基于PSO-SVR的飞行员工作负荷预测
作者:
作者单位:

1.南京航空航天大学民航学院,南京 211106;2.中国直升机设计研究所总体气动室,天津 300450

作者简介:

通讯作者:

陆中,男,教授,博士生导师,E-mail: luzhong@nuaa.edu.cn。

中图分类号:

V323

基金项目:

国家自然科学基金(U1733124)资助项目;航空科学基金(20180252002)资助项目;民用飞机专项科研基金(MJZ-2015-Y-010)资助项目;南京航空航天大学研究生创新基地(实验室)开放基金(kfjj20190719,kfjj20190733)资助项目。


Workload Prediction of Pilots Based on PSO-SVR
Author:
Affiliation:

1.College of Civil Aviation, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing 211106, China;2.Department of Conceptual and Aerodynamic Design, China Helicopter Research and Development Institute, Tianjin 300450, China

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    摘要:

    飞行员工作负荷是影响飞机运行安全的重要因素。开展飞行员工作负荷预测是适航审定过程中,验证驾驶舱设计是否符合适航规章的重要手段。本文针对某型民用飞机设计了模拟飞行试验,用于采集飞行员生理指标数据和国家航空航天局任务负荷指数(National Aeronautics and Space Administration task lood index, NASA-TLX)量表评价数据。以飞行员生理指标数据为输入,NASA-TLX量表主观评价数据为输出,建立了基于粒子群算法优化的支持向量回归机(Particle swarm optimization-support vector regression, PSO-SVR)模型的飞行员工作负荷预测模型。对本文建立的PSO-SVR模型与默认参数的支持向量回归机(Support vector regression, SVR)模型的预测精度进行了对比,针对4个不同场景,预测精度分别提高了7.5%、9.5%、7%和5.8%,结果表明基于PSO-SVR的预测模型得到的飞行员工作负荷预测值精度更高。

    Abstract:

    The workload of pilots has an important impact on the safety of aircraft operation. Predicting the workload of pilots is an important means for demonstrating the cockpit design with airworthiness regulations during aircraft development and certification. A simulated flight test is designed for a civil aircraft to collect pilot physiological data and National Aeronautics and Space Administration (NASA-TLX) evaluation values. Using pilot physiological data as the input and NASA-TLX evaluation values as the output, a pilot workload prediction model is established based on the particle swarm optimization-support vector regression (PSO-SVR) model. Compared with the support vector regression (SVR) model with default parameters, the prediction accuracy of PSO-SVR model is 7.5%, 9.5%, 7% and 5.8% higher than those of the SVR model under four different scenes. The results show that the prediction model based on PSO-SVR has higher accuracy in pilot workload prediction.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

杨琪,黄磊,陆中,张子文,韩冰.基于PSO-SVR的飞行员工作负荷预测[J].南京航空航天大学学报,2021,53(6):941-951

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  • 收稿日期:2020-09-14
  • 最后修改日期:2021-01-10
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  • 在线发布日期: 2021-12-22
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