险情下机组沟通对进近着陆绩效影响的中介机制分析

为提高进近着陆绩效,结合航空事故调查分析,确定出机组成员间的有效沟通是确保安全飞行的基本要素之一.以机组成员的情境意识和机组的团队共享心智为中介变量,构建机组沟通对进近着陆的影响机制理论模型.采用Flight Simula-tor 飞 行软件,模拟单发失效应急情境,利用情境意识评定技术和团队共享心智测量量表,测量机组沟...     

飞行学员注视方式对团队情境意识的影响

为分析不同着陆场景下飞行学员的注视方式对团队情境意识与着陆绩效的影响,模拟正常着陆和单发失效着陆两种场景,以飞行学员关注外景或仪表的注视点占比反映其注视方式,以被试的个体情境意识与共享心智模型反映其团队情境意识,分析飞行学员的注视方式与团队情境意识的相关性,并进一步分析其对着陆绩效的影响.结果 表明:飞行学员的注视点占比与其团队情境意识存在显著的正相关关系,正常着陆场景下对外景注视较多会获得较高的团队情境意识;单发失效场景下对内外景平均分配注视点会获得较高的团队情境意识;团队情境意识与着陆绩效存在显著的正相关关系.因此,在着陆阶段飞行学员可以采取合理的注视方式以增强其团队情境意识,进而提高着陆绩效.     

基于认知能力的民航飞行员陆空通话绩效研究

为提高民航飞行员的陆空通话绩效,基于认知心理学,分析飞行员的注意力、短时记忆能力、思维能力和语言能力四项认知能力对其陆空通话绩效的影响。选取20名飞行学员作为被试,模拟飞行员与管制员陆空通话,通过分析被试在各项认知能力下陆空通话绩效,并结合专家对各项认知能力赋的权值,建立飞行员综合认知模型。结果表明：飞行员的注意力分配和短时记忆能力对其陆空通话绩效的影响显著;其思维能力对错误指令的识别具有显著影响;语言能力显著影响飞行员要求管制员重复指令的次数。飞行员较高的认知能力,对提高陆空通话绩效,保障航空器安全运行具有重要意义。     

驾驶舱人机工效综合评价体系

该研究提出了一种基于多指标客观测量的方法实现对飞行中的人为因素的连续评价,同时该方法具有较好的诊断性,能够为评审和设计提供参考。该方法中,所测量的客观参量包含了眼动参数、生理参数、飞行员的控制行为和飞机的状态。利用主成分分析方法这些参数被分别综合入4个主要的方面来描述飞行任务中整个人在环系统的表现。其中眼动参数被综合入飞行员的认知活动方面,生理参数被综合入飞行员的唤醒程度方面,飞行员的行为被综合入控制活动方面,飞机的状态参数被综合入飞行绩效方面。同时为了在驾驶舱显控界面的设计与飞行安全之间建立起联系,该研究建立了另外4个指标分别用于描述认知活动与飞行绩效的相关性、控制活动与飞行绩效的相关性、认知活动与唤醒程度的相关性,以及控制活动与唤醒程度之间的相关性。该研究构建了一个八维模式图将以上指标综合起来直观地显示出来,对飞行任务中各个时刻的人为因素做出评价。     

机组工作负荷模拟飞行测量实验

测量民用飞机机组工作负荷是为了检验规定的飞行任务是否超过机组人员的能力范围,以确保机组人员能够快速安全地完成任务。工作负荷的在线飞行测量是最小机组适航审定的重要测量手段。因此,该研究在多名民用航空飞行员、ARJ21和C919飞行教员协助工作下,开展了3次模拟飞行工作负荷测量实验。实验过程中采用主观评价(SWAT量表、NASA量表、Bedford量表)及生理测量(眼动测量、心电测量)对各飞行阶段下的工作负荷进行测量研究。该研究对测量指标进行了筛选,同时对各指标对工作负荷评测的适用性进行了分析。通过这3次测量研究,明确和完善了在线飞行机组工作负荷的测量方法和测量技术,并且明确了相关的测量指标。     

