CN110322098B - 交互式计算机模拟期间的标准操作程序反馈 - Google Patents

交互式计算机模拟期间的标准操作程序反馈 Download PDF

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Abstract

本公开涉及交互式计算机模拟期间的标准操作程序反馈，并提供一种用于通过训练活动训练用户以执行任务的交互式计算机模拟系统、模拟站和模拟方法。有形仪表模块允许用户与有形仪表模块进行交互，以控制虚拟元素。获得表示用户与有形仪表模块之间的交互结果的多个表现指标数据集。在执行交互式计算机模拟期间，在多个表现指标数据集中检测在训练活动期间对虚拟元素的多个实际操控，根据多个单独检测的实际操控为训练活动确定一个或多个标准操作程序(SOP)。在进行SOP检测时实时地提供与SOP相关的信息，以在交互式计算机模拟中显示。

Description

交互式计算机模拟期间的标准操作程序反馈
技术领域
本发明涉及训练评估，更具体地说，涉及一种依赖于交互式计算机模拟的训练评估。
背景技术
交互式计算机模拟系统执行一个或多个交互式计算机模拟。每个交互式计算机模拟包括一个或多个虚拟模拟元素，每个虚拟模拟元素代表一个实际系统(例如多个虚拟飞行器系统，每个虚拟飞行器系统代表一个实际飞行器)。每个交互式计算机模拟在模拟站中提供虚拟计算机生成环境和各种有形仪表(或控制装置)以建立不同的场景，以便训练一个或多个用户(或受训者)使用一个或多个虚拟模拟元素来操作和/或了解相应的一个或多个实际系统。虚拟模拟元素或模拟元素在本文中定义为模拟系统。模拟元素是在交互式计算机模拟所需的程度上模拟实际系统的行为的虚拟版本。可由模拟站中的一个或多个用户访问的各种有形仪表是实际仪表的复制品，或者以其他方式复现在实际系统中能找到的实际仪表的行为。
为了正确训练用户并使他们获得提高，需要在考虑不同预期结果的基础上进行评估。
本发明旨在提高在交互式计算机模拟的背景下进行的评估的质量和相关性。
发明内容
本节的目的是简要介绍将在下面的“具体实施方式”一节中进一步描述的一些概念。本节不旨在确定所要保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用作确定所要保护的主题的范围的辅助手段。
在第一组实施例中，第一方面涉及一种用于确定与由用户在交互式计算机模拟中进行的训练活动相关的多个表现指标值的模拟映射系统，该交互式计算机模拟模拟包括多个动态子系统的虚拟元素。所述模拟映射系统包括处理器模块，该处理器模块获得与在包括有形仪表模块的交互式计算机模拟站中模拟的虚拟元素相关的动态数据。所述动态数据捕获用户在训练活动期间在有形仪表模块的一个或多个有形仪表上执行的动作。所述处理器模块还通过以下方式构建与多个表现指标值对应的数据集：在考虑目标时间步长的基础上将来自至少两个动态子系统的动态数据同步到数据集中，所述至少两个动态子系统与来自多个表现指标值的至少一个公共表现指标值相关联，并且，对于动态数据中缺失的多个动态子系统的至少一个缺失动态子系统，从与一个或多个相互关联的动态子系统相关联的动态数据向数据集中推断一组新数据，所述相互关联的动态子系统和所述至少一个缺失动态子系统影响来自多个表现指标值的至少一个公共表现指标值。
所述处理器模块可选地可从多个交互式计算机模拟站获得动态数据，并为所述多个交互式计算机模拟站构建具有目标时间步长的数据集。
所述处理器模块可选地还可提供作为公共标准化流使用者的数据集，该使用者包括评级系统。所述公共标准化流可包括与多个表现指标值相关的分类信息。
当从具有目标时间的动态数据构建与多个表现指标值对应的数据集时，所述处理器模块可选地可从与一个或多个相互关联的动态子系统相关联的动态数据向数据集中添加动态数据中缺失的至少一个模拟动态子系统和另外一组数据，所述相互关联的动态子系统和所述至少一个模拟动态子系统影响来自多个表现指标值的至少一个公共表现指标值。
所述处理器模块可选地可在构建数据集时应用线性二次估算(LQE)和/或在构建数据集时应用概率定向非循环图形模型。
在第一组实施例中，第二方面涉及一种用于确定与由用户在交互式计算机模拟中进行的训练活动相关的多个表现指标值的方法，该交互式计算机模拟模拟包括多个动态子系统的虚拟元素。所述方法包括获得与在包括有形仪表模块的交互式计算机模拟站中模拟的虚拟元素相关的动态数据。所述动态数据捕获用户在训练活动期间在有形仪表模块的一个或多个有形仪表上执行的动作。所述方法还包括通过以下方式构建与多个表现指标值对应的数据集：在考虑目标时间步长的基础上将来自至少两个动态子系统的动态数据同步到数据集中，所述至少两个动态子系统与来自多个表现指标值的至少一个公共表现指标值相关联，并且，对于动态数据中缺失的多个动态子系统的至少一个缺失动态子系统，从与一个或多个相互关联的动态子系统相关联的动态数据向数据集中推断一组新数据，所述相互关联的动态子系统和所述至少一个缺失动态子系统影响来自多个表现指标值的至少一个公共表现指标值。
所述方法可选地还可包括从多个交互式计算机模拟站获得动态数据，其中，所述构建具有目标时间步长的数据集是为所述多个交互式计算机模拟站进行的。
所述方法可选地还可包括提供作为公共标准化流使用者的数据集，该使用者包括评级系统。所述公共标准化流可选地可包括与多个表现指标值相关的分类信息。
所述方法可选地还可包括：当从具有目标时间的动态数据构建与多个表现指标值对应的数据集时，从与一个或多个相互关联的动态子系统相关联的动态数据向数据集中添加动态数据中缺失的至少一个模拟动态子系统和另外一组数据，所述相互关联的动态子系统和所述至少一个模拟动态子系统影响来自多个表现指标值的至少一个公共表现指标值。
可选地，所述构建数据集可通过在构建数据集时应用线性二次估算(LQE)和/或通过应用概率定向非循环图形模型来进行。
在第二组实施例中，第一方面涉及一种用于在交互式计算机模拟中通过训练活动训练用户执行任务的交互式计算机模拟系统，该交互式计算机模拟模拟虚拟元素。所述交互式计算机模拟系统包括交互式计算机模拟站和处理器模块。所述交互式计算机模拟站包括有形仪表模块，用户与该有形仪表模块交互，以控制交互式计算机模拟中的虚拟元素。
所述处理器模块获得与被模拟的虚拟元素相关的多个表现指标数据集，所述多个表现指标数据集表示用户与有形仪表模块之间的交互的结果，并且，在交互式计算机模拟的执行期间，在多个表现指标数据集中检测在训练活动期间对虚拟元素的多个实际操控，从多个单独检测的实际操控标识用于训练活动的一个或多个标准操作程序(SOP)，在进行SOP检测时实时提供与SOP相关的信息，以在交互式计算机模拟中显示。
所述系统可选地还可包括用于确定与由用户在交互式计算机模拟中进行的训练活动相关的多个表现指标值的模拟映射系统，该交互式计算机模拟模拟包括多个动态子系统的虚拟元素。所述多个表现指标数据集可由该模拟映射系统提供。
所述处理器模块还可获得与训练活动相关的记分卡，以建立所述一个或多个相关SOP的列表。所述一个或多个SOP可标识与其相关的多个单独检测的实际操控。
所述与被模拟的虚拟元素相关的多个表现指标数据集可用于提供针对检测的SOP的评级记分卡。所述在交互式计算机模拟中显示的与SOP相关的信息可进一步包括针对检测的SOP的评级记分卡。
可记录检测的实际操控，以用于活动后汇报。
在一个可选实施例中，所述处理器模块还获得在训练活动期间对虚拟元素的多个预期操控，所述多个预期操控包括预期的多个预期单项操控以及由多个预期单项操控中的不只一个单项操控构成的一个或多个嵌套操控；计算多个表现指标数据集以标识在训练活动期间对虚拟元素的实际操控；对照预期的嵌套操控中的相应的预期的嵌套操控对一个或多个实际的嵌套操控进行标识和评级；并且，尽管对实际的嵌套操控的表现进行了标识和评级，还对照多个预期的单项操控对多个实际的单项操控进行标识和评级。
在第二组实施例中，第二方面涉及一种用于在交互式计算机模拟中通过训练活动训练用户执行任务的交互式计算机模拟站，该交互式计算机模拟模拟虚拟元素。所述交互式计算机模拟站包括有形仪表模块和处理器模块，用户与该有形仪表模块交互，以控制交互式计算机模拟中的虚拟元素。
