Linda Werfelman

據(jù)某項(xiàng)新研究稱，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用使飛行員在一些手動(dòng)駕駛中所需的認(rèn)知能力（如在不使用地圖顯示的情況下掌握飛機(jī)位置的能力）在逐漸變?nèi)?，盡管在長時(shí)間內(nèi)飛行員的其他能力相對(duì)而言仍然保持不變。

該研究由美國國家航空航天局（NASA）艾姆斯研究中心的斯蒂芬·M·卡斯納領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行，16名飛行員在一架波音747-400模擬器中操作常規(guī)和非常規(guī)的飛行場(chǎng)景，研究人員在模擬飛行過程中不同程度地改變飛行員使用的自動(dòng)駕駛，根據(jù)飛行員的表現(xiàn)進(jìn)行打分，并詢問他們?cè)谀M器中操作時(shí)的感受。研究發(fā)現(xiàn)，飛行員的儀表判讀能力和手動(dòng)控制能力依然很強(qiáng)，一些自稱并不經(jīng)常運(yùn)用這些能力的飛行員亦是如此。

曾在同一個(gè)模擬器中進(jìn)行的配套研究發(fā)現(xiàn)，盡管自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的初衷是為了給飛行員更多時(shí)間用來思考和計(jì)劃接下來的飛行任務(wù)，然而，若在飛行過程中一直相安無事，通常他們都會(huì)開小差。

能力下降

針對(duì)該項(xiàng)新研究的報(bào)告發(fā)表在2014年12月版的《Human Factors》中，該報(bào)告指出，1971年曾發(fā)表的一份研究報(bào)告稱飛行員對(duì)不同能力的掌握程度各不相同。

這份曾于2014年發(fā)表的報(bào)告稱：“研究人員發(fā)現(xiàn)，如果在一開始飛行員的手眼能力，如那些用來判讀儀表和操作飛行控制裝置的能力就掌握得好，這些能力不容易下降，即便是長達(dá)4個(gè)月都不進(jìn)行飛行操作。這一點(diǎn)很不可思議?！薄把芯恐猩婕傲硪环N能力就是一系列認(rèn)知能力，用于回想操作步驟、設(shè)想飛機(jī)位置、進(jìn)行心算并識(shí)別異常狀況。就像之前的研究者一樣，該研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，如果飛行員長達(dá)4個(gè)月沒有進(jìn)行飛行操作，這些認(rèn)知能力就會(huì)顯著下降?！?/p>

新報(bào)告稱，這個(gè)1971年進(jìn)行的研究在當(dāng)時(shí)被作為監(jiān)管機(jī)構(gòu)的指南，這些監(jiān)管機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)制定對(duì)飛行員近期飛行經(jīng)驗(yàn)的最低要求。該報(bào)告稱，“當(dāng)前的規(guī)章制度凸顯了該早期研究提供的見解建議。”飛行員不進(jìn)行飛行操作將近兩年之后，仍然能夠在目視飛行規(guī)則之下進(jìn)行飛行操作（機(jī)艙無乘員）。如果他們想行使特權(quán)，即在對(duì)認(rèn)知能力要求更加苛刻的儀表飛行規(guī)則之下進(jìn)行操作，則不進(jìn)行飛行操作的時(shí)間間隔最多為6個(gè)月?！?/p>

該報(bào)告補(bǔ)充道，當(dāng)前，人們對(duì)飛行員能力不斷下降的擔(dān)憂主要集中在飛行員不手動(dòng)進(jìn)行飛行操作的問題上，這與使用范圍愈加廣泛的自動(dòng)駕駛相關(guān)。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)能夠自動(dòng)完成從油量計(jì)算和了解飛機(jī)位置到重新配置導(dǎo)航設(shè)備和監(jiān)測(cè)、識(shí)別儀表系統(tǒng)故障等一系列操作。不過，駕駛艙的操作程序保留了一些方法，旨在防止飛行員由于操作減少而導(dǎo)致手動(dòng)飛行能力下降。這些方法主要是仔細(xì)檢測(cè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的工作狀態(tài)并偶爾關(guān)閉這些系統(tǒng)來提高手動(dòng)飛行能力。

為了確定這些方法在幫助飛行員保持手動(dòng)能力方面起到的作用到底有多大，這些研究人員讓美國多個(gè)航空公司的7名機(jī)長和9名副駕駛參與了駕駛波音747-400飛機(jī)的模擬器的研究中。這些飛行員的平均飛行時(shí)長為17844小時(shí)，其中包括模擬器評(píng)估前的12個(gè)月內(nèi)623個(gè)小時(shí)的平均飛行時(shí)長，以及評(píng)估前的一周內(nèi)13小時(shí)的平均飛行時(shí)長。參與研究的飛行員稱他們?cè)谘b備有飛行管理計(jì)算機(jī)（FMC）的飛機(jī)上飛行的時(shí)間占總飛行時(shí)間的73%，而在裝備有飛行指引儀的飛機(jī)上飛行的時(shí)間占總時(shí)長的89%。

