基于德尔菲法飞行员夜视镜人机工效评价指标体系构建.pdf

研究与探讨作者简介:苏芳()女辽宁朝阳人硕士研究生 工 程 师 研 究 方 向:航 空 医 学 工 程(电 话)(电子信箱).通信作者:姚钦()男江苏苏州人高级工程师研究方向:航空医学工程(电话)(电子信箱).基于德尔菲法飞行员夜视镜人机工效评价指标体系构建苏芳刘琳于飞司超龙赵显亮王璐陈珊张慧变薛元亭姚钦(.空军特色医学中心北京.解放军 部队)【摘要】目的 建立飞行员夜视镜人机工效评价指标体系 方法在文献、标准研究及飞行员调查的基础上设计调查问卷选取航空医学(工程)、眼科、光电技术及飞行领域专家进行专家咨询采用德尔菲法进行统计专家积极程度、意见的集中程度和协调程度、权威程度等分析指标的聚集性程度 结果 两轮调查专家积极系数为 第二轮调查指标得分的算术均数平均值为.协调系数为.根据指标的遴选界值标准确立飞行员夜视镜人机工效评价指标为夜视功能、动态响应、适配性及综合认知 个一级指标 个二级指标 个三级指标 结论应用德尔菲法确定的飞行员夜视镜人机工效评价指标可以为飞行员夜视镜选型及绩效评价提供理论参考【关键词】夜视镜人机工效德尔菲法评价指标飞行员中图分类号:.文献标识码:文章编号:():./.引言在夜间飞行中使用夜视镜等夜视装备已成为军事飞行的发展趋势目前普遍采用的方式是在飞行保护头盔上安装微光夜视镜 在此种工作方式下飞行员夜间飞行的观察能力得到大幅提升 但夜视镜自身的局限性如视场狭窄、成像缺乏色彩及层次感等造成了飞行中工作负荷增加、高度和距离判断困难以及疲劳等问题因此有必要对飞行员佩戴夜视镜的人机工效问题进行评估明确飞行员训练目标及装备优化方向增进人机融合 本研究运用德尔菲法筛选飞行员夜视镜人机工效评价指标为飞行员夜视镜选型及绩效评价提供参考和指导 方法.资料来源查阅国内外夜视镜检测评估相关文献及标准规范进行夜视镜相关人的因素分析结合飞行专家咨询意见以及课题组前期研究成果拟定初始指标具体如表 所示表 飞行员夜视镜的人机工效评价初始指标人类工效学 年 月第 卷第 期 .问卷调查问卷内容包括调查目的、调查内容、背景材料及专家基本信息四部分内容 调查目的为确定飞行夜视镜人机工效评价指标调查内容主要包含三级指标采用 级评分法请专家对指标重要性从“非常不重要”到“很重要”分别赋予 分的评分每项指标后均留有空白栏供专家填写修改意见背景材料为专家提供各项指标的含义及测试方法简介专家基本信息供专家填写个人信息(年龄、性别、职称、职务、学历)以及对本项目的熟悉程度及判断依据.统计学处理采用 及 软件整理、统计数据研究的可靠性通过计算积极系数、集中程度、协调程度及权威程度进行评价.积极系数以问卷回收率表示即参与问卷填写的专家数与全部专家数的比值回收率越高表明专家对本研究的关心程度越高.集中程度用算术均数()和满分频率()来表示:表示参加第 个指标评价的专家数表示第 个专家对第 个指标的评分值 的值越大则对应的 指标的重要性越高表示参加第 个指标评价的专家数 表示给第 个指标满分的专家数 作为 的补充指标其值越大说明给该指标满分的专家比例越大则对应的 指标的重要性越高.协调程度用变异系数 和协调系数 来表示:表示第 个指标的标准差表示第 个指标的算术均数 变异系数说明专家对指标重要性评分的协调程度值越小表明专家的协调程度越高 协调系数 反映了不同专家意见的一致性也是调查结果可信程度的指标 协调系数越大表示专家的协调程度越好反之意味着专家协调程度较低 一般地经 轮咨询协调后协调系数一般在.的范围波动误差控制较好.权威程度采用自我评价的方式由专家的判断依据及对问题的熟悉程度决定 判断依据系数如表 所示表 判断依据系数表判断依据量化值实践经验.