第6章 空管中的人与软件界面.ppt

第六章 空管系统中的人与软件界面空管中的自动化自动化中的人为因素ATC自动化的潜在影响以人为中心的自动化,6.1 空管中的自动化,1.自动化的定义,自动化：能（部分或完全）实现先前由人来完成的操作的设备或系统 人的效率低且不可靠，但并不意味着人应该从系统中消失，自动化是为了减少人为差错和减轻人的工作量，但通常出现的情况是让潜在差错发生了转移自动化不能取代系统中的人，它是将人置于不同的角色在空中交通管制中，电子飞行进程单是迈向自动化的第一步,ATC中的自动化,人与自动化的区别：,1.人对变化情况做出的响应与自动化不同人的响应：协调使用眼睛、耳朵和语言，并由能力利用判断力主动对意外问题做出响应自动化：依靠其内部安装的适当程序，以确保在适当时间采取适当行动2.自动化系统是运行人员能获得的一种工具或资源，由运行人员负责管理和控制整个系统人能够借助自动化完成一些难以完成或不可能完成的任务，或者对于那些要求人集中注意力或作出努力的任务，人能够借助它更独立地完成任务2. 自动化的等级,空中交通管制系统自动化程度可分以下几种：半手动：在转交给机器以前完全由管制员操作半自动：选定选项后就由计算机操作；或计算机选择一个行动过程，由管制员批准、执行；计算机做全部工作，但要告诉管制员要做了什么。

自动：计算机做全部工作，管制员问什么，计算机就告诉管制员什么全自动：如计算机决定它该做什么就做全部工作，计算机决定管制员需要知道什么，就告诉管制员什么3.自动化的好处与不足,（1）提高自动化的好处,相对于飞机自动化，空中交通管制自动化程度还很低，主要好处有：提高了对危险情况（冲突告警）的警觉、让管制员从某些常规动作中解脱出来，完成其他任务其他好处：,增加了交通流量；减少了人员；改善了人与系统的性能；改善了管理控制；减少了感受的任务负荷；更好地综合了多种来源的数据；,减少了训练的要求；增强了服务质量；实现了超出人的能力的功能；降低了任务的复杂性；加强了安全性等等人的能力与计算机的能力之间未意料到的负面相互作用；资源和工作负荷的关系改变了；自动化系统无能力解决复杂和临界的问题；自动化掩盖操作者技术/知识上的缺陷；失去了控制技能和响应的准备；人的形势意识下降；未预见到的人的作用的变化；实际是半自主的东西感受成全自主；,（2）自动化的不足,团队协作降低；增加监控需求；认知负荷过重；自动化的感觉代替了操作者的感觉；自动化中的过分自信和缺少信任；引入新形式的人的错误；技能降低；增加脑力负荷2）自动化的不足,6.2 自动化中的人为因素,1.产生新的错误形式,尽管自动化能减少或消除某些人的错误，但它也会引入新的错误形式。

这不一定是自动化设备自身失效，相反，自动化设备可能正如设计的那样正确地工作但是，如果提供了不正确的输入，而自动化继续按这些输入工作，且没有人的监视，或者当自动化行为是预期之外时，就会产生错误出现得最多的是驾驶舱中的飞行管理系统(FMS),2. 工作负荷,（1）自动化不一定会降低工作负荷2）工作负荷可能会影响人们决定是否采用自动化 当自动化的好处不明显时，或者只有经过很多思考和评估后，自动化的好处才很明显时，那么过多的认知负荷可能会使操作者放弃使用自动化3.对自动化的信任水平,（1）对自动化的信任信任是使用自动化的一个重要因素即使该自动化系统很可靠、准确、有效，如果操作者不信任，操作者也不会使用它影响信任的一个因素是自动化可靠性对自动化的信任以及对自身技能的自信心将共同影响自动化的使用当操作者对自己技能的自信心超过了对自动化的信任时，他们将选择不采用自动化，反之，将选择使用自动化自动化系统引入最初的不信任；人本身不熟悉自动化系统的不信任；提供虚假告警的不信任2）对自动化的不信任,当任务负荷很高时，操作者过于依赖自动化，而没有意识到它的局限或没有监视自动化的输入 过于依赖自动化可能会导致管制员技能下降，形势意识降低，容易产生差错。

