盧天嬌 湯夢晗 江 濤 周晨琛 游旭群

(1.陜西師范大學(xué)心理學(xué)院，陜西省行為與認知神經(jīng)科學(xué)重點實驗室，西安 710062；2.空軍都江堰航空醫(yī)學(xué)鑒定訓(xùn)練中心，都江堰 611830)

1 引 言

情景意識(situation awareness,SA)是飛行員風(fēng)險管理的第一步(Vasvri,2015)，對保障航空安全起關(guān)鍵作用(Orasanu,Fischer,& Davison,2001)。飛行員情景意識相關(guān)研究主要以Endsley(1995)等為代表，眾研究者針對測量方法、影響因素及訓(xùn)練等對飛行員SA進行了大量研究，并將其應(yīng)用在飛行員訓(xùn)練中(Bolstad & Endsley,2003)。

在航空領(lǐng)域內(nèi)，研究者提出了多種SA定義(Sarter & Woods,1991;Adams,Tenney,& Pew,2017;Billings,1995;Taylor,2017)與關(guān)于個體情景意識的定義及其模型。Salmon(2008)在其研究中通過比較各種SA理論開發(fā)了一套評估標(biāo)準(zhǔn)，比較了現(xiàn)有的多個SA的定義和模型，其中Endsley(1995)對SA的定義受到較廣泛的認可和應(yīng)用——對當(dāng)前環(huán)境中各元素的感知，對其意義的理解，及對其近未來狀態(tài)的預(yù)測。雖然Endsley(1995)的理論仍被認為存在部分缺陷，例如，Kerr(1991)認為該理論忽略了駕駛員的無意識駕駛模式(駕駛員在無意識情況下產(chǎn)生與SA相關(guān)的信息)，或被指出與工作記憶的構(gòu)成相似等，但大多數(shù)研究者仍以該理論作為其研究SA的基礎(chǔ)。原因在于，Endsley(1995)的三等級模型能夠使研究者清晰地理解，更方便應(yīng)用在各分支的交叉研究中。該結(jié)構(gòu)肯定了SA并不作為一個結(jié)果，而是體現(xiàn)在動態(tài)過程中，還使研究者能通過三等級的信息加工過程推測個體在獲取和維持SA時受到不同因素的影響，這對完善SA影響因素模型來說，無疑是最優(yōu)選擇。由此，本文以Endsley(1995)的三級模型為基礎(chǔ)，根據(jù)飛行員個體因素(例如，年齡、經(jīng)驗、訓(xùn)練等)及外界因素(例如，環(huán)境、任務(wù)、界面設(shè)計等)兩方面多因素對SA的影響進行分析，由此提出飛行員情景意識影響因素的概念模型(圖1)。

圖1 情景意識影響因素概念模型

本研究歸納了國內(nèi)外情景意識的相關(guān)研究，通過Web of Science及百度學(xué)術(shù)搜索引擎(數(shù)據(jù)庫包括Springer，Elsevier，ProQuest，知網(wǎng)，維普，萬方等)，以“情景意識”為關(guān)鍵詞，搜索到相關(guān)文獻共79800篇(包括專利)，涉及駕駛、醫(yī)療、工業(yè)、航空等多個領(lǐng)域。限定航空領(lǐng)域后，數(shù)量為18200篇，其中可供參考的心理學(xué)、航空宇航科學(xué)、計算機科學(xué)領(lǐng)域論文共1399篇，包括綜述，測量方法及專利，與飛行員情景意識相關(guān)文章共670篇。充分閱讀分析后，作者篩選了飛行員個體及外界因素與SA的相關(guān)研究作為本研究主要參考文獻。

2 SA影響因素分析

Endsley(1995)以獲得和保持SA的認知過程建立了三級模型：第一知覺階段——獲取相關(guān)任務(wù)信息的初始狀態(tài)；第二理解階段——加工知覺階段獲取的信息；第三預(yù)測階段——基于前兩階段，對未來任務(wù)和狀態(tài)做出預(yù)測。該模型的實用性在于清晰地將SA劃分為三階段，使研究者可有效地進行測量及應(yīng)用。