智能化信息系统对飞行员视觉搜索特性的影响

为探究飞行员使用智能化信息系统的视觉搜索特性,设计以信息系统等级（交互式辅助系统和电子飞行手册）为自变量、以视觉搜索特性（视觉搜索特征和绩效水平）为因变量的对比实验,记录20名航线飞行员在模拟机实验场景中所关注的各人机交互界面的眼动数据,通过统计分析、构建视觉搜索绩效评估模型,反映飞行员视觉搜索特征及绩效水平。结果表明：两组飞行员的注视总持续时间、注视总持续时间占比、注视次数等视觉搜索特征存在显著差异,且随着信息系统智能化等级的提高,飞行员在单发失效和襟翼卡阻故障场景中的视觉搜索绩效水平有效提高且工作负荷降低。由此,验证了信息系统自动化程度的提高在复杂场景下能对飞行员的工作绩效产生正效应,可为驾驶舱人机交互界面的设计、优化及迭代提供理论参考,保证飞行安全。     

浅议如何预防驾驶舱交流障碍

驾驶舱交流是驾驶舱资源管理的一个重要组成部分,而机组通过机组成员之间的交流来实现对驾驶舱资源的管理。机组成员内的驾驶舱交流对实现飞行操纵、达到飞行目的、保障飞行安全起着至关重要的决定性作用。经过对大量中、外飞行事故的调查表明：因机组人员座舱秩序混乱、机长决策不果断、机组成员参与配合意识差、不能充分利用驾驶舱资源而造成的事故约占70%。因此,驾驶舱交流对我们飞行人员来说是必不可少的基本技能,缺乏驾驶舱交流将产生无法估量的后果及影响,没有交流谈不上驾驶舱资源的管理。本文就驾驶舱交流与飞行安全的关系,详细阐述驾驶舱交流的组成要素及其影响因素然后进行分析,并在此基础上提出促进驾驶舱交流的措施和具体方法。目的在于使飞行员能更好地认识和运用驾驶舱交流这项技能,以提高飞行效率和工作绩效,从而更好地确保飞行安全。     

民用飞机驾驶舱人机工效综合评估理论与方法研究年度报告

该研究围绕"人在环复杂系统的控制问题"这一核心科学问题,从人机不同形式智能体融合及其相互影响机理入手,构建复杂智能系统的数学模型并通过科学的实验及观测方法对模型进行验证,最终确定用于民机驾驶舱人机工效评价的指标体系和综合评价方法。该年度的主要研究进展从以下4个方面展开:(1)基于人在环复杂系统的人机耦合策略模型。从通过信息感知、信息分析和决策以及操控策略执行3个模块的具体设计与实现来完成人—机—环境复杂系统模型对于飞行员系统模型的设计要求,构成了飞行员系统模型的设计与实现,最终形成了基于规则的人机耦合策略模型。在此基础上,融入人为因素影响因子体系,深化飞行员与飞机系统及飞行环境系统的交互从而将人为因素的研究具体化到人—机—环境系统仿真中的每一个环节中去。(2)多维驾驶舱人机工效综合评价体系。通过构建具有模块化分布式构架的机组工作量测量与评估仿真实验平台,进行了机组工作量测量的行为与生理参数集成采集,以复杂系统理论为依据,构建分层次多维度人机工效综合评价指标体系,可以清晰地体现出飞行员在飞行任务中各个时刻在各方面的表现,可以对飞行绩效的降低提供具有诊断性的结果,为驾驶舱设计提供参考。(3)认知行为信号处理与模式识别。以驾驶舱设计为背景和出发点,通过对驾驶舱设计理念和布局规则的深入理解,针对认知过程产生的生理信号与状态量,结合人因学理论以及特定的飞行操控,将飞行员的肌电信号特征作为研究对象,通过信号的分解、相关性分析、选择、组合4个过程,提出基于EEMD和Hilbert变换的动态疲劳评价方法。结果显示基于平均瞬时频率的疲劳指标能有效的表征动态肌电信号的疲劳趋势。方法可以推广形成一系列行之有效的信号处理体系,最终为驾驶舱的设计提供指导或参考,以及为驾驶舱适航符合性验证提供帮助。(4)机组工作负荷综合评价体系与预测模型。通过对机组工作负荷影响因素研究,建立时间压力对工作负荷的影响模型。确定了时间压力0.8为工作负荷"redline",为机组工作负荷预测模型中的时间线分析的临界负荷值确定提供了理论基础。在此基础上,通过感知任务、认知认务、单任务、双任务、多任务操作实验,确定它们之间的关系模型,为机组工作负荷预测模型中的负荷计算部分奠定实验数据理论基础。     

