基于脑电数据的管制架次对管制员疲劳影响研究

为量化研究管制区域内飞机架次的时空变化对管制员疲劳的影响,设计相应测试方案进行试验研究。有针对性地选取20名在职管制员分别在大、小夜班的班前和班后进行试验,采集完成不同流量等级下雷达模拟机任务过程中的管制员的脑电(EEG)信号数据,从数据中提取疲劳指标值,运用SPSS20.0软件统计分析指标值,根据管制员的岗龄将其分成2组进行比较,线性拟合班前班后的管制员疲劳指标值。结果表明:岗龄≥10年的管制员疲劳指标值及其波动性明显低于岗龄<10年的管制员;班前管制员疲劳指标值随管制架次的增加中后期呈下降趋势;班后管制员的疲劳指标值随管制架次的增加而增长,随时间呈3次曲线变化。     

不同流量等级下管制员特情反应时的相关性分析

为探究不同流量等级下管制员特情反应时间与疲劳状态、岗龄之间的关系及相互影响,利用Mangold-10生理多导仪采集一线管制单位管制员管制过程中的脑电信号,附以管制教员评测分数、特情反应时等数据,通过Matlab编程计算脑电波形的平均功率谱,进而构建了疲劳指数,数量化地表征当前管制员的疲劳程度。通过SPSS 20. 0软件分析拟合出管制员疲劳指数与反应时、岗龄的关系模型。结果表明,管制员反应时与疲劳指数呈现高度线性关系。管制员岗龄与反应时呈现三次函数关系,12 a岗龄为临界值。研究结果可为管制单位调度繁忙扇区人员及合理排班提供参考。     

语音反应时特性的管制员疲劳风险分析

为了解管制员的疲劳状况,找出缓解疲劳的方法,对陆空通话音频文件进行处理,截取管制员回复机组的语音反应时,并结合NASA-TLX量表的自评值,验证语音反应时与疲劳度之间的关系,分析管制员的疲劳状况。结果表明,管制员的语音反应时与疲劳程度之间有一定的相关关系,当管制员的语音反应时较短时,其疲劳程度值也较小;管制员在不同时间段的警觉性不一样,9:30—11:30的警觉性较高,而13:30—15:30和23:30之后的警觉性较低。管制员在正常情况下,其反应时呈正态分布;当管制员处于疲劳状态时,其反应时稳定性降低,甚至不再服从正态分布。     

眼动指标检测管制疲劳的性能研究

为了挖掘更多检测管制疲劳的眼动指标,利用模拟塔台管制软件和眼动仪搭建试验平台,采集被试的眼动数据和主观疲劳的程度值,通过其疲劳前后眼动指标差异的显著性、与疲劳的相关性、以及受试者的工作特征曲线(ROC)分析,探讨了各眼动指标检测管制疲劳的性能。结果表明:疲劳前后被试的扫视速度、注视点和平均注视时长差异显著,扫视幅度无显著差异;扫视幅度与疲劳无相关性,平均注视时长与疲劳呈弱相关,扫视速度和注视点数与疲劳均呈中等以上的显著相关;利用注视点、扫视速度二元分类识别疲劳的效果为接近较好水平,是有潜力的管制疲劳检测指标,可为管制员疲劳检测和预警提供试验支撑。     

基于眼动数据的管制员注意力特征评价

为提高管制员培训的针对性和有效性,提升管制过程的安全性,提出使用注意力稳定性、注意力分配与转移和注意力广度3个指标,作为注意力特征的评价指标;设计并开展管制过程模拟管制试验,采集分析36名成熟管制员的眼动数据;提出选取兴趣区访问次数方差(VVC)、马尔可夫转移概率(MTP)和特情反应时间(RT)3个参数,将其作为刻画注意力特征3个评价指标对应的量化参数值,再使用K-Means聚类分析法对管制员的注意力特征进行分类,得到管制员注意力特征的评价值的结果分类区间,并对比评价结果与教员打分结果。结果表明：根据注意力特征,将管制员分成4类,一类为最优,四类为最差。优秀管制员具有注意力稳定性好、注意力分配合理、注意广度大和对特情敏感的特点,其量化参数值包括：VVC为13.48～95.46,MTP为0.03～0.22,RT为3～31 s。     

