基于信息加工模型的民航飛行員決策偏差影響因素分析

王燕青++李苗

文章編號(hào)：2095-6835（2017）04-0099-04

摘 要：針對(duì)民用飛行員在飛行實(shí)施過程中各階段產(chǎn)生的決策偏差，基于飛行員的信息加工模型，深入剖析決策偏差的類型，從人、機(jī)、環(huán)和管理的角度，梳理造成飛行人員決策偏差的直接、間接因素。采取設(shè)計(jì)調(diào)查問卷的形式獲取數(shù)據(jù)，進(jìn)行信度和效度檢驗(yàn)，以驗(yàn)證因素的合理性，并利用結(jié)構(gòu)方程模型（SEM）深入分析對(duì)這些因素，選取國內(nèi)多家航空公司飛行人員為調(diào)查對(duì)象，運(yùn)用構(gòu)建的結(jié)構(gòu)方程模型定量化分析飛行決策偏差影響因素，根據(jù)分析結(jié)果提出相應(yīng)的改進(jìn)建議和措施，以便飛行員能夠及時(shí)采取防范或減緩措施，保證空中飛行安全。

關(guān)鍵詞：民航飛行員；信息加工模型；決策偏差；結(jié)構(gòu)方程模型（SEM）

中圖分類號(hào)：V328.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.04.099

在飛機(jī)安全運(yùn)行的過程中，飛行人員占重要地位。隨著科技的發(fā)展，機(jī)械故障引發(fā)的事故正逐漸減少，人為因素引發(fā)的事故卻逐漸增多，占航空事故的2/3.Jensen等人發(fā)現(xiàn)，在1970—1974年間的美國通航事故中，52%的事故與人的決策差錯(cuò)有關(guān)。澳大利亞航空事故報(bào)告表明，在1993—2002年的10年間，由于飛行員決策偏差而導(dǎo)致的航空事故約占42.9%.由此可見，決策偏差是威脅航空安全的重要因素之一。目前，我國對(duì)決策的研究大多數(shù)集中于市場經(jīng)濟(jì)、企業(yè)管理研究、醫(yī)療等領(lǐng)域，對(duì)決策的實(shí)驗(yàn)研究也多數(shù)存在于公共決策、大學(xué)生領(lǐng)域，對(duì)民航飛行員如何做出正確決策的研究開展得相對(duì)比較少。隨著航班量的日益增多，航空安全也越來越重要。2016-10，東航A320機(jī)長何超駕駛MU5643航班時(shí)，果斷處置，正確決策，成功避免兩機(jī)相撞，挽救了2架飛機(jī)上幾百位旅客的生命。因此，開展與飛行員有關(guān)的決策研究勢(shì)在必行。

在飛行過程中，收集、處理各種信息，分析判斷，作出正確決策，是飛行員必備的素質(zhì)和能力。但是，飛行員的行為決策并非完全是理性的，它會(huì)受到各種各樣直接和間接因素的影響，導(dǎo)致行為決策出現(xiàn)偏差。即使是飛行經(jīng)驗(yàn)豐富、訓(xùn)練有素的老飛行員，在某些情況下，也會(huì)產(chǎn)生決策偏差，造成失誤。針對(duì)這個(gè)問題，國內(nèi)外學(xué)者也對(duì)決策偏差和飛行員存在的決策偏差進(jìn)行了深入分析。

