海上飛行預適應心理訓練技術方法構建及效果研究

由于我國周邊海洋安全環境的嚴峻形勢，為了捍衛世界和平和國家利益，我國空軍極有可能投入到未來的海上戰爭之中，因此遠海飛行已經成為了目前實戰化訓練的常態化模式。海上自然條件與陸上有許多不同，執行海上飛行作戰訓練任務的飛行員會面臨如情況復雜、長航時、工作環境惡劣、精神緊張、飛行錯覺、救援滯后等困難[1-3]。而且隨著新技術的廣泛應用，尤其是超視距攻擊、精確打擊等全新作戰理論和模式的出現，使海上制空權爭奪更加激烈和殘酷。這些都會對飛行員造成強烈心理應激，如未能有效應對，會對飛行操縱和戰術動作造成較大影響，嚴重威脅飛行安全和身心健康[4-5]。因此亟需采取針對性措施，保障飛行員的心理作戰效能和心理健康水平。國內外的許多研究也表明，通過預適應心理訓練，可以提升軍事人員對于作業環境的適應能力，減輕心理應激反應[6-8]。而目前我軍還缺乏這方面的針對性訓練，因此本研究通過構建海上飛行預適應心理訓練技術方法，并驗證其應用效果，為后續的研究和推廣提供參考經驗。

1 對象與方法

1.1 對象 飛行鍛煉員及志愿者15人，年齡19～38歲，平均（26.8±5.6）歲。

1.2 方法

1.2.1 海上飛行預適應心理訓練技術構建 使用4D仿真技術構建完成“海上飛行環境及作戰場景系統”，基于該系統作為海上飛行預適應心理訓練的技術方法與設備平臺。主要構建方法如下：場景劇本編制：邀請多名海上飛行專家就訓練內容進行研討，在充分交流并結合我軍海上飛行訓練實際情況的基礎上，編寫完成海上飛行環境及作戰場景任務想定劇本。場景腳本準備：根據場景劇本制定分鏡頭腳本，包括時間、字母、畫面、音樂、制作內容、解說旁白等。場景制作開發：根據確定后的分鏡頭腳本和技術要求，使用4D仿真技術進行場景開發。開發過程中，由項目組成員、技術外協單位、海上飛行專家共同對場景開發進行討論溝通，并由1名資深飛行員負責全程具體指導，分別對不同開發階段工作進行改進和確認。場景完成確認：整體場景系統完成前由課題組和飛行專家進行體驗確認，最終完成高逼真度的全部訓練場景。

1.2.2 海上飛行預適應心理訓練技術效果驗證 主觀效果評估：由多名飛行專家及航空醫學專家依據驗收大綱和個人感受，主要從“海上飛行環境及作戰場景系統”的內容、參數、功能、特效等方面進行主觀效果評估。客觀效果評估：①試驗設計：飛行鍛煉員及志愿者15人，采用被試內配對設計。②試驗指標：采集被試訓練前和訓練中的各類客觀生理指標，包括心率變異性（heart rate variability，HRV）：RR間期標準差（standard diviation of all NN intervals，SDNN），相鄰RR間期差值的標準差（standard deviation of successive difference between adjacent NN intervals，SDSD），相鄰RR間期差值的均方根（root mean square of successive difference between adjacent NN intervals，RMSSD），相鄰RR間期差值＞50 ms百分比（percentage of mormal adjacent NN interval difference＞50 ms，PNN50），總功率（total power，TP），極低頻功率（very low frequency，VLF），低頻功率(low frequency，LF)，高頻功率（high frequency，HF），低頻功率與高頻功率之比(LF to HF ratio，LF/HF) ；腦電波（electroencephalogram，EEG）：θ波最大值（maximum theta wave，Max θ）,θ波平均值（average theta wave，Ave θ），α波最大值（maximum alpha wave，Max α），α波平均值（average alpha wave，Ave α），SMR波最大值（maximum sellsorimotor rhythm wave，Max SMR），SMR波平均值（average sellsorimotor Rhythm wave，Ave SMR），低β波最大值（maximum low beta wave，Max low β），低β波平均值（average low beta wave，Ave low β），高β波最大值（maximum high beta wave，Max high β），高β波平均值（average high beta wave，Ave high β）；其他生理指標：肌電（Electromyography，EMG）、皮膚電導反應（skin conductance response，SCR）[9-11]。③試驗工具：采用本研究研發設計的“海上飛行環境及作戰場景4D仿真系統”進行海上飛行預適應訓練。采用加拿大Thought Technology Co.，Ltd公司研制的BioNeuro Infiniti多參數生物反饋系統進行EEG、EMG、SCR等生理參數的監測與分析。采用北京豪峰有限責任公司生產的生理相干與自主平衡系統（SPCS）進行HRV的監測與分析。④試驗步驟：步驟一：依據試驗設計開展現場試驗，招募飛行鍛煉員等被試者15人。步驟二：采集被試者在訓練前的安靜狀態下表1中各項指標作為基線值，采集時長為5 min。步驟三：采集被試者在進行預適應心理訓練時的相同指標作為客觀效果值。

