腦力負(fù)荷課件

1、人機(jī)工程學(xué)航空學(xué)院 欒義春 2012年10月28日篇章總匯總論 第1章 人機(jī)工程學(xué)概論應(yīng)用篇第5章 人機(jī)系統(tǒng)第6章 工作研究（肌肉骨骼失調(diào)及預(yù)防）第7章 作業(yè)空間設(shè)計(jì) 第8章 人與環(huán)境的界面設(shè)計(jì)基礎(chǔ)篇 第2章 人體生理特征第3章 人體測量與數(shù)據(jù)應(yīng)用 第4章 人的心理認(rèn)知特征擴(kuò)展篇第9章 人因安全第10章 可用性第11章 腦力負(fù)荷11.1 腦力負(fù)荷概述11.2 腦力負(fù)荷的測量方法11.3 腦力負(fù)荷的預(yù)測方法11.4 腦力工作效率提升目前對腦力負(fù)荷的定義沒用嚴(yán)格統(tǒng)一的描述，以下幾種是比較有代表性的模式： 腦力負(fù)荷是人在工作時的信息處理速度。 腦力負(fù)荷是工作者用于執(zhí)行特定任務(wù)時使用的那部分信息處理能

2、力。 腦力負(fù)荷不僅與任務(wù)有關(guān)，也與個體有關(guān)。 腦力負(fù)荷是為人們?yōu)闈M足客觀和主觀的業(yè)績標(biāo)準(zhǔn)而付出的注意力大小，它與任務(wù)需求、社會支持和個體的經(jīng)歷有關(guān)。 腦力負(fù)荷是衡量人的信息處理系統(tǒng)工作時被使用情況的一個指標(biāo)，并與人的閑置未用的信息處理能力成反比。腦力負(fù)荷與工作績效的關(guān)系“三階段”模式“倒U型”模式11.2 腦力負(fù)荷的測量方法工作測量法 主任務(wù)測量法 副任務(wù)測量法 生理測量法 心電活動測量法 眼電活動測量法 腦活動測量法 磁共振成像技術(shù) 主觀測量法 庫柏一哈柏量表、主觀負(fù)荷評估法等 生理測量法通過測量操作者的某些生理指標(biāo)的變化來反映其腦力負(fù)荷水平的改變。 優(yōu)點(diǎn)是客觀性和實(shí)時性，并且不影響工作任務(wù)

3、執(zhí)行的情況下進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測。 常用的生理測量法有三類：心電活動相關(guān)指標(biāo)、眼活動相關(guān)指標(biāo)以及腦活動相關(guān)指標(biāo)。眼電活動測量法 研究腦力負(fù)荷和眼電活動的關(guān)系時，一般通過眼動儀等儀器記錄眼電圖信號，然后通過電腦將信號放大，分析不同腦力負(fù)荷下眨眼信號的變化。眨眼是人的一種正常的保護(hù)性生理反應(yīng)，人們在自然情況下也可發(fā)生眨眼現(xiàn)象。但眨眼率可隨所執(zhí)行的任務(wù)而發(fā)生變化，提高任務(wù)要求可使眨眼率降低。 有研究表明隨工作任務(wù)難度的增加，相鄰兩次眨眼間隔時間延長，眨眼率會下降。生理測量法磁共振成像技術(shù) （MRI）MRI在腦力負(fù)荷的研究中有著廣泛的應(yīng)用前景。 各種認(rèn)知活動在功能上都有高靈敏度的顯示成像工作方式，我們可以檢

4、測到作業(yè)前后信號強(qiáng)度變化的大小和速度，通過“差圖法”或“信號強(qiáng)度時間”關(guān)系曲線，可以直觀描述信號強(qiáng)度的變化規(guī)律，分析認(rèn)知作業(yè)的種類和腦力負(fù)荷。主觀測量法是最簡單也是最流行的腦力負(fù)荷評定方法。 理論基礎(chǔ)是操作者腦力資源的占用與個人的努力程度是相關(guān)的，并且這種努力程度能夠由操作者準(zhǔn)確表達(dá)出來。 操作簡單，使用方便，容易為操作人員所接受，對任務(wù)也沒什么干擾；使用統(tǒng)一的維度進(jìn)行評定，可以對不同任務(wù)的負(fù)荷結(jié)果進(jìn)行比較，它不僅能區(qū)分超負(fù)荷與非超負(fù)荷，且對中、低負(fù)荷的變化也較敏感。 主要分為多因素評價法和單因素評價法兩類。主觀測量法CH量表由Cooper和Harper在1969年提出的用于評價飛機(jī)駕駛難易程

