飞行工作负荷与疲劳-航空航天心理学课程-航空航天心理

第四章飞行工作负荷与疲劳飞行活动是一种以完成高科技、高风险为工作任务的行为过程，飞行员经常会承受较大的工作负荷而产生疲劳状态，导致注意力不集中，记忆力下降，反应迟缓，失误增加等work load同时，由于现代航空技术的发展及飞行自动化程度的提高，飞行员的心理负荷越来越大，使得他们在执行飞行任务中的判断、决策能力下降，影响飞行员的作业绩效和飞行器系统功能的充分发挥，从而导致飞行事故及事故征候的发生因此，全面系统地分析和理解飞行工作负荷及疲劳对于飞行安全的维护和飞行效率的提高具有重要的现实意义本章将介绍飞行员、管制员的工作负荷及疲劳的有关心理机制、评估方式及其影响因素第一节飞行员工作负荷

一、工作负荷概述工作负荷，又叫做工作强度或劳动强度，指身体的部分肌肉在完成特定任务中的最大瞬间力量和在给定的时间内所完成的工作量，是为了满足任务要求而综合的心理和生理努力，它包含个方面任务要求、人员的努力以及努力的结果刘雪元等，一般认为，工作负荷包32008o括工作消耗的能量，也包括工作的难度和复杂性广义的工作负荷是指单位时间内人体承受的工作量，包括体力负荷和心理负荷两个方面体力负荷主要表现为动态或静态肌肉用力的工作负荷；心理负荷则主要表现为监控、决策、期待等不需要明显体力的工作负荷T.B.Sheridan1979指出，工作负荷的定义可以分为6个方面

①任务要求，包括指定任务主任务和辅助任务D2月

②任务标准:

③操作者的信息加工:

④操作者的能量消耗;

⑤操作者的情绪压力D DD423D5:

⑥系统获得的总绩效D6其中，信息加工和情绪压力与心理负荷有关-、飞行员工作负荷的评价一飞行员体力负荷的评价体力负荷是指在单位时间内人体所承受体力活动的强度一般来说，人physical workload的体力负荷高，那么相应的他所消耗的体力也会越大人体承受的体力负荷是有一定限度的，超过这个限度，人就会感到疲劳，其工作效率就会降低，严重的可能还会引发事故带来重大损失为了了解人的工作负荷与其承受能力的关系，就要对人体的体力工作负荷进行评价生理指标测量

1.人体活动时人体内的生理指标会发生生理物理和生物化学变化测量这些活动的指标一般有心率、血压、肺通气量、皮肤电反应、氧债、心率恢复率等指标生化测量

2.因为人体内的某些生化物质含量和体力工作负荷有关，所以我们可以根据这些生化指标的变化来判断工作负荷血乳酸、血糖、儿茶酚胺、尿蛋白等都可以用来测量工作负荷水平工作绩效评定

3.一般情况下，工作负荷大会引起疲劳，这样工作效率就会降低，因此可以工作绩效来反应工作负荷的大小但是，工作绩效指标可能会有误差，因为工作绩效会受到很多因素的影响，如个体动机、态度、情绪等都会对工作绩效产生影响，所以最好使用这个指标时要和其他负荷评价方法结合使用主观评定

4.这是最常用也是最方便的方法，一般采用等级量表计分将负荷水平按照一定的标准分成不同的等级，规定每种水平的评定标准，受测人在工作后，根据自己的主观感受指出自己的负荷属于哪一个等级

