脑力负荷测量评价方法
脑力负荷及其评定
1.引言早在20世纪70年代初期，西方国家就认识到评估脑力负荷的重要意义，并投入了大量的人力和财力对脑力负荷进行研究，发表了大量的论文和书籍，举行了多次专题讨论会。
1976年，北大西洋公约组织国家的一些科学家在美国麻省理工学院谢尔顿教授的主持下召开了“监视行为和控制”的专题学术会议，讨论由于技术进步对人在系统中的作用的变化，在这次大会上，一些学者指出了在新的系统中测量人的脑力负荷的重要性。
1977年，北约组织的一些著名学者又召开了“脑力负荷的理论和测量”专题学术会议，在这次大会上人们系统地讨论了脑力负荷的定义，它的理论及测量方法。
这次会议引起了人们对脑力负荷测量的重视，极大地推动了对脑力负荷的研究。
国外对脑力负荷的研究已经有几十年的历史，我国在这方面的研究才刚刚起步。
目前国外对脑力负荷的研究大部分为实验室或模拟研究，即一般通过控制任务的难度来改变任务负荷水平，分析各种评价指标随任务难度的改变规律从而判断该指标用于评价负荷的意义，并且主要集中在飞机驾驶、核电站的控制以及飞机场调度等在短时间内需要处理大量信息的工作，应用的领域比较狭窄，而对一般职业人群脑力负荷的现场研究很少。
在我国，对脑力负荷的研究绝大多数也是局限于实验室和模拟研究。
2.脑力负荷的定义脑力负荷最初是被用来作为与体力负荷相对应脑力负荷及其评定孙雪松郭胜忠摘要：本文回顾了国内外关于脑力负荷研究的主要内容，特别是对脑力负荷评定的关注。
对近年来脑力负荷测量技术的发展进行了总结，并提出了今后测量技术的发展方向。
关键词：脑力负荷脑力负荷评定作者简介：孙雪松，男，汉族，山西省太原市人，陕西师范大学心理学院应用心理学2007级研究生，跟随导师张岗英做有关社会管理心理学方面的研究。
作者简介：郭胜忠（1982-），男，陕西师范大学2006年硕士，研究方向：人格与认知心理学。
36的一个术语，用来形容人在工作中的心理压力，或信息处理能力，但脑力负荷并没有被严格地定义。
第三章劳动负荷：脑力工作负荷与测量
第三章劳动负荷：脑力工作负荷与测量传统企业考核员工的方式主要基于劳动过程和劳动成果两种，与此相应，传统的工作测量方法是计时制的工作测量法(work measurement system，WMS)和计件制的绩效评定法(performance appraisal system，PAS)。
这与当时企业中以体力劳动为主的情况相适用，相关研究在泰勒“科学管理”中已经得到较好的发展。
时间和动作研究(统称为工作研究)后来遇到了一个问题，即只能确定体力的手工劳动者(也就是所谓的蓝领工人)的工作时间，而无法研究脑力劳动者(也就是所谓的白领工人)的工作时间。
怎样确定白领工人一天合理的工作量是工业工程师面临的一大问题。
在传统的工作环境中，人与其所在的物理环境构成了一个人机系统。
在这个系统中，人是操作者、控制者，人的许多行动是有形的、手动的。
但是随着社会的进步，特别是电子计算机的广泛使用，在人与其所在的物理环境之间加入了一个新的媒体—计算机，原来的“人—机器”系统变成了“人—计算机—机器”系统。
在这新的系统中，人主要是通过计算机来完成工作的，人是系统中的监控者、决策者，所从事的工作主要是脑力性工作。
计算机的普及，使脑力劳动者的队伍空前壮大，确定脑力劳动者一天合理的工作量也具有越来越重要的现实意义。
第一节工作负荷研究概述科学技术的进步，特别是电子计算机等先进技术的飞速发展，导致生产和办公逐步向自动化和微机化转变，人类社会正在经历一场信息革命或计算机革命。
现代人机系统中,人的作用和地位已发生明显的变化，操作人员正逐步从直接控制人员变成监视人员和决策者，大多数传统的体力劳动正逐渐被脑力劳动所代替。
整个社会中，体力劳动创造的价值所占的比例己越来越小，而脑力劳动创造的价值所占的比例越来越大，心理工作负荷问题相应地也变得越来越突出。
研究与评价工作负荷对于人机系统的负荷设计、避免因负荷不合理而导致的工效下降和预防作业事故具有重要意义。
脑力负荷定义及影响因素脑力负荷测量
脑力负荷与个体差异
考虑到个体差异，如年龄、性别、认 知能力等对脑力负荷的影响，制定个
性化的管理策略。
脑力负荷与工作生活平衡
合理安排工作和生活时间，避免长时 间高强度脑力劳动对身心健康的影响。
脑力负荷与环境因素
优化工作环境和条件，如照明、噪音、 温度等，以适应大脑的生理需求，提 高工作效率。
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照明条件
照明条件不良会影响视觉信息的获取和处理，增加脑力负荷。
温度和湿度
不适宜的温度和湿度会影响人体的生理功能，进而影响大脑的认 知效率，增加脑力负荷。
03 脑力负荷测量
主观测量 方法
心理量表
通过心理量表来评估个体感受到的脑力负荷，如简短 心理量表、疲劳量表等。
主观评价法
让个体根据自身感受对脑力负荷进行评估，通常采用 自评量表或等级评价。
优化工作流程
合理安排工作流程，减少重复和不必要的步 骤，提高工作效率。
任务分解
将复杂任务分解为多个简单任务，分步骤完 成，减轻一次性处理信息的压力。
合理休息
保证充足的休息时间，避免长时间连续工作， 有助于恢复脑力资源。
提高脑力负荷的策略
增加任务难度
适当提高任务的复杂性和难度，挑战大脑的 认知能力，促进脑力发展。
生理测量法
通过测量个体的生理指标来评估脑力负荷，如心率、血压、皮电反应等。这种方法能够更直接地反映大脑的认知和心 理状态，但需要相应的设备和专业人员。
神经影像学测量法
通过脑部影像技术来观察大脑在完成任务时的活动状态，如功能性磁共振成像（fMRI）、正电子发射断 层扫描（PET）等。这种方法能够提供大脑活动的直接证据，但设备昂贵且操作复杂。
脑力负荷的生理度量法
脑力负荷的生理度量法一、 实验目的1.了解脑力负荷的概念。
2.了解脑力负荷的度量方法。
3.了解脑力负荷在认知研究中的意义。
4.了解多道生理仪的原理及数据意义。
5.学会使用不同任务参数来刺激不同脑力负荷的方法。
6.了解心理变异性和心率指标对脑力负荷变化的敏感性。
二、实验设备本实验用到的仪器设备是多道生理仪。
它是一款国际技术领先的人体综合生理－心理指标检测和分析设备。
由2台电脑、11道生理指标接收器、多个反应输入设备和相关的数据处理软件组成，能够实时地完成人在执行体力和脑力任务时的脑电(EEG)、心电(ECG)、肌电(EMG)、皮肤温度(SKT)、血压(BP)、皮肤电阻(GSR)信号的记录和处理。
二、 实验说明1．脑力负荷概念及重要性科学技术的进步，特别是电子计算机等先进技术的飞速发展，导致生产和办公逐步向自动化和微机化转变，人类社会正在经历一场信息革命或计算机革命。
现代人机系统中的操作人员正逐步从直接控制人员变成监视人员和决策者，大多数传统的体力劳动正逐渐被脑力劳动所代替。
整个社会中，体力劳动创造的价值所占的比例己越来越小，而脑力劳动创造的价值所占的比例越来越大。
工作对脑力需求的提高必然导致脑力负荷的增加，过高的脑力负荷将影响到系统中操作人员的工作业绩，进而影响到系统功能的充分发挥。
因此，为保护劳动者健康，提高劳动工效，研究人的脑力负荷具有越来越重要的现实意义。
脑力负荷是与体力负荷相对应的一个术语，英文术语是mental workload，也可称为心理负荷、精神负荷、脑负荷、脑力负担等；表示人在工作中的心理压力。
脑力负荷不仅与任务有关，也与个体有关，个体能力、工作动机、工作策略、工作情绪以及工作者的状态等都是影响脑力负荷的因素。
目前用于脑力负荷的测量方法是多种多样的，这些方法可归纳为三类：工作测量法、生理测量法以及主观测量(也称自我评定测量)法，其中工作测量法又分为主任务测量法和副任务测量法。
本实验主要涉及的是生理测量法。
4作业能力与作业疲劳教程
