空中机械师模拟训练中模糊综合评判方法研究

（海军航空工程学院青岛校区航空机械系，山东 青岛 266041）

空中机械师模拟训练中模糊综合评判方法研究

于德会，李合，孙敬，郑宇

（海军航空工程学院青岛校区航空机械系，山东 青岛 266041）

成绩评定是模拟训练的重要环节，也是模拟器研制的一个难题，本文以空中机械师模拟训练的考核工作为背景，探讨了模糊评估在训练成绩评判中的应用问题，给出了评测模型和方法。

模糊评判；模拟训练；机务工程

模拟训练是提高空中机械师操作技能的重要途径。在模拟训练中成绩评定是衡量受训人员操作技能的重要途径，评定的准确程度直接影响到受训人员对模拟器的信赖程度和训练热情，也是模拟器研制的重点和难点。训练成绩的评判是一个比较复杂的过程，因为它涉及面广，综合性强，有些评判点是多因素、多变量、界限模糊的，所以定量分析较为困难。本文基于模糊数学的方法，建立了空中机械师模拟训练成绩评判的模拟数学模型，综合考虑多种因素，对这一复杂的多因素问题进行综合评判。本模型在某型飞机空中机械师训练模拟器训练成绩评判子系统中应用，训练使用表明该方法评价能较为准确地反映训练结果。

1 模糊综合评判的原理

模糊综合评判利用了模糊数学的基本原理，将评判对象分解处理，形成多个带有模糊特性的评价因素，确定评价因素的模糊向量，再利用数学变换计算评价对象的综合评定数值。具体过程如下。

向量A与矩阵R的合成，就得到综合评价结果，即评价模型为：

向量B中的每一个元素都是对单一对象综合评价的结果，然后采用最大隶属度原则或综合得分法等方法对个对象进行比较，形成最终结论。

2 训练评判的指标体系建立

2.1 选择评判因素集

在空中机械师模拟训练中，反映操作品质主要的指标是严格按照规程操作、对突发故障能够正确处置、操作熟练具有较高的效率，此外，受训者操作的动作、精神状态和对环境的敏感性等因素也在评价的范畴。因此，在空中机械师模拟训练的评价体系中设置操作质量、操作效率和主观评价三个评价因素。

操作质量评价根据受训者完成模拟训练时出现的误操作的情况来进行评定。基于空中机械师模拟训练的特殊性和具体要求，本文进一步对考核评估过程中可能出现的误操作进行分类及简化处理，根据《X型飞机飞行手册》、《X型飞机空中机械师特情处置手册》和《X型飞机空中机械师训练与考核大纲》分类如下：

严重事故类。严重事故类误操作是指在《飞行手册》和《特情处置手册》中的强制规则，这些规定的操作直接关系飞行安全，如果不按照规定进行操作，必然会导致严重事故的发生，因此这类误操作定义为严重事故类。

亚严重事故类。此类误操作是指一旦误操作发生，虽然不会导致严重的飞行安全方面事故发生，但可能产生使飞机发动机部件损坏等次严重事故发生的一类误操作。

非标准操作类。非标准操作类是指受训人员操作不熟练，以致在操作时动作迟缓、操作不规范。

一般误操作。此类误操作一般不会给相关设备或系统造成较大的损害，但会造成一定的影响，如减少设备的使用寿命，降低有关参数的控制品质等。在实际进行模拟训练过程中，多数误操作属于这一类型。

辅助操作类。在飞行过程中，此类误操作不会给相关设备和系统带领较大的损害，甚至没什么影响，只是操作顺序不规范或有多余操作动作等。但在飞行过程中的操作应该是规范和完美的，应该严格按照既定的相关规定进行，只要出现误操作，就会分散机组人员的注意力，影响操作人员的信心，增加其它误操作产生的概率。

操作效率评价是根据受训者完成训练项目的时间来评定。以完成该项目训练的标准时间为基准，实际操作用时与基准时间比较得到操作效率评价分值。

这两项评价因素是可以从操作记录数据得到并进行自动分析评价的，除此之外，实际训练中受训者的操作还受身体条件、精神状态、经验多少等很多无法客观测量因素的影响，因此在评价因素中特别加入教员的主观评价因素。主观评价是指教员对受训者在操作过程中对事件的反应，对设备状态的敏感程度、操作的熟练情况，以及在整个训练过程中对受训人员的紧张程度、精神状态等所给出的评分。

2.2 确定评判指标及其隶属度

评判集与评判因素构成一种模糊映射，即评判集是对各评判因素的评语，按一定规则分成若干等级，评判集与评判因素之间通过隶属度来建立联系。在本系统评判中确定各个指标为优秀、良好、合格和不合格四个等级。即：

确定隶属度的方法很多，如统计法、对比平均法、相对比较法、优先关系定序法、三分法等。考虑各种方法的特点及实施的便利性，本系统采用三分法确定隶属度。首先确定评判因素指标在模拟训练中的极大值与最小值（上限与下限），利用三分法确定各指标体系属于优秀、良好、合格和不合格的范围，为保证评判的精确度，采用模糊三角形分布原则划分区间。

2.3 设置权重集

在训练过程中不同的因素对结果的影响是不同的。为了体系这种影响，需要对不同的因素分别赋予相应的权重。考虑空中机械师训练的特殊性，有些操作错误是颠覆性的，故采用德尔菲法（即专家估计法）确定每一因素的权系数。由专家根据该型飞机《空中机械师训练大纲》中要求，合理确定各指标权系数的排序，突出指标系数的重要度和合理性。

3 成绩评判的综合评价

根据训练大纲的要求，结合模拟训练的实际情况，我们把空中机械师的模拟训练划分为航线飞行、起落航线飞行和特情（故障）识别与处置训练三个模块（如图1），具体训练训练内容都纳入三个模块之中。针对一个具体科目来讲，其训练操作是多层次、多因素的，因此，评判也必须从最底层的基本指标开始，逐级评价，层层递进，实现对整个模拟训练过程的综合评价。本文以起落航线飞行模块的评估为例，说明对模拟训练的评价。

图1 模拟训练模块划分

在训练过程中，操作项目由系统预存的操作专家知识库提供，训练模拟器记录受训者的操作时间及操作步骤。对每个单项操作行为，系统都把操作时间的长短、操作错误的次数和错误类别记录下来。某次起落航线飞行训练的统计信息如表1所示。

表1 某次起落航线飞行训练统计信息

于是针对“操作质量”因素的评价，其评价矩阵如下：

根据专家评分法，赋予各因素的权重系数如下：

操作时间因素由基准时间比较得出评价结果。具体的每一个操作项目都定义了标准时间，由系统自动给出评价结果为：

对于主观评价因素由模糊统计法得到结果为：

V216.8

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