基于人因工程視角的民機(jī)駕駛艙告警系統(tǒng)研究綜述

蔣 引 高 杉 譚 維, 2 汪 磊, 2

(1.中國民航大學(xué)飛行技術(shù)學(xué)院，天津 300300；2.中國民航航空公司人工智能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300300)

0 引言

民機(jī)駕駛艙告警系統(tǒng)指在飛機(jī)運(yùn)行存在潛在危險(xiǎn)的情況下，通過告警設(shè)備發(fā)出告警信息以引起飛行機(jī)組的注意，表明問題存在的原因，并依據(jù)飛機(jī)實(shí)際運(yùn)行性能及所處飛行環(huán)境，盡可能向飛行機(jī)組提供建議指引的一種輔助系統(tǒng)[1]。面對錯綜復(fù)雜的飛行環(huán)境，機(jī)載駕駛艙告警系統(tǒng)能夠幫助飛行機(jī)組及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患、排除故障和保障飛行安全。

人的因素被認(rèn)為是目前飛行事故中最主要的原因[2]。事故調(diào)查統(tǒng)計(jì)顯示，由機(jī)組原因造成的飛行事故占據(jù)事故總數(shù)的近三分之二[3]，飛行機(jī)組的非故意不安全行為是機(jī)組差錯的主要類型，大多數(shù)非故意行為都可以歸結(jié)為不恰當(dāng)?shù)鸟{駛艙人機(jī)交互的結(jié)果[4]。通過各機(jī)型的飛行機(jī)組操作手冊我們發(fā)現(xiàn)，駕駛艙警戒、警告系統(tǒng)中單告警信號就多達(dá)400余種，如此巨大的信息量不僅會增加飛行員的工作負(fù)荷，而且會造成不必要的人為失誤。事實(shí)上，由于駕駛艙告警原因而引發(fā)的航空事故也頻頻發(fā)生，例如秘魯航空603號航班發(fā)生多處告警、法國航空407號航班由于自動駕駛突然斷開導(dǎo)致的墜機(jī)事故、希臘太陽神航空522號航班由于飛行員未理解告警原因而導(dǎo)致墜機(jī)等。

人因工程學(xué)是研究人、機(jī)、環(huán)境系統(tǒng)總體性能優(yōu)化的一門科學(xué)，隨著自動化和信息技術(shù)的發(fā)展，它已經(jīng)由最初的“人機(jī)交互”(Human Computer Interaction, 簡稱HCI)研究階段逐步過渡到當(dāng)前的“人與系統(tǒng)融合”(Human System Integration, 簡稱HSI)。現(xiàn)代人因工程理論認(rèn)為，駕駛艙人因失誤是結(jié)果而不是原因，其根源在于設(shè)計(jì)，許多事故是由于告警系統(tǒng)的不完善或沒有遵循“以人為中心”的設(shè)計(jì)原則而導(dǎo)致的，即使經(jīng)驗(yàn)豐富的飛行員面對復(fù)雜的駕駛艙環(huán)境也有犯錯的可能，比如前面提到的空難事故以及近兩年發(fā)生的波音737 MAX事故，飛控和駕駛艙系統(tǒng)未能給飛行員提供有效的告警和提示信息。人因工程專家Boy教授提出關(guān)注飛行機(jī)組與駕駛艙內(nèi)部系統(tǒng)界面接口問題，認(rèn)為駕駛艙人機(jī)交互應(yīng)該遵循“以人為中心”的原則，在告警設(shè)計(jì)中應(yīng)該從人因工程的角度充分考慮人-機(jī)-環(huán)境的交互作用[5]。

本文擬通過文獻(xiàn)綜述對國內(nèi)外民機(jī)駕駛艙告警系統(tǒng)的研究和應(yīng)用概況進(jìn)行分析，結(jié)合適航條款和駕駛艙機(jī)組認(rèn)知加工需求，基于人因工程領(lǐng)域的動態(tài)進(jìn)展，提出民機(jī)駕駛艙告警系統(tǒng)未來發(fā)展的趨勢和方向。

