地面滑行阶段飞行员动态视觉特性及失误机制研究

Pilot error has been the primary cause of civil aviation flight accident, especially for taxiing. The phase of taxiing is about the most dangerous phase in flight. As over 75% information in a cockpit is presented visually and most pilot errors are caused by perceptual failures, therefore understanding pilot dynamic visual performance in aviation becomes important for safe flight. Visibility, the difficulty of taxiing way and experience are three factors that have direct effects on pilot dynamic visual performance. The project aims to study pilot dynamic visual performance and pilot error through pilot taxiing experiment on the flight simulator. The project stresses on how visibility, the difficulty of taxiing way and experience influence the pilot dynamic visual performance and the nature of pilot error caused by visual information processed. Through the research we would acquire the rules of pilot dynamic visual performance and reveal the nature of pilot error during visual information processed. The results could be used to instruct the display system design of flightdeck, airport design and could also be used to instruct the pilot train and then the flight safety could be improved.

飞行员失误已经成为当今民航安全飞行的最大隐患。在地面滑行阶段，由飞行员失误导致的航空事故的危险性及风险水平居于各飞行阶段首位。而在此阶段，飞行员有超过75%的信息来源于视觉。本课题拟借助地面滑行实验研究飞行员的动态视觉机制，考察容易引起飞行员失误的不同的飞行经验、滑行道复杂度、能见度条件等因素对飞行员视觉搜索策略、信息编码等动态视觉特性的影响。同时，对地面滑行过程中飞行员的失误与眼动行为的关系进行研究，建立可观测的眼动行为与飞行员失误的计算模型，预测地面滑行阶段潜在的失误点，提高滑行安全。课题的研究结果对驾驶舱显示系统设计，飞行员培训，机场设计等有指导意义，从而降低由飞行员失误造成的航空事故，提高航空安全。

本项目针对地面滑行过程中，飞行员动态视觉特性研究中外界环境对飞行员视觉搜索策略/信息编码等的影响规律，视觉特性与飞行员失误的关系等尚未解决的问题，借助飞行员操纵飞机的地面滑行实验研究了飞行员的动态视觉机制，考察了容易引起飞行员失误的不同的飞行经验、滑行道复杂度、能见度条件等因素对飞行员视觉搜索策略、信息编码等动态视觉特性的影响。同时，对地面滑行过程中飞行员的失误与眼动行为的关系进行了研究，揭示了飞行员视觉信息处理的失误机制，建立了可观测的眼动行为与飞行员失误的模型，预测了地面滑行阶段潜在的失误点，提高滑行安全；在研究的过程中，提出了眼动数据的分析与处理方法，探索了飞行员工作负荷与飞行员失误之间的关系。本项目的研究为飞行员培训，驾驶舱人机界面设计以及机场滑行道、跑道标识标牌的设计都有指导意义；同时本项目的研究进一步深化了飞行员这一主体对于飞行任务的完成度甚至飞行安全的影响的关键作用，研究结论可进一步延伸到国防领域，如人机一体化作战能力的评价等，弥补武器装备系统设计与评价中将“人”当成零失误或者完美人的缺陷，提升评价的准确性，从而为作战指挥决策提供更确切的依据。