民航飞行员复诵绩效测评研究

□王 宇

一、引言

随着民航业的不断发展，我国航班量与日俱增，塔台管制员指挥的飞机起降也随之愈加频繁。这导致每位管制员与飞行员间的通话时长有所减少，但飞行起降所需的管制指令较为固定。所以，管制员需要在更短的时间内将指令发送给飞行员，而飞行员为确保其执行的指令准确无误，需要将指令进行复诵。这个过程的顺畅与否将直接影响飞行的安全程度，因此，为提高飞行安全，有必要对飞行员的指令复诵过程进行有效测评。

目前，在对飞行员指令复诵过程的研究中，国外起步较早，Geoffery R L等[1]早在1979年就针对飞行员复诵中的短期记忆因素进行了实验和分析；随后，以Daniel M等[2～3]和Prinzo O V[4]等为主的学者开始了聚焦在管制指令的长度、传达方式和飞行员的经验、年龄等因素对指令复诵影响的研究；期间，Judith O等[5]研究了不同的第一语言和集体主义文化对飞行员复诵的影响；近年来，Brett R C等[6]探寻了管制指令的间隙时间、指令密度和飞行员工作负荷对其复诵的影响。而国内对于飞行员复诵的早期研究多集中在陆空通话过程的英文发音、语法等问题上，如吴土星、刘兰和王新路就飞行员陆空通话中的问题、发音歧义做了分析[7～9]；因此，就有王爱国、关波、王博等[10～12]从陆空通话的标准用语、规章、教学等方面做了建议；近年来，陆空通话的标准用语趋于成熟，但因陆空通话差错导致的不安全事件仍有发生，如2018年11月10日的匈牙利维兹航发生的危险接近严重事故征候，就是因为指令有误且飞行员没有发现导致的。于是，逐渐有学者开始研究影响飞行员陆空通话过程的诸多因素。如王燕青等[13]从飞行员认知能力的角度对陆空通话绩效进行了探讨；尚立琴等[14]通过大量分析国际陆空通话数据发现飞行员的语言能力、标准用语和管制员的口音、语速等因素会显著影响航线飞行员飞国际航班时的复诵差错。

而国内对于飞行员复诵绩效测评的相关研究较少，且对可能影响飞行员复诵差错的疲劳、经验等因素的探索较少，因此，拟通过设计陆空通话模拟实验，深入剖析民航飞行员的指令复诵过程，探寻影响复诵绩效的因素，并在飞行员综合认知能力模型的基础上拟提出飞行员心理状态模型以综合评价民航飞行员的综合心理状态，从而为民航飞行员的培训、排班等工作提供理论支持和依据。

二、实验方法

(一)被试。选取20名男性飞行学员作为被试，所有被试均通过飞行人员英语等级三级(ICAO三级)考试，均通过航校培训获得飞行商照(可独立驾驶教练机完成1个飞行起降任务)。

(二)实验设备及材料。采用飞行模拟器模拟飞行中的驾驶环境；选取飞行进近阶段的陆空通话指令作为实验语音材料。

(三)实验设计。实验研究飞行员的经验、疲劳和英文水平对其复诵过程的影响，拟采用(2×2×2)的组间设计。自变量为经验水平(三年级、四年级)、疲劳程度(疲劳、不疲劳)、英文水平(ICAO三级、ICAO四级)；将被试复诵数字指令时出现的错误次数作为因变量。

(四)实验程序。第一步，安排11名被试使用飞行模拟器进行2小时的模拟飞行任务(模拟短程航线的飞行，使其进入疲劳状态)；第二步，安排所有被试进行5min的设备调试，调整音量大小、适应管制指令的语速等；第三步，进入正式实验，被试在模拟飞行任务中接收指令并进行复诵，实验过程录音录像；第四步，被试复诵完所有指令后结束实验。

三、数据分析

(一)预处理。实验中，每段管制指令中的数字指令组数为2组或3组，且2组和3组的管制指令均出现4次。因此，通过计算平均数的方法得到被试在实验中的平均错误次数，从而平衡掉数字指令组数不同对实验结果的影响。计算公式如下：

