基于模拟飞行任务下的眼动指标分析

分析眼动指标在定量测量飞机驾驶员的注意力分配规律和工作负荷变化中的作用。让4个被试者在飞行模拟器上完成了3个不同阶段的模拟飞行任务,同时用眼动仪器记录了注视、扫视、瞳孔尺寸方面的眼动指标,划分为座舱外景和内部仪表两个兴趣区域对数据进行了对比和认知分析。被试者在外景有更多的注视点、更多和更长的注视时间,在仪表上的平均瞳孔尺寸比外部视景要大,平均扫视幅度随任务难度增大而减小。眼动指标可以客观地反映驾驶员的注意力分配规律和工作负荷变化;视觉飞行规则下,飞行员主要从外景获取视觉信息,他的大部分注意力都集中在外景。     

噪声对建筑施工人员作业疲劳影响实验研究

为了研究噪声对建筑施工人员作业疲劳的影响,设计噪声作业生理实验。先通过建筑施工作业疲劳分析确定疲劳测量生理指标,再通过施工作业现场噪声测量确定实验中作业环境噪声等级分类。根据实验中被试者心率指标变化率及作业疲劳自我评价量表对噪声作业疲劳程度影响进行分析,结果表明,施工人员作业疲劳受噪声影响;持续作业15min后噪声对施工人员作业疲劳程度影响显著;作业疲劳程度与作业环境中噪声值成正相关关系;施工人员作业后疲劳恢复程度不受作业环境噪声值大小影响。     

基于多模态信息融合的心理负荷评估*

为了相对稳定地识别人员是否处于心理负荷状态,设计并实施含能材料起爆作业心理负荷诱导试验。首先对心理负荷诱导情况进行判断,然后分别采集27名被试在静息状态和实施含能材料撞击起爆作业状态下的眼动、心率变异性（HRV）和脑电信号（EEG）,通过正态性检验和假设检验获得心理负荷表征指标并进行统计功效分析,依据表征指标,采用支持向量机（SVM）和随机森林（RF）算法建立多模态信息融合的心理负荷评估模型,最后采用被试工作特征曲线（ROC曲线）分析各模态组合和分类器的心理负荷识别性能。研究结果表明:双模态（眼动+EEG）下SVM算法和3模态下RF算法评估性能和稳健性较高,多模态信息组合具有优异的识别效果。     

煤矿照度对人反应时间和可靠度的影响研究

煤矿综采工作面狭窄,工作环境昏暗,照明环境普遍不好,是近年来井下事故多发的重要因素之一。针对目前煤矿综采工作面存在的照度问题,通过控制光照时间和操作难度,利用舒尔特表测算反应时间和操作可靠度,使用SPSS20. 0和Excel进行数据处理,设计试验组和对照组来进行对比试验。结果表明,1)从反应时间来看,0～25 min,试验组平均反应时间的变化趋势与对照组相反,被试者的注意力先下降后上升; 25～55 min,被试者逐渐适应低照度环境,反应时间也在逐渐缩短;被试者在低照度条件下操作55 min后,反应时间随光照时间增加而大幅度增加,超过劳动时间临界值后,视觉疲劳度迅速增加,反应急速减慢,从而可能导致安全事故的发生,影响生产效率,此时应合理安排工人休息。2)从操作难度来看,在简单及正常操作难度时,试验组和对照组操作可靠度变化比较接近,表明低照度条件对一般操作的可靠度影响不明显;在极难操作难度时,低照度条件对可靠度影响明显,在井下生产过程中,低照度环境下应尽量避免安排复杂的机械化操作。3)反应时间与光照时间呈二次函数关系,通过建立回归方程量化了两者的关系,为以后合理安排煤矿工人劳动休息时间提供了理论依据。     

模拟SPO情境中的飞行员脑力负荷测量与分析*

为探究单一飞行员驾驶模式（SPO）下飞行员的脑力负荷水平,设计并实施模拟单人驾驶情境中的非正常任务场景处置实验。首先,基于准5级模拟驾驶舱,设计飞行任务场景;其次,招募20名航线飞行员被试,开展模拟飞行实验,记录被试的生理数据心率变异性指标及眼动数据;最后,结合客观生理数据以及主观量表进行脑力负荷分析,记录单发失效故障处置时间并进行任务绩效分析。研究结果表明:与双人制机组相比,单人驾驶情境中飞行员的脑力负荷增幅并不显著,处于可接受范围;单人制驾驶舱的任务设计及智能辅助系统使用对于降低飞行员工作负荷,提升飞行绩效至关重要。研究结果可为单一飞行员驾驶模式实施提供理论支持,并为未来单人制驾驶舱及机载自动化系统设计提供指标参考。     

