本书阐述飞行活动中的人为因素，由3位美国的航空心理学家联合撰写，着重介绍了如何将心理学原理和技术应用于航空领域中特定的情景和问题解决，包括人与系统最佳结合、飞行迷航问题、生态驾驶舱设计、驾驶辅助系统、飞行员训练和选拔、航空安全及航空环境中的视觉和触觉等方面，既能让飞行员了解心理学对于航空操作的积极作用，学会在航空作业过程中恰当运用心理学知识，也能帮助心理学家更好地理解了心理学科是如何服务于航空领域的。

敏于实际需求，追踪学术前沿，代表了西方航空心理学研究成果，适合高校航空专业教学及飞行员培养。

航空心理学（aviation psychology）是研究航空活动中人的心理规律和行为机制以增进飞行安全和效率的一门应用性学科。由于航空活动的主体是飞行人员、乘务人员、乘客或空中战勤人员，同时涉及空中交通管制员、塔台指挥员甚至地面勤务保障人员等，因此，也可以讲，航空心理学是根据心理学和生理学研究人在大气飞行环境中以及处于训练和飞行单位的社会系统中，如何发挥飞行人员掌握飞行技能和进行飞行活动达到最佳效能的学科。
西方航空心理学起源于第一次世界大战，经历了几次发展演变。最先关注的是飞行员选拔（personnel selection）。1914年美国Earle L. Ovington发表《飞行中的心理因素》，描述自己临空4000米高度飞行中的视觉现象和心理感受；同年意大利Carlo Maurizio Belli发表《空中和海上飞行驾驶员体格与心理要求》；1915年德国建立第一个心理检测中心用于选拔军事飞行员；1916年法国J. Boyer发表《飞行员选拔：法国航空勤务队候选者心理动机检查》；1917年美国R.M. Yerkes组织编制陆军甲种测验用于辅助选拔军事飞行员；1918年一战结束以后军事飞行员数量迅速减少，航空心理学研究规模也很快收缩；1939年德国心理学家在Paul Mentz指导下专门为空军研制了一套心理选拔程序，美国开始在国家科学研究会心理委员会指导下广泛推动航空心理研究；1941~1945年，美国John C. Flanagan牵头负责陆军航空心理学项目，形成19卷系列报告，其中推出了包含150题的心理资格考试、20
组的飞行人员分类测试和标准九分制综合计分法，其影响一直持续到今天。第一次演变是开始关注飞行员人机界面（pilot interface）。第二次世界大战期间，由于飞行员误读仪表等人的失误（human error）导致飞行事故增多，英美国家开始研究设备设计中的心理学问题。1940年英国剑桥大学建造模拟座舱开展应用实验心理学研究；1943年F.C. Bartlett完成皇家空军《仪表控制与显示高效人力操作》研究报告；1946年美国Paul M. Fitts发表《航空设备设计中的心理学要求》，1947年主编形成陆军航空心理学项目中的《设备设计心理学研究》报告。美国空军后来明确提出飞机人员子系统概念，极大地推动了工程心理领域发展。第二次演变是开始关注飞行员效能（human performance）。1977年美国George L. Engel提出生物-心理-社会医学模式。