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1、第十章第十章 脑力工作负荷脑力工作负荷2021/7/19 星期一1主要内容主要内容 脑力负荷的定义及影响因素脑力负荷的定义及影响因素 脑力负荷评价方法脑力负荷评价方法 脑力负荷预测方法脑力负荷预测方法 应激应激 脑力疲劳及其消除脑力疲劳及其消除 案例：肥胖青少年脑力作业后注意能力变化特点案例：肥胖青少年脑力作业后注意能力变化特点2021/7/19 星期一2 2第一节第一节 脑力负荷定义及其影响因素脑力负荷定义及其影响因素n脑力负荷研究背景脑力负荷研究背景n现代人机系统现代人机系统 体力劳动体力劳动 脑力劳动：脑力劳动：操作型作业操作型作业 知识型作业知识型作业 劳动力结构：脑力劳动者在从业人口
2、中所占的比例越来越大劳动力结构：脑力劳动者在从业人口中所占的比例越来越大 研究人在系统中的表现及脑力负荷对人机系统效率的影响具有重研究人在系统中的表现及脑力负荷对人机系统效率的影响具有重要意义。美国空军要求飞机的设计要符合脑力负荷标准。脑力负荷成要意义。美国空军要求飞机的设计要符合脑力负荷标准。脑力负荷成为系统设计必须考虑的一个重要课题。为系统设计必须考虑的一个重要课题。问问 题题 什么是脑力负荷？什么是脑力负荷？如何测量脑力负荷？如何测量脑力负荷？2021/7/19 星期一3 3n一、脑力负荷定义（一、脑力负荷定义（Mental Workload）脑力负荷；心理负荷；精神负荷；脑力负担。脑力
3、负荷；心理负荷；精神负荷；脑力负担。（1）最初定义）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，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。或信息处理能力。（2）北大西洋公约组织国家相关学者北大西洋公约组织国家相关学者的定义：的定义：1 1）19761976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顿教授的主持下召开了“监视行为和控制监视行为和控制”的专题会议，提出了在新的系统的专题会议，提出了在新的系统中测量人的脑力负荷的重要
4、性。中测量人的脑力负荷的重要性。第一节第一节 脑力负荷定义及其影响因素脑力负荷定义及其影响因素2021/7/19 星期一4 4第一节第一节 脑力负荷定义及其影响因素脑力负荷定义及其影响因素 2 2）19771977年，北约组织的一些著名学者又召开了年，北约组织的一些著名学者又召开了“脑力负荷的理论和测脑力负荷的理论和测量量”专题会议，系统讨论了脑力负荷的定义、理论及测量方法。专题会议，系统讨论了脑力负荷的定义、理论及测量方法。与与会会者者从从不不同同的的角角度度定定义义脑脑力力负负荷荷，没没有有得得出出统统一一的的可可被被大大家家接接受受的的定定义义。最后结论为：最后结论为：脑脑力力负负荷荷是
5、是一一个个多多维维概概念念，它它涉涉及及到到工工作作要要求求，时时间间压压力力，操操作作者者的的能能力力和努力程度，行为表现和其他许多因素。和努力程度，行为表现和其他许多因素。2021/7/19 星期一5 5第一节第一节 脑力负荷定义及其影响因素脑力负荷定义及其影响因素 （2）学者不同角度学者不同角度的定义的定义 1)脑力负荷是人在工作时的脑力负荷是人在工作时的信息处理速度信息处理速度，即决策速度和决策的困，即决策速度和决策的困 难程度。（工作要求）难程度。（工作要求）2)脑力负荷是人在工作时脑力负荷是人在工作时所占用的脑力资源的程度所占用的脑力资源的程度，即脑力负荷，即脑力负荷 与人在工作时
6、所剩余的能力是负相关的。与人在工作时所剩余的能力是负相关的。（资源占用）（资源占用）3)脑力负荷是人在工作中脑力负荷是人在工作中感受到的工作压力的大小感受到的工作压力的大小，即脑力负荷，即脑力负荷 与工作时感到的压力是相关的。（感受压力）与工作时感到的压力是相关的。（感受压力）4)脑力负荷是人脑力负荷是人在工作中的繁忙程度在工作中的繁忙程度，即操作人员在执行脑力工，即操作人员在执行脑力工 作时实际有多忙。作时实际有多忙。（行为表现）（行为表现）2021/7/19 星期一6 6第一节第一节 脑力负荷定义及其影响因素脑力负荷定义及其影响因素 （3）脑力负荷定义归纳（教材中的定义）脑力负荷定义归纳（
7、教材中的定义）脑力负荷：反映工作时人的信息处理系统被使用程度的指标。脑力负荷：反映工作时人的信息处理系统被使用程度的指标。脑力负荷脑力负荷+人的闲置未用的信息处理能力人的闲置未用的信息处理能力=人的信息处理能力人的信息处理能力 人的闲置未用的信息处理系统与下列因素有关：人的闲置未用的信息处理系统与下列因素有关：人的信息处理能力人的信息处理能力 （人的能力水平）（人的能力水平）工作任务对人的要求（工作要求）工作任务对人的要求（工作要求）人工作时的努力程度（努力程度）人工作时的努力程度（努力程度）因而脑力负荷也与这些因素有关。因而脑力负荷也与这些因素有关。2021/7/19 星期一7 7第一节第一