溫廼等闡述了決策的有限理性和決策偏差的產(chǎn)生，并深入討論發(fā)生決策偏差的心理機(jī)制。王軍則研究了決策背后的心理過程的性質(zhì)，關(guān)注如何根據(jù)動(dòng)機(jī)、認(rèn)知過程和心理表征作出決策，尤其注重利用認(rèn)知心理學(xué)的研究成果來分析決策的基本過程。史曉靜和羅渝川通過對(duì)目前常用的規(guī)范性決策模型和描述性決策模型的研究，深入分析了飛行員作出決策的認(rèn)知過程。梁文娟和孫瑞山從飛行認(rèn)知能力入手，對(duì)某航空公司的37名飛行員進(jìn)行了飛行綜合素質(zhì)測試，分析年齡、職位、飛行時(shí)間和疲勞等因素對(duì)某航空公司飛行員飛行認(rèn)知能力的影響。H.A.Simon最早提出的“有限理性說”說明了人們?cè)跊Q策過程中會(huì)受到很多因素的干擾，無法準(zhǔn)確判斷事物，同時(shí)，也會(huì)受到自身反省感受的影響，使得理性決策偏離預(yù)期方向，而且其中會(huì)摻雜更多的情感因素。Kahneman通過分析人們?cè)跊Q策時(shí)偏離理性行為的原因和性質(zhì)，指出了這種非理性的決策是可以預(yù)料和控制的。王燕青等建立了管制員信息加工模型，分析了管制員在信息獲取、信息處理和信息輸出3個(gè)階段中可能產(chǎn)生的認(rèn)知偏差類型。杜紅兵等在信息加工模型的基礎(chǔ)上增加了外部和內(nèi)部差錯(cuò)影響因素，同時(shí)，增加了情景意識(shí)，體現(xiàn)了飛行員的認(rèn)知行為過程和影響認(rèn)知差錯(cuò)的因素。

綜上所述，國內(nèi)外專家學(xué)者對(duì)人類決策偏差進(jìn)行了大量的研究，并在很早就提出人在信息接收、信息處理、信息輸出3個(gè)階段會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的偏差，進(jìn)而出現(xiàn)決策錯(cuò)誤。但是，這些研究多側(cè)重于個(gè)別因素的研究或定性研究，缺少對(duì)飛行員決策偏差的定量研究。針對(duì)飛行人員的具體情況及飛行運(yùn)行不同情況和階段的細(xì)致研究還不夠充分和深入，沒有形成嚴(yán)謹(jǐn)、完整的研究體系，所以，開展與飛行員有關(guān)的決策研究是十分必要的。本文提出的基于飛行員信息加工模型可深入地認(rèn)識(shí)飛行員的決策偏差，通過設(shè)計(jì)的問卷獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行信度和效度檢驗(yàn)，以驗(yàn)證指標(biāo)的合理性，保證影響決策偏差的直接、間接因素分析的一致性和準(zhǔn)確性。另外，采用結(jié)構(gòu)方程模型對(duì)飛行員的諸多決策偏差影響因素進(jìn)行定量分析和檢驗(yàn)，有助于科學(xué)制訂減少飛行員決策偏差的措施，以確保航空器的運(yùn)行安全。

1 飛行過程中的信息加工模型

Wickens提出的信息加工模型是在其他理論研究的基礎(chǔ)上，在信息加工模型中增加注意功能，更為準(zhǔn)確地表述了外界信息與人類各項(xiàng)心理活動(dòng)和行動(dòng)過程間的密切關(guān)系。閆少華根據(jù)管制員差錯(cuò)分析的要求，在Wickens的人類信息加工模型的基礎(chǔ)上加入注意功能、情景意識(shí)、內(nèi)部和外部操作成形因素，建立了管制員信息處理模型。羅曉利根據(jù)管制員的任務(wù)特點(diǎn)，以認(rèn)知心理學(xué)為基礎(chǔ)，融合不同人誤分析模型的優(yōu)勢(shì)成分，構(gòu)建了基于信息加工的管制人誤分類分析系統(tǒng)模型，深入探究了管制員人誤的原因。

本文結(jié)合飛行員的心理狀態(tài)和生理狀態(tài)，依據(jù)飛行特點(diǎn)，借鑒Wickens信息加工理論和杜紅兵的飛行員信息加工模型，筆者建立了飛行員飛行過程中的信息加工模型，如圖1所示。

