层次分析法在飞行模拟训练评价体系设计中的应用

张福转++孔庆波

摘要：随着我国社会主义现代化建设的不断发展，科技水平得到了前所未有的提升。近年来，飞行模拟训练以其可控性、无破坏性以及经济可靠等优点，在军地飞行员训练中得到了广泛的应用，传统的模拟训练评价主要依赖教员的现场观测、评估，具有一定的主观性，且工作量大，因此，对飞行模拟训练评价体系的设计显得尤为重要。该文将着重对层次分析法在飞行模拟训练评价体系设计中的应用进行深入分析，为飞行训练评价提供一个参考与借鉴。

关键词：层次分析法；飞行模拟训练；评价体系；设计

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）11-0270-02

改革开放以来，我国的仿真技术得到了空前的发展，其在一定程度上促进了飞行模拟器系统的优化升级，所涉及的相关指标也复杂多样，在飞行训练中得到了广泛的应用[1]。传统单一的评价指标已经不能够满足飞行模拟训练的需要，因此，层次分析法在飞行模拟训练评价体系中的应用有着重要的意义与价值。

1 飞行模拟训练相关概述

近年来，航空飞行安全问题引起了社会各界的高度重视，飞行事故的发生引发了人们对航空飞行的思考。以民航飞行事故为例，具有关调查资料显示70%以上为机组原因，如操作不当、驾驶员技术不高、缺乏决断意识等，因此，对飞行人员的模拟训练尤为重要。20世纪初，美国爱德华·林克设计出了初级模型训练器[2]，经过不断与改进与技术创新，发展成为现在的六自由度全模拟机，其不仅能够为飞行员提供良好的训练平台，确保飞行安全，而且能够大大减低飞行成本。欧美国家对航空飞行安全一直给予了高度重视，不仅设立了独立的飞行培训中心，而且建立了完善的飞行模拟训练评价体系。我国的飞行模拟训练技术起步较晚，有关飞行模拟训练评价体系的建设还有待完善。以民航为例，据有关调查资料显示2015年的通用航空作业飞行时间为62.32万小时，与2014年相比增长了30.2%[3]。单训练飞行时间便达到了39.55万小时，与2014年相比增长了45.3%。这不仅能够反映出飞行训练在航空驾驶员培养中的作用，而且使我国的通用航空生产能够保持逐年增长的态势。针对飞行员普遍缺乏有效的飞行锻炼情况，必须加强对飞行员的模拟飞行训练，这不仅关系着飞行员驾驶水平的高低，而且影响着航空飞行的安全性。本次研究中，为了提升飞行员的驾驶技术以及面对突发状况的应急意识，采用飞行模拟训练评价体系，这对于军地飞行员的飞行训练考核有着较高的应用价值。

2 评价体系设计遵循原则

对飞行模拟训练评价必须具有一定的科学性与准确性，因此，必须注重评价指标的选择，所选指标不仅要能够满足模拟飞行训练的需求，而且要能够体现出航空飞行的特点，能够使航空飞行员真正得到相应的锻炼，确保飞行的安全性与稳定性。首先，评价指标要遵循真实性原则，在模拟飞行训练中，能够将飞行员的飞行效果得以有效的展现，并做出有效的评估；其次要有系统性，模拟飞行训练要真实地反映飞行员的飞行情况，记录飞行员的整个训练过程中，以便做出科学评估[4]；另外，该系统对飞行训练效果的呈现要确保有效，使飞行员能够从中发现自己所存在的问题，进而实现良好的改进；除此之外，飞行模拟训练中的各项指标要能够满足实际应用，为飞行员提供一个真实的训练场景，提升飞行技术。

3 评价指标体系结构设计策略

飞行员飞行模拟训练评价指标体系主要是根据飞行员的训练流程与阶段来设定的，其要以提升飞行员的训练技能为目标，立足于飞行安全，并能够以模型飞行素养训练、技术标准训练以及理论素质训练进行综合考核，其具体指标分布见表1。

