飞行任务负荷模型和睡眠剥夺模型的生理心理评估

发布时间：2017-07-16 19:08

  本文关键词：飞行任务负荷模型和睡眠剥夺模型的生理心理评估

  更多相关文章： 飞行疲劳 任务负荷 睡眠剥夺 中枢组织血氧饱和度 静态立位平衡

【摘要】：飞行疲劳是引发飞行事故的重要推手,飞行疲劳评估一直是国内外研究的热点。如果能够有效地评估飞行人员生理心理功能状态,界定飞行疲劳,及时实施预警,对于预防人为事故具有重要的意义。本团队旨在构建一套准确、无创、便捷的飞行人员生理心理功能状态评估、飞行疲劳预警系统。近年来,针对疲劳状态下中枢组织血氧参数变化以及静态立位平衡功能改变的研究,受到了广泛关注。我们希望在团队前期工作的基础上,结合新兴的技术,能够建立新型飞行疲劳评估指标,为飞行人员生理心理功能状态评估及预警系统的研制打下基础。本阶段,我们主要通过常用模型进行研究,从飞行疲劳的诱发因素入手,我们采用了飞行任务负荷模型和睡眠剥夺模型。本课题进行了以下方面的研究:第一部分:模拟飞行任务的挑选目的:针对飞行任务负荷模型,目前尚无统一的构建标准,我们希望通过实验及分析,挑选出现有条件下负荷水平尽可能贴近真实飞行任务的模拟飞行任务,为任务负荷模型的构建打下基础。方法:本实验要求30名飞行员在完成真实飞行任务和不同模拟飞行任务后使用NASA-TLX量表对各项任务的负荷水平进行评价,分析真实飞行负荷水平,并对比分析各类模拟任务的负荷水平。结果:对被试的真实飞行负荷NASA-TLX评分和多任务负荷NASA-TLX评分进行Pearson相关分析。发现两者在心理需求,努力程度以及总分三个维度呈线性相关(p0.05)。多任务测试的成绩在飞行人员群体中呈正态分布(KS检验,α=0.2)结论:从现有条件来讲,人机功能多任务可以在某种程度上模拟真实飞行任务的负荷水平。同时飞行人员多任务负荷的成绩呈正态分布,说明多任务负荷在飞行员群体内有较好的分布形态,不存在天花板效应和地板效应,其难度和可操作性较好。第二部分:飞行任务负荷模型的生理心理评估目的:构建飞行任务负荷模型,探索任务负荷状态下中枢组织血氧参数的变化规律,验证静态立位平衡功能对任务负荷模型评估的可行性,同时揭示其他生理、心理学指标的变化规律。方法:某军校男性学员,选取50人作为被试,将他们随机分配为对照组和实验组,每组25人。本实验选择2h持续人机功能多重任务来构建任务负荷模型。实验前和实验后被试分别进行作业绩效测验、NASA-TLX评分及静态立位平衡功能评估,实验过程中,对被试进行实时中枢组织血氧参数监测。数据使用多变量检验和重复测量方差分析。结果:实验后,实验组NASA-TLX量表总分高于对照组(p0.01);同时,实验组任务负荷后的NASA-TLX量表总分明显高于实验前静息状态(p0.01)。实验后,实验组作业绩效的正确率低于对照组(p0.05),实验组作业绩效的错误率高于对照组(p0.01);实验组任务负荷后,相对于静息状态,作业绩效的正确率下降(p0.01),作业绩效的错误率升高(p0.01)。实验后,两组PO姿势下平衡指数-1(BI-1)存在统计学差异(p0.01);实验组在任务负荷后,平衡指数-1(BI-1)相对于静息状态升高(p0.01)。实验过程中,实验组的中枢组织血氧饱和度与对照组存在明显差异(p0.05),实验组中枢组织血氧饱和度与静息状态存在明显差异(p0.05)。结论:被试主观评价及作业绩效的变化表明本模型可以在某种程度上模拟飞行疲劳。验证了PO姿势下平衡指数-1(BI-1)对任务负荷所致疲劳评估的准确性,初步认为平衡指数-1(BI-1)可以用来对任务负荷所致疲劳状态进行评估。揭示了中枢组织血氧参数在飞行任务负荷疲劳模型下的变化规律。为后期继续使用近红外组织血氧监测手段对飞行疲劳进行研究打下了基础。第三部分:睡眠剥夺模型的生理心理评估目的:探索睡眠剥夺模拟飞行疲劳状态下中枢组织血氧参数的变化规律,探索静态立位平衡功能在该模型评估中的作用,同时揭示其他生理心理学指标的变化规律。方法:选取符合招募条件的37名大学生作为被试,每名被试者睡眠剥夺时间为40小时。第一天10点左右采集完所有测验的基础数据,之后每隔12小时采集一次数据,采集数据包括作业绩效成绩、立位平衡功能参数及中枢组织血氧参数。结果:被试各个数据采集点的作业绩效与基础状态比较均不存在统计学差异。被试中枢组织血氧饱和度以及各类血红蛋白的浓度变化量与基础状态比较均不存在统计学差异。24h睡眠剥夺后,被试在睁眼站立(NO)姿势下的静态立位平衡指标变化最为明显,该姿势下的8个频域参数(F1-F8)和5个时域参数(CA、EVA、RA、SDY、UAPL)相对于基础状态都发生了改变(p0.05)。我们通过主成分分析方法将发生改变的指标综合,形成平衡指数-2(BI-2),并发现各阶段BI-2与基础状态均存在统计学差异(p0.05)。BI-2=2.835F1+3.962F2+5.352F3+6.774F4+8.769F5+7.741F6+42.652F7+101.157F8+457.7CA+155.406SDy+30.639结论:在睡眠剥夺所致的疲劳模型中,脑组织血氧参数未发生明显改变;NO姿势下静态立位平衡功能指标变化最敏感,并构建了NO姿势下平衡指数-2(BI-2)这一新的指标,初步认为该指标可用来评估睡眠问题、生物节律紊乱等导致的飞行疲劳。
【关键词】：飞行疲劳 任务负荷 睡眠剥夺 中枢组织血氧饱和度 静态立位平衡
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R856
【目录】：

• 缩略词表5-7
• 中文摘要7-10
• Abstract10-14
• 前言14-16
• 文献回顾16-25
• 整体研究设计25-29
• 1 问题提出25
• 2 研究意义25-26
• 3 立题依据26-27
• 4 技术路线27-28
• 5 研究重点及创新点28-29
• 第一部分：模拟飞行任务的挑选29-35
• 1 实验目的29
• 2 实验对象29
• 3 实验工具29-30
• 4 实验计划30-31
• 5 实施过程31
• 6 数据处理方法31
• 7 实验结果31-33
• 8 讨论33-35
• 第二部分：飞行任务负荷模型的生理心理评估35-48
• 1 实验目的35
• 2 实验对象35
• 3 实验工具35-38
• 4 实施过程38
• 5 数据处理方法38-39
• 6 实验结果39-45
• 7 讨论45-47
• 8 小结47-48
• 第三部分：睡眠剥夺模型的生理心理评估48-58
• 1 实验目的48
• 2 实验对象48
• 3 实验工具48-50
• 4 实施过程50
• 5 数据处理方法50
• 6 实验结果50-56
• 7 讨论56-57
• 8 小结57-58
• 全文总结58-61
• 1 研究结果58-59
• 2 研究不足与展望59-61
• 参考文献61-67
• 附录67-70
• 个人简历和研究成果70-72
• 致谢72

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本文编号：550110