本發(fā)明涉及空間工作記憶訓(xùn)練及控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于考核空間工作記憶更新能力的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

高鐵調(diào)監(jiān)屏界面主要顯示車(chē)站、線路、列車(chē)等信息，并且這些信息隨著列車(chē)的運(yùn)行實(shí)時(shí)更新。高鐵調(diào)度員在工作過(guò)程中，需要對(duì)車(chē)站、線路和列車(chē)之間的空間位置很熟悉，并且隨著列車(chē)的運(yùn)行更新。尤其是在發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，調(diào)度員需要在不斷更新的記憶中快速準(zhǔn)確地回憶出靶目標(biāo)的位置，因此這種空間工作記憶更新能力對(duì)高鐵行車(chē)安全顯得更為重要。而目前的考核方法采用的指標(biāo)主要是行為績(jī)效，這種方法不夠全面客觀，因此，亟待開(kāi)發(fā)一種用于訓(xùn)練或者考核高鐵調(diào)度員空間工作記憶更新能力的方案，以克服上述不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種用于考核空間工作記憶更新能力的方法及系統(tǒng)，以便在考核過(guò)程中將空間工作記憶更新能力與具體任務(wù)場(chǎng)景特征相融合，并且采用兩個(gè)維度的指標(biāo)，考慮了多個(gè)因素對(duì)于考核結(jié)果的影響，以更加客觀的方式實(shí)現(xiàn)了空間工作記憶更新能力的考核或訓(xùn)練。

具體而言，本發(fā)明的所述方法包括步驟：在被測(cè)人員處于模擬任務(wù)狀態(tài)下，獲取所述被測(cè)人員的行為指標(biāo)數(shù)據(jù)和腦電指標(biāo)數(shù)據(jù)；將所述行為指標(biāo)數(shù)據(jù)和所述腦電指標(biāo)數(shù)據(jù)作為預(yù)設(shè)綜合評(píng)價(jià)模型的輸入，所述綜合評(píng)價(jià)模型的輸出為多個(gè)考核等級(jí)中的一個(gè)；所述綜合評(píng)價(jià)模型事先通過(guò)如下方式獲得：基于預(yù)定數(shù)量的被測(cè)人員在實(shí)際任務(wù)狀態(tài)下的測(cè)試數(shù)據(jù)，獲得與所述考核等級(jí)對(duì)應(yīng)的理想評(píng)價(jià)指標(biāo)表，并且在所述理想評(píng)價(jià)指標(biāo)表的監(jiān)督下通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)獲得多輸入與單輸出的關(guān)系模型。

另一方面，本發(fā)明的所述系統(tǒng)包括：測(cè)試內(nèi)容顯示單元，用于顯示被測(cè)人員的模擬任務(wù)環(huán)境；人機(jī)交互單元，用于被測(cè)人員的人機(jī)交互操控；行為記錄單元、腦電信號(hào)收集單元，分別用于獲取被測(cè)人員的行為指標(biāo)數(shù)據(jù)和腦電指標(biāo)數(shù)據(jù)；空間工作記憶更新能力綜合評(píng)價(jià)單元，用于通過(guò)綜合評(píng)價(jià)模型將所述行為指標(biāo)數(shù)據(jù)和所述腦電指標(biāo)數(shù)據(jù)映射至多個(gè)考核等級(jí)中的一個(gè)；所述綜合評(píng)價(jià)模型事先通過(guò)如下方式獲得：基于預(yù)定數(shù)量的被測(cè)人員在實(shí)際任務(wù)狀態(tài)下的測(cè)試數(shù)據(jù)，獲得與所述考核等級(jí)對(duì)應(yīng)的理想評(píng)價(jià)指標(biāo)表，并且在所述多個(gè)理想評(píng)價(jià)指標(biāo)表的監(jiān)督下通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)獲得多輸入與單輸出的關(guān)系模型。