4.4.3 环境 1.自然环境 平台、照明、噪声、污染指数、湿度、温度等 2.工作条件 辅助手段、通讯设备、工作室等 3.人文环境 和谐的人际关系、支持、理解、人性化的制度、合理的激励措施 （华工：朱九思）
讨论
降低疲劳是第一步，消除疲劳是第二步。 如何消除疲劳？？？？
谢谢
4.3.1 疲劳对安全生产的影响 结果：事故频发 事故是最大的浪费！！！！ 结论：违背成本控制的基本原则
4.4提高作业能力和降低疲劳措施
4.4.1 人的因素
核心关键：
合理用人，实现人岗匹配
要求：1.用寻找美的思维认识员工
2.招聘、培养、使用不脱节
3.激励要及时，批评要滞后金香蕉.doc
1.高度视力紧张作业疲劳 2.高度精神紧张作业疲劳 3.交通疲劳
疲劳的测定方法
1.观察产品的质量和数量 2.记录受试者的感觉。采用主观感觉询问表，记录受试者工作前后的感觉。 3.分析脑电图 4.测定闪频值。通过工作前后的闪频值（可分辨最快光闪的频率）
5.智能测验
1.反应时测验 2.轻敲实验和方格内打点实验 3.握力和肌耐力测验 4.快速智力测验
这种作业能力，在开始阶段提高很快，但持续时间很短，作业能力就开始下降，应在每一周期之间 安排一段短暂的休息时间。 例：课间休息时间
4.1.2 影响作业能力的主要因素
1 生理因素
年龄：25-35岁以后，心血管功能和肺活量、氧上限降低，作业能力下降； 身材：同一年龄，身材大小与作业能力关系紧密 智力：对脑力劳动，智力发展到20岁左右才达到完善，20-30可能是脑力劳动效率最高阶段，而后逐 渐减退，与身材无关； 性别：男女生理差异，体力劳动有差异，但对脑力劳动，智力的高低和效率与性别关系不大。
中国大学MOOC慕课爱课程(1)--人因工程学期末考试试卷1及参考答案网课刷课
人因工程学试卷一、判断题（共10题，正确打√，错误打×，每题1分，共10分）1、眩光效应与眩光源的位置有关，适当的提高悬挂高度可以避免眩光。
（ ）2、在大强度作业时氧需超过氧上限，这种作业不能持久。
但作业停止后，机体的耗氧量仍可迅速降到安静状态的耗氧水平。
（ ）3、气流速度对人体散热的影响呈线性关系，所以，当气流速度增加时，将会显著增加人体的散热量。
（ ）4、加光混合是指将一种颜料与白色颜料进行混合，是原颜料的亮度增加的过程。
（）5、噪声影响人的工作和休息，因此应该尽可能的将噪声降至最小。
（ ）。
6、铅会对人的大脑神经系统带来严重危害，导致智力下降，免疫力降低，生长发育迟缓。
（ ）7、综合照明方式是一种最经济的照明方式，它适用于一定的投光方向或固定工作地分布较密集的场所。
（ ）8、一般将外部刺激出现到操作者根据刺激信息完成反应之间的时间间隔称为反应时。
（ ）9、若两种色彩的三个基本特性相同，一定会产生相同的色彩感觉。
（ ）10、在半自动化系统中，机器本身是一个闭环系统，人只起监督和管理作用。
（ ）二、选择题（共10题，每题1分，共10分）1、世界上开展人因工程学研究最早的国家是（ ）。
A 日本B 美国C 英国D 希腊2、人体单位时间内的对流传热量仅取决于下列因素（ ）。
A 空气流动速度和皮肤表面积B 对流传热系数和皮肤温度C 气温和服装热阻值D 上述全部因素3、由被视物体与背景的明暗相差太大而引起的眩光，被称为( )。
A 直射眩光B 反射眩光C 对比眩光D 不属于以上三类4、以下哪种感觉不属于色彩对人的生理或心理影响？( )A 温度感B 轻重感C 远近感D 速度感5、以下哪种噪声测量方式是指某一时间内的A声级能量平均值？( )A 响度级B 计权声级C 等效连续声级D 统计声级6、以下哪种因素与粉尘的沉降速度无关？( )A 粉尘的粒径B 粉尘的溶解度C 粉尘的电荷性D 粉尘的形状7、以下哪种测定方法不能够测定人的疲劳程度？( )A 反应时测定B 肺活量测定C 闪光融合值测定D 皮肤电流反应测定8、以下哪种因素不会影响简单的光反应时？( )A 刺激物的形状B 刺激的强度C 不同刺激物的数量D 人的机体状态9、下列哪个因素不是影响选择反应时的因素( )。
脑力负荷及其评定
1.引言早在20世纪70年代初期，西方国家就认识到评估脑力负荷的重要意义，并投入了大量的人力和财力对脑力负荷进行研究，发表了大量的论文和书籍，举行了多次专题讨论会。
1976年，北大西洋公约组织国家的一些科学家在美国麻省理工学院谢尔顿教授的主持下召开了“监视行为和控制”的专题学术会议，讨论由于技术进步对人在系统中的作用的变化，在这次大会上，一些学者指出了在新的系统中测量人的脑力负荷的重要性。
1977年，北约组织的一些著名学者又召开了“脑力负荷的理论和测量”专题学术会议，在这次大会上人们系统地讨论了脑力负荷的定义，它的理论及测量方法。
这次会议引起了人们对脑力负荷测量的重视，极大地推动了对脑力负荷的研究。
国外对脑力负荷的研究已经有几十年的历史，我国在这方面的研究才刚刚起步。
目前国外对脑力负荷的研究大部分为实验室或模拟研究，即一般通过控制任务的难度来改变任务负荷水平，分析各种评价指标随任务难度的改变规律从而判断该指标用于评价负荷的意义，并且主要集中在飞机驾驶、核电站的控制以及飞机场调度等在短时间内需要处理大量信息的工作，应用的领域比较狭窄，而对一般职业人群脑力负荷的现场研究很少。
在我国，对脑力负荷的研究绝大多数也是局限于实验室和模拟研究。
2.脑力负荷的定义脑力负荷最初是被用来作为与体力负荷相对应脑力负荷及其评定孙雪松郭胜忠摘要：本文回顾了国内外关于脑力负荷研究的主要内容，特别是对脑力负荷评定的关注。
对近年来脑力负荷测量技术的发展进行了总结，并提出了今后测量技术的发展方向。
关键词：脑力负荷脑力负荷评定作者简介：孙雪松，男，汉族，山西省太原市人，陕西师范大学心理学院应用心理学2007级研究生，跟随导师张岗英做有关社会管理心理学方面的研究。
作者简介：郭胜忠（1982-），男，陕西师范大学2006年硕士，研究方向：人格与认知心理学。
36的一个术语，用来形容人在工作中的心理压力，或信息处理能力，但脑力负荷并没有被严格地定义。
基于任务-网络模型的装甲车辆乘员脑力负荷评价方法研究
基于任务-网络模型的装甲车辆乘员脑力负荷评价方法研究刘维平;聂俊峰;金毅;白雅娟【摘要】以多资源理论(MRT)为基础,充分考虑装甲车辆乘员作业特点,从人的信息处理方式入手建立了基于信息执行通道的乘员任务-网络模型,提出了基于任务-网络模型的装甲车辆乘员脑力负荷评价方法.以装甲车辆炮长发现目标并射击任务操作为实例进行分析评价,结果表明,该方法能够清楚地描述乘员全任务过程中脑力负荷的变化情况,有效地找出脑力负荷异常的时间节点和产生原因,量化评估乘员的脑力负荷.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2015(036)009【总页数】6页(P1805-1810)【关键词】兵器科学与技术;装甲车辆;多资源理论;任务-网络模型;脑力负荷【作者】刘维平;聂俊峰;金毅;白雅娟【作者单位】装甲兵工程学院机械工程系,北京100072;装甲兵工程学院机械工程系,北京100072;装甲兵工程学院机械工程系,北京100072;北京特种车辆研究所,北京100072【正文语种】中文【中图分类】TJ81+0.1装甲车辆乘员处理战场信息的过程是一个脑力劳动过程，乘员需要付出一定的脑力资源，产生一定程度的脑力负荷［1］。
乘员脑力负荷情况对作战系统的效能、乘员的舒适程度以及安全健康均影响很大，系统工作效能与乘员脑力负荷强度之间依赖关系比较明显。
目前常用的乘员脑力负荷评价方法有主观评价法、主任务测量法、辅助任务测量法等［2］，但这些方法往往掺杂决策者主观偏好，系统误差较大，具有应用局限性，远不能满足系统设计对于脑力负荷评价的要求，因此，对乘员脑力负荷评价方法进行有针对性的研究是非常必要的。
脑力负荷与乘员任务执行时的信息处理量密切相关［3］。
对于装甲车辆，不同的作战任务，乘员的脑力负荷情况有较大差异。
