腦力負(fù)荷課件

1、人機(jī)工程學(xué)航空學(xué)院 欒義春 2012年10月28日篇章總匯總論 第1章 人機(jī)工程學(xué)概論應(yīng)用篇第5章 人機(jī)系統(tǒng)第6章 工作研究（肌肉骨骼失調(diào)及預(yù)防）第7章 作業(yè)空間設(shè)計(jì) 第8章 人與環(huán)境的界面設(shè)計(jì)基礎(chǔ)篇 第2章 人體生理特征第3章 人體測(cè)量與數(shù)據(jù)應(yīng)用 第4章 人的心理認(rèn)知特征擴(kuò)展篇第9章 人因安全第10章 可用性第11章 腦力負(fù)荷11.1 腦力負(fù)荷概述11.2 腦力負(fù)荷的測(cè)量方法11.3 腦力負(fù)荷的預(yù)測(cè)方法11.4 腦力工作效率提升目前對(duì)腦力負(fù)荷的定義沒(méi)用嚴(yán)格統(tǒng)一的描述，以下幾種是比較有代表性的模式： 腦力負(fù)荷是人在工作時(shí)的信息處理速度。 腦力負(fù)荷是工作者用于執(zhí)行特定任務(wù)時(shí)使用的那部分信息處理能

2、力。 腦力負(fù)荷不僅與任務(wù)有關(guān)，也與個(gè)體有關(guān)。 腦力負(fù)荷是為人們?yōu)闈M(mǎn)足客觀和主觀的業(yè)績(jī)標(biāo)準(zhǔn)而付出的注意力大小，它與任務(wù)需求、社會(huì)支持和個(gè)體的經(jīng)歷有關(guān)。 腦力負(fù)荷是衡量人的信息處理系統(tǒng)工作時(shí)被使用情況的一個(gè)指標(biāo)，并與人的閑置未用的信息處理能力成反比。腦力負(fù)荷與工作績(jī)效的關(guān)系“三階段”模式“倒U型”模式11.2 腦力負(fù)荷的測(cè)量方法工作測(cè)量法 主任務(wù)測(cè)量法 副任務(wù)測(cè)量法 生理測(cè)量法 心電活動(dòng)測(cè)量法 眼電活動(dòng)測(cè)量法 腦活動(dòng)測(cè)量法 磁共振成像技術(shù) 主觀測(cè)量法 庫(kù)柏一哈柏量表、主觀負(fù)荷評(píng)估法等 生理測(cè)量法通過(guò)測(cè)量操作者的某些生理指標(biāo)的變化來(lái)反映其腦力負(fù)荷水平的改變。 優(yōu)點(diǎn)是客觀性和實(shí)時(shí)性，并且不影響工作任務(wù)

3、執(zhí)行的情況下進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測(cè)。 常用的生理測(cè)量法有三類(lèi)：心電活動(dòng)相關(guān)指標(biāo)、眼活動(dòng)相關(guān)指標(biāo)以及腦活動(dòng)相關(guān)指標(biāo)。眼電活動(dòng)測(cè)量法 研究腦力負(fù)荷和眼電活動(dòng)的關(guān)系時(shí)，一般通過(guò)眼動(dòng)儀等儀器記錄眼電圖信號(hào)，然后通過(guò)電腦將信號(hào)放大，分析不同腦力負(fù)荷下眨眼信號(hào)的變化。眨眼是人的一種正常的保護(hù)性生理反應(yīng)，人們?cè)谧匀磺闆r下也可發(fā)生眨眼現(xiàn)象。但眨眼率可隨所執(zhí)行的任務(wù)而發(fā)生變化，提高任務(wù)要求可使眨眼率降低。 有研究表明隨工作任務(wù)難度的增加，相鄰兩次眨眼間隔時(shí)間延長(zhǎng)，眨眼率會(huì)下降。生理測(cè)量法磁共振成像技術(shù) （MRI）MRI在腦力負(fù)荷的研究中有著廣泛的應(yīng)用前景。 各種認(rèn)知活動(dòng)在功能上都有高靈敏度的顯示成像工作方式，我們可以檢

4、測(cè)到作業(yè)前后信號(hào)強(qiáng)度變化的大小和速度，通過(guò)“差圖法”或“信號(hào)強(qiáng)度時(shí)間”關(guān)系曲線，可以直觀描述信號(hào)強(qiáng)度的變化規(guī)律，分析認(rèn)知作業(yè)的種類(lèi)和腦力負(fù)荷。主觀測(cè)量法是最簡(jiǎn)單也是最流行的腦力負(fù)荷評(píng)定方法。 理論基礎(chǔ)是操作者腦力資源的占用與個(gè)人的努力程度是相關(guān)的，并且這種努力程度能夠由操作者準(zhǔn)確表達(dá)出來(lái)。 操作簡(jiǎn)單，使用方便，容易為操作人員所接受，對(duì)任務(wù)也沒(méi)什么干擾；使用統(tǒng)一的維度進(jìn)行評(píng)定，可以對(duì)不同任務(wù)的負(fù)荷結(jié)果進(jìn)行比較，它不僅能區(qū)分超負(fù)荷與非超負(fù)荷，且對(duì)中、低負(fù)荷的變化也較敏感。 主要分為多因素評(píng)價(jià)法和單因素評(píng)價(jià)法兩類(lèi)。主觀測(cè)量法CH量表由Cooper和Harper在1969年提出的用于評(píng)價(jià)飛機(jī)駕駛難易程

