视觉界面对人－机系统特性影响的试验研究

以驾驶员和飞行模拟器构成人－机仿真系统，结合驾驶员完成单自由度补偿跟踪任务，对飞机仪表显示和屏显两种显示方式进行了人－机系统仿真试验，通过频域辨识方法，获得了拟线性驾驶员描述函数，进而分析了两种显示方式对驾驶员特性和人－机系统特性的影响。     

视觉界面对人—机系统特性影响的试验研究

以驾驶员和飞行模拟器构成人－机仿真系统，结合驾驶员完成单自由度补偿跟踪任务，对飞机仪表显示和屏显示方式进行了人－机系统仿真试验，通过频域辨识方法，获了拟线性驾驶员描述函数，进而分析了两种显示方式对驾驶员特性和人－机系统特性的影响。     

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.     

驾驶工效综合评定座舱实验台的研制

为了在实验室内 ,能定性 /定量的研究飞机驾驶员工作时的复杂、实时操作感觉 ,开发了一台驾驶工效综合评定座舱实验台。该实验台主要由硬件 (包括座舱外壳、驾驶杆、座椅以及两台液晶显示器 )、软件两部分 (座舱视景系统、座舱仪表显示系统、飞机动力学系统、飞机控制系统、座舱网络通讯系统 )组成 ,通过使用眼动仪、触摸屏等设备来记录驾驶员的眼动及手动数据。该实验台可通过数据处理计算机实现人机界面的作业运动和进行工效综合评定。工效评定实验台的研制 ,可以提高座舱人机交互工效设计的可信度 ,是飞机驾驶舱面板优化设计的基础和依据 ,是研究保障安全飞行和提高作战能力以及效率等重大技术性能的重要手段。     

美国通用航空飞行事故短期预测的时序外推分析模型

基于类推原理对美国通用航空飞行事故的统计数据进行分析研究,探求事故和趋势的内在规律.收集整理美国通用航空1990—2009年的历年飞行事故统计数据和1999—2005年8个飞行阶段的事故统计数据,运用二次指数平滑法分别对两组数据进行分析,建立事故预测的时序外推分析模型,采用经验试算和递推分割法确定平滑指数值,使用代替法和历史数据加权平均法确定预测初始值,提高预测精度.结果表明:模型对历年飞行事故的预测相对误差小,精度高,并与历年实际观察值的趋势相一致；虽然对各飞行阶段的预测在爬升、盘旋两个阶段出现了波动,但预测趋势符合实际趋势.最后分析美国通用航空飞行事故趋势下降的首要原因为美国联邦航空局一直在小型机场推进“小飞机运输系统”,同时要求制造商生产出配备自动驾驶仪表的全天候飞行飞机.而部分驾驶人员飞行操作技能不熟练和飞行计划准备不当是近年美国通用航空事故发生的次要原因.     

基于系统动力学的飞行安全绩效研究

为深化飞行安全管理,需要研究组织因素之间的相互关系以及组织因素对飞行安全绩效的影响机理。从组织因素、航空飞行系统和飞行安全绩效3方面,建立航空飞行系统安全绩效模型。构建组织因素对飞行安全绩效影响的因果关系图。应用系统动力学(SD)建模仿真软件Vensim PLE,建立组织因素影响飞行安全绩效的SD模型。对行动准备时间变化时和安全绩效各维度目标值变化时的飞行安全绩效进行仿真分析。研究结果表明,航空安全管理过程中,缩短改善系统安全形势的行动准备时间,并优化飞行安全绩效各维度的目标值组合,能使飞行安全绩效最大化。     

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。     

附加听觉信号对行人觉察交通信号的影响

为考察在过街不同阶段(检测阶段/辨别阶段),附加听觉信号对行人觉察有声交通信号灯的影响,分别基于检测任务(试验1)和辨别任务(试验2),采用2(信号灯类型:传统视觉信号灯、有声信号灯)×2(信号灯颜色:红色信号灯、绿色信号灯)的被试内试验设计,考察有声信号灯的视觉与听觉信号是否对行人产生多感觉整合(MSI)效应。研究结果表明:无论在检测还是辨别阶段,有声信号灯均发生MSI效应,存在加工优势;红色信号灯会产生红色心理效应,相比绿色信号灯,行人对红色信号灯的反应更快且更准确;在辨别交通信号阶段,附加听觉信号能够影响个体反应偏向,行人更偏向报告红色有声信号灯。     