8、节 脑力负荷定义及其影响因素脑力负荷定义及其影响因素n二二、脑力负荷的影响因素脑力负荷的影响因素 （1）工作内容。工作内容对脑力负荷有直接影响。在其他条件不变的）工作内容。工作内容对脑力负荷有直接影响。在其他条件不变的情况下，工作内容越多（需时间长），越复杂（完成困难），操作人员情况下，工作内容越多（需时间长），越复杂（完成困难），操作人员所承受的脑力负荷越高。所承受的脑力负荷越高。工作内容工作内容：时间压力、工作任务的困难程度、工作强度等。时间压力、工作任务的困难程度、工作强度等。（2）人的能力。在脑力劳动中，个体之间的脑力劳动能力存在差异，）人的能力。在脑力劳动中，个体之间的脑力劳动能力存
9、在差异，干同样的工作，能力越大的人脑力负荷越低，能力越小的人脑力负荷干同样的工作，能力越大的人脑力负荷越低，能力越小的人脑力负荷 越高。越高。（3）人的努力、认真程度。对脑力负荷影响表现为两个方面，不确定。）人的努力、认真程度。对脑力负荷影响表现为两个方面，不确定。2021/7/19 星期一8 8第一节第一节 脑力负荷定义及其影响因素脑力负荷定义及其影响因素n人的业绩与脑力负荷的关系。脑力负荷的适当与否对系统的绩效、操人的业绩与脑力负荷的关系。脑力负荷的适当与否对系统的绩效、操作者的满意感以及安全和健康均有很大的影响。下图为工作绩效与作者的满意感以及安全和健康均有很大的影响。下图为工作绩效与
10、脑力负荷强度的关系模型。（脑力负荷强度的关系模型。（TR客观要求，客观要求，TA操作者实际达到）操作者实际达到）低低 脑力负荷脑力负荷 高高n（TR操作在客观操作在客观要求的时间要求的时间nTA-操作者实际提操作者实际提供的时间）供的时间）反映操作要求强度反映操作要求强度2021/7/19 星期一9 9第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法n脑力负荷评价研究脑力负荷评价研究文献来源文献来源n 中国学术期刊全文数据库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中国优秀硕博士论文全文数据库 Elsevier Science期刊期刊 Springer Link全文全文
11、数据库数据库 Wiley Interscience期刊期刊数据库数据库 ARLARL全文期刊与报纸数据库全文期刊与报纸数据库 美国计算机协会美国计算机协会ACMACM数据库数据库n检索关键词检索关键词 “脑力负荷脑力负荷”，“Mental Workload”；脑力劳动，；脑力劳动，“Mental Work”2021/7/19 星期一1010近近2020年脑力负荷评价研究文献数量年脑力负荷评价研究文献数量脑力负荷研究文献趋势图脑力负荷研究文献趋势图2021/7/19 星期一1111国内外国内外主要期刊和相关学者主要期刊和相关学者n 国内刊物国内刊物：人类工效学系统工程学报工业工程与管理工业：人类
12、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。生杂志中国临床心理学杂志，以及各大学学报。国内学者国内学者：廖建桥（华中科技大学管理学院）、：廖建桥（华中科技大学管理学院）、董明清董明清（第四军医大学航（第四军医大学航空心理学）空心理学）、袁修干和柳忠起（北京航空航天大学）袁修干和柳忠起（北京航空航天大学）、朱祖祥和张智君（杭朱祖祥和张智君（杭州大学心理系）、
13、刘宝善（空军航空医学研究所）、王东光州大学心理系）、刘宝善（空军航空医学研究所）、王东光（中国民航飞行（中国民航飞行学院航行系）、学院航行系）、苗丹民苗丹民（第四军医大学空军医学系）、（第四军医大学空军医学系）、文治洪（第四军医大文治洪（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）、肖元梅（四川大学学航空航天医学系）、韩东旭（航空医学工程研究所）、肖元梅（四川大学华西公共卫生学院）华西公共卫生学院）等等 2021/7/19 星期一1212脑力负荷评价研究相关期刊脑力负荷评价研究相关期刊 国外刊物国外刊物：Applied ErgonomicsApplied Ergonomics、I
14、nternational Journal of International Journal of Industrial ErgonomicsIndustrial Ergonomics、Theoretical Issues in Ergonomics ScienceTheoretical Issues in Ergonomics Science、Human FactorsHuman Factors、International Journal of Human-Computer International Journal of Human-Computer Studies Studies、Avia