所述处理器模块获得与被模拟的虚拟元素相关的多个表现指标数据集，所述多个表现指标数据集表示用户与有形仪表模块之间的交互的结果，并且，在交互式计算机模拟的执行期间，在多个表现指标数据集中检测在训练活动期间对虚拟元素的多个实际操控，从多个单独检测的实际操控标识用于训练活动的一个或多个标准操作程序(SOP)，并在进行SOP检测时实时提供与SOP相关的信息，以在交互式计算机模拟中显示。
所述交互式计算机模拟站还可包括用于从模拟映射系统接收多个表现指标数据集的网络接口模块，该模拟映射系统确定与用户在交互式计算机模拟中进行的训练活动相关的多个表现指标值。
所述处理器模块可选地还获得与训练活动相关的记分卡，以建立所述一个或多个相关SOP的列表。所述一个或多个SOP可进一步标识与其相关的多个单独检测的实际操控。
所述与被模拟的虚拟元素相关的多个表现指标数据集可用于提供针对检测的SOP的评级记分卡。所述在交互式计算机模拟中显示的与SOP相关的信息可包括针对检测的SOP的评级记分卡。
在一个可选实施例中，所述处理器模块还获得在训练活动期间对虚拟元素的多个预期操控，所述多个预期操控包括预期的多个预期单项操控以及由多个预期单项操控中的不只一个单项操控构成的一个或多个嵌套操控；计算多个表现指标数据集以标识在训练活动期间对虚拟元素的实际操控；对照预期的嵌套操控中的相应的预期的嵌套操控对一个或多个实际的嵌套操控进行标识和评级；并且，尽管对实际的嵌套操控的表现进行了标识和评级，还对照多个预期的单项操控对多个实际的单项操控进行标识和评级。
在第二组实施例中，第三方面涉及一种用于在交互式计算机模拟中通过训练活动训练用户执行任务的方法，该交互式计算机模拟模拟虚拟元素。所述方法包括在交互式计算机模拟站中为用户提供有形仪表模块，以控制交互式计算机模拟中的虚拟元素。所述方法还包括：获得与被模拟的虚拟元素相关的多个表现指标数据集，所述多个表现指标数据集表示用户与有形仪表模块之间的交互的结果，并且，在交互式计算机模拟站执行交互式计算机模拟期间，在多个表现指标数据集中检测在训练活动期间对虚拟元素的一个或多个实际操控，从检测的实际操控标识一个或多个标准操作程序(SOP)，并在进行SOP检测时在交互式计算机模拟中实时显示与SOP相关的信息。
所述方法可选地还可包括在模拟映射系统处确定与由用户在交互式计算机模拟中进行的训练活动相关的多个表现指标值，该交互式计算机模拟模拟包括多个动态子系统的虚拟元素。所述多个表现指标数据集可由该模拟映射系统提供。
所述方法可选地还可包括获得与训练活动相关的记分卡，以建立所述一个或多个相关SOP的列表。所述一个或多个SOP可进一步标识与其相关的多个单独检测的实际操控。
所述与被模拟的虚拟元素相关的多个表现指标数据集可用于提供针对检测的SOP的评级记分卡。此时，所述在交互式计算机模拟中显示的与SOP相关的信息可选地可包括针对检测的SOP的评级记分卡。
所述方法可选地还可包括记录检测的实际操控，并根据记录的检测的实际操控汇报训练活动。
在一些实施例中，所述方法可选地还可包括：获得在训练活动期间对虚拟元素的多个预期操控，所述多个预期操控包括预期的多个预期单项操控以及由多个预期单项操控中的不只一个单项操控构成的一个或多个嵌套操控；计算多个表现指标数据集以标识在训练活动期间对虚拟元素的实际操控；对照预期的嵌套操控中的相应的预期的嵌套操控对一个或多个实际的嵌套操控进行标识和评级；并且，尽管对实际的嵌套操控的表现进行了标识和评级，还对照多个预期的单项操控对多个实际的单项操控进行标识和评级。
在第三组实施例中，第一方面涉及一种基于交互式计算机的训练系统，该训练系统用于评估用户在交互式计算机模拟中进行的训练活动，该交互式计算机模拟模拟虚拟元素。所述训练系统包括交互式计算机模拟站，该交互式计算机模拟站包括有形仪表模块和处理器模块，用户与该有形仪表模块交互，以控制交互式计算机模拟中的虚拟元素。所述处理器模块获得与交互式计算机模拟站中的被模拟的虚拟元素相关的多个表现指标数据集，所述多个表现指标数据集表示用户与有形仪表模块之间的交互结果；获得在训练活动期间对虚拟元素的多个预期操控；计算多个表现指标数据集，以标识在训练活动期间对虚拟元素的实际操控；对照所述预期操控中的相应的预期操控标识在训练活动期间对虚拟元素的一个或多个失败的实际操控；并与虚拟元素的预期操控相比较对虚拟元素的实际操控执行计算回归，以标识失败的实际操控的一个或多个根本原因，即使实际操控与相应的预期操控相符，也对实际操控执行计算回归。
所述系统可选地还可包括用于确定与用户在交互式计算机模拟中进行的训练活动相关的多个表现指标值的模拟映射系统，所述交互式计算机模拟模拟包括多个动态子系统的虚拟元素，其中所述多个表现指标数据集由模拟映射系统提供。
所述处理器模块可选地还可基于因果模型实时地映射在训练活动期间对虚拟元素的每个实际操控，以将所述实际操控与先前的实际操控联系起来。然后，所述处理器模块可选地可在考虑因果模型的基础上将概率评级与失败的实际操控的一个或多个根本原因相关联。
所述处理器模块可选地还可实时地向用户的教员提供失败的实际操控的一个或多个根本原因。
所述与被模拟的虚拟元素相关的多个表现指标数据集可用于提供针对实际操控的评级记分卡。可提供所述针对实际操控的评级记分卡，以在交互式计算机模拟中显示。
在第三组实施例中，第二方面涉及一种交互式计算机模拟站，该交互式计算机模拟站用于评估用户在交互式计算机模拟中进行的训练活动，该交互式计算机模拟模拟虚拟元素。所述交互式计算机模拟站包括有形仪表模块和处理器模块，用户与该有形仪表模块交互，以控制交互式计算机模拟中的虚拟元素。所述处理器模块获得与交互式计算机模拟站中的被模拟的虚拟元素相关的多个表现指标数据集，所述多个表现指标数据集表示用户与有形仪表模块之间的交互结果；获得在训练活动期间对虚拟元素的多个预期操控；计算多个表现指标数据集，以标识在训练活动期间对虚拟元素的实际操控；对照所述预期操控中的相应的预期操控标识在训练活动期间对虚拟元素的一个或多个失败的实际操控；并与虚拟元素的预期操控相比较对虚拟元素的实际操控执行计算回归，以标识失败的实际操控的一个或多个根本原因，即使实际操控与相应的预期操控相符，也对实际操控执行计算回归。
所述交互式计算机模拟站还可包括用于从模拟映射系统接收多个表现指标数据集的网络接口模块，该模拟映射系统确定与用户在交互式计算机模拟中进行的训练活动相关的多个表现指标值。
所述处理器模块可选地还可基于因果模型实时地映射在训练活动期间对虚拟元素的每个实际操控，以将所述实际操控与先前的实际操控联系起来，并在考虑因果模型的基础上将概率评级与失败的实际操控的一个或多个根本原因相关联。
所述处理器模块可选地还可实时地向用户的教员提供失败的实际操控的一个或多个根本原因。
所述与被模拟的虚拟元素相关的多个表现指标数据集可用于提供针对实际操控的评级记分卡。然后，可提供所述针对实际操控的评级记分卡，以在交互式计算机模拟中显示。
在第三组实施例中，第三方面涉及一种用于评估用户在交互式计算机模拟中进行的训练活动的方法，该交互式计算机模拟模拟虚拟元素。所述方法包括：获得与交互式计算机模拟站中的被模拟的虚拟元素相关的多个表现指标数据集，所述多个表现指标数据集表示用户与交互式计算机模拟站的有形仪表模块的交互结果；用户与有形仪表模块交互，以控制交互式计算机模拟中的虚拟元素；获得在训练活动期间对虚拟元素的多个预期操控；计算多个表现指标数据集，以标识在训练期间对虚拟元素的实际操控活动；对照预期操控中的相应的预期操控标识在训练活动期间对虚拟元素的一个或多个失败的实际操控；并对照虚拟元素的预期操控对虚拟元素的实际操控执行计算回归，以标识失败的实际操控的一个或多个根本原因，即使实际操控与相应的预期操控相符，也对实际操控执行计算回归。
所述方法可选地还可包括在模拟映射系统处确定与用户在交互式计算机模拟中进行的训练活动相关的多个表现指标值，所述交互式计算机模拟模拟包括多个动态子系统的虚拟元素，其中所述多个表现指标数据集由模拟映射系统提供。
所述方法可选地还可包括基于因果模型实时地映射在训练活动期间对虚拟元素的每个实际操控，以将所述实际操控与先前的实际操控联系起来。然后，所述方法还可包括在考虑因果模型的基础上将概率评级与失败的实际操控的一个或多个根本原因相关联，并且实时地向用户的教员提供失败的实际操控的一个或多个根本原因。所述与被模拟的虚拟元素相关的多个表现指标数据集可用于提供针对实际操控的评级记分卡。所述方法可选地还可包括提供针对实际操控的评级记分卡，以在交互式计算机模拟中显示。
