民航飛行員復誦績效測評研究

□王 宇

一、引言

隨著民航業的不斷發展，我國航班量與日俱增，塔臺管制員指揮的飛機起降也隨之愈加頻繁。這導致每位管制員與飛行員間的通話時長有所減少，但飛行起降所需的管制指令較為固定。所以，管制員需要在更短的時間內將指令發送給飛行員，而飛行員為確保其執行的指令準確無誤，需要將指令進行復誦。這個過程的順暢與否將直接影響飛行的安全程度，因此，為提高飛行安全，有必要對飛行員的指令復誦過程進行有效測評。

目前，在對飛行員指令復誦過程的研究中，國外起步較早，Geoffery R L等[1]早在1979年就針對飛行員復誦中的短期記憶因素進行了實驗和分析；隨后，以Daniel M等[2～3]和Prinzo O V[4]等為主的學者開始了聚焦在管制指令的長度、傳達方式和飛行員的經驗、年齡等因素對指令復誦影響的研究；期間，Judith O等[5]研究了不同的第一語言和集體主義文化對飛行員復誦的影響；近年來，Brett R C等[6]探尋了管制指令的間隙時間、指令密度和飛行員工作負荷對其復誦的影響。而國內對于飛行員復誦的早期研究多集中在陸空通話過程的英文發音、語法等問題上，如吳土星、劉蘭和王新路就飛行員陸空通話中的問題、發音歧義做了分析[7～9]；因此，就有王愛國、關波、王博等[10～12]從陸空通話的標準用語、規章、教學等方面做了建議；近年來，陸空通話的標準用語趨于成熟，但因陸空通話差錯導致的不安全事件仍有發生，如2018年11月10日的匈牙利維茲航發生的危險接近嚴重事故征候，就是因為指令有誤且飛行員沒有發現導致的。于是，逐漸有學者開始研究影響飛行員陸空通話過程的諸多因素。如王燕青等[13]從飛行員認知能力的角度對陸空通話績效進行了探討；尚立琴等[14]通過大量分析國際陸空通話數據發現飛行員的語言能力、標準用語和管制員的口音、語速等因素會顯著影響航線飛行員飛國際航班時的復誦差錯。

而國內對于飛行員復誦績效測評的相關研究較少，且對可能影響飛行員復誦差錯的疲勞、經驗等因素的探索較少，因此，擬通過設計陸空通話模擬實驗，深入剖析民航飛行員的指令復誦過程，探尋影響復誦績效的因素，并在飛行員綜合認知能力模型的基礎上擬提出飛行員心理狀態模型以綜合評價民航飛行員的綜合心理狀態，從而為民航飛行員的培訓、排班等工作提供理論支持和依據。

二、實驗方法

(一)被試。選取20名男性飛行學員作為被試，所有被試均通過飛行人員英語等級三級(ICAO三級)考試，均通過航校培訓獲得飛行商照(可獨立駕駛教練機完成1個飛行起降任務)。

(二)實驗設備及材料。采用飛行模擬器模擬飛行中的駕駛環境；選取飛行進近階段的陸空通話指令作為實驗語音材料。

(三)實驗設計。實驗研究飛行員的經驗、疲勞和英文水平對其復誦過程的影響，擬采用(2×2×2)的組間設計。自變量為經驗水平(三年級、四年級)、疲勞程度(疲勞、不疲勞)、英文水平(ICAO三級、ICAO四級)；將被試復誦數字指令時出現的錯誤次數作為因變量。

(四)實驗程序。第一步，安排11名被試使用飛行模擬器進行2小時的模擬飛行任務(模擬短程航線的飛行，使其進入疲勞狀態)；第二步，安排所有被試進行5min的設備調試，調整音量大小、適應管制指令的語速等；第三步，進入正式實驗，被試在模擬飛行任務中接收指令并進行復誦，實驗過程錄音錄像；第四步，被試復誦完所有指令后結束實驗。

三、數據分析

(一)預處理。實驗中，每段管制指令中的數字指令組數為2組或3組，且2組和3組的管制指令均出現4次。因此，通過計算平均數的方法得到被試在實驗中的平均錯誤次數，從而平衡掉數字指令組數不同對實驗結果的影響。計算公式如下：

