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申请/专利权人：天目山实验室

摘要：本发明提供了一种基于人员作业状态的人机共驾分工方案调整触发系统和方法。该系统和方法可实现由人机共驾分工方案定义设置、人员效能指标计算和人员触发状态评定相结合的人员作业状态触发，提供了一种基于人员作业状态的人机共驾分工方案调整的触发方法，并给出了涉及典型信息加工阶段人机操作分工下人机共驾分工方案调整的触发设计建议，具有系统性好、涉及维度广、在线测量等特点，可用于直接指导典型任务下人机共驾分工方案调整的触发设计，从而为保障安全、提高作业绩效提供技术支撑。

主权项：1.一种基于人员作业状态的人机共驾分工方案调整触发系统，其特征在于包括：人机共驾分工方案定义模块，用于实现当前任务下人机共驾分工方案的读取和定义；人员效能指标计算模块，用于对采集的人员效能数据进行指标分析以获得相应的人员效能指标；人员触发状态评定模块，用于实现判定异常的人员状态；人员作业状态触发模块，用于给出人员作业状态触发与否的判定，决定是否触发当前人机共驾分工方案的调整，其中：人员效能指标计算模块包括：人员脑电指标计算子模块，用于记录和分析人机共驾作业过程中的人员脑电的θ脑波绝对功率与β脑波绝对功率的比值在F3、Fz、F4、C3、Cz、C4、P3、Pz、P4这9个电极点的均值FCP_θβ，β脑波相对功率在C3、Cz、C4、P3、Pz、P4这6个电极点的均值CP_β和α脑波相对功率α_r的变化情况，θ脑波为4-8Hz频段脑电信号，α脑波为8-12Hz频段脑电信号，β脑波为13-30Hz频段脑电信号；人员眼动指标计算子模块，用于记录和分析人机共驾作业过程中的人员眼动的注视频率FR、眨眼率BR、注视点所处兴趣区域的优先级别FIP和瞳孔被眼睑覆盖的面积超过80%的时间百分比PERCLOS的变化情况；其中注视频率FR即每秒注视的次数，单位为次秒，眨眼率BR即每秒眨眼的次数，单位为次秒；人员心电指标计算子模块，用于记录和分析人机共驾作业过程中的人员心电的LFLHF和HR指标的变化情况；其中LFLHF即低频功率占低频功率和高频功率之和的比值,无单位；HR即心率，即心脏每分钟跳动次数，单位为次分钟；人员皮肤电指标计算模块，用于记录和分析人机共驾作业过程中的人员皮肤电的EDR指标的变化情况；其中EDR即皮肤电反应，即皮肤电导率的突变,单位为µS；人员绩效指标计算子模块，用于记录和分析人机共驾作业过程中的OT、OF、AC和RE指标的变化情况；其中，OT即并行任务数量，即同时发生的需要进行操作的不同类型任务，单位为个；OF即操作频率，即每分钟操作次数，单位为次分钟；AC即正确步骤占比，即正确操作的步骤占当前已操作步骤的比例，无单位；RE即反应时间，即在系统任务出现后人员开始响应所消耗的时间，单位为秒，人员触发状态评定模块包括：高工作负荷评定子模块，用于代入眼动的FR和BR指标、心电的LFLHF指标，以及绩效的OT和OF指标，完成高工作负荷的评定；低情境意识评定子模块，用于代入脑电的FCP_θβ和CP_β指标，完成低情境意识的评定；低绩效评定子模块，用于代入绩效的AC和RE指标，完成低绩效的评定；不正确注意集中评定子模块，用于代入眼动的FIP指标，完成不正确注意集中的评定；疲劳评定子模块，用于代入脑电的α_r指标和眼动的PERCLOS指标，完成疲劳的评定；应激评定子模块，用于代入皮肤电的EDR指标和心电的HR指标，完成应激的评定，其中：在高工作负荷评定子模块，将眼动、心电和绩效指标的计算结果代入方程（1）中： （1），若高工作负荷状态WL=1则判定为人员处于高工作负荷，WL=0则判定为人员处于非高工作负荷，进一步输出高工作负荷评定结果；在低情境意识评定子模块，将脑电指标的计算结果代入方程（2）中： （2），若低情境意识状态SA=1