（二）飞行员心理负荷的评价随着新技术的应用、飞行自动化程度的不断提高，对飞行员的信息加工能力要求越来越严格，使得心理工作负荷越来越大，有时还会超出飞行员的认知能力，直接影响飞行员在执行飞行任务中的判断、决策能力，并且是导致事故征候和事故发生的重要原因有研究表明，的事故征候和飞行事故发生在60%〜90%心理工作负荷强度大，应激水平高的起飞、低能见度仪表或手动进近和着陆阶段，而且多是由人为差错引起的随着技术的进步，经常有更先进的新机种取代老型机种，尤其在部队，机型更是更新非常快，随之飞行员的训练强度也会增大，除了正常的飞行任务之外，还有复杂特技飞行、低空飞行、复杂气象飞行等，都会使飞行员的应激水平增高、心理负荷增大；另外，飞行任务中的一些不确定因素的发生如发动机停车、仪表失灵等对飞行员的认知、反应等能力也提出了更高的要求为了确保飞行任务顺利、安全地完成，飞行员的心理负荷必然会增加，心理负荷过高会影响飞行员的作业绩效，继而影响飞行器系统功能的充分发挥，威胁飞行安全因此，为提高飞行作业绩效，维护飞行安全，测量和评定飞行员空中心理工作负荷具有重要的现实意义.心理负荷的定义1心理负荷是与体力负荷相对应的一个概念，是指单位时间内人们所承受的心理压力，至今仍没有一致的定义年北大西洋公约组织“心理负荷的理论和测量”专题研讨会认为心理负荷是一个多维的概念，1977它涉及工作需求、时间要求、操作者个人的能力、努力程度及其它因素这里我们介绍几种有代表性的定义扬和斯坦顿（）认为心理负荷是为达到主客观的业绩标准而付出的注意资源水平，它Young Stanton与任务要求、外部条件以及个体能力有关洛兹（Rouse）等认为，心理负荷不仅与任务需求有关，也与飞行员的个体差异有关，同样的飞行任务，飞行员感觉到的心理负荷并不是一样的飞行员的个人经验、动机水平、策略、情绪状态和作息制度等均可影响飞行员的心理负荷水平和将心理负荷定义为个体在执行特定任务时所使用的那部分信息处理能力，心理ODomrell Eggemeier负荷的测量就是对这部分信息处理能力的测量国内的廖建桥等把心理负荷定义为衡量人的信息处理系统工作时被使用情况的一个指文档标，并与信息处理能力、任务要求、操纵者的熟练程度人的闲置未用的信息处理能力成反比人的闲置未用的信息处理能力人的实际的以及努力程度等因素有关，故心理负荷也占这些因素有关预览与源文档一致下载高清无水

18.com印心理负荷的影响因素很多而且很复杂，所以研究者很难给其一个明确的定义目前得到研究者广泛认可的概念是心理负荷是一个多维度的概念，与任务需求、时间压力、操作者的努力程度和绩效等因素相关，本书也使用这一定义.心理负荷的评定2和将脑力负荷评定方法归纳为三类任务测量法、生理测量法以及主观测量（也称Donnen Eggmeeier自我评定测量）法，其中任务测量法包括主任务测量法和副任务测量法（）任务操作方法1这种技术反应了操作者在模拟或真实的操作环境中执行任务的能力按操作任务类型有主任务测量方法和副任务测量方法

①主任务测量方法，是通过对主任务绩效的测量来评估飞行员的心理负荷，其理论基础是，随着任务难度的增加，飞行员的心理负荷增加，处理信息所需要的脑力资源增加，从而导致工作绩效降低这种方法把绩效作为心理负荷的指标，直接反映了操作者努力的结果，因此主任务测量方法是一种很有意义的负荷测量方法但主任务工作绩效与任务的难易程度有关，也与操作者的个体差异有关，如操作者的个人经验、情绪状态、努力程度等有关，所以，工作绩效与心理负荷不是简单的线性关系主任务绩效可能因其它无关的原因而出现差异；在实际飞行中，由于各飞行参数的动态加权值很难确定，飞行时主任务绩效的测量是非常困难的（虽然有学者在地面模拟器上用飞行参数保持率作为主任务绩效的评价指标）而且，许多情况下，大多数系统都没提供操作者绩效信息的装备，难以直接获得绩效操作数据所以说，主任务绩效并不能明确说明工作负荷的情况