附图说明
通过结合附图阅读下文的详细说明，本发明的其他特征和示例性优点将变得明显。
图1是根据本发明的教导的一种示例性计算机系统的逻辑模块化示意图；
图2是根据本发明的教导的第一示例性方法的流程图；
图3是根据本发明的教导的第二示例性方法的流程图；
图4是根据本发明的教导的第三示例性方法的流程图；
图5是根据本发明的教导的流程和节点操作图；
图6是根据本发明的教导的一种示例性计算机系统的逻辑模块化示意图；
图7是根据本发明的教导的第一训练活动的逻辑示意图；和
图8是根据本发明的教导的第二训练活动的逻辑示意图。
具体实施方式
现在请参考参考附图，其中图1示出了根据本发明的教导的一种示例性交互式计算机模拟系统1000的逻辑模块示意图。交互式计算机模拟系统1000执行一个或多个交互式计算机模拟。每个交互式计算机模拟包括一个或多个虚拟模拟元素，每个虚拟模拟元素代表一个实际系统(例如多个虚拟飞行器系统，每个虚拟飞行器系统代表一个实际飞行器)。每个交互式计算机模拟提供虚拟环境和各种有形仪表(或控制装置)以允许建立不同的场景，以便训练一个或多个用户(或受训者)使用一个或多个虚拟模拟元素来操作和/或了解相应的一个或多个实际系统。虚拟模拟元素(或模拟元素)在本文中定义为模拟系统，并且还可包括多个模拟动态子系统(或动态子系统)。模拟元素是在交互式计算机模拟所需的程度上模拟实际系统的行为的虚拟版本。相应地，模拟元素的每个模拟动态子系统在交互式计算机模拟所需的范围内是实际系统的实际子系统的行为的虚拟版本。
在图1所示的实施例中，交互式计算机模拟系统1000包括交互式计算机模拟站1100，该交互式计算机模拟站1100用于控制在交互式计算机模拟系统1000上执行的计算机模拟中的至少一个虚拟模拟元素。交互式计算机模拟系统1000通常包括多个模拟站(未示出)，每个模拟站允许一个或多个用户进行交互，以控制交互式计算机模拟系统1000的交互式计算机模拟之一中的虚拟模拟元素。交互式计算机模拟系统1000还包括汇报站1600和监控站1700，该监控站1700有时也称为教员操作站(IOS)。该监控站可用于允许在交互式计算机模拟系统1000中执行各种管理任务(未示出)。与监控站1700相关的任务允许控制和/或监视一个或多个正在进行的交互式计算机模拟。例如，监控站1700可用于允许教员参与交互式计算机模拟以及可能的其他交互式计算机模拟。在一些实施例中，监控站1700配备有交互式计算机模拟站1100(1700A)。在其他实施例中，监控站1700可与交互式计算机模拟站1100(1700C)部署在一起(例如在相同的房间或模拟场内)，或者部署在远离(1700C)的远程地点(例如在通过网络1400连接的不同的房间中或在不同的地点)。本领域技术人员应理解，可在交互式计算机模拟系统1000中同时提供监控站1700的许多实例。监控站1700可提供计算机模拟管理界面，该计算机模拟管理界面可显示在监控站1700的专用用户界面1750或GUI模块1150上。在一些实施例中，监视站1700作为便携式计算设备(例如智能手机、平板电脑、便携式计算机等)上的GUI 1750提供。
当在系统1000中存在多个模拟站1100时，监控站1700可呈现计算机程序管理界面的不同视图(例如用于管理其不同方面)，或者它们也可全部呈现其相同的视图。计算机程序管理界面可永久地显示在监控站1700显示模块的第一个屏幕上，而监控站1700显示模块的第二个屏幕显示交互式计算机模拟的视图(即，在考虑第二个屏幕的特点的基础上的自适应视图)。还可在监控站1700上触发计算机程序管理界面，例如通过触摸手势和/或交互式计算机程序中的事件(例如到达里程碑、来自用户的意外动作、或预期参数之外的动作、特定任务的成功或失败等)来触发。计算机程序管理界面可提供访问交互式计算机模拟和/或模拟站1100的设置的能力。还可在主屏幕上、在辅助屏幕上或在专用屏幕上向用户提供虚拟化的监控站(例如通过GUI模块1150提供)。
在一些实施例中，交互式计算机模拟系统1000包括汇报站1600。汇报站1600有时被称为简报系统(BDS)。在汇报以前的会话的背景下，汇报站1600可提供也由监控站1700提供的功能。例如当通过交互式计算机模拟站1100提供监视站1700和/或汇报站1600的功能时，GUI模块1150/1650/1750还可用于监视和控制一个或多个正在进行或记录的交互式计算机模拟(例如触发/监视事件和/或选择以哪个视角查看一个或多个交互式计算机模拟的正在进行或记录的事件链)。
模拟站1100、监控站1700和汇报站1600可通过网络1400、通过直接连接、或通过直接连接与网络连接的混合连接方式来连接。在图1所示的示例中，模拟站1100是一个独立的模拟站，但是在一些实施例中，该模拟站1100可以是与一个或多个模拟站集成的。在本发明的背景下，可隐含或明确地使用各种网络链路。虽然该链路可被示为无线链路，但是它也可实现为使用同轴电缆、光纤、5类电缆等的有线链路。在链路上可存在有线或无线接入点(未示出)。同样，在链路上可存在任何数量的路由器和/或交换机(未示出)，所述链路还可通过互联网中转。
在图1所示的示例中，模拟站1100包括存储器模块1120、处理器模块1130和网络接口模块1140。处理器模块1130可代表具有一个或多个处理器核心的单个处理器或分别包括一个或多个处理器核心的处理器的阵列。在一些实施例中，处理器模块1130还可包括专用图形处理单元1132。例如，在交互式计算机模拟系统1000执行沉浸式模拟时(例如经飞行员训练认证的飞行模拟器)，如果需要全面的图像生成能力(即，质量和吞吐量)来保持对这种沉浸式模拟所期望的真实性，那么可能需要专用图形处理单元1132。通常，监控站1700和/或汇报站1600中的每一个包括与1120类似的存储器模块、与1130类似的具有类似于1132的专用图形处理单元的处理器模块、与1140类似的网络接口、以及与1170类似的总线。为了便于阅读，这些组件在图1中未复制。在一些实施例中，监控站1700和/或汇报站1600还可包括与1160类似的仪表模块和与1800A类似的模拟映射系统。
存储器模块1120可包括各种存储器(不同的标准化或种类的随机存取存储器(RAM)模块、存储卡、只读存储器(ROM)模块、可编程ROM等)。网络接口模块1140代表可用于与其他网络节点通信的至少一个物理接口。可通过一个或多个逻辑接口使网络接口模块1140对模拟站1100的其他模块可见。由网络接口模块1140的物理网络接口和/或逻辑网络接口1142、1144、1146、1148使用的实际协议栈不影响本发明的教导。可在本发明背景下使用的处理器模块1130、存储器模块1120和网络接口模块1140的变化形式对于本领域技术人员而言是显而易见的。
所示的总线1170作为用于在模拟站1100的不同模块之间交换数据的一个示例装置。本发明不受不同模块之间交换信息的方式的影响。例如，存储器模块1120和处理器模块1130可通过并行总线1170连接，但也可通过串行方式连接或者涉及中间模块(未示出)，这不影响本发明的教导。
同样，即使在各种实施例的说明中没有明确提及存储器模块1120和/或处理器模块1130，本领域技术人员也能认识到，这些模块与模拟站1100的其他模块结合使用，以执行与本发明相关的例程和创新性步骤。
在图1所示的示例中，交互式计算机模拟系统1000包括模拟映射系统1800。如下文中所进一步说明和示出的，模拟映射系统1800从交互式计算机模拟系统1000的动态系统和动态子系统(例如仪表模块1160、用户界面1150/1650/1750、录像机系统、模拟引擎、模拟站的安全系统等)收集与交互式计算机模拟有关的动态数据(通常为一个或多个信息流的形式)，并且处理，转换和/或发送该动态数据。所述动态数据通常在交互式计算机模拟期间沿着会话时间线与模拟元素相关地产生的。