1 民機(jī)駕駛艙告警系統(tǒng)的發(fā)展演變

在上世紀(jì)民航飛機(jī)發(fā)展的早期階段，駕駛艙告警范圍局限，方式繁雜，儀表分散[6]，只能針對設(shè)備故障發(fā)出警告，同時(shí)飛機(jī)駕駛艙內(nèi)空間有限，告警設(shè)備不完善，無法對飛機(jī)的運(yùn)行場景提出實(shí)時(shí)建議或指導(dǎo)，無法及時(shí)給予飛行員警告，效率低下，急需改進(jìn)。飛行事故頻頻發(fā)生使人們意識到機(jī)載告警的重要作用，更加重視對駕駛艙告警系統(tǒng)交互界面的設(shè)計(jì)，科學(xué)技術(shù)在眾多領(lǐng)域的重大突破也促進(jìn)了更為綜合性告警系統(tǒng)的產(chǎn)生，到上世紀(jì)末期，告警系統(tǒng)已不僅具有單一的告警功能，而是逐漸和其他機(jī)載系統(tǒng)融合，共同為飛行安全提供保障。

近年來，世界上主流民航客機(jī)的中央告警系統(tǒng)可劃分為以空客公司為主要代表的中央電子監(jiān)控系統(tǒng)(Electronic Centralized Aircraft Monitoring，簡稱ECAM)與以波音公司為主要代表的發(fā)動機(jī)指示與機(jī)組警告系統(tǒng)(Engine Indication and Crew Alerting System，簡稱EICAS)。與空客ECAM相比，波音的EICAS系統(tǒng)更加注重機(jī)組的主觀能動性和自主判斷力。目前波音EICAS系統(tǒng)面臨的主要挑戰(zhàn)是，當(dāng)EICAS產(chǎn)生關(guān)鍵警告時(shí)，機(jī)組在查找快速檢查單(Quick Reference Handbook, 簡稱QRH)程序清單獲取適用核對表[7]的過程中浪費(fèi)大量時(shí)間，如何對告警信息進(jìn)行優(yōu)先級分配，及時(shí)引導(dǎo)飛行員注意到最主要的故障是告警系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題。自動飛行系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，為航空安全提供保障的同時(shí)也容易造成飛行員對自動駕駛的過度依賴[8]，2009年發(fā)生的美國科爾根航空3407號航班事故中，飛機(jī)失速導(dǎo)致失速警告被激活，并帶動操縱桿振動。但操縱桿抖振被觸發(fā)前，預(yù)警設(shè)計(jì)并未及時(shí)引起飛行員足夠的警覺性，以致面對操縱桿突然抖動，機(jī)組沒有過多反應(yīng)時(shí)間及時(shí)做出操作程序予以應(yīng)對。2013年發(fā)生的韓亞航空214號航班事件中，飛行員在進(jìn)近著陸時(shí)速度過低，失速振桿器被激活，但飛行員意識到失速后已失去復(fù)飛的最佳時(shí)機(jī)。因此，如何設(shè)計(jì)提前預(yù)警，在飛機(jī)還未馬上面臨危險(xiǎn)就向飛行員提供警告將是告警設(shè)計(jì)中亟待解決的一大難題。