細化分析SA三級模型，首先是飛行員對信息的搜索和選擇，涉及信息顯著性、視覺搜索、注意、記憶及心理模板或長時工作記憶對注意的引導(dǎo)作用；理解階段是飛行員將收集到的信息與經(jīng)驗、心理模板、長時記憶匹配并加工，最終完成預(yù)測階段。由于SA形成和維持過程涉及多種認知能力和加工階段，影響因素眾多，各因子間的交互作用也錯綜復(fù)雜。所以下文將以外界因素(環(huán)境、駕駛艙)和個體因素(情緒、認知能力)分類，再由三級模型的不同認知加工特性，分別闡述多因素在其中的影響。

2.1 外界因素

2.1.1 環(huán)境因素

飛行員處在復(fù)雜且變幻多端的環(huán)境中，毫無疑問地，環(huán)境成為外因中對SA影響最大的因素。在獲取SA的過程中，飛行員需要收集和整合環(huán)境信息，及完成對未來狀態(tài)的預(yù)測，這將受到任務(wù)目標(biāo)和環(huán)境特征的影響，包括地形、照明程度、天氣、緊急情況、路線熟悉度等都會增加飛行員認知負荷，由此降低任務(wù)績效(Zhang & Zhang,2011)和SA(Lin & Lu,2016)。一方面，豐富的環(huán)境信息可為飛行員決策提供參考，另一方面，搜索線索和加工過程會增加認知負荷。例如，由于夜間飛行目視條件差且易產(chǎn)生錯覺，飛行員需投入更多注意，對儀表信息更謹慎，才能保證飛行安全；這在某些不利于降落的機場或惡劣天氣中也會發(fā)生。此時需要飛行員保持高水平的SA，保證及時收集、處理環(huán)境變化信息，迅速調(diào)整策略以完成飛行任務(wù)。基于此，環(huán)境中的刺激及信息源對飛行員SA的直接影響可能更多集中在知覺階段。理解和預(yù)測階段通過知覺信息的反饋受到間接影響，結(jié)合經(jīng)驗優(yōu)化策略以應(yīng)對當(dāng)前任務(wù)狀態(tài)，再反過來將由此形成的注意分配策略應(yīng)用于獲取當(dāng)前環(huán)境信息。

2.1.2 駕駛艙及操作系統(tǒng)設(shè)計

隨著時代進步和科技發(fā)展，駕駛艙的設(shè)計發(fā)生了巨大變化，自動化程度提升、顯示系統(tǒng)的設(shè)計均可直接影響SA。飛機制造商認為，高水平的自動化系統(tǒng)可減少甚至避免飛行員的人為失誤(Zhang,2000)。而從現(xiàn)實中飛行員與自動化系統(tǒng)間的人機交互來看，其認知能力和自動化水平的匹配度、過度自信、注意缺失等問題反而使現(xiàn)代化駕駛艙存在更多安全隱患。就操作系統(tǒng)自動化程度與飛行員認知水平的交互影響來說，駕駛艙操作系統(tǒng)的高度自動化會增加飛行員認知負荷，降低飛行員對系統(tǒng)的熟悉程度，使其過度依賴自動化系統(tǒng)而無法保持較高水平SA(Dao et al.,2009)，該影響往往通過飛機駕駛艙提供信息的方式產(chǎn)生。因為飛機駕駛艙信息顯示所涉及的各種因素，如顯示精度及格式(Wei,Zhuang,Wanyan,& Wang,2013)、信號編碼方式、亮度顏色都會直接影響飛行員的情景意識(Li,2010)，后續(xù)神經(jīng)工效學(xué)研究也為該結(jié)論提供了證據(jù)(Harbour & Christensen,2015)。對執(zhí)行不同飛行任務(wù)的機型和飛行員來說，需要有針對性地根據(jù)任務(wù)及對信息需求的等級來設(shè)計儀表組合形式或HUD顯示方式(Ackerman et al.,2015)。進一步分析，駕駛艙的信息顯示對情景意識的深層影響機制，可能來自不同的顯示系統(tǒng)設(shè)計對飛行員獲取信息時的認知負荷程度的差異，即系統(tǒng)的信息透明度(Transparency)。飛行員獲取信息時與顯示界面交互的過程，如果顯著增加了飛行員的認知負荷，則可能誘發(fā)人機互動失敗(Xu,2003)和SA喪失。所以在不同的顯示設(shè)計中，存在一種執(zhí)行任務(wù)時較低負荷就能獲取關(guān)鍵信息的最優(yōu)設(shè)計(Clamann & Kaber,2004)，例如，平視顯示系統(tǒng)和下視顯示系統(tǒng)對飛行員獲取信息有不同的優(yōu)勢，兩個系統(tǒng)的可用性會受到任務(wù)及經(jīng)驗的調(diào)節(jié)(Liu,Chen,Su,& Su,2018)；增強顯示(Augmented Display)則能促進飛行員的SA獲取和維持(Ellerbroek et al.,2013)。由此，信息透明度則可使飛行員更加了解自動化系統(tǒng)提供信息的目的、邏輯及預(yù)期結(jié)果，優(yōu)化人機互動，達到自動化與飛行員能力、需求間的平衡點，促進飛行員與自動化系統(tǒng)之間形成可共享的SA(Chen et al.,2018)。