1984年英国F. H. Hawkins提出航空人因（human factors）积木模型理论，指出人的失误源于硬件与人（hardware-liveware）、软件与人（software-liveware）、环境与人（environment-liveware）、人-人之间（liveware-liveware）的失匹配。航空心理学在多学科交叉、多领域并重、人与系统融合的大趋势下进一步蓬勃发展和壮大。目前正在孕育第三次演变。
回顾历史，1940年英国剑桥大学建造超级座舱，由F.C. Bartlett牵头的开展模拟飞行应用实验心理学研究则是一个大事件，其孕育了新的学科发展趋势；随后欧洲率先形成学术共同体，称这门新兴学科为人机工效学（ergonomics）。1950年后，美国以Paul M. Fitts为代表开展的飞行员视觉扫视、仪表认读、操作定位等系列实验也是一个大事件，之后其催生的新学科被称为人的因素（human factors）。尽管国际人类工效学学会（International Ergonomics Association，IEA）在2000年对ergonomics和human factors做了等同定义，但是human factors在美国仍然是一个主流名称。中国民用航空规章如《运输类飞机适航标准》等曾将human factors翻译成人为因素，目前国内多称为
人因。
中国航空心理学的奠基人是陈祖荣教授。1954年空军航空医学研究所成立，下设航空心理研究组；1958年起在陈祖荣教授总体指导下先后针对飞行学员心理选拔、飞行错觉调查和预防、歼击机仪表设计与判读问题进行研究；1978年心理选拔首次用于实践；1984年起结合军机研制开展《歼击机座舱仪表的工程心理学分析》，研究《电/光显示汉字的瞬时视觉量与排列格式》等，工程心理学开始受到重视；1987年后心理素质测量、智能效率测验、心理会谈、个性特点问卷等反映了筛选-控制选拔体系新变化；2002年GJB 4424《歼击机飞行员心理品质检查方法》发布实施；近二十年来，结合新机人机工效的科研实践也更加深厚有效，空军航空医学研究所已经成为航空心理学、人机工效学的学科高地。2018年9月，原空军航空医学研究所、空军总医院、空军疾控中心合并重组为空军特色医学中心。本书就是空军特色医学中心科研团队为读者奉献的一份西餐佳肴。在此非常感谢清华大学出版社在版权获取、美术设计、版面编排、文本编辑、出版发行等方面的倾力付出！
这本来自美国的《航空心理学研究进展（第一卷）》在封面注明同属飞行操作中的人因研究，一方面契合了在多学科交叉、跨专业融合新发展趋势下航空心理学的深刻演变，另一方面也孕育着飞机设计新技术、航空实践新经验在飞机研制初始适航、飞行运营持续适航全行业各方面、全周期各环节的科技变革。我相信对人员选拔、装备设计、组织管理、绩效评估和人-装（备）结合新质生产力、新质战斗力感兴趣的读者，和有志于航空心理学、人机工效学、组织管理学、工业工程学、航空医学、航空技术、生物工程等学习研究的专业人士，以及热爱飞行、向往空天的从业人员和发烧友都可以从阅读中受益。中文翻译的不足之处还望大家不吝指正。

