【摘要】： 腦力負(fù)荷是完成一項(xiàng)或多項(xiàng)任務(wù)時(shí)所產(chǎn)生的生理和心理需求。腦力負(fù)荷不是一個(gè)固有的特性,當(dāng)任務(wù)需求、工作環(huán)境、操縱者的技能、行為和感知交互作用的時(shí)候,腦力工作負(fù)荷就產(chǎn)生了。完成飛行任務(wù)和確保飛行安全對(duì)腦力需求的提高必然導(dǎo)致腦力負(fù)荷的增加,進(jìn)而影響飛行人員的作業(yè)績(jī)效,威脅飛行安全。 腦力工作超負(fù)荷引起信息獲取分析的失誤和決策錯(cuò)誤,是導(dǎo)致事故征候和事故發(fā)生的重要原因。研究表明,60%～90%的飛行事故和事故征候發(fā)生在腦力工作負(fù)荷強(qiáng)度大,應(yīng)激水平高的起飛、低能見度儀表或手動(dòng)進(jìn)近和著陸階段,而且多是由人為差錯(cuò)引起的。因此,為提高飛行作業(yè)績(jī)效,維護(hù)飛行安全,測(cè)量和評(píng)定飛行員空中腦力工作負(fù)荷具有越來越重要的現(xiàn)實(shí)意義。 飛行腦力負(fù)荷是一個(gè)多維的構(gòu)建,目前尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)去測(cè)量。對(duì)操作者的認(rèn)知活動(dòng)進(jìn)行生理測(cè)量是一個(gè)實(shí)時(shí)、客觀的方式,生理測(cè)量的優(yōu)勢(shì)在于能在從低腦力負(fù)荷到腦力超負(fù)荷的較寬范圍內(nèi)提供敏感性較高的總體評(píng)價(jià)。例如心率和HRV的測(cè)量被用于模擬空中交通管制的研究,發(fā)現(xiàn)其在腦力超負(fù)荷水平的評(píng)定中具有較高的敏感性。以NASA-TLX為代表的飛行員腦力負(fù)荷的主觀評(píng)定方法是指讓飛行員陳述飛行過程中的腦力負(fù)荷體驗(yàn)或根據(jù)這種體驗(yàn)對(duì)飛行作業(yè)項(xiàng)目進(jìn)行過程排序、質(zhì)的分類或量的評(píng)估,具有無侵入性、效度高、經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn),是常用的腦力負(fù)荷測(cè)量方法。我國在飛行腦力負(fù)荷評(píng)價(jià)方面的研究起步較晚,經(jīng)驗(yàn)較少,且僅限于實(shí)驗(yàn)室和飛行模擬器研究,缺乏實(shí)際飛行資料。 為探討不同飛行科目、不同飛行階段和不同飛行員飛行過程中的腦力負(fù)荷水平的變化,本研究從心理生理測(cè)量和主觀評(píng)價(jià)兩個(gè)方面對(duì)飛行員實(shí)際飛行時(shí)的腦力負(fù)荷狀態(tài)進(jìn)行了評(píng)定。通過機(jī)載飛行參數(shù)記錄系統(tǒng)和生理檢測(cè)設(shè)備,同步采集記錄了飛行狀態(tài)和飛行員的多種心理生理參數(shù)的變化,使心理生理參數(shù)變化與飛行狀態(tài)形成精確對(duì)應(yīng)。分析了起落航線飛行和基本特技飛行條件下殲擊機(jī)飛行員心率、呼吸率、HRV的時(shí)域和頻域指標(biāo)的變化規(guī)律和腦力負(fù)荷水平的變化。采用NASA-TLX腦力負(fù)荷評(píng)價(jià)量表(經(jīng)過修改),對(duì)軍用直升機(jī)飛行員儀表飛行時(shí)的腦力負(fù)荷進(jìn)行了主觀評(píng)價(jià)。 研究分以下四部分: 1殲擊機(jī)飛行員空中生理參數(shù)與飛行狀態(tài)變化動(dòng)態(tài)對(duì)應(yīng)的可行性研究 本研究利用殲××機(jī)載飛行參數(shù)記錄系統(tǒng)和某型通用飛行訓(xùn)練質(zhì)量評(píng)估專家系統(tǒng),對(duì)飛行參數(shù)、飛行過程、飛行階段、飛行動(dòng)作和姿態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)識(shí)別,結(jié)合KF2型動(dòng)態(tài)多參數(shù)生理檢測(cè)儀的記錄和分析,精確獲得每一飛行瞬態(tài)的心率、呼吸率、體溫、過載和體動(dòng)情況以及每一階段的HRV時(shí)域和頻域指標(biāo)等生理指標(biāo)。為空中動(dòng)態(tài)精確分析飛行員的心理生理指標(biāo)和腦力負(fù)荷的變化提供了一種方法和技術(shù)手段。 2.殲擊機(jī)飛行員起落航線飛行時(shí)腦力負(fù)荷的心理生理評(píng)定 觀察了起落航線飛行條件下11名殲擊機(jī)飛行教員和10名新飛行員的心率、呼吸率、1.5 min短時(shí)程快速HRV分析的時(shí)域和頻域指標(biāo)的變化規(guī)律,分析了不同飛行階段的腦力負(fù)荷水平。 在起飛爬升階段,新飛行員表現(xiàn)為心率和呼吸加快,SDNN、RMSSD、TINN以及HRV總功率TP和低頻功率LF的減小,飛行教員表現(xiàn)為呼吸的加快和SDNN、TINN以及HRV低頻功率LF的減小,新飛行員的心率顯著高于飛行教員該階段的心率。