工程心理學作用、地位和進展

孫向紅 吳昌旭 張 亮 瞿煒娜

（中國科學院心理研究所 北京 100101）

1 工程心理學及其核心科學問題

1.1 引言

工程心理學是20世紀40年代開始發展起來的一門新的心理學分支學科。它以人-機-環境系統為對象，研究系統中人的心理特征、行為規律以及人與機器和環境的相互作用。20世紀40年代以前，各種機械系統相對簡單，對使用者的操作要求也比較低。因此當時人機關系研究的基本特點是：“使人適應機器”。工程師設計機器時，往往只著眼于機械效率的提高，很少考慮使用者的要求；而心理學家的工作也局限于選拔和訓練操作人員使之適應現成的機器。但在第二次世界大戰期間，各種武器裝備的性能和復雜性大大提高，例如各種新式飛機、艦艇和雷達的出現，使得經過選拔和訓練的操作人員也很難適應，由此產生了很多操作失誤甚至導致了嚴重的安全事故。這迫使人們去重新審查武器裝備的設計，并促使人們認識到機器和操作者是一個整體，武器只有與使用者的身心特點匹配時才能安全而有效地發揮作用。由此，人們從主要研究如何由人適應機器轉向如何使機器適應人，從而形成了工程心理學這門學科。這也決定了工程心理學的根本目的是使工程技術設計與人的生理、心理特點相匹配，從而提高系統效率、保障人機安全并使人在系統中能夠有效而舒適地工作。

1.2 工程心理學的發展

工程心理學的發展經歷了萌芽、興起與成熟三個階段。萌芽時期研究的顯著特點是最大限度地挖掘人的操作效率。在對待人機關系上，認為人要適應機器；在興起階段，技術的發展與系統的復雜化使人們認識到機器適應人的必要性與重要性，提出以人為本的設計理念；在發展和成熟階段，系統設計中的人機匹配問題，人和機器的相互作用過程，以及伴隨人機交互過程中的心理加工過程的分析成為研究的主題。同時，由于計算機的廣泛應用和生產過程自動化程度的提高，使人機結合方式和人在系統中的地位與作用發生了深刻變化。在系統中人由操作者轉變為監控者，體力負荷降低、心理負荷增大；人機間的信息交換方式由機械式轉為對話式等。認知因素而非生理因素成為現代人機系統的核心問題，認知實驗心理學成為現代工程心理學的理論基礎。

工程心理學研究在中國起步較晚。上世紀50年代主要開展操作合理化和技工培訓方面的工作。60年代開始結合航天、航空、鐵路和電站建設的要求開展研究。根據國家建設需要先后開展有關鐵路信號,水電站監控室信息顯示,飛機駕駛艙照明、信號、儀表顯示等方面的人機匹配問題的研究,取得一批研究成果。70年代后期,中科院心理所和杭州大學分別建立以工程心理學研究為主要方向的研究機構。這個時期我國工程心理學主要開展有關照明工效、航空工程心理學、環境噪聲心理學的研究,取得了顯著成績。與此同時，中科院心理所和杭州大學的心理學家開始招收工程心理學碩士和博士研究生,杭州大學創設了我國第一個工業心理學本科，培養了第一批工程心理學學者。

80年代中期開始,我國工程心理學進入新的發展時期，國際學術交流進一步展開,有關人機關系問題研究的重要意義逐漸被國家有關部門和社會有識之士所認識。這為工程心理學與其他學科的交叉滲透和協作研究創造了有利的條件,推動了人機關系問題的研究向廣度和深度發展。中國心理學會、中國航空學會、中國機械工程學會、人工智能學會、人類工效學會等全國一級學會先后建立以研究人機關系為主要內容的專業委員會。國家為了加快制定有關人機關系內容的技術標準,分別在國家標準局（國家技術監督局前身）和國防科工委下設立全國人類工效學標準化技術委員會和國家軍用人-機-環境系統工程標準化技術委員會。在這兩個標準化技術委員會的推動下,全國有關學科的學者、專家協作研究,制定了大量有關人機系統或工作環境內容的國家標準，為國內研究人機關系問題的不同學科學者聯合建立全國統一的學術團體創造了條件。1989年,中國人類工效學會成立,并在該學會內組建了認知工效學專業委員會。該時期我國工程心理學者除了繼續航空航天工程心理學、照明工程心理學、環境噪聲控制和鐵道信號等研究外,還在有關工程人體測量、體力工作與心理工作負荷、道路交通安全與效率、色彩環境、計算機視覺顯示終端、人-計算機界面、人工智能、事故與安全、國防等方面開展心理與行為實驗研究和數學及仿真模型研究，建立系統的人-機-環境理論體系，基于人的神經和心理機制認識并預測人在復雜和應激條件下的行為特征，設計新型的以人為中心的智能系統，取得了許多新的研究成果,發表了大量有關工程心理學的論文和研究報告。我國還出版了多種有關工程心理學或人類工效學的論著與教材。全國有幾十所高等院校開設了工程心理學或工效學課程。我國工程心理學取得了很大的進步。