原空军航空医学研究所航空心理工效研究室主任
钱学森人-机-环境系统工程研究卓越贡献奖得主
　　2024年9月于北京航天桥

刘娟,应用心理学博士，空军特色医学中心航空心理研究室副主任，飞行员心理危机干预专业组组长，全军机动卫勤力量心理卫生救援队队员。兼任空军招飞局心理选拔专家、全军航空航天医学专业委员会航空心理学组委员兼秘书、中国心理卫生协会职业心理健康促进专业委员会委员和中国医学救援协会神经生物反馈治疗与干预分会常务理事。自2006年以来一直从事空军飞行员及试飞员心理选拔、心理训练和事故后心理危机干预相关课题研究和技术保障工作，在部队心理防护方法、设备研究和应用方面拥有丰富的技术积累与工作经验。以第1（通讯）作者发表学术论文30余篇、制订国军标1项，提交国防科技报告2份，获批国家专利5项、软件著作权8项，以副主编参编著作2部。荣立三等功2次，被评为军队优秀专业技术人才，获军队科技进步二等奖1项。

第一部分　航空心理学总论
第一章　航空心理学：人机系统性能优化 2
航空心理学发展历史和现状分析 2
航空与心理学共生 5
原著参考文献 10
撰稿人介绍 14
第二章　将系统思维应用于航空心理学 15
航空事故是如何造成的 16
识别危险场景 20
人的因素扩展模型 23
结论 24
致谢 24
原著参考文献 24
撰稿人介绍 25
第三章　航空航天飞行中的方位错觉 26
前庭系统实验 28
触压力实验 30
旋转和手臂伸展（T&R）实验 33
结论 39
致谢 40
原著参考文献 40
撰稿人介绍 44
第二部分　未来空域和下一代空中交通管制
第四章　美国国家航空航天局下一代驾驶舱研究：相关内容和
　　　　结果数据库 46
空管运行模式及存在问题 47
赋能技术 50
人的因素问题 52
致谢 56
原著参考文献 56
撰稿人介绍 63
第五章　飞行员绩效模型构建：基于工作负荷和多任务处理的
建模和实证研究综述 64
飞行员绩效模型 64
基于工作负荷和多任务处理建模 68
结果：工作负荷和多任务处理模型验证 68
讨论和结论：有效性、可验证性和复杂性 74
致谢 75
原著参考文献 75
撰稿人介绍 78
第六章　纷杂进港高峰空中交通管制的认知复杂性与策略 80
ATC管制员认知过程和航空运行态势模型（ACoPOS） 80
厘清ATC任务的认知复杂性 83
进港高峰空中交通管制认知策略 88
结论和建议 93
原著参考文献 93
撰稿人介绍 95
第七章　飞机座舱生态界面设计玻璃后面的世界 96
我的荷兰式世界观 96
飞机座舱的生态界面设计 98
示例：间隔保障辅助显示生态界面设计 101
结束语 108
致谢 109
原著参考文献 109
撰稿人介绍 112
第八章　生态信息系统中的风险感知 113
研究背景 113
意向性约束 114
实验评估：具有意向性约束的地形感知显示系统 117
结果 122
讨论 126
结论 129
致谢 129
原著参考文献 130
撰稿人介绍 130
第九章　文本通信对机组人员沟通与协同的影响 132
文本通信的特征 134
文本通信与语音通信实验 137
无人机团队任务协同 138
基于Agent的文本通信与语音通信建模 142
结论 144
致谢 145
原著参考文献 145
撰稿人介绍 147
第十章　通过以人为中心的自动化设计提高工作效率 148
引言 148
关于人与自动化代理功能分配的思考 150
团队和组织结构设计的相关见解 150
人在团队中行为的相关研究 151
人类团队工作设计与人-自动化代理功能分配的比较 152
人类团队工作设计与任务分配映射规则的比较 154
对人-自动化代理团队的工作进行建模 156
确保功能分配高效科学的通用要求 157
结论：以人为中心的完美自动化是不可能的 160
原著参考文献 161
撰稿人介绍 164
第十一章　通过资源自适应人机对话管理增强直升机
　　　　　飞行员辅助系统的功能 166
引言 166
双模式认知自动化（DMCA） 167
资源自适应辅助系统 172
实验评估 177
结论 180
原著参考文献 181
撰稿人介绍 184
第十二章　跑道侵入应对能力预测：一项基于飞行员个体特征的研究 185
跑道侵入应对能力的预测因素 186
飞行模拟研究：探讨跑道侵入应对能力的预测因素 190
总结 197
致谢 199
原著参考文献 199
撰稿人介绍 201
第三部分　训练与选拔
第十三章　合成任务环境与三元模型 204
符号学 204
三元模型 207
合成任务环境 211
结论 212
原著参考文献 213
撰稿人介绍 214
第十四章　提高飞行员对复杂情况和意外情况的处理能力：
　　　　　认知适应训练的新趋势 216
提高飞行员在航空活动中对复杂情况和意外情况处理能力的
　　需求分析 216
认知控制增强训练 218
认知适应能力训练的新趋势 221
新型训练模式的作用 226
结论 228
原著参考文献 228
撰稿人介绍 232
第十五章　注意力随时间的变化而变化：一种测量态势感知的新方法 234
态势感知和注意力分配 234
注意力分配的典型测量方法 236
实证研究结果 243
结论与讨论 246
致谢 248
原著参考文献 248
撰稿人介绍 250