基于眼动指标的HUD字符颜色对HUD和HDD相容性影响研究

目的 为研究HUD（Head Up Display）字符颜色对飞行员进行HUD和HDD（Head Down Display）切换时观察信息的认知和扫视流畅性的影响,基于前期关于显示器字符颜色、认知绩效和扫视流畅性的相关研究,开展颜色编码对HUD和HDD相容性影响的评估。方法 设计眼动测量实验,通过模拟仿真平台,让20名被试驾驶模拟机完成进近过程,同时记录被试进行HUD和HDD仪表切换后在HUD界面的眼动数据,且在实验的过程中要求被试又快又准的回答有关仪表信息的提问。结果 相同的飞行任务和实验条件下,当HUD使用不同颜色编码时,被试进行显示器切换后,注视轨迹、注视时间、瞳孔直径和反应时的主效应显著,且不同颜色编码间存在显著性差异;采用绿色时效果最佳,青色编码次之,蓝色和黄色效果最差,说明HUD字符的颜色编码设计对HUD和HDD相容性有显著影响。结论 当颜色色相趋于缓和,视觉刺激较弱时,飞行员进行显示器切换后扫视模式较好,认知绩效水平得到提升,即HUD和HDD相容性较好。反之,则容易引起飞行员的紧张情绪,降低认知绩效,扫视轨迹混乱,搜集信息时视线的流畅性受阻。     

基于眼动指标的平视显示器字符颜色对平视显示器和下视显示器相容性影响分析

为研究平视显示器(head up display,HUD)字符颜色对飞行员进行HUD和下视显示器(head down display,HDD)切换时观察信息的认知和扫视流畅性的影响,基于前期关于显示器字符颜色、认知绩效和扫视流畅性的相关研究,开展颜色编码对HUD和HDD相容性影响的评估。设计眼动测量实验,通过模拟仿真平台,让20名被试驾驶模拟机完成进近过程,同时记录被试进行HUD和HDD仪表切换后在HUD界面的眼动数据,且在实验的过程中要求被试又快又准地回答有关仪表信息的提问。相同的飞行任务和实验条件下,当HUD使用不同颜色编码时,被试进行显示器切换后,注视轨迹、注视时间、瞳孔直径和反应时的主效应显著,且不同颜色编码间存在显著性差异;采用绿色时效果最佳,青色编码次之,蓝色和黄色效果最差,说明HUD字符的颜色编码设计对HUD和HDD相容性有显著影响。当颜色色相趋于缓和,视觉刺激较弱时,飞行员进行显示器切换后扫视模式较好,认知绩效水平得到提升,即HUD和HDD相容性较好。反之,则容易引起飞行员的紧张情绪,降低认知绩效,扫视轨迹混乱,搜集信息时视线的流畅性受阻。     

驾如其人:为什么我们会不友善驾驶?

当个体做出不友善驾驶行为时,常归因于环境或者他人,很少意识到自身的问题.针对这一现象,通过问卷测量和行为决策实验,从两个方面为人格在不友善驾驶行为中的根本作用提供了证据.两个实验的结果分别表明:在控制了情境因素的影响后,人格对行为的预测力依然显著;当情境特征相似时,个体行为出现跨情境的一致性.实验结论为“驾如其人”的观...     

驾如其人: 为什么我们会不友善驾驶?

当个体做出不友善驾驶行为时, 常归因于环境或者他人, 很少意识到自身的问题。针对这一现象, 通过问卷测量和行为决策实验, 从两个方面为人格在不友善驾驶行为中的根本作用提供了证据。两个实验的结果分别表明: 在控制了情境因素的影响后, 人格对行为的预测力依然显著; 当情境特征相似时, 个体行为出现跨情境的一致性。实验结论为“驾如其人”的观点提供了有力支持。     