當(dāng)前，民航飛機(jī)已經(jīng)形成比較成熟的告警系統(tǒng)以及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)操作程序，告警系統(tǒng)技術(shù)也得到顯著提高，告警范圍更為全面，虛假警告以及誤警率也顯著降低，同時(shí)機(jī)載告警設(shè)備在人因工程設(shè)計(jì)方面的改善也在很大程度上降低了民機(jī)飛行員工作負(fù)荷，但現(xiàn)階段的告警系統(tǒng)仍不具備機(jī)組在遇到任何情況時(shí)都能夠及時(shí)處理、迅速排除特情的能力，也就是說，告警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在飛機(jī)駕駛艙中仍未達(dá)到一個(gè)最佳狀態(tài)。2018年10月印尼獅航和2019年3月埃塞俄比亞航空相繼發(fā)生波音737 MAX航班墜機(jī)事故，也從側(cè)面說明了波音告警系統(tǒng)在多重告警設(shè)計(jì)方面尚待完善，機(jī)組成員在飛行中面臨指示空速不一致、高度不一致、壓差同時(shí)伴隨抖桿器等情況被激活多重告警，機(jī)組必須自行評估多重故障情況，判斷故障等級，選擇最準(zhǔn)確的操作程序和處置方案。因此，需要一種系統(tǒng)和方法，以便迅速、準(zhǔn)確地向機(jī)組傳達(dá)關(guān)鍵告警信息。

綜合來看，告警系統(tǒng)逐步向告警信息集中化，告警功能綜合化、智能化方向快速發(fā)展，旨在幫助飛行機(jī)組及時(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)的同時(shí)，更為智能地提供有效的飛行安全指導(dǎo)建議，為減少飛行事故起到了重要指導(dǎo)作用。

2 告警方式的分類及研究應(yīng)用進(jìn)展

民機(jī)駕駛艙告警系統(tǒng)的告警方式按照類型劃分包括聽覺、視覺和觸覺三類，一般以視覺信息為主，聽覺、觸覺為輔，下面從這三個(gè)類別分別闡述駕駛艙告警系統(tǒng)的研究和應(yīng)用發(fā)展概況。

2.1 視覺告警

視覺是人類個(gè)體最主要的感覺通道，有80%以上的信息均是來自視覺上的感知[9]。視覺告警能及時(shí)獲得駕駛員的高度關(guān)注，并提供關(guān)于各種緊急情景下的主動信息，不易導(dǎo)致機(jī)組人員誤解，反映的告警信息量相對比較多，范圍廣。視覺告警主要通過警示燈、告警信息、顯示器告警三種途徑，結(jié)合不同顏色來準(zhǔn)確定義不同級別的告警信息。

國內(nèi)外諸多學(xué)者對視覺告警開展了很多基礎(chǔ)性研究，朱祖祥[10]等人認(rèn)為視覺告警信號主要應(yīng)用于緊急情況，避免增加工作人員的視覺負(fù)荷，因此提出個(gè)人專用性的理念，為個(gè)性化的告警方式提供了可能性。Kiichi提出在汽車駕駛領(lǐng)域，將預(yù)警聲音定位與視覺信息結(jié)合使駕駛員能夠更快速地辨識視覺信息[11]。對于航空領(lǐng)域的民機(jī)駕駛艙告警方面，張博通過對比波音737和空客A320機(jī)型的告警設(shè)計(jì)，結(jié)合民機(jī)的三級告警設(shè)計(jì)方法，分析告警的定義、分級、顏色等方面，提出一種關(guān)于可視角度的主警告燈設(shè)計(jì)方案[12]。孫有朝等人結(jié)合眼動儀參數(shù)及權(quán)重，研究了飛機(jī)座艙低光照條件下對飛行員視覺功效的影響，提出了一種較為合適的光照強(qiáng)度：50Lux[13]。舒秀麗等人參照SAE相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分別從三級視覺告警信號的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，結(jié)合MIL-STD-1472F中對告警顏色的亮度、背景亮度做的規(guī)定，提出了設(shè)計(jì)駕駛艙內(nèi)視覺告警信號的基本要求[14]。

在視覺告警中，主警告燈負(fù)責(zé)多個(gè)故障顯示，但目前關(guān)于主警告燈和次一級的燈光或者聲音告警的結(jié)合效果并沒有學(xué)者進(jìn)行深度研究，如果缺乏次級的輔助告警，可能會造成故障無法查明、錯誤判斷等嚴(yán)重威脅安全的現(xiàn)象。

