应急情境下管制员情境意识可靠性研究

为提升管制员的应急处置能力,从管制员的个人能力、管制任务特点和管制设备3个方面构建管制员情境意识(SA)可靠性模型;利用塔台管制模拟软件和SA全面评价技术(SAGAT)测量管制员在应急情境下的SA水平;基于贝叶斯网络(BN)对SA可靠性进行定量分析,进而预测管制员的SA水平,并基于贝叶斯推理分析影响管制员SA可靠性的关键因素。研究结果表明:应急情境下,管制员SA可靠性和SA水平显著正相关,可通过管制员的SA可靠性预测SA水平;通过BN推理分析发现,对管制员的SA可靠性影响程度和敏感程度较高的因素为调配飞机可用时间、管制设备的精准度和管制员的记忆力;对管制员SA可靠性影响最大的致因链为调配飞机可用时间→任务特点→SA可靠性。

情境意识及注视转移方式对塔台管制冲突的影响

为分析塔台管制中情境意识(SA)水平和注视转移方式对冲突的影响,利用模拟塔台管制软件和眼动仪构建试验平台,根据航班起降架次频率设计并实施简单和困难2组情景试验。利用三维SA评定技术(3D-SART)评价被试的SA水平,利用连接分析法分析被试在4个兴趣区域(AOI)间的注视转移方式,综合分析SA水平与注视转移方式对管制冲突的影响。结果表明,被试的SA水平和注视转移方式具有个体差异性;SA水平高的被试有更好的注意分配和决策能力,SA水平低的被试注意分配不够合理,决策占用较多注意资源;航班流量较大时,SA水平低的被试更容易疏漏重要信息,出现决策错误,甚至失去SA,造成管制冲突。

基于结构方程模型的管制员情境意识影响因素研究

为提高管制员(ATC)在复杂、动态工作环境中的情境意识(SA),预防人为差错的发生,从管制员内部心理与外部环境2方面,分析影响管制员情境意识形成与保持的因素。在情境意识"三层次"模型研究的基础上,对其与情境意识的关系进行假设。采用问卷调查获取数据。运用结构方程模型(SEM),探讨各因素对情境意识的影响。结果表明:管制员内部心理对情境意识有直接显著的影响,影响程度由大到小依次为记忆(0.386)、注意力(0.358)和经验(0.144);外部环境对内部心理先有直接且显著的影响,进而间接地影响情境意识,外部环境对情境意识的综合影响程度大小依次为系统特性(0.245)、工作负荷(0.208)和班组管理(0.148)。

塔台管制中最邻近指数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。

基于多资源负荷理论的情境意识模型与应用

结合多资源负荷理论及信息认知加工理论,在注意-情境意识(A-SA)模型和注意资源分配SA模型基础上,提出了一种新的SA量化模型。该模型中,多资源负荷作用于低层次的注意感知,初期认知资源衰减结合情境激活后内在的高层次规则可用性匹配,最终输出为个体的SA水平。为验证模型可用性,采用15名被试在不同情境下开展飞行任务模拟,并结合主观的十维度情境意识测评技术(10-D SART)和客观的飞行绩效、情境意识全面测量技术(SAGAT)以及生理测量(心电、皮电及呼吸)进行实验测评。实验分析表明,模型计算的理论值变化趋势与实验结果显著相关,提出的SA量化模型对于指导驾驶舱人机界面设计和优化飞行任务分配具有一定的参考价值。

基于眼动和绩效分析的管制员情境意识测量

情境意识(SA)是影响管制员决策和操作绩效的重要因素。为探究有效测量管制员SA水平的客观指标,搭建模拟塔台管制员眼动试验平台,设计并完成3组不同任务难度的试验。利用最近邻算法(NNI)量化识别被试眼动注视特征,并分析不同注视特征管制员的SA和操作绩效。研究结果表明:随着任务难度的增加,被试的SA水平均呈下降趋势;注视模式呈离散型分布的被试有更高的SA水平和操作绩效;眼动分析中的NNI注视指数是未来实时人因工程中测量SA水平的潜力指标。