本文在多资源理论（MRT）的基础上，引入基于信息执行通道的网络建模技术，建立乘员任务-网络模型，结合乘员训练教范和基础实验数据，提出了一种针对任务本身的乘员脑力负荷量化分析评价方法。
第十章 脑力工作负荷
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第四节 应激
应激是指机体对各种内、外刺激因素所做出的适应性反应的过 程，它是一种全身性的适应性反应。轻微状态下，它有时是有利 的，但更多时候是有害的。
31
第四节 应激
2．应激现象产生的原因 （1）系统偏离最佳状况 （2）环境要求与操作者能力不匹配 （3）动机因素的作用
32
第五节 脑力疲劳及其消除
22
第二节 脑力负荷的测量方法
2、SWAT量表
使用方法
（1）三个因素及每个因素的三个状态，共形成27个脑力负荷水平。 这27个脑力负荷水平被定义为在0（1，1，1）～100（3，3，3） 之间。 （2）操作人员完成某一任务后给出这项任务的时间负荷、努力程 度、压力负荷的程度，根据这三个指标就可以确定脑力负荷的状 态，然后根据前面确定的对应表查出脑力负荷的对应值。
3
第五章
脑力工作负荷
第一节 第二节
脑力负荷定义及影响因素 脑负荷的测量方法
第三节
第四节 第五节
脑力负荷预测方法
应激 脑力疲劳及其消除
4
第五章 本章重点
1、脑力负荷的定义
脑力工作负荷
2、脑力负荷的影响因素
本章难点
1、脑力负荷的测量方法有哪些？各有什么特点？
5
第一节 脑力负荷定义及影响因素
一、脑力负荷定义
33
第五节 脑力疲劳及其消除
二、脑力疲劳产生的原因
脑力疲劳的产生与下列因素有密切关系 （1）高脑力负荷
（2）单调作业
（3）操作者对工作的态度、期望、动机及情绪状态
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第五节 脑力疲劳及其消除
三、单调作业
作业过程中出现许多短暂而又高度重复的作业，称为单调作业。 单调作业一般具有以下特点： ①作业简单、变化少、刺激少，引不起兴趣。 ②受制约多，缺乏自主性，容易丧失工作热情。
时间长短对脑力负荷强度影响的研究
·18·
人类工效学 1997 年 12 月第 3 卷第 4 期
确的心算, 知道如何计算, 而对计算速度没有严格 的控制, 因为速度需要很长的练习时间才能稳定 下来。但根据学习曲线的特点, 学习曲线在开始时 变化很快, 但其变化率将在实验过程中显著下降。 因此我们认为, 虽然实验中不能排除熟练程度对 业绩的影响, 但这种影响不应该很大, 特别是对下 午业绩的影响应比较小。
关键词 脑力负荷 工作时间 时间占有率
1 引言 测量人的脑力负荷是一项非常困难的事情,
原因之一就是影响人的脑力负荷的因素太多, 如 工作的困难程度, 人的能力, 人的心情, 动机, 系统 对人的业绩的要求, 人的失误可能带来的后果等。 R eid [1] 等人在建立脑力负荷测量的 SW A T 体系 时发现累计有 19 个因素认为与脑力负荷有关, 这 19 个因素部分是由于术语使用定义上的差别引 起的, 但绝大部分是由于脑力劳动本身的特性决 定的。
考虑因素过多并不是一种好现象, 它使对脑 力负荷的研究和应用变得非常困难。例如, 验证一 个包含有 10 个变量的公式是否正确比验证一个 包含有 2 个变量的公式要困难得多, 一种仪器只 考虑 1 个因素比要考虑 5 个因素要容易得多。 因 此在脑力负荷的研究中, 多年来, 人们一直在寻找 怎样用较少的变量能较好地反映脑力负荷的特 性。 例如 R ead 等人最后把脑力负荷归结为三类 因素, H a rt 等人在开发 NA SA - TL X 时把脑力 负荷归结为 6 类因素[2], H endy 则讨论了用一维 模型测量脑力负荷的可能性[ 3 ]。
0167 0171 0176 0167 0178 0176 0182 0180 0182 0183 0179 0180 0180 0186 0185
飞机座舱显示界面脑力负荷测量与评价_卫宗敏
2014年1月第40卷第1期北京航空航天大学学报Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics January 2014Vol．40No.1收稿日期：2013-02-01；网络出版时间：2013-05-0711：38网络出版地址：www．cnki．net /kcms /detail /11．2625．V．20130507．1138．001．html 基金项目：国家973计划资助项目（2010CB734104）作者简介：卫宗敏（1984－），男，山西运城人，博士生，weizongmin8411@163．com．飞机座舱显示界面脑力负荷测量与评价卫宗敏完颜笑如庄达民（北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191）摘要：脑力负荷是影响飞行安全的重要因素之一，对飞行员脑力负荷进行客观测量，对于飞机座舱显示界面脑力任务的工效评价与优化设计具有重要意义．基于EＲP （Eveat Ｒelated Potential ）技术，选取失匹配负波（MMN ，Mismatch Negativity ）和P3a 成分为指标，采用三刺激“oddball ”模式，在飞行模拟任务条件下开展了三级脑力负荷的测量与评价研究．实验结果表明，MMN 峰值和P3a 峰值对脑力负荷变化敏感，随着脑力负荷的增加，MMN 峰值显著增加，而P3a 峰值显著降低，反应了被试者对异常信息的自动加工能力的提高以及朝向注意能力的减弱．与新异刺激相比，由偏差刺激所诱发的MMN 与P3a 成分对于与飞行任务相关的脑力负荷具有更好的敏感性，将可用于进一步的脑力负荷分级评价．关键词：界面评价；脑力负荷；失匹配负波；P3a ；飞行模拟中图分类号：VＲ857．1；B 842．1文献标识码：A文章编号：1001-5965（2014）01-0086-06Measurement and evaluation of mental workload foraircraft cockpit display interfaceWei ZongminWanyan XiaoruZhuang Damin（School of Aeronautic Science and Engineering ，Beijing University of Aeronautics and Astronautics ，Beijing 100191，China ）Abstract ：Mental workload is one of the most important factors that affect flight safety．Objective meas-urement for pilot mental workload is of great significance for the ergonomics evaluation and optimal design of mental tasks in aircraft cockpit display interface．On the basis of event related potential （EＲP ）technology ，measurement and evaluation of three levels of mental workloads during flight simulation task were carried out．Mismatch negativity （MMN ）and P3a components were recorded and selected as evaluation indices under three stimulus “oddball ”paradigm．