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NNI注视指数的塔台管制员情景意识研究

为研究塔台管制员在任务不同阶段的注视模式与情景意识（Situation Awareness,SA）的关系,搭建模拟塔台管制的眼动试验平台,设计3组不同难度的试验,用NASA-TLX量表评估被试的任务负荷,利用方差分析方法验证试验难度设计的合理性;利用3D-SART量表评估被试的SA水平,利用NNI算法分别计算和识别试验前期和后期被试的注视模式,并结合操作绩效,分析不同任务难度下管制员前期和后期的NNI注视指数与SA的关系。结果表明,被试在试验后期的NNI注视指数受试验难度的影响更为显著,且试验后期NNI注视模式呈离散型分布的被试具有更高的SA水平和操作绩效。     

基于NNI注视指数的塔台管制员情境意识研究

为研究塔台管制员在任务不同阶段的注视模式与情境意识(situation Awareness,SA)的关系,搭建模拟塔台管制的眼动试验平台,设计3组不同难度的试验,用NASA-TLX量表评估被试的任务负荷,利用方差分析方法验证试验难度设计的合理性;利用3D-SART量表评估被试的SA水平,利用NNI算法分别计算和识别试验前期和后期被试的注视模式,并结合操作绩效,分析不同任务难度下管制员前期和后期的NNI注视指数与SA的关系。结果表明,被试在试验后期的NNI注视指数受试验难度的影响更为显著,且试验后期NNI注视模式呈离散型分布的被试具有更高的SA水平和操作绩效。     

塔台管制中认知负荷交互指标的选取与检验

为研究塔台管制中的认知负荷交互指标选取与检验,对管制员认知结构模型进行研讨分析,选取11个待检验指标;利用塔台管制模拟软件、眼动仪和生理多导仪搭建实验平台,设计4种任务难度(每分钟起落航班架次分别为0.6架、0.8架、1.0架、1.2架)的塔台管制模拟场景,结合实验数据,利用方差分析法和多独立样本非参数检验对认知负荷交互指标进行检验,分析各指标与认知负荷的相关性。结果表明:认知负荷交互指标的选取,应包含主观评价指标和客观因果指标两部分;平均信息处理时间、注视时长占比、时间需求、脑力需求、业绩水平、受挫程度、瞳孔大小和平均信息反应时间为主要认知负荷交互指标,这些指标与任务难度的变化显著相关,可以用于进一步构建认知负荷评价模型。     

管制员与管制学员模拟雷达管制中注视转移规律研究

对比管制员和管制学员于模拟管制中的眼动模式,探索其注视转移规律,为管制员培训等提出建议。将被试根据管制资格和经历分成管制员组和管制学员组,整合雷达管制模拟机和眼动仪进行实验,记录管制员组和管制学员组被试管制过程的眼动数据,应用马尔科夫链模型分析被试的注视转移特征。不管当前注视点位于哪个区域,两组被试转移回原区域的概率均大于转移至其他区域的概率。管制员的注意转移模式呈现"环形",管制学员组的注意转移模式呈现"星型"居多。眼动模式跟管制经验相关,通过眼动指标的分析,可以得知注视转移规律,为管制员培训等提出建议。     

基于眼动实验的产品造型与意象空间匹配度评估指标选取

为了提取产品造型与意象空间匹配度评估指标,设计产品造型意象认知眼动实验,通过Tobii Pro T60 XL眼动仪记录被试眼动数据,分析产品造型意象认知主观评分、眼动指标数据的特征以及相互之间的相关性。结果显示：不同感性词汇与产品造型的匹配度差异显著;主观评分中意象评分、意象评分标准差、难度评分能体现感性词汇的度量性、灵敏度;意象评分与意象兴趣区中最后注视点匹配率与被试决策行为密切相关;意象兴趣区中注视时间及注视次数与被试主观评分行为相关。可以综合这些主客观指标进一步构建产品造型与意象空间匹配度评估模型。     

区域管制中注视转移特征

为研究区域管制员在管制过程中的注视转移特征,利用雷达管制模拟机和眼动仪搭建试验平台,设计飞机架次数目(3架、7架)不同的两种模拟管制场景,并划分动态兴趣区,应用马尔可夫链模型分析被试在不同飞机数目下的注视转移特征。结果表明:飞机数量增加后,被试的注视转移范围缩小,且被试当前注视某架飞机时,其下一注视点的注视转移范围仅限某几架飞机之间;而当前注视非飞机区域时,其下一注视点的注视转移范围更广,注意力的分配较前者更为合理。对区域管制员在航班流量较大下注意力分配方面的培训具有重要的参考价值。     

民航管制员的注视及遗忘特征研究

为了研究管制员在工作过程中的注视及遗忘特征,利用雷达管制模拟机模拟真实情况下的管制工作,设定不同的航空器数量,并利用Tobii X2—60眼动仪记录相关情况下管制员的眼动数据。在数据分析过程中,将航空器和跑道作为兴趣区,对兴趣区实行动态划分,并统计管制员在各区域的注视时长与遗忘时长。结果表明:被试在工作过程中对各兴趣区的注视时长分配不平均;但是对各兴趣区的注视时长分配与航空器出现的次序没有显著关系;而且随着航空器数目的变化,被试注视区域的位置分布也随之改变;且随着航空器数目的增加,被试遗忘的兴趣区数目增加,对兴趣区的总遗忘时长也随之增大。     