管制员疲劳状态下认知能力差异分析

为监测不同岗位管制员执勤过程中的疲劳状态,利用精神运动能力检测结合空间知觉感知测试仪设计试验方案,研究不同岗位管制员疲劳状态下的认知能力差异.结合试验获取的数据,运用K-means方法将管制员工作状态划分为清醒和疲劳.选取疲劳数据,通过KW检验理论计算并分析不同岗位间管制员疲劳状态下认知能力差异.结果表明:进近与区域管制员疲劳状态下警觉性差异度为75.495,即进近与区域管制员疲劳状态下管制员警觉性存在显著差异;进近与塔台管制员疲劳状态下注意力稳定性差异度为7.881,不存在显著差异.     

基于面部特征识别的管制员疲劳监测方法研究

为进一步控制疲劳诱发的空管人为差错,提出一套基于面部特征识别的空中交通管制员疲劳实时监测方法。应用眼动仪和视频记录系统开展36 h睡眠剥夺试验,确定PERCLOS值、平均闭眼时长、哈欠频率3个疲劳判定指标的判定阈值,并给出综合疲劳程度的融合算法。应用机器视觉的理论和方法,开发功能完整的管制员疲劳状态实时监测告警原型系统。结果表明,通过对面部特征的识别和状态融合能够实现对管制员疲劳状态的实时监测。建议在此基础上进一步开发可实用的疲劳监测系统。     

疲劳及紧张状态管制员通话语音反应特征研究

为预防管制员工作中陷入疲劳及紧张状态,研究处于这2种状态时管制员的管制通话语音反应特征。通过管制模拟试验方式采集管制员在正常、疲劳、紧张和疲劳且紧张等4种状态的管制语音数据,并提取各状态下管制员回复机长的语音次数和反应时间,统计平均每架航班反应次数、整个管制任务及不同时段平均反应时间等3种参数,分析疲劳和紧张导致这些参数的变化特征。研究表明:疲劳和紧张将使管制员完成同等管制任务需要更多反应次数,疲劳时管制员反应速度变慢、稳定性降低,且两者会随工作时间增加变得更差;紧张将使反应时间稳定性降低,并使反应随工作时间增长而变慢。     

视觉疲劳对事件相关电位中关联性负变的影响

为研究视觉疲劳对车辆驾驶人注意保持能力的影响,用自编主观疲劳调查表和关联性负变(CNV)经典试验范式,对被试在观看高速公路视频前和观看视频30 min后进行重复测试,考察被试观看高速公路视频前后的行为差异和CNV中早期成分(iCNV)和晚期成分(tCNV)的平均波幅差异。结果发现:被试观看高速公路视频后,主观疲劳调查表调查显示被试出现视觉疲劳状态;在CNV试验结果中,反应时延长,产生视觉疲劳;CNV以中央顶区为主,视觉疲劳后iCNV和tCNV成分波幅降低。这些结果表明,执行认知加工任务时,视觉疲劳会导致被试注意朝向能力下降、期待行为减弱,最终出现反应迟缓;CNV成分主要产生于额叶,幅值降低可能与额叶执行功能受损有关,iCNV和tCNV成分可以作为视觉疲劳的检测指标。     

基于k-means聚类的管制员注意品质特征研究

为保障飞行安全,基于作业测验原理,设计20 min连续划消试验,探究管制员注意品质类型及其特征,并进行聚类分析。选取作业错误率、反应时均值、反应时方差作为注意广度、注意稳定性、注意转换与分配的测量参数,运用k-means聚类法将管制员注意品质分类,并描述其特征,对比分析管制员与管制学员的差异。结果表明:181名管制(学)员根据注意品质可分为4类;优秀管制员具有注意广度大、注意稳定性强、注意分配合理、注意转换速度快等特点;管制学员注意品质与管制员有明显差异。     

