第六百一十三章 飞行员与自动化（《梦想充电站》小康梦！）-你认为无人驾驶汽车的优点和缺点是什么
第六百一十三章 飞行员与自动化（《梦想充电站》小康梦！）-你认为无人驾驶汽车的优点和缺点是什么-无人驾驶帝国-一本书
无人驾驶帝国
作者：无人车来也
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沈笑夫道：“哦！原来这样子哦！哪还有什么问题吗？”
刘红林老师说：
“还有一类问题是人机界面设计差。
自动化改变了通过人—机界面传送的信息，导致一些信息不再传送，或者传送信息的格式发生变化。
一般而言，借助目视显示设备将大多数信息从机器传送给人，借助输入设备和控制设备把信息从人传送给机器。
界面设计差会造成人接管自动设备工作所需时间增加，并且由于人不能及时做好准备，降低了执行或完成任务的质量。
人—机界面设计差，还会导致人与自动化相互“沟通”发生困难。
现代飞机的自动驾驶系统已发展到比较完善的程度，只要飞行员输入一些指令，自动驾驶系统就能承担其几乎全部操纵任务，因此带来了人与自动化系统的沟通和人与人的沟通问题。
比如，当自动驾驶系统按照驾驶员给定的输入进行工作时发生了一些特殊情况，飞行员上手操作时，就可能会使情况变得更加复杂，甚至造成人与自动化系统的对抗。
同时，自动化程度的提高为飞行员提供了由自动油门、俯仰和横滚三种维度组成的百余种飞行控制方式。
由于控制方式过多或训练以及经验不足，这可能造成飞行员对控制方式混淆或程序应用错误。”
沈笑夫点点头道：“哦！这样子啊！那人-机功能分配是不是也有问题啊？”
刘红林老师道：
“对于功能分配的观点，重要的限制是自动控制系统的设计不是在自动系统和人之间非此即彼的决策，如何使自动化控制系统能够支持和帮助人们适应系统的需要是更有成效的思考。
人—机功能分配是自动化驾驶舱设计思想的核心，其决定了人与自动化系统间的关系、系统和人机界面的设计、以及飞行操作程序等。
在高度自动化的驾驶舱里，灵活多样的控制层次和方式的操纵对飞行员提出了新的要求。”
沈笑夫味道：“那么，飞行员与自动化均扮演何种角色？”
刘红林老师说：
“飞行员是否在任何时候都拥有对飞机操作的决策权？
特别是在时间或其他方面存在压力时，人们所做出的决策可能与最优决策不一致。
由于人各有偏好，这可能进一步限制了人做出最优决策的能力。
就理想状态而言，自动控制系统的设计采取“以人为中心”的设计思想是较为普遍接受的观点。
驾驶舱的设计要能保证飞行员在任何时候拥有对飞行操纵的决策权，并且向飞行员提供尽可能多的决策反馈信息。
波音的驾驶舱自动化设计倾向于该思想，而空客的驾驶舱自动化的设计提倡向飞行员提供尽可能高的自动化程度和较少的反馈信息，以降低飞行员的工作负荷。
从飞行安全角度来说，这两类飞机都是非常安全的。
但由于对自动化驾驶舱设计思想的实验研究是不全面的，缺乏足够的研究数据，所以，目前还不能对自动化驾驶舱设计思想与飞行安全的关系做出一个完整的评价。
目前，由来自欧美及其他商用飞机制造国的合格审定专家、人为因素专家、飞行测试专家和运行专家组成的工作组，在已有的规章缺陷和事故数据的基础上，使用现行评估方法的设计方式进行了可用性评估，指出界面存在的可用性问题并提出了改善方案。
但目前他们努力的主要方向是在详尽的规定和指导材料的基础上，从客观的标准和终端用户获取数据，出台更多的设计和试飞小组可以遵循的指导性材料。
这样做的好处就是不仅可以降低制造商的开发风险，也可以验证机组的差错，能为操作员提供一个安全友好的界面。
这就是今天谈到的几个问题。”
沈笑夫问：“那解决这些有什么好办法吗？”
刘红林老师说：
“由以上分析可以看出，自动化解决或部分解决了原有问题的同时也带来了新的问题。
从飞机制造商到航空公司，从飞机设计师到飞行员，他们对自动化的认识都将对飞机的安全产生巨大的影响。
下面从飞机制造商对自动化所应持的态度到飞行员如何使用自动化装置给出一些建议。
一个是遵循以人为中心的设计原则。
虽然，现在的驾驶舱自动化几乎能完成航空系统中的航空器和地面所涉及的所有功能，但需要指出的是，在自动化的设计中我们还要保留人的中心地位。