在一些实施例中，模拟映射系统1800包括每个交互式计算机模拟站1100中的本地模拟映射系统1800A、以及用于交互式计算机模拟系统1000的协调模拟映射系统1800B。在一些实施例中，模拟映射系统1800的协调功能分布在不同的本地模拟映射系统1800A之间。在一些实施例中，模拟映射系统1800的本地功能从协调模拟映射系统1800B执行(例如通过访问存储系统1500和/或访问交互式计算机模拟系统1000的不同元素)。
在一些实施例中，模拟映射系统1800B包括与1120类似的存储器模块、与1140类似的网络接口、以及与1170类似的总线。为了便于阅读，这些组件在图1中未复制。模拟映射系统1800可依靠处理器模块1130来处理和/或转换动态数据。附加或替代地，模拟映射系统1800也可依靠处理器模块1830来处理和/或转换动态数据。处理器模块1830还可包括与1132类似的专用图形处理单元。处理器模块1830还可包括用于处理和/或转换至少一部分动态数据的专用实时处理单元(未示出)。所述专用实时处理单元提供增强的能力，以支持实时处理或实时处理优先级。例如，在交互式计算机模拟系统1000执行沉浸式模拟(例如经飞行员训练认证的飞行模拟器)时，如果需要及时地处理和/或转换动态数据以保持对这种沉浸式模拟所期望的真实性，那么可能需要所述专用实时处理单元。在一些实施例中，处理器模块1830部分或完全集成在基于云的处理服务中。因此，当在模拟映射系统1800的背景下使用时，处理器模块1130可包括通过网络接口1140进行交互和/或管理基于云的处理服务的能力。
模拟映射系统1800还可包括(未示出)环境跟踪模块，该环境跟踪模块可用于从交互式计算机模拟站1100捕获一个或多个图像和/或环境数据的馈送。例如，该环境跟踪模块可包括整个交互式计算机模拟站1100中的一个或多个360度摄像机和/或多个摄像机，以提供在其中选择视角的能力。例如，通过摄像机提供的视角可设置为覆盖交互式计算机模拟站1100中的许多关键位置(例如受训者的手的位置、仪表模块1160的一个或多个仪表上的读数或设置和/或一个或多个仪表的位置的确定、受训者的视点或其他身体部位的跟踪等)。该环境跟踪模块还可包括一个或多个录音机(例如用于模拟站中的对话以及与外部元素的对话)、一个或多个温度计、一个或多个生物特征读取器(例如受训者状态读取器、视点探测器、瞌睡探测器等)、以及烟雾或其他视觉障碍探测器等)。
交互式计算机模拟系统1000包括存储系统1500，该存储系统1500用于在执行交互式计算机模拟时收集与动态系统和动态子系统相关的动态数据以及其他功能。存储在存储系统1500中的动态数据包括模拟映射系统1800所需的动态数据以及由模拟映射系统1800执行的处理和/或转换的结果。图1示出了包括在模拟映射系统1800中的作为独立数据库系统1500A、计算机系统1110的独立模块1500B或模拟站1100的存储器模块1120的子模块1500C的存储系统1500和/或存储系统1500D的示例。存储系统1500还可包括监控站1700和/或汇报站1600上的存储模块(未示出)。存储系统1500可分布在不同的系统A、B、C、D和/或监控站1700和/或汇报站1600上，也可位于单个系统中。存储系统1500可包括一个或多个逻辑或物理以及本地或远程的硬盘驱动器(HDD)(或其阵列)。存储系统1500还可包括可由模拟站1100通过标准化或专有接口或通过网络接口模块1140访问的本地或远程数据库(例如基于云的存储服务)。在一些实施例中，存储系统1500在基于云的存储服务中存储与模拟映射系统1800相关的动态数据和/或已处理/已转换的数据。可在本发明的背景下使用的存储系统1500的变化形式对于本领域技术人员来说是显而易见的。
交互式计算机模拟站1100可包括图形用户界面(GUI)模块1150，该GUI模块1150可用于从虚拟模拟元素可视化虚拟动态子系统。GUI模块1150可包括一个或多个显示屏，例如有线或无线平板屏幕、有线或无线触敏显示屏、平板计算机、便携式计算机或智能电话。
交互式计算机模拟系统1000的用户(例如模拟站1100的用户)在交互式计算机模拟中进行交互，以控制交互式计算机模拟系统1000的计算机生成环境中的虚拟模拟元素(这些用户例如是教员或专家，或者是受训者，例如飞行员和副驾驶员、司机、操作员、外科医生、飞行调查员、培训分析员、飞行分析员等)。虚拟模拟元素的例子包括模拟飞行器系统、模拟地面车辆系统、模拟航天器或空间站系统、模拟控制室系统、无人驾驶车辆或无人机、模拟人体模型等。虚拟动态子系统的例子根据虚拟模拟元素而有所不同。在模拟飞行器系统的例子中，典型的虚拟动态子系统可包括虚拟液压系统、虚拟通信系统、虚拟显示系统、虚拟接线系统、虚拟机内娱乐系统、虚拟燃料系统、虚拟照明系统、虚拟方向舵系统、虚拟襟翼系统、虚拟起落架系统等。在模拟生命系统的例子中，典型的虚拟动态子系统可包括血液系统、消化系统免疫响应系统、淋巴系统、神经系统、以及生物特征数据，例如温度、血压和其他相关的物理数据等。当涉及受训者或用户时，还可记录生物特征数据的实际测量值(例如用于随后与其他记录数据关联起来)。例如，可记录在计算机模拟中与模拟站1100的一个或多个有形仪表交互的飞行员的生物特征数据(例如体温、血压和其他相关物理数据)。本领域技术人员应理解，大多数虚拟子系统直接或间接地受用户在计算机生成环境中与交互式计算机系统中的一个或多个允许用户与之交互(例如提供不同的命令以控制虚拟模拟元素)的有形仪表的交互的影响。一些其他虚拟子系统可能受交互式计算机模拟期间经过的时间的影响，并且还可能要考虑到用户与一个或多个有形仪表的交互。例如，在模拟飞行器系统的例子中，虚拟飞行器结构子系统可包括一个或多个虚拟机械组件。虚拟机械组件或虚拟飞行器结构子系统中的任何一个的失效可能是因使用时间(例如飞行次数和运行小时数)而引起的累积机械应力导致的，还可能是操控一个或多个有形仪表的飞行员进行的操控导致的。
由仪表模块1160提供的有形仪表与被模拟的元素紧密相关。在模拟飞行器系统的示例中，典型的仪表包括可由用户用于在交互式计算机模拟中控制飞行器的各种开关、控制杆、踏板等。根据模拟的类型(例如沉浸度水平)，所述有形仪表可能与实际飞行器中可用的有形仪表相比或多或少地具有真实性。例如，由模块1160提供的有形仪表可复制真实的飞行器驾驶舱，可向用户(或受训者)提供在真实的飞行器中能找到的真实仪表或具有类似物理特性的物理接口。如前文所述，用户或受训者使用通过仪表模块1160提供的一个或多个有形仪表采取的动作(修改控制杆位置，激活/停用开关等)允许用户或受训者在交互式计算机模拟中控制虚拟模拟元素。在交互式计算机模拟系统1000中进行沉浸式模拟的背景下，仪表模块1160通常会支持在作为沉浸式模拟的对象的实际系统中能找到的实际仪表板的复制品。在这种沉浸式模拟中，通常还需要专用图形处理单元1132。虽然本发明可应用于沉浸式模拟(例如经认证用于商用飞机飞行员训练和/或军用飞机飞行员训练的飞行模拟器)，但本领域技术人员很容易认识到本发明的教导，并能够将该教导应用于其他类型的交互式计算机模拟。
在一些实施例中，可选的外部输入/输出(I/O)模块1162和/或可选的内部输入/输出(I/O)模块1164可与仪表模块1160一起提供。本领域技术人员应理解，仪表模块1160、1260和/或1360中的任何一个可设有I/O模块中的一个或两个，例如针对计算机系统1000所示的I/O模块。仪表模块1160、1260和/或1360的外部输入/输出(I/O)模块1162可连接穿过其中的一个或多个外部有形仪表(未示出)。例如，可能需要外部I/O模块1162以便使交互式计算机模拟系统1000和与原始设备制造商(OEM)部件相同但不能集成到计算机系统1100中的一个或多个集成有形仪表接口(例如该有形仪表与在交互式模拟的实际系统对象中找到的有形仪表完全相同)。仪表模块1160的内部输入/输出(I/O)模块1164可连接与仪表模块1160集成的一个或多个有形仪表。I/O 1162可包括必要的接口以交换数据，设置数据，或从这种集成的有形仪表获得数据。例如，可能需要内部I/O模块1164以便使交互式计算机模拟系统1100和与原始设备制造商(OEM)部件相同的一个或多个集成有形仪表接口(例如该有形仪表与在交互式模拟的实际系统对象中找到的有形仪表完全相同)。I/O 1164可包括必要的接口以交换数据，设置数据，或从这种集成的有形仪表获得数据。