Experiment results show that the peak amplitudes of MMN and P3a are both sensitive to mental workloads．Increased MMN and decreased P3a were found under the high mental workload condition ，indicating a more engaged change-detection and much reduced involuntary orienting of at-tention．Compared with the amplitudes of MMN and P3a elicited by novel stimulus ，the ones elicited by task-irrelevant deviant stimulus had better sensitivity to mental workload related to flight task and can be available for further mental workload classification．Key words ：display interface evaluation ；mental workload ；mismatch negativity ；P3a ；flight simulation飞机座舱是复杂的人机交互系统，信息高度密集．随着飞机不断更新换代以及各种智能化、信息化系统的运用，飞行员所面临的信息加工要求日趋严格，往往需要在短时间内处理大量信息并快速作出反应决策，从而容易出现脑力负荷较高，甚至超载的情况［1］，严重影响到飞行员的工作效率、飞行操作的可靠性以及飞行员自身的生理心理健康．据统计，在世界范围内近20年的飞行事第1期卫宗敏等：飞机座舱显示界面脑力负荷测量与评价故中，约有35%的飞行事故与飞行员脑力负荷过重相关［2］．因此在座舱显示界面设计阶段，通过准确评价甚至预测飞行员的脑力负荷，优化脑力任务设计并使其保持在适宜水平，已成为具有重要现实意义的研究课题．脑力负荷测量是进行脑力负荷预测以及脑力任务优化设计的基础，其目的主要包括两个：设计和评价显示界面以确保所提供的信息不至超载；当飞行任务紧急时，优化界面信息显示以尽量减少作用于飞行员的脑力负荷［3］．航空事故调查结果显示，脑力负荷所引发的航空事故与飞行员对信息的自动探测、警觉性、朝向注意等认知能力的下降而引起的飞行操作失误关系密切［4－5］．在目前认知神经科学领域所使用的EＲP（EventＲelated Po-tential）技术中已发现多个成分可反映大脑的认知加工过程．EＲP是指外加一种特定刺激，作用于感觉系统或脑的某一部位，当给予刺激或撤销该刺激时，在脑区引起的电位变化，EＲP技术在实时、高精度反应信息加工活动等的时间效应方面具有独特优势［4－5］．研究表明，失匹配负波（MMN，Mismatch Negativity）和P3a成分可以有效地反映大脑皮质对信息变化的自动探测能力和注意朝向能力［5－7］，从而可能用于脑力负荷的测量与评价领域．目前，为测试某一显示界面设计的可用性，国外人机工效学领域已较为广泛地使用飞行模拟器开展飞行员的脑力负荷、注意资源分配、情境意识等的测量与评价研究［8－9］，而国内所开展的相关研究还较为有限．本文在前期实验［10］的基础上，基于EＲP技术开展飞行模拟任务，选取MMN和P3a成分作为评价指标，对被试者的脑力负荷情况进行测量，以期用于进一步的飞机座舱显示界面设计的适人性评价，为优化完善显示界面设计提供依据．1方法1．1被试者被试者为北京航空航天大学在地面飞行模拟器上接受过良好培训的模拟飞行员16人（男性，23 27岁，平均年龄24．4岁），右利手，视力或矫正视力正常，听力正常．1．2实验设计实验采用3ˑ3ˑ3完全被试内设计，即：脑力负荷（高、低、对照）ˑ脑侧（左侧、中线、右侧）ˑ脑区（额区、额中央区、中央区）．由于MMN的头皮分布以额部中央区所记录的波幅为最大，故本实验选取“额区、额中央区、中央区”3个脑区进行统计．16名被试者均参与高、低、对照3种脑力负荷条件下的3次飞行模拟任务，每个被试者的3次飞行模拟任务之间间隔0．5h，脑力负荷水平的实验顺序在被试者中交叉平衡．1．3飞行模拟任务被试者需要在飞行模拟器上完成以巡航任务为主、包括起飞和降落在内的完整的动态飞行过程．不同被试者在进行起飞或降落手动作业时会在操作时间上有少许差异，故一次飞行模拟实验时间约为830s．实验通过设定所需监视的仪表数量、异常信息的呈现时间和间隔时间来控制被试者的脑力负荷水平．要求被试者在飞行模拟过程中监视平视显示器上的仪表显示状态，并对异常信息进行识别、判断及响应操作．异常信息的设定范围如表1所示．表1异常信息的设定范围序号飞行参数飞行异常信息范围1俯仰角超过20ʎ2空速超过400n mile/h3气压高度超过3．048km4航向角超过50ʎ5滚转角超过20ʎ6方向舵状态Abnormal7副翼位置Abnormal8起落架状态Abnormal9发动机状态Abnormal在高脑力负荷条件下，需要被试者保持监视的仪表信息数量为9个（包括：俯仰角、空速、气压高度、航向角、滚转角、方向舵状态、副翼位置、起落架状态、发动机状态），异常信息的平均呈现时间与间隔时间分别为1s与0．5s；在低脑力负荷下，需要被试者保持监视的仪表信息数量为3个（包括：俯仰角、空速、气压高度），异常信息的平均呈现时间与间隔时间均设定为2s；在对照脑力负荷条件下，无异常信息出现，被试者保持监视的仪表信息数量为0．1．4三刺激“oddball”任务被试者在飞行模拟过程中佩戴电极帽和耳机，由耳机双侧呈现三刺激“oddball”模式下的听觉任务．实验场景如图1所示．图1实验场景一个完整的听觉刺激序列包含1120个标准刺激（800Hz，80dB SPL，80%）、140个偏差刺激78北京航空航天大学学报2014年（1000Hz ，80dB SPL ，10%）和140个新异刺激（包含多种告警声音等，80dB SPL ，10%），3种刺激的呈现时间均为100ms ，刺激间隔（SOA ，Stimu-lus Onset Asynchrony ）为600ms．实验采用非随意注意条件下的诱发方法，要求被试者关注飞行模拟任务，忽略听觉刺激，由大脑完成对声音刺激的自动加工．1．5数据记录与分析采用Neuroscan Neuamps 系统记录30导脑电信号：F7，FT7，T3，TP7，T5，FP1，F3，FC3，C3，P3，O1，FZ ，FCZ ，CZ ，CPZ ，PZ ，OZ ，FP2，F4，FC4，C4，P4，O2，F8，FT8，T4，TP8，T6，M1，M2．以鼻尖为参考，前额接地，同时记录水平和垂直眼电．电极与皮肤接触阻抗小于5k Ω，记录带宽为0．1 200Hz ，采样率为1000Hz /导．利用EOG 信号相关法去除垂直眼电和水平眼电对EEG 信号的影响，排除有明显伪迹的数据．分析时程为600ms ，含刺激前的100ms 为基线校正，波幅大于ʃ150μV 视为伪迹剔除，所得EＲPs 经1 30Hz 的无相移带通数字滤波器滤波．用偏差刺激的EＲPs 减去标准刺激的EＲPs ，得到由声音频率变化所诱发的MMN-1和P3a-1，如图2a 所示；用新异刺激的EＲPs 减去标准刺激的EＲPs ，得到由异常声音所诱发的MMN-2以及P3a-2，如图2b 所示．图2MMN 和P3a 成分的总平均图88第1期卫宗敏等：飞机座舱显示界面脑力负荷测量与评价计算机系统自动记录被试者对异常信息的正确操作率和反应时间（从目标出现到做出响应的时间间隔）作为评价指标．采用SPSS 17．0统计软件包对行为绩效数据和脑电数据进行重复测量的方差分析．