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雷达管制班组协作模型

刘永欣;王含柏

【摘要】空中交通管制班组成员间的协调与配合是保证空管安全运行的重要环节,

利用交互认知模型(MBM)构建雷达管制行为中的班组协作模型,并在雷达管制模拟

机上对模型进行验证,分析了雷达管制班组协作中交互认知模型、情景意识保持策

略及人际沟通方法之间的关系,为进一步研究非常规情况下的班组协作模型,以及评

估空管系统及管制班组工作绩效提供依据.

【期刊名称】《中国民航大学学报》

【年(卷),期】2014(032)004

【总页数】4页(P5-8)

【关键词】空中交通管制;雷达管制;交互认知模型;班组情景意识

【作者】刘永欣;王含柏

【作者单位】中国民航大学空中交通管理学院,天津300300;民航中南空管局,广州

510405

【正文语种】中文

【中图分类】V355

空中交通管制是一项需要团队协作的工作，良好的管制班组协作可以极大减轻管制

员的工作压力，且有效防止人为差错。因此，以当前普遍采用的雷达管制方式为对

象，建立班组协作认知模型，将有利于进一步研究班组间的行为本质，从而为提升

班组工作绩效提供科学的理论技术支持。

在人工智能和认知科学领域中，一些已成体系的知识，如Minsky[1]等人提出的架

构、代码或图示等概念，已广为人知并得以应用。实践表明，在空管领域每位管制

员的认知过程都可用“例行程序”的概念来描述，但这是一个建立在“专家知识”

基础上所形成的心理模式[2]。每项例行程序中包含了对每个具体空中交通场景的

描述。对于管制员个体，其认知模型是将当前空中交通态势与例行程序进行匹配，

进而选择并应用相应的程序解决问题的过程。

因为员工需要协作来完成任务，因此班组表现在核工业已成为学术研究的热点。在

核工业内的班组表现研究包含了各式的课题,如人的可靠性对班组组织的影响[3]，

通信特性和数量[4]，人机界面设计和人员等级对班组绩效的影响[5]等。这些研究

为理解空中交通管制班组绩效提供了非常有用的资料。

在航空领域，个人的情景意识已经被延伸到班组情景意识（TSA）中。Wellens和

Stout[6]已经提出了班组情景意识的定义,试图对班组情景意识进行评估。这些情

景意识在班组成员中共同享有并且影响了每个班组成员。如Endsley和Jones[7]

解释了班组情景意识包含了每个成员的情景意识和共享的情景意识。但是尚缺乏对

于“共享情景意识的概念”和“班组成员如何通过沟通建立班组情景意识”的具体

阐释。因此本文尝试建立一个基于动态共享班组情景意识的认知模型，研究管制班

组的协调协作活动。

1.1MBM模型概念

班组情景意识的认知过程可以用交互认知模型（mutualbeliefmodel，MBM）

进行描述，因此MBM模型是本文所研究认知模型的基础。Tuomela和Miller[8]

介绍了“交互认知”的概念。这种利用个体的认知状态以及相应的往复思想所产生

的协作机制可以阐明团队成员共享彼此认知的本质含义。

Kanno[9]在班组认知过程上应用了上述理念，提出了交互认知模型（MBM）用来

表示班组协作机制。图1显示了班组中2名成员往复认知的过程。理论上，交互

认知的往复结构是无限延伸的，但是这里显示的3层已足以表明现实管制班组的

协作情况。

1.2MBM模型的内在联系

在MBM模型中，认知的实体是通过同层内或不同层之间的几种交流方式得到的，

并以此来维持班组内部的协作。这些交流方式分为4类：语言交流，思维模拟

（干预），补充（推测）和证实（一致性检验）。

除了上述4种交流方式之外，以往所从事的MBM模型研究中，提出了下列4种

班组情景意识保持的策略：补充个人自身的认知过程、补充个人自身的思维模拟、

证实并调整以保持情景意识一致性以及支持其他成员的思维模拟。

按照离散认知过程，由认知主导的管制决策取决于已经获得的班组情景意识。雷达

管制班组协作模型如图2所示。

首先，管制班组中的每名成员独立从飞行计划、雷达显示器以及陆空通话中获得个

人的情景意识。其次，在建立个人情景意识的基础上，对同伴的意识（交互认知模

型第2层）以及同伴与他人的交互意识（交互认知模型第3层）将会得到进一步

发展。此即为发展班组情景意识交互认知的过程。

为