5、度的一種圖表式主觀方法。該方法把飛機(jī)駕駛的難易程度分為10個(gè)等級(jí)，飛行員在駕駛飛機(jī)后，根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和感覺(jué)，對(duì)照各種困難程度的定義，作出對(duì)該種飛機(jī)的評(píng)價(jià)。主觀測(cè)量法-SWAT量表 SWAT量表是由美國(guó)空軍某基地航空醫(yī)學(xué)研究所開(kāi)發(fā)的一個(gè)多維腦力負(fù)荷評(píng)價(jià)量表。 該量表由三個(gè)維度組成，即時(shí)間負(fù)荷、努力負(fù)荷和心理緊張負(fù)荷。 時(shí)間負(fù)荷反映了人們執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中可用的空閑時(shí)間的多少； 努力負(fù)荷反映了執(zhí)行任務(wù)需要付出多大的努力； 心理緊張負(fù)荷測(cè)量的是執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中產(chǎn)生的焦慮、不稱(chēng)心等心理狀態(tài)表現(xiàn)的程度。 采用SWAT量表進(jìn)行腦力負(fù)荷評(píng)價(jià)分兩個(gè)步驟 量表開(kāi)發(fā)階段 評(píng)分階段 主觀測(cè)量法NASA-TLX(美國(guó)國(guó)家航

6、空航天局任務(wù)負(fù)荷指數(shù))由美國(guó)航空航天局開(kāi)發(fā)的一個(gè)多維腦力負(fù)荷評(píng)價(jià)量表。量表由六個(gè)維度組成條目名稱(chēng)兩端表示條目說(shuō)明腦力需求低/高指完成工作過(guò)程中需付出多大的腦力活動(dòng)（如思考、下決定、計(jì)算、記憶、觀察、搜查等）？該工作從腦力方面對(duì)你而言是容易還是困難？是簡(jiǎn)單還是復(fù)雜？要求嚴(yán)格還是不嚴(yán)格？體力需求低/高指完成工作過(guò)程需付出多大的體力（如推、拉、轉(zhuǎn)身、動(dòng)作控制、進(jìn)行活動(dòng)的程度等）？該任務(wù)從體力方面對(duì)你而言是容易還是困難？是緩慢還是快速？肌肉感到松弛還是緊張？動(dòng)作輕松還是費(fèi)力？時(shí)間需求慢/快指工作運(yùn)行速率或節(jié)奏，其節(jié)奏是緩慢并使人感到從容不迫，還是快速而令人感到慌亂呢？努力程度小/大指完成您的工作需付出

7、的努力是小還是大呢？（腦力及體力）業(yè)績(jī)水平好/差指對(duì)完成任務(wù)取得的成績(jī)?cè)趺礃樱繉?duì)取得的成績(jī)，您的滿(mǎn)意程度有多大？受挫程度小/大指在工作中，你感到沮喪感、煩惱程度是小還是大？主觀度量量表由Tsang和Velazquez基于腦力多資源模型，提出的主觀度量量表（workload profile, WP）,包含四個(gè)腦力工作的階段，每個(gè)階段占用兩種腦力資源。任務(wù)階段占用腦力資源得分（01）總得分負(fù)荷維度信息處理概念/中樞處理響應(yīng)編碼處理空間編碼語(yǔ)言編碼輸入視覺(jué)接收聽(tīng)覺(jué)接收輸出操作輸出語(yǔ)言輸出11.3腦力負(fù)荷的預(yù)測(cè)方法Siegel和Wolf的時(shí)間壓力模型 波音公司的腦力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法 Aldrich的腦力負(fù)

8、荷預(yù)測(cè)方法 時(shí)間壓力模型最基本的假定是人對(duì)還剩有多少時(shí)間可以用來(lái)完成任務(wù)的判斷。這個(gè)判斷的結(jié)果就是時(shí)間壓力。時(shí)間壓力影響到操作人員的操作速度。模型的主要目的是預(yù)測(cè)人能否完成他被賦予的在系統(tǒng)中的使命。Siegel和Wolf認(rèn)為時(shí)間壓力可以被定量的描述。他們把時(shí)間壓力定義為完成任務(wù)所需要的時(shí)間與給定的完成任務(wù)之比即： TP=TD/TA 其中：TP是時(shí)間壓力，TD是完成任務(wù)需要的時(shí)間，TA是給出的完成任務(wù)的時(shí)間）波音公司的腦力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法 從波音737開(kāi)始，飛機(jī)上開(kāi)始用電子計(jì)算機(jī)顯示和控制系統(tǒng)，波音公司提出了用時(shí)間研究的方法分析人的業(yè)績(jī)的可能性問(wèn)題。 Stern等人把這種方法擴(kuò)展到用操作人員的能力和剩余的能力，來(lái)估算人的負(fù)荷比例。Smith提出用時(shí)間占有率作為負(fù)荷比例。時(shí)間占有率是完成任務(wù)所需要的時(shí)間與給出的完成任務(wù)時(shí)間之比。11.4 腦力工作效率提升腦力工作者的特征 工作具有很強(qiáng)的知識(shí)性，要求腦力工作者必須有一定的專(zhuān)業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備和技能訓(xùn)練，而且知識(shí)要不斷進(jìn)行更新； 工作過(guò)程中人與信息系統(tǒng)需要持續(xù)不斷地交互以便對(duì)信息進(jìn)行處理、整合； 需要運(yùn)用隱性和顯性知識(shí)頻繁進(jìn)行判斷、推理、決策、計(jì)劃和協(xié)調(diào)過(guò)程具有