空中交通管制员行为动力学

第1章 空中交通管理和空中交通管制员行为 1 1.1 空中交通管理系统的重新划分 1 1.1.1 静态子系统 2 1.1.2 动态子系统 5 1.1.3 人为子系统 5 1.1.4 空中交通管理系统的主要特征 7 1.2 空中交通管制员的角色 7 1.2.1 管制任务 8 1.2.2 管制员作为一个管制黑盒 9 1.2.3 语音通信 11 1.2.4 通过语音通信的信息扩散 12 1.3 管制员行为研究综述 13 1.3.1 任务需求：空域行为 14 1.3.2 内部行为：策略管理 14 1.3.3 外部行为：语音通信和性能表现 16 1.3.4 局限性 17 1.4 本章小结 17 第2章 眼动行为研究相关基础 18 2.1 引 言 18 2.2 眼动行为基本类型 18 2.3 眼动行为表征参数 19 2.3.1 注视行为参数 19 2.3.2 扫视行为参数 19 2.3.3 眨眼行为参数 20 2.4 眼动数据区分算法 20 2.5 航空运输领域眼动行为相关研究 22 2.5.1 飞行领域中眼动行为的研究 22 2.5.2 空管领域中眼动行为的研究 23 2.5.3 研究现状评述 24 2.6 本章小结 25 第3章 管制专家与新手眼动行为对比 26 3.1 引 言 26 3.2 实验设计 26 3.3 结果分析 29 3.3.1 不同场景下管制员的注视行为分析 29 3.3.2 不同场景下管制员的扫视行为分析 35 3.3.3 管制员眼动行为差异的显著性分析 41 3.4 本章小结 44 第4章 管制员眼动行为与工作负荷的关系 45 4.1 引 言 45 4.2 实验设计 45 4.3 管制员工作负荷概述 47 4.3.1 管制员工作负荷定义 47 4.3.2 管制员工作负荷测量方法 47 4.4 结果分析 48 4.4.1 不同场景下管制员的工作负荷 48 4.4.2 场景复杂性对管制员眼动行为的影响 50 4.4.3 任务时间对管制员眼动行为的影响 53 4.4.4 管制员眼动行为和工作负荷的研究结果 57 4.5 本章小结 58 第5章 管制员眼动行为与注意力的关系 59 5.1 引 言 59 5.2 管制员注意力实验设计 59 5.2.1 实验环境及过程 59 5.2.2 采集仪器 60 5.2.3 实验采集样本 61 5.2.4 实验流程 61 5.2.5 实验设备的调整 61 5.3 数据处理方法 62 5.3.1 眼动指标区分算法 62 5.3.2 生理指标预处理 62 5.4 眼动与生理系统的关联性 63 5.5 注意力分配的变化特性 65 5.5.1 眼动及生理指标特征 65 5.5.2 显著性分析 67 5.5.3 多重分形去趋势波分析 68 5.6 注意力分配的分布特性分析 77 5.6.1 管制场景区域划分方法 77 5.6.2 基于K Means聚类的管制区域划分 77 5.6.3 眼动行为参数选取 79 5.6.4 兴趣区内视觉特性分析 79 5.7 本章小结 82 第6章 航空器速度对管制员注意力分配的影响 83 6.1 注意力分配的变化特性 83 6.1.1 眼动及生理指标特征 83 6.1.2 显著性分析 85 6.1.3 多重分形去趋势波分析 86 6.2 注意力分配的分布特性分析 90 6.2.1 兴趣区内视觉特性分析 90 6.2.2 注视熵分析 91 6.3 本章小结 92 第7章 管制员通信行为的时间特征 93 7.1 引 言 93 7.2 人类行为动力学研究 93 7.2.1 人类行为动力学：实证研究 93 7.2.2 人类行为动力学：模型 94 7.2.3 与管制员行为的对比 95 7.3 管制员通信行为定义 96 7.4 管制员通信行为数据 97 7.5 空域行为和管制员通信行为之间的关联 99 7.5.1 通信行为指标 99 7.5.2 动态密度(DD) 99 7.5.3 基于动力学系统的交通复杂性 100 7.5.4 关联结果 100 7.5.5 CNt和TNt之间的相关性 101 7.5.6 通信、DD和C DSM 之间的相关性 102 7.6 管制员通信行为的时间特征分析 104 7.6.1 管制员通信行为的周期模式 104 7.6.2 去趋势波动分析法 105 7.6.3 通信时间间隔分布 106 7.7 管制员通信时间行为特征的心理学解释 111 7.8 本章小结 112 第8章 管制员通信行为的空间特征 113 8.1 引 言 113 8.2 基于抽象结构的管制策略 113 8.3 人类出行行为的一般模式 114 8.4 通信行为空间特征的研究方法 114 8.4.1 将时间序列映射到网络的方法 114 8.4.2 网络分析技术 117 8.5 管制员通信行为数据 119 8.6 管制员通信行为的空间特征 121 8.6.1 时间聚合网络 121 8.6.2 含时网络 124 8.7 本章小结 '3127 第9章 管制员通信行为的波动特征 128 9.1 引 言 128 9.2 波动标度 128 9.2.1 时间尺度上的波动标度 128 9.2.2 系综尺度上的波动标度 129 9.3 数 据 129 9.4 实证结果 129 9.4.1 时间尺度上的波动标度 130 9.4.2 系综尺度上的波动标度 131 9.5 管制员通信行为波动标度的解释 134 9.6 本章小结 135 第10章 结论和观点 136 10.1 管制员行为动力学研究的意义 136 10.1.1 对于基于模型的空管系统仿真的意义 136 10.1.2 对于认知行为研究的意义 136 10.1.3 对于系统设计的意义 137 10.2 未来可能的研究方向 137 10.2.1 对人类活动的理解 137 10.2.2 复杂系统的建模 138 参考文献 139