国际航班飞行员复诵差错影响因素研究

为研究我国航线飞行员在非母语陆空通话环境下复诵差错的影响因素,从航空公司采集跨越不同区域的46.2 h国际航班通话语音数据,采用文字记录分析法对数据进行处理,获取2 535句通话,同时针对相关飞行员实施问卷调查和深度访谈,提出通话特征、飞行员特点、管制员特点、空域特点和频率干扰5个维度的因素集,最后建立Logistic模型分区域定量分析飞行员复诵差错的影响因素。结果表明：飞行员语言能力和标准通话术语使用在各区域均与飞行员复诵差错水平呈现显著相关;频率干扰、通话复杂程度、管制员口音和管制员语速在部分区域与飞行员复诵差错水平呈现显著相关;针对区域差异提出的改进建议可进一步应用于飞行员通话复诵培训中,减少复诵人因差错的发生。     

进近管制员监听错误的影响因素分析

监听/复诵环节是管制员和航空器驾驶员陆空通话中确保信息准确传递的重要组成部分。基于监听错误对航空安全的重要性,首先利用雷达管制运行仿真试验平台获取5 351句进近管制模拟机陆空通话数据,采用文字记录分析法处理语音数据,从通话特征、空中交通情况和管制员个体特征3大方面,利用Logistic模型分析影响管制员监听错误的因素。结果表明:进离港航空器越多,管制员的监听错误越多;空中交通复杂度对监听错误有显著负向影响,即空中交通越复杂,管制员的监听错误越少;管制员工作单位不同,其监听错误也有显著差异。     

低能见度时进近管制区运行安全风险分析

为提高低能见度天气航空器在进近管制区内的安全运行水平,本文以某地的进近管制区为例,从安全系统工程学中的"5M"模型出发,使用专家评估法和头脑风暴法,找出在低能见度气象条件下进近管制区运行的危险源并对危险源评级,找出关键危险源,并提出安全建议.研究表明:关键危险源为进近管制员低能见度气象条件运行经验少、航班流量持续增大(低能见度天气持续)、陆空通讯干扰,并提出加强管制员培训;合理安排人员排班,防止疲劳上岗;防止通讯失效3条安全建议.     

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.     

基于云模型的管制员岗位工效学评价

通过对现有中国民航管制员岗位的工效学评价,减少管制员的人为差错,保障民航的安全运行,结合管制员岗位人机界面的特点,从人机界面构成要素和工效学角度,综合考虑各种影响管制员工作的因素,建立了管制员岗位工效学评价指标体系。基于云模型和模糊综合评价法构建了管制员岗位工效学评价模型,并应用该模型对某机场塔台管制员岗位的工效学现状进行了评价。该模型具有量化分析,评价结果直观的特点,能够反映出系统人机界面中存在的不足,为改进人机界面设计和减少管制员差错提供理论基础。     

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。     

空中交通管制员与飞行员通信风险评估指标体系研究

对空管安全风险管理的关键环节——管制员与飞行员的通信过程进行分析,探讨管制员与飞行员通信失误的表现,分析造成通信失误的原因,从人员、设备、环境和管理4个方面探讨通信风险因素。在此基础上,构建管制员与飞行员通信风险评估指标体系,包括总体层、因素层和指标层3个层次及18项评估指标。通过对通信风险进行监测、评价和管控,帮助管理人员发现通信过程存在的安全隐患,增强管制员与飞行员通信工作的可靠性,从而提高空中交通安全水平。     

基于五元联系数法的进近管制员压力评价模型

空中交通管制是一项高负荷、高压力的工作。为了减轻进近管制员的压力,提出具有针对性的缓解措施,提高民航业的安全水平,建立了进近管制员压力源量表,引入五元联系数法,对进近管制员的压力情况实现了静态与动态、定性与定量的多重结合分析,构建了进近管制员压力评价模型。以某空管局为例收集数据并进行分析,结果表明,进近管制员的压力存在波浪式的发展趋势,且各压力源的态势两级分化较为严重,业务层面的因素大多处于强反势,而人为因素及设备层面的一些因素为强同势。研究表明,五元联系数法用于进近管制员压力研究是可行的,并验证了该评价模型的合理性。     

基于任务情境的航线飞行员脑力负荷特征研究

为探究飞行任务中航线飞行员的脑力负荷特征，开展了2种经验水平(机长、副驾驶)×3种任务阶段(进近阶段、火警阶段、着陆阶段)的混合双因素设计试验，记录HR、HRV、EDA和眼动指标作为因变量，建立广义线性混合模型并分析数据。结果显示，与副驾驶组相比，机长组HR均值、SCL、SCR和平均瞳孔直径更小，IBI均值和PNN20更大；被试在不同任务阶段的脑力负荷生理特征亦存在差异。研究表明，航线飞行员的脑力负荷特征受到经验水平的影响，机长在全部任务阶段中脑力负荷均低于副驾驶；不同任务阶段的脑力负荷特征存在差异，由进近阶段到着陆阶段，航线飞行员的脑力负荷表现出逐级上升的趋势。研究结果可为实现循证训练、提高训练效率提供数据支持，有助于提升飞行安全水平。     