不同时间压力条件下飞行学员的情绪稳定性对决策绩效的影响

为了提高飞行学员的决策绩效,探究飞行学员的情绪稳定性在不同时间压力条件下对其决策绩效的影响,采用Flight Simulator飞行软件和眼动仪,模拟不同时间压力下的进近着陆飞行场景,利用卡特尔16人格因素量表,测量飞行学员情绪稳定性对决策绩效的影响。实验结果表明：时间压力对飞行学员的决策绩效产生负向影响;飞行学员的情绪稳定性对其注视方式和决策绩效均有显著影响;飞行学员的平均注视时间在其情绪稳定性对决策绩效的影响中起完全中介作用,而其注视次数在情绪稳定性对决策绩效的影响中起部分中介作用。因此,通过提高飞行学员的情绪稳定性,进一步影响其学员的注视方式和决策绩效,从而可以提高飞行安全水平。     

标识设计中语义认知事件相关电位

采用事件相关电位(ERP)技术,以公共空间标识为研究对象,探索图文语义一致或不一致对用户标识认知的影响.实验材料源于GB/T 10001《标志用公共信息图形符号》,采用Matlab13b和Stata14对脑电和行为数据进行处理.结果表明:在标识认知过程中,诱发了N170、P200、N300和N400,说明被试经历了分类处理、情绪唤醒、逻辑判断和语义判断4个阶段;图文语义是否匹配2种条件下所诱发的N300在前额区差异显著;N400在前额区、中央区和顶区差异显著.N300和N400可以作为判断标识图形与预期语义是否一致的神经测量指标.     

塔台管制中NNI注视指数与情境意识的相关性研究

为挖掘测量塔台管制员情境意识（SA）的可用眼动指标,搭建模拟塔台管制眼动试验平台,设计3组难度试验。用NASA-TLX量表评估被试的任务负荷,对其进行方差分析,验证了试验设计的合理性;利用NNI算法量化被试的注视模式,用3D-SART量表评估被试的SA,利用SPSS软件对被试的NNI注视指数与SA进行以任务负荷为控制变量的偏相关分析和无控制变量的皮尔逊相关性分析。结果表明,被试的NNI注视指数与SA有显著中度正相关,且相关程度不受试验难度影响;NNI注视指数可以作为测量塔台管制员SA的一项眼动指标。     

基于认知的管制员监听差错影响因素

为防范因陆空通话差错造成航空不安全事件风险,基于管制员认知过程,从无线电频率、是否使用管制员母语、陆空通话语速和指令复杂程度4个维度分析陆空通话对管制员监听差错的影响。选取52名管制员作为被试,使用E-prime搭建实验平台模拟管制员监听机组复诵场景,分析被试在不同场景下监听陆空通话绩效。结果表明：无线电频率干扰、陆空通话使用非母语、复杂指令会导致管制员监听差错的显著差异。本研究为强化陆空通话管理,有助于提高空中交通安全水平。     

基于织物传感器所测肌肉厚度特征的肌肉疲劳监测（英文）

骨骼肌疲劳监测是康复医疗和运动科学等领域热点课题。然而受传感器的尺寸和价格所限,目前的肌肉疲劳监测技术不适用于运动场景。该研究基于织物应变传感器的穿戴式智能带测量人体上臂肱二头肌的厚度变化,以期辅助常规肌电图(electromyography, EMG)传感器监测肌肉疲劳。测试方案选用哑铃弯举动作,采用EMG过零率和EMG中位频率检验新提出的2个基于厚度的肌肉疲劳指标,即电阻中位频率和电阻所围面积。结果显示,EMG中位频率和电阻中位频率相关系数达0.781 5,P值为0.022 0;EMG过零率和电阻所围面积相关系数达0.874 7,P值为0.004 5。结果表明,基于厚度的肌肉疲劳指标与常用的基于EMG的疲劳指标显著相关。该研究验证了使用面向可穿戴的柔性传感器在运动中监测肌肉疲劳的可行性,显示出该类传感器在肌肉疲劳监测研究领域的广阔前景。     

溢油分散剂对马粪海胆(Hemicentrotus pulcherrimus)油污染效应的影响

在实验生态条件下,研究了0号柴油分散液(WAFs)及加入溢油分散剂后的0号柴油乳化液(dis-WAFs)对马粪海胆(Hemicentrotus pulcherrimus)的急性毒性作用;并研究了亚致死浓度下海胆消化腺中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT) 和谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性的变化.结果表明:WAFs对马粪海胆幼胆的24,48,72和96 h半致死浓度分别为18.2,15.5,11.5和9.5 mg/L; dis-WAFs 对马粪海胆幼胆的24,48,72和96 h半致死浓度分别为11.7,9.1,7.4和5.1 mg/L.加入溢油分散剂后,使0号柴油分散液对马粪海胆的毒性效应变大.亚致死浓度下的dis-WAFs污染对消化腺内抗氧化酶活性的影响存在时间、剂量-效应关系.同一剂量组随着污染时间的延长, SOD,CAT和GST的活性表现为先诱导后抑制的趋势,GST趋势尤其显著.受污染个体在污染解除之后, 其SOD,CAT和GST酶活性得到恢复.SOD,CAT和GST可以作为海洋环境石油烃污染监测的生物标志物,为生物损害评估提供依据.     

