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龙图腾网获悉上海交通大学申请的专利单一飞行员驾驶模式下场面多重任务协同迭代设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115660374B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-10发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211424548.X，技术领域涉及：G06Q10/0631；该发明授权单一飞行员驾驶模式下场面多重任务协同迭代设计方法是由王淼;罗悦;黄凯;王国庆设计研发完成，并于2022-11-15向国家知识产权局提交的专利申请。

本单一飞行员驾驶模式下场面多重任务协同迭代设计方法在说明书摘要公布了：一种单一飞行员驾驶模式下场面多重任务协同迭代设计方法，构建单一飞行员驾驶模式场面运行任务协同架构；通过场景建模软件Prepar3D对场面标称过程进行建模，并导出单一飞行员驾驶模式场面运行过程中所需执行的标称任务以及关键点的时间信息后，设置多种非标称任务，形成最终的单一飞行员驾驶模式场面运行场景并通过系统建模软件MagicDraw对场面运行场景进行系统模型构建；再提取出单一飞行员驾驶模式场面运行过程中标称飞行过程和非标称飞行过程的时间区间数据，并构建故障树并运用时间区间序列挖掘算法DiCluster算法对上述数据进行时间区间序列挖掘并分析，基于挖掘分析结果进行迭代设计，并重复上述过程；最后进行前后设计的安全性指标对比分析。本发明通过搭建仿真验证平台对单一飞行员驾驶模式场面运行架构与流程进行迭代设计，最终提升其安全性。