平視信息顯示器(Head Up Display, 簡稱HUD)的出現(xiàn)成為民機(jī)駕駛艙中的視覺告警應(yīng)用技術(shù)的重大突破，通過客機(jī)玻璃光學(xué)反射的特殊原理，將艙內(nèi)重要儀表及告警信息投射在客機(jī)駕駛艙前方的透明玻璃面上，以有效減少飛行員低頭查看飛行儀表的頻次，提高飛行員情景意識、更直觀精細(xì)的飛行操作提示和更高的全天候運(yùn)行控制能力。此外，波音787系列導(dǎo)航顯示器上的垂直狀態(tài)顯示器[15]，以及可在側(cè)顯示器上顯示的機(jī)場滑行道地圖都滿足了飛行員在不同飛行階段的信息需求，垂直狀態(tài)顯示器確保飛行員同時(shí)獲得水平和垂直的導(dǎo)航信息，結(jié)合機(jī)場滑行道地圖，為飛行員提供飛行各階段的情境意識。

2.2 聽覺告警

聽覺告警是通過駕駛艙中的揚(yáng)聲器或機(jī)組人員的耳機(jī)中發(fā)出某種聲音來告知飛行員此刻的飛行狀態(tài)。

國內(nèi)外學(xué)者對于聽覺告警的研究主要集中于頻度、響度、聲刺激等聲學(xué)參數(shù)[16-20]，在探究聲學(xué)參數(shù)對告警感知影響方面已做有大量工作，基于上述研究基礎(chǔ)在特定的駕駛艙工作環(huán)境之下的聲學(xué)工效領(lǐng)域中，許嵩提出通過研究告警的聽覺參數(shù)以及呈現(xiàn)方式，提出了聲學(xué)告警今后的研究方向：不同信噪比對人的告警感知績效的影響，中西方告警參數(shù)之間存在明顯差異以及不同告警之間的相互影響作用[21]。張博基于適航規(guī)則和相關(guān)機(jī)型設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提出駕駛艙內(nèi)應(yīng)采取的音調(diào)頻率，使用規(guī)則及其語音告警的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則[5]。張彤等人對關(guān)于駕駛艙語音告警的最佳語速的研究分析表明，告警中的最佳語速為3.33字/s～5.34字/s[22]，最佳為4字/s。此外，駕駛艙中聽覺告警涉及需要綜合考慮機(jī)組人員的可理解度、反應(yīng)時(shí)間以及錯誤率的權(quán)重問題[23]。

現(xiàn)階段的駕駛艙語音多采用三維定位音頻技術(shù)以達(dá)到有效告警，三維音頻技術(shù)最初作用于美國軍用戰(zhàn)斗機(jī)中，后被應(yīng)用于民用飛機(jī)3D告警系統(tǒng)中，利用聲源定位作為引導(dǎo)視覺告警的輔助信息[24]，在低能見度、視野欠佳或視覺信息混雜的情況進(jìn)一步明確故障位置，強(qiáng)化飛行員的識別故障認(rèn)知意識。

2.3 觸覺告警

觸覺告警多采用物理觸感、反饋桿力、震動等方式達(dá)到警示目的。在一些特定情況下，觸覺告警的應(yīng)用可以更有效地引起飛行員的注意力。

國外學(xué)者Simon C發(fā)明了一種專為飛行員設(shè)計(jì)的電子手表裝置，該表提供了一種包括視覺、聽覺和觸覺能力的三種告警裝置，具有多個(gè)定時(shí)器和告警指示的飛行監(jiān)視裝置，以故障安全的方式提醒飛行員注意多個(gè)順序事件發(fā)生的時(shí)間，以滿足飛行中的多個(gè)計(jì)時(shí)需求，并能夠幫助飛行員意識到發(fā)動機(jī)運(yùn)行的時(shí)間[25]。Salzer Yael[26]提出將駕駛員大腿位置安置駕駛艙內(nèi)振動觸覺顯示器，通過組裝在大腿上的振動觸覺顯示器可以實(shí)現(xiàn)垂直方向定向，其潛在應(yīng)用可用于在垂直平面內(nèi)向飛行員提供定向碰撞警報(bào)，這可以在視覺-聽覺超載的駕駛艙環(huán)境中提供引起飛行員注意的更有效的告警方式。