民机驾驶舱在恶劣光环境下的飞行员视觉工效研究

科学合理的光环境设计可以优化驾驶舱人机工效、提高飞机的安全可靠性,尤其对飞行员视觉、心理等方面,起到积极的指导作用。驾驶舱光环境在大型飞机人机工效综合设计研究中有重要的地位和意义,该报告首先指出了航空视觉问题的特殊性及其与人—机—环境系统的交互作用。然后从光亮度范围、光色的选择、辅助照明、眩光控制、亮度水平与易读性的关系等方面阐述了驾驶舱光环境设计的研究的意义和现状,并展望了民机驾驶舱光环境的研究方向。其次,介绍了相关的视觉理论,并从视觉工效学和实验心理学角度分析了视锐度的定义及测试手段,以及反应时间的特征及其影响因素。针对闪电、太阳直射等恶劣光环境下飞行员视觉功能受到的影响以及应对措施进行了视觉工效学研究。总结了恶劣自然光环境对飞行员视觉功能的影响,将"雷暴雨"和"穿云层"两种典型恶劣光环境的视觉特点抽象为脉冲型和阶跃型的亮度变化,以不同光环境为自变量,视锐度、反应时间和判读准确率为因变量,在全尺寸模拟驾驶舱中对10名被试进行了视觉工效学实验。以判读准确率作为参数,对视锐度和反应时间进行了速度-准确性平衡修正。数据分析结果表明,两种典型的恶劣光环境对视锐度有显著的负面影响;阶跃型光环境变化场景下的反应时间会显著增加,而脉冲场景下的反应速度会所有提高。这些影响都可以被雷暴雨灯提供的背景亮度所消除。两两对比分析后,建议飞行员应该在遇到恶劣光环境之前打开雷暴灯,这样其视觉功能将始终不受光环境突变的影响。针对夜间飞行眩光对飞行员视觉绩效的影响展开研究,选取探测驾驶舱外界目标的反应时间、对于显示器出现视标的探测和识别的阈值尺寸3个因变量作为视觉绩效的评价指标,研究了眩光源亮度、眩光源立体角,背景亮度3个变量对于反应时间的影响以及眩光源表面亮度、显示器视标亮度两个变量对于显示器视标识别绩效的影响。实验结果显示,眩光源表面亮度的提高会增大显示器视标的探测和识别阈值尺寸,但该增量会随着视标亮度的提高而减小,而视标亮度的升高则会减小对于视标的探测和识别阈值尺寸,当视标亮度大于9 cd/m2,阈值尺寸随眩光源表面亮度和视标亮度的变化率趋近于0。该实验结果可以对驾驶舱和飞机场照明的防眩光设计提供一定的理论依据。     

基于无人机与机器学习的黄河源高寒草地植被覆盖度反演技术

针对高原高寒地区大面积草地植被覆盖度调查与实验过程中地面测量效率低下,遥感数据质量不佳、数量源受限与反演结果不确定等问题,在黄河源地区利用低空无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)遥感技术、统计建模与机器学习方法,开展基于可见光影像的高寒草地植被覆盖度反演与验证。结果表明:基于可见光构建的过绿指数与植被覆盖度的相关系数达0.676,比归一化差异指数高出近5.2%,具有较高的可靠性;利用过绿指数建立的高寒草地植被覆盖度统计模型中,对数模型和Gamma模型精度较高,但具有显著的地域差异性;直接利用低空无人机遥感波段值建立的机器学习模型精度显著优于各个统计模型,获得的均方根误差、估算精度、相对偏差和决定系数比统计模型中表现最优的对数模型分别提高2.68%、3.75%、7.35%和13.91%,且无需计算植被指数,在成本、效率和精度等方面具有较大的优势。