2.1.3 飛行任務(wù)

航空領(lǐng)域中，軍航和民航在日常飛行訓(xùn)練及執(zhí)行的飛行任務(wù)上差異較大，而不同任務(wù)類型和飛行階段都對飛行員獲取和維持SA產(chǎn)生直接影響。相比軍航，民航飛行任務(wù)較單一，基本是完成固定航線的航程，即滑行、起飛、爬升、定速巡航、下降、降落的過程。對日常飛行任務(wù)的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，不同飛行階段飛行員的SA存在差異(Niu,2014)，尤其是起飛和降落階段對飛行員SA要求更高。因為在起飛和降落過程中，飛行員需執(zhí)行更多手動操作，這些操作要求飛行員在短時間內(nèi)同時收集多個相關(guān)信息，在執(zhí)行期間則使用重要程度排序優(yōu)先級。而飛行員收集所需信息及理解和預(yù)測即時狀態(tài)的過程與獲取及維持SA的過程重合。不同飛行階段對飛行員獲取和監(jiān)控的速度和信息量的要求存在顯著差異，由此對SA產(chǎn)生直接影響。軍航的飛行訓(xùn)練和任務(wù)不僅包括上述日常飛行，還有簡單和復(fù)雜特技動作等特技飛行、捕獲和追擊目標(biāo)等任務(wù)。研究發(fā)現(xiàn)，采用主觀報告法測量不同難度的特技動作下的SA，結(jié)果不存在顯著差異。但與此同時，眼動測量卻顯示在高難度特技動作時，飛行員選擇損失部分航向信息以保持SA(Liu & Su,2016)，這說明在復(fù)雜任務(wù)的執(zhí)行過程中，即使有經(jīng)驗飛行員SA沒有受到顯著影響，但其在駕駛艙內(nèi)外相關(guān)視覺信息的搜索策略及注意力分配策略，則根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)實時改變和調(diào)整。目前，針對不同飛行任務(wù)的針對性研究依舊較少，尤其是軍航的特技任務(wù)，具有較大危險性，該過程中極易喪失SA引發(fā)事故，后續(xù)對高難度特技任務(wù)的SA的獲取及喪失的相關(guān)研究有顯著必要性。

2.2 個體因素

2.2.1 年齡、飛行經(jīng)驗及訓(xùn)練

首先，Bolstad和Hess(2000)認為年齡體現(xiàn)了操作者感知環(huán)境的能力，對SA的形成過程影響最大。例如，對飛機當(dāng)前速度、方位、高度等狀態(tài)的感知，如果飛行員的感知能力降低，則可能忽視某些重要信息，導(dǎo)致績效低下或任務(wù)失敗。作為SA的直接來源，經(jīng)驗積累必然會伴隨年齡增長，但若由老齡化導(dǎo)致的認知能力衰退保持在一定范圍內(nèi)，經(jīng)驗可抵消高SA水平的飛行員年齡增長帶來的負面影響(Tun & Wingfield,1997)。