1.3 核心科學問題

圍繞人機系統效能與效率的發揮，工程心理學的核心問題可以分為以下4類：

（1）人體生理心理特點和人的工作能力限度相適應的問題。在人機系統中，人機關系主要表現為兩個方面：一是人機功能分配，二是人機特性匹配。工程心理學側重于從工程設計的角度對身心因素進行研究。

（2）人機過程和人機界面設計要求的相關問題。人機信息交換的效率，在很大程度上取決于顯示器與控制器同人的感覺器官和運動器官的匹配程度。工程心理學為各類顯示裝置與控制裝置的設計提供心理學的原則和人機匹配的參數。

（3）工作空間設計要求的相關問題。在人機系統中，工作空間的大小、顯示器與控制器的位置、工作臺的高低、座位的尺寸、機具和加工件的排列、工作間的距離等，都會對操作人員的工作效率與系統的安全產生影響。

（4）人的績效和工作負荷的計算建模研究。通過計算機等技術和數學模型對人的各種活動進行模擬和預測，將是未來工程心理學發展的重要方向。

其中，揭示人在操作過程中的心理特點與心理機制是回答以上問題的關鍵。而人的操作信息加工機制、認知操作與工作績效的關系、心理負荷與意識的監測以及心理規律在人機交互設計中的應用是近年來的主要研究方向。

2 作業者的認知操作與工作績效

在人機關系中，人的工作績效或作業績效是人機系統效能發揮的體現。與人的作業相關的知覺與運動是研究的關鍵，其中涉及刺激輸入、中樞加工 （刺激識別與反應決策）、控制反應幾個階段。各個階段都存在工程心理學特有的基礎研究課題。如，刺激反應相容性（Stimulus-Response Compatibility）、警覺（Vigilance)、多任務績效和運動控制（Aimed movements and fitts’s law）。

當刺激的空間位置與動作反應的空間模式相一致時，可獲得最佳的反應結果，即反應時間最短，錯誤率最低，這就是刺激反應相容性。這一原則不僅適用于空間領域，刺激與反應在概念/語義上的一致性也符合這一原則。研究表明，肢體動作的方向和位置并不是相容性的關鍵，動作的目標位置（即工具的指向和位置）才是關鍵。也就是說，設計者應盡量使工具的方向與手（或腳）動作的方向一致。刺激反應相容性為工業設計提供了一條重要的指導原則。

警覺是指在相對較長時間內個體對某種或某些試圖檢測到的特定刺激保持注意。自動化系統的應用，使作業者承擔了很多監控任務（如監視異常信號的出現），且在現代作業中越來越普遍。如何提高作業者對低概率目標刺激的警覺水平？傳統觀點認為，警覺與作業者的喚醒程度有關。但最近研究表明，警覺水平與工作負荷有關。對血流速度的測量發現，速度越快警覺水平越高。認知神經技術的應用將為警覺研究提供新的證據。

作業者運動操作過程中的運動特征、時間、范圍和準確性也是工程心理學關注的問題。Fitts定律表明，動作所用時間是動作難度的指數函數，當前位置與目標位置的距離越長，所用時間越長；目標越大，所需時間越短。在操作臺的設計，甚至軟件設計中都廣泛應用了Fitts定律等工程心理學的研究結果。