飞行认知能力的测量方案设计及模型研究

为了对飞行员飞行认知能力水平提供评价依据,进行飞行认知能力测量方案设计。根据飞行员的驾驶特征以及操作行为提出6项测量指标,分别为空间定位能力、空间定向能力、空间想象能力、信息获取能力、信息加工能力和学习能力;根据测量指标和认知能力测试量表功能间的对应关系,设计包括6项认知测验的测量方案。随后开展测量并对结果进行分析,提取3个主因子分别命名为空间认知能力、信息管理能力和学习能力,从而建立起二阶多维度的认知能力结构模型。该模型可应用于飞行认知能力的测评工作。     

建筑施工塔式起重机司机作业心理负荷研究

为研究建筑施工塔式起重机司机的作业心理负荷,设计作业心理负荷问卷,对塔式起重机司机的作业心理负荷水平及其影响因素进行调查。结果表明,塔式起重机司机的作业心理负荷较高,作业中的脑力资源需求量较大;工龄、作业难度、复杂程度等因素对作业心理负荷具有较为显著的影响作用;作业心理负荷与作业疲劳间存在相关关系。最后,对降低塔式起重机司机作业心理负荷水平提出几点建议,包括:合理分配作业任务、去除作业环境中的不利因素、加强作业经验交流分享及创建人文关怀的组织文化。     

非结构化空域下无人机冲突风险评估指标研究

为解决无人机自由混合飞行时的冲突风险评估问题，采用建立体系-筛选指标的方法，开展非结构化空域下无人机冲突风险评估指标研究。首先，基于非结构化空域下无人机冲突风险特性，分别从冲突可能性和冲突严重度2个维度建立风险评估指标体系；然后，依据信息含量最大和冗余信息最小等指标筛选原则，利用因子载荷绝对值与因子方差贡献率相结合的方法计算指标信息含量，并利用皮尔逊相关性分析计算各指标间的相关系数，筛选出无人机冲突风险评估关键指标；最后，以城市低空空域为运行场景开展仿真试验，对指标进行验证。结果表明，筛选出的关键指标垂直轨迹误差、冲突关联程度、平均冲突时长和冲突解脱难度兼具代表性和独立性。     

视觉与听觉次任务对驾驶人视觉的影响及差异

为研究视觉与听觉次任务对驾驶人视觉的影响及差异性,在虚拟驾驶环境下设计次任务试验,要求被试驾驶人执行多组不同类型、难度的视觉与听觉次任务,同时利用眼动追踪装置采集驾驶人视觉特征参数。在筛选有效数据的基础上,运用统计学与数据挖掘方法比较驾驶人执行不同次任务时,视觉搜索区域面积、瞳孔面积、次任务完成时间的差异并分析统计显著性。结果表明,驾驶人在执行视觉次任务、听觉次任务、无次任务3种状态下,执行视觉次任务时视觉搜索区域面积最小、瞳孔面积变化幅度最大、次任务完成时间最长;无次任务时视觉搜索区域面积最大、瞳孔面积变化幅度最小、执行次任务时间最短;执行听觉次任务时,视觉特征数据居于视觉次任务、无次任务两种状态之间。上述差异具有统计学显著性,主观感知评价与客观数据具有一致性。研究表明,视觉与听觉次任务使驾驶人心理负荷明显增大,且视觉次任务对驾驶人的影响更为明显。     

煤矿员工风险感知量表开发与应用*

为检验矿工风险感知水平,提升其对风险的认知和应对能力,基于文献分析和访谈研究提取矿工风险感知初始测量指标,并编制测量量表,通过对162份调查数据的项目分析、探索性因子分析,净化测量指标体系,并明确矿工风险感知的测量结构;然后采用AMOS21.0软件对226份调查数据进行验证性因子分析;最后采用描述性统计和差异性分析等方法对该量表进行具体应用。研究结果表明:所构建的矿工风险感知测量体系包含风险知识和态度、风险后果认知2个维度、10个测量指标;所编制的矿工风险感知测量量表具有较好的信度、内容效度、聚合效度和区分效度;本量表在不同年龄、学历、婚姻状况、工种和工作年限的矿工群体间具有普遍适用性。量表可为煤矿员工的风险感知水平测量提供可行工具。     

The Subjective Rating Scales for Measurement of Mental Workload—Thurstonian Scaling

Subjective rating scales for measuring work demands and individual capabilities to cope with work requirements were developed using the Thurstonian procedure. The scales measure six dimensions of mental workload: mental difficulties, feeling of responsibility, awareness of risk, interpersonal conflicts, monotony, and time pressure. Individual scale results make it possible to assess the level of mental workload understood as a relation between the subjective rating of work demands and individual capabilities in each of the six dimensions. Two versions of scales were prepared: classic and modified ones. To assess the level of reliability of the particular scales, 481 participants were examined twice at a 1-month interval. A procedure to prepare scales for the measurement of other dimensions of mental workload is also presented.     

