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折叠是否会提高未来客机驾驶舱交互表面的可用性？在湍流条件和不同认知负荷下的评估
近年来，许多飞机制造商都提出了基于触摸屏的创新驾驶舱概念。尽管这种解决方案具有众多优点，但在操作使用方面却受到严重限制，特别是几乎不可能实现免眼交互，而且在湍流条件下使用触摸屏极其复杂。我们研究了物理特性对克服这些弱点的贡献，方法是引入一种形状可变的触摸屏，该触摸屏具有可供用户手部休息的褶皱。在模拟器中，我们已经在各种湍流和脑力负荷的驾驶条件下评估了该表面。结果表明，褶皱通过稳定手臂和手部，有助于减少体力消耗。这种物理特性还与更好的驾驶任务表现以及对飞机系统状态的更好态势感知有关，这肯定是因为褶皱提供的形状具有更好的视觉特性（显著性），使得监控它们在注意力资源方面成本更低。
推荐引用 推荐引用 Bahner，Christopher Michael，“使用高级驾驶舱模拟评估战术机组人员工作量及其对 EA-18G 飞机设计的影响。” 硕士论文，田纳西大学，2006 年。https://trace.tennessee.edu/utk_gradthes/1494
ICAP II 调查结果 ................................................................................................ 36 ICAP III 调查结果 ................................................................................................ 36 DAG 2 级别 1 ........................................................................................................ 38 DAG 2 级别 2 ........................................................................................................ 38 DAG 3 级别 1 ........................................................................................................ 40 DAG 3 级别 2 ........................................................................................................ 40 DAG 4 级别 1 和 2 ............................................................................................. 42 干扰平均工作量 ............................................................................................. 42 ECMO 工作量分析 ............................................................................................. 44 飞行员工作量分析 ............................................................................................. 46 常见任务 ............................................................................................................. 48
推荐引用 推荐引用 Bahner，Christopher Michael，“使用高级驾驶舱模拟评估战术机组人员工作量及其对 EA-18G 飞机设计的影响。 “硕士论文，田纳西大学，2006 年。https://trace.tennessee.edu/utk_gradthes/1494
ICAP II 调查结果 ................................................................................................ 36 ICAP III 调查结果 ................................................................................................ 36 DAG 2 级别 1 ........................................................................................................ 38 DAG 2 级别 2 ........................................................................................................ 38 DAG 3 级别 1 ........................................................................................................ 40 DAG 3 级别 2 ........................................................................................................ 40 DAG 4 级别 1 和 2 ............................................................................................. 