3 情境意識，心理負荷與自動化

在作業過程中，作業者常常需要同時完成兩個或多個任務。當兩個刺激在短時間內相繼出現時，作業者對于后面刺激的反應存在一個短暫的不應期，即心理不應期（psychological refractory period，PRP）。 兩個任務在處理階段、感覺通路、編碼和通道上越相似，雙任務的績效就越差。PRP效應和很多注意現象表明了人加工容量的有限性。最典型的例子就是邊開車邊打電話，即便是在免提狀態下也會影響司機的駕駛。

人的信息加工不可避免地受到有限心理資源的限制。工程心理學圍繞著這一問題，針對認知加工負荷的監測，超負荷對工作績效的影響，以及如何降低負荷展開了系列研究。心理負荷的研究在90年代得到長足發展，主要體現在心理負荷的結構組成及其測量方法上。最近幾年主要在各種特殊工作領域，如交通安全、界面設計、工作安排、醫療衛生等得到大量應用。

情境意識 （Situation Awareness，SA）的概念最早用來描述飛行員對作戰飛行任務狀態的理解，之后引起廣泛關注。目前大家普遍接受的定義是1995年由Endsley給出的：在一定的時間和空間條件下，操作者對周圍環境中與任務相關的信息的感知、理解以及對未來一段時間內系統狀態的預測。從定義可以看出，心理負荷是單位時間內人的信息加工的量，而情境意識是指人的心理加工的內容。Durso等（2007）曾經對此質疑，因為情境意識應該不僅包含對信息的外顯加工，應該還包括對信息的內隱加工。

根據Enfsley的定義，情境意識被分為三個階段，涉及不同的認知加工過程。這種階段的劃分為情境意識的測量和情境意識原則在界面設計中的應用指明了方向。尤其是在自動化水平較高的系統中應用得更好。主要原因可能是由于自動化系統中絕大部分操作都是監控與判斷任務。因此情境意識應該是一個結構化的認知加工過程。

最新的研究已突破只討論個體的情境意識的范疇，引入了團隊情境意識的概念。研究表明，團隊情境意識不僅取決于團隊每個成員的意識水平，同時更依賴于成員之間共享的情境意識水平。但目前團隊情境意識的測量仍未解決。

4 人機交互研究

人機交互技術目前在社會、經濟和國家安全等領域中越來越重要，自然高效的人機交互成為人們追求的目標。該領域的研究圍繞計算機使用者的認知加工過程和行為特點，探討自然和諧的人機交互理論和技術，發展和應用以用戶為中心的設計方法，從而保證以信息技術為核心支持的復雜系統具有良好的用戶體驗，從而大幅度減少訓練開銷，進而提高系統效率。

人機交互的研究在經歷了早期的手工作業階段、作業控制語言及交互命令語言階段、圖形用戶界面(GUI)階段和網絡用戶界面的引入階段之后，正在步入多通道、多媒體的智能人機交互階段，人們希望實現自然人機交互來提高效率，這一問題的解決，涉及計算機科學、認知心理學、人類工效學、人工智能等多個學科領域。目前人機交互成為研究熱點，2007年美國自然科學基金會在信息與智能系統方向列出的三個核心技術之一是以人為本的計算；歐盟第七框架項目中也包含了自然人機交互。近兩年研究熱點主要集中在自然、高效的多通道交互(MMI)，腦機接口（Brain-Computer Interaction），社會計算（Social Computing）。

自然交互是指用戶和機器設備的交互已經不再依賴傳統的輸入設備和輸出設備，界面的操作就像日常生活中的動作一樣，用戶無需學習即可使用自如。目前自然交互包括手勢識別、3D沉浸式界面（3D Immersive Interface）和體感識別等。除此之外，認知神經科學和腦成像技術提供了與腦的活動直接交互的新能力，人可以通過腦機接口這種腦和外部設備直接交流的方式，來提高人的認知或感知功能，或者為基于認知狀態的界面設計提供實現的手段（Desney,2010）。

社會計算關心的是社會行為和計算機系統間的交互。社會計算通常是指通過社會軟件來支持的社會交互行為。關于社會計算的研究包括用戶是如何在網絡上進行自我展示；如何在線建立不同的社交關系，并且在線建立的社會關系對線下的關系有怎樣的影響，在社交網站上的交友行為是怎樣的等諸多問題。