飞行员要保持对系统的安全负责，这一点已经得到了普遍的承认。
所以在设计系统的过程中，要保证人必须处于指挥地位，即以人为中心的设计原则。
关于以人为中心的设计原则，比如：简洁而自然的对话；
将飞行员的记忆负担减到最小；
满足一致性准则；
有好的出错信息或避免出错；
为操作人员提供信息，并且使他们有能力监视自动系统；
系统必须是可预测的；
自动化系统必须设计成易于学习和操作的等等。
确保操作人员对系统了如指掌，通过良好的显示界面让飞行员了解系统正在做什么以及为什么这样做。
同时，还要确保操作人员始终处于控制环路之中，这也是以人为中心的自动化系统最具有挑战性的目标。
因为这样可以维持操作人员的情景意识，避免了飞行员在自动系统失灵的情况下重新回到控制环路的能力退化。
遵从以人为中心的设计原则，它的目标是对先进技术中人—机系统的设计产生影响，以便从设计过程的早期就开始对人的能力和局限进行考虑，一直延续到系统的最终设计阶段。
全力创造出一种人和自动控制系统的和谐关系，这样，才能确保自动化是为了帮助飞行员以最安全、最有效、最高效的经济方式履行其任务，以提高飞行效率，促进飞行安全。
第二个建议是正确对待自动化。
你觉得如何对待呢？”
沈笑夫说：
“我觉得吧，飞行员在出现系统故障的情况下会表现得很犹豫，或者在很多情况下，飞行员可能更相信自动化系统，而不接受机组成员的建议，从而贻误了时机，危及飞行安全。
所以，飞行员一定要正确理解自动系统的工作和能力极限。
提高机组使用自动化系统的能力是发挥自动化功能提高航空安全的关键。
飞行员必须明确的是，自动化系统只是辅助工具，不能完全替代飞行员的工作。
对于飞行员来说，无论任何时候，人工操纵飞机的意识和能力一定要绝对保证。
必须始终坚持飞行员在驾驶舱中的中心地位，决不可以过分依赖自动化系统。
回答完毕！”
刘红林笑着说：
“嗯！回答非常好！
第三个建议是：加强飞行员培训。
航空公司必须加强有关自动化的知识和应用技能的培训，通过培训使驾驶员理解自动系统的功能。
必须确定飞行员能安全有效地操纵新设备所需的一般训练要求，还应确保飞行员彻底理解系统的相互依赖性。
特别是那些母语是非英语的驾驶员必须真正熟悉和理解各种符号和警告的含义，熟练掌握不同于传统的（如输入数据等）工作方式等等！”
刘红林老师说：
“还有一类问题是人机界面设计差。
自动化改变了通过人—机界面传送的信息，导致一些信息不再传送，或者传送信息的格式发生变化。
一般而言，借助目视显示设备将大多数信息从机器传送给人，借助输入设备和控制设备把信息从人传送给机器。
界面设计差会造成人接管自动设备工作所需时间增加，并且由于人不能及时做好准备，降低了执行或完成任务的质量。
人—机界面设计差，还会导致人与自动化相互“沟通”发生困难。
现代飞机的自动驾驶系统已发展到比较完善的程度，只要飞行员输入一些指令，自动驾驶系统就能承担其几乎全部操纵任务，因此带来了人与自动化系统的沟通和人与人的沟通问题。
比如，当自动驾驶系统按照驾驶员给定的输入进行工作时发生了一些特殊情况，飞行员上手操作时，就可能会使情况变得更加复杂，甚至造成人与自动化系统的对抗。
同时，自动化程度的提高为飞行员提供了由自动油门、俯仰和横滚三种维度组成的百余种飞行控制方式。
由于控制方式过多或训练以及经验不足，这可能造成飞行员对控制方式混淆或程序应用错误。”
沈笑夫点点头道：“哦！这样子啊！那人-机功能分配是不是也有问题啊？”
刘红林老师道：
“对于功能分配的观点，重要的限制是自动控制系统的设计不是在自动系统和人之间非此即彼的决策，如何使自动化控制系统能够支持和帮助人们适应系统的需要是更有成效的思考。
人—机功能分配是自动化驾驶舱设计思想的核心，其决定了人与自动化系统间的关系、系统和人机界面的设计、以及飞行操作程序等。
在高度自动化的驾驶舱里，灵活多样的控制层次和方式的操纵对飞行员提出了新的要求。”
沈笑夫味道：“那么，飞行员与自动化均扮演何种角色？”
刘红林老师说：
“飞行员是否在任何时候都拥有对飞机操作的决策权？
特别是在时间或其他方面存在压力时，人们所做出的决策可能与最优决策不一致。