区域管制中注视转移特征研究

为研究区域管制员在管制过程中的注视转移特征,利用雷达管制模拟机和眼动仪搭建试验平台,设计飞机架次数目(3架、7架)不同的两种模拟管制场景,并划分动态兴趣区,应用马尔科夫链模型分析被试在不同飞机数目下的注视转移特征。结果表明：飞机数量增加后,被试的注视转移范围缩小,且被试当前注视某架飞机时,其下一注视点的注视转移范围仅限某几架飞机之间;而当前注视非飞机区域时,其下一注视点的注视转移范围更广,注意力的分配较前者更为合理。本研究对区域管制员在航班流量较大时注意力分配方面的培训具有重要的参考价值。     

注视时长及扫视速度与管制负荷的关系研究

利用雷达管制模拟机设定了不同工作负荷水平下的管制任务,采用tobii X2-60眼动仪,对16名被试在不同工作负荷下的实时眼动数据进行采集。在分别分析了注视时长、扫视速度与工作负荷变化关系的基础上,建立了注视时长及扫视速度与工作负荷的回归模型,并对模型的准确性进行了验证。结果表明:随着工作负荷的增大,注视时长和扫视速度都会随之减小。回归模型的准确性在85%以上。     

扇区流量分配方式对管制员情景意识的影响探究

随着市场经济的不断发展和人民生活水平的显著提高,越来越多的人选择乘坐飞机出行,我国航空需求量大大增加,其航空安全问题也备受关注。据不完全统计,现阶段,航空不安全事件的发生与大部分空中交通管制员的情境意识下降有关,所以空中交通管制员的情境意识对预防航空不安全事件具有重要影响。该文主要选择了10名管制学员作为被试,在雷达管制模拟机上进行区域管制模拟实验,利用Tobii X2-60眼动仪记录他们的眼动行为数据。通过分析注视点百分比、注视时间百分比、注视点的平均注视时间、平均瞳孔尺寸和平均扫视幅度5个眼动指标,探究扇区流量分配方式对管制员的情景意识的影响。     

眼动指标检测管制疲劳的有效性研究

为探索检测管制疲劳指标的性能,利用模拟塔台管制软件和眼动仪搭建实验平台进行实验,设计了扫视速度、注视点数、平均注视时长、扫视幅度、闪光融合频率和眼闭合时间比例(percentage of eyelid closure time,PERCLOS)6项指标;并利用卡罗林斯卡嗜睡量表对主观疲劳程度进行评定。通过疲劳前后各项指标的差异显著性,从与疲劳的相关性、受试者工作特征曲线两个方面进行分析,分别评估了指标单项检测和联合检测管制疲劳的性能。研究结果表明:扫视速度、注视点数、闪光融合频率和PERCLOS指标与疲劳呈中度及以上显著相关;其检测管制疲劳的性能在中等及以上水平,可以作为检测管制疲劳的参考指标。指标联合检测管制疲劳的性能要优于单项检测,可以更为准确地检测管制疲劳。所有指标中PERCLOS指标是检测管制疲劳指标中性能最好的指标。     

眼动指标检测管制疲劳的有效性

为探索检测管制疲劳指标的性能,利用模拟塔台管制软件和眼动仪搭建实验平台进行实验,设计了扫视速度、注视点数、平均注视时长、扫视幅度、闪光融合频率和眼闭合时间比例(percentage of eyelid closure time,PERCLOS)6项指标;并利用卡罗林斯卡嗜睡量表对主观疲劳程度进行评定。通过疲劳前后各项指标的差异显著性,从与疲劳的相关性、受试者工作特征曲线两个方面进行分析,分别评估了指标单项检测和联合检测管制疲劳的性能。研究结果表明:扫视速度、注视点数、闪光融合频率和PERCLOS指标与疲劳呈中度及以上显著相关;其检测管制疲劳的性能在中等及以上水平,可以作为检测管制疲劳的参考指标。指标联合检测管制疲劳的性能要优于单项检测,可以更为准确地检测管制疲劳。所有指标中PERCLOS指标是检测管制疲劳指标中性能最好的指标。     

时间压力下驾驶舱界面视觉搜索绩效研究

为探究不同时间压力下飞机驾驶舱界面搜索特征从而提升任务绩效，通过模拟飞机飞行状态下的任务搜索过程，采用眼动追踪、绩效评估及量表测量等方法来获取被试的视觉搜索轨迹与任务绩效数据并对所获取的多通道数据进行分析.结果表明：在不同时间压力(无、低、高)与不同界面复杂度(简单、复杂)下被试的视觉搜索特征存在显著差异；高时间压力与复杂界面显示都会给被试带来较高的心理认知负荷；时间压力在简单界面显示中存在倒“U”型关系.研究为飞机驾驶舱复杂人机界面设计提供了科学的理论依据.     

