一种飞行员高原适飞的评估方法及系统

1.本发明涉及航空技术领域，更具体地说，它涉及一种飞行员高原适飞的评估方法及系统。


背景技术：

2.在国际民航界，将海拨高度位于1500米-2483米的机场称为“高原机场”；把位于海拨高度2483米以上的机场，称为“高高原”机场；高原和高高原飞行对飞行员的要求十分严格，因此，急需一种能对飞行员高原适飞进行精准预测的方法，实现高原飞行风险关口前移，保障高原、高高原飞行安全。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种飞行员高原适飞的评估方法及系统，通过高原前后的身体指标训练高原适飞评估模型，通过高原适飞评估模型预测飞行员是否适飞高原。
4.本发明提供的一种飞行员高原适飞的评估方法是通过以下技术方案得以实现的：包括获取高原飞行前的身体指标；将所述高原飞行前的身体指标输入提前训练的高原适飞评估模型，输出预估身体指标；将所述预估身体指标与设定的适飞指标相比较，输出评价标签，所述评价标签包括：适飞飞行员和不适飞飞行员。
5.采用上述技术方案，通过飞行员高原飞行前的身体指标即可预测飞行员高原飞行后的身体指标，根据设定的适飞指标即可划分适飞飞行员和不适飞飞行员，对飞行员高原试飞进行评估，实现对飞行员高原适飞进行精准的预测，保障高原、高高原飞行安全。
6.进一步的，所述高原适飞评估模型通过以下方式获得：获取高原飞行员高原飞行前的身体指标和高原飞行后的身体指标；将所述高原飞行员分为训练集和测试集；取训练集中高原飞行前的身体指标作为输入，高原飞行后的身体指标为输出，构建bp神经网络，进行模型训练；优化模型，当模型的均方误差低于0.2％时，停止训练；取测试集中高原飞行前的身体指标作为输入，获得预估身体指标，将所述预估身体指标和高原飞行后的身体指标相比较，判断误差是否低于5％，低于则输出该模型，否则继续返回优化模型。
7.采用上述技术方案，通过收集执行高原飞行的飞行员执行高原飞行前后的多项身体指标数据即可训练高原适飞评估模型，确定高原飞行前的多项身体指标与高原飞行后的多项身体指标之间的关系，在已知飞行员高原飞行前的身体指标时，即可通过高原适飞模型预估飞行员到达高原时的身体指标，进而和预设的适飞指标进行比较，判断该飞行员是否适飞。
8.进一步的，所述高原飞行前的身体指标包括：平原生理指标、体测指标和执飞高原机场海拔；所述高原飞行后的身体指标包括：高原生理指标。
9.进一步的，所述体测指标包括：1000米跑时长、一段时间内俯卧撑个数、一段时间内引体向上个数，所述平原生理指标包括：年龄、平原测得的血压和心率值，所述高原生理指标包括高原测得的血压、心率值和血氧含量。
10.采用上述技术方案，平原生理指标、体测指标、执飞高原机场海拔作为bp神经网络的输入层节点，高原生理指标作为bp神经网络的输出层节点，通过多组数据进行训练，确定平原生理指标、体侧指标、执飞高原机场海拔与高原生理指标之间的关系，集合多种维度对飞行员的高原适飞进行预测，预测结果更为可靠。
11.进一步的，还包括：对所述不适飞飞行员进行分析，输出适飞训练计划，所述对所述不适飞飞行员进行分析包括以下步骤：逐步调整输入的体测指标，直至输出的预估身体指标满足适飞指标，将此体测指标作为适飞训练计划。
12.进一步的，所述逐步调整输入的体测指标包括：按调整度依次降低1000米跑时长、提高一段时间内俯卧撑个数和一段时间内引体向上个数。
13.进一步的，所述1000米跑时长的调整度为b/60，所述一段时间内俯卧撑个数的调整度为 c/20，所述一段时间内引体向上个数的调整度为d/20；其中，b为1000米跑时长，c为一段时间内俯卧撑个数，d为一段时间内引体向上个数。
14.采用上述技术方案，可以对不适飞飞行员提供训练指导，为不适飞飞行员提供训练方向，按照调整度对不适飞飞行员输入的体测指标进行调节，且按照1000米跑时长、一段时间内俯卧撑个数、一段时间内引体向上个数依次调整，不断循环直至输出的高原生理指标符合高原适飞指标，逐步逼近，确定不适飞飞行员的适飞训练计划；适飞训练计划可针对不同的平原生理指标、针对不同的执飞高原机场海拔，提供个性化的训练指导。
15.进一步的，还包括对不适飞飞行员和适飞飞行员进行分析，输出最大适飞高度，所述对不适飞飞行员和适飞飞行员进行分析包括以下步骤：对于不适飞飞行员，逐渐降低输入的执飞高原机场海拔，直至输出的预估身体指标满足高原适飞指标，将此执飞高原机场海拔作为最大适飞高度；对于适飞飞行员，逐渐增加输入的执飞高原机场海拔，直至输出的预估身体指标不满足高原适飞指标，将此执飞高原机场海拔作为最大适飞高度。