采用本發(fā)明的用于考核空間工作記憶更新能力的方法及系統(tǒng)后，將空間工作記憶更新能力與具體場(chǎng)景任務(wù)如高鐵調(diào)度的任務(wù)特征充分相融合，采用兩個(gè)維度的指標(biāo)，從表象層面深入到機(jī)理層面，從外源因素到內(nèi)源因素，建立了一種準(zhǔn)確度更高的、更科學(xué)客觀的空間工作記憶更新能力考核方案，從而能夠更好的量化從業(yè)者的空間工作記憶更新能力水平，從而提高工作效率以及降低風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說(shuō)明

并入到說(shuō)明書(shū)中并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并且與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。在這些附圖中，類(lèi)似的附圖標(biāo)記用于表示類(lèi)似的要素。下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種用于考核空間工作記憶更新能力的方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種用于考核空間工作記憶更新能力的方法的流程示意圖；

圖3為圖2所示實(shí)施例二中的編碼示意圖；

圖4為圖本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種用于考核空間工作記憶更新能力的系統(tǒng)的方框示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施涉及的用于考核空間工作記憶更新能力的方法及系統(tǒng)。

實(shí)施例一：

參見(jiàn)圖1所示，實(shí)施例一的方法包括步驟：在被測(cè)人員處于模擬任務(wù)狀態(tài)下，獲取被測(cè)人員的行為指標(biāo)數(shù)據(jù)和腦電指標(biāo)數(shù)據(jù)；將行為指標(biāo)數(shù)據(jù)和腦電指標(biāo)數(shù)據(jù)作為預(yù)設(shè)綜合評(píng)價(jià)模型的輸入，綜合評(píng)價(jià)模型的輸出為多個(gè)考核等級(jí)中的一個(gè)；綜合評(píng)價(jià)模型事先通過(guò)如下方式獲得：基于預(yù)定數(shù)量的被測(cè)人員在實(shí)際任務(wù)狀態(tài)下的測(cè)試數(shù)據(jù)，獲得與考核等級(jí)對(duì)應(yīng)的理想評(píng)價(jià)指標(biāo)表，并且在理想評(píng)價(jià)指標(biāo)表的監(jiān)督下通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)獲得多輸入與單輸出的關(guān)系模型。

在此基礎(chǔ)上，在具體實(shí)施過(guò)程中，還可以采用如下至少一種優(yōu)化或?qū)崿F(xiàn)方式：一、行為指標(biāo)數(shù)據(jù)和腦電指標(biāo)數(shù)據(jù)在輸入前均經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)處理；二、腦電指標(biāo)數(shù)據(jù)的預(yù)處理可以包括：設(shè)定被測(cè)試者(也稱受測(cè)者)一個(gè)事件時(shí)間窗內(nèi)(如200ms～500ms)相關(guān)腦電幅值為μ1，則此受測(cè)者關(guān)于此事件的平均腦電幅值為n為事件的總數(shù)。事件相關(guān)腦電幅值也可以經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化、一致化后進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)；行動(dòng)指標(biāo)數(shù)據(jù)的預(yù)處理具體為數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化、一致化處理，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化及一致化處理可以包括數(shù)據(jù)同趨化處理和無(wú)量綱化處理兩個(gè)方面。數(shù)據(jù)同趨化處理主要解決不同性質(zhì)數(shù)據(jù)問(wèn)題，對(duì)不同性質(zhì)指標(biāo)直接加總不能正確反映不同作用力的綜合結(jié)果，須先考慮改變逆指標(biāo)數(shù)據(jù)性質(zhì)，使所有指標(biāo)對(duì)測(cè)評(píng)方案的作用力同趨化，再加總才能得出正確結(jié)果，數(shù)據(jù)無(wú)量綱化處理主要解決數(shù)據(jù)的可比性。去除數(shù)據(jù)的單位限制，將其轉(zhuǎn)化為無(wú)量綱的純數(shù)值，便于不同單位或量級(jí)的指標(biāo)能夠進(jìn)行比較和加權(quán)。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的方法有很多種，常用的有“最小—最大標(biāo)準(zhǔn)化”、“z-score標(biāo)準(zhǔn)化”和“按小數(shù)定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化”等。經(jīng)過(guò)上述標(biāo)準(zhǔn)化處理，原始數(shù)據(jù)均轉(zhuǎn)換為無(wú)量綱化指標(biāo)測(cè)評(píng)值，即各指標(biāo)值都處于同一個(gè)數(shù)量級(jí)別上，可以進(jìn)行綜合測(cè)評(píng)分析；四、行為指標(biāo)數(shù)據(jù)可以包括反應(yīng)時(shí)和正確率；六、考核等級(jí)可以為三個(gè)，例如p1，p2，p3，分別對(duì)應(yīng)好、良和中，以便判斷被測(cè)人員的空間工作記憶更新能力水平是否達(dá)標(biāo)。

