本文關(guān)鍵詞：飛行員在飛行動(dòng)作模擬練習(xí)下的眼動(dòng)模式的分析

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【摘要】：飛行任務(wù)高度依賴(lài)于視覺(jué)。飛行員需要細(xì)致的注視來(lái)精確操控飛機(jī)，同時(shí)還要通過(guò)掃視從環(huán)境中獲得飛行的情景意識(shí)（SA）。眼動(dòng)儀是基于紅外線(xiàn)角膜反射，實(shí)時(shí)地記錄被試的眼球眼動(dòng)情況。隨著眼動(dòng)技術(shù)的飛速發(fā)展，，眼動(dòng)記錄法在飛行領(lǐng)域也得到了大量應(yīng)用。眼動(dòng)指標(biāo)（例如：注視時(shí)間、注視次數(shù)等）可以直接反映個(gè)體的心理過(guò)程。因此，通過(guò)分析飛行員的眼動(dòng)過(guò)程便可了解其在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中的注意力分配，進(jìn)而分析其工作負(fù)荷及疲勞狀態(tài)。 為了深入探討飛行員在飛行過(guò)程中的眼動(dòng)模式，了解其注意力分配規(guī)律和視覺(jué)加工情況，本研究對(duì)飛行員的眼動(dòng)一般特征進(jìn)行了分析總結(jié)，同時(shí)采用了專(zhuān)家-新手范式。因?yàn)樵陲w行教綱中，還沒(méi)有明確的標(biāo)準(zhǔn)界定何謂專(zhuān)家，因此，我們將實(shí)驗(yàn)組分為熟練組—新手組。實(shí)驗(yàn)通過(guò)模擬爬升飛行和模擬翻轉(zhuǎn)任務(wù)，收集到了被試的眼動(dòng)各項(xiàng)指標(biāo)，分析和對(duì)比了兩組飛行員完成任務(wù)的時(shí)間、完成任務(wù)的準(zhǔn)確度、眼動(dòng)指標(biāo)的差異，以此來(lái)了解和探討不同水平的飛行員在不同認(rèn)知負(fù)荷下的認(rèn)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(jì)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(jī)飛行員。共包括兩個(gè)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)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(shí)中的飛行科目。我們的實(shí)驗(yàn)選擇了爬升飛行和翻轉(zhuǎn)飛行任務(wù)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中同時(shí)佩戴眼動(dòng)儀，觀(guān)察和記錄整個(gè)飛行過(guò)程中的眼動(dòng)情況，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對(duì)飛行員完成任務(wù)的時(shí)間和眼動(dòng)指標(biāo)進(jìn)行記錄。因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)是為了測(cè)量飛行員在不同任務(wù)難度下的飛行過(guò)程中的一般注意力分配情況和認(rèn)知負(fù)荷等狀態(tài)，隨機(jī)抽取了18名，年齡分布在27~38歲，飛行總時(shí)間在300~2300小時(shí)之間，飛行Su-30該機(jī)種的時(shí)間在150~1800小時(shí)之間。 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)任務(wù)選擇了翻轉(zhuǎn)任務(wù)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中同時(shí)佩戴眼動(dòng)儀，觀(guān)察和記錄整個(gè)飛行過(guò)程中的眼動(dòng)情況，記錄兩組的飛行績(jī)效以及眼動(dòng)指標(biāo)差異。熟練組的總飛行時(shí)間是在1500小時(shí)以上，新手組的飛行時(shí)間在200小時(shí)以下。主要研究結(jié)果： 實(shí)驗(yàn)一：不同任務(wù)難度下的各個(gè)眼動(dòng)指標(biāo)分析：（1）注視點(diǎn)的分布情況。在爬升任務(wù)中，各個(gè)興趣區(qū)之間沒(méi)有顯著差異（p0.05），在翻轉(zhuǎn)任務(wù)下，5個(gè)興趣區(qū)的注視時(shí)間存在差異（p 0.05）；（2）注視時(shí)間的分布情況。在爬升任務(wù)中，各個(gè)興趣區(qū)之間沒(méi)有顯著差異（p0.05），在翻轉(zhuǎn)任務(wù)下，5個(gè)興趣區(qū)的注視時(shí)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(shí)的平均掃視幅度為8.50±4.33(°)，在爬升任務(wù)時(shí)為12.56±5.49(°)，二者對(duì)比時(shí)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(shí)驗(yàn)二：在同一難度下的熟練和新手的飛行績(jī)效對(duì)比：（1）任務(wù)完成時(shí)間。