本发明授权单一飞行员驾驶模式下场面多重任务协同迭代设计方法在权利要求书中公布了：1.一种单一飞行员驾驶模式下场面多重任务协同迭代设计方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、构建单一飞行员驾驶模式场面运行任务协同架构； 所述的单一飞行员驾驶模式场面运行任务协同架构包括：单一飞行员驾驶飞机、地面站和机场自动化，其中：机场自动化提供监视，控制，路由，引导等功能，最终形成由单一飞行员驾驶飞机、地面站和机场自动化构成的基于体系决策逻辑的单一飞行员驾驶模式空地任务协同系统架构； 所述的单一飞行员驾驶飞机包括：更先进更智能的机载自动系统和机上单一飞行员，其中：机载自动系统负责场面交通信息采集、飞行状态组织和飞行操作执行，依据飞机标准飞行程序完成标称飞行过程，整个过程按照自动化程序执行，不需要人工参与决策，从而减轻飞行员工作负荷；当遇到非标称飞行过程，将转换至人工驾驶模式，机上单一飞行员负责驾驶操纵和非标称情况下的决策，对飞行安全负责； 所述的地面站，配备操纵台和一名地面操作员，由于空地通信链路的带宽限制，机上视频不会直接传输至地面站，而通过地面仿真模拟软件把接收到的数据进行可视化，以便地面操作员进行协同决策； 所述的机场自动化，提供目标监视、冲突监控、滑行路由、滑行引导等功能，其中目标监视通过多种传感器定位和识别移动目标、障碍，保证管制员能及时获知场面运行态势；冲突监控是对场面滑行可能面临的冲突进行监控告警，实现冲突预测与避免、冲突探测与解脱；滑行路由为航空器自动提供无冲突的滑行航迹；滑行引导则通过改进的视觉辅助设备实现对航空器场面滑行的可靠引导； 步骤二、通过场景建模软件对场面标称过程进行建模，并导出单一飞行员驾驶模式场面运行过程中所需执行的标称任务以及关键点的时间信息； 步骤三、设置多种非标称任务，形成最终的单一飞行员驾驶模式场面运行场景； 步骤四、通过系统建模软件对场面运行场景进行系统模型构建； 所述的系统模型包括：机场场面运行过程模型、信息传递模型和具体任务的内部系统运行模型，其中：机场场面运行过程模型通过状态图构建，其中包括标称飞行过程和所设计的非标称运行过程；信息传递模型通过内部模块图构建，描述机载自动系统、机上单一飞行员、地面站、机场自动化和塔台管制间的交互；具体任务的内部系统运行模型通过活动图构建，描述从发现跑到冲突到协商解决的交互过程； 步骤五、提取出单一飞行员驾驶模式场面运行过程中标称飞行过程和非标称飞行过程的时间区间数据，并构建故障树； 步骤六、运用时间区间序列挖掘算法DiCluster算法对上述数据进行时间区间序列挖掘并分析，基于挖掘分析结果进行迭代设计，并重复上述过程，具体包括： 1扫描初始的任务-功能使用时间区间矩阵，以链表的形式将原始数据存储在内存中； 2对两两任务下的调用关系时间区间序列求交集，生成任务-任务权值图； 所述的调用关系时间区间是一个四元组，其中，，对应于执行的某个任务和其调用的功能，，则对应于此调用关系的开始时间和结束时间； 所述的调用关系时间区间序列是调用关系时间区间的集合； 所述的时间区间序列之间的调用关系包括follows，meets，overlaps，contains，matches，leftmatches，rightmatches； 所述的任务-任务权值图的每个顶点代表一个任务，当某一对顶点之间存在一条边，就表示这对顶点所代表的两个任务下存在差异使用时间区间功能，每条边上的权值是与此条边相连接的两个任务下满足差异调用时区的功能及时间区间集合； 所述的差异调用时区的功能是指功能F1在多个任务下的时间区间只存在follows或meets关系，那么功能F1在任务下的时间区间内是差异调用时区功能； 3基于权值图进行任务扩展，挖掘最大差异调用时区双聚类； 所述的差异调用时区双聚类是指：在一组任务下存在满足差异调用时区的一组功能，这样的任务-功能组合称为差异调用时区双聚类； 所述的最大差异调用时区双聚类是指：当满足差异调用时区的双聚类不存在功能或任务超集时则称为最大差异调用时区双聚类，其中的功能调用关系时间区间可供尽可能多的任务调用； 所述的时间区间序列挖掘算法对多重任务执行需求下的机上单一飞行员能力、机载自动系统能力、地面操作员能力的组合模式进行挖掘分析，具体包括： 1扫描初始的任务-功能使用时间区间矩阵，以链表的形式将原始数据存储在内存中； 2对两两任务下的调用关系时间区间序列求交集，生成任务-任务权值图； 3基于权值图进行任务扩展，挖掘最大差异调用时区双聚类； 步骤七、进行前后设计的安全性指标对比分析； 所述的任务拓展通过循环递归实现，具体包括： A.首先循环访问权值图的横向头结点链，依次访问每一个头结点下的扩展节点链，按照判断规则和剪枝策略判断当构造该头结点-扩展节点-权值的双聚类时，复制权值图的信息到当前双聚类，否则访问下一扩展节点； B.搜索权值图横向头节点链，找到当前双聚类的前驱和候选节点，并按照定理更新其权值，按照剪枝输出策略判断是否输出； C.循环访问当前双聚类的候选节点，更新当前双聚类的任务节点为头节点-扩展节点1-扩展节点2…，回到步骤B进行递归挖掘，直到当前扩展节点已至最大深度，不再往下进行； 递归返回到步骤A，访问下一扩展节点，若到达当前头结点的扩展节点链尾部，则跳出循环访问下一头结点，直至头结点链结束； 所述的挖掘分析包括： 在通信层面，地面操作员信息来源包括机载自动系统和ATC，ATC通过地面网络将机场交通信息传输给地面站，机载系统系统通过空地数据链路将机上状态信息传输给地面站，扩充链路或采用高速高带宽的专用空地数据链； 在监视层面，地面操作员需要替代原来的副驾驶，对场面交通环境信息监视，ATC通过地面网络将机场交通信息传输给地面站，再通过地面仿真软件进行可视化仿真提供给地面操作员进行监视，但是在多重任务同时执行时，ATC在传输场面交通信息时考虑基于不同的威胁程度相应传输相关数据，进而减少地面操作员的工作负荷； 在工作负荷层面，标称过程基本由机载自动系统完成，进而减少机上飞行员的工作负荷，但在非标称情况下，需要机上飞行员与地面操作员空地协同决策，当多个非标称情况同时发生时，设置备用地面操作员，在原地面操作员工作负荷较大时，辅助其与空管的协同交互。

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