论文部分内容阅读
[摘 要]为有效分析出飞机管制员在工作中的视线规律,试验人员运用具有先进性能的雷达管制模拟机和眼动检测仪组成了试验区,设定被观察飞机架数为3和7,并且设置了两个试验区域,运用了相应的试验技术,飞机管制员视线规律进行了分析。本文将对这一试验过程进行阐述和分析。
[关键词]区域管制;飞机数目;马尔可夫链;注视转移;注意力分配
中图分类号:TS766 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)32-0086-01
引言
近年来,我国民航运输业迅速发展,空中交通流量持续增长。交通流量的增长会导致管制员工作负荷增大,发生人为差错的次数增多。由于管制员的个人因素引起的不安全事件占48.19%,人与人关系界面引起的占29.14%,而注意力分配不当是管制员人为差错发生的主要原因。视觉注视是管制员表达注意的最直接、最主要的方式,要控制管制员的人为差错,必须从其视觉特征入手,研究其注意力分配规律。
1 试验设计
1.1 试验平台
试验室内安静、阳光充足,温度为20℃左右,试验用的的照明设备给出的光也刚好合适,还有眼动仪和眼动结果分析、管制模拟机、计算机等,这些都是开展试验的基础条件
1.2 被试
试验对象为空中飞行专业8名男生,年龄都在25岁以内,在正式进行试验前,视力、右利手及其各方面生理都非常健康。这些都是通过符合国家标准的仪器检测出的结果。并且这4人都有过雷达管制模拟机方面的专业培训,现操控技术都已达到非常成熟的高度。
1.3 试验步骤
要确保各个信息的精准性,在正式开展试验前预定十分钟时间对这8人实行实践训练。重点是为了获取完成预定飞机数两分钟后的信息。具体实践流程包括以下几点:其一,将雷达管制模拟机调整到最佳状态,并且其中将实践项目飞机设定为3架,总体时间设定为10分钟。其二,引导男生落坐于带有屏幕的设备前,并使其坐姿平稳放松,这主要是为其实行瞳孔校准。其三,要确保信息的真实性,在校准环节结束后,引导男生处在座位上维护原有姿势不动,同时结合自身能力,借助电脑管制飞机。第四、待8名男生都按照预定任务量完成后,再将预定任务量设定7、总体时间为20分钟,操作内容与原有任务相同。
2 试验数据处理与方法分析
2.1 数据筛选
因为这8名男生在实践期间,头部必然会有一定的晃动,造成眼动仪所获取到的信息不全面。所以,就需要对这8名男生的眼动仪记录信息进行分析和截取,截取完成后分析出有两位男生视线指向屏幕的时间超短,并且视线与屏幕偏离时间占据总试验过程的一半以上,而另几名男生在整个试验过程中,视线始终处于与屏幕相对中,所以就需要将这两各男生的相关数据放弃掉,而截取另6名男生的信息进行分析。
2.2 动态兴趣区划分
在模拟管制试验进行中,男生在座位头部保持不动的状态下,所看到的也许仅仅是飞机,还会是与飞机相配套的组件,而飞机与组件往往会呈现为动态,而试验所涉及到的设备仅是针对于静态对象。所以,在此试验过程中,则是借助于眼动仪信息总结软件中的动态敏感确定的措施实行划分。
2.3 马尔可夫链建模
工作人中在对飞机管制时,其视线落点会影响其下一个视线落点,而其在整个管制过程的视线状态,对于下一个视线落点不会造成影响。所以,可以将工作人员的视线状态通过一种马尔可夫模型做出分析,借助工作人员在各个动态敏感区间的视线移动率,能够总结出工作人员在管制期间的视线状态。
3 结果分析和讨论
3.1 不同飞机数目下注视转移特征分析
管制试验整个过程,都没有出现飞行机冲突,这几名男生将按照规定很好进行了实践训练,这样一来就会使他们的视线落点信息近乎一致。然而在借助相应方法进行分析时总结出,在以第一次任务为3架和第二次任务为7架的情况下,这些男生的视线信息呈现出偏离率为无的现象。从中我们可以了解到这几名男生对于飞机的观察时间少之又少,专注力不科学,这样的观察方式会造成飞机冲突隐患。要充分了解任务量提高对这几名学生这、视线偏离率的影响,
3.2 7架飞机下不同转移区域间的注视转移特征