2实验结果2．1行为绩效结果高、低脑力负荷下被试者对异常信息的正确操作率和反应时间见表2．单因素重复测量的方差分析表明，高脑力负荷状态下被试者对异常信息的正确操作率显著降低（p ＜0．001），反应时间延长（p =0．065），但未达到显著性水平．表2高、低脑力负荷下的正确操作率和反应时间脑力负荷正确操作率/%反应时间/ms 高68．67ʃ13．96741．62ʃ58．01低96．13ʃ5．31695．36ʃ77．402．2EＲP 结果MMN （含MMN-1，MMN-2）和P3a （含P3a-1，P3a-2）成分的总平均图如图2所示，其脑电压地形图见图3．从图2和图3可以看出，MMN 和P3a 的幅值在不同脑力负荷条件下均存在明显差异，以额中央部最为明显．根据图2和图3，针对额中央部的9导电极，对MMN （测量时间窗：100 200ms ）和P3a （测量时间窗：200 300ms ）成分的峰值进行三因素重复测量的方差分析．图3高、低、对照脑力负荷条件下的脑电压地形图2．2．1MMN 成分统计结果对于MMN-1成分，三因素重复测量的方差分析表明，脑力负荷主效应显著（p ＜0．001），表现为高脑力负荷条件下的MMN 峰值（－2．828μV ）显著高于低脑力负荷条件下的MMN 峰值（－1．637μV ），低脑力负荷条件下的MMN 峰值（－1．637μV ）显著高于对照脑力负荷条件下的MMN 峰值（－0．178μV ）．脑区主效应也是显著的（p ＜0．001），并如图3所示呈现出明显的额区电压优势效应，具体表现为额区的MMN 峰值（－1．832μV ）显著高于额中央区的MMN 峰值（－1．561μV ），额中央区的MMN 峰值（－1．561μV ）显著高于中央区的MMN 峰值（－1．250μV ）．脑侧的主效应不显著（p =0．432）．无交互效应达到显著性水平（p ＞0．05）．对于MMN-2成分，三因素重复测量的方差分析表明，脑力负荷和脑侧的主效应均不显著（p ＞0．05）．脑区的主效应显著（p =0．024），具体表现为额区的MMN 峰值（－3．783μV ）显著高于额中央区的MMN 峰值（－3．719μV ），额中央区的MMN 峰值（－3．719μV ）显著高于中央区的MMN 峰值（－3．454μV ）．无交互效应达到显著性水平（p ＞0．05）．2．2．2P3a 成分统计结果对于P3a-1成分，三因素重复测量的方差分析表明，脑力负荷主效应显著（p ＜0．001），表现为高脑力负荷条件下的P3a 峰值（0．592μV ）低于低脑力负荷条件下的P3a 峰值（1．592μV ），低脑力负荷条件下的P3a 峰值（1．592μV ）显著低于对照脑力负荷条件下的P3a 峰值（2．956μV ）．脑区主效应也是显著的（p =0．009），并如图3所示，呈现出中央区电压优势效应，具体表现为中央区（1．904μV ）、额中央区（1．714μV ）、额区（1．523μV ）的P3a 峰值依次显著降低．脑侧主效应不显著（p ＞0．05）．无交互效应达到显著性水平（p ＞0．05）．对于P3a-2成分，三因素重复测量的方差分析表明，脑力负荷主效应显著（p =0．015），表现为高脑力负荷条件下的P3a 峰值（3．629μV ）显著低于对照脑力负荷条件下的P3a 峰值（6．141μV ）．低脑力负荷条件下的P3a 峰值（4．726μV ）与高脑力负荷条件下P3a 峰值（3．629μV ）以及对照脑力负荷条件下的P3a 峰值（6．141μV ）相比均不显著（p ＞0．05）．脑区的98北京航空航天大学学报2014年主效应也是显著（p＜0．001），并如图3所示呈现出中线电压优势效应，具体表现为中线位置的P3a峰值（5．482μV）显著高于左侧脑区（4．438μV）和右侧脑区（4．575μV）的P3a峰值．无交互效应达到显著性水平（p＞0．05）．3讨论3．1行为绩效结果讨论由表2所示的行为绩效数据表明，被试者在高、低脑力负荷条件下的作业绩效差异显著，在高脑力负荷条件下，被试者对异常信息的正确操作率显著降低，且反应时间延长．这一结果支持了认知负载理论，即知觉负荷能够在感知加工阶段影响注意资源的分配［11］．在高脑力负荷条件下，被试者需要同时处理的信息量增多，则平均分配在每个信息上的注意资源减少，从而导致正确操作率的下降；且随着信息量的增加，被试者对单个信息的注视频率降低，因此反应时间延长．3．2对EＲP结果的讨论3．2．1关于MMN成分的讨论大脑对信息的自动加工属于不受意识控制的加工，是认知过程的重要组成部分之一，而人行为的自动化即是大脑对信息自动加工后的结果［7］．飞行员在面临复杂多变的空域情况时，仍然能够灵活操作，同时完成掌握飞行姿态、观察空域、控制飞行速度、飞行高度等多项操作任务即与飞行员对部分信息能够做到自动化加工密切相关．大量研究表明，MMN成分是反应大脑信息自动加工的可靠的客观性指标［7，12］．在本研究中，通过测试3种脑力负荷水平下的MMN成分的峰值，发现其随着脑力负荷的增加而出现逐级性的显著提高，这一实验结果与初期研究结果相符［10］，并与文献［13－15］的研究结果一致．本实验结果支持了Lavie所提出的认知控制负载理论，说明在飞行模拟条件下，脑力负荷的增加导致了被试者对非任务相关信息（即声音刺激）的自动加工能力的增强．提示在高脑力负荷条件下被试者对外界听觉信息的变化更为敏感，或阈值降低，也表明被试者在高脑力负荷条件下对非随意注意通道的无意义信息的门控能力下降，使得这些信息被纳入加工机制，反而抑制了大脑对有用信息的有效加工，从而可能导致被试者对于目标信息的注意能力的下降，反应在本实验中的行为绩效结果上，即为被试者的操作绩效显著降低．如果是在实际的飞行任务中，则可能导致飞机驾驶人为失误现象的增加和发生空中交通事故的可能．3．2．2关于P3a成分的讨论相关研究表明，P3a是朝向反应的重要指标，朝向反应属非随意注意，其注意对象原非心理活动的指向者，但因具有足够的新异性和刺激强度而获得注意．朝向反应能够使机体觉知并应对不测事件，使之优先进入认知加工进程，对机体具有重要的保护意义［5－6］．在执行飞行任务过程中，为及时、准确、全面地获取飞行信息，飞行员的随意注意与非随意注意活动同时并存，“自下而上”与“自上而下”的信息加工机制互为补充．并且，由于非随意注意往往是在周围环境发生变化时产生的（例如突然出现的视觉异常信息或告警音等），因此基于非随意注意的信息加工机制有助于对作业人员的机体产生保护作用，避免其遭受到意外伤害，体现了人类机体的“原始智能”［16］．在本研究中，P3a成分的峰值随着脑力负荷的增加而发生逐级性的显著减低，提示被试者在高脑力负荷条件下的非随意注意能力减弱．这一点从脑电压地形图上也可获得验证，从图3可以看出，P3a成分在对照脑力负荷条件下呈现出明显的中央区电压优势效应，但随着脑力负荷的增加而发生明显的活性降低．因此，本研究表明，增加脑力负荷可能会降低作业人员对危险信号的觉察判断能力，从而导致在飞行作业任务时不能及时有效地应对突发状况以进行自我保护，从而对飞行安全造成潜在威胁．在本研究中，由新异刺激所诱发的MMN和P3a成分对于评价高低负荷不敏感，其原因可能在于本实验所采用的新异刺激的新异程度过高，导致了过强的注意朝向效应，从而削弱了负荷因素的影响．4结论本文结合飞行模拟任务，以正确操作率、反应时间和两种EＲP成分为指标，针对实验设定的所需监视的仪表数量和异常信息，采用三刺激“odd-ball”模式开展了三级脑力负荷的测量与评价研究，并获得以下结论：1）MMN成分的峰值对脑力负荷变化敏感，随着脑力负荷的增加，MMN的峰值显著增大，反应了被试者对异常信息的自动加工能力的提高．2）P3a成分的峰值对脑力负荷变化敏感，随着脑力负荷的增加，P3a的峰值显著降低，反映了被试者朝向注意能力的减弱．