其次，在缺乏實證研究的情況下，我們試圖綜合經(jīng)驗及認知老齡化理論背景，分析年齡對SA三等級可能的影響。老齡化伴隨認知能力下降(Deary et al.,2009)，體現(xiàn)在知覺階段，則是注意廣度變窄、掃描準(zhǔn)確率及速度降低，由此減弱獲取信息的能力。而在中等難度任務(wù)中，經(jīng)驗會補償這種認知能力退化對SA知覺階段的影響；理解階段更多涉及對已選擇信息的加工處理，雖然加工速度可能受影響，但駕駛領(lǐng)域的相關(guān)研究表明(Guerrier,José,Manivannan,Pacheco,& Wilkie,1995)，老齡專家感知危險和處理速度優(yōu)于新手，他們將該結(jié)果歸因于駕駛專業(yè)知識和經(jīng)驗形成的補償機制。所以在理解和預(yù)測階段，由于經(jīng)驗和心理模板的權(quán)重更大，對難度較大的任務(wù)(降落、特技飛行)，年齡的負面影響可能降低。飛行員老齡化的研究還表明，執(zhí)行高難度任務(wù)的大齡空軍飛行員，他們的飛行經(jīng)驗足以彌補老齡化帶來的認知或心理運動能力的變化(Eyraud & Borowsky,1985)。美國空管局的一項統(tǒng)計顯示(Broach,Joseph,& Schroeder,2003)，年齡和飛機事故率呈U型函數(shù)關(guān)系。由此，我們認為年齡對于SA影響必定存在，但前人研究大多忽略了年齡這一影響，所以還需要更多針對不同任務(wù)及機型的實驗研究才能對其影響程度進行量化。

同樣地，經(jīng)驗和訓(xùn)練對飛行員SA也存在決定性影響，甚至可以說是飛行員SA個體差異的根源，但其影響卻涉及更復(fù)雜的認知過程。經(jīng)驗差異往往通過個性、認知能力等發(fā)揮作用，甚至不同經(jīng)驗者受各因素影響的程度也會有差異。例如，自動化水平對不同經(jīng)驗者產(chǎn)生的認知負荷不同(Kaber & Endsley,2004)；工作記憶和長時記憶對不同經(jīng)驗者的作用機制也不同(Ericsson & Kintsch,1995)；注意對SA的促進作用可能在不同經(jīng)驗者身上存在差異(Hutchinson & Turk-Browne,2012)；而這都源于經(jīng)驗在不同認知過程中與各影響因素的交互作用，并且影響SA獲取和維持的全過程。由于缺乏進一步實證研究，我們對經(jīng)驗與各認知能力的交互作用的機制還無定論，但這提示我們不可將其作為影響飛行員SA的單一因素。對于訓(xùn)練，更應(yīng)考慮針對不同經(jīng)驗的飛行員進行個性化設(shè)置，才能最大限度發(fā)揮訓(xùn)練效能。

2.2.2 認知能力、個性

首先，根據(jù)多項實驗研究結(jié)果，研究者認為能夠廣泛影響各類工作績效和訓(xùn)練的因素有三個：一般認知能力(Hunter & Hunter,1984;McHenry,Hough,Toquam,Hanson,& Ashworth,2010;Olea & Ree,1994;Ree & Earles,1992;Ree,Earles,& Teachout,1994)，心理運動技能(Hunter & Hunter,1984)和個性(Barrick & Mount,1991;Tett,Jackson,& Rothstein,1991)。其中，一般認知能力代表個體處理復(fù)雜信息的能力，該能力被證實與注意、記憶、信息加工速度等認知能力具有高相關(guān)性；心理運動技能類似于多任務(wù)處理的能力，它要求個體能夠同時專注不同任務(wù)，又能夠?qū)ζ渖硇谋３挚刂?，最終使其平衡身心屬性以達成某一目標(biāo)；個性則是指操作者自身的個性特征。其次，我們通過該結(jié)論，結(jié)合飛行員SA的相關(guān)研究，著重分析了對飛行員SA有較大影響的認知能力及個性的作用。

