險情下機組溝通對進近著陸績效影響的中介機制分析

王燕青, 楊可月, 劉超群

(中國民航大學安全科學與工程學院，天津 300300)

在航空器運行過程中，飛行機組人為因素的缺陷是導致飛行事故的主要原因之一。尤其是進近著陸階段，其所用的時間僅占整個飛行時間的4%，但發生的航空事故約占總事故的50%[1-2]。進近著陸階段的航空器處于機場周圍高密度交通區域，機組所需完成的操作程序復雜，所面對的天氣條件多變，所遇到的問題一般都較為棘手且要求短時間內妥善處理，因此機組工作負擔重、壓力大，是整個飛行過程中事故及事故征候的高發階段[3-4]。隨著數字化和信息化水平的快速發展，民航領域已由傳統的控制系統發展為自動化系統，機組的溝通數量、溝通方式和類別也發生了重大改變。美國國家航空航天局的航空安全報告系統的統計結果表明：與溝通相關的人因事件所占比例超過70%[5]。航空事故調查表明，在多人制機組運行過程中，大部分事故與事故征候都涉及機組資源管理問題，包括機組間的溝通不暢、團隊決策不當、情境意識下降或喪失等[6]。飛行機組隨著系統狀態的持續變化，需要處理大量的信息，理解信息，因此獲取完整的、快速的信息至關重要。劉永欣等[7]研究指出，溝通是獲取信息的重要渠道；青濤等[8]認為班組之間需要通過溝通、信息共享和行動協調來完成目標，恰當的溝通有利于信息傳遞的有效性和完整性。可以更好地促進班組的合作。O’Connor等[9]指出，核電廠主控室操作班組作為一個整體，操作績效跟班組的溝通密不可分，溝通可以更好促進操作班組的團隊合作。Mearns等[10]研究發現，機組成員間的有效溝通是確保飛行運行有效的基本要素之一，而無效溝通則會導致機組行為能力的降低乃至引發重大航空事故。

機長作為機組最高和最終決策者，時刻保持良好的情境意識，實時掌握飛行狀態，并與其他機組成員進行有效溝通，以形成必要的信息互補，從而掌握更多的情境要素有助于作出更加正確的決策。航空安全報告系統報告分析，70%的事件是由信息傳送中的錯誤引起的，其中37%的錯誤是未能正常實現啟動信息處理的傳送[11]。機組成員之間如果能夠進行良好的溝通，及時交流正確信息，相互之間溝通傳遞的信息越多，情境意識水平更高。團隊共享心智是團隊中的所有成員都擁有的對于團隊任務中所需的某項技能的知識結構[12]。文冠群[13]指出高水平的共享心智模型有利于團隊成員協同合作完成任務，有利于獲得高績效。中外學者對溝通的研究主要集中在醫療等其他領域，較少有針對機組溝通對民航領域的具體分析，基于此，為了提高進近著陸績效，引入情境意識和團隊共享心智，探討機組溝通對進近著陸績效的影響機制，以期為提高飛行安全提供依據。

1 實驗方法

溝通是指團隊中成員之間以某種方式傳遞信息的交互活動[14]。機組作為一個整體，飛行績效跟機組的溝通密不可分。李孟杰[15]研究表明，操控飛行員與不操控飛行員之間具有相互提醒、咨詢、建議和協作完成任務的責任，所以，凝聚力、合作度、交流可用度、交流質量會對機組的認知功能產生全過程、全方面的影響，對減少機組人為差錯，提高飛行績效有著重要意義。目前經濟管理、危機管理等領域中的諸多研究都表明團隊成員間的有效溝通能夠顯著提高團隊績效[16-18]。Schlichter等[19]研究表明隨著任務需求的增加，成員必須通過溝通來共享事故信息，快速、準確地建立對事故的共同理解，從而大大提高操作可靠性和績效。在民航領域，王永剛等[20]建立了結構方程模型，驗證了機組有效溝通對飛行績效的影響作用；王燕青等[21]通過模擬實驗驗證了機組溝通對飛行績效有顯著影響；在其他領域，李鵬程等[22]通過建立情境意識可靠性模型，研究班組成員之間的溝通交流與合作對班組績效的影響；Chehade等[23]通過模擬交互和通信系統，研究溝通在救援行動對情境意識的重要作用，從而提高情境意識水平，以達到成功減少損失的目的。因此，提出假設H1：機組溝通對進近著陸績效有顯著影響。

