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讓效果可見、讓成長可期：中科心研“模擬飛行訓練評估與反饋系統”

2022-12-20 16:22:00

來源：中科心研

中科心研“模擬飛行訓練評估與反饋系統（BFS-sft）”（以下簡稱：系統）主要以心理學和人因工程學為理論基礎，以飛行員核心崗位勝任力模型為參考，利用多模態數據融合感知、情感計算、生物反饋、認知增強等技術，幫助在模擬飛行訓練過程中客觀、快速、實時地訓練、監測與評估飛行員的多任務處理、注意力分配、決策判斷、壓力應對、情緒調節等能力，形成專業的訓練效果評估分析報告，讓訓練效果可見、讓訓練成長可期。

解決兩大痛點：
1- 實訓練有沒有效果？如何證明？缺乏科學、客觀的評估方法
通過訓練過程中飛行員多種生理和行為數據的融合采集，實現飛行員工作負荷的實時動態評估；
通過與各類型飛行模擬器深度結合，獲取其訓練任務和飛行績效數據，實現基于生理、心理、行為和任務績效的綜合訓練效果評估。
2- 缺少針對飛行心理品質和復雜戰術任務的訓練模塊
以心理學和人因工程學為理論基礎，以飛行員崗位勝任力模型為基礎，設計多任務處理、注意力分配、判斷決策、壓力應對、情緒調節等涉及到飛行核心心理品質訓練任務及評估方法。

系統設計框架示意圖

五大核心價值:
1- 實時身心數據監控
通過看板，實時掌握訓練人員生理指標（心率、心率變異性、脈搏、呼吸、皮溫等）和心理指標（心理負荷、腦力疲勞、應激水平等）的變化趨勢，對異常生理和心理狀態進行預警提示。
2- 多人訓練效果橫向分析
單次訓練完成后，系統自動生成訓練報告，以圖形、數值等方式對多人完成相同訓練科目的訓練效果（包含訓練績效、心理行為表現、心理效能三個層面）進行橫向對比、排序。
3- 歷史訓練效果追蹤分析
多次訓練完成后，系統支持對個體的歷史訓練效果進行縱向追蹤分析，快速掌握每個參訓人員訓練效果的變化趨勢，為后續制定更加有針對性的訓練方案，實現個性化訓練的目的，提供數據支撐。
4- 定位心理干預靶點
通過多種可穿戴生理和行為數據的采集，能夠捕捉訓練人員真實的心理活動和行為意圖，便于針對訓練人員開展更加有效的心理干預服務，從而更科學高效的提升單兵心理素養與作戰能力。
5- 操作使用便捷
無學習成本，簡單佩戴設備即可輔助完成整個訓練效果的評估，不影響原有飛行訓練任務。

系統核心指標結構圖

五大硬件構成:
1 - 多模態人因感知終端
用于實時采集飛行員的生理、行為、外周環境數據。

2 - 邊緣計算終端
收集終端原始數據，進行實時特征計算處理，并傳輸至服務器進行分析存儲。

3 - 眼動軌跡采集儀
記錄飛行員飛行訓練過程中注視的位置，以及眼睛運動的軌跡。

4 - 飛行品質測評任務終端
用于飛行員多任務處理能力、注意力分配能力的訓練與評估。

5 - 多模態人因算法服務器
支持大數據存儲與計算，并進行訓練場景、學員和數據管理，通過實時計算生成個體和群體的訓練效果評估報告。

三大軟件構成:
1 - 訓練數據管理平臺
教官及學員賬號維護、訓練科目管理、訓練設備管理、學員訓練數據管理、學員個人及群體報告管理、定制化訓練效果評估方案以及定制化開放數據接口與服務。