16.采用上述技术方案，可以明确飞行员当下身体指标所能承受的最大适飞高度。
17.本发明还提供一种飞行员高原适飞的评估系统，包括：数据采集单元，用于获取飞行员高原飞行前、后的身体指标；预测单元，用于根据高原适飞评估模型输出预估身体指标；数据分析单元，用于对飞行员进行分析，输出评价标签、最大适飞高度和训练计划；反馈单元，将所述评价标签、最大适飞高度和训练计划集合，并以文字、图表、视频输出。
18.采用上述技术方案，通过系统集成适飞评估与分析，输入飞行员高原飞行前的身体指标即可以文字、图表或视频输出评价标签、最大适飞高度和训练计划集合。
19.本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的飞行员高原适飞的评估方法。
20.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
21.1.本发明提供了一种飞行员高原适飞的评估方法，可以根据收集的高原执飞飞行员的身体指标数据训练高原适飞评估模型提供预测。
22.2.本发明从多个维度考虑评估条件，除了生理指标外还包括体测指标，明确飞行员体质与高原适飞之间的关系。
23.3.本发明还为不适飞飞行员提供训练指导，从体能方面提高适飞可能。
附图说明
24.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
25.图1为本发明一实施例提供的评估方法示意图；
26.图2为本发明一实施例提供的高原适飞模型训练示意图；
27.图3为本发明一实施例提供的高原适飞模型结构示意图；
28.图4为本发明一实施例提供的评估系统结构示意图。
具体实施方式
29.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
30.需要说明的是，在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
31.实施例1：一种飞行员高原适飞的评估方法，
32.首先是训练高原适飞模型，过程如图2所示，通过飞行员体质健康数据库、飞行员体检数据库、飞行数据库等数据库获取高原飞行员在高原飞行前、后的身体指标；此处的高原飞行员是指正在执行高原航线飞行的飞行员，高原飞行前的身体指标包括：平原生理指标、体测指标和执飞高原机场海拔，高原飞行后的身体指标包括：高原生理指标。
33.在一种可能的实施例中，平原生理指标包括年龄、平原测得的血压和心率值，体测指标包括：1000米跑时长、一段时间内俯卧撑个数、一段时间内引体向上个数，高原生理指标包括：高原测得的血压、心率值和血氧含量，具体地，可以选取1分钟内，需要说明的是，本实施例对一段时间的具体取值不做限制，为方便与实际体测关联，取一段时间为1分钟。
34.具体地，血压为低压高压数值相连，即xx’yy’y”毫米汞柱，xx’为低压，yy’y”为高压；心率单位为次/分钟；俯卧撑和引体向上的单位为个/分钟；海拔单位为米，血氧值为标准sao2数值。
35.在一种可能的实施例中，高原阶段数据采集需在飞行员到达高原后1个小时进行，可以更好的反应实际情况。
36.将高原飞行员分为训练集和测试集，在一种可能的实施例中，取70％的高原飞行员数据作为训练集、30％作为测试集。
37.取训练集中高原飞行前的身体指标作为输入，高原飞行后的身体指标为输出，构建bp 神经网络，进行模型训练。
38.在一种可能的实施例中，将训练集中各高原飞行员样本的年龄、1000米跑时长、1分钟内俯卧撑个数、1分钟内引体向上个数、执飞高原机场海拔、平原测得的血压、心率值，
这七项指标数据输入至bp神经网络的输入层，同时将该飞行员到达高原后测得的血压、心率值和血氧指标输入至bp神经网络的输出层，高原适飞模型结构如图3所示，输入层的7个节点分别是：年龄、平原测得的血压、心率值、1000米跑时长、1分钟内俯卧撑个数、1分钟内引体向上个数和执飞高原机场海拔，输出层的3个节点分别是：达高原后测得的血压、心率值和血氧指标。
39.优化模型，当模型的均方误差低于0.2％时，停止训练；具体地，可以通过调整bp神经网络的学习率、隐含层数、节点数、损失函数、激活函数等参数，优化模型结构。
40.取测试集中高原飞行前的身体指标作为输入，获得预估身体指标，将所述预估身体指标和高原飞行后的身体指标相比较，判断误差是否低于5％，低于则输出该模型，否则继续返回优化模型。