在一些实施例中，还可从与涉及虚拟模拟元素的交互计算机模拟相关的存储系统1500加载(未示出)模拟计划。该模拟计划可包括训练计划、课程计划或基于场景的计划(例如带有要达到的特定目标或动态目标)。替代或附加地，该模拟计划也可用于设置涵盖与所选虚拟子系统相关的交互式计算机模拟的模拟事件的时间段。
交互式计算机模拟系统1000通常用于训练人员进行复杂和/或危险的操作。每个交互式计算机模拟提供虚拟环境和各种有形仪表(或控制装置)以允许建立不同的场景，以便训练一个或多个用户(或受训者)使用一个或多个虚拟模拟元素来操作和/或了解相应的一个或多个实际系统。在某些情况下，不可能在现实生活中进行培训，因为无法在现实生活中安全地建立目标场景(例如军事任务、救援任务、医疗或手术等)。在其他情况下，在现实生活中建立训练场景不太实际和/或成本太高。交互式计算机模拟系统1000能减轻风险并允许重复训练。与现实生活训练相比，交互式计算机模拟系统1000还限制了训练的总成本。评估受训者的表现虽然有时只是有用的，但也可能非常重要(例如在执行任务之前评估准备情况、为许可目的认证能力等)。
通常，在交互式计算机模拟系统1000的背景下对受训者进行的评估包括由教员基于对所收集的信息(例如存储的与不同事件相关联的动态数据)的判读和由教员在模拟过程中所进行的目视主观观察进行的评估。虽然人们一致认为大多数(如果不是全部)评估都存在一定程度的主观性，但能感知到存在着可能无法对受训人员的能力进行正确和系统性的评估的风险。例如两名不同的教员可进行不同的目视观察，并以不同方式判读收集的相同信息。同样，收集的数据的质量和/或完整性可能不足以正确评估表现。
例如，对于某个虚拟元素，不同的交互式计算机模拟站1100可包括稍稍不同的版本的有形仪表模块1160，这会导致所收集的动态数据的差异(例如针对相同的实际飞机的不同飞机模拟器的两个复制驾驶舱中的航空电子组件有所不同)。此外，可能根本不会收集来自用于评估目的必要动态子系统的一些数据(例如由于数据未外露给虚拟环境的其余部分)。例如，对飞机操纵杆收集的数据可能包括不同的受影响子系统中的模拟液压水平，而不包括复制的驾驶舱中的实际硬件操纵杆的角度位置，或者相反。动态数据的同步也可能导致最终评估的质量出现差异。通常，每个系统和子系统的模拟需要时钟信号(或时间步长)以便同步。虽然子系统通常在给定的交互式计算机模拟中保持单个时间步长，但是不同子系统的时间步长可能不同。相反，出于数据收集效率的目的，收集动态数据的时间在整个模拟过程中通常不是恒定的，并且可能与最初定义的时间步长不同。这种差异会导致不同的集成步骤，对于动态系统和子系统，这可能引起状态分歧。对于非动态系统，时间步长的差异会引起时间延迟，这可能对正在重建的状态具有重大影响。作为另一示例，一些模拟器会全面虚拟化交互式模拟站1100内的有形仪表1160的输出，并相应地以数字值的形式收集动态数据(即，存储与飞行相关的指令的矢量而不是存储飞机操纵杆的角度位置矢量)。由任何给定仪表实现的虚拟化取决于虚拟元素开发时可用的技术，并且在将真实仪表集成在复制环境中时，还取决于仪表制造商使用的技术。因此，考虑到进行虚拟化的方式，所得到的收集的数据可能存在差异。
现在请参考图5至图8。图5示出了在训练一个或多个用户完成一个或多个训练活动的背景下的数据交换的示例。图6提供了系统1000的一个示例性模块化示意图，其中示出了多个交互式训练模拟站(1200和1300)。与飞行模拟有关的训练活动的例子分别在图7(7000)和图8(8000)中说明。当然，本领域技术人员应认识到，本文给出的教导适用于许多不同类型的交互式模拟和训练活动(例如飞行、陆地和/或海上交通工具、与保健相关的元素等)。在图7中，虚拟元素是飞行路径7020上的模拟飞行器7010。训练活动7000是训练一个或多个受训者降落虚拟飞机7010。在交互式计算机模拟站1100中，受训者与有形仪表模块1160进行交互，以控制虚拟飞行器7010。针对训练活动定义不同的阶段7100、7200、7300、7400、7500，并针对各个阶段定义不同的标准操作程序(SOP)7110、7120、7210、7220、7310、7320、7410、7510。
在图8中，训练活动8000是训练一个或多个受训者沿既定的飞行轨迹飞行，在此期间预计虚拟飞行器7010将按照预定模式执行。在交互式计算机模拟站1100中，受训者与有形仪表模块1160进行交互，以控制虚拟飞行器7010。对于训练活动，在不同的点1、2、3、4、5、6、7、8和9处衡量不同的操控。在所示出的示例8000中，首先对每个操控进行评级(例如在1和2之间、在2和3之间、在3和4之间等)，并对整个训练活动8000进行等级，所述操控也可称为嵌套操控(即，由按特定方式和/或顺序执行的多个单项操控构成的操控)。
在图5中，模拟器数据采集5100表示收集与一个或多个交互式计算机模拟有关的“原始”动态数据。例如，这可能表示与飞行模拟中的飞机相关的飞行遥测。动态数据的模拟器数据采集5100发生在或来自交互式计算机模拟站1100。例如，收集与动态系统和动态子系统相关的动态数据，但不进行分析或同步(例如随着动态数据从交互式计算机模拟的不同组件产生或发出而收集)。将与模拟相关的数据发送5710至数据帧处理器5200。虽然示出了5710单个箭头，但是应理解，与模拟相关的数据会随着收集的进行被连续地提供给数据帧处理器5200。数据帧处理器5200根据接收的数据建立5810模拟数据帧。例如，在飞行模拟的例子中，在数据帧处理器5200处构建5810模拟数据帧可能涉及将原始飞行遥测数据转换为事件检测所需的同步时间序列。下面特别参考图2提供了如何构建5810模拟数据帧的一个示例。在此也应理解，模拟数据帧是从数据帧处理器5200连续提供的，例如按照目标时间步长提供。模拟数据帧包括与正在进行的交互式计算机模拟有关的表现指标值。
不同的使用者可能对模拟数据帧感兴趣。图5的示例示出了模拟事件检测5300实体和训练事件检测5400实体，它们涉及对一个或多个用户在交互式计算机模拟期间的表现进行评估。使用者的例子可包括交互式计算机模拟站的维护代理(例如与QTG相关)和计费系统(例如与占用和/或运营成本有关)。在图5的示例中，模拟数据帧分别被向模拟事件检测5300实体和训练事件检测5400实体发送5720、5722。应说明的是，所述模拟数据帧可通过广播和/或多播机制推送和/或可由使用者提取。
然后示出了模拟事件检测5300实体检测5820接收的数据中的模拟事件。检测5820可以是处理单个接收帧的结果或处理多个帧的结果，无论所述帧是否是连续接收的。例如，检测的事件可能与被模拟的虚拟元素的常规参数(例如速度、高度、温度、交互式计算机模拟站中的环境条件等)相关。检测的事件可以是处理数据帧以检测飞行事件的结果(例如：飞行超标或任何其他飞行状态标志)。可能需要持久地收集检测到的事件5910(例如根据事件的性质或事件与训练活动的关系)。然后发送5730相关数据，以在分析存储器5400(例如存储系统1500的一部分)处存储。分析存储库5400可以是数据库(例如兼容SQL的数据库)，并且还可用于保存记分卡和与训练活动相关的其他分析数据。
然后，示出了模拟事件检测5400实体检测5830接收的数据中的模拟事件。检测5830可以是处理单个接收帧的结果或处理多个帧的结果，无论所述帧是否是连续接收的。例如，检测的事件可能与如图7所示的标准操作程序(SOP)、图8的单项操控或总体的嵌套操控8000相关。可能需要持久地对检测的事件分级5930(例如根据事件的性质或事件与训练活动的关系)。然后发送5740相关数据以供分级计算器5600分析，该分级计算器5600可能还需要额外的与模拟相关的事件来正确地计算5840等级并构建相关的记分卡。然后，可从分析存储库5400请求5750其他与模拟相关的数据，并且，若存在任何相关的数据，则返回5760该数据(例如在应用因果模型之后的计算回归期间用于标识根本原因，对嵌套操控进行评级等)。然后发送5770相关的记分卡，以在分析存储库5400处存储。
