许 为

    (浙江大学心理科学研究中心，杭州 310058)

    1 引 言

    大型商用飞机驾驶舱是一个典型的复杂人机系统，其机载人机交互技术经历了机械化、自动化的发展过程，目前正在逐步走向智能化。该复杂人机系统包括了人因工程(human factors engineering)研究和应用的几乎所有领域的内容(许为，陈勇，2012；许为，葛列众，2018)。

    从发展角度看，机载人机交互技术最初的开发设计并非是遵循“以人为中心”的人因工程设计理念(冯志祥，白畇，2021；许为，2005)。早期的机械化飞机驾驶舱基本上遵循“人适应于机器”的设计理念。计算机技术带来了自动化飞机驾驶舱，但是最初的自动化驾驶舱设计基本上遵循“以技术为中心的自动化”理念(Billings，1996)。自动化技术一方面带来了许多好处，同时也带来了一些人因问题，甚至间接或直接地造成了多起飞机解体的重大事故(Endsley&Kiris，1995；Mumaw et al.，2000)。进入智能时代，基于人工智能(AI)技术的智能系统逐步进入人们日常的工作和生活，大型商用飞机驾驶舱也不例外(Bailey et al.，2017)。如何基于“以人为中心”的设计理念，吸取自动化驾驶舱设计中的一些历史教训，利用智能新技术进一步提升商用飞机和乘客的安全性，这是摆在人因工程面前的一个重要课题(Billings，1996；许为，2004)。

    本文首先概述针对大型商用飞机自动化驾驶舱的人因工程研究，然后讨论和分析智能化飞机驾驶舱的概念、人因工程研究的初步进展以及今后的发展。最后，应用作者所提出的智能人机交互的人因工程模型和协同认知生态系统框架(许为，2022a)，讨论和分析大型商用飞机驾驶舱单人飞行操纵模式中的人因问题，为今后这方面的工作提出人因工程的初步解决方案。

    2 自动化飞机驾驶舱

    2.1 基本概念

    自动化系统通常依赖于固定的逻辑规则和算法来执行定义好的任务，并产生确定的操作结果。自动化操作需要人类操作员启动、设置控制模式以及编制任务计划等，在一些特殊操作环境中(如设计无法预测的非正常操作场景或应急状态)，自动化操作需要人工干预来控制系统的运行。

    基于自动化技术的现代大型商用飞机驾驶舱中的自动化飞行系统主要由飞行管理计算机系统和控制显示装置、自动驾驶仪和自动驾驶模式控制板、自动油门、飞行指引仪、自动驾驶模式指示仪、水平和垂直导航状态显示器等组成(见图1、2)。根据操作需求，飞行员不仅可以选择不同的自动化水平(手动、半自动、全自动) ......