隨著計算機的普及，信息安全和隱私問題越來越受到人們的關注，成為電子商務和基于網絡的人機交互重點考慮的問題。工程心理學在信息安全領域關注在各種環境中如何提高安全檢測，如何設計容易檢測出違反安全措施的接口以及如何降低安全口令的遺忘率（Proctor et al.,2009）。近年來“通用獲?。║niversal access）”的概念也被引入界面設計，其含義是所有人無論何時何地都可以從信息設備中獲取信息、產品和服務（Stephanidis&Akoumianakis,2005）。 這需要對不同文化、特殊人群的特點進行研究。

5 研究方法進展

工程心理學是一門建立在實驗心理學理論和方法基礎上的學科。實驗研究或者準實驗研究在工業心理學的萌芽階段就成為最中心的研究方法。比如Frederick W.Taylor早在1898年就用實驗方法系統研究了鏟子的各種設計和每一鏟不同東西的最適宜的重量對工作效率的影響。 而Frank B.Gilbreth的砌磚實驗（1909）更是現代工業心理學中動作和時間分析方法的鼻祖，為工業心理學的發展奠定了基礎。在工業心理學得到長足發展的上世紀四五十年代，工程心理學家仍然以實驗方法為主來研究指針式儀表和開關按鈕設計中的人機匹配問題，因此有人把這一時期稱為工程心理學發展中的“開關和表盤”時代。

之后，由于控制論和信息論的影響，工程心理學開始采用信息接收、傳輸、加工、反饋、信道容量、系統控制等概念分析人和機器的相互作用過程。同時，隨著設備自動化程度的提高，人作為監控者，體力負荷降低、心理負荷增大；人機間的信息交換方式由機械式轉為對話式等。認知因素而非生理因素成為現代人機系統的核心問題，因此認知實驗心理學成為現代工程心理學的理論基礎。以上種種變化雖給工程心理學提出了新的研究方向和課題，但是卻沒有改變實驗研究方法的中心地位。隨著計算機技術和各種監控測量技術的快速發展，研究者可以將嚴格控制的實驗情景搬到模擬器或者工作現場中去以提高實驗研究的外部效度（在真實情景下的可應用性）。特別值得關注的是，認知神經科學近來的飛速發展促使工程心理學家開始采用各種腦成像技術 （EEG、ERP和FMRI）研究人機交互過程中人的信息加工的神經機制。這方面的研究催生了一些新型人機交互界面的誕生，比如可以通過讀取被試的腦電指標來讓人玩一些簡單的電子游戲。

腦電信號已經被證明是一個對神經活動改變敏感的指標，且被廣泛應用于神經認知研究，近來也被應用于工程心理學的研究。比如，研究表明，EEG信號的改變反應了認知負荷的增加和心理努力的分配的改變。研究還表明，EEG信號的波譜成分顯示了響應心理要求或警戒狀態變化的特有改變。高時間分辨率的EEG信號與便攜式信號采集設備結合，就能夠實現自然被試在真實的環境中對行為與腦電信號的同步記錄。

將與特定事件時間鎖定的EEG分段平均，可得到事件相關電位（Event-related potentials，ERPs）。ERP 反映了腦對特定的感覺、運動與認知事件的神經反應，工程心理學用該指標對心理負荷進行評估，對人在操作過程中的警戒水平進行監測，對人-機系統中操作者疲勞程度進行監控，還將其用于考察應激源、自動化以及在線自適應輔助對操作人員績效的影響等。ERP成分如P300、N1、P1、ERN與LRP可以為揭示作業過程中的重要功能的神經基礎提供信息，包括心理負荷評估，注意資源分配，雙任務績效，錯誤檢測與預測以及運動控制等。

功能性磁共振成像（fMRI）也是一種工程心理學研究的新方法。盡管因為實驗軟件設計和分析方法的局限性，使fMRI在工程心理學研究中的應用受到制約，但目前，已有將fMRI應用于模擬駕駛的實驗范式。比如，研究者采用事件相關（event-related）fMRI設計來檢驗模擬駕駛的fMRI數據。這種實驗范式能獲得每個獨立事件引起的腦活動的時間及其變化。該手段加上高級的分析方法，如獨立成分分析等，使腦成像技術得以應用于自然行為的研究，并使對其產生的復雜數據進行分析和解釋成為可能。