生理节律对北京市出租车司机驾驶疲劳的影响

为探索生理节律对出租车司机驾驶疲劳的影响,选取具有代表性的15名北京市出租车司机,使用闪光融合频率计、动作稳定器、视觉反应时测试仪3种实验仪器,分实验组和空白组对出租车司机驾驶状态分时段进行多次测试,在数据统计分析基础上对出租车司机疲劳规律进行研究.结果 表明:出租车司机驾驶疲劳主要表现为困倦、身体不适以及倦怠3个方面.8:00司机疲劳程度最低,13:00疲劳特征关键点;7:00 ～13:00疲劳主要因素是生理节律,其显著特征是困倦,而工作方式对疲劳的影响相对较小;13:00 ～ 20:00疲劳的主要因素是工作方式和生理节律,其显著特征是困倦、身体不适和倦怠.     

疲劳影响驾驶员心理旋转能力的ERP试验研究

为探究疲劳对驾驶员心理旋转能力的影响机制,首先开展2 h模拟驾驶任务试验,以诱发驾驶疲劳,并在模拟驾驶任务前后,分别测定驾驶员的心理旋转能力;然后基于试验数据,分析驾驶疲劳前后心理旋转能力行为绩效(反应时间、正确率)和脑电事件相关电位(ERP)成分(P3波幅和潜伏期)的变化及其差异。试验发现,驾驶疲劳引起行为绩效显著降低(反应时延长,正确率降低),脑电ERP的P3成分波幅在顶叶区显著下降、潜伏期显著延长。上述结果表明:疲劳影响了驾驶员在心理旋转过程中对认知资源的分配和加工信息的速度,导致心理旋转能力降低。     

疲劳对矿工心智游移影响的事件相关电位研究

为了深入探讨疲劳程度对矿工心智游移的影响,选取10名男矿工作为被试,采用事件相关电位(ERP)方法,用E-prime软件编写刺激程序,用64导脑电仪采集脑电信号,并用BESA软件预处理和分析脑电数据,测量被试疲劳前后行为指标和脑电指标。结果表明:疲劳对心智游移频率、平均反应时和错误率以及引发P300的波幅和潜伏期有显著影响;疲劳后,心智游移频率显著增高,平均反应时延长,错误率上升,心智游移时引发P300的波幅显著减小、潜伏期延长;通过降低矿工的疲劳程度,可以有效减少心智游移。     

空中交通管制员胜任力模型及其影响关系分析

为揭示空中交通管制员胜任力结构及其元素对体系的影响关系,首先通过问卷分析建立管制员胜任力模型,然后结合三角模糊数、决策试验与评价实验室法构建胜任力影响关系图以分析各元素间的影响关系,最后模拟胜任力元素对体系的影响关系。结果表明:胜任力模型由元胜任力、社会胜任力、认知胜任力、职能胜任力构成,共15项指标;元胜任力影响社会胜任力与认知胜任力,这三者又共同影响职能胜任力,社会胜任力对认知胜任力也具有一定影响;按对胜任力体系影响大小排列依次为元胜任力、认知胜任力、社会胜任力、职能胜任力;按变化的难易程度排列依次为元胜任力、社会胜任力、认知胜任力、职能胜任力。管制员胜任力模型及其影响关系能为管制员安全管理中的人员资质能力建设提供一定的参考。     

疲劳状态下陆空通话语音特征变化研究

为预防空中交通管制不安全事件,利用陆空通话语音数据结合精神运动能力检测(PVT方法,研究管制员的疲劳预警机制。首先,通过处理管制模拟机训练过程中陆空通话的音频文件,截取有效的管制指令信息,提取重新定义的语速、音调等特征;然后,采用PVT方法测试管制员在每次训练前后的反应能力,对比各个语音特征和PVT测试结果;最后,采用箱型图统计观察各时间段语音特征的变化趋势,并通过k-means++算法分析疲劳状态下绝对和相对语音特征区间,观察管制员工作中疲劳的变化过程,提出安全红线。研究表明:所提出的方法可以通过语音特征有效监控管制员的工作状态,为人员疲劳进行预警,从而实现管制不安全事件的预防,提高安全管理水平。     