模拟事件检测5300实体还可在考虑与训练活动相关的记分卡的基础上更有选择地检测5920接收数据中的模拟事件(例如在交互式计算机模拟的特定时段或触发点)。因此，模拟事件检测5300可从分析存储库5400请求记分卡5880，该分析存储库5400返回5882相关的记录卡(如果有的话)。检测5822可以是处理单个接收帧的结果或处理多个帧的结果，无论所述帧是否是连续接收的。例如，检测的事件可能与训练活动中的被模拟的虚拟元素的常规参数相关(例如速度、高度、温度等，而在交互式计算机模拟站中环境条件可能不相关)。检测的事件可能是为检测飞行事件(例如飞行超标或任何其他飞行状态标志)而对数据帧进行处理的结果。可能需要持久地收集检测到的事件5920(例如根据事件的性质或事件与训练活动的关系)。然后发送5790相关的数据，以在分析存储库5400处存储。在一些实施例中，模拟映射系统1800包括数据帧处理器5200、模拟事件检测5300、分析存储库5400、训练事件检测5500和分级计算器5600。
现在请参考图1、2和图5至8，其中示出了第一组实施例。在所示的示例中，模拟映射系统1800用于确定与用户在交互式计算机模拟中进行的训练活动相关的多个表现指标值。交互式计算机模拟模拟包括多个动态子系统的虚拟元素(例如飞行、陆地和/或海上交通工具、与保健相关的元素等)。所述模拟映射系统包括处理器模块(例如1130、1830)，该处理器模块获得与在包括有形仪表模块的交互式计算机模拟站中模拟的虚拟元素相关的动态数据。所述动态数据捕获用户在训练活动期间在有形仪表模块(1160)的一个或多个有形仪表上执行的动作。所述处理器模块还通过以下方式构建与多个表现指标值对应的数据集：在考虑目标时间步长的基础上将来自至少两个动态子系统的动态数据同步到数据集中，所述至少两个动态子系统与来自多个表现指标值的至少一个公共表现指标值相关联，并且，对于动态数据中缺失的多个动态子系统的至少一个缺失动态子系统，从与一个或多个相互关联的动态子系统相关联的动态数据向数据集中推断一组新数据，所述相互关联的动态子系统和所述至少一个缺失动态子系统影响来自多个表现指标值的至少一个公共表现指标值。
所述处理器模块可选地可从多个交互式计算机模拟站获得动态数据，并为所述多个交互式计算机模拟站构建具有目标时间步长的数据集。
所述处理器模块可选地还可提供作为公共标准化流使用者的数据集，该使用者包括评级系统。所述公共标准化流可包括与多个表现指标值相关的分类信息。
当从具有目标时间的动态数据构建与多个表现指标值对应的数据集时，所述处理器模块可选地可从与一个或多个相互关联的动态子系统相关联的动态数据向数据集中添加动态数据中缺失的至少一个模拟动态子系统和另外一组数据，所述相互关联的动态子系统和所述至少一个模拟动态子系统影响来自多个表现指标值的至少一个公共表现指标值。
所述处理器模块可选地可在构建数据集时应用线性二次估算(LQE)和/或在构建数据集时应用概率定向非循环图形模型。
在第一组实施例中，第二方面涉及一种用于确定与由用户在交互式计算机模拟中进行的训练活动相关的多个表现指标值的方法2000，该交互式计算机模拟模拟包括多个动态子系统的虚拟元素。方法2000包括获得2020与在包括有形仪表模块的交互式计算机模拟站中模拟的虚拟元素相关的动态数据。所述动态数据捕获用户在训练活动期间在提供2010给用户的有形仪表模块的一个或多个有形仪表上执行的动作。方法2000还包括通过以下方式构建与多个表现指标值对应的数据集：在考虑目标时间步长的基础上将来自至少两个动态子系统的动态数据2030同步到数据集中，所述至少两个动态子系统与来自多个表现指标值的至少一个公共表现指标值相关联，并且，对于动态数据中缺失的多个动态子系统的至少一个缺失动态子系统，从与一个或多个相互关联的动态子系统相关联的动态数据向数据集中推断2040一组新数据，所述相互关联的动态子系统和所述至少一个缺失动态子系统影响来自多个表现指标值的至少一个公共表现指标值。可在考虑交互式计算机模拟中虚拟元素/用户的行为的基础上根据需要重复2050步骤2020、2030和2040。
方法2000可选地还可包括从多个交互式计算机模拟站获得动态数据，其中，所述构建具有目标时间步长的数据集是为所述多个交互式计算机模拟站进行的。
方法2000可选地还可包括提供作为公共标准化流使用者的数据集，该使用者包括评级系统。所述公共标准化流可选地可包括与多个表现指标值相关的分类信息。
方法2000可选地还可包括：当从具有目标时间的动态数据构建与多个表现指标值对应的数据集时，从与一个或多个相互关联的动态子系统相关联的动态数据向数据集中添加动态数据中缺失的至少一个模拟动态子系统和另外一组数据，所述相互关联的动态子系统和所述至少一个模拟动态子系统影响来自多个表现指标值的至少一个公共表现指标值。
可选地，所述构建数据集可通过在构建数据集时应用线性二次估算(LQE)和/或通过应用概率定向非循环图形模型来进行。
现在请参考图1、3和图5至8，其中示出了第二组实施例。在所示的示例中，提供一种用于在交互式计算机模拟中通过训练活动训练用户执行任务的交互式计算机模拟系统(例如1000)，该交互式计算机模拟模拟虚拟元素。所述交互式计算机模拟系统包括交互式计算机模拟站(例如1100)和处理器模块(例如1130、1830)。所述交互式计算机模拟站包括有形仪表模块(例如1160)，用户与该有形仪表模块交互，以控制交互式计算机模拟中的虚拟元素。
所述处理器模块获得与被模拟的虚拟元素相关的多个表现指标数据集，所述多个表现指标数据集表示用户与有形仪表模块之间的交互的结果，并且，在交互式计算机模拟的执行期间，在多个表现指标数据集中检测在训练活动期间对虚拟元素的多个实际操控，从多个单独检测的实际操控标识用于训练活动的一个或多个标准操作程序(SOP)，在进行SOP检测时实时提供与SOP相关的信息，以在交互式计算机模拟中显示。
所述系统可选地还可包括用于确定与由用户在交互式计算机模拟中进行的训练活动相关的多个表现指标值的模拟映射系统(例如1800)，该交互式计算机模拟模拟包括多个动态子系统的虚拟元素。所述多个表现指标数据集可由该模拟映射系统提供。
所述处理器模块还可获得与训练活动相关的记分卡，以建立所述一个或多个相关SOP的列表。所述一个或多个SOP可标识与其相关的多个单独检测的实际操控。
所述与被模拟的虚拟元素相关的多个表现指标数据集可用于提供针对检测的SOP的评级记分卡。所述在交互式计算机模拟中显示的与SOP相关的信息可进一步包括针对检测的SOP的评级记分卡。可记录检测的实际操控，以用于活动后汇报。
在一个可选实施例中，所述处理器模块还获得在训练活动期间对虚拟元素的多个预期操控，所述多个预期操控包括预期的多个预期单项操控以及由多个预期单项操控中的不只一个单项操控构成的一个或多个嵌套操控；计算多个表现指标数据集以标识在训练活动期间对虚拟元素的实际操控；对照预期的嵌套操控中的相应的预期的嵌套操控对一个或多个实际的嵌套操控进行标识和评级；并且，尽管对实际的嵌套操控的表现进行了标识和评级，还对照多个预期的单项操控对多个实际的单项操控进行标识和评级。
在第二组实施例中，第二方面涉及一种用于在交互式计算机模拟中通过训练活动训练用户执行任务的交互式计算机模拟站(例如1100)，该交互式计算机模拟模拟虚拟元素。所述交互式计算机模拟站包括有形仪表模块1160和处理器模块，用户与该有形仪表模块交互，以控制交互式计算机模拟中的虚拟元素。
所述处理器模块(例如1130)获得与被模拟的虚拟元素相关的多个表现指标数据集，所述多个表现指标数据集表示用户与有形仪表模块之间的交互的结果，并且，在交互式计算机模拟的执行期间，在多个表现指标数据集中检测在训练活动期间对虚拟元素的多个实际操控，从多个单独检测的实际操控标识用于训练活动的一个或多个标准操作程序(SOP)，并在进行SOP检测时实时提供与SOP相关的信息，以在交互式计算机模拟中显示。
所述交互式计算机模拟站还可包括用于从模拟映射系统接收多个表现指标数据集的网络接口模块(例如1140)，该模拟映射系统确定与用户在交互式计算机模拟中进行的训练活动相关的多个表现指标值。
所述处理器模块可选地还获得与训练活动相关的记分卡，以建立所述一个或多个相关SOP的列表。所述一个或多个SOP可进一步标识与其相关的多个单独检测的实际操控。
所述与被模拟的虚拟元素相关的多个表现指标数据集可用于提供针对检测的SOP的评级记分卡。所述在交互式计算机模拟中显示的与SOP相关的信息可包括针对检测的SOP的评级记分卡。