此外，正電子發射斷層掃描（positron emission tomography，PET）， 經顱多普勒超聲 （transcranial Doppler sonography，TCD），腦磁圖 （magnetoencephalography，MEG）等神經認知研究方法也正在逐漸成為工程心理學的研究手段。這不僅為研究提供了有力的支持，也從根本上拓展了工程心理學的研究領域。

除了實驗和準實驗方法，工業心理學家還從其他的相關學科的方法中吸取養分，引入了多種描述性的研究方法。一種常用的方法就是觀測法，即在現場記錄任務相關的各種行為，比如，在一段路上安放多個攝像機拍攝這段路上的駕駛員使用手機的情況以及車輛行駛情況（速度、是否直線行駛、是否出事故），經過對記錄的分析處理，就可以判斷手機的使用是否會影響駕駛安全和績效。觀測法區別于實驗法的地方在于觀測法中研究者并不試圖去控制環境條件和駕駛人員的行為，能獲得自然狀態下的結果。另外，經常采用的方法還包括調查法和問卷法、事故分析法、文獻資料的元分析等。

6 工程心理學在工業產品設計與軍事領域的應用

工程心理學在工業設計、公共安全以及軍事領域有廣泛的應用。在工業設計中，應用最為普遍的就是人機交互領域。如今“所見即所得”，“即插即用”等理念已體現在所有的電子產品設計中。在功能完備、性能良好的基礎上，人們更加追求易學易用，追求自然交互，追求包含社交功能和情緒識別等維度的舒適體驗。這里限于篇幅，只介紹關乎國家安全與公共安全方面的應用。

6.1 在公共安全領域的應用

近年來，我國交通、煤礦、化工/核電企業的安全事故居高不下，高鐵撞車、危險化學品泄漏、場館擁擠造成惡性踩踏事故等，損失重大。不僅每年因交通事故造成的傷亡達十萬之眾，甚至乘坐公用電梯也具有一定的安全風險。分析事故原因，大多是由于系統的顯示界面和操作界面的人機交互設計不當，導致了人誤（Human Error）。例如 1979年美國核泄漏事故，工程心理學家對其主控室設計進行評估，發現控制板的設置不一致：相同功能的開關具有不同的特征；許多重要的控制器難以夠到，而許多顯示器難以看到；顯示器布局與控制器的對應關系違反了刺激-反應相容性原則；儀表盤的組織和功能混淆，沒有把一組控制器和顯示器劃分成有意義的組群等。當人處于正常狀態時，操作員尚能正確操作；一旦處于緊急狀態，不良的設計必然使誤操作大幅增加。杜絕或減少人誤的根本途徑在于，分析任務操作中各個環節的心理加工機制，揭示產生人誤的根本原因，從而有針對性地改進和優化界面設計，減少人誤發生的可能性。

駕駛安全。人-車-路是駕駛安全的三個重要環節。以人為中心，圍繞著人的駕駛績效，道路的設計，包括交通標識、信號燈以及路況信息的顯示需要最大限度滿足人的感知覺能力限制；車的設計也是一樣。隨著信息技術的發展，車載導航、車載電話日益普及。高技術帶來的安全隱患若想降至最小，需要研制對司機的駕駛狀況進行實時準確判斷的智能系統。因此，對疲勞駕駛、酒駕、駕駛負荷以及駕駛情境意識的監測成為近十幾年研究的熱點。監測手段大多是通過記錄眨眼次數、體動指標或是駕駛者對車輛的控制操作，如方向盤轉角、油門力度等來判斷駕駛狀態。心理學提出的關鍵指標是對心理負荷與駕駛情境意識的測量。該測量一般將生理指標和駕駛績效整合，提出一個復合指標。我國這方面研究尚處于起步階段。中科院心理所從上世紀90年代末開始探討駕駛行為狀態的監測。開發出的生理指標和心理測驗相結合的駕駛員心理負荷監測系統，以及駕駛員情境意識監測系統已獲得國家專利。利用無創監測腦電技術開發出的實時監測疲勞駕駛的腦電監測裝置，目前正處于尋找關鍵測量指標階段。

對于駕駛行為的認知模型的研究主要集中在駕駛過程中情境意識模型和基于ACT-R的駕駛行為模型的的建立?；贏CT-R的駕駛行為模型是以情境意識的預測和驗證為目的的。近期關于駕駛行為的研究還包括言語交流對汽車駕駛行為的影響、道路交通標志的量化評價方法、駕駛員駕駛行為狀態監測研究等，上述駕駛相關的研究工作為駕駛認知模型的建立打下了良好的基礎?；谂抨牼W絡的計算模型(QN-MHP)可以較好地計算模擬駕駛員的工作負荷，任務反應時間以及速度控制等績效，為設計智能駕駛系統提供了人類績效預測。

