准实时应用中的心理负荷及其测量

### 准实时应用中的心理负荷及其测量 在准实时应用场景里，心理负荷的测量和量化是至关重要的研究领域。下面将详细介绍相关的实验方法和几种正式模型。 #### 实验方法与DFHM指数 在一项实验中，采用了商业的25个有源电极系统（g.tec.Ladybird），其采样率为500 Hz，带通为0.5 - 50 Hz。通过真实世界模拟实验获得的数据，结合不同的主观和客观参考测量，发现客观的双频头图（DFHM）指数与控制器在交通负荷变化下主观体验的自我评级ISA - WL测量存在显著相关性。为了测试DFHM指数的心理负荷（WL）敏感性，根据参与者主观自我报告测量的逻辑ISA特征正式推导的个体线性化WL敏感性参数，将参与者分为低WL敏感性和高WL敏感性两组。 #### 正式模型 为了量化准实时应用中的客观任务负荷和主观工作量测量，主要使用了以下三种正式模型： ##### 1. 时间压力和信息处理（TP/IP）用于客观工作量 - **网络扇区容量（CAPAN）** - Eurocontrol的网络管理部门负责上层空域扇区的配置，采用CAPAN方法进行扇区容量评估，该方法基于快速时间模拟。 - 其核心是根据快速时间模拟预测空中交通管制员（ATCO）的工作时间，以此计算理论扇区容量。在该模型中，区分了五个工作量级别，并且规定每小时预测的工作时间不应超过42分钟（TR = 所需时间），这约占可用时间（TA）的70%，以确保ATCO有30%的时间处理与离散事件（航班）无关的任务。若预测工作时间超过42分钟，则被视为过载情况，需要避免。 - 具体而言，该方法通过对扇区内空中交通的快速时间模拟来预测ATCO的任务，并汇总完成所有基本任务所需的时间。工作量模型基于ATC任务模型，不同ATCO基本任务的平均百分比份额和平均所需时间如下表所示： | ATCO任务 | 平均百分比份额 | 标准差 | 平均所需时间[min]/h | | ---- | ---- | ---- | ---- | | 飞行数据管理 | 7.9 | 1.2 | 4.7 | | 冲突搜索 | 23.4 | 2.6 | 14.1 | | 协调 | 4.1 | 1.6 | 2.5 | | 无线电通信（RC） | 40.0 | 4.3 | 24.0 | | 雷达 | 24.3 | 8.5 | 14.6 | - **信息处理/时间压力（IP/TP）理论** - 时间压力（TP）定义为决策所需时间（TR）与可用时间（TA）的比值，即TP = TR/TA。Hendy等人在信息处理假设的框架内对TP进行了形式化，发现随着TP的增加，错误率呈指数增长（IP/TP假设）。 - 他们通过模拟航路管制员工作场所进行了TP模型的验证实验，并开发了一个反馈模型来解释实验结果。该反馈模型描述了为了使TR低于TA而调整工作策略以减少任务负荷的过程，其原理可用以下mermaid流程图表示： ```mermaid graph LR A[高时间压力] --> B[调整工作策略] B --> C[减少任务负荷] C --> D[时间压力降低] D --> A{是否仍高压力} A --> |否| E[稳定时间压力] ``` - 在RTO验证实验中，使用修改后的TP模型分析了控制区内飞行机动期间的观测错误率。对于两个替代决策实验（飞行机动是/否）的错误概率，通过逻辑TP函数进行建模： \[p = 0.5 \left(1 + \exp \left(- \frac{TP - \mu}{\beta} \right) \right)^{-1}\] - 当TP = 1时，进行正确决策所需的大部分可用信息不再被处理；当TP > 1时，错误概率p渐近接近0.5，即随机决策。这些结果与