5、度的一種圖表式主觀方法。該方法把飛機(jī)駕駛的難易程度分為10個等級，飛行員在駕駛飛機(jī)后，根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和感覺，對照各種困難程度的定義，作出對該種飛機(jī)的評價。主觀測量法-SWAT量表 SWAT量表是由美國空軍某基地航空醫(yī)學(xué)研究所開發(fā)的一個多維腦力負(fù)荷評價量表。 該量表由三個維度組成，即時間負(fù)荷、努力負(fù)荷和心理緊張負(fù)荷。 時間負(fù)荷反映了人們執(zhí)行任務(wù)過程中可用的空閑時間的多少； 努力負(fù)荷反映了執(zhí)行任務(wù)需要付出多大的努力； 心理緊張負(fù)荷測量的是執(zhí)行任務(wù)過程中產(chǎn)生的焦慮、不稱心等心理狀態(tài)表現(xiàn)的程度。 采用SWAT量表進(jìn)行腦力負(fù)荷評價分兩個步驟 量表開發(fā)階段 評分階段 主觀測量法NASA-TLX(美國國家航

6、空航天局任務(wù)負(fù)荷指數(shù))由美國航空航天局開發(fā)的一個多維腦力負(fù)荷評價量表。量表由六個維度組成條目名稱兩端表示條目說明腦力需求低/高指完成工作過程中需付出多大的腦力活動（如思考、下決定、計(jì)算、記憶、觀察、搜查等）？該工作從腦力方面對你而言是容易還是困難？是簡單還是復(fù)雜？要求嚴(yán)格還是不嚴(yán)格？體力需求低/高指完成工作過程需付出多大的體力（如推、拉、轉(zhuǎn)身、動作控制、進(jìn)行活動的程度等）？該任務(wù)從體力方面對你而言是容易還是困難？是緩慢還是快速？肌肉感到松弛還是緊張？動作輕松還是費(fèi)力？時間需求慢/快指工作運(yùn)行速率或節(jié)奏，其節(jié)奏是緩慢并使人感到從容不迫，還是快速而令人感到慌亂呢？努力程度小/大指完成您的工作需付出

7、的努力是小還是大呢？（腦力及體力）業(yè)績水平好/差指對完成任務(wù)取得的成績怎么樣？對取得的成績，您的滿意程度有多大？受挫程度小/大指在工作中，你感到沮喪感、煩惱程度是小還是大？主觀度量量表由Tsang和Velazquez基于腦力多資源模型，提出的主觀度量量表（workload profile, WP）,包含四個腦力工作的階段，每個階段占用兩種腦力資源。任務(wù)階段占用腦力資源得分（01）總得分負(fù)荷維度信息處理概念/中樞處理響應(yīng)編碼處理空間編碼語言編碼輸入視覺接收聽覺接收輸出操作輸出語言輸出11.3腦力負(fù)荷的預(yù)測方法Siegel和Wolf的時間壓力模型 波音公司的腦力負(fù)荷預(yù)測方法 Aldrich的腦力負(fù)

8、荷預(yù)測方法 時間壓力模型最基本的假定是人對還剩有多少時間可以用來完成任務(wù)的判斷。這個判斷的結(jié)果就是時間壓力。時間壓力影響到操作人員的操作速度。模型的主要目的是預(yù)測人能否完成他被賦予的在系統(tǒng)中的使命。Siegel和Wolf認(rèn)為時間壓力可以被定量的描述。他們把時間壓力定義為完成任務(wù)所需要的時間與給定的完成任務(wù)之比即： TP=TD/TA 其中：TP是時間壓力，TD是完成任務(wù)需要的時間，TA是給出的完成任務(wù)的時間）波音公司的腦力負(fù)荷預(yù)測方法 從波音737開始，飛機(jī)上開始用電子計(jì)算機(jī)顯示和控制系統(tǒng)，波音公司提出了用時間研究的方法分析人的業(yè)績的可能性問題。 Stern等人把這種方法擴(kuò)展到用操作人員的能力和剩余的能力，來估算人的負(fù)荷比例。Smith提出用時間占有率作為負(fù)荷比例。時間占有率是完成任務(wù)所需要的時間與給出的完成任務(wù)時間之比。11.4 腦力工作效率提升腦力工作者的特征 工作具有很強(qiáng)的知識性，要求腦力工作者必須有一定的專業(yè)知識儲備和技能訓(xùn)練，而且知識要不斷進(jìn)行更新； 工作過程中人與信息系統(tǒng)需要持續(xù)不斷地交互以便對信息進(jìn)行處理、整合； 需要運(yùn)用隱性和顯性知識頻繁進(jìn)行判斷、推理、決策、計(jì)劃和協(xié)調(diào)過程具有