理论分析.国内外相关情况的了解.直觉.专家对问题熟悉程度系数如表 所示表 专家对问题熟悉程度系数表熟悉程度量化值很熟悉熟悉.一般.不熟悉.很不熟悉 专家权威程度系数由判断依据系数和熟悉程度系数的算术平均值表示 当判断依据系数均值.熟悉程度系数均值.即专家权威程度系数.时表示专家权威程度较高 结果.专家遴选共遴选 名专家男性 名(.)女性 名(.)高级职称占比.硕士以上学历占比.专业领域涵盖飞行员夜视镜研制、生产、使用等多个部门专家代表性良好调查专家信息见表 表 专家基本信息条目例数构成比()性别 男.女.职称 高级.中级.学历 博士.硕士.学士.专业分布航空医学(工程).飞行.眼科.光电技术.人机工效.人类工效学 年 月第 卷第 期 .评价指标遴选.指标遴选原则本研究采用界值法筛选评价指标由算术均数、满分频率和变异系数三个尺度进行衡量遴选原则为:()算术均数和满分频率的界值计算方法为“平均值 标准差”得分大于界值的入选()变异系数界值计算方法为“平均值 标准差”得分小于界值的入选()为防止重要指标被删除在以上三个衡量尺度中凡三个尺度均不合要求的指标才删除对于有一个或两个尺度不合要求的指标根据全面性、科学性、可行性等原则经项目组讨论后取舍 两轮调查三个衡量尺度的界值如表 所示表 三个衡量尺度界值表第一轮调查算术均数满分频率变异系数第二轮调查算术均数满分频率变异系数平均值.标准差.界值.第一轮指标遴选结果如表 所示第一轮调查中无三个尺度均不合要求的指标对于“强光干扰”指标旨在考察强光干扰结束至恢复观察效果的时间强光干扰前后观察效果应无差异因此删除“观察效果差异”指标表 第一轮调查各指标得分情况表指标名称算术均数满分频率变异系数 戴镜后远视力.戴镜后对比敏感度.戴镜后分辨力(高对比度).戴镜后分辨力(低对比度).戴镜后视野.戴镜后立体视觉.目标相对位置判断准确性.目标识别准确性.目标识别时间.操作时间.操作方便性.视觉疲劳现象主诉.临界闪光融合频率值().观察恢复时间.观察效果的差异.图像缺陷.使用感受.第二轮指标遴选结果按照专家建议在第二轮调查问卷中对指标体系结构进行了调整共纳入 个飞行员夜视镜人机工效评价的一级指标 个二级指标个三级指标如表 所示表 第二轮调查指标设置如表 所示第二轮调查中有 项指标“戴镜后临界闪光融合频率值”(二级指标)三个尺度均不合要求按照界值法指标筛选原则删除该项指标最终确定的指标体系如表 所示.专家积极程度两轮调查各发出问卷 份回收有效问卷 份专家积极系数为 结果表明专家关心支持本研究参与调查的积极程度高人类工效学 年 月第 卷第 期 .专家意见集中程度算术均数方面第二轮调查结果显示“夜视功能”得分范围为.平均得分.“动态响应”得分范围为.平均得分.“适配性”得分范围为.平均得分.“综合认知”得分范围为.平均得分.全部指标的算术均数平均值为 表明专家意见集中程度较好指标重要程度高表 第二轮调查各指标得分情况表指标名称算术均数满分频率变异系数 戴镜后远视力.高对比度视靶分辨力.低对比度视靶分辨力.戴镜后对比敏感度.戴镜后立体视觉.戴镜后视野.强光干扰观察恢复时间.戴镜后动态视力.戴镜后临界闪光融合频率值.操作时间.操作方便性.视疲劳主观评价.图像缺陷.使用感受.目标相对位置判断准确性.目标静态识别准确性.目标动态识别准确性.目标静态识别时间.目标动态识别时间.德尔菲法质量分析满分频率方面第二轮调查结果显示“夜视功能”“综合认知”“适配性”“动态响应”的满分频率呈现由.至.的递减趋势表明指标的重要程度依次递减 一级指标专家意见集中程度见表 表 飞行员夜视镜人机工效评价指标体系表 第二轮调查一级指标三个衡量尺度结果比较算术均数满分频率变异系数 夜视功能.