平视显示器视觉告警显示的工效学问题研究
发布时间：2021-08-19 08:11
平视显示器（HUD）使飞行员向前平视机外视景的同时也能看到主要驾驶仪表及其重要的飞行参数,然而随着HUD的广泛应用,它带来的工效学问题逐渐被许多专家所重视。本文针对HUD视觉告警显示的工效学问题展开研究,因为HUD是单色显示器,它不能通过颜色变化来吸引飞行员的注意,需要使用编码技术,特别是在飞机出现告警的时候,能及时捕获飞行员的注意力。因此本文开展实验研究,选取被试并进行模拟飞行实验,分析编码技术对被试的影响,主要研究内容如下:（1）掌握HUD告警信息显示人为因素问题的研究现状与成果,解读并分析FAR25.1322条款,从中发现目前我国在HUD告警显示方面对编码技术的使用还不成熟,因此本文通过实验研究视觉编码中闪烁编码和加框编码的工效学影响。（2）参照SAE AS 8055和MIL-STD-1472F中规定的关于HUD告警信息显示的具体参数,为实验变量提供合理的水平,然后设计并开展模拟飞行实验,采用多种指标评估,采集被试的眼动数据、绩效和主观评价得分,结合单因素设计、组内设计、拉丁方设计和双任务设计的实验设计方法,使各个评估指标对变量水平更加敏感,从而使测量的数据更加准确。（3）对实验...
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型HUD的组成及机上布局
中国民航大学硕士学位论文3System，SVS）。因此HUD能在低能见度情况下使用，并被应用在飞机飞行的各个阶段，特别是在起飞爬升和进近着陆这些飞行员操作频繁且工作负荷较大的阶段，合理运用好HUD不仅能降低环境需求，更能降低事故率，因此HUD的工效学问题显得尤为重要。目前，我国在HUD告警显示方面的经验不足，基于HUD的单色显示特征，缺乏相关工效学问题的研究。相比于主显（PFD），HUD不能通过颜色变化（红色、琥珀色和黄色）来区分告警信息和告警等级，需要运用编码技术，如图1-2所示。我国的相关条款和咨询通告均缺乏对编码技术的要求，因此有必要研究HUD告警显示的工效学问题。图1-2HUD视觉告警显示近年来，在我国由于飞机驾驶舱告警系统的不完善造成过一些事故，比如，2013年，南航B737准备盲降需要校验飞行数据，当飞行员执行着陆任务时，在未建立目视参考的情况下，就在复飞点下降到了最低安全高度以下，导致飞机严重低于正常的飞行剖面，在飞机处于仪表飞行条件且存在较大地形接近率的情况下触发近地警告，飞行员没有及时察觉，导致复飞不及时，使飞机与导航台天线发生擦碰，造成损失。2007年，南航3392航班需要盲降下降至MDA（MinimumDescentAltitude）以下，导致飞机严重低于下滑道造成刮碰树木。因此，飞机驾驶舱的告警显示就显得尤其重要，及时的告警以提醒飞行员当前的飞行状况，这往往能避免许多不堪设想的灾难。飞机驾驶舱的安全问题可以通过Reason的瑞士奶酪模型（SwissCheese）加以解释，该模型认为，管理、组织和人的能力都可以防止事故的发生，所以这些
中国民航大学硕士学位论文4方面应具备足够完善安全措施来降低飞行事故的发生率，同时还要防止相关安全措施失效而引发飞行事故[7]。然而，所有的安全措施都不完美，都会存在各种漏洞[6]，这就需要飞机驾驶舱具备可靠的告警系统，在飞机发生紧急状况时能起到及时提醒并告知飞行员飞机当前情况的作用。如图1-3所示，产生安全漏洞的原因主要有两个，分别是显性失效和隐性失效。显性失效是指飞行员在人机交互过程中，因为失误或违反规章等人为因素而引起的不安全行为。隐性失效是系统本身固有的缺陷，通常是由于系统设计决策不完善、组织管理缺陷、培训失效等原因造成的。与显性失效不同，隐性失效通常是不可预测的，但它却是可以修复的。通常，单个层次上的缺陷并不一定会产生威胁或造成事故，只有当各个层次的缺陷依次触发，且每一层次的预防措施都是失效时，才会引发事故[7]。图1-3REASON奶酪模型