情境意識(situational awareness，SA)是指在特定的時間和空間下，操作者對于環境中元素的感知、理解以及對于未來狀態的預測[24]。靳慧斌等[25]研究表明，在單人制工作環境中，情境意識對操作績效有顯著影響作用。對于飛行機組而言，若每一名機組成員情境意識保持較高水平，則其對當前情境便具有較好的感知、理解及預測能力，能夠取得更高的進近著陸績效水平?；诖?，提出假設H2a：機組成員的情境意識對進近著陸績效有顯著影響。石玉生等[26]研究認為，團隊溝通是幫助團隊中的個體感知、理解及預測團隊狀態的核心要素之一，結合飛行機組的工作特點，提出假設H2b：機組溝通對機組成員的情境意識有顯著影響。

結合假設H2a和H2b，機組成員的情境意識可能會在機組溝通與進近著陸績效之間發揮中介作用。因此，提出假設H2c：機組成員的情境意識在機組溝通與進近著陸績效之間起到中介效應。

共享心智模型(shared mental model，SMM)是指團隊成員共享的知識結構，這種知識結構使團隊成員形成對于任務的準確解釋和期望，從而協調各成員的行為，并適應任務和其他成員的需求[12]。Mary等[27]、呂曉俊[28]認為團隊共享心智是團隊內部所具有的一種隱性協調機制，能夠體現團隊成員間的默契程度，對團隊績效有重要影響作用。因此，提出假設H3a：機組的團隊共享心智對進近著陸績效有顯著影響。

Mathieu等[29]研究表明，團隊成員之間的溝通、交流和協作對團隊共享心智具有重要影響作用。Valaker等[17]也認為成員間的溝通是形成團隊共享心智的關鍵因素之一。因此，提出假設H3b：機組溝通對機組的團隊共享心智有顯著影響。

結合H3a和H3b，提出假設H3c：機組的團隊共享心智在機組溝通與進近著陸績效之間存在中介效應。同時，結合假設H2c和假設H3c，提出假設H3d：機組成員的情境意識與團隊共享心智在機組溝通與進近著陸績效之間存在鏈式中介效應。綜合上述假設，提出機組成員間的溝通、機組成員情境意識、共享心智模型對進近著陸階段績效的影響機制的理論模型，如圖1所示。

圖1 理論模型框架圖

2 結果

2.1 被試

被試由中國民航大學具有一定的飛行理論知識，并已完成飛行訓練，能夠完成各項飛行任務的40名大四飛行學員組成。被試兩兩自由組合，以避免因彼此間不熟悉而造成的溝通障礙。

2.2 實驗儀器與測評量表

模擬實驗平臺由Flight Simulator模擬飛行軟件和評價量表工具搭建而成。采用模擬飛行軟件Flight Simulator能夠比較真實地模擬著陸的基本操作，通過專業的插件進行雙屏鏈接，模擬雙人機組展開實驗。

機組溝通量表采用的是Johlke等[30]所編寫的測量量表。該量表分別從溝通的及時性、充分性、準確性和有效性4個維度對溝通進行測量。對該量表進行驗證性因素分析，得似然比卡方χ2/df=2.791，其中，χ2為非參數檢驗中的一個統計量，df為自由度，χ2/df表示模型的適配度程度；近似誤差均方根(root mean square error approximation，RMSEA)=0.074，RMSEA表示理論模型與實際數據的擬合度程度；規準適配指數(normed fit index，NFI)=0.805，NFI用來比較所提模型與虛無模型之間的卡方值差距；擬合優度指數(goodness of fit index，GFI)=0.951，GFI為擬合度指數；比較擬合指數(comparative fit index，CFI)=0.943，CFI同為擬合度指數，數據表明量表結構效度良好；量表的Cronbach’sα值為0.815，如果α系數不超過0.6，一般認為內部一致信度不足，達到0.7～0.8時表示量表具有相當的信度，達到0.8～0.9時說明量表信度非常好。

機組成員的情境意識的測量采用情境意識評定技術(situation awareness rating technique,SART)，從注意資源需求(demand，D)、注意資源供給(supply，S)以及情境的理解(understanding，U)3個方面進行測量。情境意識計算公式為SA=U-(D-S)。SART方法具有較高的信效度，因而被廣泛使用以測量情境意識[31]。

機組的團隊共享心智測量采用Lim等[32]提出的團隊共享心智測量量表，該量表從團隊維度和任務維度對團隊成員的共享心智進行測量。對該量表進行驗證性因素分析，得χ2/df=2.287，RMSEA=0.064，NFI=0.9，GFI=0.925，CFI=0.905，量表結構效度良好；量表的Cronbach’sα值為0.849，表明量表的信度良好。