对上文分析可以总结出,在任务量为7架的专注力信息往往不平衡,要进一步分析这些男生的专注力信息,就需要对这些男生在整个管制期间视线偏离率为无的现象做出了分别分析,大部分男生在其个管制阶段,,其余管制阶段出现视线偏离率为地的比重大于0区,其作管制阶段产生的比重,也就是这些男生在观察规定飞机时,而将下一视线落点指向于其它飞机上;而达些男生在观察0区期间,可能会下一个视线落点指向了观察屏幕中的某个飞机上。由此可以总结出,在任务量超过7架的状态下,这些男生在观察和管制规定飞机时,其视线偏离率的区域较小,而关注不到的飞机架数量就会加大,视线专注力不平衡;但是在观察0区过程中,其视线率的区域又会扩大,观察区域更宽泛,进而能够观察到其余飞机,视线专注力出现平衡。这主要归因于这些男生在观察0区期间,0区不属于飞机存在区,相关数据也就少之又少,这些男生也就没有必要将视线始终指向规定飞机上进行观察和管制,所以这些男生往往会将视线落点指向于其余飞机上,大部分专注力落在了其余飞机范围;但是在这些男生在观察规定飞机范围时给出的数据会多于0区、并且十分繁杂,这些男生为了可以充分观察并了解到更多的数据,就势必会将视线落点大部分里都指现于同一架飞机上,1也可能对于同一架飞机进行反复性的观察,待其了了解到全面数据后,再将视线落点指向于其余飞机,与对0区观察相比较,男生视线落点和指向于飞机范围时,其专注时间较长,因为男生专注力时间不可能是一直持续的,进而造成其专注力明显不平衡的后果,甚至导致其视线偏离为无的情况明显增多。
结语
从以上所述中总结出的结论如下:第一,在飞机架数改变会直接影响到管制员的专注程度。在观察对象的数量加大时,其视线移动幅度就比较小,也就是仅仅观察和管制其中的几个飞机,进行数据的收集,这样的情况势必会造成全程专注力不平衡的局面。第二,利用马尔可夫链模型分析区域管制员的注视转移特征是可行的。该方法揭示了在航班流量较大时区域管制员的注意力分配的規律,对其日后的岗位培训、提升空管安全水平具有重要意义。
参考文献
[1] 朱国蕾,靳慧斌,张静,蔡亚敏.区域管制中注视转移特征[J].科学技术与工程,2017,17(33):354-358.
[2] 陈健,靳慧斌,刘文辉,卫康凯.管制员与管制学员模拟雷达管制中注视转移规律研究[J].科学技术与工程,2017,17(03):328-333.
[3] 蔡亚敏.模拟管制过程中的动态目标视觉注视转移特征研究[D].中国民航大学,2015.
[4] 靳慧斌,蔡亚敏.模拟管制中管制员注视转移特征研究[J].中国安全科学学报,2014,24(10):65-70.
[关键词]区域管制;飞机数目;马尔可夫链;注视转移;注意力分配
中图分类号:TS766 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)32-0086-01
引言
近年来,我国民航运输业迅速发展,空中交通流量持续增长。交通流量的增长会导致管制员工作负荷增大,发生人为差错的次数增多。由于管制员的个人因素引起的不安全事件占48.19%,人与人关系界面引起的占29.14%,而注意力分配不当是管制员人为差错发生的主要原因。视觉注视是管制员表达注意的最直接、最主要的方式,要控制管制员的人为差错,必须从其视觉特征入手,研究其注意力分配规律。
1 试验设计
1.1 试验平台
试验室内安静、阳光充足,温度为20℃左右,试验用的的照明设备给出的光也刚好合适,还有眼动仪和眼动结果分析、管制模拟机、计算机等,这些都是开展试验的基础条件
1.2 被试
试验对象为空中飞行专业8名男生,年龄都在25岁以内,在正式进行试验前,视力、右利手及其各方面生理都非常健康。这些都是通过符合国家标准的仪器检测出的结果。并且这4人都有过雷达管制模拟机方面的专业培训,现操控技术都已达到非常成熟的高度。
1.3 试验步骤
要确保各个信息的精准性,在正式开展试验前预定十分钟时间对这8人实行实践训练。重点是为了获取完成预定飞机数两分钟后的信息。具体实践流程包括以下几点:其一,将雷达管制模拟机调整到最佳状态,并且其中将实践项目飞机设定为3架,总体时间设定为10分钟。其二,引导男生落坐于带有屏幕的设备前,并使其坐姿平稳放松,这主要是为其实行瞳孔校准。其三,要确保信息的真实性,在校准环节结束后,引导男生处在座位上维护原有姿势不动,同时结合自身能力,借助电脑管制飞机。第四、待8名男生都按照预定任务量完成后,再将预定任务量设定7、总体时间为20分钟,操作内容与原有任务相同。
2 试验数据处理与方法分析
2.1 数据筛选