2.2.2.1 認知能力

空間能力：研究認為，空間能力至少包括飛行員的空間知覺及空間定向能力(McGee,1979)。作為飛行任務(wù)執(zhí)行的基礎(chǔ)，尤其在復(fù)雜及特技動作中，空間能力決定了飛行員能否勝任。除飛行經(jīng)驗外，該能力被認為是SA的最佳預(yù)測因子(Carretta,Perry,& Ree,1996)。從三等級來分析，空間知覺與SA知覺階段具有高相關(guān)性(Endsley & Bolstad,1994)。Carretta和Ree(1994)通過元分析發(fā)現(xiàn)空間工作記憶和空間推理能力可為知覺階段提供有效支持。之后，Sulistyawati,Wickens和Chui(2011)也證實了飛行員知覺階段的信息獲取與空間能力緊密相連。現(xiàn)沒有空間能力與理解和預(yù)測階段的關(guān)系的直接研究，我們提出假設(shè)，空間能力對SA知覺階段的影響最大，且可能遠大于其他認知能力，該假設(shè)可作為日后完善研究的方向。

注意：注意作為認知過程中的一部分，是個體對當(dāng)前刺激的意識和知覺，注意品質(zhì)由注意穩(wěn)定、注意廣度、注意分配、注意轉(zhuǎn)移四種特征構(gòu)成(Bundesen,1990)。研究者普遍認為飛行員注意分配能力對績效貢獻最大(Fracker,1989)。Carretta,Perry和Ree(1996)指出，飛行員注意分配能力是F-15飛行員SA的預(yù)測指標(biāo)之一，并且不同任務(wù)中飛行員注意分配的差異能夠?qū)A產(chǎn)生直接影響(Yu,Wang,Li,& Braithwaite,2014)。Endsley(1990)調(diào)查了飛行員的主觀評價，注意管理能力是五項影響因子之一，并且該研究還證明了注意分時能力對SA的重要性。注意相關(guān)能力不僅被用于預(yù)測飛行員SA，Gibson,OraSAnu,Villeda和Nygren(1997)在NASA航空安全報告系統(tǒng)對SA錯誤進行分析時發(fā)現(xiàn)，引發(fā)錯誤的原因之一則是注意分散。在應(yīng)用領(lǐng)域，任務(wù)難度越大越需要飛行員較高的注意分配效率和管理能力，所以研究者通過注意分配訓(xùn)練促進SA發(fā)展(Endsley & Bolstad,1994;Endsley,1989;Endsley & Robertson,2000)。其次，Endsley(1995)探討了SA與個人差異及環(huán)境因素間的關(guān)系，在這些因素中，注意和工作記憶被認為是限制操作者獲取和解釋環(huán)境信息的關(guān)鍵因素。尤其在感知環(huán)境信息及線索階段，飛行員需準(zhǔn)確快速地聚焦和收集當(dāng)前環(huán)境及飛機狀態(tài)信息。快速變化的動態(tài)環(huán)境、信息過載、決策復(fù)雜、同時進行的多任務(wù)都會迅速消耗飛行員的有限注意資源。由于現(xiàn)有研究未涉及注意與理解、預(yù)測階段的關(guān)系，我們通過記憶與注意的研究分析發(fā)現(xiàn)，工作記憶對注意存在引導(dǎo)作用(Hutchinson & Turk-Browne,2012)——在獲取信息時自上而下的加工過程。由此，我們認為注意對理解及預(yù)測階段直接影響可能較小，但注意和工作記憶的交互作用的影響及其機制卻非常有研究價值。