該階段心理生理參數(shù)的變化反映了腦力負(fù)荷的增加,新飛行員的腦力負(fù)荷水平高于飛行教員。在下滑著陸階段,兩組飛行員的心率和呼吸均顯著升高,SDNN、TINN和LF顯著降低,RMSSD和HF達(dá)到最低值,而LF/HF達(dá)到最高水平。飛行教員的HF功率顯著低于飛行前,LF/HF顯著高于飛行前。這表明,在下滑降落階段,兩組飛行員的腦力負(fù)荷和緊張應(yīng)激狀態(tài)達(dá)最大水平。在該階段飛行過程中,飛行教員的心理壓力和生理需求顯著增加,并稍高于新飛行員。在第三邊平飛階段,兩組飛行員的心率回落至飛行前水平,飛行教員的呼吸也顯著回落,SDNN、RMSSD和TINN也恢復(fù)至飛行前水平。說明在平飛階段,飛行員的腦力負(fù)荷程度與起飛和下降著陸階段比較有所降低。 3.殲擊機(jī)飛行員基本特技飛行時(shí)腦力負(fù)荷的心理生理評(píng)定 觀察了基本特技飛行條件下殲擊機(jī)飛行教員和新飛行員的心率、呼吸率、1.5 min短時(shí)程快速HRV分析的時(shí)域和頻域指標(biāo)的變化規(guī)律,分析了飛行前休息,起飛爬升,坡度60度盤旋,半滾倒轉(zhuǎn),筋斗,半筋斗翻轉(zhuǎn),返航階段,下滑著陸階段的腦力負(fù)荷水平。 兩組飛行員的心率在完成基本特技動(dòng)作飛行過程中顯著升高,在返航階段有所回落,但是在下滑著陸階段又顯著增加。在完成基本特技動(dòng)作階段,新飛行員表現(xiàn)為高的心率和呼吸反應(yīng),而飛行教員僅表現(xiàn)為心率的增加,呼吸率顯著低于新飛行員。在完成特技飛行動(dòng)作的各階段,兩組飛行員的SDNN、RMSSD、TINN、HF和HF norm顯著降低,而LF、LF norm和LF/HF顯著升高,提示兩組飛行員較高水平的腦力負(fù)荷。在不同的機(jī)動(dòng)動(dòng)作之間,即在坡度60度盤旋、半滾倒轉(zhuǎn)、筋斗和半筋斗翻轉(zhuǎn)的過程中,沒有表現(xiàn)出腦力負(fù)荷水平的差異。在返航階段,兩組飛行員HF的顯著回升,提示腦力負(fù)荷有所減輕,但此時(shí)新飛行員的LF norm顯著低于飛行教員的LF norm,而HF norm則顯著高于后者,反映了在完成規(guī)定的特技動(dòng)作后返航階段某種放松和滿足感,腦力負(fù)荷和飛行教員比較相對(duì)較小。飛行教員在下滑著陸時(shí)的SDNN為整個(gè)飛行過程的最低值,而新飛行員在整個(gè)飛行過程中,起飛爬升階段的SDNN最低。在下滑著陸階段,飛行教員的RMSSD顯著低于新飛行員的RMSSD,TP較飛行前顯著降低,LF/HF較飛行前顯著升高。反映了起飛階段和著陸階段兩者的腦力負(fù)荷水平的差異,即新飛行員起飛階段的相對(duì)高腦力負(fù)荷,著陸階段的相對(duì)低腦力負(fù)荷,而飛行教員則相反,即起飛階段的相對(duì)低負(fù)荷和著陸階段的相對(duì)高負(fù)荷。 4.儀表飛行時(shí)直升機(jī)飛行員腦力負(fù)荷的主觀評(píng)價(jià) 采用NASA-TLX腦力負(fù)荷評(píng)價(jià)量表(經(jīng)過一定的修改),對(duì)軍用直升機(jī)飛行員儀表飛行時(shí)的腦力負(fù)荷進(jìn)行了主觀評(píng)價(jià)。發(fā)現(xiàn)在起飛爬升階段、巡航平飛階段、下滑著陸階段飛行員的總腦力負(fù)荷值分別為:34.46±17.25, 32.11±13.11, 53.95±17.76。下滑著陸階段飛行員的總腦力負(fù)荷值顯著高于起飛爬升階段和巡航平飛階段的總腦力負(fù)荷值。對(duì)不同飛行階段的總腦力負(fù)荷評(píng)價(jià)值和飛行小時(shí)數(shù)的線性回歸分析表明,總腦力負(fù)荷的評(píng)價(jià)值均與飛行小時(shí)數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。在起飛爬升階段,總腦力負(fù)荷的評(píng)價(jià)值與飛行小時(shí)數(shù)的線性回歸方程為:總腦力負(fù)荷評(píng)價(jià)值=42.20  0.01203×飛行小時(shí)數(shù)(r = - 0.810, p 0.01);在巡航平飛階段,總腦力負(fù)荷的評(píng)價(jià)值與飛行小時(shí)數(shù)的線性回歸方程為:總腦力負(fù)荷評(píng)價(jià)值=38.51  0.00604×飛行小時(shí)數(shù)(r = - 0.535, p 0.05);在下滑著陸階段,總腦力負(fù)荷的評(píng)價(jià)值與飛行小時(shí)數(shù)的線性回歸方程為:總腦力負(fù)荷評(píng)價(jià)值=62.57  0.00814×飛行小時(shí)數(shù)(r = - 0.532, p 0.05)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：R82

【引證文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2386239