在原有模型的基礎(chǔ)上，增添了飛行員的情景意識(shí)、注意力分配、飛行訓(xùn)練和個(gè)人特質(zhì)之間的相互關(guān)系。該模型更直觀地反映出在飛行動(dòng)態(tài)變化環(huán)境中，飛行員如何正確感知信息、分析信息，為飛行任務(wù)的順利完成作出正確決策。

2 決策偏差影響因素分析

在飛行過程中，飛行員不但要隨時(shí)感知、獲取、判斷和處理飛行儀表界面顯示的信息，還要接受空中交通管制員、地面人員傳達(dá)的信息。這些信息會(huì)幫助飛行員瞬間作出決策，從而采取相應(yīng)的措施。人的認(rèn)知與判斷決策過程是建立在一定條件和目標(biāo)的基礎(chǔ)上完成的，但是，受人類信息加工處理能力的限制，在決策過程中，不得不簡化信息的處理加工過程。在此過程中，受客觀環(huán)境、個(gè)人因素（其性格、知識(shí)水平、認(rèn)知能力、文化背景等）的影響，作出非理性的判斷和決策就會(huì)使決策產(chǎn)生一定偏差。

2.1 飛行員決策偏差影響因素的確定

本文參考大量相關(guān)文獻(xiàn)，咨詢專家，梳理飛行員的決策，得出決策偏差出現(xiàn)的因素，并基于飛行員飛行階段信息加工模型，將其劃分為信息獲取偏差、信息處理偏差和信息輸出偏差。同時(shí)，借鑒有關(guān)的飛行規(guī)定，從人、機(jī)、環(huán)和管理4個(gè)角度全面分析導(dǎo)致飛行員決策出現(xiàn)偏差的原因。

2.1.1 信息獲取偏差

信息獲取偏差是指，在外界飛行環(huán)境的刺激下，飛行員的感知登記出現(xiàn)偏差。出現(xiàn)信息獲取偏差的直接影響因素是環(huán)境因素、人機(jī)界面和個(gè)人因素。

環(huán)境因素的間接影響因素主要包括能見度、溫度和噪聲。能見度主要會(huì)影響飛行員獲取外界視覺信息有限性；而溫度變化會(huì)對(duì)飛行員的身體和心理產(chǎn)生影響；飛行員在嘈雜的駕駛艙環(huán)境中，有時(shí)無法與機(jī)組成員、塔臺(tái)保持正常的溝通，以至無法獲取清晰的指令。人機(jī)界面的間接影響因素是指駕駛艙顯示界面。不科學(xué)地顯示界面可能會(huì)降低飛行員獲取信息的靈敏性，容易造成信息遺漏。個(gè)人因素的間接影響因素包括飛行員疲勞、健康狀況、情緒和注意力分配等。飛行員從生理感受到信息源的刺激后，在大腦真正提取到實(shí)際信息之前，需要對(duì)信息進(jìn)行預(yù)加工，使其成為自己的知覺。當(dāng)飛行員處于疲勞、亞健康狀態(tài)或者受到藥物的影響時(shí)，不僅其生理感覺器官效能會(huì)降低，其大腦的思考能力也會(huì)受到嚴(yán)重的影響，導(dǎo)致無法獲取所需的信息。情緒、注意力分配和長期的安全意識(shí)都會(huì)影響飛行員對(duì)信息的獲取能力。