仪表转场飞行训练风险评估

为提升飞行学员的仪表转场飞行训练安全水平,根据仪表飞行规则要求和航空运行控制理论,制定仪表转场飞行训练的程序和风险评估方法;建立仪表转场飞行训练的空域碰撞风险和线路安全超障模型和算法;构建完整的仪表转场飞行放行评估流程,确定飞行程序实施风险评估流程和评价指标体系,将仪表转场飞行训练内容按照航线运输飞行模式展开;以加拿大红鹿基地经典仪表转场飞行训练考试为例,验证该方法的可行性。研究结果表明:通过建立空域碰撞和飞行路线安全超障的模型算法,系统分析各航行要素,可实现对仪表转场飞行训练内容和环节的安全风险定量评估。     

基于注意力分配的管制员调配飞行冲突认知过程研究

发现和解决飞行冲突是保障安全飞行的关键环节,也是空中交通管制员的核心任务。为探索管制员在调配飞行冲突时的注意力分配情况,利用Tobii TX300眼动仪记录了20名被试在解决飞行冲突时的眼动数据。采用动态兴趣区划分的方法,将雷达显示界面划分为8个区域。通过马尔可夫链理论计算被试者在不同兴趣区间注视的一步转移概率和平稳分布。结果表明:无论是熟练管制员还是非熟练管制员对飞机标牌的关注度都要高于飞机本身,对进场飞机的关注度都要显著高于离场飞机;熟练管制员并不是一次注视就能获取足够的信息,需要多次连续重复的注视,非熟练管制员注意力分配不合理,对飞机信息关注过少,不能很好地判断冲突点位置,导致其管制效率较低。     

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。     

人机显示/控制界面适配性综合评价指标和评价方法

通过对驾驶舱人机显示 /控制界面适配性指标影响因素、视觉信息流工效的测定与评估方法的研究 ,建立了一套视觉信息流工效综合评估系统研究体系 ;研究的初步结果主要有 ,飞机驾驶员视域中存在最佳、较好、极限工效区 ,并且振动、反射眩光、噪声、显示字符的形状 /颜色特征 /对比度 /显示方式等是影响信息获取工效的主要因素 ;飞机驾驶舱显示布局及显示方式应符合视觉工效学设计原则。     

飞行数据可视化技术研究

针对航空器事故调查和不安全事件分析的结果及改进的需要,研究基于FDR/QAR/DAR/CVR的数据可视化技术。提出基于飞行仪表布局语言(FILL)的仪表模型构建与驱动的技术方案,解决FDR/QAR/DAR记录数据的导入与修正处理、不同分辨率三维地形的生成与显示以及飞行数据与驾驶舱话音同步播放等问题。实践证明,利用数据可视化技术所构建的包括飞机、航迹、仪表、地形、跑道、航图等元素的三维图形飞行环境集成再现了飞行过程,为事故调查和事件分析提供了科学有效的辅助分析工具。     

飞机结冰特性及防除冰技术研究

了解结冰对飞行的危害、预测结冰的特性和发展防除冰方法,对于保证飞行安全极为重要。阐述结冰的形成及其严重程度度量方法,分析结冰对飞机气动、操稳及起降特性的影响,总结现有的飞机防冰与除冰技术,并对飞机防冰试验进行综述。考虑到带冰飞行是不可避免的,强调容冰技术对于保障安全飞行的重要性,并给出结冰条件下的操纵建议。研究表明,影响飞机结冰的因素不同导致结冰严重程度上存在差异,结冰对飞机特性影响较大,导致飞行性能下降,而防除冰技术的使用及容冰能力的提高对于确保结冰条件下的飞行安全意义重大。     