41.在一种可能的实施例中，将测试集中各高原飞行员样本的年龄、1000米跑时长、1分钟内俯卧撑个数、1分钟内引体向上个数、执飞高原机场海拔、平原测得的血压、心率值，这七项指标数据输入至bp神经网络的输入层，将模型预测所得的飞行员到达高原后的血压、心率值和血氧数据与实际数据相对比，当两者相对误差低于5％即可以输出该模型进行使用，否则继续优化该模型。
42.接着是利用上述所得的高原适飞模型进行评估，如图1所示，获取高原飞行前的身体指标；高原飞行前的身体指标包括：平原生理指标、体测指标和执飞高原机场海拔。
43.在一种可能的实施例中，平原生理指标包括：年龄、平原测得的血压和心率值，体测指标包括：1000米跑时长、一段时间内俯卧撑个数、一段时间内引体向上个数。
44.具体地，可以取一段时间为1分钟，血压为低压高压数值相连，即xx’yy’y”毫米汞柱，xx’为低压，yy’y”为高压；心率单位为次/分钟；俯卧撑和引体向上的单位为个/分钟；海拔单位为米，血氧值为标准sao2数值。
45.将高原飞行前的身体指标输入提前训练的高原适飞评估模型，输出预估身体指标；具体地，是将上述获取的七项指标数据，输入至模型的输入层，即可通过提前训练好的高原适飞预估模型预测该飞行员到达执飞机场后的血压、心率值和血氧指标数值。
46.将预测指标数据与设定的适飞指标相比对，若任一指标数值差于设定的适飞指标，则输出评价标签为不适飞飞行员，若所有指标均优于设定的适飞指标，则输出评价标签为适飞飞行员。
47.对所述不适飞飞行员进行分析，输出适飞训练计划；具体地包括：逐步调整该不适飞飞行员输入的体测指标，其他身体指标不变，直至输出的预估身体指标满足适飞指标，将此体测指标作为训练计划输出。
48.在一种可能的实施例中，按调整度依次降低1000米跑时长、提高一分钟内俯卧撑个数和一分钟内引体向上个数，具体的，1000米跑时长的调整度为b/60，一分钟内俯卧撑个数的调整度为c/20，一分钟内引体向上个数的调整度为d/20；其中，b为1000米跑时长，c为一分钟内俯卧撑个数，d为一分钟内引体向上个数。
49.如：该飞行员1000米跑时长为b分钟；俯卧撑为c个/分钟；引体向上为d个/分钟，则首先调整1000米跑时长数据，将b调整为b1，b1＝b-b/60；其次调整一分钟内俯卧撑个数，将c调整为c1，c1＝c+c/20；最后调整一分钟内引体向上个数，将d调整为d1，d1＝d+d/20，调整的顺序依次为b-c-d-b-c-d-b-c-d
…
，直至输出层输出的血压、血氧和心率值三项指标均满
足设定的适飞指标，则此时的1000米跑时长、1分钟内俯卧撑个数、1分钟内引体向上个数输出为训练计划，即为该飞行员适飞目标机场所需达成的训练计划。
50.对不适飞飞行员和适飞飞行员进行分析，输出最大适飞高度；对于不适飞飞行员，逐渐降低输入的执飞高原机场海拔，直至输出的预估身体指标满足高原适飞指标，将此执飞高原机场海拔作为最大适飞高度输出；对于适飞飞行员，逐渐增加输入的执飞高原机场海拔，直至输出的预估身体指标不满足高原适飞指标，将此执飞高原机场海拔作为最大适飞高度输出。
51.在一种可能的实施例中，执飞高原机场海拔每次降低和增加幅度为10米。
52.最后，可以根据需要选择文字、图表或视频输出评价标签、最大适飞高度和训练计划集合。
53.实施例2：一种飞行员高原适飞的评估系统，
54.评估系统的结构如图4所示，包括数据采集单元、预测单元、数据分析单元和反馈单元，数据采集单元用于获取飞行员高原飞行前、后的身体指标，为高原适飞评估模型收集飞行员数据；预测单元内置高原适飞评估模型，根据输入的高原飞行前的身体指标，输出预估身体指标；数据分析单元用于对飞行员进行分析，包括：高原适飞分析、适飞海拔分析和个性化训练分析，输出评价标签、最大适飞高度和训练计划；反馈单元将所述评价标签、最大适飞高度和训练计划集合，并以文字、图表、视频输出。
55.其中，高原适飞分析是将预估身体指标与设定的适飞指标进行比对，输出适飞飞行员和不适飞飞行员的评价标签；
56.适飞海拔分析是逐渐降低不适飞飞行员在输入层中的执飞高原机场海拔，直至输出的预估身体指标满足设定的适飞指标，则当前海拔数值即为分析出的不适飞飞行员的最高适飞海拔；逐渐增加适飞飞行员在输入层中的执飞高原机场海拔，直至输出的预估身体指标不满足设定的适飞指标，则当前海拔数值即为分析出的适飞飞行员的最高适飞海拔；
57.个性化训练分析是逐步调整不适飞飞行员在输入层中的体测指标，直至输出的预估身体指标满足适飞指标，将此体测指标作为训练计划输出。
58.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。