2.1.2 信息處理偏差

信息處理偏差是指飛行員在獲取信息后，通過知覺加工處理信息時(shí)出現(xiàn)偏差。信息處理偏差的直接影響因素是組織管理和個(gè)人因素。

組織管理的間接因素包括教育培訓(xùn)、安全文化、排班制度和近期事件管理等。教育培訓(xùn)是用來衡量航空公司對(duì)飛行員的教育培訓(xùn)。教育培訓(xùn)的適用性不僅會(huì)影響飛行員選擇決策方案的效率，還會(huì)導(dǎo)致決策方案選擇錯(cuò)誤。排班制度是指機(jī)組人員配備的合理性、協(xié)調(diào)性，是否綜合考慮飛行員的技術(shù)、出勤時(shí)間和性格等因素，遵循搭配互補(bǔ)的配備原則。安全文化是指航空公司對(duì)飛行安全的重視程度。公司安全文化會(huì)在一定程度上影響飛行員的責(zé)任心、積極性和決策選擇。由于人都有趨利避害的心理，所以，飛行員面對(duì)不同的任務(wù)后果，通常會(huì)選擇后果較輕的執(zhí)行方式。也正因如此，往往會(huì)導(dǎo)致飛行員的選擇、決策或動(dòng)作不全面。近期事件管理對(duì)于同類事件，不同組織管理下的人，會(huì)有不同的解決傾向——一個(gè)好的組織氛圍應(yīng)該鼓勵(lì)飛行員作出安全、高效的決策，但也不能過多的約束決策后果，以免飛行員喪失其主觀能動(dòng)性。個(gè)人因素的間接因素包括飛行知識(shí)、自信心、信息記憶、決策風(fēng)格、溝通協(xié)調(diào)、風(fēng)險(xiǎn)偏好、情景意識(shí)和任務(wù)熟練度等。飛行員對(duì)飛機(jī)設(shè)備、空域、任務(wù)、氣象等的靜態(tài)知識(shí)，以及在飛行任務(wù)中對(duì)整個(gè)任務(wù)動(dòng)態(tài)的情景意識(shí)，以及決策中的注意分配等，都會(huì)影響其在決策中對(duì)最優(yōu)或可行解的解析，進(jìn)而影響最終的決策。

2.1.3 信息輸出偏差

信息輸出偏差是指，飛行員經(jīng)過信息處理加工后形成自己對(duì)信息的一種特有認(rèn)識(shí)和判斷后，在執(zhí)行時(shí)出現(xiàn)的偏差。對(duì)于信息輸出偏差，直接影響因素是人機(jī)界面和個(gè)人因素。

對(duì)于人機(jī)界面，間接影響因素是操作設(shè)備設(shè)計(jì)。某些開關(guān)不當(dāng)設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致飛行員誤觸，影響飛行員對(duì)當(dāng)前任務(wù)的執(zhí)行決策。對(duì)于個(gè)人因素，間接影響因素是溝通協(xié)調(diào)、性格特性、操作習(xí)性和操作技能。飛行員需要具備良好的溝通協(xié)調(diào)能力，機(jī)組中個(gè)人的決策能否正確傳達(dá)到其他機(jī)組成員或管制員、簽派員等相關(guān)崗位，也會(huì)影響整個(gè)決策的輸出執(zhí)行質(zhì)量。飛行員本身的性格會(huì)導(dǎo)致其輸出階段偏差的產(chǎn)生，飛行員過于沖動(dòng)的性格更容易操縱錯(cuò)誤的開關(guān)，或啟用錯(cuò)誤的設(shè)備。飛行員整個(gè)飛行生涯中所飛過的不同機(jī)型上，不同的操縱界面和操縱特點(diǎn)也會(huì)影響飛行員對(duì)當(dāng)前任務(wù)的執(zhí)行決策。尤其在緊急狀況下，很容易因習(xí)慣而嘗試使用之前飛過的機(jī)型上的開關(guān)、設(shè)備或程序。