實(shí)施例二：

參見(jiàn)圖2所示，為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例，以下以高鐵行車(chē)調(diào)度員為例，結(jié)合具體場(chǎng)景詳細(xì)說(shuō)明。

具體而言，在受測(cè)者準(zhǔn)備完畢后，測(cè)試界面啟動(dòng)，界面的隨機(jī)位置上出現(xiàn)一個(gè)靶刺激，隨機(jī)位置為n(可調(diào)控)宮格，靶刺激在一段時(shí)間后消失。受測(cè)者需要判斷當(dāng)前刺激的位置與相鄰刺激的前一個(gè)刺激的位置是否相同。在受測(cè)者完成此任務(wù)的同時(shí)記錄受測(cè)者的反應(yīng)時(shí)、正確率，并實(shí)時(shí)采集受測(cè)者與刺激相關(guān)的腦電。有關(guān)腦電的具體實(shí)現(xiàn)方式可以參見(jiàn)現(xiàn)有技術(shù)的相關(guān)描述，在此不再展開(kāi)。

反應(yīng)時(shí)、正確率通常需要經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)處理環(huán)節(jié)，即經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化、一致化后才便于參與綜合評(píng)價(jià)。

對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的反應(yīng)時(shí)、正確率以及腦電等指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。具體方法如下：

由實(shí)驗(yàn)所得的參與人員指標(biāo)中，一般將反應(yīng)時(shí)x1、正確率x2、腦電指標(biāo)x3作為具有代表性的評(píng)估因子，對(duì)調(diào)度員的空間工作記憶更新能力進(jìn)行劃分，劃分標(biāo)準(zhǔn)可以設(shè)定為三項(xiàng)：p1、p2、p3。

在進(jìn)行分級(jí)之前先要制定理想評(píng)價(jià)指標(biāo)表(測(cè)試得到的指標(biāo)需要和這個(gè)理想指標(biāo)評(píng)價(jià)表進(jìn)行對(duì)比，以得到最終結(jié)果)。理想評(píng)價(jià)表通過(guò)先驗(yàn)分析得到，基于大量的高鐵調(diào)度員實(shí)際的測(cè)試數(shù)據(jù)分析得到。將理想評(píng)價(jià)指標(biāo)映射為神經(jīng)元狀態(tài)，需要對(duì)其進(jìn)行編碼，如圖3所示的編碼示意圖：

模型輸入輸出關(guān)系：其中為神經(jīng)元i與j的連接權(quán)值，θj為神經(jīng)元j的閾值；

神經(jīng)元j的當(dāng)前時(shí)刻t的輸入量：uj(t)＝sj(t)；

神經(jīng)元下一時(shí)刻t+1的輸出量：

當(dāng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠?xùn)練后，連接權(quán)矩陣ωij將被確定，表明網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)處于準(zhǔn)備狀態(tài)。輸入待分類(lèi)的等級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的尺度表對(duì)比獲取dhnn編碼圖，經(jīng)過(guò)多次循環(huán)后，網(wǎng)絡(luò)可達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)：v(t+1)＝v(t)，此時(shí)輸出端可得到穩(wěn)定輸出，即將處理后得到的評(píng)價(jià)指標(biāo)表與理想評(píng)價(jià)指標(biāo)表進(jìn)行對(duì)比，此項(xiàng)指標(biāo)大于理想評(píng)價(jià)指標(biāo)的話就記為“1”，編碼為“●”，反之記為“-1”，編碼為“○”，如圖3所示，穩(wěn)定輸出就是被測(cè)人員的的考核等級(jí)。

