[發明專利]一種多智能體架構下的人機交互風險評估方法

在審

• 申請號: 202010553320.5
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111783355A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 孫有朝;張夏;張燕軍
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06F3/01;G06F17/18;G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 梁耀文

1.一種多智能體架構下的人機交互風險評估方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)基于飛機駕駛艙人機交互過程，分析飛行員、機載技術系統、環境之間的信息流傳遞關系，并以多智能體模塊的形式進行抽象化描述；

(2)依據步驟(1)中各智能體之間的信息交互關系，依次建立飛行員智能體、機載技術系統智能體、環境智能體的內部結構，確定各智能體的輸入輸出參數；

(3)以關鍵部件失效為觸發條件，確定飛行員在不同認知階段即感知、理解、規劃中，成功或未能成功建立情境意識的概率分布，基于貝葉斯方法和蒙特卡洛仿真，求得飛行員由于產生人為差錯而采取錯誤行動的概率分布Pr；

(4)分析飛行員采取不同行為可能導致的后果嚴重性S，結合步驟(3)中確定的概率分布Pr，根據以下公式計算人機交互行為可能導致的風險水平R：

R＝Pr·S。

2.根據權利要求1所述的一種多智能體架構下的人機交互風險評估方法，其特征在于：所述步驟(1)中以多智能體模塊的形式抽象化描述飛行員、機載技術系統、環境之間的信息流傳遞關系的具體步驟如下：

(1.1)將飛機駕駛艙人機交互過程中涉及到的對象按屬性聚類成智能體群，包括飛行員智能體群、機載技術系統智能體群、環境智能體群；

(1.2)分析各智能體群之間的信息流傳遞關系，包括控制與被控制方式、信息流入與流出方式；

(1.3)通過有向圖的方式描述各智能體群之間的信息流傳遞關系，有向圖中箭頭的指向表示信息流傳遞的方向。

3.根據權利要求1所述的一種多智能體架構下的人機交互風險評估方法，其特征在于：所述步驟(2)中建立飛行員智能體、機載技術系統智能體、環境智能體的內部結構的具體步驟如下：

(2.1)飛行員智能體的內部結構包括認知層和任務層，其中認知層包括感知、理解、規劃的情境意識形成步驟，任務層包括任務識別、任務規劃、任務執行；

(2.2)機載技術系統智能體的內部結構由飛行控制系統、傳感器系統、飛行輔助系統、顯示系統、告警系統構成；

(2.3)環境智能體的內部結構由駕駛艙環境和飛行環境構成，其中駕駛艙環境包括振動、光照、噪聲、熱環境，飛行環境包括氣象、地形、航路、機場、空中交通。

4.根據權利要求1所述的一種多智能體架構下的人機交互風險評估方法，其特征在于：所述步驟(3)中以關鍵部件失效為觸發條件，確定飛行員形成情境意識的概率分布和由于產生人為差錯而采取錯誤行動的概率分布的具體步驟如下：

(3.1)確定關鍵部件不同失效模式對應的失效概率分布，以這一概率分布為條件，觸發故障信息通過顯示和/或語音的方式進行告警；

(3.2)確定單通道即顯示通道或者語音通道告警時，飛行員成功感知并理解單通道告警信息的概率分布；

(3.3)根據貝葉斯方法對顯示通道和語音通道的信息進行融合，計算飛行員成功感知并理解多通道告警信息的聯合概率分布；

(3.4)根據蒙特卡洛仿真，在關鍵部件失效概率分布、飛行員人為差錯概率分布的條件下進行多次獨立隨機模擬，獲得飛行員在多通道告警信息的刺激下，成功對多通道告警信息形成聯合理解和聯合規劃的概率，以此求得由于產生人為差錯而采取錯誤行動的概率。

5.根據權利要求1所述的一種多智能體架構下的人機交互風險評估方法，其特征在于：所述步驟(2)中建立飛行員智能體、機載技術系統智能體、環境智能體的輸入輸出的具體步驟如下：

(1)對于飛行員智能體，其輸入為從環境、顯示系統、告警系統等渠道感知到的信息，其輸出為與飛行控制相關的人機交互行為；

(2)對于機載技術系統智能體，其輸入為飛行員的人機交互控制行為，其輸出為依托顯示、告警等系統的視覺、聽覺信息；

(3)對于環境智能體，其輸出為機載技術系統工作所需的物理參數和影響飛行員、機載技術系統正常工作的干擾因素，其自身不受其它輸入的影響。