动态响应.适配性.综合认知.专家意见协调程度变异系数方面第二轮调查结果显示“夜视功能”得分范围为.平均得分.“动态响应”得分范围为.平均得分.“适配性”得分范围为.平均得分.“综合认知”得分范围为.平均得分.一般认为变异系数大于.说明专家意见协调不够存在较大分歧 如表 所示本次调查全部指标的变异系数平均值为 表明专家的协调程度较高人类工效学 年 月第 卷第 期 .协调系数方面如表 所示第一轮调查专家意见的协调系数较小仅为.表明专家对指标重要程度的判断存在分歧 第二轮调查的协调系数提高至.表明专家对指标的重要程度判断趋于一致意见协调程度较高 协调系数 检验的 值 .表明在 的置信度下评估结论的可信度好结果可取表 专家意见协调系数比较底层指标数目第一轮.第二轮.专家权威程度两轮调查一级指标的判断依据系数平均值、熟悉程度系数平均值及专家权威程度系数如表 所示 两轮专家权威程度系数平均值分别为.及.可以认为专家的权威程度较高 其中夜视功能指标的权威程度最高表 专家权威系数比较指标名称第一轮调查判断依据熟悉程度权威系数第二轮调查判断依据熟悉程度权威系数 夜视功能.动态响应.适配性.综合认知.平均值.讨论随着飞行员夜视镜逐步装备部队如何为夜视镜选型及夜视镜使用绩效评定提供行之有效、易于操作的人机工效评估技术成为亟待解决的问题 目前通常采用的方法是由试飞员试戴后提出评估意见在样本量有限的情况下主观评估意见很难全面系统地进行评价 本文采用德尔菲法构建飞行员夜视镜人机工效评价指标并通过统计分析探讨了该方法的科学性具有一定的权威性及可信度 位专家通过两轮德尔菲法确定了评价指标指标得分的平均分在 分以上表明专家组成员对指标的认可程度较高 专家积极程度较高表明专家组成员对本研究的积极性和参与度较高 第二轮调查问卷加入了第一轮调查结果的反馈并优化了背景资料为专家评分提供了有益参考因此第二轮的协调系数有了大幅提高 尽管由于专家的专业背景差异个别指标的变异系数相对较高但最高值依然未超出 且平均值为.表明专家意见的协调程度较高 通过对专家判断依据和熟悉程度的量化计算得出专家权威程度系数表明专家熟悉本研究内容具备相关理论知识和实践经验德尔菲法已成为各领域广泛应用的一种指标构建方法其核心应用价值在于运用重复的问卷调查过程去获得专家对于某个问题的态度、意愿和预测是一种正式的指标构建方法 具有匿名、趋同和质量可控的优点 在本研究中德尔菲法得以顺利实施主要在于以下三个方面 首先调查问卷是基础本研究通过相关文献及标准调研人为因素分析飞行员使用情况调查等方式结合现有研究基础设计第一轮调查问卷并通过背景材料的介绍确保专家正确理解指标含义 其次专家遴选是关键本研究聚焦佩戴夜视镜飞行所带来的航空医学问题遴选在此方向具有研究基础的航空医学(工程)专业人员同时涵盖夜视镜研制方、使用方以及具备人机工效评估经验和眼科临床经验的专业人员确保了专家的权威性及代表性 此外质量控制是必要条件本研究通过专家积极程度、专家意见集中程度和协调程度、专家权威程度的统计分析保证了研究结果的可信度 结语本研究运用德尔菲法基于相关领域专家的宝贵经验从夜视功能、动态响应、适配性及综合认知四个方面确定了飞行员夜视镜人机工效评价指标为实施飞行员夜视镜的人机工效评估提供了参考和指导 但仍需进一步研究确定各评价指标权重及指标间的相关问题解决专家认知的灰色性对评价指标体系的影响构建飞行员夜视镜人机工效评价模型以实现对飞行员夜视镜人机工效问题更加科学、有效、客观的评估参考文献 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