【参考文献】：
期刊论文
[1]民用飞机机组告警级别设计原则[J]. 殷媛媛,贺旺. 飞机设计. 2018(04)
[2]基于视景仿真的飞行员探测跑道入侵的绩效评估[J]. 杨坤,葛祥雨,鞠鹏飞,白杰. 系统仿真学报. 2018(05)
[3]视觉诱发电位脑-机接口实验范式研究进展[J]. 李鹏海,许敏鹏,万柏坤,靳世久,明东. 仪器仪表学报. 2016(10)
[4]飞行员人格特质对工作绩效的影响[J]. 郝炳瑕,李敬强. 人类工效学. 2016(02)
[5]多元线性回归统计预测模型的应用[J]. 冷建飞,高旭,朱嘉平. 统计与决策. 2016(07)
[6]飞机驾驶舱视觉告警信号设计的基本要求分析[J]. 舒秀丽,董大勇,董文俊. 航空工程进展. 2015(04)
[7]显示界面多维视觉编码综合评价模型[J]. 肖旭,完颜笑如,庄达民. 北京航空航天大学学报. 2015(06)
[8]从驾驶舱设计和适航来减少由设计引发的飞行员人为差错的挑战和途径[J]. 许为,陈勇. 民用飞机设计与研究. 2014(03)
[9]平视显示器在民用飞机上的应用研究[J]. 王全忠,高文正. 电光与控制. 2014(08)
[10]多元分析中的多重共线性及其处理方法[J]. 杨梅,肖静,蔡辉. 中国卫生统计. 2012(04)
博士论文
[1]民用飞机驾驶舱人机交互机理与评价方法研究[D]. 郑弋源.上海交通大学 2015
[2]多指标综合评价理论与方法问题研究[D]. 苏为华.厦门大学 2000
硕士论文
[1]不同飞行阶段飞行员使用HUD的行为模式及认知绩效研究[D]. 常赫.中国民航大学 2018
[2]突发情境下飞行员使用HUD的行为模式分析[D]. 刘思远.中国民航大学 2018
[3]跑道入侵情景下飞行员使用HUD的行为模式及认知绩效研究[D]. 葛祥雨.中国民航大学 2017
本文编号：3351049
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型HUD的组成及机上布局
中国民航大学硕士学位论文3System，SVS）。因此HUD能在低能见度情况下使用，并被应用在飞机飞行的各个阶段，特别是在起飞爬升和进近着陆这些飞行员操作频繁且工作负荷较大的阶段，合理运用好HUD不仅能降低环境需求，更能降低事故率，因此HUD的工效学问题显得尤为重要。目前，我国在HUD告警显示方面的经验不足，基于HUD的单色显示特征，缺乏相关工效学问题的研究。相比于主显（PFD），HUD不能通过颜色变化（红色、琥珀色和黄色）来区分告警信息和告警等级，需要运用编码技术，如图1-2所示。我国的相关条款和咨询通告均缺乏对编码技术的要求，因此有必要研究HUD告警显示的工效学问题。图1-2HUD视觉告警显示近年来，在我国由于飞机驾驶舱告警系统的不完善造成过一些事故，比如，2013年，南航B737准备盲降需要校验飞行数据，当飞行员执行着陆任务时，在未建立目视参考的情况下，就在复飞点下降到了最低安全高度以下，导致飞机严重低于正常的飞行剖面，在飞机处于仪表飞行条件且存在较大地形接近率的情况下触发近地警告，飞行员没有及时察觉，导致复飞不及时，使飞机与导航台天线发生擦碰，造成损失。