在一个可选实施例中，所述处理器模块还获得在训练活动期间对虚拟元素的多个预期操控，所述多个预期操控包括预期的多个预期单项操控以及由多个预期单项操控中的不只一个单项操控构成的一个或多个嵌套操控；计算多个表现指标数据集以标识在训练活动期间对虚拟元素的实际操控；对照预期的嵌套操控中的相应的预期的嵌套操控对一个或多个实际的嵌套操控进行标识和评级；并且，尽管对实际的嵌套操控的表现进行了标识和评级，还对照多个预期的单项操控对多个实际的单项操控进行标识和评级。
在第二组实施例中，第三方面涉及一种用于在交互式计算机模拟中通过训练活动训练用户执行任务的方法3000，该交互式计算机模拟模拟虚拟元素。方法3000包括在交互式计算机模拟站中为用户提供3010有形仪表模块(例如1160)，以控制交互式计算机模拟中的虚拟元素。方法3000还包括：获得3020与被模拟的虚拟元素相关的多个表现指标数据集，所述多个表现指标数据集表示用户与有形仪表模块之间的交互的结果，并且，在交互式计算机模拟站执行交互式计算机模拟期间，在多个表现指标数据集中检测3030在训练活动期间对虚拟元素的一个或多个实际操控，从检测的实际操控标识3040一个或多个标准操作程序(SOP)，并在进行SOP检测时在交互式计算机模拟中实时显示3050与SOP相关的信息。根据交互式计算机模拟中的虚拟元素/用户的行为，步骤3020、3030、3040和可选的步骤3060可重复3060多次。
方法3000可选地还可包括在模拟映射系统处确定与由用户在交互式计算机模拟中进行的训练活动相关的多个表现指标值，该交互式计算机模拟模拟包括多个动态子系统的虚拟元素。所述多个表现指标数据集可由该模拟映射系统提供。
方法3000可选地还可包括获得与训练活动相关的记分卡，以建立所述一个或多个相关SOP的列表。所述一个或多个SOP可进一步标识与其相关的多个单独检测的实际操控。
所述与被模拟的虚拟元素相关的多个表现指标数据集可用于提供针对检测的SOP的评级记分卡。此时，所述在交互式计算机模拟中显示的与SOP相关的信息可选地可包括针对检测的SOP的评级记分卡。
方法3000可选地还可包括记录检测的实际操控，并根据记录的检测的实际操控汇报训练活动。
在一些实施例中，方法3000可选地还可包括：获得在训练活动期间对虚拟元素的多个预期操控，所述多个预期操控包括预期的多个预期单项操控以及由多个预期单项操控中的不只一个单项操控构成的一个或多个嵌套操控；计算多个表现指标数据集以标识在训练活动期间对虚拟元素的实际操控；对照预期的嵌套操控中的相应的预期的嵌套操控对一个或多个实际的嵌套操控进行标识和评级；并且，尽管对实际的嵌套操控的表现进行了标识和评级，还对照多个预期的单项操控对多个实际的单项操控进行标识和评级。
现在请参考图1和图4至8，其中示出了第三组实施例。其中示出了一种基于交互式计算机的训练系统(例如1000)，该训练系统用于评估用户在交互式计算机模拟中进行的训练活动，该交互式计算机模拟模拟虚拟元素。所述训练系统包括交互式计算机模拟站(例如1100)，该交互式计算机模拟站包括有形仪表模块(例如1160)和处理器模块(例如1130、1830)，用户与该有形仪表模块交互，以控制交互式计算机模拟中的虚拟元素。所述处理器模块获得与交互式计算机模拟站中的被模拟的虚拟元素相关的多个表现指标数据集，所述多个表现指标数据集表示用户与有形仪表模块之间的交互结果；获得在训练活动期间对虚拟元素的多个预期操控；计算多个表现指标数据集，以标识在训练活动期间对虚拟元素的实际操控；对照所述预期操控中的相应的预期操控标识在训练活动期间对虚拟元素的一个或多个失败的实际操控；并与虚拟元素的预期操控相比较对虚拟元素的实际操控执行计算回归，以标识失败的实际操控的一个或多个根本原因，即使实际操控与相应的预期操控相符，也对实际操控执行计算回归。
所述系统可选地还可包括用于确定与用户在交互式计算机模拟中进行的训练活动相关的多个表现指标值的模拟映射系统，所述交互式计算机模拟模拟包括多个动态子系统的虚拟元素，其中所述多个表现指标数据集由模拟映射系统提供。
所述处理器模块可选地还可基于因果模型实时地映射在训练活动期间对虚拟元素的每个实际操控，以将所述实际操控与先前的实际操控联系起来。然后，所述处理器模块可选地可在考虑因果模型的基础上将概率评级与失败的实际操控的一个或多个根本原因相关联。
所述处理器模块可选地还可实时地向用户的教员提供失败的实际操控的一个或多个根本原因。
所述与被模拟的虚拟元素相关的多个表现指标数据集可用于提供针对实际操控的评级记分卡。可提供所述针对实际操控的评级记分卡，以在交互式计算机模拟中显示。
在第三组实施例中，第二方面涉及一种交互式计算机模拟站(例如1100)，该交互式计算机模拟站用于评估用户在交互式计算机模拟中进行的训练活动，该交互式计算机模拟模拟虚拟元素。所述交互式计算机模拟站包括有形仪表模块(例如1160)和处理器模块，用户与该有形仪表模块交互，以控制交互式计算机模拟中的虚拟元素。所述处理器模块(例如1130)获得与交互式计算机模拟站中的被模拟的虚拟元素相关的多个表现指标数据集，所述多个表现指标数据集表示用户与有形仪表模块之间的交互结果；获得在训练活动期间对虚拟元素的多个预期操控；计算多个表现指标数据集，以标识在训练活动期间对虚拟元素的实际操控；对照所述预期操控中的相应的预期操控标识在训练活动期间对虚拟元素的一个或多个失败的实际操控；并与虚拟元素的预期操控相比较对虚拟元素的实际操控执行计算回归，以标识失败的实际操控的一个或多个根本原因，即使实际操控与相应的预期操控相符，也对实际操控执行计算回归。
所述交互式计算机模拟站还可包括用于从模拟映射系统接收多个表现指标数据集的网络接口模块(例如1140)，该模拟映射系统确定与用户在交互式计算机模拟中进行的训练活动相关的多个表现指标值。
所述处理器模块可选地还可基于因果模型实时地映射在训练活动期间对虚拟元素的每个实际操控，以将所述实际操控与先前的实际操控联系起来，并在考虑因果模型的基础上将概率评级与失败的实际操控的一个或多个根本原因相关联。
所述处理器模块可选地还可实时地向用户的教员提供失败的实际操控的一个或多个根本原因。
所述与被模拟的虚拟元素相关的多个表现指标数据集可用于提供针对实际操控的评级记分卡。然后，可提供所述针对实际操控的评级记分卡，以在交互式计算机模拟中显示。
在第三组实施例中，第三方面涉及一种用于评估用户在交互式计算机模拟中进行的训练活动的方法4000，该交互式计算机模拟模拟虚拟元素。方法4000包括：获得4020与交互式计算机模拟站中的被模拟的虚拟元素相关的多个表现指标数据集，所述多个表现指标数据集表示用户与交互式计算机模拟站的有形仪表模块(例如1160)的进行交互4010的结果；用户与有形仪表模块交互，以控制交互式计算机模拟中的虚拟元素；获得4030在训练活动期间对虚拟元素的多个预期操控；计算4040多个表现指标数据集，以标识在训练期间对虚拟元素的实际操控活动；对照预期操控中的相应的预期操控标识4050在训练活动期间对虚拟元素的一个或多个失败的实际操控；并对照虚拟元素的预期操控对虚拟元素的实际操控执行4060计算回归，以标识失败的实际操控的一个或多个根本原因，即使实际操控与相应的预期操控相符，也对实际操控执行计算回归。
方法4000可选地还可包括在模拟映射系统(例如1800)处确定与用户在交互式计算机模拟中进行的训练活动相关的多个表现指标值，所述交互式计算机模拟模拟包括多个动态子系统的虚拟元素，其中所述多个表现指标数据集由模拟映射系统提供。
方法4000可选地还可包括基于因果模型实时地映射在训练活动期间对虚拟元素的每个实际操控，以将所述实际操控与先前的实际操控联系起来。然后，方法4000还可包括在考虑因果模型的基础上将概率评级与失败的实际操控的一个或多个根本原因相关联，并且实时地向用户的教员提供失败的实际操控的一个或多个根本原因。所述与被模拟的虚拟元素相关的多个表现指标数据集可用于提供针对实际操控的评级记分卡。方法4000可选地还可包括提供4070针对实际操控的评级记分卡，以在交互式计算机模拟中显示。根据交互式计算机模拟中的虚拟元素/用户的行为，步骤4020、4030、4040、4050、4060和可选的步骤4070可重复4080多次。