安全氛围、心理资本对空中交通管制员违章行为的影响

为探究导致管制员行为差错的原因,提高管制员的可靠性,基于心理资本理论与社会认知理论,构建安全氛围、心理资本与违章行为的假设模型;采取实证调研的方法收集空中交通管制员行为的相关数据;应用逐步回归的分析方法对空中交通管制员心理资本与违章行为之间的作用关系进行实证研究。结果表明:安全氛围、心理资本对空中交通管制员的违章行为有一定的影响,即安全氛围与心理资本显著正相关,心理资本与违章行为显著负相关;在管理者承诺、安全政策、监管者行为、安全培训影响违章行为过程中,心理资本起部分中介作用;在管理者承诺、安全培训、安全意识、安全政策策影响故意违章行为的过程中,心理资本分别发挥完全中介与部分中介作用;找到了"安全氛围—心理资本—违章行为"的作用机制,将心理资本在安全氛围不同因素对违章行为的影响过程中发挥的作用细化。     

基于层次分析法的空中交通管制员疲劳致因分析

本文通过递阶层次结构建立了管制员疲劳致因关系图,运用层次分析法(AHP)建立了管制员疲劳评价指标体系和层次结构模型,结合某空管局管制员实际工作情况,对管制员疲劳致因因素及其影响程度进行分析。研究结果表明,判断决策疲劳(权重C=0.648)为管制员主要疲劳类型,感知觉疲劳(C=0.229)和动作疲劳(C=0.122)为次要疲劳类型;工作强度(C=0.333)、轮班模式(C=0.25)、睡眠情况(C=0.154)为管制员疲劳的关键性致因,而生物节律、设备可操作性、空域环境是管制员疲劳的主要因素。通过对疲劳致因的识别从而提出相应的缓解措施,以达到保障航空器安全运行的目的。     

管制员人为差错影响因素及指标权重分析

根据SHELL模型,将影响管制员人为差错的因素从内部因素和外部因素进行分析,内部因素包括管制员生理因素、心理因素、管制员业务技能三个部分;外部因素包括管制员与管制员班组之间、管制员与管制设备之间、管制员与管制程序等软件之间。通过分析和专家咨询,建立了影响管制员人为差错的影响因素指标体系,在模糊层次分析法的基础之上引入0.1-0.9标度法的三角模糊数,通过对各影响因素进行对比分析,得出了影响管制员人为差错的三级指标的重要度排序,排在前八位的因素依次为酒精及药物影响、形势意识、班组人员性格搭配、班组人员能力搭配、疲劳、人机界面、外界压力、情绪状态。为管制员培训和管理层进行安全检查提供了基础理论依据。     

管制员认知偏差测评量表的编制与应用

利用信息加工模型,结合管制工作的特殊性,编制出管制员认知偏差测评量表。利用该量表对管制员认知偏差进行测量,结果表明管制员管制过程中存在较大的认知偏差;不同性别及年龄的管制员在认知偏差方面存在显著差异。     

基于疲劳模式识别的VDT作业工间休息机制*

为保障作业人员身心健康和作业效率,运用E-Prime软件模拟认知性VDT持续作业,通过方差分析提出作业疲劳综合评价指标体系,并使用客观绩效指标和生理指标作为输入变量,主观疲劳综合指数作为输出变量,训练BP神经网络,对作业疲劳进行模式识别;提出认知性VDT持续作业工间休息机制。结果表明:通过正确反应时间、注视时间、瞳孔直径、眨眼频率4项指标,对VDT持续作业疲劳进行模式识别的结果可信度较高。因此,基于上述4项指标提出的工间休息机制客观有效。