[发明专利]基于视线追踪的工艺操作人员人为失误识别方法及装置

说明书

本申请实施例提供了一种基于视线追踪的工艺操作人员人为失误识别方法及装置，该方法包括：实时获取待识别工艺操作人员的眼动数据；所述眼动数据包括各采样时刻所述待识别工艺操作人员在操作界面上的视线落点；确定所述视线落点在所述操作界面上对应的兴趣区域，并确定所述待识别工艺操作人员在所述操作界面上各兴趣区域中的视线注视时长百分比；根据所述视线注视时长百分比构建样本特征矩阵；确定所述样本特征矩阵与预设的认知状态特征矩阵之间的差异大小，并根据所述差异大小确定所述待识别工艺操作人员的认知状态。本申请实施例可提高对工艺操作人员的认知状态辨识的准确度。

技术领域

本申请涉及油气生产事故预防技术领域，尤其是涉及一种基于视线追踪的工艺操作人员人为失误识别方法及装置。

背景技术

根据资料统计，在油气生产过程中，70％的化工事故与人为工艺操作失误有关。人为操作失误主要包括操作人员的误操作和违规操作，其结果可能导致设备停运、工厂停产，甚至还会导致各种灾害类事故的发生。因此，为了确保生产过程的安全运行，对化工生产过程中工艺操作人员的人为操作失误进行研究是十分必要的。

目前，已有学者从定性或定量角度研究人为失误类型和失误概率。其中的定性分析方法包括安全检查表法和危险与可操作性分析(Hazard and Operability Analysis，简称HAZOP)法。该类定性分析方法主要分析工艺操作人员在生产过程中的作用和可能发生的人为失误类型。其中的定量方法主要是利用人为失误概率计算模型计算出工艺操作人员在特定任务中的操作可靠度。然而，上述方法严重依赖于分析者的主观经验，并且缺乏对人员认知行为的感知和测量，从而难以准确辨识工艺操作人员的异常认知行为。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种基于视线追踪的工艺操作人员人为失误识别方法及装置，以提高对工艺操作人员的认知状态辨识的准确度。

为达到上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种基于视线追踪的工艺操作人员人为失误识别方法，包括：

实时获取待识别工艺操作人员的眼动数据；所述眼动数据包括各采样时刻所述待识别工艺操作人员在操作界面上的视线落点；

确定所述视线落点在所述操作界面上对应的兴趣区域，并确定所述待识别工艺操作人员在所述操作界面上各兴趣区域中的视线注视时长百分比；

根据所述视线注视时长百分比构建样本特征矩阵；

确定所述样本特征矩阵与预设的认知状态特征矩阵之间的差异大小，并根据所述差异大小确定所述待识别工艺操作人员的认知状态。

优选的，所述实时获取待识别工艺操作人员的眼动数据，包括：

获取眼动仪实时采集的所述待识别工艺操作人员在操作界面上的视线落点，并将其转化为对应于所述操作界面的坐标信息。

优选的，所述确定所述待识别工艺操作人员在所述操作界面上各兴趣区域中的视线注视时长百分比，包括：

确定所述待识别工艺操作人员在所述操作界面上各兴趣区域中视线注视时长百分比的平均值和标准方差。

优选的，所述认知状态特征矩阵预先通过以下方式得到：

对所述操作界面进行兴趣区域划分，确定所述操作界面上各兴趣区域的范围；

根据不同工艺操作人员的历史眼动数据，确定所述历史眼动数中各个视线落点在所述操作界面上对应的兴趣区域；

确定在各类认知状态下，工艺操作人员在各个兴趣区域的注视时长百分比的平均值和标准差；

根据各类认知状态下，工艺操作人员在各个兴趣区域的注视时长百分比的平均值和标准差建立对应的认知状态特征矩阵其中，x_ni为工艺操作人员在第n类认知状态下注视第i类兴趣区的注视时长百分比。