西北空管局空管中心塔台管制室 710082
摘要：为了研究塔台管制员的注视策略和情景意识之间的关系，利用三维情景意识量表和NNI分析方法对管制员进行研究，分为三种难度等级的任务，经过研究，结果表明管制员在离散式注视策略下具有更好的情景意识。因此，离散式特点注视策略对情景意识具有积极的作用。
关键词：塔台管制；注视策略；情景意识
引言
航班流量增加使管制员的压力也有所提高，其中情境意识是影响差错的重要因素。管制员在航空器起飞和降落阶段中进行信息收集和风险分析，需要经过眼睛和大脑的工作，研究者通过管制员的眼动情况进行了分析。为了明确注视策略与情景意识之间的联系，需要对其进行研究，从而使管制员的情景意识水平提高，减少差错的出现。
1研究设计
1.1研究被试
研究被试为20名空中交通管制学员，学员的年龄范围在21-23岁之间，同时所有的被试都为右利手，视力都在裸眼1.0以上。研究中要求被试具有管制相关的知识技能，并且具有塔台实践经历，可以独立的进行管制工作。
1.2研究平台
研究中使用的为模拟的塔台管制软件以及眼动仪设备，通过模拟塔台管制软件对内嵌空域进行监测，使用监视雷达进行监视，其中还包括进程单和指令发送的功能，符合研究中模式塔台管制的要求，其中眼动仪设备的精度为0.5°。
1.3任务情境模拟
塔台管制中选择的机场中具有开放的航班数据包，管制工作的时间范围在17：00-17:30范围中，在这个范围中航班的任务难度包括简单6架，中等12架、困难18架三个水平。在管制过程中的地面的风向为220，能见度为8000m，天气晴朗，没有影响航空的气象情况。
研究要求在飞机安全间隔得到保障的条件下进行，使用机场两条跑道进行进出港航班管制，主要为：对进港航班进行指令下达，在飞机降落之后指挥飞机进入到停机位中，对离港航班进行跑道分配，下达指令，将管制权交给进近管制，采用的模型为理想模型。
1.4实验流程
研究开始前对被试进行模拟塔台管制软件的练习，在练习之后经过相应的考核，使被试能够独立的使用管制软件。经过考核之后，需要对被试讲解关于研究中量表的填写步骤，之后再开始进行研究。研究利用拉丁方设计原则，使被试在研究中的疲劳效应减少，研究中的步骤包括：首先，主试将模拟管制软件打开，设置管制任务的难度；之后坐在研究的屏幕前，和眼动仪设备保持距离为45-75cm，将姿势调整到最佳状态。在研究的过程中，使用眼动仪进行同步记录，被试在实验中需要保持头部在同一位置上。研究结束之后，被试需要在规定时间中将量表填写完成，使情境意识的测验准确性得到保障。
2实验数据采集与分析
研究中的计算通过3d-sart量表进行评定，根据注意资源需求、注意资源供给以及情境理解几个方面对被试的情境意识进行判定，注意资源需求中有管制情境变化的可能性、注意元素数量、情境复杂度。注意资源供给中有被试唤醒水平、任务能力、任务情境程度、自我注意分配。情境理解中有接受的管制信息量、信息获取难度、情境熟悉程度。通过被试的错误次数代表绩效，结合软件的记录对结果进行统计，由于被试的注视点会受到其他因素影响，需要对数据进行选择。将采样率小于75%的数据除去，使用Nocera制作的注视检验工具进行数据处理，保留结果。
实验中不同注视策略的被试数量统计如图1所示，结合NNI的定义，被试在注视点分布中呈现模式有两种，分别为VNNI大于1为离散分布。VNNI小于1为聚集分布。对被试的注视分布模式进行难度分类，将注视分布模式呈现出离散和聚集的被试进行数量计算，并且将数据绘制成柱状图的形式，对结果进行分析，随着研究的难度的提高，注视分布模式在离散部分的人数有所降低，注视分布模式在聚集部分的被试人数在逐渐的提升。
图2 3类被试SA均值对比
产生这种结果的原因是由于注视分布的均衡性可以使管制员对情况有全面的认识，而不仅仅集中在某个区域之中，而没有对其他的信息进行注意，结合研究发现，情景意识中，通常管制员对信息进行收集的时候，会偏向于进行全面的收集，将观察到的具有价值的信息进行整合，同时还要注意其他的信息，将所有的信息进行综合理解。在进行决策的过程中，具有经验的管制员对信息采样呈现分散性，仅仅对重要的信息进行搜索，便能够对环境具有良好的感知能力，高效的进行预测。具有这种能力在飞机的数量多的情况下可以起到有效的作用，同时，具有经验的管制员在管制过程中采用快速的感知方式以及跳跃的观察方式进行工作，而缺少经验的管制员难以达到这种效果。所以，注视策略属于离散式特点的管制员在管制工作较难的程度中可以具有更好的情景意识。
3.2不同注视策略与操作绩效之间的关系
将三组被试在研究中操作的错误次数的均值进行比较分析，结果如图3 所示。
图3 3类被试操作错误次数均值对比
根据图3进行分析，三组被试在研究中错误的次数随着难度的提升而增加，在同样的难度情况下，离散式特点的被试的错误操作次数相对较少，因此，注视策略属于离散分布形式的被试在管制过程中的操作表现更好，这也与上述分析内容相同，说明了离散式注视策略的管制员的情景意识更好，而其他注视形式的管制员在情境意识中较差，容易出现人为操作错误现象。
结语
在塔台管制过程中，管制员的操作失误情况和其注视策略之间具有一定的联系，通过研究分析发现，具有离散式特点的注视策略的管制员在管制过程中具有更好的情景意识，因此能够对情况进行全面的掌握，减少了操作失误的概率，而不能对信息进行全面掌握的管制员在情境意识上难以达到相应的效果。
参考文献
[1]靳慧斌,刘亚威,刘文辉,张程嵬.基于NNI注视指数的塔台管制员情境意识研究[J].科学技术与工程,2016,16(31):101-105.
[2]靳慧斌,刘文辉,陈健.塔台管制中最邻近指数注视指数与情境意识的相关性研究[J].科学技术与工程,2016,16(26):135-139.
[3]靳慧斌,刘文辉,陈健.情境意识及注视转移方式对塔台管制冲突的影响[J].中国安全科学学报,2016,26(04):72-77.
[4]王冰.论塔台管制员情景意识的培养[J].中国管理信息化,2016,19(07):123-125.
论文作者:许鸣
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/9/4
标签：管制论文; 塔台论文; 意识论文; 情境论文; 情景论文; 策略论文; 难度论文; 《防护工程》2019年12期论文;