熟練組的平均完成時(shí)間在50.5±10.2（s），新手組的平均完成時(shí)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(dòng)參數(shù)的對(duì)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(shí)間、平均掃視幅度這五個(gè)指標(biāo)上存在著明顯差異，熟悉飛行員的平均注視時(shí)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(gè)興趣區(qū)的注視時(shí)間的對(duì)比。新手飛行員在外景和高度表上有較多的注視時(shí)間，而熟練飛行員在綜合屏顯上的時(shí)間較多，分配在外景上的時(shí)間較少，其他儀表的時(shí)間比較均衡；（3）新手飛行員在外景注視點(diǎn)個(gè)數(shù)最多，在綜合平屏顯上個(gè)數(shù)最少；而熟練飛行員在綜合屏顯上的注視點(diǎn)個(gè)數(shù)最多，在外景上最少。對(duì)兩組飛行員的注視點(diǎn)個(gè)數(shù)進(jìn)行t檢驗(yàn)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(duì)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(wú)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(diǎn)和注視時(shí)間；在翻轉(zhuǎn)任務(wù)中，飛行員在各個(gè)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(jī)效和眼動(dòng)模式存在明顯的差異。 3、熟練飛行員的績(jī)效好于新手，熟練飛行員有更短的注視時(shí)間、更多的注視點(diǎn)、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(dòng)模式有較低的心理負(fù)荷。 在模擬飛行下，飛行員在座艙儀表分配更多的注視點(diǎn)和注視時(shí)間，提示對(duì)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(shí)該結(jié)論也為座艙儀表的合理設(shè)計(jì)提供依據(jù)。隨著飛行任務(wù)難度的加大，飛行員的心理負(fù)荷加大，掃視幅度減小；熟練飛行員有更為簡(jiǎn)潔有效的眼動(dòng)模式和較低的心理負(fù)荷，提示飛行學(xué)員的訓(xùn)練要促使建立高效的眼動(dòng)模式。
【關(guān)鍵詞】：軍事飛行員 眼動(dòng) 模擬飛行 注意力 情景意識(shí)
【學(xué)位授予單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：B845.66
【目錄】：

• 縮略語(yǔ)表5-6
• 中文摘要6-9
• Abstract9-13
• 前言13-14
• 文獻(xiàn)回顧14-26
• 1 眼動(dòng)的基本理論14-17
• 2 眼動(dòng)記錄法的發(fā)展歷史17-19
• 3 眼動(dòng)技術(shù)的心理學(xué)研究以及應(yīng)用19-21
• 4 眼動(dòng)技術(shù)在航空領(lǐng)域的研究21-23
• 5 飛機(jī)儀表的介紹23
• 6 情景意識(shí)的基本理論23-26
• 實(shí)驗(yàn)一 軍事飛行員眼動(dòng)總體特征的研究26-34
• 1 對(duì)象26
• 2 方法26-28
• 3 結(jié)果28-32
• 4 討論32-34
• 實(shí)驗(yàn)二 熟練飛行員和新手飛行員的眼動(dòng)模式對(duì)比34-41
• 1 對(duì)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(xiàn)43-48
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷和研究成果48-49
• 致謝49-50

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

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6 楊家忠,張侃;情境意識(shí)的理論模型、測(cè)量及其應(yīng)用[J];心理科學(xué)進(jìn)展;2004年06期

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本文編號(hào)：1044252