张明威
中国民用航空华北地区空中交通管理局 100621
摘要：对塔台管制过程中管制人员的注视策略进行调整，能够保证塔台管制的水平和质量，但是在过去的工作中，塔台管制注视策略的相关研究始终存在一定的不足之处，未能考虑到管制人员受情境意识的影响。为了解决这个问题，模拟塔台管制软件和眼动仪构建实验平台，结合航班的起降频率设计出三种塔台模拟管制环境，并对注视策略进行量化分析，最终即可得出塔台管制中注视策略与情境意识关系，为后续调整塔台管制方法和模式打下坚实的基础。
关键词：塔台管制；情境意识；注视策略
引言
在中国特色社会主义市场经济不断取得新发展的今天，我国的民航业取得了前所未有的发展成果，飞行器起降频率不断提升、人们的出行便利性越来越高，这标志着我国现代化建设的又一重大里程碑。但是从实际情况来看，这样的变化也确实给塔台管制员的工作带来了一定的影响，过去的注视策略是否还具有合理性有待进一步斟酌，在这样的实际情况下，对本课题进行深入研究，显然具有不可忽视的重要价值。
1实验设计
1.1被试对象
本次实验选择被试对象共20人，其中男性18名、女性2名，均为某高校空中交通管理专业管制学员，年龄范围为21--23岁，标准差为1.19，被试人员均为右利手、裸眼视力不低于1.0，不存在色弱色盲的情况，同时都具有专业的塔台管制知识基础以及实际工作经验，拥有独立完成管制任务的能力。
1.2实验平台
实验平台由模拟塔台管制软件和The Eye Tribe眼动仪共同组成，其中包含空域监视雷达、机场场面监视雷达、进程单和指令发送栏4个功能界面，能够有效模拟塔台实际运行情况，眼动仪采样精度为0.5°，采样频率为60Hz。
1.3任务情境模拟塔台
管制所选机场为我国某国际机场，航空数据包通过开放渠道获取，管制任务时间为17：00—次日7：30，将这个时间段内起降航班分成简单、中等、困难三个水平的任务。实验过程中，机场地面风向220、风速每小时10km，能见度8km，修正海平面气压101.2kPa，云高600m，天气现象正常。具体的任务内容包括，保证进港航班顺利降落、指挥其到达停机位，为离港航班提供适当跑道、保证安全的情况下发出起飞指令并完成管制权交接。
1.4实验程序
正式进行实验之前，利用模拟塔台管制软件对被试人员进行使用培训，并在培训后检查培训效果，确认其能够独立使用该软件以后，将3D-SART量表的填写方法传达给被试人员，而后即可进入正式实验。同时，为将因被试人员疲劳、实验顺序变化等造成的误差降到最低，依据拉丁方设计原则组织实施本次实验。首先，测试人员启动模拟管制软件，设置模拟塔台管制任务难度等级。其次，要求被试人员在实验屏幕前坐定，并保持在距离眼动仪45--75ｃｍ的有效范围内，做好校准工作后正式进行实验，对被试人员的眼动数据进行记录和保存。为了避免出现测定失误，要求被试人员全程尽可能保持头部稳定。最后，在实验结束以后，要求被试人员第一时间填写3D-SART量表，以保证情境意识测量的准确性。
2实验数据采集与处理
SA计算采用由Taylor提出的3D-SART量表进行评定，这一量表能够从注意资源的需求、注意资源的供给和情境理解的三方面对操作者的情境意识进行评分。注意资源需求可以分成管制情境变化可能性大小、管制任务需要注意元素的数量多少等；而注意资源的供给包括管制员唤醒水平的高低、可从事其他任务能力的大小以及集中于当前任务情境的程度高低等；情境理解包括：需要接受和理解的管制信息、任务情境信息提取的难度大小、自我对情境的熟悉程度高低。被试人员的操作成绩和失误次数相挂钩，操作失误的次数越多、操作成绩越低。在这个过程中，被试人员头部转动越频繁、眨眼频率越高，出现非注视点数据的可能性越大，因此需要对被试人员实验数据进行提前筛选，对其中眼动数据采样率不足75％的数据进行排除，这样的数据不具有实际的参考价值，将其列入实验分析数据可能影响到最终结果的准确度，因此必须要将其舍去不计。同时，NNI注视指数计算使用Nocera制成的、以MATLAB为基础的注视检验工具对18组有效注视数据进行处理，并导出处理结果。
2.1实验中不同注视策略的被试数量统计
结合NNI注视指数定义，被试的注视点分布模式分为两种：ＶＮＮＩ＞１为离散分布，VNNI＜１为聚集分布。把被试人员在三组实验中的注视模式进行分类，并对注视分布模式为“离散”和“聚集”的被试数量进行统计，绘制柱状对比图如下图所示。
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根据上图可以发现，实验难度越大的情况下，注视分布模式为离散分布的被试人数在逐渐减少，与之相反的注视分布模式为聚集分布的被试人数在越来越多，同时，由于在本次实验的过程中，一些被试人员的VNNI会逐渐变小，其注视策略会在任务难度发生提升的情况下发生变化，为了考虑到这种变化，将被试人员分成3类。即根据其VNNI数据的大小进行分类，数据始终大于1（即注视分布模式始终保持离散分布）的被试人员，定义为离散类被试；数据先大于１后小于１（即注视分布模式先呈离散分布后呈聚集分布）的被试人员，定义为离－聚类被试，数据始终小于１（即注视分布模式始终保持聚集分布）的被试人员，定义为聚集类被试。对这三类人员采用不同注视分布模式的被试数量进行统计如下图所示：
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结语
本次研究主要利用模拟塔台管制实验平台、眼动仪等系统和设备进行，对被试人员的注视策略及情境意识情况进行研究，得出了相应的结论。但是受到模拟的管制环境与实际塔台工作环境存在差异、被试人员数量不足等问题的影响，实验结果仍然存在一定的不足之处，在今后的工作中应通过扩大实验样本的方式，充分了解注视策略和情境意识间的关系规律。
参考文献
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