15、tion,Space and Environmental MedicineAviation,Space and Environmental Medicine、International Journal of PsychophysiologyInternational Journal of Psychophysiology、International International Journal of NeuroscienceJournal of Neuroscience、IEEE transactions on systems,man and IEEE transactions on syste
16、ms,man and cybernetics cybernetics 等等 国外学者国外学者：Moray NMoray N，T.B.SheridanT.B.Sheridan，Reid GBReid GB，Juergen SauerJuergen Sauer，ODonnell RDODonnell RD，Young MS and Stanton NAYoung MS and Stanton NA，Guillermo M(Guillermo M(墨西哥大学墨西哥大学)，Hwa S.JungHwa S.Jung，B.S.MoonB.S.Moon，Shinji MiyakeShinji Miyake，
17、Kilseop Ryu Kilseop Ryu 等等2021/7/19 星期一1313第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法-主观评价法；主观评价法；-主任务测量法；主任务测量法；-辅助任务测量法；辅助任务测量法；-生理测量法。生理测量法。（一）主观评价法（一）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。作活动进行难度顺序的排列。2021/7/19 星
18、期一1414第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法（二）主观评价法及其特点（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。）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）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）主观评价一般使用统一的评定维度，不同情境的负 荷评价结荷评价结 果可相互比较。果可相互比较。（4）使用简单、省时。）使用简单、省时。数据收集与分析容易。数据收集与分析容易。2021/7/19 星期一1515第二节第二节 脑力负荷的
19、测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法（三）主观评价法分类（三）主观评价法分类 常见方法：常见方法：n古柏一哈柏古柏一哈柏(Cooper-Harper)评价法评价法n主观负荷评价法（主观负荷评价法（SWAT量表）量表）nNASATLX量表等。量表等。2021/7/19 星期一1616第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法n古柏一哈柏古柏一哈柏(Cooper-Harper)评价法，评价法，1969年提出 （1 1）古古柏柏一一哈哈柏柏提提出出主主要要目目的的：用用于于评评价价飞飞机机驾驾驶驶难难易易程程度度的的一一种种方方法，用于飞机操纵特性的评定。法，用于飞机操纵特性的
20、评定。（2 2）建立依据：）建立依据：基于飞行员工作负荷与操纵质量直接相关的假设。基于飞行员工作负荷与操纵质量直接相关的假设。（3 3）具具体体方方法法：把把飞飞机机驾驾驶驶的的难难易易程程度度分分为为1010个个等等级级，飞飞机机驾驾驶驶员员在在驾驾驶驶飞飞机机之之后后，根根据据自自己己的的感感觉觉，对对照照各各种种困困难难程程度度的的定定义义，给给出出自自己对这种飞机的评价。己对这种飞机的评价。表表10-110-1为为Cooper-HarperCooper-Harper方法的分级方法。方法的分级方法。2021/7/19 星期一1717表表10-1 Cooper-Harper10-1 Coo
21、per-Harper法的分级方法法的分级方法飞机的特性飞机的特性对驾驶员的要求对驾驶员的要求评价等级评价等级优良：人们所希望的优良：人们所希望的脑力负荷不是在驾驶中应考虑的脑力负荷不是在驾驶中应考虑的1很好，有可忽略的缺点很好，有可忽略的缺点脑力负荷不是在驾驶中应考虑的脑力负荷不是在驾驶中应考虑的2不错，只有轻度的不足不错，只有轻度的不足为驾驶飞机需驾驶员作少量帑力为驾驶飞机需驾驶员作少量帑力3小但令人不愉快的不足小但令人不愉快的不足需要驾驶员一定的努力需要驾驶员一定的努力4 4中度的、客观的不足中度的、客观的不足为了达到要求需要相当的努力为了达到要求需要相当的努力5 5非常明显但可忍的不足非