1.3 統計學處理 應用SPSS 18.0軟件對數據進行統計分析，計量資料以±s表示，由于測試數據不符合正態分布，采用相關樣本非參數檢驗法分析，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 主觀效果評估結果 經過多名飛行專家及航空醫學專家進行主觀體驗后認為“海上飛行環境及作戰場景系統”較好地再現了海上飛行場景，可以供飛行員在海上飛行前進行針對性預適應訓練，以熟悉常見的海上自然環境和常用的海上作戰模式。整體場景系統的內容、參數、功能、特效等均通過驗收。

2.2 客觀效果評估結果 與基線比較，訓練中HRV時域各指標差異無統計學意義（P＞0.05）（表1）；與基線比較，訓練中VLF升高（P＜0.05）（表2）；與基線比較，訓練中Max θ、Max α、Max SMR、Max low β、Max high β、Ave SMR升高（P＜0.05）（表3）；與基線比較，訓練中SCR顯著升高（P＜0.01）（表4）。

表1 HRV時域指標的比較

表2 HRV頻域指標的比較

表3 腦電指標的比較

表4 肌電、皮膚電指標的比較

3 討論

眾所周知，心理適應能力不是天生的，只有通過特定手段，使受訓人員體驗各種可能影響心理狀況的應激因素，才能逐步形成適應作戰需要的心理品質。目前海上飛行中常見的心理應激主要來源于特殊的海上環境，如果能夠使飛行員提前了解并熟悉海上飛行環境的特點，就可以有效緩解過度心理應激反應。本研究通過4D仿真技術構建了鍋底錯覺、超低空飛行、突破音障等海上特殊飛行作戰場景，專家體驗評估后認為可以幫助飛行員熟悉海上飛行環境，有利于緩解海訓初期的心理應激。

在專家評估基礎上，本研究還以試驗的方式進行了客觀效果驗證。參照國際相關研究，主要采用了HRV、EEG、EMG、SCR等生理指標反映被試在訓練中的心理應激反應[12-13]。HRV是一種敏感、無創的心理應激評估指標[14]，通過分析其變化可以反映訓練對心理應激的影響。結果顯示，與基線比較訓練中被試者VLF升高，提示交感神經功能增強，出現了一定的心理應激反應。

EEG具有時間分辨率高等優勢，可以反映人類的心理負荷、認知活動、情緒變化、壓力水平等腦功能狀態[15]。本研究結果顯示，與基線比較訓練中被試者的Max θ、Max α、Max SMR、Max low β、Max high β、Ave SMR均升高，提示在訓練中被試者出現了腦功能的綜合變化，其中既有在心理應激時表現出來的注意、觀察等認知能力增強和激動、焦慮等情緒反應，也有在腦力疲勞后出現的反應、判斷、操作、感知等認知能力下降和麻木、空虛等情緒反應。試驗結果反應了飛行員在執行海上飛行任務時的緊張應激和空虛孤獨等多重心理反應，且EEG的主要變化均為各頻段的最大值，這種變化在時間上分階段出現，也符合海上飛行不同階段飛行員復雜腦功能變化，這與既往研究也有相似之處[16-17]。

EMG是眾多肌纖維中運動單元動作電位在時間和空間上的疊加，可以較好地反映人體的身心負荷和情緒壓力[18]。SCR是通過含汗腺的皮膚以微秒（μs）單位顯示皮膚電導的變化，是一種心理生理現象，其反映了自主神經興奮的變化，是心理壓力的敏感指標[19]。與基線比較，訓練中SCR顯著升高，而EMG的升高差異無統計學意義，提示預適應訓練可以使被試出現與海上飛行相類似的心理應激反應，EMG和SCR可以在訓練中作為評估指標使用，通過其改變來反映訓練的效果。

本研究首次利用4D仿真技術系統構建了海上復雜飛行環境，尤其是鍋底錯覺、超低空飛行、突破音障等特殊環境和飛行科目，使被試者在立體視頻和環境組成四維空間內進行針對性心理訓練，通過視、聽、運動覺等多通道感受激烈逼真的立體戰場環境，提升了心理適應和承受能力。訓練方法經過試驗驗證顯示達到預期效果要求，可以供飛行員在海上飛行前進行針對性預適應訓練，以熟悉常見的海上自然環境和常用的海上作戰模式。由于在研究過程中受到主客觀因素限制，還存在如仿真逼真度、訓練效果試驗被試者的例數和代表性、設備的部隊適用性等一些有待改進的問題。下一步將通過實際應用后整理細化飛行員的反饋意見，并根據我軍海上飛行訓練的進展對4D仿真系統的場景內容、機型種類、作戰任務等方面進行升級和補充，并作為正式訓練課目予以實施。