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让效果可见、让成长可期：中科心研“模拟飞行训练评估与反馈系统”

2022-12-20 16:22:00

来源：中科心研

中科心研“模拟飞行训练评估与反馈系统（BFS-sft）”（以下简称：系统）主要以心理学和人因工程学为理论基础，以飞行员核心岗位胜任力模型为参考，利用多模态数据融合感知、情感计算、生物反馈、认知增强等技术，帮助在模拟飞行训练过程中客观、快速、实时地训练、监测与评估飞行员的多任务处理、注意力分配、决策判断、压力应对、情绪调节等能力，形成专业的训练效果评估分析报告，让训练效果可见、让训练成长可期。

解决两大痛点：
1- 实训练有没有效果？如何证明？缺乏科学、客观的评估方法
通过训练过程中飞行员多种生理和行为数据的融合采集，实现飞行员工作负荷的实时动态评估；
通过与各类型飞行模拟器深度结合，获取其训练任务和飞行绩效数据，实现基于生理、心理、行为和任务绩效的综合训练效果评估。
2- 缺少针对飞行心理品质和复杂战术任务的训练模块
以心理学和人因工程学为理论基础，以飞行员岗位胜任力模型为基础，设计多任务处理、注意力分配、判断决策、压力应对、情绪调节等涉及到飞行核心心理品质训练任务及评估方法。

系统设计框架示意图

五大核心价值:
1- 实时身心数据监控
通过看板，实时掌握训练人员生理指标（心率、心率变异性、脉搏、呼吸、皮温等）和心理指标（心理负荷、脑力疲劳、应激水平等）的变化趋势，对异常生理和心理状态进行预警提示。
2- 多人训练效果横向分析
单次训练完成后，系统自动生成训练报告，以图形、数值等方式对多人完成相同训练科目的训练效果（包含训练绩效、心理行为表现、心理效能三个层面）进行横向对比、排序。
3- 历史训练效果追踪分析
多次训练完成后，系统支持对个体的历史训练效果进行纵向追踪分析，快速掌握每个参训人员训练效果的变化趋势，为后续制定更加有针对性的训练方案，实现个性化训练的目的，提供数据支撑。
4- 定位心理干预靶点
通过多种可穿戴生理和行为数据的采集，能够捕捉训练人员真实的心理活动和行为意图，便于针对训练人员开展更加有效的心理干预服务，从而更科学高效的提升单兵心理素养与作战能力。
5- 操作使用便捷
无学习成本，简单佩戴设备即可辅助完成整个训练效果的评估，不影响原有飞行训练任务。

系统核心指标结构图

五大硬件构成:
1 - 多模态人因感知终端
用于实时采集飞行员的生理、行为、外周环境数据。

2 - 边缘计算终端
收集终端原始数据，进行实时特征计算处理，并传输至服务器进行分析存储。

3 - 眼动轨迹采集仪
记录飞行员飞行训练过程中注视的位置，以及眼睛运动的轨迹。

4 - 飞行品质测评任务终端
用于飞行员多任务处理能力、注意力分配能力的训练与评估。

5 - 多模态人因算法服务器
支持大数据存储与计算，并进行训练场景、学员和数据管理，通过实时计算生成个体和群体的训练效果评估报告。

三大软件构成:
1 - 训练数据管理平台
教官及学员账号维护、训练科目管理、训练设备管理、学员训练数据管理、学员个人及群体报告管理、定制化训练效果评估方案以及定制化开放数据接口与服务。

2- 训练数据监控平台
生命体征（如心率、呼吸）、心理状态（如工作负荷、脑力疲劳）、环境信息（温度、湿度、气压）、训练任务信息、训练阶段以及训练流程信息。

3- 训练数据分析报告
单次训练行为、生理表现报告、单次训练绩效计算、单次训练详细心理指标分析、个人历次训练对比分析报告、历次训练绩效以及心理表现对比。

三大支撑优势:
1 - 跨专业交叉团队
科研专家团队（中科院及清华大学院士、百人、杰青）+ 军内研究院、军医大学、特色医学中心领域专家团队+飞行教官团队......参与国家重大近百项。
2 - 选训一体的技术
长期服务空军和海军飞行苗子、飞行学员、及各机型飞行员的心理选拔，积累了不同阶段飞行岗位胜任要求，不同飞行阶段能力生成规律/可塑性曲线，以及数据常模参考，为各阶段模拟飞行训练提供了技术与数据支撑。
3 - 科研先发
与某军特色医学中心、主机所、某飞行研究院等研究机构和工业部门合作，主持及参与十余项某人机工效领域项目、军内装备科研项目；已完成几十架次真实飞行过程中飞行员应激水平、心理负荷等心理状态的采集与评估。

项目案例:
1 - 战术训练工作负荷评估
项目名称：战术任务训练中工作负荷评估系统
客户来源：某人机工效技术领域重点项目
核心价值：针对低空突防和对地攻击两个战术任务训练，评估飞行员多任务处理能力和工作负荷水平。
项目内容：通过可穿戴手环、眼动仪等装备，采集飞行员模拟飞行训练过程中生理和行为数据，以及飞行参数和飞行绩效等业务数据，建立基于生理-行为-飞行参数指标的工作负荷识别模型，对工作负荷水平进行连续、动态的监测、评估与预警。
应用情况：已在某飞行研究院某型模拟器上使用，在低空突防和对地攻击两个战术任务训练中识别飞行员异常工作负荷的准确率超过90%。

2 - 航电模拟器升级改造
项目名称：某型航电模拟器升级改造
客户来源：某飞行研究院
模拟器：某型航电模拟器，在航电系统熟悉操作流程并能在飞行任务中进行战术应用的基础上，增加特情处置和复杂飞行/战术训练模块。
项目内容：采用模块化设计，在视景系统、教员控制系统不变或仅做少量配置调整的情况下，根据训练能力可灵活配置训练任务参数，使得任务训练具有随机性和针对性。
应用情况：在某机型模拟器上使用，支持基础飞行训练、航电系统操作训练、复杂飞行/战术训练、特情处置训练。

3 - 教X模拟器升级改造
项目名称：教X模拟器升级改造
客户来源：某飞行学院
模拟器：教X模拟器，在基础飞行训练基础上，增加特情处置和飞行心理品质（如多任务处理、注意力分配）训练与评估模块。
项目内容：通过可穿戴手环、眼动仪、握蹬力传感器等装备，对飞行训练各阶段进行动态监测、评估与反馈，实现飞行心理训练模拟化、系统化以及评估定量化，满足飞行心理教学训练和科研需求，解决飞行模拟器无法有效监测和评估飞行心理状态，飞行员专项心理品质急待提升等现实问题。
应用情况：在某飞行学院教X模拟器上使用，支持基础飞行训练、特情处置训练和飞行心理品质训练与评估。

4 - 人机功能分配评估
项目名称：基于飞行员工作负荷识别模型的人机功能分配评估系统
客户来源：某集团+某特色医学中心
模拟器：某型航电模拟器，基于飞行员工作负荷评估模型，生成人机功能分配的判别规则。
项目内容：建立基于生理和行为参数的飞行员工作负荷实时评估模型，通过对比不同人机功能分配方案诱发的飞行员工作负荷水平，生成人机功能分配的判别规则。
应用情况：已在飞行员群体里完成对比测试，人机功能分配规则与某模拟器的工程对接预计2023年6月底前完成。

关键词：
模拟飞行训练
模拟飞行评估与反馈系统

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