据包括：二维/三维飞行轨迹、座舱仪表及主仪表显示数据。
[0036]
102、根据飞行员所驾驶航空器自身的飞行性能包线数据和规定的操纵数据特征规律进行分析，确定所述飞行数据在所述飞行包线数据内；
[0037]
具体而言，依据该型号航空器的飞行包线数据进行线性插值运算比较分析，以及依据手册规定的操纵数据特征规律进行比对分析，判定飞行数据是否在规定包线内。获取该型号航空器的飞行包线数据，由于各型号航空器飞行包线各不相同，例如：如图3所示的某机型的典型包线图。
[0038]
103、根据飞行性能包线数据建立标准矩阵；
[0039]
具体而言，标准矩阵为二维形式，表示为：
[0040][0041]
式中，v为飞行速度、h为飞行高度，σ为实际航行数据。
[0042]
104、根据飞行数据进行区间插值，并将标准矩阵曲线化进行数据边界分析；
[0043]
具体而言，根据实际飞行数据进行区间插值，分析数据边界情况，如果有数据超界，进行直观告警显示该超界阈值，并以北京时间为基准记录并存储超界的数据帧信息。如图4所示，数据边界分析利用曲线进行直观显示，边界可设为正常区域，微超差，严重告警三个范畴，利用上述规则对各类飞行数据进行实时判断。
[0044]
105、根据数据边界分析的结果及其飞行数据，依据绩效评估准则对飞行员的飞行水平进行评估。
[0045]
具体而言，根据数据边界分析的结果及其飞行数据，依据绩效评估准则对飞行员的飞行水平进行评估，包括：分别进行定量评估和定性评估；定量评估包括：根据数据边界分析定量评估判据，若无超界数据时得分100分；超界一次数据，减2分，直至将总分减值0分；根据实际操纵数据评判是否符合飞行手册规定的操作顺序及时机，若无操作错误，得100分；操作错误1次，扣除5分，直至扣至0分；定性评估包括：根据实际操纵数据及飞行回放数据，评价飞行过程中的动作娴熟程度、精力集中程度、任务执行力表现、对地面指挥的反馈能力、对高难度任务的承受能力、对应急救援设备的操作能力及对空中特情处置的能力，采用系统模板化自动化判定，每一项按照“优秀、良好、基本合格、不合格”的顺序进行评判，优秀得分为90分、良好得分为70分、基本合格得分为60分、不合格得分为0分。
[0046]
定量评估还包括进行飞参告警自动判读，评估准则按照机上传感器故障识别及告警、飞行数据超界后告警、飞行操纵错误动作告警、飞行安全测评表输入评判数据，风险界别按照一般为90分、较严重为70分、严重为40分、毁灭性为0分进行判定。
[0047]
根据以上判定，进行“数据解析+记录统计”框架下的加权分配法评估。定量评估加权值暂定取0.7，定性评估加权值暂定取0.3，对于导致中断飞行的飞行动作，采取“熔断”策略，既按照不合格处理。
[0048]
如图2所示，本实施例提供一种基于飞参数据的飞行员飞行绩效评估系统，包括：数据管理模块、飞行回放模块及飞行评估模块；数据管理模块，用于获取飞行员的飞行参数，并将飞行参数解析为实际航行数据和实际操纵数据，并传输至飞行评估模块；飞行回放模块，用于通过二维和三维场景进行飞行员飞行状态的回放，并将飞行回放数据传输至飞行评估模块；飞行评估模块，用于根据飞行员所驾驶航空器的飞行包线数据和规定的操纵数据特征规律进行分析，判断实际航行数据是否在飞行包线数据内，若在飞行包线数据内，根据飞行包线数据和实际航行数据建立标准矩阵；根据实际航行数据进行区间插值，并将标准矩阵曲线化进行数据边界分析；根据数据边界分析的结果及实际操纵数据、飞行回放数据，依据绩效评估准则对所述飞行员的飞行水平进行评估。
[0049]
具体而言，如图6所示，系统包括：数据管理、飞行回放、飞行评估、安全风险评估4个模块。其中数据管理模块主要包括：数据卸载、数据预处理、数据存储、数据解析、数据输出、软件配置库、数据对接共计7项功能。飞行回放主要包括：二维飞行轨迹显示与回放、三
维飞行轨迹显示与回放、机场及环境三维建模仿真、航空器三维模型构建、座舱仪表仿真环境及主仪表显示、仿真控制共计6项功能。飞行评估主要包括：训练课目管理、打分项目管理、权重管理、判据建模及管理、动作识别与评估、评估报告管理共6项功能。安全风险评估主要包括：安全风险评估模型管理、安全风险评估管理、安全风险评估报告管理共计3项功能。
[0050]
各模块的各项功能具体为：
[0051]
(一)数据管理模块
[0052]
1、数据卸载：进行飞参数据卸载，包括飞参原始数据读取、卸载和擦除等功能。
[0053]
2、数据预处理：进行飞参数据预处理功能，包括飞参原始数据整理功能、飞参原始数据检测功能、飞参还原后数据的滤波降噪功能。
[0054]
3、数据存储：进行飞参数据存储功能，包括飞参文件存储功能、解析后数据的关联存储功能、已存储的数据的快速检索和查询功能。
[0055]
4、数据解析：进行飞参数据解析功能，包括某机型的phy格式原始数据的解析功能。
[0056]
5、数据输出：进行可定制的数据输出功能，包括：以表格、图形等形式对飞参数据进行输出；支持自由选择输出数据的飞参字段。
