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汉风军事知识库:【采办研究】人工智能——信任但要验证|2026-10-07

01 导语

人工智能(AI)系统正在加速整合进新型及现役航空器中,所有相关系统必须通过军用或民用航空当局的适航认证。针对航空 AI 系统可靠性开展的试验(测试)措施及其最佳实践,或可为其他领域和应用场景提供参考范例。

从历史经验看,引入新技术最大的阻碍在于审定周期过长。当缺乏现成法规、指南、规范和标准时,航空当局往往需要极长时间进行验证,当前的 AI 系统也是如此。若 AI 系统旨在取代人类飞行员执行任务和功能,就必须评估其性能和安全水平是否达到甚至超越人类,这种评估不应局限于正常、异常或紧急状态,还要涵盖环境高度不确定及不可预见的情境。因此,亟需制定一套清晰明确的评估流程,以减少制造商与监管当局之间冗长的协商,从而加速 AI 航空系统的认证进程。

02 飞行员评分量表

数十年来,在航空器及其系统试验与鉴定(T&E)过程中,试飞员、试飞工程师及人机工效专家一直沿用各种公认的评分量表。这些量表大多通过简易流程图,以二元(是/否)决策方式,将试飞员的感性观察与主观判断转化为分级的定量指标。通过这些工具,专家可以评估人机团队在执行法定任务和功能时的合规表现。目前,行业内针对飞行品质、飞行员工作负荷以及人-机耦合效应(即飞行员诱发振荡)等领域,均已建立了公认的评价标准。

(1)库珀-哈珀评分量表(HQRS)

飞行品质定义为“航空器那些决定飞行员轻松、精确完成相关任务的品质或特性”,其评估是飞机研制与认证的核心。早期,由于各厂商使用自建标准,缺乏统一且结构化的方法,导致合规性验证困难。为此,NASA阿姆斯研究中心的 George E. Cooper 开发了初始量表,后经演进成为现行的“库珀-哈珀飞行品质评分量表”(HQRS),该量表选用通俗易懂的关键词和短语,引导评价者完成一系列二元决策,最终得出数值(序数)评分。HQRS 现已成为航空研发与适航认证的基石。

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图1 库珀-哈珀评分量表

(2)贝德福德飞行员工作负荷量表(BPWS)

基于 HQRS 的逻辑,英国原皇家航空研究院(Bedford)的试飞员开发了 BPWS。该量表沿用了决策树设计,不同之处在于其评估核心是“飞行员工作负荷”,即为满足特定飞行任务需求而投入的心理与体力总和。如图 2 所示,评价者从左下角开始,通过回答一系列“是/否”问题,最终锁定反映工作量强度的数值等级。

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图2 贝德福德飞行员工作负荷量表

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