2- 訓練數據監控平臺
生命體征（如心率、呼吸）、心理狀態（如工作負荷、腦力疲勞）、環境信息（溫度、濕度、氣壓）、訓練任務信息、訓練階段以及訓練流程信息。

3- 訓練數據分析報告
單次訓練行為、生理表現報告、單次訓練績效計算、單次訓練詳細心理指標分析、個人歷次訓練對比分析報告、歷次訓練績效以及心理表現對比。

三大支撐優勢:
1 - 跨專業交叉團隊
科研專家團隊（中科院及清華大學院士、百人、杰青）+ 軍內研究院、軍醫大學、特色醫學中心領域專家團隊+飛行教官團隊......參與國家重大近百項。
2 - 選訓一體的技術
長期服務空軍和海軍飛行苗子、飛行學員、及各機型飛行員的心理選拔，積累了不同階段飛行崗位勝任要求，不同飛行階段能力生成規律/可塑性曲線，以及數據常模參考，為各階段模擬飛行訓練提供了技術與數據支撐。
3 - 科研先發
與某軍特色醫學中心、主機所、某飛行研究院等研究機構和工業部門合作，主持及參與十余項某人機工效領域項目、軍內裝備科研項目；已完成幾十架次真實飛行過程中飛行員應激水平、心理負荷等心理狀態的采集與評估。

項目案例:
1 - 戰術訓練工作負荷評估
項目名稱：戰術任務訓練中工作負荷評估系統
客戶來源：某人機工效技術領域重點項目
核心價值：針對低空突防和對地攻擊兩個戰術任務訓練，評估飛行員多任務處理能力和工作負荷水平。
項目內容：通過可穿戴手環、眼動儀等裝備，采集飛行員模擬飛行訓練過程中生理和行為數據，以及飛行參數和飛行績效等業務數據，建立基于生理-行為-飛行參數指標的工作負荷識別模型，對工作負荷水平進行連續、動態的監測、評估與預警。
應用情況：已在某飛行研究院某型模擬器上使用，在低空突防和對地攻擊兩個戰術任務訓練中識別飛行員異常工作負荷的準確率超過90%。

2 - 航電模擬器升級改造
項目名稱：某型航電模擬器升級改造
客戶來源：某飛行研究院
模擬器：某型航電模擬器，在航電系統熟悉操作流程并能在飛行任務中進行戰術應用的基礎上，增加特情處置和復雜飛行/戰術訓練模塊。
項目內容：采用模塊化設計，在視景系統、教員控制系統不變或僅做少量配置調整的情況下，根據訓練能力可靈活配置訓練任務參數，使得任務訓練具有隨機性和針對性。
應用情況：在某機型模擬器上使用，支持基礎飛行訓練、航電系統操作訓練、復雜飛行/戰術訓練、特情處置訓練。

3 - 教X模擬器升級改造
項目名稱：教X模擬器升級改造
客戶來源：某飛行學院
模擬器：教X模擬器，在基礎飛行訓練基礎上，增加特情處置和飛行心理品質（如多任務處理、注意力分配）訓練與評估模塊。
項目內容：通過可穿戴手環、眼動儀、握蹬力傳感器等裝備，對飛行訓練各階段進行動態監測、評估與反饋，實現飛行心理訓練模擬化、系統化以及評估定量化，滿足飛行心理教學訓練和科研需求，解決飛行模擬器無法有效監測和評估飛行心理狀態，飛行員專項心理品質急待提升等現實問題。
應用情況：在某飛行學院教X模擬器上使用，支持基礎飛行訓練、特情處置訓練和飛行心理品質訓練與評估。

4 - 人機功能分配評估
項目名稱：基于飛行員工作負荷識別模型的人機功能分配評估系統
客戶來源：某集團+某特色醫學中心
模擬器：某型航電模擬器，基于飛行員工作負荷評估模型，生成人機功能分配的判別規則。
項目內容：建立基于生理和行為參數的飛行員工作負荷實時評估模型，通過對比不同人機功能分配方案誘發的飛行員工作負荷水平，生成人機功能分配的判別規則。
應用情況：已在飛行員群體里完成對比測試，人機功能分配規則與某模擬器的工程對接預計2023年6月底前完成。

關鍵詞：
模擬飛行訓練
模擬飛行評估與反饋系統

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