3）由偏差刺激和新异刺激所诱发的MMN和09第1期卫宗敏等：飞机座舱显示界面脑力负荷测量与评价P3a成分均具有一定的任务负荷效应，其中，由偏差刺激所诱发的MMN与P3a成分对与飞行任务相关的脑力负荷具有更好的敏感性，将可能用于进一步的脑力负荷分级评价．参考文献（Ｒeferences）［1］郭小朝，刘宝善，马雪松，等．战术导航过程中新歼飞行员的信息显示需求［J］．人类工效学，2003，9（1）：5－10Guo Xiaochao，Liu Baoshan，Ma Xuesong，et al．Cockpit informa-tion required by advanced fighter pilots for displays in tactical navigation［J］．Chinese Journal of Ergonomics，2003，9（1）：5－10（in Chinese）［2］Caldwell J L，Gilreath SＲ，Norman D N．A survey of work and sleep hours of US army aviation personnel［Ｒ］．USAAＲL-99-16，1999［3］柳忠起，袁修干，刘涛，等．航空工效中的脑力负荷测量技术［J］．人类工效学，2003，9（2）：19－22Liu Zhongqi，Yuan Xiugan，Liu Tao，et al．Mental workload measurement technology in the aviation ergonomics［J］．Chinese Journal of Ergonomics，2003，9（2）：19－22（in Chinese）［4］罗跃嘉，魏景汉．注意的认知神经科学研究［M］．北京：高等教育出版社，2004：1－7Luo Yuejia，Wei Jinghan．Attentive research and cognitive neuro-science［M］．Beijing：Higher Education Press，2004：1－7（in Chinese）［5］吕静．脑力疲劳状态下注意特征及情绪变化的EＲP研究［D］．西安：第四军医大学，2008LüJing．EＲP study of attention and emotion in the mental fatigue ［D］．Xi’an：Fourth Military Medical University，2008（in Chi-nese）［6］Kok A．On the utility of P3amplitude as a measure of processing 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人因工程学-第10章-脑力工作负荷
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4
第一节 脑力负荷定义及其影响因素
2）1977年,北约组织的一些著名学者又召开了“脑力负荷的理论和测 量”专题会议，系统讨论了脑力负荷的定义、理论及测量方法。 与会者从不同的角度定义脑力负荷，没有得出统一的可被大家接受的定义。 最后结论为: 脑力负荷是一个多维概念，它涉及到工作要求，时间压力，操作者的能力 和努力程度，行为表现和其他许多因素。
1996
1998 2000 2002 2004 年份学 sp位in论gl文ink
2006
脑力负荷研究文献趋势图
中文 ACM
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11
国内外主要期刊和相关学者
– 国内刊物:《人类工效学》《系统工程学报》《工业工程与管理》《工业工 程》《心理学报》《研究与发展管理》《中国航空航天医学杂志》《航天医 学与医学工程》《航空军医》《中华劳动卫生职业病杂志》《中国心理卫生 杂志》《中国临床心理学杂志》,以及各大学学报。
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第二节 脑力负荷的测量(评价)方法
（二）主观评价法及其特点
（1）主观评价是脑力负荷评价中唯一的直接评价方法。 （2）主观评价一般在事后进行,不会对主操作产生干扰 。 （3）主观评价一般使用统一的评定维度，不同情境的负
荷评价结 果可相互比较。 （4）使用简单、省时。 数据收集与分析容易。
第十章 脑力工作负荷
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主要内容
脑力负荷的定义及影响因素 脑力负荷评价方法 脑力负荷预测方法 应激 脑力疲劳及其消除 案例:肥胖青少年脑力作业后注意能力变化特点
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第一节 脑力负荷定义及其影响因素
脑力负荷研究背景
现代人机系统
综述人的脑力负荷
综述人的脑力负荷，疲劳并且举例说明？引言：科学技术的进步，特别是电子计算机等先进技术的飞速发展，导致生产和办公逐步向自动化和微机化方向转变，人类社会正在经历一场信息革命或计算机革命。
现代人机系统中的操作人员正在逐步从直接控制人员变成监视人员和决策者，大多数传统的体力劳动正逐步被脑力劳动所代替。
整个社会中，体力劳动所创造的价值所占比例越来越小，而脑力劳动创造的价值所占比例越来越大。
工作对脑力需求的提高比人导致脑力负荷的增加，过高的脑力负荷将使系统中的操作人员感到大脑疲劳，进而影响到人们正常的生活和工作。
因此，为保护劳动者健康，提高工作效率。
研究人的脑力负荷具有越来越重要的现实意义。
1脑力负荷概述1.1脑力负荷的定义1976年，北大西洋公约组织国家的一些科学家在美国麻省理工学院谢尔顿教授的主持下召开了“监视行为和控制”的专题学术会议，讨论技术进步环境下人在劳动系统中的作用。
在这次会议上，一些学者提出了在新的劳动系统中测量人的脑力负荷的重要性。
1977年，北大西洋公约组织的一些著名学者在著名心理学家和人因工程学家N.Moray教授的召集下又召开了“脑力负荷理论和测量”专题学术研讨会。
在这次会议上，人们系统的讨论了脑力负荷的定义，理论和测量方法。
有关脑力负荷的研究也逐渐成为心理学家和人因工程等领域的重要研究课题。
脑力负荷是与体力负荷相对应的一个术语，英文术语是Mental Workload，也可称为心理负荷、精神负荷、脑负荷、脑力负担等，表示人在工作中的心理压力。
目前，对脑力负荷的定义没有严格同意的描述，以下几种是比较有代表性的模式。
○1脑力负荷是人们在工作时的信息处理速度，即决策速度和决策的困难程度。
○2脑力负荷是工作者用于执行特定任务时使用的那部分信息处理能力，脑力负荷的测量就是对这部分信息处理能力的测量。
○3脑力负荷不仅与任务有关，也与个体有关，个体能力、工作动机、工作决策、工作情绪以及工作者的状态等都是影响脑力负荷的因素。
重点难点：脑力工作负荷
第十章脑力工作负荷重点与难点分析1．脑力负荷的英文术语是mental workload。
也可称为用心理负荷、精神负荷、脑负荷或脑力负担，尚未统一起来。
脑力负荷最初是被用来与体力负荷相对应的一个术语，指单位时间内人承受的脑力活动工作量，用来形容人在工作中的心理压力，或信息处理能力。
但脑力负荷并没有被严格定义。
脑力负荷的影响因素有：（1）工作内容；（2）人的能力；（3）人的业绩（绩效）。
2．脑力负荷的测量方法：（1）主观评价法；（2）主任务测量方法；（3）辅助任务测量法；（4）生理测试法。
主观评价法是最流行也是最简单的脑力负荷评价方法。
该方法要求系统操作者陈述特定操作过程中的脑力负荷体验，或根据脑力负荷体验对操作活动进行难度顺序的排列。
从系统使用者的角度出发，主观评定技术被认为是最可接受的测评方法之一。
