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。     

浅析驾驶舱资源管理对飞行安全的重要性

本文以驾驶舱资源管理对飞行安全的影响为论点。通过对当前自动化驾驶广泛使用从而造成的飞行中潜在不安全因素的分析，以真实发生过的事故作为案例，体现出驾驶舱资源管理对于如今没一个合格的飞行员都是不可或缺的一嚼技能。同时，以XDECIDE模型与SHELL模型这两个经典模型，揭示了驾驶舱资源管理过程要突出“以人为本”，从人的需求和实际能力出发协调驾驶舱内的人与各要素之间的接口管理与人际关系，减少内耗形成合力，确保安全。有效地控制由人引起的飞行事故发生机率。     

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。     

基于眼动实验的飞机座舱界面字符编码分析

驾驶舱是飞机的命令中枢,驾驶舱显示界面的信息设计质量直接影响到飞行任务的完成,大多数飞行相关信息都以字符形式展现在飞机座舱界面上。为探究飞行员对不同字符编码元素的识别效率,通过飞机座舱界面字符编码、眼动追踪法及行为绩效评估法研究了飞机座舱界面字符大小、笔画宽度、字符间距对飞行员认知效率的影响。结果表明：从行为数据来看,字符字高6.5 mm的字符反应时最短。从眼动实验数据来看,字符字高6.5 mm的字符注视时间最短、注视百分比最小、使受试者瞳孔直径最小;从行为数据来看,字符笔画宽度400W3C的字符反应时最短。从眼动实验数据来看,字符笔画宽度400W3C的字符注视时间最短、注视百分比最小、使受试者瞳孔直径最小;从行为数据来看,字间距100的字符反应时最短。从眼动实验数据来看,字间距100的字符注视时间最短、注视百分比最小、字间距0的字符使受试者瞳孔直径最小。可见不同字符编码识别效率不同,字高6.5 mm、笔画宽度400W3C、字间距100的字符编码识别效率最高,该结论可用于飞机座舱界面的设计中。     

基于AHP的飞机驾驶舱信息元重要度计算

飞机驾驶舱构造复杂,其界面布局的合理性会直接影响到飞机任务的完成和飞机驾驶的安全性,该文基于层次分析法,以空客A320为研究对象,对驾驶舱内各面板信息元进行重要度计算,从而对以后驾驶舱布局优化提供设计支撑。首先利用AHP得出飞行任务之间关联矩阵,然后统计信息元在不同飞行阶段中出现的次数,最后计算得出信息元的权重值。     

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。     

浅谈民航飞机驾驶舱显示器的演变

现如今,显示器向飞行员传递的飞机参数越来越多,同时必须保证信息传送的及时准确。大屏幕化、玻璃化是驾驶舱发展的重要特征。在飞行任务中,使飞行员很快地了解飞机的各种性能参数,迅速地做出正确的判断,这是现代飞机的发展要求,所以必须要进一步提高座舱显示器的综合性能。     

时政

正①当地时间2014年4月21日,据英国《每日邮报》报道,来自英国的54岁男子约翰-戴维斯(John Davis为圆飞行员之梦,历时15年花费2万英镑在自家卧室中仿制出与波音727-400客机驾驶舱同等大小的复制品。他的驾驶舱不仅可用于展览,而且可供飞机爱好者、甚至专业飞行员体验飞行感觉。现在,依靠出租他的驾驶舱,戴维斯     

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。     

飞机驾驶舱脚蹬位置研究

正脚蹬操纵系统是飞机驾驶舱中的主要操纵部件,是驾驶舱设计中的重要参考。脚蹬的功能是进行空中的航向操纵和地面的转向及刹车。脚蹬的前后、上下极限位置的范围是在飞行员的眼位参考点和座椅参考点等驾驶舱设计基准的中立位置明确后,再综合确定的。这时可利用不同百分位飞行员的足底运动范围来确定脚蹬踏板的初始位置和行程。本文根据人机工程学原理,参考飞行员坐在座椅上,下肢操作脚蹬踏     

自由飞行下基于事件树的碰撞风险评估模型

为了保障自由飞行下的飞行安全,需要评估自由飞行下飞机的碰撞风险。考虑到飞机碰撞事故的发生是飞机发生冲突事件、机载防撞系统告警失败事件和飞行员干预失败事件相互作用的结果,建立飞机发生碰撞的事件树模型。由于不同事件对碰撞影响的机理不同,采用不同方法进行分析和建模。首先,运用随机微分方程法分析通信导航监视性能对冲突概率的影响;其次,运用集对分析法分析机载防撞系统可靠性对碰撞风险的影响;最后,运用贝叶斯网络分析飞行员可靠性对碰撞风险的影响。给出算例验证了模型的可行性。     