2.3 實驗程序

選擇天津濱海機場為目的地機場，模擬單發失效情境下的進近著陸任務。為保障實驗的順利進行，要求所有被試都能熟練操作飛行模擬軟件，因此在正式實驗前需要進行一定時間的模擬訓練，直到被試能夠完全掌握模擬軟件的操作為止；同時向被試講解測量量表的填寫方法，待被試完全理解后開始正式實驗。

實驗中被試可以通過鍵盤和鼠標進行相關的模擬駕駛操作。實驗過程中通過暫停方式測量被試的情境意識；實驗結束后，被試立即填寫溝通及團隊共享心智量表。根據飛行手冊對被試在進近著陸過程中飛機的接地時的標準距離、載荷、仰角因素與參考標準[2 500 ft(1 ft=3.048×10-1m)、1.4 G、5.0°]的差值進行綜合評估，模擬飛行軟件自動給出被試的操作績效得分(100分制)，將其作為著陸績效得分[33]。

3 結果

3.1 群體內部一致性系數驗證

Nonose等[34]研究認為，可以直接計算團隊成員的情境意識的均值以表征團隊中的情境意識水平。同時機組溝通和團隊共享心智變量采用量表測量，需對機組成員的回答一致性進行檢驗，結果表明機組溝通和團隊共享心智的Rwg系數分別為0.82和0.74，均大于0.7，因此可以對機組溝通量表及團隊共享心智量表進行均值處理。

3.2 描述性統計及相關分析

機組溝通、機組成員的SA、SMM和進近著陸績效的描述性統計分析和相關分析，其結果分別如表1、表2所示。

表1 各變量的平均數、標準差

表2 各變量相關系數

由表2結果可知，機組溝通與進近著陸績效的相關系數r=0.875，P<0.01，即機組溝通對進近著陸績效有顯著的正向影響，假設H1得到初步驗證；機組成員的情境意識與進近著陸績效的相關系數r=0.725，P<0.01，即機組成員的情境意識對進近著陸績效有顯著的正向影響，假設H2a得到初步驗證；機組溝通與機組成員的情境意識的相關系數r=0.631，P<0.01，即機組溝通對機組成員的情境意識有顯著正向影響，假設H2b得到初步驗證；機組的團隊共享心智與進近著陸績效的相關系數r=0.866，P<0.01，即機組的團隊共享心智對進近著陸績效有顯著的正向影響，假設H3a得到初步驗證；機組溝通與團隊共享心智的相關系數r=0.773，P<0.01，即機組溝通對團隊共享心智有顯著的正向影響，假設H3b得到初步驗證。

3.3 中介效應檢驗

中介變量是一個很重要的統計概念,若X(自變量)通過M(某一變量)對Y(因變量)產生一定影響,則稱M為X和Y的中介變量[35]?；跍刂吟胩岢龅逆準蕉嘀刂薪樾Ｐ蚚36]，以機組溝通X為自變量，情境意識M1和團隊共享心智M2為中介變量，進近著陸績效Y為因變量，構建基于機組成員情境意識和團隊共享心智的機組溝通對進近著陸績效影響的鏈式多重中介效應分析模型如圖2所示。數學表達式為

c為自變量X對因變量Y的總效應

Y=cX+e1,c≠0

(1)

M1=a1X+e21,a1≠0

(2)

M2=a2X+dM1+e22,a2≠0

(3)

Y=c′X+b1M1+b2M2+e3,

c′≠0；b1≠0；b2≠0

(4)

式中：d為控制了X的影響之后，中介變量M1對M2的效應；a1為自變量X對中介變量M1的效應；b1為在控制了X的影響后，M1對因變量Y的效應；a2為X對中介變量M2的效應；b2為在控制了X的影響后，M2對Y的效應；d為在控制了X的影響后，中介變量M1對M2的效應；c′為在控制了M1和M2的影響后，X對Y的直接效應；e1、e21、e22、e3為回歸殘差。