基于领导生命周期理论的民航飞行机组搭配问题

为更合理地调配民航飞行机组、减少因驾驶舱交流和监督不良造成的飞行事故,采取聚类方法分析机长与副驾驶的卡特尔16PF人格特征问卷(16PF)测试数据,结合领导生命周期理论从人格特征角度研究飞行机组搭配和管理方式。经数据分析后将人格特征因子分为外向宜人性和领导决策性两类,根据这两个分类维度分别将机长与副驾驶分为四种类型并给出分类指标和解释,可以判断机长管理方式倾向和不同类型副驾驶的表现特征。对不同管理倾向机长与不同类型副驾驶的搭配及管理方式提出建议;对直陈性差的顺从型副驾驶提出更有针对性的改善驾驶舱协助交流的训练建议,能改善机组资源管理(CRM)、预防飞行机组不安全行为。     

空中交通管制进近程序间隔安全性评估模型

空中交通的飞行冲突问题日益严重,笔者认为对空中飞行碰撞风险问题研究非常必要,旨在建立进近程序间隔评估模型。通过对影响进近间隔因素的分析确定了各因素对进近间隔的影响程度。应用假设平移法证明了导航台(VOR/NDB)顶空盲区内飞机报告过台位置偏离顶空盲区中心的距离与该距离下报告的飞机数量服从正态分布。应用概率等数学方法计算求得各因素决定的间隔,由各因素间的相互关系确定了模型间隔如何满足各因素确定的间隔。建立了进近间隔评估模型并对模型进行了验证和推广。     

高空飞行密闭服装——飞行员和宇航员个体防护装备系列介绍

<正>高空飞行密闭服装就是在飞行员的周围造成一座"微小加压舱",即是一种带密闭头盔的密闭飞行服装,由不透气材料制成。它把人体与周围空间完全隔绝开,人体处在此密闭空间里,由输往密闭服装内的气体对人的体表施加均匀的气体压力,能保证人体正常的生命活动能力。多使用于长时间飞行的高空侦察机、海军飞机等。     

飞机风挡防(除)雾系统安全性能分析

飞机的风挡防（除）雾对飞行安全具有十分重要的意义。为此,重点研究飞机风挡内表面热气防（除）雾系统的性能,针对自由射流热空气防（除）雾系统,建立了其稳态安全性能评判模型,并以某型飞机风挡为例,在两种供气条件下,分析和计算了系统的结雾情况,根据综合分析得出结论     

考虑排放因素的飞机下降性能优化方法

为降低飞机下降阶段的飞行成本和对环境的影响,首先建立飞行动力学模型,然后基于国际民航组织给出的基准排放数据建立污染物排放量估算模型并改进飞行成本计算模型,之后基于遗传算法建立最佳"表速-马赫数"组合优化模型,最后分析下降阶段优化参数的影响因素。结果表明,与传统下降方式相比,优化后的下降策略能降低0. 296%的综合飞行成本和4. 45%的排放成本。成本指数、飞机质量、温度偏差和污染物价格对下降性能优化参数有影响。     

自由飞行下基于航空器定位误差修正的碰撞风险研究

自由飞行能够提高空域容量从而缓解空域拥挤问题,在保障自由飞行安全性的基础上尽可能减小飞机的安全间距,需要研究自由飞行条件下飞机的安全评估问题。分析了所需CNS性能、防撞系统、风的因素等自由飞行下航空器定位误差的影响因素,考虑到航空器定位误差在短时间内具有累积性,提出采用INS、GPS数据融合算法对定位误差进行周期性修正。给出修正后的航空器定位误差分布在时间上的变化规律,并将其运用到自由飞行下碰撞风险评估中。结果表明,碰撞风险随安全间距增加呈下降趋势,以1.5×10-8次/飞行小时的目标安全水平为例,对航空器定位误差修正的最小安全间距为8 600 m,不对航空器定位误差进行修正的最小安全间距为9 100 m。