基于對(duì)飛行員決策偏差的分析和專家訪談，梳理了飛行過程中各階段造成飛行人員決策偏差的直接、間接影響因素，具體如表1所示。

2.2 飛行員決策偏差影響因素的合理性驗(yàn)證

為了使飛行員決策偏差影響因素更符合航空公司飛行員的實(shí)際情況，本文采用問卷調(diào)查的方法驗(yàn)證飛行員決策偏差影響因素的合理性。調(diào)查問卷由2部分組成：第一部分共6道題目，主要是了解被試者的年齡、性別、職務(wù)、工作年限、學(xué)歷等基本情況；第二部分是問卷的主體部分，從飛行員信息獲取偏差、信息處理偏差、信息輸出偏差3個(gè)維度設(shè)計(jì)了30道題目，并采用Likert 5點(diǎn)尺度評(píng)量，即5個(gè)級(jí)別——1分表示“非常不同意”，2分表示“有點(diǎn)不同意”，3分表示“不一定”，4分表示“同意”，5分表示“非常同意。此次問卷調(diào)查以國內(nèi)多家航空公司的飛行員為調(diào)查對(duì)象，發(fā)放問卷318份，回收問卷300份，問卷有效率達(dá)94.3%.參與問卷調(diào)查被試者的構(gòu)成如表2所示。

2.2.1 飛行員決策偏差影響因素的信度檢驗(yàn)

本文采用SPSS19.0軟件檢驗(yàn)調(diào)查問卷的信度，進(jìn)而確保問卷的有效性。信度檢驗(yàn)采用克隆巴赫（Cronbach α）一致性系數(shù)檢驗(yàn)同質(zhì)性信度，信度檢測結(jié)果如表3所示。其中，根據(jù)心理測量學(xué)的要求，Cronbach α系數(shù)在0.6以上，說明指標(biāo)信度可以接受；Cronbach α系數(shù)在0.7以上，說明信度較高；Cronbach α系數(shù)大于0.8，則說明信度非常好。從表3中可看出，各因子Cronbach α系數(shù)都在0.8以上，問卷總體信度為0.869，總體信度水平比較高。這表明，測量結(jié)果是可靠的。

2.2.2 飛行員決策偏差影響因素的效度檢驗(yàn)

該問卷?xiàng)l目是在充分參考大量國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上完成的，并請(qǐng)有關(guān)專家包括心理學(xué)教授和碩士研究生以及國內(nèi)有關(guān)航空專家對(duì)問卷?xiàng)l目進(jìn)行評(píng)定，在一定程度上保證了問卷的項(xiàng)目能夠反映飛行員決策偏差影響因素的實(shí)際情況，因此，具有較高的內(nèi)容效度。

采用因子分析中的主成分分析法分析調(diào)查問卷的結(jié)構(gòu)效度，運(yùn)用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件提取主成分因子。結(jié)果表明，4個(gè)維度的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到83.62%，各因素的載荷因子均大于0.7.這說明，調(diào)查問卷具備較高的結(jié)構(gòu)效度。以上檢驗(yàn)結(jié)果表明，該調(diào)查問卷具有較高的信度和效度，同時(shí)，也驗(yàn)證了飛行員決策偏差影響因素確定的合理性。

航空公司飛行員決策偏差影響因素?zé)o法直接測量潛變量，因此，本文基于結(jié)構(gòu)方程模型理論，構(gòu)建了飛行員決策偏差影響因素結(jié)構(gòu)模型。該模型的建立有利于探討因素間的直接影響、間接影響和總效應(yīng)，同時(shí)，也在定量分析和驗(yàn)證時(shí)讓分析結(jié)果更精確，從而正確、全面地反映各影響因素之間的定量化關(guān)系，具體如圖2所示。

3.1 模型擬合度的檢驗(yàn)

為了保證飛行員決策影響因素結(jié)構(gòu)模型與問卷數(shù)據(jù)的匹配度，本文采用AMOS20.0軟件對(duì)飛行員決策偏差影響因素模型進(jìn)行擬合度檢驗(yàn)，具體檢驗(yàn)擬合指數(shù)的結(jié)果如表4所示。

如表4所示，由擬合指數(shù)可知，χ2/df為1.115，小于2，說明，χ2/df指數(shù)符合要求；RMSEA值為0.041，說明模型適配效果較好。此外，GFI、AGFI、NFI，TLI、CFI也都達(dá)到了大于0.9的建議標(biāo)準(zhǔn)。這表明，模型擬合良好，即模型能夠正確反映飛行員決策偏差影響因素之間的定量關(guān)系。