基于注视行为特性的驾驶人分心负荷评估

为了评估驾驶人操作手机的各种行为对行车安全的影响，组织19名驾驶人佩戴眼动仪开展室内模拟驾驶试验，分别采集城市快速路自由流和拥挤流2种典型交通状况下驾驶人进行正常驾驶、免提通话、语音短信3种操作时的注视数据。采用层次聚类法结合机械划分的方式，将驾驶人的视野平面划分为6个视觉兴趣区域；利用描述统计和方差分析法建立了衡量注视行为特性的敏感性指标集(注视区域信息熵、注视持续时间、垂直方向注视偏差、瞳孔面积变异系数)；最后采用熵权法构建4项指标的权重体系，提出了分心负荷指数的概念，并引入TOPSIS法验证了分心负荷指数对分心程度的评估效果。结果表明:进行免提通话操作时驾驶人多处于认知分心状态，语音短信操作时多处于视觉分心状态；相较于正常驾驶，除了自由流场景中进行免提通话操作时分心负荷差异甚微以外，其余手机操作均对驾驶人注视行为产生显著影响，致使分心负荷指数普遍升高，且在拥挤流场景中，执行语音短信操作时分心负荷激增，驾驶风险远高于免提通话。     

集装箱桥吊司机眼动疲劳度分析

为揭示港口集装箱桥吊司机眼睛疲劳规律,采用视线跟踪技术和智能优化算法相结合,分析桥吊司机操作过程中的眼动参数与驾驶疲劳之间相关性,运用眼动参数建立驾驶疲劳推断评判模型.设计了驾驶员实测操作实验方案,确定注视时间百分比、注视点数目为眼动测量指标,研究眼动测量指标与驾驶疲劳的相关性.分析驾驶员眨眼、注视、眼跳三种眼动形式实测数据与驾驶疲劳的线性与非线性变化关系,求得注视分布变异系数,得到注视分布变异系数与驾驶疲劳之间的关系.     

眼动指标在实时测量心理负荷中的应用进展

作业人员心理负荷大小关系着整个作业系统的安全,实时有效的测量监控作业人员心理负荷无疑会显著提高系统的可靠性。眼动指标作为一类重要的生理指标,因其实时性、无干扰性和有效性被广泛运用于心理负荷实时测量的研究中。将眼动指标分为注视指标、扫视指标、眨眼指标、瞳孔指标及其他指标五类分别进行阐述,介绍了国内外利用眼动指标测量心理负荷的研究现状,并对眼动指标在心理负荷测量领域的发展提出一些见解。     

网页交互任务的用户情感测量方法

针对网页交互过程用户情感难以客观衡量的问题,提出运用用户完成交互任务时的眼动数据来衡量用户情感的方法.首先,选择中文版PAD情感量表及初步眼动指标,通过问卷调查选择代表性网站,并确立交互任务;其次,通过实验获得不同网页交互任务下被试的眼动数据及PAD情感数据,以情感类别为影响因素对眼动数据做方差齐性检验和单因素方差分析,确定与情感变化有关的眼动指标;最后,采用偏最小二乘方法建立眼动指标与用户情感之间的关系模型,并对模型进行有效性和适应性验证.结果表明,该模型可很好地测量用户情感.     

网页交互任务的用户情感测量方法

针对网页交互过程用户情感难以客观衡量的问题,提出运用用户完成交互任务时的眼动数据来衡量用户情感的方法.首先,选择中文版PAD情感量表及初步眼动指标,通过问卷调查选择代表性网站,并确立交互任务;其次,通过实验获得不同网页交互任务下被试的眼动数据及PAD情感数据,以情感类别为影响因素对眼动数据做方差齐性检验和单因素方差分析,确定与情感变化有关的眼动指标;最后,采用偏最小二乘方法建立眼动指标与用户情感之间的关系模型,并对模型进行有效性和适应性验证.结果表明,该模型可很好地测量用户情感.     

敏感性陈述句研究的实证方法

目的:提出一种用眼动指标对敏感性陈述句加工进行研究的方法,以避免敏感性问题带来的负面效应。方法:先通过自编问卷提取典型的敏感性陈述句,再通过眼动仪获得相关兴趣区的眼动指标,然后根据这些指标比较相关区域的加工情况。结果:被试(n=208)社会道德观、政治态度和个人隐私等3个维度总分分别为:29.560±5.347,32.700±7.133,29.370±9.243,总分在三者之间差异具有统计学意义(F=13.222,P<0.01);在被试(n=40)筛选出的6个关键词中,对"卖淫"的注视时间最长(596.460±305.737 ms),而相对注视时间(8.538±5.471)最短;对"民主"的注视时间最短(363.361±248.781 ms),但相对注视时间(11.687±6.882)居中,因而不同敏感性词语加工之间的差异具有不同的特点。结论:提出的用眼动指标的方法能有效地检测出个体对相关内容的加工情况,为敏感性问题的统计和研究提供了依据。