手眼能力

為了讓研究人員評(píng)估飛行員的手眼能力，即飛行員判讀儀表和手動(dòng)控制飛機(jī)的能力，飛行員按照已經(jīng)編進(jìn)模擬器飛行管理計(jì)算機(jī)內(nèi)的路線飛行，其中包括3種不同的自動(dòng)駕駛操作組合。

自動(dòng)駕駛階段包括自動(dòng)駕駛儀、飛行指引儀和自動(dòng)油門的使用，從而沿著飛行管理計(jì)算機(jī)編輯好的飛行路線飛行。手動(dòng)控制階段包括飛行指引儀和自動(dòng)油門系統(tǒng)的使用，再加上手動(dòng)操作控制桿，“從而回應(yīng)飛行指引儀命令。這些命令能夠指引他們遵循已編進(jìn)飛行管理計(jì)算機(jī)內(nèi)的路線飛行。”在原始數(shù)據(jù)和手動(dòng)控制階段，飛行員遵循相同路線，同時(shí)操縱控制桿，控制推力大小，依靠基本的飛行儀表來獲取信息。

“在3種不同的自動(dòng)駕駛條件下，我們讓飛行員在3個(gè)飛行階段（抵達(dá)、進(jìn)場(chǎng)和復(fù)飛）中進(jìn)行操作。為了節(jié)約時(shí)間，我們并未讓飛行員使用自動(dòng)駕駛系統(tǒng)把3個(gè)階段都飛一遍，我們也沒有想過在使用自動(dòng)駕駛系統(tǒng)時(shí)，飛行員的表現(xiàn)在3個(gè)飛行階段中會(huì)出現(xiàn)很大的變化?！彪S后研究人員對(duì)飛行員遵循航線上所規(guī)定的航向、高度和速度的能力打分。

該報(bào)告稱，參與研究的飛行員在回應(yīng)研究調(diào)查時(shí)表示，他們“有很強(qiáng)的基礎(chǔ)儀表飛行背景，不使用自動(dòng)駕駛系統(tǒng)進(jìn)行操作的經(jīng)驗(yàn)一般，而同時(shí)關(guān)閉自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和飛行指引儀的經(jīng)驗(yàn)則少之又少?！毖芯咳藛T對(duì)研究結(jié)果的分析顯示，在著陸和進(jìn)場(chǎng)階段，“自動(dòng)駕駛條件或近期使用自動(dòng)駕駛與飛行員的表現(xiàn)沒有明顯關(guān)聯(lián)?！痹趶?fù)飛階段，研究人員發(fā)現(xiàn)，“與原始數(shù)據(jù)和手動(dòng)控制相結(jié)合的條件相比，單純手動(dòng)控制條件下極其容易出現(xiàn)高度偏差，在飛行的緊張階段，飛行員判讀儀表和手動(dòng)控制的能力似乎更有可能出現(xiàn)失靈的情況?！?/p>

這些研究結(jié)果顯示，只要飛行員在儀表判讀和手動(dòng)控制方面接受過正式訓(xùn)練，那些能力“就會(huì)合理地維持在原有水平，即便缺乏定期練習(xí)。”然而該研究結(jié)果也表示，“某些能力也會(huì)下降，需要額外練習(xí)才能保持。”

認(rèn)知能力

參與研究的飛行員在向研究人員陳述時(shí)異口同聲地表示，盡管他們?cè)趥鹘y(tǒng)導(dǎo)航方法方面的能力很強(qiáng)，但在認(rèn)知領(lǐng)域往往缺乏近期系統(tǒng)性的訓(xùn)練。

在對(duì)飛行員進(jìn)行不使用飛行管理計(jì)算機(jī)操作抵達(dá)、進(jìn)場(chǎng)和復(fù)飛研究時(shí)，將統(tǒng)計(jì)飛行員完成8個(gè)導(dǎo)航任務(wù)的表現(xiàn)以及出現(xiàn)至少一個(gè)重大操作失誤的次數(shù)。在該研究的這一部分，研究人員比較了每個(gè)飛行員使用模擬器的飛行管理計(jì)算機(jī)和使用傳統(tǒng)甚高頻全向無線電信標(biāo)接收器的表現(xiàn)。報(bào)告稱，“除了要求使用不同的操作步驟以外，這兩種導(dǎo)航設(shè)備更突出的區(qū)別在于對(duì)飛行員參與度的要求不同。盡管VOR要求飛行員嚴(yán)格遵循飛行進(jìn)度并在飛機(jī)到達(dá)每個(gè)航點(diǎn)時(shí)重新配置設(shè)備，飛行管理計(jì)算機(jī)允許飛行員在起飛前設(shè)定整個(gè)航線的程序，還允許將導(dǎo)航過程作為一個(gè)‘一勞永逸的編程練習(xí)。”