由于人各有偏好，这可能进一步限制了人做出最优决策的能力。
就理想状态而言，自动控制系统的设计采取“以人为中心”的设计思想是较为普遍接受的观点。
驾驶舱的设计要能保证飞行员在任何时候拥有对飞行操纵的决策权，并且向飞行员提供尽可能多的决策反馈信息。
波音的驾驶舱自动化设计倾向于该思想，而空客的驾驶舱自动化的设计提倡向飞行员提供尽可能高的自动化程度和较少的反馈信息，以降低飞行员的工作负荷。
从飞行安全角度来说，这两类飞机都是非常安全的。
但由于对自动化驾驶舱设计思想的实验研究是不全面的，缺乏足够的研究数据，所以，目前还不能对自动化驾驶舱设计思想与飞行安全的关系做出一个完整的评价。
目前，由来自欧美及其他商用飞机制造国的合格审定专家、人为因素专家、飞行测试专家和运行专家组成的工作组，在已有的规章缺陷和事故数据的基础上，使用现行评估方法的设计方式进行了可用性评估，指出界面存在的可用性问题并提出了改善方案。
但目前他们努力的主要方向是在详尽的规定和指导材料的基础上，从客观的标准和终端用户获取数据，出台更多的设计和试飞小组可以遵循的指导性材料。
这样做的好处就是不仅可以降低制造商的开发风险，也可以验证机组的差错，能为操作员提供一个安全友好的界面。
这就是今天谈到的几个问题。”
沈笑夫问：“那解决这些有什么好办法吗？”
刘红林老师说：
“由以上分析可以看出，自动化解决或部分解决了原有问题的同时也带来了新的问题。
从飞机制造商到航空公司，从飞机设计师到飞行员，他们对自动化的认识都将对飞机的安全产生巨大的影响。
下面从飞机制造商对自动化所应持的态度到飞行员如何使用自动化装置给出一些建议。
一个是遵循以人为中心的设计原则。
虽然，现在的驾驶舱自动化几乎能完成航空系统中的航空器和地面所涉及的所有功能，但需要指出的是，在自动化的设计中我们还要保留人的中心地位。
飞行员要保持对系统的安全负责，这一点已经得到了普遍的承认。
所以在设计系统的过程中，要保证人必须处于指挥地位，即以人为中心的设计原则。
关于以人为中心的设计原则，比如：简洁而自然的对话；
将飞行员的记忆负担减到最小；
满足一致性准则；
有好的出错信息或避免出错；
为操作人员提供信息，并且使他们有能力监视自动系统；
系统必须是可预测的；
自动化系统必须设计成易于学习和操作的等等。
确保操作人员对系统了如指掌，通过良好的显示界面让飞行员了解系统正在做什么以及为什么这样做。
同时，还要确保操作人员始终处于控制环路之中，这也是以人为中心的自动化系统最具有挑战性的目标。
因为这样可以维持操作人员的情景意识，避免了飞行员在自动系统失灵的情况下重新回到控制环路的能力退化。
遵从以人为中心的设计原则，它的目标是对先进技术中人—机系统的设计产生影响，以便从设计过程的早期就开始对人的能力和局限进行考虑，一直延续到系统的最终设计阶段。
全力创造出一种人和自动控制系统的和谐关系，这样，才能确保自动化是为了帮助飞行员以最安全、最有效、最高效的经济方式履行其任务，以提高飞行效率，促进飞行安全。
第二个建议是正确对待自动化。
你觉得如何对待呢？”
沈笑夫说：
“我觉得吧，飞行员在出现系统故障的情况下会表现得很犹豫，或者在很多情况下，飞行员可能更相信自动化系统，而不接受机组成员的建议，从而贻误了时机，危及飞行安全。
所以，飞行员一定要正确理解自动系统的工作和能力极限。
提高机组使用自动化系统的能力是发挥自动化功能提高航空安全的关键。
飞行员必须明确的是，自动化系统只是辅助工具，不能完全替代飞行员的工作。
对于飞行员来说，无论任何时候，人工操纵飞机的意识和能力一定要绝对保证。
必须始终坚持飞行员在驾驶舱中的中心地位，决不可以过分依赖自动化系统。
回答完毕！”
刘红林笑着说：
“嗯！回答非常好！
第三个建议是：加强飞行员培训。
航空公司必须加强有关自动化的知识和应用技能的培训，通过培训使驾驶员理解自动系统的功能。
必须确定飞行员能安全有效地操纵新设备所需的一般训练要求，还应确保飞行员彻底理解系统的相互依赖性。
特别是那些母语是非英语的驾驶员必须真正熟悉和理解各种符号和警告的含义，熟练掌握不同于传统的（如输入数据等）工作方式等等！”