因为这8名男生在实践期间,头部必然会有一定的晃动,造成眼动仪所获取到的信息不全面。所以,就需要对这8名男生的眼动仪记录信息进行分析和截取,截取完成后分析出有两位男生视线指向屏幕的时间超短,并且视线与屏幕偏离时间占据总试验过程的一半以上,而另几名男生在整个试验过程中,视线始终处于与屏幕相对中,所以就需要将这两各男生的相关数据放弃掉,而截取另6名男生的信息进行分析。
2.2 动态兴趣区划分
在模拟管制试验进行中,男生在座位头部保持不动的状态下,所看到的也许仅仅是飞机,还会是与飞机相配套的组件,而飞机与组件往往会呈现为动态,而试验所涉及到的设备仅是针对于静态对象。所以,在此试验过程中,则是借助于眼动仪信息总结软件中的动态敏感确定的措施实行划分。
2.3 马尔可夫链建模
工作人中在对飞机管制时,其视线落点会影响其下一个视线落点,而其在整个管制过程的视线状态,对于下一个视线落点不会造成影响。所以,可以将工作人员的视线状态通过一种马尔可夫模型做出分析,借助工作人员在各个动态敏感区间的视线移动率,能够总结出工作人员在管制期间的视线状态。
3 结果分析和讨论
3.1 不同飞机数目下注视转移特征分析
管制试验整个过程,都没有出现飞行机冲突,这几名男生将按照规定很好进行了实践训练,这样一来就会使他们的视线落点信息近乎一致。然而在借助相应方法进行分析时总结出,在以第一次任务为3架和第二次任务为7架的情况下,这些男生的视线信息呈现出偏离率为无的现象。从中我们可以了解到这几名男生对于飞机的观察时间少之又少,专注力不科学,这样的观察方式会造成飞机冲突隐患。要充分了解任务量提高对这几名学生这、视线偏离率的影响,
3.2 7架飞机下不同转移区域间的注视转移特征
对上文分析可以总结出,在任务量为7架的专注力信息往往不平衡,要进一步分析这些男生的专注力信息,就需要对这些男生在整个管制期间视线偏离率为无的现象做出了分别分析,大部分男生在其个管制阶段,,其余管制阶段出现视线偏离率为地的比重大于0区,其作管制阶段产生的比重,也就是这些男生在观察规定飞机时,而将下一视线落点指向于其它飞机上;而达些男生在观察0区期间,可能会下一个视线落点指向了观察屏幕中的某个飞机上。由此可以总结出,在任务量超过7架的状态下,这些男生在观察和管制规定飞机时,其视线偏离率的区域较小,而关注不到的飞机架数量就会加大,视线专注力不平衡;但是在观察0区过程中,其视线率的区域又会扩大,观察区域更宽泛,进而能够观察到其余飞机,视线专注力出现平衡。这主要归因于这些男生在观察0区期间,0区不属于飞机存在区,相关数据也就少之又少,这些男生也就没有必要将视线始终指向规定飞机上进行观察和管制,所以这些男生往往会将视线落点指向于其余飞机上,大部分专注力落在了其余飞机范围;但是在这些男生在观察规定飞机范围时给出的数据会多于0区、并且十分繁杂,这些男生为了可以充分观察并了解到更多的数据,就势必会将视线落点大部分里都指现于同一架飞机上,1也可能对于同一架飞机进行反复性的观察,待其了了解到全面数据后,再将视线落点指向于其余飞机,与对0区观察相比较,男生视线落点和指向于飞机范围时,其专注时间较长,因为男生专注力时间不可能是一直持续的,进而造成其专注力明显不平衡的后果,甚至导致其视线偏离为无的情况明显增多。
结语
从以上所述中总结出的结论如下:第一,在飞机架数改变会直接影响到管制员的专注程度。在观察对象的数量加大时,其视线移动幅度就比较小,也就是仅仅观察和管制其中的几个飞机,进行数据的收集,这样的情况势必会造成全程专注力不平衡的局面。第二,利用马尔可夫链模型分析区域管制员的注视转移特征是可行的。该方法揭示了在航班流量较大时区域管制员的注意力分配的規律,对其日后的岗位培训、提升空管安全水平具有重要意义。
参考文献
[1] 朱国蕾,靳慧斌,张静,蔡亚敏.区域管制中注视转移特征[J].科学技术与工程,2017,17(33):354-358.
[2] 陈健,靳慧斌,刘文辉,卫康凯.管制员与管制学员模拟雷达管制中注视转移规律研究[J].科学技术与工程,2017,17(03):328-333.
[3] 蔡亚敏.模拟管制过程中的动态目标视觉注视转移特征研究[D].中国民航大学,2015.
[4] 靳慧斌,蔡亚敏.模拟管制中管制员注视转移特征研究[J].中国安全科学学报,2014,24(10):65-70.