夜间近视与黑洞错觉关系的研究

Featureless terrain is the critical factor for black hole illusion (BHL) it flight. Since there is no adjust and focus object for eye in featureless terrain environment, it will induce empty visual field myopia (EVFM): space myopia (in day) or night myopia (in night) phenomena. According to public reference and flight accident report by NTSB, and our recent research on night myopia simulation, we hypotheses that EVFM play an important role for BHL occurance. To test the hypothesis, the effect factors on BHL in night myopia environment will be explore, and the subject's physiological and psychological index will be recorded during BHL occurrence. The typical BHL related flight accident will be reviewed and explore the role of EVFM factors. After the research, simulated training and countermeasures against black hole illusion will be proposed. The research has an important scientific meaning and is important for flight safety.

飞行员黑洞错觉的发生与其视野内缺乏特征性地表参照物密切相关。在视野内缺乏可调节、聚焦参照物的环境下会发生空虚视野性近视（高空近视（昼间）或夜间近视（夜间））。通过对公开的文献报道和美国交通安全委员会飞行事故报告中所提供数据的分析，以及我们前期对夜间近视现象模拟训练的初步试验结果，我们认为空虚视野性近视可能在黑洞错觉现象发生中起重要的作用。为验证该假说，本项目拟采用夜间近视环境模拟，探索影响黑洞错觉发生的影响因素和被试者的生理、心理指标变化，验证夜间近视在黑洞错觉发生过程的作用；通过典型的飞行事故案例分析空虚视野性近视在黑洞错觉发生中的作用，进而提出克服黑洞错觉的克服措施和模拟训练建议，因此本项目具有一定的科学意义和重要的航空医学价值。

针对黑洞错觉（black hole illusion ，BHI）发生机制尚不完全清楚的科学问题，本项目提出夜间近视可能在黑洞错觉现象发生中起重要作用的研究假说，并通过实验进行验证。通过典型BHI事故分析与夜间进近过程视觉现象的问卷调查发现了跑道灯光是低能见度进近的关键视觉线索，飞行员目视进近时更倾向于利用跑道灯光估计瞄准点距离，在能见度差或缺乏视觉参考的环境下容易产生“误低为高”和“误远为近”现象。通过标准暗模拟试验发现，不同进近阶段BHI发生的机制不尽相同。在进近的早期，空虚视野的条件不仅影响被试者对低亮度灯光视标的发现，且被试者估计的距离值高于实际距离，而在破坏空虚视野条件后，视觉绩效能力得到显著提高，眼动参数明显改善，表明夜间近视时眼的远点近移和屈光度改变可能是导致BHI视觉绩效能力下降的主要原因。当能够发现跑道灯光时仍会发生BHI的现象，本项目从俯视角度和边线灯夹角关系的角度进行了研究，发现不同俯视角度下观察跑道灯光以及在飞行过程中边线灯夹角的变化影响瞄准点距离的判断。此外，本项目基于研究假说建立了一种基于改善夜间近视的克服BHI的视觉训练装置和训练方法，即通过观察扫视左右机翼灯破坏夜间近视状态，保持眼的近点在6m以外（“无限远”）处，能够及时发现应该能够发现的参照物，避免进近时BHI的发生。所研制的BHI模拟体验装置可使飞行员体验夜间近视克服后，模拟跑道边线灯夹角变化引起的距离低估的现象，有助于飞行员认识到进近时目视距离的欺骗性，培养“相信仪表”的意识。通过本项目的研究，提出了BHI发生的新机制，本项目建立了BHI克服训练方法，这对于避免BHI所致的空间定向障碍，保障飞行安全具有重要的科学意义和航空医学应用价值。