上式中，Ri表示第i個被試的平均績效，i=1,2…,20；Ni2表示第i個被試在指令組數為2時的錯誤次數之和；Ni3表示第i個被試在數字指令組數為3時的錯誤次數之和。

(二)統計分析。將預處理所得的20名被試的績效分別取3個因素下不同水平的均值并計算標準差，所得數據如圖1至圖3所示。

圖1 不同經驗水平下的被試績效

圖2 不同疲勞程度下的被試績效

圖3 不同英文水平下的被試績效

從圖1至圖3可見，不同經驗水平、疲勞程度和英文水平的被試，在復誦錯誤次數上均有明顯差異，且經驗水平較高、疲勞程度較低、英文水平較高的被試錯誤次數更少、績效更好。

由于均值所體現的樣本平均水平受極端值的影響較大，因此，為深入分析被試復誦績效在同一因素不同水平上的差異，采用SPSS統計軟件進行進一步探索。

1.經驗水平。對不同經驗水平下被試的復誦績效做單因素方差分析，發現被試的經驗水平對錯誤次數有顯著影響(F=7.556，P=0.013*)，表明不同經驗水平的飛行員在陸空通話時，產生的錯誤次數存在明顯差異，且越有經驗的飛行員，在陸空通話時產生的錯誤次數越少。

2.疲勞程度。對不同疲勞程度下被試的復誦績效做單因素方差分析，發現被試的疲勞程度對錯誤次數有顯著影響(F=16.127，P=0.001**)，表明不同疲勞程度的飛行員在陸空通話時，產生的錯誤次數存在明顯差異，且疲勞程度越低，復誦時產生的錯誤次數越少。

3.英文水平。對不同英文水平下被試的復誦績效做單因素方差分析，發現被試的英文水平對錯誤次數無顯著影響(F=2.096，P=0.165)，表明不同英文水平的飛行員在陸空通話時，產生的錯誤次數無明顯差異。

四、飛行員心理狀態模型構建

通過上文分析發現，飛行員的經驗水平和疲勞程度對復誦績效有顯著影響。為有效測評飛行員的復誦績效，在此研究基礎上，結合飛行員綜合認知能力模型，引入飛行人員心理狀態指數P來綜合衡量民航飛行員的認知能力以及經驗水平和疲勞程度等因素，P的計算公式如下：

上式中，Pi代表第i個被試的心理狀態指數；Fi1、1-Fi2分別代表第i個被試的經驗水平、疲勞程度；Ri代表第i個被試的綜合認知能力。

通過上式得出每名被試的心理狀態指數，并與其陸空通話績效做Spearman相關性檢驗，得P值與錯誤次數的相關系數r=0.718**。表明P值與被試的復誦績效存在較強相關性，可以在一定程度上反映飛行人員在復誦時的績效表現。

五、結果與討論

(一)經驗水平對飛行員復誦的錯誤次數有顯著影響。在我國的飛行任務中，機長和副駕駛通常按照“帶飛師傅+學徒”的形式進行組合。為了讓副駕駛積累更多經驗，機長會讓副駕駛與管制員對接。而副駕駛為了在機長面前有更好的表現，可能在沒有聽清指令或沒有記住指令時選擇忽視這個問題而直接復誦，這或許也是導致本次結果的原因。進一步，針對陸空通話的表現，副駕駛和機長之間的權利文化或許是下個階段的研究方向。

(二)疲勞程度對飛行員陸空通話的錯誤次數有顯著影響。實驗中，被試出現多次聽取指令的情況，表明當飛行員處于疲勞狀態時，其注意力和短時記憶能力可能會受到限制，為了確保飛行安全，飛行員會要求管制員多次重復指令，而在復誦時由于其綜合狀態不佳也更容易出現偏差。

(三)英文水平對飛行員復誦時的錯誤次數沒有顯著影響。實驗中，被試聽取英文指令時出現重復聽取指令的情況，表明當飛行員英文水平不足時，其會在理解指令上存在一定困難，于是會要求管制員多次重復，而當飛行員理解指令后，其在復誦時就不容易出現錯誤。

(四)飛行人員心理狀態指數p與被試的復誦績效存在較強相關性。提出的飛行員心理狀態模型能夠綜合衡量飛行員在陸空通話時的經驗水平、疲勞程度和英文水平三個因素，且能夠在一定程度上反映飛行員復誦指令時的錯誤情況。