3.2 結(jié)果定量分析

從圖2中可以看出，飛行員決策在信息獲取階段由環(huán)境因素、人機(jī)界面和個(gè)人因素造成的偏差系數(shù)為0.481，0.513和0.699.其中，在個(gè)人因素中，疲勞、注意力分配和安全意識(shí)對(duì)信息獲取偏差影響相對(duì)比較大，各系數(shù)分別為0.941，0.913和0.895.在信息處理階段，由組織管理和個(gè)人因素造成的偏差系數(shù)為0.562和0.824，組織管理中飛行任務(wù)復(fù)雜度的系數(shù)為0.782.這表明，此間接因素對(duì)組織管理的影響大。在個(gè)人因素中，決策風(fēng)格、風(fēng)險(xiǎn)偏好、溝通協(xié)調(diào)、情境意識(shí)和信息記憶的系數(shù)分別為0.939，0.908，0.822，0.941和0.924，而飛行知識(shí)為0.485.這表明，飛行知識(shí)造成信息處理偏差相對(duì)比較小。在信息輸出階段，由人機(jī)界面和個(gè)人因素造成的偏差系數(shù)為0.433和0.749.其中，人機(jī)界面中操作設(shè)備設(shè)計(jì)的系數(shù)為0.389，個(gè)人因素中性格特性和操作技能的系數(shù)為0.867和0.569.這表明，性格特性造成信息輸出影響作用相對(duì)比較大。因此，為了防止飛行員產(chǎn)生決策偏差，可采取以下措施，包括適當(dāng)延長飛行員休息時(shí)間，提高飛行員注意分配和溝通協(xié)調(diào)能力，培養(yǎng)情境意識(shí)和安全意識(shí)，合理搭配機(jī)組人員，選拔飛行員時(shí)注重其性格特性等，以減緩或阻止其產(chǎn)生偏差，從而保障飛行安全。

4 結(jié)論

本文主要研究民航飛行員決策偏差影響因素，構(gòu)建了飛行員飛行過程信息加工模型，從信息獲取、信息處理和信息輸出3個(gè)階段確定飛行員決策偏差影響因素，并通過調(diào)查問卷分析和驗(yàn)證了各因素的合理性，運(yùn)用結(jié)構(gòu)方程模型理論進(jìn)行分析，確定了各因素的權(quán)重，同時(shí)，也反映了各因素間的影響程度，得到定量化的結(jié)果。

構(gòu)建飛行員飛行過程中的信息加工模型，結(jié)合飛行員的工作特點(diǎn)，增添了飛行員的情景意識(shí)、注意力分配、飛行訓(xùn)練與個(gè)人特質(zhì)之間的相互關(guān)系，直觀地反映了飛行員在動(dòng)態(tài)多變的環(huán)境中如何正確感知信息、分析信息，為飛行階段的任務(wù)作出正確決策的過程，使得該模型更加全面、貼切和適用于飛行員。

本文通過查詢大量文獻(xiàn)，咨詢專家，基于飛行員飛行過程中的信息加工模型的3個(gè)階段，從人、機(jī)、環(huán)境和管理4個(gè)維度全面分析了飛行員決策偏差直接、間接影響因素。

在研究過程中，使用調(diào)查問卷和結(jié)構(gòu)方程模型理論的方法確定了飛行員決策偏差影響因素的權(quán)重。結(jié)果表明，個(gè)人因素對(duì)飛行員決策偏差的影響最大，人機(jī)界面的影響最小。本文分析了飛行員決策偏差的影響因素，幫助定量其直接、間接影響因素之間的關(guān)系，同時(shí)，還豐富了相關(guān)理論知識(shí)，為飛行員人為因素的研究提供參考。

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作者簡介：王燕青（1974—），女，河南安陽人，工學(xué)博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事安全管理、人為因素等方面的研究和教學(xué)工作。李苗（1993—），女，陜西漢中人，研究生在讀，主要從事人為因素、安全管理等方面研究。

〔編輯：白潔〕