基于FBCREAM方法的飞机驾驶人因可靠性评估模型

飞机驾驶人为差错是导致飞行不安全事件/事故的重要因素之一,为有效预测飞机驾驶人因可靠性,减少人为差错,确保飞行安全,提出一种基于FBCREAM方法的飞机驾驶人因可靠性评估模型。考虑飞机驾驶的情境环境及人因特征,调整原始认知可靠性与失误分析方法（CREAM）中的人为差错形成条件使其更合理地表征驾驶舱中飞行员工作情境。引入模糊逻辑方法,利用隶属函数对人为差错形成条件的不确定性和模糊性进行建模。以人为差错形成条件的隶属度为输入参数,人为差错模式隶属度为输出构建贝叶斯网络模型,通过解模糊化方法计算人为差错概率精确值。选取单发故障情境环境下执行飞行任务进行实例分析,结果表明该方法能够准确评估飞机故障情境环境下的飞机驾驶人因可靠性,可为航空安全评估提供有效的工具和重要支持。     

民机驾驶舱人机交互脑力负荷预测模型

针对民机驾驶舱人机交互中飞行员脑力负荷问题,设计不同难度的人机交互飞行实验任务,分析飞行作业过程中飞行员脑力负荷在评估指标上的变化.在此基础上,提出一种新的改进的多元线形回归方法,探索人机交互中飞行人员脑力负荷变化预测模型的构建方法.结果显示:飞行作业过程中脑力负荷在反应时间、正确率、NASA-TLX、SDNN 4个评估指标上变化显著;在RRI Count、Max RRI、Minimum RRI、Mean RRI、Max/Min 5个评估指标上变化不显著.改进的多元线形回归模型可对不同飞行难度下个体脑力负荷水平进行预测和等级划分,平均预测准确率为87.5％.提出的预测模型与实测数据吻合性较好,能够较准确地反映民机驾驶舱人机交互中飞行员脑力负荷变化特性,可为未来民机驾驶舱人机交互中工效学评价与优化设计提供依据.     

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。     

Seminole飞机发动机操纵系统常见故障分析

小型可收放起落架的双发螺旋桨活塞式飞机是培训商业运输飞行员过程中的过渡机型.国际上主要使用的机型是美国Piper公司生产的Seminole飞机.该机型在使用过程中,发动机操纵系统的故障是多发且对飞行安全有较大影响的故障类型之一.因此,有必要对该机型发动机操纵系统的故障进行全面分析,并有针对性地提出了维修和操作建议供维护和使用该型飞机的机务和飞行人员参考.     

基于油耗模型的下降阶段参数优化分析方法

由于飞机在着陆阶段的飞行环境复杂且飞行员操纵参数众多,对飞机的飞行安全提出了严峻考验。因此,以飞机着陆阶段的油耗模型为例,提出了参数优化分析方法,优化影响油耗的参数,从而简化飞行操作。结果表明,优化后,影响飞机着陆阶段燃油消耗的因素由十个减少为四个,并且油耗预测模型的预测精度基本不变,模型结构简洁,从而更好地保证了飞机飞行安全。     

认知行为信号处理与模式识别

该研究报告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,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,选择合适的信号处理和模式识别的方法,从信息学角度揭示飞行操控中肌电信号的状态特征,并结合生理学、人因学、飞行器设计等理论得出飞行员的操作绩效,使飞机驾驶舱内的仪器仪表、操纵驾驶杆等合理有效地放入驾驶舱且满足飞行员的要求,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。研究过程通过搜集前人的肌电信号分析方法,在传统的傅里叶变换,时域指标和频域指标,小波变换等等方法的运用,发现这些方法在静态疲劳检测方面有很好的结果,但是运用在动态疲劳检测中效果不佳。随着希尔伯特黄变换的提出,EMD在生物信号处理、结构检测等非稳态、非线性信号上有很好的运用。该研究比较了EMD与EEMD在肌电信号分解中的性能,提出基于EEMD和Hilbert变换的动态疲劳评价方法。实验证明基于平均瞬时频率的疲劳指标很好的表征动态肌电信号的疲劳趋势。实验结果显示,我们提出的动态肌电信号疲劳特征指标(瞬时平均频率),可以监测飞行员生理疲劳参数的实时状态。并且基于现有的信号处理体系信号分解—相关性分析—分量筛选—分量重构,在揭示肌电信号物理意义并将其运用在理论研究和工程实践中都十分适合,为解决高维、多类、大量的数据(包括生物信号、飞行数据等)的采集,并进行信号分解后,结合相关性分析,提取出其中有意义、需要重点研究的分量,进行信号重组突出研究。     

从交流障碍谈飞行中的质询与反应

本文从驾驶舱交流与飞行安全的紧密联系入手,提出交流在飞行中的重要性,进而重点分析交流中的障碍,提出如何掌握飞行中交流技能的方法和途径,尤其是质询与反应系统这一特殊技能在飞行中的应用和积极的效果,使飞行员认识到交流技能是和飞行技能同等重要的必要能力,从而更好地保障飞行安全。     

拆解空中起重机

正全球的营造飞行员数量屈指可数,快来他们的"工作室"看看吧。无需把空中起重机拆成稀巴烂,在3D建模师的巧手下,这个结构精巧的机器,浑身上下、里里外外,一览无余地展现在你面前!前驾驶舱:副驾驶员在此专心操控飞机的飞行,并根据来自地面或后驾驶舱的指挥,调整空中起重机的悬停位置。     

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.