（1）主观评价是脑力负荷评价中唯一的直接评价方法。
（2）主观评价一般在事后进行，不会对主操作产生干扰，而辅助任务测定或生理测定需与主操作同时进行，一般不适合危险性高的情境使用。
（3）主观评价一般使用统一的评定维度，不同情境的负荷评价结果可相互比较。
（4）使用简单、省时。
主观评价法的缺陷有：（1）评价结果有偏差。
主观评价是操作人员对某项工作的感觉。
（2）评价结果容易混淆。
（3）方法应用存在局限性。
（4）方法敏感性存在特异性。
主任务测量法是通过测量操作人员在工作时的业绩指标来判断这项工作给操作人员带来的脑力负荷。
根据资源理论，随着作业难度的增加，操作者投入的脑力资源量越来越多，剩余资源越来越少，脑力负荷也随之上升。
当操作所需的资源量超过特定限度时，将由于资源供需的脱节造成操作绩效下降。
因此就可以从人的业绩指标的变化反推脑力负荷。
主任务测量法可以分为两大类，一类是单指标测量法，一类是多指标测量法。
单指标测量法就是用一个业绩指标来推断脑力负荷。
在脑力负荷强度不大时，主任务绩效并不随工作负荷变异发生变化，但操作者的剩余资源量却受此影响。
脑力负荷的预测与分析方法
第1卷 第1期1998年1月工业工程I ndustrial E ngineering JournalVol11No11Jan11998脑力负荷的预测与分析方法廖建桥(华中理工大学工商管理学院,武汉,430074)摘要 随着计算机在现代系统中的广泛应用,系统操作人员已正在变成脑力工作者。
在系统设计中预测这些操作人员的脑力负荷,以免脑力负荷过高而影响系统的业绩具有十分重要的意义。
本文首先介绍了三种不同的脑力负荷预测和分析方法,最后提出了一个脑力负荷预测的基本模型。
关键词 脑力负荷预测;作业分析;系统设计中图资料法分类号 TB18Mental Workload Prediction and Analytic MethodsLiao Jianqiao(Dept1of Management Engineering,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan,430074)Abstract With wide application of computers in modern systems,system operators become men2 tal workers1Therefore,it is of great importance in system design to predict mental workload im2 posed by a system on its operators,to avoid performance deterioration caused by high mental de2 mand1This paper first introduces three methods of mental workload analysis and prediction,then a general model of mental workload is proposed1K eyw ords mental workload prediction;task analysis;system design 在现代的人机系统中,人的作用发生了根本性的转变,人从系统的操作者和控制者变成了监控者和决策者,人从手工劳动者变成了脑力劳动者。
基于非任务相关ERP技术的飞行员脑力负荷评价方法
基于非任务相关ERP技术的飞行员脑力负荷评价方法完颜笑如;庄达民;刘伟【摘要】In order to demonstrate the effects of different mental workloads on the brain functions, a flight simulation task was carried out in the experiment and the subjects need to monitor the status of targeting information presented on the simulation model of head-up display ( HUD). When abnormal information was detected, the subjects were required to make a response by pressing corresponding keys. By setting quantities and refresh frequencies of the targeting information, the high and low mental workload levels were manipulated. During the process of flight simulation, auditory stimuli were presented binaurally through headphones with an oddball paradigm and the subjects were instructed to ignore the auditory probes. Mismatch negativity (MMN) was recorded and analyzed. The results revealed that the MMN amplitudes were enhanced under the high mental workload than that under the low one and that the average amplitude of the fronto-central MMN was positively correlated with the accuracy rate of detecting abnormal information. The present study suggests that MMN is sensitive to flight mental workload and can provide effective electrophysiological evidence for flight mental workload assessment in complex tasks.%为研究不同飞行脑力负荷水平对被试脑功能的影响,在飞行模拟任务中,要求被试对平视显示器(HUD)仿真模型上所呈现的目标信息状态进行监视,发现异常信息后按指定键进行消除.实验通过设定所需监视的目标信息数量及刷新频率,以控制被试的脑力负荷水平.在进行飞行模拟任务的同时,对被试双耳输入oddball模式下的听觉刺激,要求被试忽略该声音刺激.记录和分析不同脑力负荷下的听觉失匹配负波(MMN).结果表明,在额中央区,与低脑力负荷相比,高脑力负荷下的MMN平均波幅增强,且与被试对异常信息的正确探测率成正相关.研究表明,听觉MMN对飞行脑力负荷具有较好敏感性,可为复杂飞行任务的脑力负荷评价提供一定的客观依据.【期刊名称】《中国生物医学工程学报》【年(卷),期】2011(030)004【总页数】5页(P528-532)【关键词】脑力负荷;事件相关电位;失匹配负波;警觉度;人机工效【作者】完颜笑如;庄达民;刘伟【作者单位】北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京100191;北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京100191;北京邮电大学自动化学院,北京100876【正文语种】中文【中图分类】R338.8脑力负荷，指作业人员为达到业绩标准而付出的注意力大小，其涉及到完成某项任务时的工作要求、时间压力、作业人员的能力和努力程度，以及任务不顺利时的挫折感等［1］。
