本文關(guān)鍵詞：飛行員在飛行動作模擬練習(xí)下的眼動模式的分析

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【摘要】：飛行任務(wù)高度依賴于視覺。飛行員需要細致的注視來精確操控飛機，同時還要通過掃視從環(huán)境中獲得飛行的情景意識（SA）。眼動儀是基于紅外線角膜反射，實時地記錄被試的眼球眼動情況。隨著眼動技術(shù)的飛速發(fā)展，，眼動記錄法在飛行領(lǐng)域也得到了大量應(yīng)用。眼動指標(biāo)（例如：注視時間、注視次數(shù)等）可以直接反映個體的心理過程。因此，通過分析飛行員的眼動過程便可了解其在執(zhí)行任務(wù)過程中的注意力分配，進而分析其工作負荷及疲勞狀態(tài)。 為了深入探討飛行員在飛行過程中的眼動模式，了解其注意力分配規(guī)律和視覺加工情況，本研究對飛行員的眼動一般特征進行了分析總結(jié)，同時采用了專家-新手范式。因為在飛行教綱中，還沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)界定何謂專家，因此，我們將實驗組分為熟練組—新手組。實驗通過模擬爬升飛行和模擬翻轉(zhuǎn)任務(wù)，收集到了被試的眼動各項指標(biāo)，分析和對比了兩組飛行員完成任務(wù)的時間、完成任務(wù)的準(zhǔn)確度、眼動指標(biāo)的差異，以此來了解和探討不同水平的飛行員在不同認知負荷下的認知模式和注意力分配情況，研究結(jié)果為新手飛行員的培訓(xùn)以及座艙布局設(shè)計提供參考和借鑒。 本研究起始于2011年11月,終止于2012年3月。被試為到空軍杭州航空醫(yī)學(xué)鑒定訓(xùn)練中心療養(yǎng)的Su-30戰(zhàn)機飛行員。共包括兩個實驗 實驗一：科目：選取了儀表空間定向訓(xùn)練模擬器中的“模擬飛行”訓(xùn)練科目，該科目是要被試在模擬器上模擬現(xiàn)實中的飛行科目。我們的實驗選擇了爬升飛行和翻轉(zhuǎn)飛行任務(wù)，在實驗過程中同時佩戴眼動儀，觀察和記錄整個飛行過程中的眼動情況，在實驗結(jié)束后對飛行員完成任務(wù)的時間和眼動指標(biāo)進行記錄。因為本實驗是為了測量飛行員在不同任務(wù)難度下的飛行過程中的一般注意力分配情況和認知負荷等狀態(tài)，隨機抽取了18名，年齡分布在27~38歲，飛行總時間在300~2300小時之間，飛行Su-30該機種的時間在150~1800小時之間。 實驗二：選取了儀表空間定向訓(xùn)練模擬器中的“模擬飛行”訓(xùn)練科目，實驗任務(wù)選擇了翻轉(zhuǎn)任務(wù)，在實驗過程中同時佩戴眼動儀，觀察和記錄整個飛行過程中的眼動情況，記錄兩組的飛行績效以及眼動指標(biāo)差異。熟練組的總飛行時間是在1500小時以上，新手組的飛行時間在200小時以下。主要研究結(jié)果： 實驗一：不同任務(wù)難度下的各個眼動指標(biāo)分析：（1）注視點的分布情況。在爬升任務(wù)中，各個興趣區(qū)之間沒有顯著差異（p0.05），在翻轉(zhuǎn)任務(wù)下，5個興趣區(qū)的注視時間存在差異（p 0.05）；（2）注視時間的分布情況。在爬升任務(wù)中，各個興趣區(qū)之間沒有顯著差異（p0.05），在翻轉(zhuǎn)任務(wù)下，5個興趣區(qū)的注視時間存在差異（p 0.05）；（3）平均瞳孔直徑。在兩種飛行任務(wù)下，被試者的瞳孔直徑在三種儀表以及綜合屏顯之間有顯著差異（p 0.05），在翻轉(zhuǎn)任務(wù)下，被試的瞳孔直徑都小于爬升任務(wù)。（4）平均掃視幅度。被試在翻轉(zhuǎn)任務(wù)時的平均掃視幅度為8.50±4.33(°)，在爬升任務(wù)時為12.56±5.49(°)，二者對比時有顯著差異（p 0.05），掃視幅度和任務(wù)難度有相關(guān)，既隨著任務(wù)難度的加大平均掃視幅度減小。 實驗二：在同一難度下的熟練和新手的飛行績效對比：（1）任務(wù)完成時間。熟練組的平均完成時間在50.5±10.2（s），新手組的平均完成時間為62.1±11.5（s）；（2）高度差。熟練組的平均高度差在10.2±2.4（m），新手組的平均高度差在32.8±6.5（m）；（3）偏航角。熟練組的平均偏航角為2.3±1.6(o)，新手組的平均偏航角為8.2±3.6(o)；（4）傾斜角。熟練組的平均傾斜角4.8±1.7(o)，新手組的平均傾斜角15.2±4.4(o)。熟練飛行員和新手飛行員的眼動參數(shù)的對比：（1）飛行員在注視頻率、掃視頻率、平均掃視速度、平均注視時間、平均掃視幅度這五個指標(biāo)上存在著明顯差異，熟悉飛行員的平均注視時間較短，掃視幅度較大，掃視速度較快，熟練飛行員具有較好的掃視頻率和較大的注視頻率；（2）熟練飛行員和新手飛行員在各個興趣區(qū)的注視時間的對比。新手飛行員在外景和高度表上有較多的注視時間，而熟練飛行員在綜合屏顯上的時間較多，分配在外景上的時間較少，其他儀表的時間比較均衡；（3）新手飛行員在外景注視點個數(shù)最多，在綜合平屏顯上個數(shù)最少；而熟練飛行員在綜合屏顯上的注視點個數(shù)最多，在外景上最少。對兩組飛行員的注視點個數(shù)進行t檢驗發(fā)現(xiàn)，熟練飛行員和新手飛行員在外景和綜合屏顯有顯著差異（p 0.05）；（4）熟練飛行員和新手飛行員平均瞳孔直徑的對比。兩組飛行員的瞳孔直徑在外景、地平儀和綜合屏顯之間有顯著差異（p 0.05）,在高度表和速度表上無差異（p0.05）。研究結(jié)論如下 1、飛行員均在在座艙儀表分配更多的注視點和注視時間；在翻轉(zhuǎn)任務(wù)中，飛行員在各個興趣區(qū)的瞳孔直徑都小于爬升任務(wù)中的直徑；掃視幅度隨著任務(wù)難度的加大而減小。 2、熟練飛行員和新手的飛行績效和眼動模式存在明顯的差異。 3、熟練飛行員的績效好于新手，熟練飛行員有更短的注視時間、更多的注視點、更快的掃視速度、較大的掃視頻率和較廣的掃視范圍。 4、熟練飛行員的瞳孔變化較小，他們的眼動模式有較低的心理負荷。 在模擬飛行下，飛行員在座艙儀表分配更多的注視點和注視時間，提示對新手民兵在飛行訓(xùn)練中注意力應(yīng)更多的集中在艙內(nèi)儀表；同時該結(jié)論也為座艙儀表的合理設(shè)計提供依據(jù)。隨著飛行任務(wù)難度的加大，飛行員的心理負荷加大，掃視幅度減��；熟練飛行員有更為簡潔有效的眼動模式和較低的心理負荷，提示飛行學(xué)員的訓(xùn)練要促使建立高效的眼動模式。
【關(guān)鍵詞】：軍事飛行員 眼動 模擬飛行 注意力 情景意識
【學(xué)位授予單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：B845.66
【目錄】：

