题目：飞行员视觉注意力分配建模与实验研究

在现代航空系统中，飞机座舱显示界面承担着与飞行员之间进行人机交互的重要职责，其设计的优劣将直接影响飞行员对于关键飞行信息的获取效率，进而关系到飞行绩效与飞行安全。然而，当面对复杂的仪表界面和繁多的飞行信息时，飞行员应如何将有限的注意资源进行分配，从而保证信息获取的正确性与及时性，是航空工效学领域一直以来所关注的焦点问题。本研究以飞机座舱显示界面的优化设计为研究对象和应用背景，从飞行员的认知特性出发，通过建立数学模型的方法对飞行员视觉注意力分配行为进行量化和预测，并且开展一系列工效学仿真实验，结合生理测量和绩效测量的方法对注意力分配行为深入研究，以期对界面优化设计与工效学评估提供一定的理论基础和实验依据。论文的主要工作包括以下四个部分：

飞行员视觉注意力分配影响因素研究

为研究和预测飞行员视觉注意力分配行为，提取并归纳了多个影响注意力分配机制的因素（扫视习惯，信息突显性，信息加工努力，信息价值等）。并针对其中的一些影响因素开展基于视觉搜索任务的静态工效学实验，以验证因素与注意力分配行为之间的显著关联。

多因素条件下注意力分配研究

       基于前述的影响因素研究，建立多因素条件下飞行员视觉注意力分配的数学模型。多因素模型综合考虑了认知过程中的模糊性和随意性，并且根据决策理论中的相关概念以及航空背景，对模型因素的量化给出了具体的依据，在一定程度上优化并解决了现有模型所存在的局限性。通过开展基于仪表监视任务的静态工效学实验，对模型在较为理想条件下的可用性进行验证。

基于空间映射的注意力分配研究

为进一步拓展和优化飞行员视觉注意分配预测模型，并且考虑到脑力负荷对注意资源分配的影响，在前述的多因素模型基础之上，引入空间映射的概念对注意力分配行为进行数学建模，并且通过开展基于异常姿态恢复任务的动态工效学仿真实验讨论模型在不同脑力负荷水平下的可用性。并且，实验设计中考虑到被试的个体差异，讨论了普通被试与有飞行经验被试之间的差别对于实验结果的影响。

疲劳状态下注意力分配研究

为研究脑力负荷随时间累积而产生的疲劳效应对于注意力分配行为的影响，在引入多任务情境下对空间映射模型进一步优化。为验证所提出模型在疲劳状态下的边界条件，开展基于双任务作业的动态工效学实验，结合眼动追踪数据对注意力分配模型的预测结果进行验证。从而，为研究脑力负荷和飞行疲劳对飞行员视觉注意力分配行为的影响提供了实验依据，同时也扩展了注意力分配模型的适用条件。

本论文从飞行员认知特性的角度，结合工效学实验方法对视觉注意力分配行为进行研究，其内容涉及航空工效学，认知心理学，应用数学等多学科融合交叉，研究成果可为我国新一代飞机座舱人机显示界面的优化设计提供一定的理论基础与技术支撑。