工作記憶：工作記憶作為一個有限容量的系統(tǒng)，可以用來儲存和保持當(dāng)前個體完成思維過程的信息(Baddeley,2003)。工作記憶不僅對飛行員SA的直接影響較大(Gonzalez & Wimisberg,2007;Endsley,1995;Endsley & Robertson,2000)，其與認知過程中其他能力的交互作用更值得關(guān)注(Sohn & Doane,2004)。短時及長時工作記憶是飛行員獲取SA極其依賴的能力，我們可能無法進行單一分析，它們往往在信息處理和決策過程中交互作用并相互促進。Carretta,Perry和Ree(1996)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)飛行經(jīng)驗相同時，語言工作記憶、空間工作記憶可有效預(yù)測F-15飛行員的SA。研究者認可工作記憶對SA的影響(Durso,Bleckley,& Dattel,2006)，但現(xiàn)在缺乏對工作記憶與經(jīng)驗間關(guān)系的實驗研究，經(jīng)驗調(diào)節(jié)效應(yīng)可能會改變工作記憶的影響方向和程度。例如，新手工作記憶對SA的影響顯著大于專家(Ericsson & Kintsch,1995;Ericsson & Staszewski,1989;Sohn & Doane,2004)，當(dāng)前任務(wù)占用認知資源越多(任務(wù)難度較大)，工作記憶的作用越突出，由于長時工作記憶能力多來源于專業(yè)經(jīng)驗，該效應(yīng)所涉及的調(diào)節(jié)作用必然有長時工作記憶參與。相關(guān)研究證實，SA的預(yù)測階段離不開工作記憶的支持，工作記憶提供當(dāng)前系統(tǒng)信息與長時記憶中的經(jīng)驗及心理模板進行比較，最終做出正確預(yù)測并行動(Doane,Sohn,& Jodlowski,2004;Sohn & Doane,2003,2004)。Jodlowski,Doane和Brou(2003)首次研究了飛行員的工作記憶容量、長時工作記憶與復(fù)雜任務(wù)績效的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)專家的長時工作記憶更優(yōu)且可預(yù)測其SA。這種專家-新手的差異主要來自長時工作記憶能力對工作記憶容量的補償，以此提升績效和SA。所以，工作記憶可有效預(yù)測專業(yè)水平較低的新手SA，而專家SA則需參考其長時工作記憶技能。這與技能獲取理論(Ackerman,1988)假設(shè)一致，即在專業(yè)學(xué)習(xí)的初始階段，一般認知能力比實踐技能的作用更大。

雖然以上研究較多關(guān)注工作記憶在SA理解和預(yù)測階段影響的作用機制，其對知覺階段的影響也不可忽視。工作記憶可引導(dǎo)飛行員的信息感知，優(yōu)化注意分配(Braune & Trollip,1982)。這種引導(dǎo)的重要性體現(xiàn)在復(fù)雜動態(tài)飛行環(huán)境及操作中，飛行員需長時間快速處理多任務(wù)，極易超過有限認知資源承受范圍，這使其必須對當(dāng)前無數(shù)信息進行選擇性聚焦，通過參考長時工作記憶中的優(yōu)先項和信息變化頻率對信息重要性進行快速排序(Wickens,1992)，以突破注意資源限制。飛行員通過工作記憶的引導(dǎo)優(yōu)化注意目標(biāo)，隨后與長時記憶或心理模板匹配，和短時工作記憶的即時信息進行交互，最終確定環(huán)境中的哪些元素將成為知覺階段需要的信息。同樣地，針對短時和長時工作記憶在深層次的作用機制，即如何影響SA水平的獲得和維持過程，仍缺乏深入研究。

心理模板：Lee,Seong和Hyun(2009)認為心理模板是長時記憶中對事物運作思維過程的解釋，一種在學(xué)習(xí)、培訓(xùn)及其他實踐任務(wù)中使操作者形成的有關(guān)專業(yè)知識與技能的心理認知模式。他們的研究還指出影響SA的關(guān)鍵因素之一是心理模板。例如，經(jīng)驗豐富的飛行員能夠?qū)⒂^測到的飛機分類為精確的模型(例如，F(xiàn)-18C或F-18D)。這種高度精細的分類(來自心理模型)為飛行員提供了飛機性能的詳細參數(shù)。新手則無法做到同級別的分類，當(dāng)刺激輸入相同時，他們所得到的信息量卻更少。這種分類能力對SA來說很重要，尤其在理解和預(yù)測階段，將不斷地進行心理模型提取、匹配，用于知覺階段對信息進行選擇和分類。Kaber和Endsley(2004)在自動化程度對SA影響研究中驗證了經(jīng)驗在自動化程度對SA影響中的調(diào)節(jié)作用。由于個體信息處理及工作記憶能力差異會影響其心理模板的發(fā)展，最終將這種作用體現(xiàn)在對自動化水平的承受能力上。前文提到長時記憶對SA的影響過程，均不可避免有心理模板參與。由此可見，心理模板與長時記憶對SA的影響機制相似，可能多是通過各認知能力或認知過程起調(diào)節(jié)作用。