飛行安全。我國從上世紀50年代就開始航空心理學的研究。主要是制定包括直升機座艙照明的工效學設計等多項軍用標準，以及開展載人航天的預研，如以動物為實驗對象，探討模擬失重條件下的感知覺變化規律。90年代心理所主要承擔了“航天員選拔心理會談的方法和評價標準研究”與“空軍招飛心理選拔測評系統”的研制。目前該成果已經分別應用于我國航天員和空軍飛行員心理選拔，取得很好的效果。該成果分別于1999年和2001年獲中國人民解放軍軍隊科技進步獎二等獎。2010年核心技術——心理選拔與測評技術參與獲得國家科技進步獎一等獎。21世紀初，在民航基金和自然科學基金的支持下，國內開展了飛行員和航空管制員的情境意識的研究，以及X-光行李檢測效率與視覺搜索機制的研究，旨在針對特定任務從認知成分中揭示空管人員情境意識的構成，以及提高空港安檢效率的方法。研究提出了一個空中交通管制任務的認知模型，該模型表明，一些認知成分，如知覺速度與準確性、空間工作記憶與言語工作記憶、前瞻記憶，與情境意識的獲取與保持具有相關性。因此，這些認知成分可能在某種程度上能夠預測管制員的情境意識。

緊急狀態下的人員疏散安全。應急疏散中人的行為的研究大多集中在火災逃生領域。國內從1996年開始進行疏散行為的相關研究（張培紅，2001），目前國內的主要科研機構和一些高校的安全工程學科都逐漸涉足人員應急疏散和疏散心理行為研究，但以工程研究機構為主，心理學研究機構參與的項目較少。以往國內的研究僅僅是引用、匯總和分析國外已有研究結果 （李嘉華，1998，2004；童慶杰，2004），現在逐漸轉向結合國外研究結果進行一些實證性研究，如調查火災親歷者 （肖國清，2002；張樹平，2002），但目前公開發表的針對我國人群疏散心理行為特點的實證性研究結果很少。由于近年來我國的大城市，特別是北京市，人口密度激增，大型公共場所、體育場館的應急疏散及性能評價成為十分重要而迫切的研究問題。針對我國人群的安全心理行為特點，以及影響應急疏散過程的機理和程度進行深入系統的研究，將為國內相關科技和工程應用提供適合中國人特點的疏散行為參數。

6.2 在軍事領域的應用

無論是以人力為主的傳統戰爭還是以科技力量為主的現代戰爭，人始終是戰爭的核心，是制勝的關鍵。作戰人員的身體狀態、精神狀態、心理狀態決定了武器設備的發揮。越是先進的設備，往往越需要復雜的控制系統，其一方面要求堅持人性化設計，另一方面要求使用者具有良好的心理素質，如對于飛行員而言，良好的眼手協調能力、注意集中與分配能力、空間認知能力以及推理和編碼能力是其必備的心理品質。

關于特殊兵種的心理品質結構及其選拔技術的研究，除前文介紹的在飛行員、航天員選拔的應用外，還有艦艇人員的心品選拔。但選拔與訓練僅只是提高武器系統效率的一種途徑，從信息加工過程的分析角度，改進武器裝備的設計才會產生事半功倍的效果。

現代戰爭的最大特點就是信息技術的大量應用。在軍事對抗中能否取勝，不僅僅取決于隊伍的強大和武器的精良，很大程度上取決于對戰場信息快速而準確的感知、判斷和決策。隨著遙感、通訊、無線傳感器網絡等信息技術的迅猛發展，人們對信息感知的范圍日益擴大。對海量信息的快速而有效的感知和整合成為我軍信息化建設的當務之急。軍事對抗的雙方誰能夠更為全面地獲取信息，快速感知戰場態勢，誰就能掌握先機，穩操勝券。對信息的感知是認知的重要組成部分，因此美國國防計劃DARPA中，已明確將認知計算作為8個重點研究領域之一。該領域的研究旨在解決軍事思維和軍事決策對信息數量、質量和時效的要求與信息的感知傳輸手段之間的矛盾。