綜上可見，駕駛艙中觸覺告警的應(yīng)用還僅限于飛機(jī)失速的情況，當(dāng)迎角傳感器(AOA)達(dá)到預(yù)先設(shè)定值，觸發(fā)抖桿器振動，引發(fā)失速告警。觸覺作為人體五大感官中最為敏感的器官，其在飛機(jī)飛行告警方面的應(yīng)用還有待我們深入研究。

此外，在告警系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，吳奇[27]等人通過視聽辨析、視聽告警雙任務(wù)干涉系列實(shí)驗(yàn)，采集飛行員告警處理過程的信息，構(gòu)建基于飛行員告警信息處理的認(rèn)知和行為模型。國外學(xué)者PL尤因利用擴(kuò)展卡爾曼濾波器實(shí)現(xiàn)飛行跟蹤算法，計(jì)算飛機(jī)位置及間距，提出基于濾波算法的飛機(jī)信標(biāo)防撞預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[28]。JM Noyes、AF Starr提出開發(fā)“以人為中心”的、具有容錯能力并能積極幫助機(jī)組人員做出決策的飛行預(yù)警系統(tǒng)[29]；Dehais JM Merle通過實(shí)驗(yàn)測量機(jī)組對初始告警信號以及輔助告警信號的響應(yīng)時(shí)間，確定機(jī)組反應(yīng)時(shí)間間隔，并設(shè)計(jì)出一種機(jī)組人員未對警報(bào)做出反應(yīng)的情況下能夠?qū)嵤┳詣踊乇懿僮鞯难b置[30]，這些研究都為駕駛艙告警系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了有價(jià)值的思考。

3 民機(jī)駕駛艙告警系統(tǒng)需求分析

3.1 基于規(guī)章的駕駛艙告警系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求

隨著民用航空器的快速發(fā)展，機(jī)上各種電子設(shè)備日趨復(fù)雜，機(jī)內(nèi)各種類型告警信號也日益增多，為了有效確保民用航空器在告警系統(tǒng)方面的安全性和適航性，各國適航管理部門分別制定了機(jī)載告警適航規(guī)章，國際上諸多適航規(guī)章都是以美國聯(lián)邦航空發(fā)布的FAR-25部為參考。

FAR25-1309條款[31]中要求：飛機(jī)系統(tǒng)非正常或故障狀況下的信息必須及時(shí)提供給飛行機(jī)組，以便機(jī)組人員在任何情況下能夠察覺并響應(yīng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須避免虛警和冗余性告警，機(jī)組告警信息按照優(yōu)先級劃分為需立即識別并馬上處置的警告級、需立即識別并隨后處置的警戒級、需機(jī)組成員意識到且可以稍后處置的提示級警告。告警優(yōu)先級方面，視覺信息按照告警等級從上至下依次顯示于顯示屏內(nèi)，構(gòu)型告警優(yōu)先于其他告警。聽覺告警按照告警優(yōu)先級進(jìn)行排序和播報(bào)，同時(shí)間只允許存在一種聽覺告警，必要時(shí)可中斷當(dāng)前告警，播報(bào)更高級別的聽覺告警信息。對于告警顏色，規(guī)定警告狀態(tài)用紅色顯示，警戒狀態(tài)用琥珀色或黃色顯示，正常狀態(tài)用綠色顯示，嚴(yán)格限制上述告警顏色用于駕駛艙內(nèi)的其他用途。