基于专家-新手范式的飞行员模拟仪表进近注视特征差异研究

为探究飞行员注意资源在驾驶舱仪表间的分配策略,利用眼动仪、DA-42飞行模拟机等搭建仪表进近模拟飞行试验平台,基于专家-新手范式采集飞行教员和飞行学员的眼动数据,并利用注视熵率表征被试者扫视行为的随意性.结果表明:在最后进近航段,全体被试者高度关注姿态仪、水平状态指示器和高度表3个兴趣区,注视时间占总注视时间的78％以上;绩效优组在空速表、高度表、垂直速度表和其他区域的注视时间百分比显著高于绩效差组,而在各兴趣区的平均注视时长显著低于绩效差组;绩效优组的注视熵率显著高于绩效差组,这意味着其在仪表进近过程中的扫视灵活性更大.研究可为指导飞行员培训、预防飞行员人为差错提供参考.     

基于信息加工模型的管制员差错分类与分析

在Wickens的人类信息加工模型的基础上,加入注意功能、情景意识、内部和外部操作成形因素,建立了管制员信息处理模型。按照该模型,空中交通管制人为差错可按照认知领域分为感知与警觉性差错、短时记忆差错、长时记忆差错、判断与计划差错、响应选择差错和响应执行差错;影响管制员操作的情境条件可分为外部操作成形因素和内部操作成形因素。对以往空管人为差错的分析表明,在信息加工层面分类的人为差错更宜于确定差错的心理致因。基于该理论模型的差错分类系统可以改进人为差错分析的有效性和一致性,从而提高差错管理的有效性。     

基于信息加工模型的飞行员差错分析与分类

建立了飞行员信息加工模型。基于该模型,飞行员人为差错可按照认知行为过程分为信息感知差错、信息处理差错、决断差错、行为操作差错,并结合差错模式分类框架进行更详细地分类;影响飞行员认知和行为的情境条件可分为外部差错影响因素和内部差错影响因素。对以往飞行人为差错的分析表明,在信息加工层面分类的人为差错更宜于确定差错的心理机制。基于该理论模型的差错分类系统可以提高人为差错分析的有效性和一致性,从而提高差错管理的有效性。     

基于信息处理和事故链原理的结构化飞行员差错模型

为了对民航飞行员人为差错进行系统分析,研究民航业中常见人为差错的分析方法,指出其局限性。基于信息处理过程和事故链原理,从微观的认知过程和宏观的HFACS框架2个层面构建一种新的飞行员人为差错分析模型,并对模型中的情景分析、差错模式与分类、认知机理、差错恢复、差错成因、反馈机制和防御机制等几大核心模块进行阐述,重点介绍认知机理在差错形成中产生的关键影响因素,提出结构化差错分析方法的思路与步骤。该模型为民航飞行员人为差错的产生机理、差错分类和差错成因的分析提供一种新思路,但模型的进一步应用还有待于通过案例分析来验证。     

基于蒙特卡罗的平行跑道进近碰撞风险分析

为在新的导航方式下对具有随机复杂特性的平行跑道进近碰撞风险进行评估，构建了一种面向多个对象集的进近碰撞风险仿真模拟模型。首先根据实际航迹数据获取基于性能导航(Performance Based Navigation, PBN)的实际导航性能(Actual Navigation Performance, ANP)分布规律特征，基于ANP分布函数可得进近轨迹偏离概率；随后构建了仿真轨迹模拟模型，并将国际民航组织(International Civil Aviation Organization, ICAO)的经典失误进近场景应用其中；最后针对不同非侵入区(No Transgression Zone, NTZ)宽度、不同失误场景进行仿真试验。结果表明：此模型可以快速且合理地对进近场景进行仿真模拟；在安全目标水平下的PBN导航进近可缩小NTZ宽度，从而减轻管制员工作量，提高进近运行效率。     

基于流程图的机场管制塔台风险因素辨识

在对空中交通管制风险模型分析的基础上,确定辨识空管运行过程中风险因素的3条途径。基于运行分析方法建立机场管制塔台航空器放行流程图,结合流程图简表对地面管制准备阶段的风险因素进行分析,提出把鱼刺图与流程图相结合辨识航空器放行过程的风险识别方法。最后,应用上述方法从人-机-环-管方面辨识出机场管制塔台运行过程中的65个风险因素,其中包括40个管制员因素、10个设备因素、9个环境因素和6个管理因素。     