國內在與軍事對抗相關的認知過程領域的研究積累并不多見，主要集中在工程心理學、航空心理學、計算機科學、自動化領域。中科院心理所在視覺搜索領域對視覺搜索的記憶機制以及視覺搜索的記憶容量進行了探討，發現視覺搜索不僅有記憶過程的參與，而且容量為 4（王治國，2007），還有研究涉及空港安檢中的視覺搜索效率，從人的認知加工特點入手，揭示目前空港行李安檢的無限品漏報率居高不下的關鍵原因，并提出改進的措施（王治國，2008）。

在國內利用沉浸式虛擬現實技術研究空間認知是中科院心理所率先展開的。研究集中在空間表征與空間更新的特性上。在已發表的論文中，使用的是小尺度（桌面尺度）的真實場景或利用虛擬現實技術構造的虛擬場景。其中有8篇文章發表在美國心理協會主辦的《實驗心理學》雜志上，3篇發表在Cognition雜志上，文章具有較高的理論意義，尤其是在揭示注意在空間記憶中的作用，探討自我參照系與環境參照系之間的關系等問題上，其研究結論獲得國際同行高度評價。但對于大場景中的空間認知特性卻研究的很少，能否將小尺度場景中的空間認知特性推廣到大場景也是需要驗證的問題。

7 學科未來發展方向

綜上所述，工程心理學是一門與社會經濟發展密切相關的應用基礎學科，以操作者的信息加工過程及其心理機制為核心研究內容，揭示人機交互過程中人的信息加工局限，為人機系統提供設計和優化原則。經歷了幾十年的發展，在工業設計、公共安全、國防、人機交互等領域發揮著重要的作用。隨著信息時代的進步，工程心理學將融入社會生活的各個方面，在以下領域有望取得較大突破。

在理論研究方面，更加注重依靠認知神經科學的研究手段，深入揭示空間認知、視覺搜索、閾下知覺、心理負荷與情境意識、多任務操作等認知過程的心理機制，尤其是重點揭示在特殊工作環境和工作條件下的基本認知操作的心理機制，如航天員在軌作業與地面操作條件下的相關認知能力的變化與心理負荷的測量，空港安檢人員在事件率小于萬分之一條件下的視覺搜索，以及消防指揮人員在緊急接警條件下的信息獲取與決策等。

生活在自由通信網、互聯網、傳感網等相互融合的混合網絡環境中的人類，留下的數字足跡匯聚成為一幅復雜的個體和群體行為圖景。社會計算，特別是社會感知計算方法強調利用先進計算科學技術感知現實世界個體和群體行為，從而理解人類社會的活動模式，并為人類個體和群體的需求提供智能輔助和支持。在黨的十七大報告明確強調要“加強心理疏導”和胡錦濤同志近期講話中明確指出要“扎扎實實提高社會管理科學化水平”的國家重大需求面前，國民心理服務與群體行為管理研究成為當前心理學研究直接服務國家需求的熱點問題，而心理學與社會感知計算等信息科學前沿技術的結合，為滿足國家需求提供了切實可能，也為學科交叉創新創造了良好契機。社會感知計算等信息科學與心理學的交叉融合，極有可能在揭示人類社會內在活動規律這一領域得到重大原創性突破。

在設計和工程方面，研究將迅速地延伸到各種民用品領域，尤其是智能產品。工程心理學的學科思想將在繼承中有新的發展。由于可持續發展理論的滲透，現今工程心理學的學科思想也正經歷著又一次新的演進?？沙掷m發展理論下的設計觀有節能設計、再生設計（可回收利用）、生態設計等等。四維的和諧統一:總的說是要求保護生態環境、人與自然保持持久和諧，設計倫理回歸到中國古代“天人合一”的理念。此前的觀念是：要求人、機、環境三者和諧統一。吸取可持續發展理念以后，可以表述為：要求人、機、環境、未來四者和諧統一。即由原先的三維（人、機、環境）和諧統一，加上一維（時間、未來），演進為四維的和諧統一。