2.2.2.2 個性

Endsley(1994)在早期對SA影響因素的綜合分析中提出飛行員的個性特征對SA存在影響，隨后研究者認為神經(jīng)質(zhì)的低分、外向性和知覺性高分可預(yù)測較高的SA(Saus,Johnsen,Helge,Eid,& Thayer,2012)。而我們認為個性對飛行員SA影響的必然性來自以下兩方面：一是飛行員個性特征對其飛行績效影響的間接推測。例如，飛行員沖動水平與飛行績效的相關(guān)性(Causse,Dehais,Frédéric & Pastor,2011)及其盡責(zé)性是飛行績效的決定性因素(Siem & Murray,1994)。二是個性對個體認知能力的直接、間接影響。研究表明個性特征對其知覺能力、認知風(fēng)格、決策等存在不同程度的影響，結(jié)合前文中各認知能力對飛行員SA的影響，我們認為SA三等級均受到個性的間接影響，而飛行員SA的該方向研究的缺失，不僅是現(xiàn)有研究不足之處，也是進一步研究的方向。

2.2.3 情緒

一般情緒因素包含范圍較廣，本研究討論主要是以飛行員自身的情緒知覺和情緒狀態(tài)為主。雖有研究提出情緒影響SA的假設(shè)(Catherwood et al.,2014)，但對二者的相關(guān)實驗研究并沒有跟進。由于情緒與思維、決策、行為間的緊密聯(lián)結(jié)和直接影響，我們推測情緒對SA的影響不可忽視。情緒不僅反映、影響、偏離認知，還控制認知過程的選擇。首先，Clore和Schwarz(1981)的“情緒信息等價說”(Feeling as information)認為情緒作為一種信息線索可直接影響判斷，其次，Loewenstein和Lerner(2003)的情緒模型表明，不同于預(yù)期情緒受到認知評估的影響，即時情緒(即當(dāng)下的內(nèi)臟反應(yīng))可直接影響決策行為和認知評估，間接證明情緒可直接影響SA理解和預(yù)測階段。Lerner和Keltner(2000)認為人們有選擇地提取與加工和當(dāng)前情緒一致的信息。例如，愉悅情緒下的個體更易記起愉悅經(jīng)歷，對事物做出樂觀判斷(Raghunathan & Pham,1999)；消極情緒下的個體傾向于受到傷心回憶的干擾，做出悲觀的判斷和選擇(Johnson & Tversky,1983)。由此，我們不能否認飛行員當(dāng)前的情緒狀態(tài)會對其知覺任務(wù)信息產(chǎn)生一定程度的影響。另有研究發(fā)現(xiàn)，愉悅情緒程度越高，在較高程度的認知負荷下也能擁有較好的任務(wù)績效(Zhang,Leng,& Lu,2017)，以上研究提示我們，SA的形成和維持的過程均可能受飛行員的情緒影響，使他們形成不準(zhǔn)確的SA。

2.2.4 多任務(wù)管理及優(yōu)化

研究者認為多任務(wù)管理對SA的獲取至關(guān)重要(Endsley,1995;Wickens et.al.,2008)。任務(wù)管理和優(yōu)化，通過刺激線索加工和對注意自上而下的引導(dǎo)結(jié)合，間接影響了SA知覺階段，決定飛行員獲取視覺信息的速度和時間。其次，它還直接作用于理解和預(yù)測階段，對于飛行員而言，如何協(xié)調(diào)多任務(wù)間的認知資源分配及優(yōu)化是很大的考驗。飛行員在時間分配能力和任務(wù)管理策略訓(xùn)練(Endsley & Robertson,2000)及對其任務(wù)管理和策略的優(yōu)化后(Dattel,Durso,& Bédard,2009;Soliman & Mathnan,2009)，均得到了SA的提高。相關(guān)訓(xùn)練中最全面的是Bolstad和Endsley(2003)提出的注意分時訓(xùn)練，后經(jīng)改編升級在美國航空業(yè)訓(xùn)練系統(tǒng)使用至今。雖然對該因素影響的研究較少，但在航空訓(xùn)練應(yīng)用研究中，對任務(wù)管理和優(yōu)化是眾多研究者選擇的提升點，也從側(cè)面證明了該因素對SA的影響程度及其訓(xùn)練潛力。