基于灰色理论的跑道侵入原因分析

为减少跑道侵入的发生,找出导致不同严重性跑道侵入的主要原因并提出具有针对性的安全措施.根据跑道侵入的相关定义和分类标准,对跑道侵入的严重性与其影响因素进行灰色关联分析,得出飞行员违规、空管人员操作差错或违规、车辆或行人违规与AB类跑道侵入的关联度分别为0.648 3、0.662 2、0.667 3,与CD类跑道侵入的关联度分别为0.852 9、0.839 2、0.745 5,发现影响AB类、CD类跑道侵入的关键影响因素分别是车辆或行人违规、飞行员违规.研究表明,预防AB类跑道侵入的关键是要加强行人和车辆驾驶员的飞行区准入管理以及提高其通信质量;预防CD类跑道侵入的关键是要强化飞行员遵守法规和管制员指令的意识,加强机组资源管理.     

基于CRM模型的障碍物遮蔽安全风险研究

为研究机场遮蔽应用规则，防止超高障碍物对机场安全运行产生影响，首先，调研分析美国、英国、印度等诸多国家的机场遮蔽应用情况；然后，针对机场周边障碍物限制面内不同的遮蔽区域，利用碰撞风险模型(CRM)模拟仿真障碍物遮蔽点碰撞风险值，提出不同区域遮蔽规则；最后，结合实际情况，提出机场障碍物限制面内不同区域遮蔽方法和要求。结果表明：起飞爬升面和进近面内遮蔽区域按照一定扩散率外扩划设；过渡面内不建议应用遮蔽原则；内水平面和锥形面内按照分区域划设。     

基于TEM模型的民航不安全事件关联规则挖掘与分析*

为了预防民航不安全事件的发生,应用机组威胁与差错管理（TEM）模型分析2014—2020年民航事故/征候的航空安全报告资料,提取事件里存在于民航运行风险中潜在的情况、威胁、机组差错等因素,通过改进的关联规则方法挖掘其中的关联关系,包括挖掘与事件严重程度有关的因素,找到TEM模型中的关键因素和影响航空器结束状态的致因因素,并进行关联网络图分析。研究结果表明:手动操纵/飞行控制差错、缺少/不足的飞行培训和安全管理、飞行员之间沟通差错与程序执行错误是造成事故/征候的显著因素;关联规则能够有效利用航空安全报告信息,通过定量的方法挖掘事故/征候的特征,找到影响民航不安全事件的强关联因素,为民航安全管理人员提供决策依据。     

面向特情的航线飞行员视觉注意分配研究

为降低飞行中人因事件的发生比例，保障飞行安全，面向进近过程中飞机发动机火警处置任务，开展模拟飞行试验，探究飞行特情中飞行员视觉注意分配情况；记录被试在4个兴趣区域(AOI)的5项视觉注意分配指标，同时，记录试验中被试的决策行为和飞行绩效指标；结果显示，火警发生前后，飞行员被试在主飞行显示器(PFD,即AOI 2)上的5个视觉注意分配指标均显著高于其他AOI;在火警前阶段，被试在主火警灯(即AOI 1)的注视点数(FC)、注视时间(FT)、FC占比(PFC)、FT占比(PFT)和平均注视时间(AFD)值显著低于导航显示器(ND,即AOI 3)和发动机显示和机组警告系统(EICAS,即AOI 4),而在火警阶段，AOI 1的FC、FT、PFC和PFT显著高于AOI 4;机长组被试在PFD上的FC、FT、PFC和PFT显著低于副驾驶组；机长组更多选择落地后执行火警记忆项目。研究结果表明：飞行特情中，飞行员的视觉注意分配仍服从驾驶—导航—交流—系统管理任务优先规则；主火警灯故障会对飞行员的注意分配造成干扰；飞行经验可以改善飞行员的视觉注意分配。     

大流量管制情境下雷达管制员眼动特征分析

为提高大流量管制运行的安全水平,研究雷达管制员的眼动特征变化规律,整合雷达管制模拟机和眼动仪,构建试验系统。选取具有实际工作经验的进近雷达管制员作为被试,将某管制空域内的航班数量分为小、中和大流量3种模拟管制情境。获取不同情境下被试的眼动特征数据,结合被试的不同技能水平,统计分析其在3种情境下的眼动特征数据。结果发现:随着流量的增大,注视、眼跳、瞳孔3类眼动数据发生显著变化,且注视、眼跳的部分指标在不同技能水平的被试间也存在显著差异。不同技能水平的管制员的信息搜索策略存在差异,且均随管制流量的变化发生改变。