民航飛行員和管制員的時距知覺特征

摘 要 采用時間二分任務，考察飛行員、管制員、普通人三組職業人群（每組各70名男性）在7個刺激時距（300ms、450ms、600ms、750ms、900ms、1050ms、1200ms）的時距知覺。結果發現，在750ms、900ms、1050ms、1200ms的時距判斷上，飛行員的長反應比例均顯著高于管制員和普通人。而且，在1200ms的時距知覺判斷上，管制員的長反應比例顯著高于普通人。另外，飛行員的主觀相等點顯著低于普通人。此外，飛行員的韋伯比例顯著低于管制員和普通人。可見，相較于管制員和普通人群，飛行員傾向于高估長時距的時間，其時間敏感性更強。相較于普通人群，管制員更傾向于高估長時距。研究結果有助于初步了解民航飛行員和管制員的時距知覺特征，為以后開展保障飛行安全訓練提供理論支持。

關鍵詞 時距知覺；飛行員；管制員；民航

分類號 V321.3；B842

DOI：10.16842/j.cnki.issn2095-5588.2025.04.006

1 引言

時間知覺是人腦對客觀事物和現象的延續性和順序性的認知加工過程（劉平等， 2008）。作為時間知覺的重要組成部分，時距知覺是指個體對兩個連續事件間隔時間或某一事件持續時間的知覺，大到年月日，小到時分秒（Van Hedger et al.， 2017）。研究已證實，個體的主觀時距估計會受到多種因素影響，進而發生扭曲（黃希庭等， 2003）。而個體的時距知覺一旦被扭曲，其情緒、思維、決策等均會受到影響。為此，心理學家愈發關注時距知覺，并提出了諸多理論模型和實驗范式以闡明其特質（鳳四海等， 2004）。例如，已成為時間知覺研究領域的主流理論之一的時間分段綜合模型（Hayashi et al.， 2004）等。該模型揭示了人類對時間間隔的感知具有分階段的特征，意味著個體在處理不同時長的時間間隔所涉及的認知或神經機制時可能存在差異。相關研究者以1秒作為關鍵節點，認為人們對于短于1秒的短暫時間間隔的感知是自動發生的；而對于超過1秒的時間間隔，其感知更多依賴于認知控制過程，而這一過程則需要調用注意資源（Lewis" et" al.， 2003）。

時間知覺在職業領域起著至關重要的作用。相關研究表明，時間知覺會影響個體工作效率、情緒狀態、職業發展和職業決策等，長期從事特定職業可能會提升或改變個體的時距知覺能力。例如，專業音樂家（Manning amp; Schutz， 2016）由于長期對節奏的精準把握，他們的時距知覺更加敏銳，能夠更精確地感知時間間隔；一些工作節奏較慢、對時間精度要求不高的職業，可能會導致個體時距知覺的敏銳性相對較差（畢翠華等， 2016）?，F有研究顯示，時間知覺的個體差異對工作績效存在顯著影響，然而，針對特殊職業群體的時距知覺能力研究明顯不足（張香瑜， 2020）。

民航運輸作為國民經濟體系和國家安全的重要組成部分，必須保障高質量航空安全以促進民航高質量發展。相關統計資料表明：70%以上的飛行事故都是由于人的因素造成（羅莘杰， 2014），個體在遭遇極端情況或面臨危及生命的壓力時，時間知覺常常會被扭曲，進而對行為表現產生影響（張伯源等， 1986）。在航空領域，飛行員和管制員作為民航系統兩個典型的高度專業化的關聯群體，都扮演著至關重要的角色（Jong et al.， 2006）。飛行員承擔著飛機的駕駛任務并保障飛行安全；管制員負責指揮和監控空中交通，以確保飛機能夠按照既定航線安全、高效地飛行。飛行員在飛行過程中需要對時間作出精確估計，例如，在執行儀表飛行規則（instrument flight rules， IFR）或在復雜氣象條件下飛行時，準確掌握時間對于保持飛機的正確航跡和避免危險情況至關重要。此外，針對飛行員的相關研究發現，時間知覺在飛行安全中扮演著積極的角色，飛行員的時間知覺能力與飛行安全結果之間存在正向關聯，這一發現突出了時間知覺在確保飛行安全中的重要性（Xuan et al.， 2007）；管制員同樣依賴準確的時間知覺，他們需要在高壓力的工作環境下，實時監控飛機的位置和速度，并且預測潛在沖突，從而確保空中交通能夠有序進行（Ortega et al.， 2014）。相關研究顯示，工作負荷的變化會對個體的時間知覺產生影響。尤其是在高工作負荷的著陸階段以及同時著陸兩架直升機的情況下，與低工作負荷條件相比，管制員的時間估計出現了明顯的高估（Balta et al.， 2024）。這說明高工作負荷可能會干擾管制員的時間認知加工過程，進而影響其工作績效（張義芳等， 2011）。由此可見，研究飛行員和管制員的時距知覺，有助于更好地理解他們如何在高壓環境下維持正常工作表現，這對于減少人為失誤、提高航空安全和提升工作效率具有深遠的影響。