4.最简单也是最可行的心理负荷评定方法是主观测量法，是指让飞行员陈述飞行过程中的心理负荷体验或根据这种体验对飞行作业项目进行过程排序、质的分类或量的评估方法的理论基础是操作者脑力资源耗费的增加同努力程度联系并能准确表达出来典型的主观测量方法是三个等级量表量表主观负荷评价技术NASA—TLX TaskLoad Index,TLX,和修正的库柏SWATSubjective Workload AssessmentTechnique,SWAT哈柏法MCH量表是由美国航空航天局开发的，是一个多维脑力负荷评价量表涉及到六个负荷因素，NASA—TLX心理需求、体力需求、时间需求、作业绩效需求、努力程度和挫折，每一维度均由一条等分的直线表示，20直线分别以低、高字样示标各维度详细说明见表这些因素被赋予不同的权重，评价结果是一个总的4-1,负荷评价表4-1NASA—TLX量表的等级描述维度名称端点描述心理和知觉活动有多大需求（如思维、决定、计算、记忆、观察和搜索等）？任心理需求低/高务是容易的还是困难的，简单的还是复杂的，条件是苛刻的还是宽松的？在完成任务的过程中需付出多大的体力（如推杆、拉杆、转弯、飞行控制、活体力需求低/高动程度等）？任务是容易的还是困难的，缓慢的还是迅速的，肌肉是松弛的还是紧张的，动作时悠闲的还是吃力的？对任务或任务成分的速度或节律所带来事件压力的感觉有多大是大还是小是时间需求低/高紧张还是从容不迫？作业绩效好/差对完成任务所取得成绩的满意度，是好还是差？努力程度低/高为完成任务必须付出的努力程度是大还是小（脑力和体力方面）？挫折水平低/高在作业过程中，你的不安全感、受挫感、烦恼度等是高还是低？资料来源Hart S.G.Staveland LE.Development ofNASA-TLXTask LoadIndex:Resultsof empiricaland theoreticalresearchinHuman MentalWorkload,PA.HandcockN.MeshkatiEds..North Holland:Elesvier SciencePublshers.1988:139-183方法把时间、压力和努力看作是三个引起脑力负荷的主要因素每个因素有分高、中、低三个SWAT水平，最后合并成一个脑力负荷测量指标量表由一系列的问题组成，是评价飞机驾驶难易程度的单维量表，可进行作业负荷的综合评价MCH和量表是多维量表，在敏感性和诊断性方面效果相近但是，和NASA—TLX SWATNASA—TLX SWAT方法分别是通过各自不同的维度测量诊断性的这三种主观测量方法间存在一定的相关，在航空界都有广泛的应用主观测量方法的优点首先是，它是一种心理负荷的直接评定方法，操作简单，容易让操作人员接受；其次，由于是事后进行，方法不对主任务产生侵入性，等研究发现如果不是复杂的多任务操作，Eggermcier任务完成后内的心理负荷评价结果没有多关差异三好―、主咽下载昌清无水观测量方法使用30min E统一的维度评定，可以对不同情境、不同机型和不同飞行员的负荷测量结果对比此外，主观评定不仅能区分超负荷与非超负荷，而且对中、低负荷水平的变化也较敏感由于这种方法效度高、无侵入性，使用经济，近年来一直是最受欢迎的心理负荷测量方法主观测20量方法存在的主要问题

①评定结果容易产生偏差

②方法可靠性不高主观测量方法采用内省的方式评定心理负荷，但并不是所有的脑力活动过程都可以用内省的方式得到生理负荷与心理负荷评价时可能会混淆而且，被试者在不同时间对于不同的任务，心理负荷评价结果不同°

③心理负荷评定结果与个性特征、反应策略、身体或生理变量等都存在密切联系，评定结果的差异性较大

④敏感性方法存在特异性以上三种心理负荷测量属于诊断性的方法，它们可以用来评价或诊断一个已经设计好的飞机系统或存在物理实体的系统在飞机座舱这类信息高度密集的环境中对飞行员进行心理负荷测量评价，对于系统安全，人机界面设计和人机功能分配意义重大，面采用评价技术的。