2007年，南航3392航班需要盲降下降至MDA（MinimumDescentAltitude）以下，导致飞机严重低于下滑道造成刮碰树木。因此，飞机驾驶舱的告警显示就显得尤其重要，及时的告警以提醒飞行员当前的飞行状况，这往往能避免许多不堪设想的灾难。飞机驾驶舱的安全问题可以通过Reason的瑞士奶酪模型（SwissCheese）加以解释，该模型认为，管理、组织和人的能力都可以防止事故的发生，所以这些
中国民航大学硕士学位论文4方面应具备足够完善安全措施来降低飞行事故的发生率，同时还要防止相关安全措施失效而引发飞行事故[7]。然而，所有的安全措施都不完美，都会存在各种漏洞[6]，这就需要飞机驾驶舱具备可靠的告警系统，在飞机发生紧急状况时能起到及时提醒并告知飞行员飞机当前情况的作用。如图1-3所示，产生安全漏洞的原因主要有两个，分别是显性失效和隐性失效。显性失效是指飞行员在人机交互过程中，因为失误或违反规章等人为因素而引起的不安全行为。隐性失效是系统本身固有的缺陷，通常是由于系统设计决策不完善、组织管理缺陷、培训失效等原因造成的。与显性失效不同，隐性失效通常是不可预测的，但它却是可以修复的。通常，单个层次上的缺陷并不一定会产生威胁或造成事故，只有当各个层次的缺陷依次触发，且每一层次的预防措施都是失效时，才会引发事故[7]。图1-3REASON奶酪模型
【参考文献】：
期刊论文
[1]民用飞机机组告警级别设计原则[J]. 殷媛媛,贺旺. 飞机设计. 2018(04)
[2]基于视景仿真的飞行员探测跑道入侵的绩效评估[J]. 杨坤,葛祥雨,鞠鹏飞,白杰. 系统仿真学报. 2018(05)
[3]视觉诱发电位脑-机接口实验范式研究进展[J]. 李鹏海,许敏鹏,万柏坤,靳世久,明东. 仪器仪表学报. 2016(10)
[4]飞行员人格特质对工作绩效的影响[J]. 郝炳瑕,李敬强. 人类工效学. 2016(02)
[5]多元线性回归统计预测模型的应用[J]. 冷建飞,高旭,朱嘉平. 统计与决策. 2016(07)
[6]飞机驾驶舱视觉告警信号设计的基本要求分析[J]. 舒秀丽,董大勇,董文俊. 航空工程进展. 2015(04)
[7]显示界面多维视觉编码综合评价模型[J]. 肖旭,完颜笑如,庄达民. 北京航空航天大学学报. 2015(06)
[8]从驾驶舱设计和适航来减少由设计引发的飞行员人为差错的挑战和途径[J]. 许为,陈勇. 民用飞机设计与研究. 2014(03)
[9]平视显示器在民用飞机上的应用研究[J]. 王全忠,高文正. 电光与控制. 2014(08)
[10]多元分析中的多重共线性及其处理方法[J]. 杨梅,肖静,蔡辉. 中国卫生统计. 2012(04)
博士论文
[1]民用飞机驾驶舱人机交互机理与评价方法研究[D]. 郑弋源.上海交通大学 2015
[2]多指标综合评价理论与方法问题研究[D]. 苏为华.厦门大学 2000
硕士论文
[1]不同飞行阶段飞行员使用HUD的行为模式及认知绩效研究[D]. 常赫.中国民航大学 2018
[2]突发情境下飞行员使用HUD的行为模式分析[D]. 刘思远.中国民航大学 2018
[3]跑道入侵情景下飞行员使用HUD的行为模式及认知绩效研究[D]. 葛祥雨.中国民航大学 2017
本文编号：3351049
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