4 层次分析法在飞行模拟训练评价中的应用

20世纪70年代，美国运筹学家提出了层次分析法，其将定性与定量相结合，是一种多准则决策方式。在实际应用过程中，其严格按照评价指标体系结构，可分为目标层、准则层以及方案层三个级别。首先，要对各个层次模型元素进行相互对比，并由此构建出对比矩阵。若包括N个元素，可采用两两比较，对矩阵A=（Aij）n*n进行相互比较、判断，在矩阵A中，i与j表示因素对目标层的作用，在对比较矩阵Aij进行赋值时，可选用1～9的数值以及相应的倒数[5]。

通过对矩阵AA最大值的计算分析，可得出[λmax=]3.242，对矩阵偏离一致性标准检验则采用CI指标，其计算公式为[CI=λmax-nn-1]，通过计算可得知CI值为0.018，当CI为零时，说明两者实现了完全一致，是一种比较理想的状态。而指标RI则表示随机一致性，其与矩阵阶数有着一定的相关性。本次研究对矩阵随机参数进行搜集，其具体参数如表3所示。根据上述计算，可得知矩阵阶数值为n=3，由此可确定其一致性指标CR的相关数值，根据公式[CR=CIRI]，可计算出矩阵一致性值为0.035（CR<0.1），说明本次研究中的矩阵具有一定的一致性，处于可接受范围内。

5 层次分析法的应用实例

通常，飞行员在进行模拟飞行训练后，需对其飞行情况进行有效考核，这一方面能够检验飞行学员的学习成果，另一方面也能够为实际飞行打下坚实的基础，确保飞行安全[6]。为了研究层次分析法在飞行模拟训练评价体系中的应用效果，随机选取六名飞行学员，由专家对其进行打分，理论期望分值均设为100分，采用矩阵b1～b9对考核情况进行表示，其具体分值如下：

通过对6名学员的分值评估，对其进行灰色关联度计算，并将关联系数设为0.5，可得出相应的矩阵，此矩阵能够为学员理论值与实际值的差异性分析提供一个可靠的参考依据，本次研究中所计算得出的最大极差为0.14，并计算出该学员的有效安全飞行分值为89分，据此可以得出本次飞行为低风险的飞行，且该飞行学员能够顺利完成本次飞行训练。

6 结束语

飞行模拟训练关系着我国军地航空飞行的安全性，因此，对飞行员进行模拟训练评估显得尤为重要。本次研究中采用层次分析法对模拟飞行训练进行评价体系构建，具有较高的可接受性，该体系不仅能够对飞行学员的训练标准进行评估，而且能够反映出学员应对突发状况的能力与灵活性，值得参考借鉴。

参考文献：

[1] 谷宗辉， 闫肃. 基于层次分析法的飞行模拟训练评价体系设计[J]. 中国民航飞行学院学报， 2015， 26（1）： 56-59.

[2] 陆飞. 关于ARINC429总线技术在飞行模拟器中的原理及分析[J]. 中国科技博览， 2014， 23（47）： 311-311.

[3] 李小民， 云超， 郑宗贵. 无人机飞行仿真系统多智能体建模分析与应用研究[J]. 测控技术， 2015， 34（6）： 146-149.

[4] 于凤全， 沈学利， 周晓光， 等. 某型舰载直升机飞行模拟器飞行仿真系统设计[J]. 计算机仿真， 2014， 31（9）： 67-70.

[5] 付炜. 飞行模拟机TCAS系统仿真软件设计与实现[D]. 北京：中国科学院大学（工程管理与信息技术学院）， 2015： 213-214.

[6] Tichon J G， Mavin T， Wallis G， et al. Using pupillometry and electromyography to track positive and negative affect during flight simulation[J]. Aviation Psychology & Applied Human Factors， 2014， 4（1）： 23-32.