飞行员静态平衡功能指标与脑力负荷评价模型研究

The main reason of air accidents is undesirable physiological and psychological functional status, so the prediction of functional status evaluation and flight ability is an important way to ensure flight safty and efficiently. In this study, we intend to use the detection method of static balance function to judge the physiological and psychological functional status of pilot.These indeces include the x, y-axis trajectory (Lngx, Lngy),envelope area (Area), shaken angle and energy consumption (Deg, Eng).At the same time, by generally accepted indeces such as heart rate, heart rate variability, pupil area et al we can correct the rate of change indicators so that we can evaluate the status of pilot through physiological and psychological indicators. We will take the model of sleep deprivation, the workload of a certain length of time, drinking, hypobaric cabin, simulated flight stress to establish the theoretical assumptions of mental workload. In a word, we will build multi-dimensional evaluation method as the core of static balance function parameters to assessment of the mental workload of pilots.By this way,we can determine the status of mental workload for the dynamic monitoring of key staff positions (such as flight crew, all kinds of driver, the nuclear submarine crew, etc.) and use the multi-dimensional physiological and psychological indicators to evaluate the mental workload of pilot indirectly. So, we will provide a theoretical model to provide the appropriate guidance to protect the safety of their operations efficiently..

飞行人员生理心理功能状态不良是导致飞行事故的主要原因，功能状态评定和飞行能力预测是保障安全高效飞行的重要手段。本研究拟利用立位静态平衡的检测方法，记录被测者的x、y 轴上的轨迹长（Lngx 、Lngy）、包络面积(Area)、动摇角度及能耗(Deg、Eng)等指标，评价被试的平衡功能，同时运用心率、心率变异性、瞳孔面积变化率等指标加以校正，综合运用生理学和心理学的多维度指标进行评判。采取睡眠剥夺、一定时间长度的工作负荷、饮酒、低压舱缺氧、模拟飞行等模型使被试达到理论假设上的脑力负荷程度，通过静态平衡功能指标以及多维度的生理心理学指标间接评定飞行员的脑力负荷程度，构建以平衡功能指标为核心的多维度评价方法来判断脑力负荷状态的评价模型，为动态监控关键岗位工作人员（如飞行人员、各类驾驶员、核潜艇艇员等）的脑力负荷程度提供理论模型，为保障其作业的安全高效提供相应指导。

飞行人员生理心理功能状态不良是导致飞行事故的主要原因，功能状态评定和飞行能力预测是保障安全高效飞行的重要手段。虽然评估方法有很多，但立位平衡功能在疲劳评估中的作用受到研究者更多的重视。本研究从三部分进行研究：第一部分：评估静态立位平衡功能在飞行任务负荷所致疲劳评估中的作用.选取男性被试30名，要求其持续进行4小时的模拟飞行任务负荷，并同时在0 h、1 h、2 h、3 h与4 h末，测试4种不同站立姿势下的静态立位平衡参数及任务成绩，对挑选出的敏感姿势下的敏感参数通过主成分分析法构建一个综合静态立位平衡指数，最后，分析此功能指数与任务负荷水平的相互关系。结果发现:在4小时任务负荷结束后，多重任务成绩、双重任务成绩均明显下降（F=18.428，P<0.001），说明实验任务负荷水平造成了疲劳状态；在4种站立姿势下，被试重心晃动的时域指标如有效值面积（F=3.974,P=0.005）、前后方向上偏离中心的程度（F=2.761，P=0.032），及左脚跟（F=5.612，P<0.001）、左脚掌（F=5.446，P=0.001）部位的重力分布等发生了不同的变化趋势。其中PO姿势晃动程度变化最明显，并有重心向左前倾的趋势；通过主成分分析方法构建了一个静态立位平衡指数，其数学表达式为SUBI=3.065F1+5.346F3+13.161F4+21.954F6+37.446WD2+115.454EVA+114.183SDy+23.746，此平衡指数与任务负荷持续时间呈线性递增关系（F=29.260，P<0.001）。结论：PO姿势的站立条件对模拟飞行任务负荷所致的疲劳状态最为敏感，且身体可能会代偿性的向左前倾斜。.第二部分:静态立位平衡功能在飞行任务负荷所致疲劳评估中的应用性研究.从某院校男性学员中抽取108名符合条件的被试者，采集正常负荷状态下的PO姿势的敏感静态平衡参数，发现WD2，SUBI，F1，F3，F4，F6，EVA与SDy共8个指标与疲劳密切相关，为有效敏感指标，从而制定相应的参考范围。.第三部分: 动态立位平衡功能在飞行任务负荷所致疲劳评估中的作用.选取男性被试42名，随机均分任务负荷组与对照组，每组21人，采用分组t检验比较发现两组在精确度、姿势稳定能力、调节时间等指标均有明显变化，表明本研究可以验证动态姿势调节能力能够在任务负荷所致疲劳状态评估中起到一