上述規(guī)章條款的制訂是以大量的人因?qū)嶒?yàn)研究結(jié)論為基礎(chǔ)，但是適航規(guī)章只是對駕駛艙告警系統(tǒng)提出了基本要求，如何優(yōu)化其設(shè)計(jì)還需不斷去探索和完善。

3.2 基于信息加工的告警系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求

飛行員處理駕駛艙告警的過程是一個(gè)信息處理的流程[32]，獅航、埃航兩起波音737 MAX事故中，飛機(jī)迎角超過規(guī)定閾值，發(fā)出警告，同時(shí)導(dǎo)致波音737 MAX機(jī)型機(jī)動特性增強(qiáng)系統(tǒng)(MCAS)被激活，伴有抖桿器被激活、空速不可靠、高度不一致等其他多重告警。由于在對波音737 MAX設(shè)計(jì)中忽略了駕駛艙多重警告對于飛行員的人因影響，有限的心理資源和注意力導(dǎo)致飛行員在多重警告的情況下，無法分清任務(wù)的優(yōu)先級，也就無法采取及時(shí)、適當(dāng)?shù)募m正措施。

Wickens信息處理模型(圖1)可用于分析在多重故障情況下飛行員對告警信息加工、操作和決策過程的差錯，并指導(dǎo)機(jī)載告警系統(tǒng)人機(jī)界面的設(shè)計(jì)。該模型從人類信息加工的一系列心理操作差錯角度來分析人因差錯，飛行員通過視覺、聽覺、觸覺獲取飛行動態(tài)信息及其駕駛艙各類儀表信息[33]，包括告警指示信息，將接收到的信息進(jìn)行分析，判斷執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)所需要的信息，依據(jù)信息分析結(jié)果，制定合理的行動方案，整個(gè)信息接收、分析、處理、決策、執(zhí)行過程中注意資源以及記憶力始終起到關(guān)鍵的輔助作用[34-35]。因此，信息加工處理的過程影響并支配著飛行員的行為和動作，在駕駛艙告警系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，需要對飛行任務(wù)的環(huán)境和具體程序進(jìn)行深入分析，掌握不同告警信號的響應(yīng)背景，只有選擇和響應(yīng)背景相匹配的感覺通道，執(zhí)行任務(wù)中的飛行員才能夠有效獲取告警信息并及時(shí)處理。

圖1 飛行員信息處理模型圖

4 發(fā)展趨勢展望

綜上所述，目前駕駛艙告警系統(tǒng)雖然已經(jīng)很先進(jìn)，但是從人因工程視角來看，設(shè)計(jì)上的局限性仍然存在，特別是當(dāng)飛行環(huán)境條件復(fù)雜多變、飛行任務(wù)多線程同時(shí)執(zhí)行時(shí)，告警的及時(shí)性和可靠性還有很大的提升空間。在對告警系統(tǒng)適航規(guī)章解讀的基礎(chǔ)上，結(jié)合人因工程學(xué)的研究進(jìn)展，對未來駕駛艙告警系統(tǒng)的發(fā)展趨勢總結(jié)如下：

(1)從“自動化”向“自主化”告警過渡。現(xiàn)有的自動化告警系統(tǒng)在告警時(shí)大多是一種基于閾值數(shù)據(jù)觸發(fā)的被動響應(yīng)，未來的駕駛艙告警系統(tǒng)應(yīng)該在綜合機(jī)載和環(huán)境數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，引入人工智能算法，使得告警系統(tǒng)具備一定的“思考”能力和“自主化”告警功能，真正成為機(jī)組一員，為機(jī)組決策提供支持。