进而更加依赖于自动化，形成一个恶性循环3）对自动化的过于信任,2000年厦航8551航班与东航7510航班在该区域发生飞行冲突，原因之一是厦航8551航班在雷达上一直没有显示，管制员却过分依赖雷达显示，忽略了进程单的作用，未及时调配潜在冲突6.3 自动化的潜在影响,1.自动化程度的提高对管制员作用和工作方式的影响,角色转变：自动化程度增加的情况下，管制员将由一名操作者逐渐转变成为一名空域的管理者，对自动化系统的工作进行监视和控制，只在情况超出计算机能力时，再进行干涉工作方式改变：了解自动化如何工作；准备接管分配任务,2.自动化对管制员工作负荷、工作效能和生产率的影响,（1）对工作负荷的影响,工作负荷有两种，客观的工作负荷和脑力活动的主观的工作负荷自动化程度提高对主观工作负荷的实际影响很大程度上取决于使用者与自动功能界面的设计--人机任务分配主观工作负荷应保持中等程度，过高、过低都会降低人的注意力和警觉性2）对工作效能的影响,自动化程度提高，对管制员工作效能的有很大影响通常，把过去由人做的工作由自动化取代，这将降低人的技能、警觉性，导致计算机不胜任或出问题时，人的“响应”太慢，甚至看起来失去技能。

管制员的工作转为空域管理者时，主要职责将由检测冲突转为检测系统的异常情况，管制员效能的性质和定义也将随之改变3）对生产率的影响,生产率的衡量有定量生产率和定性生产率 通常意义认为自动化做管制员的日常工作，所以提高了管制员的生产率实际上是针对定量生产率，以单位时间通过扇区的飞机数量表征而定性生产率指自动化对ATC中安全、效率和可靠性影响的评估 可见不能只考虑一种生产率，定性的生产率更重要，但如一种新的自动化工具能增加定量和定性的生产率，那么，它一定是可用的，适用的和可以接受的3.自动化对管制员的选拔和训练的影响,自动化程度改变了，管制员的选拔和训练也要相应改变当今天的管制员成为未来的空域管理者时，他们工作的效能和内容都变了，选拔的原则也要随之改变训练的目标和内容也要改变，对管制员来说主要要深入了解自动化的功能，特别是自动化的冲突探测及解决的能力6.4 以人为中心的自动化,1.以人为中心的自动化概念,以人为中心的自动化是指导自动化系统设计的一种思想，在系统中人是主导者，既增强系统的安全和效率，又可使人的表现最佳意味着要：合理分配人机任务保持操作者对自动化的最终决定权，或保持人的最高权利让人保持在决策和控制环节中，保持人对情况的获悉,以人为中心的自动化系统应该：,（1）具有工作成就感，应通过人性化的设计使操作者工作更简单、更舒服、或更满意。

2）信任自动化，使自动化更可靠、可预测；能更好的适应不同情况；自动化系统更开放、交互性更强3）及时获得需要的信息，按管制员的工作程序和要求及时提供需要的信息4）减少人的差错，自动化系统应容许一些非标准行为5）保持对自动化的监控,2.以人为中心的方法在ATC自动化中的应用,人对空管系统的安全负最终责任；人必须处于指挥地位；为使指挥有效，必须有人参与；为使人参与，必须为人提供信息；只有理由充分，才能采用自动化完成某些功能；人必须有能力监控自动化系统；自动化系统必须是可预测的；自动化系统必须有能力监视运行人员；系统中各要素必须了解其他要素的意图；自动化系统必须设计成易于学习和操作ATC中的自动化,三个目标：可用性；运行适应性；可接受性还应考虑以下几点： 软件运行的透明度；差错与恢复能力；易用易学 与使用者的期望一致；与人的能力和限制兼容； 易转向较低的自动化水平；易于控制非正常和应急情况3. 以人为中心的自动化的实现目标,。