• 縮略語表5-6
• 中文摘要6-9
• Abstract9-13
• 前言13-14
• 文獻回顧14-26
• 1 眼動的基本理論14-17
• 2 眼動記錄法的發(fā)展歷史17-19
• 3 眼動技術(shù)的心理學(xué)研究以及應(yīng)用19-21
• 4 眼動技術(shù)在航空領(lǐng)域的研究21-23
• 5 飛機儀表的介紹23
• 6 情景意識的基本理論23-26
• 實驗一 軍事飛行員眼動總體特征的研究26-34
• 1 對象26
• 2 方法26-28
• 3 結(jié)果28-32
• 4 討論32-34
• 實驗二 熟練飛行員和新手飛行員的眼動模式對比34-41
• 1 對象34
• 2 方法34-35
• 3 結(jié)果35-38
• 4 討論38-41
• 總結(jié)41-43
• 參考文獻43-48
• 個人簡歷和研究成果48-49
• 致謝49-50

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 柳忠起;袁修干;劉偉;康衛(wèi)勇;;飛行員注意力分配的定量測量方法[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2006年05期

2 趙新燦;左洪福;任勇軍;;眼動儀與視線跟蹤技術(shù)綜述[J];計算機工程與應(yīng)用;2006年12期

3 袁健;李章德;;情景意識在機艙防范安全事故中的應(yīng)用[J];南通航運職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2008年04期

4 劉偉,袁修干,柳忠起,康衛(wèi)勇,馬銳;飛行員情境認知的模糊綜合評判[J];心理學(xué)報;2004年02期

5 吳迪,舒華;眼動技術(shù)在閱讀研究中的應(yīng)用[J];心理學(xué)動態(tài);2001年04期

6 楊家忠,張侃;情境意識的理論模型、測量及其應(yīng)用[J];心理科學(xué)進展;2004年06期

7 李騰;;飛行駕駛艙情景意識影響因素剖析[J];中國科技信息;2012年09期

8 柳忠起;袁修干;劉偉;康衛(wèi)勇;韓彥東;馬銳;;基于模擬飛行任務(wù)下的眼動指標(biāo)分析[J];中國安全科學(xué)學(xué)報;2006年02期

9 林海燕,袁修干;軍用飛機駕駛員視覺信息流工效研究[J];中華航空航天醫(yī)學(xué)雜志;1999年02期

本文編號：1044252