采用Bootstrap方法進行中介效應檢驗。設定1 000個抽取的樣本，采用95%的置信區間，若置信區間不含零，則表明對應的效果顯著，其結果如表3和表4所示。

由表3可知，機組溝通對進近著陸績效有顯著的正向影響(非標準化系數β=0.453 4，標驗統計量t=4.658 9，P<0.05)，假設H1得到驗證；機組成員的情境意識對進近著陸績效有顯著的正向影響(β=0.178 3，t=2.192 2，P<0.05)，假設H2a得到驗證；機組溝通對機組成員的情境意識有顯著的正向影響(β=0.630 9，t=5.012 3，P<0.05)，假設H2b得到驗證；機組團隊共享心智對進近著陸績效有顯著的正向影響(β=0.399 9，t=4.020 6，P<0.05)假設H3a得到驗證；機組溝通對團隊共享心智有顯著的正向影響(β=0.270 1，t=2.136 6，P<0.05)，假設H3b得到驗證。

表3 回歸分析結果

由表4可知，情境意識和團隊共享心智的中介效應顯著，且中介效應占總的效應的72.6%，通過3條中介鏈產生：①機組溝通→SA→進近著陸績效，中介效應值為 0.092 8，占總效應的 12.5%，且這條路徑 Bootstrap95%置信區間不包含0，說明該路徑的中介效應顯著，因此假設H2c得到驗證；②機組溝通→SMM→進近著陸績效，中介效應值為0.330 0，占總效應的 44.6%，且這條路徑Bootstrap95%置信區間不包含0，說明該路徑的中介效應顯著，因此假設H3c得到驗證；③機組溝通→SA→SMM→進近著陸績效，中介效應值為0.114 3，占總效應的15.4%，且這條路徑 Bootstrap95%置信區間不包含0，說明該路徑的鏈式中介效應顯著，因此假設H3d得到驗證。因此，基于上述結果可得，險情下機組溝通對進近著陸績效影響的中介機制模型如圖3所示。

表4 中介效應檢驗結果

***表示在0.1%水平顯著，即P<0.01；*為表示在5%水平顯著，即P<0.05

4 討論

在多重中介模型中，機組溝通對進近著陸績效的影響主要是通過情境意識和團隊共享心智的中介作用而間接影響進近著陸績效，即機組成員的情境意識在機組溝通與進近著陸績效之間起顯著的中介效應。機組成員及時溝通，交流各自掌握的信息，讓其他機組成員了解自己的操作動作和操作意圖，統一機組成員的認識和動作，實現信息及時準確的交流，從而維持良好的情境意識水平。尤其是當遇到險情時，機組成員更需要具備良好的溝通協調能力，對保持良好的駕駛艙情境意識至關重要，這一研究結果與李苗[37]和劉永欣等[7]的研究結果一致。

機組溝通還可以通過影響團隊共享心智間接影響進近著陸績效，即團隊共享心智在機組溝通與進近著陸績效之間起顯著的中介效應，這一研究結果與文冠群[13]和朱學紅等[38]的研究結果一致。機組成員間相互接觸越多，溝通也就相應地越多，就越有可能在有效溝通中達成一致的認知框架，從而形成團隊成員間的共享心智模式，該觀點與武欣等[39]的研究結果一致。團隊共享心智使機組成員之間能夠更好地互相了解，更容易地計劃工作任務，將任務分配給最合適的機組成員，互相信任并協調各自的行動，幫助機組更快更有效地解決面臨的問題，提高進近著陸績效的水平，這與Mathieu等[29]的研究結果相一致。另外，機組成員的情境意識和團隊共享心智在機組溝通與進近著陸績效間具有鏈式中介作用，這表明機組成員的情境意識和團隊共享心智是機組溝通影響進近著陸績效的重要內因。

5 結論

圍繞進近著陸階段機組溝通、機組成員的情境意識、團隊共享心智及進近著陸績效4個變量進行了相關性分析和中介效應分析，得出以下結論。

(1)機組溝通、機組成員的情境意識、團隊共享心智與進近著陸績效間均存在相關關系，即須提高機組的有效溝通、情境意識及團隊共享心智以保障進近著陸績效。

(2)機組溝通與進近著陸績效存在顯著的相關，在多重中介效應模型中，機組溝通對進近著陸績效的影響主要通過機組成員的情境意識及團隊共享心智對進近著陸績效的3條間接路徑產生影響。

(3)機組成員情境意識是機組溝通與進近著陸績效間的中介變量，團隊共享心智是機組成員的情境意識與進近著陸績效間的中介變量。機組成員的情境意識、團隊共享心智在機組溝通與進近著陸績效之間起到鏈式中介作用。

(4)研究結果提供了一種可能的新思路，可以通過中介因素進行入手，制定相應的干預措施，通過提高情境意識和團隊共享心智水平的方式，進而提高進近著陸績效。