3 研究不足與展望

綜上，飛行員SA對任務(wù)執(zhí)行及航空安全起核心作用，但從已梳理研究來看，其影響因素及機制研究仍存在較多不足。第一，研究方法方面，往往僅針對單個認知因素的影響分別探討。而SA是獲取信息及加工處理的動態(tài)過程，以三級結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，該結(jié)構(gòu)同時涉及多個認知能力在其加工過程中的單個及協(xié)同作用，現(xiàn)有研究則沒有綜合對各個能力間交互作用進行研究。第二，影響因素的選取上，對關(guān)鍵因素的研究不夠集中和深入。已有研究均以一般認知能力入手(例如，注意、記憶等)，對SA的影響進行了初步分析，但對后續(xù)建立SA影響因素的體系則還存在很多不足。我們無法判斷各認知因素對SA的影響程度如何，使其相關(guān)研究不具有針對性?？偟膩碚f，SA影響因素的現(xiàn)有研究覆蓋面較窄，更新不足，較多以舊有模式為主，該領(lǐng)域的拓寬和發(fā)展具有局限性，并且對其他專業(yè)領(lǐng)域中已出現(xiàn)較多專業(yè)操作者SA的研究則借鑒不足。

由此，未來應(yīng)進一步加強多個相關(guān)因素的綜合研究，并結(jié)合各專業(yè)領(lǐng)域SA的影響重要性評定，進一步加深影響因素的作用機制研究。首先，SA作為各個能力協(xié)同工作及多信息加工處理的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，在形成和維持過程中，必然同時受多種認知能力的單向及交互的影響。例如，基礎(chǔ)研究中已證實的記憶與注意的交互作用之外(Hutchinson & Turk-Browne,2012)，還可能存在影響的情緒與記憶或注意間的交互作用，這都是進一步深入研究SA影響機制的著手點。如今航空安全的嚴(yán)峻形勢，飛行員壓力、情緒對認知能力的影響及對SA的作用均有較大研究潛力，對提升航空安全也具有應(yīng)用價值。其次，對于研究因素的選擇，結(jié)合文獻及飛行員主觀評定對飛行員SA影響因素的重要性評定，不僅可完善SA影響因素的概念模型，深入了解其作用機制，還能提取可塑性較高或用于訓(xùn)練研究的權(quán)重較大的因素。以影響因素研究為基礎(chǔ)，推進基礎(chǔ)理論及后續(xù)訓(xùn)練開發(fā)的縱向研究。另一方面，可結(jié)合航空特性，借鑒相關(guān)領(lǐng)域及更貼合智能化和自動化技術(shù)發(fā)展的新方向，從根本上拓寬SA的綜合性研究領(lǐng)域。參考類似快速且動態(tài)的環(huán)境中，眾多領(lǐng)域引入SA理論進行相關(guān)研究，例如，SA訓(xùn)練已經(jīng)在空中管制員的選拔和訓(xùn)練研究初步應(yīng)用(Jing，Liu,Liu,& Zhang,2016)；汽車駕駛領(lǐng)域中，結(jié)合了各種場景任務(wù)及模擬特情探查操作者SA(Underwood,Ngai,& Underwood,2013)。參考兩者，參考空中管制員的訓(xùn)練系統(tǒng)，可進一步將SA研究導(dǎo)向到飛行員選拔和訓(xùn)練，提升訓(xùn)練效率及降低成本；對于如今航空安全的嚴(yán)峻形勢，構(gòu)建模擬航空事故中的特情場景，以此探查飛行員在極限條件下SA的變化，為航空安全及事故干預(yù)機制提供參考。最后，無論是團隊SA的共享研究，還是系統(tǒng)開發(fā)對SA的實時測量的結(jié)合，單一維度的研究已取得一定成果。但在加深單一研究的同時，更應(yīng)重視人機結(jié)合的交叉領(lǐng)域。尤其，在人機交互過程中，優(yōu)越的系統(tǒng)設(shè)計可以促進操作者的SA，而較差的設(shè)計則會消耗操作者的認知資源，導(dǎo)致其SA水平下降。因此，在操作系統(tǒng)開發(fā)中應(yīng)結(jié)合SA研究，引入對操作者SA的測量與評定，最大化地保證個體在任務(wù)環(huán)境中從輔助和自動系統(tǒng)收益大于負荷。