则判定为人员处于低情境意识，SA=0则判定为人员处于非低情境意识，进一步输出低情境意识评定结果；在低绩效评定子模块，将绩效指标的计算结果代入方程（3）中： （3），若低工作绩效PE=1则判定为人员处于低工作绩效，PE=0则判定为人员处于非低工作绩效，进一步输出低绩效评定结果；在不正确注意集中评定子模块，将眼动指标的计算结果代入方程（4）中： （4），若不正确的注意集中状态AI=1则判定为人员处于不正确注意集中状态，AI=0则判定为人员处于非不正确注意集中状态，进一步输出不正确注意集中评定结果；在疲劳评定子模块，将脑电和眼动指标的计算结果代入方程（5）中： （5），若疲劳状态FA=1则判定为人员处于疲劳状态，FA=0则判定为人员处于非疲劳状态，进一步输出疲劳评定结果；在应激评定子模块，将心电和皮肤电指标的计算结果代入方程（6）中： （6），若应激状态ST=1则判定为人员处于应激状态，ST=0则判定为人员处于非应激状态，进一步输出应激评定结果，式（1）中，OT输出结果，OT为并行任务数量，即同时发生的需要进行操作的不同类型任务，单位为个，为时示性函数的取值；OF输出结果，OF为操作频率，即每分钟操作次数，单位为次分钟，为时示性函数的取值；FR输出结果，FR为注视频率，即每秒注视的次数，单位为次秒，为时示性函数的取值；LFLHF输出结果，LFLHF为低频功率占低频功率和高频功率之和的比值,无单位，为时示性函数的取值；BR输出结果，BR为眨眼率，即每秒眨眼的次数，单位为次秒，为时示性函数的取值；式（2）中，FCP_θβ输出结果，FCP_θβ为θ脑波绝对功率与β脑波绝对功率的比值在F3、Fz、F4、C3、Cz、C4、P3、Pz、P4这9个电极点的均值，无单位，为时示性函数的取值；CP_β输出结果，CP_β为β脑波相对功率在C3、Cz、C4、P3、Pz、P4这6个电极点的均值，无单位，为时示性函数的取值；式（3）中，AC输出结果，AC为正确步骤占比，即正确操作的步骤占当前已操作步骤的比例，无单位，为时示性函数的取值；RE输出结果，RE为反应时间，即在系统任务出现后人员开始响应所消耗的时间，单位为秒，为时示性函数的取值；式（4）中，FIP为注视点所处兴趣区域的优先级别，当处于高优先级任务时FIP=1，无单位；式（5）中，α_r输出结果，α_r为α脑波相对功率，无单位，为时示性函数的取值；PERCLOS输出结果，PERCLOS为瞳孔被眼睑覆盖的面积超过80%的时间百分比，无单位，为时示性函数的取值；式（6）中，EDR输出结果，EDR为皮肤电反应，即皮肤电导率的突变,单位为µS，为时示性函数的取值；HR输出结果，HR为心率，即心脏每分钟跳动次数，单位为次分钟，为时示性函数的取值；上述高工作负荷、低情境意识、低绩效、不正确注意集中、疲劳和应激评定结果被输出到人员作业状态触发模块，进一步包括：人员作业状态触发模块，用于根据人员触发状态评定模块的高工作负荷、低情境意识、低绩效、不正确注意集中、疲劳和应激的评定结果，给出人员作业状态触发与否的判定，决定是否触发当前人机共驾分工方案的调整，具体来说，将获得的高工作负荷、低情境意识、低绩效、不正确注意集中、疲劳和应激评定结果代入式（7）中， （7），式（7）中，HS为人员触发状态，WL为高工作负荷状态，SA为低情境意识状态，PE为低工作绩效，AI为不正确的注意集中状态，FA为疲劳状态，ST为应激状态，为时示性函数的取值；若HS=1则判定为人员作业状态触发，即发起从当前人机共驾分工方案调整到另一人机共驾分工方案的指令，HS=0则判定为人员作业状态不触发，即维持当前人机共驾分工方案，不进行分工方案调整；上述结果输出到人机共驾分工方案定义模块，决定是否发起调整当前人机共驾分工方案的指令。

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