綜上，時距知覺對民航特殊崗位具有重要意義，但目前關于飛行員和管制員這類特殊職業群體時距知覺特征的研究較少。因此，本研究擬采用時間二分任務，比較飛行員、管制員與普通人的時距知覺差異，從而揭示民航關鍵崗位人員的時距知覺特征，幫助其順利適應工作要求，保障民航飛行安全。

2 研究方法

2.1 被試

本研究采用G*Power 3.1軟件來估算所需的樣本量。設定中等效應量f =0.25（Cohen， 1992），顯著性水平α=0.05，統計檢驗力1-β=0.95（佐斌等， 2021），計算需要招募至少33名被試。實際面向社會及國內某航空公司公開招募230名被試。被試的統一納入標準為：參加工作4～5年的男性、年齡范圍為24～30歲、右利手、（矯正）視力正常、心理健康、無重大疾病史、無類似實驗經驗。剔除無效數據后，最終保留210名被試，平均年齡為27.15±1.81歲，其中飛行員、管制員、普通人各70名，實驗結束后統一支付相應報酬。

2.2 實驗設計

研究采用3（組別：飛行員、管制員、普通人）×7（刺激時距：300ms、450ms、600ms、750ms、900ms、1050ms、1200ms）的混合實驗設計，組間變量為組別，組內變量為刺激時距。實驗的刺激材料為藍色橢圓形（RGB：12，110，184），大小為146×154像素（7.6厘米），刺激呈現于1024×768像素分辨率的電腦屏幕上，顯示器刷新率為60Hz，屏幕背景為黑色，被試在一個安靜的心理學實驗室內進行測試。

2.3 實驗材料

實驗由E-Prime 2.0軟件編程、管理，并記錄所有相關的行為反應數據。其中標準短時距為300ms、標準長時距為1200ms，比較時距分別為450ms、600ms、750ms、900ms、1050ms。被試在每個刺激時距下作出長反應比例、根據長反應比例算出的主觀相等點（point of subjective equality， PSE）和韋伯比例（Weber ratio， WR）三個指標為因變量。首先，計算出長反應比例，即被試將某一時距的持續時間估計為接近長時距的次數占該條件下總次數的比例（楊玲等， 2021）；其次，通過Sigma曲線（S型曲線）進行擬合，計算被試作出50%長反應判斷所對應的時間點，可以得到反映時間知覺準確性的主觀相等點（付超， 2020）；最后，將被試作出75%的長反應判斷所對應的時距減去被試作出25%的長反應判斷所對應的時距，再除以時間二分點，即得到作為時間感受性指標的韋伯比例。韋伯比例越低，表示個體對時間的感受性越好（朱承杰， 2024）。

2.4 實驗程序

時間二分任務分為學習、練習及正式實驗三個階段。在學習階段，屏幕上首先呈現一個800ms的注視點“+”，為減少疲勞效應，注視點將于屏幕左上、左下、右上、右下、中間五個位置隨機呈現。隨后向被試交替呈現刺激時距300ms和1200ms各5試次，共10試次，讓被試熟悉并記住標準短時距（300ms）和標準長時距（1200ms）。在練習階段，向被試分別呈現300ms標準短時距和1200ms標準長時距各10試次，共20試次，標準時距后會呈現持續時間在500～800ms之間的空白屏幕，待空白屏幕消失后，屏幕中央會出現“？”。此時被試需要根據所呈現的時距，判斷其屬于標準短時距還是標準長時距。若時間間隔屬于標準短時距，被試按“D”鍵；若屬于標準長時距，則按“K”鍵。并對被試的反應給予反饋，當被試練習正確率達到90%方可進入正式實驗。在正式實驗階段，屏幕上隨機位置呈現800ms注視點和500～800ms的空白之后，向被試隨機呈現300ms、450ms、600ms、750ms、900ms、1050ms、1200ms中的任一時距，被試判斷當前時距更接近標準短時距（300ms）還是更接近標準長時距（1200ms），每種時距呈現20次，共140試次。每一階段都有對應的指導語，學習階段和練習階段結束后，均有10秒的休息時間。實驗流程如圖1所示。