從上述可知，采用本發(fā)明前述兩個(gè)實(shí)施例后，能夠?qū)⒖臻g工作記憶更新能力與具體場(chǎng)景任務(wù)如高鐵調(diào)度的任務(wù)特征充分相融合，并且采用兩個(gè)維度的指標(biāo)，從表象層面深入到機(jī)理層面，從外源因素到內(nèi)源因素，建立了一種準(zhǔn)確度更高的、更科學(xué)客觀的空間工作記憶更新能力考核方案，從而能夠更好的量化從業(yè)者的空間工作記憶更新能力水平，從而提高工作效率以及降低風(fēng)險(xiǎn)。

實(shí)施例三：

參見(jiàn)圖4所示，實(shí)施例三的用于考核空間工作記憶更新能力的系統(tǒng)可以包括：測(cè)試內(nèi)容顯示單元、人機(jī)交互單元、行為記錄單元、腦電信號(hào)收集單元以及空間工作記憶更新能力綜合評(píng)價(jià)單元等，其中：測(cè)試內(nèi)容顯示單元用于顯示被測(cè)人員的模擬任務(wù)環(huán)境，使被測(cè)人員處于模擬任務(wù)的場(chǎng)景條件下；人機(jī)交互單元用于被測(cè)人員的人機(jī)交互操控；行為記錄單元、腦電信號(hào)收集單元分別用于獲取被測(cè)人員的行為指標(biāo)數(shù)據(jù)和腦電指標(biāo)數(shù)據(jù)；空間工作記憶更新能力綜合評(píng)價(jià)單元用于通過(guò)綜合評(píng)價(jià)模型將行為指標(biāo)數(shù)據(jù)和腦電指標(biāo)數(shù)據(jù)映射至多個(gè)考核等級(jí)中的一個(gè)；綜合評(píng)價(jià)模型事先通過(guò)如下方式獲得：基于預(yù)定數(shù)量的被測(cè)人員在實(shí)際任務(wù)狀態(tài)下的測(cè)試數(shù)據(jù)，獲得與考核等級(jí)對(duì)應(yīng)的理想評(píng)價(jià)指標(biāo)表，并且在理想評(píng)價(jià)指標(biāo)表的監(jiān)督下通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)獲得多輸入與單輸出的關(guān)系模型。

優(yōu)選地，腦電信號(hào)收集單元可以采用腦電儀。另外，該用于考核空間工作記憶更新能力的系統(tǒng)還可以包括參數(shù)調(diào)節(jié)模塊，用于調(diào)節(jié)各種參數(shù)，例如人機(jī)交互的操控參數(shù)或者測(cè)試內(nèi)容的顯示節(jié)奏等，此外各個(gè)信號(hào)搜集單元上可以分別集成相應(yīng)的信號(hào)處理裝置。

此外，前述方法實(shí)施例涉及的一些擴(kuò)展也適用于系統(tǒng)實(shí)施例，在此不再一一贅述。并且能夠直接和毫無(wú)疑義得出，本發(fā)明實(shí)施例的用于考核空間工作記憶更新能力的系統(tǒng)，也具有前述相應(yīng)的技術(shù)效果。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的全部或者部分步驟/單元/模塊可以通過(guò)程序指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，前述程序可以存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述實(shí)施例各單元中對(duì)應(yīng)的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：rom、ram、磁碟或者光碟等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。