42 干扰平均工作量 ............................................................................................. 42 ECMO 工作量分析 ............................................................................................. 44 飞行员工作量分析 ............................................................................................. 46 常见任务 ............................................................................................................. 48
驾驶舱内的视觉扫描策略受飞行员专业知识的调节：飞行模拟器研究
在飞行过程中，飞行员必须严格监控他们的飞行仪表，因为这是更新他们情况意识的关键活动之一。监控对认知要求很高，但对于在参数出现偏差时及时干预是必要的。许多研究表明，很大一部分商业航空事故与机组人员对驾驶舱的监控不力有关。眼动追踪研究已经开发出许多指标来检查艺术观赏、体育、国际象棋、阅读、航空和太空等领域的视觉策略。在本文中，我们建议使用基本和高级眼部指标来研究新手和飞行员的视觉信息获取、凝视分散和凝视模式。该实验涉及一组 16 名经过认证的专业飞行员和一组 16 名新手，他们在飞行模拟器中执行手动着陆任务场景。两组以不同难度着陆三次（通过双任务范式进行操控）。与新手相比，专业飞行员的感知效率更高（停留次数更多且更短）、注意力分布更佳、视觉注意力处于环境模式、视觉扫描模式更复杂更精细。我们通过基于余弦 KNN（K 近邻）的机器学习使用转换矩阵对飞行员的资料（新手 - 专家）进行分类。几个眼部指标也对着陆难度敏感。我们的研究结果可以帮助评估机组人员的监控绩效、改进初始和复训并最终减少因人为错误导致的事故和意外，从而使航空领域受益。
基于参与飞行员之间相互意识的维度，设计触觉驾驶舱数字手势的图形表示
为此，我们建议设计一个图形表示系统来代替飞行员在触觉界面上做出的手势。基于专业文献和对手势活动的分析，我们确定了由物理手势产生的九条信息，这些信息最好在与数字触觉界面的交互中再现。此外，我们还对手势表示进行了最先进的研究。我们提供了一种标志性的抽象表示，打破了基于手部形态的表示。演示是由试点在参与式研讨会上设计和评估的。我们的工作展示了一种表示手势的新方式，并使识别飞行员寻求的信息成为可能，以便他们能够确保相互了解。此外，手势的表示似乎根据情况的不同而具有不同的重要性，有时甚至毫无用处。
虚拟驾驶舱：沉浸式头戴式显示器，作为直升机操作的人机界面
摘要。提高飞行员的态势感知能力是下一代飞机驾驶舱设计的主要目标。飞行员的窗外视野是一个根本问题，由于恶劣天气、黑暗或飞机结构本身的原因，飞行员的视野经常会变差。解决这个问题的常用方法是通过机载传感器和包含地形和障碍物信息的数据库生成增强的周围环境模型。在直升机领域，环境的图像随后通过面板显示器或透明头戴式显示器呈现给飞行员。我们研究了第三种信息显示方法。这个概念——称为虚拟驾驶舱——应用了非透明头戴式显示器。利用这种虚拟现实显示器，可以结合现有的合成和增强视觉系统的优势，同时克服现有的局限性。除了对优缺点的理论讨论外，还展示了该概念在直升机海上作业中的两个实际实施示例。在基于游戏引擎 Unity 的模拟环境中进行了两项人为因素研究。它们证明了虚拟驾驶舱具有成为未来驾驶舱长期候选方案的普遍潜力。© 2019 光学仪器工程师协会 (SPIE) [DOI：10.1117/1.OE.58.5.051807]
驾驶舱中的神经科学工具：迈向有意义的疲劳风险管理决策支持系统
摘要。疲劳的飞行员容易出现认知障碍，从而降低他们的表现和对高安全标准的遵守。鉴于当前航空业面临的挑战，我们报告了我们正在进行的关于重新评估机组人员人为因素研究的项目的早期阶段。我们的动机源于航空组织需要为运营航空环境开发决策支持系统，能够为组织的疲劳风险管理工作提供信息。为此，关键标准是需要尽可能减少干扰并为安全系统增加信息价值。摆脱合规性疲劳风险管理中的问题和临床研究的侵入性，我们报告了一种神经科学方法，能够产生可以轻松集成到运营层面决策支持系统中的标记。报告我们实时项目的初步阶段，我们评估了适合开发跟踪细微飞行员状态（例如困倦和微睡眠事件）的系统的工具。
从美学和人体工程学角度对飞机驾驶舱进行设计审查
尽管工业和产品设计师都敏锐地意识到了设计美学的重要性，但他们做出美学设计决策主要基于直觉判断和“有根据的猜测”。虽然人体工程学和人为因素研究人员为人机环境系统的安全性、生产力、易用性和舒适性做出了巨大贡献，但美学作为人为因素和人体工程学系统科学研究的主题却在很大程度上被忽视了。设计决策对于实现可行且有价值的客舱格式至关重要。创新太少会导致飞机制造商和使用其产品的航空公司落后于竞争对手，可能在发布时使用的技术已经过时。太多可能会导致过度扩张，例如使用不具备安全关键行业所需可靠性的不成熟技术。在快速发展的技术领域，对预计的新技术的适应性非常重要。
自动化对企业驾驶舱机组人员协调的影响
本论文由候选人论文委员会主席、航空科学系 John A. Wise 博士指导撰写，并已获得其论文委员会成员的批准。该论文已提交给研究生院，并被接受为部分满足航空科学硕士学位的要求。
驾驶舱自动化、飞行系统复杂性和飞机认证：背景和国会问题
飞行控制系统日益复杂和自动化，对联邦飞机认证和飞行员培训政策构成了挑战。尽管过去二十年来商业航空安全取得了显著改善，但飞行控制自动化和飞机复杂性被认为是造成多起重大航空事故的因素，包括 2018 年和 2019 年两起涉及新推出的波音 737 Max 变体的海外坠机事故。这些坠机事件引起了人们对联邦航空管理局 (FAA) 对运输类飞机型号认证和飞行员培训实践监督的关注，特别是因为它们涉及复杂的自动飞行控制系统。随着飞机系统在过去三十年中不断发展以纳入新技术，国会已授权 FAA 简化认证流程，主要动机是促进开发新的增强安全性技术。