2.5 統計學分析

本研究使用SPSS 29.0軟件對長反應比例開展3（組別：飛行員、管制員、普通人）×7（刺激時距：300ms、450ms、600ms、750ms、900ms、1050ms、1200ms）的重復測量方差分析，并對主觀相等點和韋伯比例開展單因素方差分析，自變量為組別，事后兩兩比較采用Bonferroni校正（校正后α=0.02），顯著性定義為plt;0.02。

3 結果

3.1 長反應比例結果

以不同刺激時距為橫坐標，長反應比例為縱坐標，繪制出不同組別在不同時距下的長反應比例曲線，如圖2所示。

對長反應比例進行3（組別：飛行員、管制員、普通人）×7（刺激時距：300ms、450ms、600ms、750ms、900ms、1050ms、1200ms）的重復測量方差分析發現，時距的主效應顯著（F（2， 207）=2483.15， plt;0.001， η2=0.92）；組別的主效應顯著（F（2， 207）=5.17， plt;0.05， η2=0.05）；時距和組別的交互效應顯著（F（2， 207）=2.66， plt;0.05， η2=0.03）。進一步簡單效應分析發現，在7個時距上，飛行員的長反應比例均高于管制員和普通人，且在750ms、900ms、1050ms、1200ms時距上，三種職業的長反應比例差異顯著（plt;0.05）。在750ms、900ms、1050ms三個時距上，飛行員長反應比例均顯著高于管制員和普通人；在1200ms時距上，飛行員長反應比例顯著高于管制員和普通人，管制員長反應比例顯著高于普通人。在300ms、450ms、600ms時距上，三種職業的長反應比例未見顯著差異（pgt;0.05）。

3.2 主觀相等點和韋伯比例結果

對長反應比例開展S型曲線擬合后，根據擬合函數計算主觀相等點和韋伯比例，并對三種職業的主觀相等點和韋伯比例進行單因素方差分析。結果顯示，飛行員的主觀相等點顯著低于普通人（F（2， 207）=3.23， plt;0.05， η2=0.03），表明飛行員相較于普通人更容易出現時距的高估；飛行員和管制員的主觀相等點未見顯著差異（pgt;0.05）；管制員和普通人的主觀相等點未見顯著差異（pgt;0.05），如圖3所示。

結果顯示，飛行員的韋伯比例顯著低于普通人（F（2， 207）=6.86， plt;0.001， η2=0.06），飛行員的韋伯比例顯著低于管制員（F（2， 207）=6.86， plt;0.017， η2=0.06），表明飛行員相較于管制員和普通人在時間判斷上具有更高的精度；管制員和普通人的韋伯比例未見顯著差異（pgt;0.05），如圖4所示。

4 討論

本研究采用時間二分任務探究飛行員、管制員和普通人的時距知覺特征。結果顯示，在7個刺激時距上，飛行員的長反應比例均高于管制員和普通人，且在750ms、900ms、1050ms三個時距判斷上，飛行員的長反應比例均顯著高于管制員和普通人；在1200ms時距判斷上，飛行員長反應比例顯著高于管制員和普通人，管制員長反應比例顯著高于普通人。三種職業人群對300ms、450ms、600ms時距判斷未見顯著差異。主觀相等點和韋伯比例的統計結果顯示，飛行員的主觀相等點顯著低于普通人，而且飛行員的韋伯比例顯著低于普通人和管制員。

研究結果顯示，飛行員對長反應比例的判斷在750ms、900ms、1050ms、1200ms時距上均顯著高于管制員和普通人，且飛行員的主觀相等點顯著低于普通人，說明相較于管制員和普通人，飛行員更容易高估時距。這與李寶林（2019）提出的時距知覺適應后效具有雙向性的結果一致，當適應的時間間隔較短時，被試會對后續中等時長測試刺激的呈現時間作出高估。該結果也支持了飛行員在經歷一段時間的飛行后，可能會對后續中等時長時距刺激產生高估的觀點。飛行員在飛行環境中經常接觸特定的短時距信息，如飛機儀表數據更新（Wittmann et al.， 2008），飛機姿態變化引起航向、高度、速度等儀表的信息更新可能幾百毫秒發生一次（焦帥濤等， 2024）。這些時距信息讓飛行員的大腦適應較短且規律的時間標準，因此，飛行員可能會認為750ms和900ms的時間間隔相對較長，因為這些時距超出了他們在飛行操作中習慣處理的短暫時間框架。然而，在判斷1050ms和1200ms的時距時，飛行員會將其與飛行任務中的長時距進行對比，這些長時距通常是重要的時間節點。由于飛行員已經適應了飛行時距標準，他們可能會將1050ms和1200ms感知為比實際更長的時間，導致他們在這些時距上的長反應比例判斷高于管制員和普通人。