(2)設(shè)計(jì)“前置預(yù)警”以消除心理不應(yīng)期的負(fù)面效應(yīng)。現(xiàn)代飛機(jī)的自動化程度非常高，自動駕駛在為飛行員操作提供便捷的同時(shí)，也帶來飛行員對自動駕駛過度信任的問題，突發(fā)情境下自動駕駛儀的斷開告警或其它告警均會給飛行員帶來“自動化驚嚇(Automation Surprise)”，如果在告警設(shè)計(jì)者融入前置告警，給飛行員一定的心理準(zhǔn)備時(shí)間，避開心理不應(yīng)期的負(fù)面效應(yīng)，將會避免由于“自動化驚嚇”所帶來的人因失誤。

(3)設(shè)計(jì)個(gè)性化告警以提高告警區(qū)分度。“雞尾酒會效應(yīng)”說明個(gè)體對自我信息的加工具有獨(dú)特優(yōu)勢[36]，而目前駕駛艙中的告警信息都是通用提示，如果融入個(gè)性化的告警信息(比如含有機(jī)組姓名的信息提醒)，機(jī)組自我信息加工的優(yōu)勢就會發(fā)揮作用，抵消機(jī)組在復(fù)雜情境下一部分或全部的“瞬脫”效應(yīng)[37]。同時(shí)，個(gè)性化告警對機(jī)組區(qū)分相似告警具有積極作用。

(4)增加觸覺告警的融合應(yīng)用。在當(dāng)前駕駛艙告警系統(tǒng)中，觸覺類告警應(yīng)用較少，而實(shí)際上人體對觸覺刺激反應(yīng)用時(shí)最短，在很多情況下都會存在視覺或聽覺通道不可用、受限或過載的情況[38-39]，因此，未來的告警系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮觸覺。同時(shí)，并行跟蹤多個(gè)視覺信息源的視覺注意力資源可能是有限的，如何將其轉(zhuǎn)換為觸覺模式(和多個(gè)模式)尚不完全清楚，但有一些跡象表明，觸覺注意力可能同時(shí)指向多個(gè)位置，因而觸覺告警有著更為廣闊的探索和應(yīng)用空間。

(5)加強(qiáng)告警閾值的實(shí)驗(yàn)研究及探索。告警閾值過大易造成告警不及時(shí)，飛行員反應(yīng)時(shí)間過短；告警閾值過小易導(dǎo)致告警頻次過多，產(chǎn)生虛警，致使飛行員大意而忽略重要告警信息，告警閾值的設(shè)定應(yīng)該是基于大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此開展飛行情境下的告警閾值實(shí)驗(yàn)研究對改善駕駛艙告警系統(tǒng)設(shè)計(jì)顯得尤為重要。

5 結(jié)論

駕駛艙內(nèi)告警系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性將直接關(guān)系到機(jī)組是否能及時(shí)注意到非正常飛機(jī)系統(tǒng)狀態(tài)或運(yùn)行狀態(tài)并采取有效措施，智能化、人性化的告警系統(tǒng)是保障飛行安全的有力防線。

本研究通過梳理駕駛艙告警系統(tǒng)的發(fā)展歷程、國內(nèi)外學(xué)者對告警系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究及告警技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)展，對駕駛艙告警系統(tǒng)的適航規(guī)章進(jìn)行解讀，提出民機(jī)駕駛艙告警系統(tǒng)仍存在一些局限與不足。民機(jī)駕駛艙告警系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須要突出重點(diǎn)，在關(guān)鍵階段抑制甚至忽略非重要告警信息，以便有效確保各種緊急情況飛行員能夠及時(shí)獲取最重要的告警信息，提高民用客機(jī)飛行安全。面對錯綜復(fù)雜的飛行環(huán)境，未來民機(jī)駕駛艙告警系統(tǒng)不僅需要做到及時(shí)告知飛行員危險(xiǎn)存在的能力，更應(yīng)該具備提示建議、化解危險(xiǎn)的能力，同時(shí)優(yōu)化多重告警優(yōu)先級，使飛行員充分考慮到主警告產(chǎn)生的所有次要警告信息，確保飛行員能夠及時(shí)辨別主警告，采取必要措施。