上式中，Ri表示第i个被试的平均绩效，i=1,2…,20；Ni2表示第i个被试在指令组数为2时的错误次数之和；Ni3表示第i个被试在数字指令组数为3时的错误次数之和。

(二)统计分析。将预处理所得的20名被试的绩效分别取3个因素下不同水平的均值并计算标准差，所得数据如图1至图3所示。

图1 不同经验水平下的被试绩效

图2 不同疲劳程度下的被试绩效

图3 不同英文水平下的被试绩效

从图1至图3可见，不同经验水平、疲劳程度和英文水平的被试，在复诵错误次数上均有明显差异，且经验水平较高、疲劳程度较低、英文水平较高的被试错误次数更少、绩效更好。

由于均值所体现的样本平均水平受极端值的影响较大，因此，为深入分析被试复诵绩效在同一因素不同水平上的差异，采用SPSS统计软件进行进一步探索。

1.经验水平。对不同经验水平下被试的复诵绩效做单因素方差分析，发现被试的经验水平对错误次数有显著影响(F=7.556，P=0.013*)，表明不同经验水平的飞行员在陆空通话时，产生的错误次数存在明显差异，且越有经验的飞行员，在陆空通话时产生的错误次数越少。

2.疲劳程度。对不同疲劳程度下被试的复诵绩效做单因素方差分析，发现被试的疲劳程度对错误次数有显著影响(F=16.127，P=0.001**)，表明不同疲劳程度的飞行员在陆空通话时，产生的错误次数存在明显差异，且疲劳程度越低，复诵时产生的错误次数越少。

3.英文水平。对不同英文水平下被试的复诵绩效做单因素方差分析，发现被试的英文水平对错误次数无显著影响(F=2.096，P=0.165)，表明不同英文水平的飞行员在陆空通话时，产生的错误次数无明显差异。

四、飞行员心理状态模型构建

通过上文分析发现，飞行员的经验水平和疲劳程度对复诵绩效有显著影响。为有效测评飞行员的复诵绩效，在此研究基础上，结合飞行员综合认知能力模型，引入飞行人员心理状态指数P来综合衡量民航飞行员的认知能力以及经验水平和疲劳程度等因素，P的计算公式如下：

上式中，Pi代表第i个被试的心理状态指数；Fi1、1-Fi2分别代表第i个被试的经验水平、疲劳程度；Ri代表第i个被试的综合认知能力。

通过上式得出每名被试的心理状态指数，并与其陆空通话绩效做Spearman相关性检验，得P值与错误次数的相关系数r=0.718**。表明P值与被试的复诵绩效存在较强相关性，可以在一定程度上反映飞行人员在复诵时的绩效表现。

五、结果与讨论

(一)经验水平对飞行员复诵的错误次数有显著影响。在我国的飞行任务中，机长和副驾驶通常按照“带飞师傅+学徒”的形式进行组合。为了让副驾驶积累更多经验，机长会让副驾驶与管制员对接。而副驾驶为了在机长面前有更好的表现，可能在没有听清指令或没有记住指令时选择忽视这个问题而直接复诵，这或许也是导致本次结果的原因。进一步，针对陆空通话的表现，副驾驶和机长之间的权利文化或许是下个阶段的研究方向。

(二)疲劳程度对飞行员陆空通话的错误次数有显著影响。实验中，被试出现多次听取指令的情况，表明当飞行员处于疲劳状态时，其注意力和短时记忆能力可能会受到限制，为了确保飞行安全，飞行员会要求管制员多次重复指令，而在复诵时由于其综合状态不佳也更容易出现偏差。

(三)英文水平对飞行员复诵时的错误次数没有显著影响。实验中，被试听取英文指令时出现重复听取指令的情况，表明当飞行员英文水平不足时，其会在理解指令上存在一定困难，于是会要求管制员多次重复，而当飞行员理解指令后，其在复诵时就不容易出现错误。

(四)飞行人员心理状态指数p与被试的复诵绩效存在较强相关性。提出的飞行员心理状态模型能够综合衡量飞行员在陆空通话时的经验水平、疲劳程度和英文水平三个因素，且能够在一定程度上反映飞行员复诵指令时的错误情况。