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首次商飞成功!电院人机环智能系统团队助力C919迎来新的里程碑

以下文章来源于上海交大电院 

5月28日，中国东方航空使用中国商飞全球首架交付的C919大型客机开启全球首次商业载客飞行。这标志着C919的“研发、制造、取证、投运”全面贯通，中国民航商业运营国产大飞机正式“起步”!

作为C919研发过程中航空人为因素领域的中坚力量，由上海交通大学电子信息与电气工程学院自动化系傅山教授所带领的“人机环智能系统团队”也走进了第十五个发展春秋，十年磨一剑为我国大飞机事业中航空人为因素的研究做出了从0到1的贡献。

使命使然，创建团队

2008年，中国商飞公司成立，我国民用航空产业进入了体系化发展的新阶段。在梳理相关技术储备时，傅山带领的人机环团队发现航空人为因素，特别是指导飞机驾驶舱设计与验证的驾驶舱人为因素，从理论基础到实践在我国都是近乎处于空白的状态。航空人为因素属于飞行器总体设计专业领域，是决定飞行器总体发展方向的核心关键技术。这是当时中国民用航空领域识别出的必须攻克的重大技术难点。

国内当时并没有系统的人为因素人才培养体系，在学校各级领导的关心指导下，一群原本学习电子、控制、通讯、计算机、生医工等专业的老师和学生们组建了“人机环智能系统”研究团队，勇敢地闯进了一个当时在国内鲜为人知的陌生研究领域。团队建立伊始，就明确了使命：系统建立人为因素领域科学研究体系、工程应用体系和人才培养体系。

团队自研的“裸奔”的第一代飞行模拟系统(2010年)，图中当年的学生，一位现任中国民航上海审定中心人为因素领域专家，另一位现任中国商飞上海飞机设计研究院舱室集成专业总师

人机环团队在努力完成飞机型号研制任务的同时，也积极开展了研究设施的建设。先后自行开发和优化了用于航空人为因素研究的实验平台和相关软硬件系统，使得团队逐步拥有了国内领先的、可以承担国家重大研究项目的“金刚钻”，更重要的是锻炼了一支具备坚实理论基础和经历过工程实践锻炼的研究队伍。

集成有人为因素测量系统的综合飞行模拟系统(2016年)

具备运动能力的新一代飞行模拟及人因工程研究系统(2021年)

坚定信念，砥砺前行

回顾过往，人机环团队在研究过程中也遇到过诸多困难。首先，由于人为因素问题大多涉及到重大装备的系统总体效能问题，是装备研制的核心关键，与此相关的公开参考材料几乎为零。其次是学术成果与工程实践的协调与平衡。人因工程研究如果不与实际工程问题联系起来是无法发挥作用的，与工程问题相结合又存在着如资金、设备短缺等诸多问题。

在研究过程中，团队解放思想，勇于挑战过去没有涉及过的研究内容。只要与人为因素研究相关的问题，团队都会尽全力“分兵把守”“各个击破”。从宏观的各类政策规范到极为细致的各类操作流程规范，从团队熟悉的电子信息类学科到必须“自学成才”的心理学、生理医学、认知科学等学科，从团队原本就擅长的信号处理、建模分析到没有太多经验的系统设计、验证与评估，团队逐步建立起了一套完整的人为因素基础研究与工程应用的体系和相应的设施。这套体系可以进行针对人机交互组件、分系统操控、全系统绩效等多尺度的人为因素实验研究。基于在体系化实验中获得的大量数据及经过验证的分析方法，编制了多款人为因素相关的软件系统，这些系统也成为了在多个工业行业中得到实际验证的设计与验证工具。

开展各类认知过程解析研究，为系统人为因素研究奠定基础

为了使人为因素成为可持续发展的研究领域，团队高度重视人才培养的工作，先后开设了全校性的通识核心课程《工程心理学》，本科专业课程《系统设计中的人为因素》、《航空安全与人为因素》，研究生课程《航空人为因素与人机工效》等多门课程，课程也受到了同学们的欢迎与认可。除此之外，团队培养的研究生在科研教学、工程实践等方面都在各自单位发光发热，发挥骨干作用。

星星之火，可以燎原

人机环团队迎来的第一次真正的考验是在2014年，承担了国产先进支线客机ARJ21-700型飞机驾驶舱人为因素适航符合性验证的试验工作。这是我国首次依据国际通用的适航标准和验证准则，对我国自行研制的民用飞机人为因素进行全面的审查。驾驶舱人为因素适航符合性验证通常都是安排在适航验证工作的后期，一旦延误会对整个适航验证工作产生难以弥补的后果。团队紧密合作，经过数月的艰苦工作，最终圆满完成了任务。团队也因此确立了在国内航空人为因素领域的领先地位，并且在其他行业建立声望。至此，“人机环智能系统研究团队”从最初的小火种逐步发展壮大，渐渐呈现燎原之势。

ARJ21飞机人为因素模拟飞行实验，团队采用自研的第一代行为捕获系统完成对飞行机组行为的完整记录与定量分析

ARJ21项目尾声阶段，数据分析总结会

通过此次试验工作，团队深刻认识到人为因素是各类装备系统，特别是复杂大型装备系统的共性问题，同时也是智能化发展的基础问题。针对国内航空人为因素专业人才匮乏的状况，团队开展了多层次人为因素专业工程培训，在民用航空领域培养了数十位得到国际专业机构认证的人因工程专家，为我国人因工程的培训工作提供了宝贵的经验，不仅解决了工业部门人才短缺的问题，而且有力地促进了团队与工业部门的交流与合作。

组织国际化人为因素专项培训

在ARJ试验之后的这些年来，团队不断加强人为因素领域的基础研究，完善实验设施，拓宽应用方向，在航空航天、电网调控、核电仪控、指挥控制、船舶等领域积累了丰富的工程实践经验。

2022年是不平凡的一年，在这一年，团队师生日夜奋战，克服疫情困难，配合试验任务的开展，攻坚克难，完成了C919飞机人为因素适航符合性验证近千小时的模拟器试验及试飞试验，有力保障了C919飞机驾驶舱人为因素适航符合性验证工作。

C919飞机驾驶舱人为因素研制与审查团队核心成员

FAA/EASA人为因素专家对团队工作进行评估

C919飞机驾驶舱人为因素适航符合性验证工作是团队完成的一项重要工作，也是团队的“高光时刻”，其背后凝聚着团队老师和同学们十多年来的辛勤努力。

航空界专家、领导、相关型号总师对团队工作进行指导

近十五年以来，电院自动化系人机环智能系统团队在国家“973”项目课题、工信部民机专项、ARJ21-700、C919、AG600等多项飞机型号研制项目的大力支持下，在航空航天、能源、船舶、汽车等工业部门的多项研究基金的鼎力相助下，在学校学院内的各类学科建设基金以及各级领导的殷切鼓励下，团队不负众望、砥砺图强，成功助力并见证了国产C919的商业首飞。未来，团队将继续秉承严谨求实、勇攀高峰的工作作风，不断为国产大飞机事业贡献电院人的智慧和力量。