同時，存儲容量模型（storage size model）認為人們對持續時間的估計取決于其記憶中存儲事件的數量，同樣長的物理時距，個體存儲的信息越多對時距的估計越長（黃希庭， 2003）。飛行員在執行飛行任務時，需要處理和存儲大量的信息（劉承平等， 2023）。不僅要關注飛行高度表、速度表、航向指示器等顯示器，同時還要接收來自管制員的各種指令信息。需要在短時間內處理大量的信息，這使得他們的大腦長期處于高度緊張的信息處理狀態。而且，標量計時模型（尹華站， 2008）提出時間感知的準確性取決于脈沖的產生速率。飛行員的工作環境中所面臨的高強度信息處理和警覺狀態會導致內部計時器的脈沖產生速率加快，單位時間累加的脈沖更多，因此高估時距；相比之下，管制員主要在地面監控空中交通，信息相對集中在飛機的位置、航線和高度等方面，普通人則沒有這樣高強度的信息處理需求。這些信息的處理對飛行員的認知資源提出了很高的要求，所以在750ms、900ms、1050ms、1200ms的時距上，相較于管制員和普通人，飛行員更容易高估時距。

研究結果還顯示，管制員傾向于高估1200ms的時距。時間分段綜合模型指出，1s以下的時距以自動加工為主，不受注意和喚醒等因素影響，與自動計時系統有關；而1s以上的時距以受控加工為主，需要注意和記憶的參與（Hayashi et al.， 2004）。管制員出于工作要求需要高度關注空中交通動態信息，長期的職業習慣使他們在面對時間信息時可能運用工作中的注意模式（楊家忠等， 2010）。在判斷1200ms的時距時，因其工作中所形成的對信息的高度關注和精細加工習慣，會使其投入更多注意資源，屬于受控加工。同時，管制員的工作記憶在日常工作中常被用于存儲和處理各種飛行相關信息，在判斷1200ms時距時，其工作記憶被激活，與工作中熟悉的時間序列作出比較或關聯，從而導致對時距的感知產生高估。此外，由于工作性質，管制員的時距感知長期處于較高的喚醒水平，使其在判斷1200ms時距時大腦加工過程更加活躍，將其與工作中的緊急情況響應時間或飛機間隔安全時間等概念聯系起來，賦予更多重要性。這在一定程度上有助于理解相較于普通人，管制員更傾向于過高估計1200ms刺激時距的原因。

韋伯比例是衡量時間知覺差異的一個重要指標。本研究發現三組職業群體中，飛行員的韋伯比例最低，這意味著相較于管制員和普通人，飛行員在時間判斷上具有更高的精度。在飛行中，飛行員需要精確地掌握時間，以確保各項操作的準確性和安全性。例如，在起飛、降落和飛行過程中，飛行員均需要嚴格按照時間節點進行操作，如在特定時間內完成檢查清單、調整飛行參數等。同時，飛行員優異的時間感受性也得益于他們在專業訓練中對時間感知能力的鍛煉和提升（高茸等， 2023）。在飛行學員訓練過程中，時間感知能力是一個重要的訓練內容，通過各種模擬訓練和實際的飛行訓練，加強了飛行員對時間的敏感度和判斷力。此外，在日常飛行中，飛行員積累了更加豐富的經驗，進一步提高了時間感受性，根據不同的飛行情況和任務要求，更好地調整自己的時間感知，以確保飛行安全。

本研究比較了民航關鍵崗位的飛行員和管制員與普通人的時距知覺，結果顯示三種職業群體之間時距知覺存在差異。由于職業特殊性對時間的準確性有極高要求，無論是低估還是高估時間，都有可能帶來一系列的問題和風險。因此，對于飛行員和管制員而言，應當盡可能準確地估計時間。而為了降低飛行員和管制員對時間的高估風險，并提高他們對時間的精確把握，確保航空運輸安全，可以實施時間感知校準訓練和多任務處理能力訓練。未來研究還可以專門針對理論階段或實踐階段的飛行員和管制員，并借助腦電采集設備、核磁共振儀、眼動儀等實驗工具，來探討飛行員和管制員時距知覺的神經機制。

5 結論

在7個時距（300ms、450ms、600ms、750ms、900ms、1050ms、1200ms）判斷上，飛行員的長反應比例均高于管制員和普通人。具體表現為在750ms、900ms、1050ms、1200ms時距判斷上，飛行員長反應比例均顯著高于管制員和普通人。而且在1200ms時距判斷上，管制員長反應比例顯著高于普通人。但是在300ms、450ms、600ms的時距判斷上，三種職業的長反應比例未見顯著差異。

飛行員的主觀相等點顯著低于普通人，而飛行員和管制員以及管制員和普通人的主觀相等點未見顯著差異。

飛行員的韋伯比例顯著低于管制員和普通人，而管制員和普通人的韋伯比例未見顯著差異。

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