摘要：本文主要讨论飞行自动化对飞行员的影响。当今客机上有三种模拟飞行自动化模式（MOAS），包括管理飞机的控制和操纵单元（CDU），进一步改进后的控制和操纵单元（CDU+），和连续下降进近（CDA）工具。飞行驾驶自动化模式的突出优势在于，可以在避开空气对流或利用最少燃料等这些情况下，快速地自动规划航线，选定飞机需要着陆的最近着陆点。大大减轻了飞行员的负担。CDU和CDU+模式可以自动生成多种方案并对各个方案的路线进行比对分析，由飞行员进行最后进行选择。而连续下降进近工具（CDA）工具完全是为飞行员自动规划路线。飞机驾驶自动化级越高，飞行员的工作量将越少，并且飞机整体的飞行性能也将大大提高。总的来说飞行自动化模式（MOAS）将直接影响飞行员的工作量和工作负荷。
关键词：自动化水平、自动化模式、飞行员工作负荷
自动化飞行模式的相应诞生
现代先进飞机自动化设计的重点是减少飞行员的工作量，防止飞行员在高工作负荷下丧失对飞机状况的判断和处理，尤其是在飞机进场和着陆时。20世纪60-70年代连续下降进近（CDA）概念被提出，这种自动化系统最初是在波音757和波音767上进行装配的当代驾驶舱自动化系统形式。是一种在垂直进近剖面最优状态下的飞行程序，不包括梯级下降，中间没有水平飞行操作，故可从一定高度使用闲置推力状态下降直至降到跑到上空一个稳定点。该技术可以减少燃油的消耗和废置气体的排放，在飞机安全操作范围内避免平飞。
2007年针对性着陆（TA）概念的提出，使飞机可以在受限的空域条件下，比如说，空中交通管制（ATC）的限制、最低高度限制等。通过启用数据链路（DL）来协助连续下降进近工具（CDA）进行对不同性能飞机的操控。针对性着陆系统（TA）对于飞行员来说最大的益处就是大大减少了在驾驶舱需要进行的任务和动作。除此之外，针对性着陆系统（TA）通常由控制中心和飞机之间的数据通道（DL）提供，也减少了机组人员和空管人员的工作量。
由此看来，飞行自动化系统确实让人们体验到了科技带来的方便，但是飞行驾驶自动化水平一定就是越高越好吗？
航空失事引人省思
在最近一份关于航空事故的报告中，有65%的事故都是由飞行自动化系统失控导致的。在一些历史案件中，失控的部分原因是由于飞行员长时间使用高级自动化驾驶舱，而导致自身对飞机感知的丧失。比如在1995年发生的美国航空965号班机（AA965）事件，一般来说，当跑道关闭、天气情况突变、医疗急救时飞行员必须关闭飞机的自动控制系统重新规划路线。但是飞行员过于依赖飞机上的飞行管理系统（FMS），而导致机组人员应变错误。从飞机失控到失事留给飞行员的时间也就只有短短的几分钟，当飞行员开始意识到问题的所在时，已经于事无补了。
飞行自动化对于飞行员的影响
虽然说飞行管理系统（FMS）中增加了许多相应紧急情况的预案，但飞行员也必须有效地监控飞机姿态的变化，燃料消耗情况，天气状况，确保飞机安全、平稳、准确地降落。在一项调查中，国外的学者们通过飞行模拟器和CDA工具开发了一个实际的飞行场景，用来进行高负荷与低负荷条件下驾驶舱自动化对飞行员操控飞机的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与进一步改进后的控制和操纵单元（CDU+）相比，低水平自动化的控制和操纵单元（CDU）显著提高了飞行员的工作量，但使用高级自动化系统时选择正确路线的成功率最低，而使用中级自动化系统时的选择成功率最高。就遭遇突发情况重新规划航行路线的实验，通过对任务完成时间（TTC）的研究，中级自动化水平也比较高级自动化水平选择的方案更加有效，处理问题也更加迅速。有很大一部分飞行员在自动化工具出现偏差时，也倾向于依赖飞行自动化自动生成的飞行方案，主要是由于他们本身所承受的超长时间和超高负荷的工作压力，以至于使用高级自动化驾驶舱的飞行员在发生事故之前都不太重视自动化系统产生飞行计划的准确性，而更依赖于存储在飞行管理系统（FMS）中的数据和飞机本身的自动化能力。同时一些飞行员当使用的高级座舱内的连续下降进近工具（CDA）进行着陆前的飞机姿态调整时，很有可能会忘了更加关键的操作步骤，从而使飞行降落的轨迹产生误差。
调查显示，如果飞机自动控制回路中使用低级自动化，飞行员可能需要自行规划飞行路线并且监测周围状况。在发现和处理一些紧急情况时，这些飞机中的飞行员会快速地注意到问题的所在，对外界情况的判断更为准确，做出来的方案有时候比机器做出来的方案更加合理。但高水平的自动化可能导致飞行员对飞机感知的丧失而引发事故。
虽然飞行自动化的水平提升上来了，但是人们的脑力工作也不由自主的减少了，这对于飞行员来说是极为致命的。过于依赖机器，而丧失了自身经验和判断，中间还可能会导致注意力不集中等情况，这些都是酿成空难的诱因。虽然机器可以做到比人更加精准的计算，而且在供电的情况下可以一直周而复始的运作，但是它也有它自身的缺陷，对于一些模糊的问题还需要人来进行解决。
现阶段我们急需解决的问题
据不完全统计大部分航空公司都比较青睐于高自动化水平的飞机，因为这就仅仅需要告诉飞行员去遵守自动化操纵程序就好，免去了很多繁琐的复习培训，不仅省时而且会因减少了飞行员的飞行培训时间，使飞行员一直处于工作状态，给航空公司也带来经济效益。甚至有些公司每隔半年才进行一次最重要的起飞降落复习培训，而且还仅仅是在地面。
为了适应当今空中客流量密度加大，空中运输的需求，整个航空运输业都呈飞行自动化的趋势，越来越多的操纵不需要人工来完成。但是我们也不能依靠自动化来解决所有的问题，当一次一次事故发生时让我们不由得思索，一旦飞行自动化出现了问题，我们的飞行员机还可靠吗？我们的飞机还可靠吗？曾经看过这样一句话：过分强调任何一方的价值和优势，必然导致整个系统失效，这正是人类对系统性能认知缺陷的结果。也就是说，是依赖自动化单方面进步所造成的结果。下一代飞行自动化或许我们应该更加注重考虑飞行员的因素而胜于去单一方面的考虑技术革新，重新把对飞行员的培训重视起来，这样才会从根本上解决问题。减少惨剧的发生，让飞行真正成为人们心中又快又安全的一种出行方式。
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论文作者:李进,周圣杰 胡泽阳
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/30
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