該過程包括3個(gè)特定的儀表系統(tǒng)臨時(shí)故障，這是測(cè)試飛行員通過交叉檢驗(yàn)儀表從而識(shí)別和確認(rèn)儀表顯示異常能力的一部分。這些故障包括飛行員的航向指示器和高度計(jì)異常，不過駕駛艙里的其他航向指示器和高度計(jì)還會(huì)繼續(xù)運(yùn)行;還包括封堵空速管系統(tǒng)，使駕駛艙內(nèi)全部空速指示器失靈。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)指示及機(jī)組告警系統(tǒng)也會(huì)出故障。

自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用.使飛行員在手動(dòng)駕駛中所需的認(rèn)知能力在逐漸變?nèi)?/p>

在操作中所有飛行員都成功將空速控制在允許范圍內(nèi)，除1人以外，其余飛行員也能夠調(diào)整VOR導(dǎo)航站和選擇進(jìn)場(chǎng)航向;此外，只有1名飛行員在向VOR導(dǎo)航站導(dǎo)航時(shí)遇到困難。但有6名飛行員在復(fù)飛時(shí)無法沿著預(yù)定航向飛行，還有7名飛行員出現(xiàn)失誤，在復(fù)飛點(diǎn)宣布抵達(dá)。只有1名飛行員以零失誤完成整個(gè)過程。飛行員報(bào)告稱，“總體來說，就像儀表判讀能力一樣，一開始掌握了導(dǎo)航能力以后，以后就難得有用得上的機(jī)會(huì)。但與不易遺忘的儀表判讀能力不同，因使用駕駛艙自動(dòng)化而被取代的導(dǎo)航能力很容易就會(huì)下降，且在很大程度上需要經(jīng)常運(yùn)用使之維持在高水平。”

飛行員對(duì)涉及儀表系統(tǒng)故障的3項(xiàng)內(nèi)容做出了回應(yīng)。在對(duì)這些回應(yīng)的分析當(dāng)中， 81%的研究對(duì)象告訴研究人員他們接受過“針對(duì)識(shí)別和處置儀表指示信息混亂問題的大量訓(xùn)練和練習(xí)。”然而，不到一半的人稱航空公司的經(jīng)常性培訓(xùn)中也包括類似練習(xí)。在每一個(gè)儀表系統(tǒng)故障中（即高度計(jì)指示滯后、航向指示器出現(xiàn)偏差以及空速不可靠），除了一名飛行員以外，其余飛行員都能夠?qū)栴}進(jìn)行闡述。

在處理高度計(jì)滯后和航向指示器出現(xiàn)偏差的問題時(shí)，較少飛行員能夠正確進(jìn)行下一步操作，即交叉檢驗(yàn)儀表。在空速不可靠的情況下，只有一名飛行員無法“反應(yīng)迅速地”檢查其他儀表。在高度計(jì)滯后和空速不可靠這兩種狀況中，大多數(shù)飛行員在高度計(jì)滯后的情況下偏離了預(yù)定高度，而在空速數(shù)據(jù)不可靠時(shí)無法阻止飛機(jī)失速。他們?cè)趹?yīng)對(duì)航向指示器偏差時(shí)表現(xiàn)較好，只有38%的飛行員偏離了預(yù)定航向。該報(bào)告稱，3個(gè)問題中最容易診斷的是航向指示器偏離，只有1名飛行員無法做出診斷。另外，81%的飛行員成功識(shí)別出高度計(jì)滯后的問題，56%的飛行員正確地識(shí)別出航向指示器偏差。

數(shù)據(jù)顯示，那些自稱在經(jīng)常性培訓(xùn)中至少偶爾練習(xí)過如何應(yīng)對(duì)儀表指示數(shù)據(jù)混亂的飛行員，他們?cè)?個(gè)儀表故障情景中的表現(xiàn)實(shí)際上與其他人相差無幾。其中一個(gè)原因或許是，經(jīng)常性培訓(xùn)的重點(diǎn)在于“少數(shù)幾個(gè)相似的故障”，并不包括應(yīng)對(duì)其他類型異常現(xiàn)象的一般處置方法。

“總體來說，數(shù)據(jù)表明，飛行員在檢測(cè)故障中表現(xiàn)優(yōu)秀，但通常忽視了以下3項(xiàng)內(nèi)容：對(duì)其他儀表進(jìn)行交叉檢測(cè)、診斷問題和避免因故障未解決而出現(xiàn)問題。就飛行員自報(bào)在初期和近期接受應(yīng)對(duì)儀表指示數(shù)據(jù)混亂的練習(xí)的頻率而言，我們的研究結(jié)果表明，這種能力很容易下降，不過如果在初期和經(jīng)常性培訓(xùn)中得到加強(qiáng)，該能力將會(huì)得到提高?！?/p>