模拟飞行任务中的飞行学员眼动特征分析

发布时间：2020-04-07 18:08

【摘要】：航空器自动化程度不断提升,飞行员监控职能与决策职能逐渐突显,操纵职能相对弱化。在执行任务时,飞行员需要同时关注驾驶舱多个信息,并根据信息优先级,对繁杂的信息选择性注意,在较短时间内处理已获取的信息,加剧了飞行员的认知负荷。训练初期是提升视觉绩效的最佳阶段,研究飞行学员眼动差异具有重要意义。研究相关飞行员眼动实验及梳理眼动影响因素,为实验自变量选取和无关变量控制奠定了基础。参考已有认知理论,分析眼动与注意转移以及认知加工的关系,分析人机交互中认知行为,并将认知过程中的视觉信息搜索和视觉信息编码,与眼动行为中的注视和扫视联系起来。用扫视幅度表征注意广度、视觉熵值表征注意稳定性、兴趣区域注视点百分百表征注意偏好、注视频率表征认知负荷,确定了研究的因变量。选取10名已完成私照、商照和仪表等级训练的飞行学员参与本次实验。以CCAR-61部规章要求及飞行学员训练科目为依据,对模拟飞行任务进行设置,要求飞行学员分别完成白天和黑夜两种能见度下的起落航线任务,包括离场边、侧风边、下风边、底边和进场边5个飞行阶段,测量这10种飞行条件下的眼动指标。根据模拟飞行任务特点将仪表面板划分为7个兴趣区,并根据兴趣区信息参数特点将信息整合为对飞行状态的垂直、水平、速度和外景这四个维度的追踪。用NASA-TLX量表对模拟飞行任务负荷进行主观测量,作为飞行学员眼动特征分析依据。数据分析表明:(1)模拟飞行任务难度增加时,飞行学员的注意广度缩小,认知负荷提升;(2)在夜晚飞行时,飞行学员的注意广度及注意稳定低于白天,认知负荷高于白天,减少了对外景及速度信息的关注,增加了对飞机垂直及水平状态信息的关注;(3)在起落航线任务中,飞行学员的注意广度在进场边和离场边较小,注意稳定性在进场边较差、注意模式更加随意,相邻两个飞行阶段的视觉编码频率差异不显著、认知负荷变化不明显,飞行学员在进场边和离场边时更关注外景和速度表信息,在侧风边、下风边和底边则更倾向于通过仪表获取飞机姿态信息。以上分析可以作为纠正飞行学员错误眼动行为、评价飞行训练任务及提升飞行训练品质的依据。
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V323

【参考文献】