[0057]
6、软件配置库：进行软件配置库管理功能，包括数据库形式的配置库管理功能；文件形式的数据配置库管理功能。
[0058]
7、数据对接：进行数据对接功能，包括飞行人员信息引接功能；信息引接功能；环境信息数据引接功能；飞行训练实施记录引接功能；飞参文件数据服务功能。提供向支队其他系统提供飞参数据服务的功能。
[0059]
(二)飞行回放模块
[0060]
1、二维飞行轨迹显示与回放：进行二维飞行轨迹显示与回放功能。
[0061]
2、三维飞行轨迹显示与回放：进行三维飞行轨迹显示与回放功能。
[0062]
3、机场及环境三维建模仿真：构建机场及观景三维建模仿真功能，包括构建飞行器的三维模型，并在三维引擎中与飞行轨迹融合呈现；构建机场周边区域的三维地理信息模型，并在飞行回放中进行融合呈现。
[0063]
4、航空器三维模型构建：构建航空器三维模型，并在飞行回放中进行融合展示，具体要求包括构建某机型三维模型，构建某机型专用纹理贴图等。
[0064]
5、座舱仪表仿真环境及主仪表显示：构建航空器座舱仪表仿真环境，在回放过程中，根据飞参数据回放主仪表数据显示。
[0065]
6、仿真控制：进行飞行回放仿真控制功能，具体要求包括控制仿真回放的速率；支持时间线拖动；支持多视角观看。
[0066]
(三)飞行评估模块
[0067]
1、训练课目管理：进行以训练大纲中悬停起落航线飞行、暗舱仪表进近着落飞行、模拟特情、野外场地着陆、吊桶飞行、水箱飞行、最大起飞重量、外挂货物飞行8个课目为基础，管理训练课目的名称、代码、描述信息等内容，包含各课目的打分项目管理功能。
[0068]
2、打分项目管理：以训练大纲评分标准为基础管理打分项目的名称、类别、5分标准、4分标准、3分标准等，包含各项目的关联判据管理功能。
[0069]
3、权重管理：在权重管理在打分项目管理的基础上，以飞行课目或飞行评估模型基础，设定各打分项目的权重比例。
[0070]
4、判据建模及管理：进行判据建模及管理功能，包括基础判据管理功能。包含基础判据的管理功能，主要包括机型、课目、判据名称、类型、判据模型等项；评估判据设置功能。为评估打分设定关联参数，主要内容包括判读阶段、指标项目、判据模型等项目。
[0071]
5、动作识别与评估：根据飞行参数，结合评估判据，完成飞行动作识别与评估；飞参数据匹配功能。主要管理对应飞行实施记录的飞参文件判读情况，可根据需要进行信息查看，飞参文件下载，启动重新判读，查看原始数据等；飞行动作识别功能。以动作识别判据为基础，完成飞行动作识别，并记录飞行动作的起止时间；飞行动作评估功能。以评估判据为基础，建立科学可配置的评估模型，并完成飞行动作完成质量的量化评估。
[0072]
6、评估报告管理：进行评估报告管理功能，包括评估报告生成功能，主要提供评估报告的创建和管理维护功能。可根据人员、架次、课目等信息，基于智能判读和评估结果生成评估报告，并提供人工打分功能，以便在特殊情况下正确评估训练效果；评估报告查看功能。包含评估报告、历史趋势变化、关联参数曲线以及关键指标极值信息的查看功能；场次训练信息功能，主要在飞参判读和评估的基础上向用户展示单个场次的基本信息等；个人训练信息功能，主要在飞参判读和评估的基础上向用户展示本场次个人各课目各架次的能力评估信息等内容；飞行评估报表功能。提供飞行评估结果的查看功能。
[0073]
(四)安全风险评估模块
[0074]
1、安全风险评估模型管理：依据人、机、环、管信息，持续的构建和完善安全判据模型。
[0075]
2、安全风险评估管理：对输入的飞行参数进行安全风险情况识别，并根据已构建好的安全判据模型，对影响飞行安全的各项潜在风险进行分级安全告警提示。
[0076]
3、安全风险评估报告管理：支持生成格式化的飞行安全评估报告，并可打印输出。
[0077]
系统根据各自功能依次依照图5所示的流程运行。
[0078]
如图2所示，本系统在设计上采用的技术具有前瞻性，充分考虑到未来若干年内的发展需要，紧紧把握当前世界计算机及it技术的时代脉搏和发展趋势，本系统采用先进的vue、spring boot、unity3d等技术，能够保证在5年内不落后。同时本系统的功能设计紧紧围绕正省级飞行员的行业特点，系统内的功能可以达到准确、快速、实用等要求，使整个系统具有较高的性能价格比。另外系统根据架构要求，采用基于b/s和c/s的软件体系结构，满足兼容性、扩展性等要求。并且系统采用面向对象设计方法，可以满足跨平台的应用需求。其中采用了，采用多通道二、三维场景融合技术，提高不同业务背景下用户使用的针对性，其中二维采用gis地图能够把飞行数据进行很好地平面展示及回放，三维场景采用unity3d技术对3dmax建完的模型进行高效率渲染加载，并且使用qt内嵌调用技术对二维和三维功能进行互相调用，使系统的运行能够融合贯通，达到针对不同业务背景下的用户使用需求。
[0079]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。