基于生理指标的建筑工人攀登作业疲劳实验研究*

为研究攀登作业建筑工人生理疲劳状态的评测指标,提出1种基于生理指标的建筑工人攀登作业疲劳测度实验方法。首先,设计实验测量建筑工人的心率、皮肤温度、舒张压、收缩压4项生理指标,结合Brog’s RPE主观疲劳程度量表研究建筑工人生理疲劳的变化;其次,提取上述4项指标的平均值和标准差作为生理指标特征值,利用静息状态下生理指标特征值和疲劳状态下生理指标特征值进行方差分析、球形检验、T检验筛选出与疲劳相关的特征值;最后,利用支持向量机构建疲劳检测模型。研究结果表明:上述8项生理指标特征值与攀登作业工人疲劳具有显著相关性,疲劳检测模型的准确率为96.875%,研究结果可对攀登作业人员疲劳评估和疲劳预警具有实践性意义。     

HUD状态下飞行员视觉注意资源分配机制研究

为了解决平视显示器（Head Up Display,HUD）飞行中的注意资源分配问题，基于飞行模拟器，设计双作业飞行任务开展相关研究。基于事件相关电位（Event Related Potential，ERP）技术，选取行为绩效和P300成分为评价指标，采用oddball模式，在双作业飞行任务条件下开展实验研究。结果表明:随主任务难度的增加，主、辅任务的作业绩效均显著下降，被试者对HUD上异常信息的正确操作率降低，且反应时间延长；随主任务难度的增加，由辅任务所诱发的P300的波幅显著降低。在实验结果的基础上，最终提出了HUD状态下飞行员视觉注意资源分配机制。     

基于模糊评价的VDT系统搜索策略绩效形成机理研究

为优化视觉显示终端（VDT）结构性搜索界面的布局,提高作业绩效和安全,设计了VDT系统搜索实验,构建了搜索目标位置在4个主观偏好指标下的Pythagorean模糊集决策矩阵,运用交互式多准则决策（TODIM）法计算各目标位置偏好的总体优势度并排序;同时对VDT系统搜索实验中各目标位置的绩效进行方差分析并排序,分析系统搜索策略下作业者对目标位置的主观偏好与绩效之间的关系。研究结果表明:基于系统搜索策略的VDT作业绩效在不同目标位置差异显著;导致绩效差异的根本原因是作业者对搜索目标位置的主观偏好度,而不是搜索目标的位置属性;除中心区域外,偏好度高的区域搜索绩效要优于偏好度低的区域。     

不同类型压力对飞行员安全绩效的影响规律研究

为探究各类型压力对飞行员安全绩效的影响规律，为飞行员日常工作管理提供依据，选取某航空公司200名飞行员进行压力测试，并调取其近6 a的飞机品质(QAR)数据，通过相关性分析和线性回归分析将飞行员压力数据与其QAR数据进行对比分析，探究飞行员压力对飞行安全绩效的影响规律。研究结果表明:工作负荷压力、家庭压力、人际关系压力和组织管理压力会显著负向影响飞行员安全绩效；角色压力和专业发展压力会显著正向影响飞行员安全绩效。     

基于位置误差概率模型的物流无人机安全间隔评估方法研究*

针对未来多架物流无人机飞行在同一航线可能引起的安全冲突问题,提出规划无人机之间的安全间隔以规避运行风险。根据无人机在地面控制系统监控下的飞行特点,结合位置误差概率模型,综合考虑无人机定位误差、速度误差以及侧风的影响,依次建立无人机之间纵向、侧向和垂直方向的碰撞风险评估模型,并得出ICAO安全目标水平下的最小安全间隔。选取顺丰在江西省赣州市开辟的物流配送航线进行仿真,分析不同机型组合之间3个方向的最小安全间隔。研究结果表明:计算结果可以为物流无人机飞行配备安全间隔提供参考。