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人因工程学
脑力负荷评价研究相关期刊
– 国外学者：
Moray N，T.B.Sheridan， Reid GB，Juergen Sauer， O‗Donnell RD， Young MS and Stanton NA， Guillermo M (墨西哥大学)，
Hwa S. Jung，B.S. Moon，Shinji Miyake， Kilseop Ryu 等
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第一节 脑力负荷定义及其影响因素
第一节 脑力负荷定义及其影响因素
（2）1977年北约组织会议上学 者从不同角度的定义
1)脑力负荷是人在工作时的信息处 理速度，即决策速度和决策的困 难程度。（工作要求） 2)脑力负荷是人在工作时所占用的 脑力资源的程度，即脑力负荷 与人在工作时所剩余的能力是负相关 的。（资源占用）
人的信息处理系的结构图
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国内外主要期刊和相关学者
– 国内刊物：
《人类工效学》《系统工程学报》《工业工程与管理》
《工业工程》《心理学报》《研究与发展管理》
《中国航空航天医学杂志》《航天医学与医学工程》 《航空军医》《中华劳动卫生职业病杂志》
《中国心理卫生杂志》《中国临床心理学杂志》，
各大学学报。
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之后，30多年间关于脑力负荷的研究日益得到重视。
主要围绕的问题是：脑力负荷的测量和预测方法，脑力负荷测量方法 的应用。
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第一节 脑力负荷定义及其影响因素
到哪去查脑力负荷评价研究文献？
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中国学术期刊全文数据库 中国优秀硕博士论文全文数据库 Elsevier Science期刊 Springer Link全文数据库 Wiley Interscience 期刊数据库 ARL全文期刊与报纸数据库 美国计算机协会ACM数据库 – ―脑力负荷”，“Mental Workload‖；脑力劳动，“Mental Work‖
-人工作业系统---人是动力源，并控制整个过程
- 机械化系统----人机共动, 人操纵作业 - 半自动化系统---机动为主，人是控制者，操纵机具设备，对系统进 行某些调整或简单作业。 - 自动化系统---人的作业为监视和管理
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人机系统的发展
人工系统-打铁作业
机械化系统— 冲床作业
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国内外主要期刊和相关学者
– 国内学者：
廖建桥（华中科技大学管理学院） 刘宝善（空军航空医学研究所） 董明清 （第四军医大学航空心理学） 袁修干和柳忠起（北京航空航天大学） 朱祖祥和张智君（杭州大学心理系） 王东光（中国民航飞行学院航行系） 文治洪（第四军医大学航空航天医学系） 韩东旭（航空医学工程研究所）
半自动化系统--高速火车驾驶 自动化系统---电站控制室
第一节 脑力负荷定义及其影响因素
一、脑力负荷研究背景
劳动力结构：脑力劳动者在从业人口中所占的比例越来越大 如何预测和测量人在系统中的表现及脑力负荷，评价脑力劳 动效率对人机系统效率的影响具有重要意义。
实际例子:２０世纪８０年代，脑力负荷是美国航空工业中管理阶层和 劳工之间的一个重要议题。美国航空驾驶员协会认为DC-9型和波音737在 工作的高峰期对两个驾驶员来说脑力负荷太高了，他们要求每架飞机上配 三个驾驶员，而航空公司则坚称两个驾驶员就够了。美国国家航空局开始 着手建立检验各种飞机的脑力负荷标准，美国空军也开始要求新飞机的设 计要符合脑力负荷的标准。
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主要内容
1 2 3 4 5
第一节 脑力负荷的定义及影响因素
第二节 脑力负荷测量(评价)方法 第三节 脑力负荷预测方法 第四节 应激 第五节 脑力疲劳及其消除
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第一节 脑力负荷定义及其影响因素
一、脑力负荷研究背景
人机系统经历从手工作业到自动化系统发展过程,现代制造系统使： 体力劳动 脑力劳动 操作型作业 知识型作业
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脑力负荷评价研究相关期刊
– 国外刊物：
《Applied Ergonomics 》、《International Journal of Industrial Ergonomics》、《Theoretical Issues in Ergonomics Science 》、 《Human Factors 》、《International Journal of Human-Computer Studies 》、《Aviation, Space and Environmental Medicine》、 《International Journal of Psychophysiology》、《International Journal of Neuroscience》、 《IEEE transactions on systems, man and cybernetics 》等
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第一节 脑力负荷定义及其影响因素
二、脑力负荷定义（Mental Workload）
脑力劳动：运用知识、以脑力消耗为主工作称为脑 力劳动。 脑力负荷；心理负荷；精神负荷；脑力负担。
（1）最初定义
形容人在单位时间人所承受的脑力活动工作量， 形容人在工作中的心理压力，或信息处理能力。
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问 题
– – 什么是脑力负荷？ 如何测量脑力负荷？
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第一节 脑力负荷定义及其影响因素
一、脑力负荷研究背景
1）1976年，北大西洋公约组织国家的一些科学家在美国麻省理工学院 谢尔顿教授的主持下召开了“监视行为和控制” 的专题会议，讨论 技术进步对人在系统中作用的变化。提出了在新的系统中测量人的脑 力负荷的重要性。 2）1977年，北约组织的一些著名学者又召开了“脑力负荷的理论和测 量”专题会议，系统讨论了脑力负荷的定义、理论及测量方法。
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第一节 脑力负荷定义及其影响因素
3)脑力负荷是人在工作中感受到的工作压力的大小，即脑力负荷 与工作时感到的压力是相关的。（感受压力） 4)脑力负荷是人在工作中的繁忙程度，即操作人员在执行脑力工 作时实际有多忙。 （行为表现） 最后结论为： 脑力负荷是一个多维概念，它涉及到工作要求，时间压 力，操作者的能力和努力程度，行为表现和其他许多因素。