目前無論民用設備還是軍事武器裝備的人機界面研究仍存在很大空白。上世紀六七十年代，我國對艦艇、戰機和坦克的人機界面進行了一些非系統化的研究。隨著技術的發展，武器裝備也在日新月異地變化。但進入本世紀以來，我國的大多數研究轉向國家軍用標準的制定，如GJB2873等。計算機與各種自動裝置的廣泛使用給使用者提出了新的要求與挑戰，如何根據我國軍事人員的特點，對武器裝備的界面進行評估和改進已經成為一個亟待解決的問題。在面對未來信息化戰爭方面，要加強信息感知與對抗中的認知機制的探討。其中包括以研究人在復雜環境中的信息感知機理為切入點，揭示在戰場環境下人類優于現代計算技術與信息技術的包括信息探查、信息搜索、目標識別等認知過程的心理機制，以無創腦電技術為依托，探討對戰場環境下操作人員（如飛行員）當前狀態進行實時監測的腦電指標。在此基礎上，對人在戰場環境下的認知操作建立數學模型，以期為未來戰爭中的信息感知與對抗提供理論基礎。

1 Desney T.Applying our Minds to Human-Computer Interaction.London:Springer-Verlag,2010.

2 Galea E R,Blake S.Client Report,Collection and Analysis of Emergency Services Data Relating to the Evacuation of the World Trade Centre.Fire Safety Engineering Group,University of Greenwich,UK.2004.

3 Galea E R,Blake S.Client Report,Collection and Analysis of Human Behavior Data appearing in the mass media relating to the evacuation of The World Trade Centre Towers of 11 September 2001.Fire Safety Engineering Group,University of Greenwich,UK,2004.

4 John L,Bryan A.Selected Historical Review of Human Behavior in Fire.Fire Protection Engineering,Fall,2002:16.

5 Lo S M.People in Fires-A Study of the Behavioral Reactions of People in a Fire Incident in Hong Kong,Fire Engineers Journal,July 1996:21-25.

6 NIST.2003 report to congress of the national construction safety team advisory committee.december 2003.

7 Proctor R W,Schultz E E,Vu K-PL.Human factors in information security and privacy.In Handbook of Research on Information Security and Assurance,ed.JND Gupta,SK Sharma,Hershey,PA:Inform.Sci.Ref.,2009,402-414.

8 Stephanidis C,Akoumianakis D.A design code of practice for universal access:methods and techniques.In Human Factors in Web Design,ed.RWProctor,K-PL Vu,Mahwah,NJ:Erlbaum,2005,239-250.

9 陳立.向四個現代化進軍中的工程心理學.心理學報,1979,（2）.

10 李嘉華,王月明,雷勁松.火災時人的避難心理行為及建筑疏散設計.消防科學與技術,2004,23（1）：39-42.

11 李嘉華.高層建筑火災時人的避難心理及疏散設計.西南工學院學報，1998,13（2）：53-58.

12 馬莉莉.建筑消防過程中人員安全疏散問題的計算.機模擬研究,武漢大學碩士學位論文，2004.

13 蒙彗玲.高層賓館安全疏散的性能化設計研究.西安建筑科技大學碩士學位論文，2003.

14 石英.人因工程學,北京:北京交通大學出版社.

15 童慶杰,權高峰,邵力.火災事故中人的心理及行為分析.合肥工業大學學報（社會科學版），2004，18（3）：159-162.

16 威肯斯（美）等著，張侃等譯.人因工程學導論（第2版），上海:華東師范大學出版社.

17 肖國清,陳寶智,王浩.建筑物火災中人的行為的研究.人類工效學，2002，8（1）：46-50.

18 肖國清，張培紅，陳寶智.建筑物火災疏散中人的行為研究的回顧與發展.中國安全科學學報，2001，11（3）：50-54.

19 張培紅，陳寶智，劉麗珍.大型公共建筑物火災時人員疏散行為規律研究.中國安全科學學報，2001,11(2):22-26.

20 張培紅,陳寶智.火災時人員疏散的行為規律.東北大學學報（自然科學版）,2001,22（1）:54-56.

21 張樹平,盧兆明,史行君.寶雞市人民商場火災逃生調查研究.中國建筑學會建筑防火綜合技術分會第三屆理事會成立會論文集,2002,19-23.

22 朱祖祥.建設本土化的工程心理學.應用心理學,1995,（1）.

23 朱祖祥.中國人類工效學的回顧與展望.人類工效學,1995,（1）.