通常认为方法是导致期望结果的一个自洽步骤序列。这些步骤需要物理量的物理操控。虽然不是必须的，但是通常这些量采取能够被存储、传递、组合、比较和以其他方式操控的电或磁/电磁信号的形式。有时，主要出于通用的原因，将这些信号称为比特、数值、参数、项目、元素、对象、符号、字符、术语、数字等比较方便。但是应注意，所有这些术语和类似术语都与适当的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量的便利标记。虽然本发明是以示例性方式说明的，但是这种说明并不旨在穷举或限制于所公开的实施例。许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。选择这些实施例是为了说明本发明的原理及其实际应用，并使本领域普通技术人员能够理解本发明，以便实现带有可能适合于其他预期用途的各种修改的各种实施例。

Claims (17)

1.一种交互式计算机模拟系统，用于在交互式计算机模拟中通过训练活动训练用户以执行任务，所述交互式计算机模拟对虚拟元素进行模拟，所述交互式计算机模拟系统包括：
交互式计算机模拟站，其包括：
有形仪表模块，所述用户与所述有形仪表模块进行交互，以用于控制所述交互式计算机模拟中的所述虚拟元素；和
执行以下的处理器模块：
获得与被模拟的所述虚拟元素相关的多个表现指标数据集，所述多个表现指标数据集表示所述用户与所述有形仪表模块之间的交互结果；和
在执行所述交互式计算机模拟期间：
在所述多个表现指标数据集中检测在所述训练活动期间对所述虚拟元素的多个实际操控；
根据多个单独检测的实际操控标识用于所述训练活动的一个或多个标准操作程序SOP；和
在检测所述SOP时实时地提供与所述SOP相关的信息，以在所述交互式计算机模拟中显示，
其中所述处理器模块：
在所述训练活动期间获得所述虚拟元素的多个预期操控，所述多个预期操控包括多个预期的单项操控以及由所述多个预期的单项操控中的多于一个单项操控形成的一个或多个嵌套操控；
计算所述多个表现指标数据集，以标识在所述训练活动期间对所述虚拟元素的实际操控；
对照预期的嵌套操控之中的相应的预期的嵌套操控对一个或多个实际的嵌套操控进行标识和评级；和
尽管对所述实际的嵌套操控的表现进行了标识和评级，但还参照所述多个预期的单项操控对多个实际的单项操控进行标识和评级。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括用于确定与所述用户在所述交互式计算机模拟中执行的所述训练活动相关的多个表现指标值的模拟映射系统，所述交互式计算机模拟对包括多个动态子系统的所述虚拟元素进行模拟，其中所述多个表现指标数据集由所述模拟映射系统提供。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器模块获得与所述训练活动相关的记分卡，以建立相关的所述一个或多个SOP的列表。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述一个或多个SOP标识与其相关的所述多个单独检测的实际操控。
5.根据权利要求1所述的系统，其中与被模拟的所述虚拟元素相关的所述多个表现指标数据集被用来提供针对所检测的SOP的评级记分卡。
6.根据权利要求5所述的系统，其中在所述交互式计算机模拟中显示的与所述SOP相关的信息包括针对所检测的SOP的所述评级记分卡。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所检测的实际操控被记录以便进行活动后汇报。
8.一种交互式计算机模拟站，用于在交互式计算机模拟中通过训练活动训练用户以执行任务，所述交互式计算机模拟对虚拟元素进行模拟，所述交互式计算机模拟站包括：
有形仪表模块，所述用户与所述有形仪表模块进行交互，以控制所述交互式计算机模拟中的所述虚拟元素；和
执行以下的处理器模块：
获得与被模拟的所述虚拟元素相关的多个表现指标数据集，所述多个表现指标数据集表示所述用户与所述有形仪表模块之间的交互结果；和
在执行所述交互式计算机模拟期间：
在所述多个表现指标数据集中检测在所述训练活动期间对所述虚拟元素的多个实际操控；
根据多个单独检测的实际操控标识用于所述训练活动的一个或多个标准操作程序SOP；和
在检测所述SOP时实时地提供与所述SOP相关的信息，以在所述交互式计算机模拟中显示，
其中所述处理器模块：
在所述训练活动期间获得所述虚拟元素的多个预期操控，所述多个预期操控包括多个预期的单项操控以及由所述多个预期的单项操控中的多于一个单项操控形成的一个或多个嵌套操控；
计算所述多个表现指标数据集，以标识在所述训练活动期间对所述虚拟元素的实际操控；
对照预期的嵌套操控之中的相应的预期的嵌套操控对一个或多个实际的嵌套操控进行标识和评级；和
尽管对所述实际的嵌套操控的表现进行了标识和评级，但还参照所述多个预期的单项操控对多个实际的单项操控进行标识和评级。
9.根据权利要求8所述的交互式计算机模拟站，还包括用于从模拟映射系统接收所述多个表现指标数据集的网络接口模块，所述模拟映射系统确定与所述用户在所述交互式计算机模拟中进行的所述训练活动相关的多个表现指标值。
10.根据权利要求8所述的交互式计算机模拟站，其中所述处理器模块获得与所述训练活动相关的记分卡，以建立相关的所述一个或多个SOP的列表，其中所述一个或多个SOP标识与之相关的所述多个单独检测的实际操控。
11.根据权利要求8所述的交互式计算机模拟站，其中与被模拟的所述虚拟元素相关的所述多个表现指标数据集被用来提供针对所检测的SOP的评级记分卡，其中在所述交互式计算机模拟中显示的与所述SOP相关的信息包括针对所检测的SOP的所述评级记分卡。
12.一种在交互式计算机模拟中通过训练活动训练用户以执行任务的方法，所述交互式计算机模拟对虚拟元素进行模拟，所述方法包括：
在交互式计算机模拟站中，为所述用户提供有形仪表模块，以用于控制所述交互式计算机模拟中的所述虚拟元素；
获得与被模拟的所述虚拟元素相关的多个表现指标数据集，所述多个表现指标数据集表示所述用户与所述有形仪表模块之间的交互结果；和
在所述交互式计算机模拟站执行所述交互式计算机模拟期间：
在所述多个表现指标数据集中检测在所述训练活动期间对所述虚拟元素的一个或多个实际操控；
从所检测的实际操控标识一个或多个标准操作程序SOP；和
在检测所述SOP时实时地在所述交互式计算机模拟中显示与所述SOP相关的信息，
所述方法还包括：
在所述训练活动期间获得所述虚拟元素的多个预期操控，所述多个预期操控包括多个预期的单项操控以及由所述多个预期的单项操控中的多于一个单项操控形成的一个或多个嵌套操控；
计算所述多个表现指标数据集，以标识在所述训练活动期间对所述虚拟元素的实际操控；
对照预期的嵌套操控之中的相应的预期的嵌套操控对一个或多个实际的嵌套操控进行标识和评级；和
尽管对所述实际的嵌套操控的表现进行了标识和评级，但还参照所述多个预期的单项操控对多个实际的单项操控进行标识和评级。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括在模拟映射系统处确定与所述用户在所述交互式计算机模拟中执行的所述训练活动相关的多个表现指标值，所述交互式计算机模拟对包括多个动态子系统的所述虚拟元素进行模拟，其中所述多个表现指标数据集由所述模拟映射系统提供。
14.根据权利要求12所述的方法，还包括获得与所述训练活动相关的记分卡，以建立相关的所述一个或多个SOP的列表。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述一个或多个SOP标识与其相关的多个单独检测的所述实际操控。
16.根据权利要求12所述的方法，其中与被模拟的所述虚拟元素相关的所述多个表现指标数据集被用来提供针对所检测的SOP的评级记分卡，其中在所述交互式计算机模拟中显示的与所述SOP相关的信息包括针对所检测的SOP的所述评级记分卡。
17.根据权利要求12所述的方法，还包括记录所检测的实际操控，并根据所记录的检测的实际操控汇报所述训练活动。
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