22、常明显但可忍的不足为达到合格的驾驶需非常大努力为达到合格的驾驶需非常大努力6严重的缺陷严重的缺陷要达到合格的驾驶，需要驾驶员最大要达到合格的驾驶，需要驾驶员最大的努力，的努力，飞机是否可控不是问题飞机是否可控不是问题7严重的缺陷严重的缺陷为控制飞机就需要为控制飞机就需要相当大的努力相当大的努力8严重的缺陷严重的缺陷为了控制飞机为了控制飞机需要非常大的努力需要非常大的努力9 9严重的缺陷严重的缺陷如不改进，飞机驾驶时可能失控如不改进，飞机驾驶时可能失控102021/7/19 星期一1818在在60年代后期，美国空军用年代后期，美国空军用CooperHarper方法评价新式飞机操方法评价新式飞机操
23、作的难易程度取得了很大的成功。作的难易程度取得了很大的成功。由于飞机操作的难易程度与脑力负荷是极为相关的，后来，人们由于飞机操作的难易程度与脑力负荷是极为相关的，后来，人们对对CooperHarper方法进行了改进，把评价表中的方法进行了改进，把评价表中的飞机驾驶困难程度飞机驾驶困难程度改为改为工作的困难程度工作的困难程度，使之适合评价，使之适合评价一般任务的一般任务的脑力负荷。脑力负荷。(1)(1)单一变量评价方法单一变量评价方法第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法2021/7/19 星期一1919（2 2）主主观观负负荷荷评评价价法法（Subjective Sub
24、jective Workload Workload Assessment Assessment TechniqueTechnique）SWATSWAT法法 SWATSWAT法是美国空军开发的，由法是美国空军开发的，由ReidReid等人建立。等人建立。1 1）主要考虑因素）主要考虑因素 ReidReid等等人人对对脑脑力力负负荷荷的的影影响响因因素素进进行行了了系系统统的的调调查查，经经过过必必要要的的归归纳纳和和整整理理，认认为为脑脑力力负负荷荷可可以以看看作作是是时时间间负负荷荷、压压力力负负荷荷和和努努力力程程度度等等3 3个个要要素素的的结结合合。每每个个因因素素又又被被分分为为1 1
25、、2 2、3 3三三级级，SWATSWAT描描述述的的变变量量及及水水平平如如表表10-210-2所示。所示。第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法2021/7/19 星期一2020表表10-2 SWAT10-2 SWAT描述的变量及水平描述的变量及水平维度水平维度水平描述描述时间负荷时间负荷努力程度努力程度 压力负荷压力负荷1 1经经常常有有空空余余时时间间，各各项项活活动动之之间间很很少少有冲突或相互干扰有冲突或相互干扰很很少少意意识识到到心心理理努努力力，活活动动几几乎乎是是自自动动的的，很少或不需注意力很少或不需注意力很很少少出出现现慌慌乱乱、危危险险、挫挫折折
26、或或焦焦虑虑，工工作作易易容易适应。容易适应。2偶偶尔尔有有空空余余时时间间，各各项项活活动动之之间间经经常常出出现现冲冲突突或或相相互互干干扰扰 需需要要一一定定的的努努力力或或集集中中注注意意力力。由由于于不不确确定定性性，不不可可预预见见性性或或对对工工作作任任务务不不熟熟悉悉，工作中有些复杂工作中有些复杂由由于于慌慌乱乱、挫挫折折和和焦焦虑虑而而产产生生中中等等程程度度的的压压力力，增增加加了了负负荷荷。为为了了保保持持适适当当的的业业绩绩，需要相当的努力需要相当的努力3几几乎乎从从未未有有空空余余时时间间，各各项项活活动动之之间间冲突不断冲突不断 需需要要十十分分努努力力和和聚聚精精
27、会会神神。工工作作内内容容十十分分复复杂杂，要要求求集集中中注注意意力力由由于于慌慌乱乱、挫挫折折和和焦焦虑虑而而产产生生相相当当高高的的压压力力，需需要要极极高高的的自自我我控制能力和坚定性控制能力和坚定性2021/7/19 星期一2121第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法n2 2）使用方法）使用方法n三三个个因因素素及及每每个个因因素素的的三三个个状状态态，共共形形成成333=27333=27个个脑脑力力负负荷荷水水平平。这这2727个脑力负荷水平被定义为在个脑力负荷水平被定义为在0 0100100之间。之间。n在在三三个个因因素素都都为为1 1时时，其其脑脑力
28、力负负荷荷对对应应的的水水平平为为0 0，当当三三个个因因素素都都为为3 3时，脑力负荷水平为时，脑力负荷水平为100100。n其其他他情情况况下下的的脑脑力力负负荷荷的的确确定定方方法法为为：用用2727张张卡卡片片分分别别代代表表2727种种情情况况，操操作作人人员员首首先先对对这这2727张张卡卡片片根根据据自自己己的的主主观观观观点点进进行行排排序序，然然后后研研究究人人员员根根据据数数学学中中的的合合成成分分析析方方法法把把这这2727种种情情况况分分别别与与0 0100100之之间间的的某某一点对应起来，如一点对应起来，如(1(1，1 1，1)1)对应于对应于 0 0；(1(1，2
29、 2，1)1)对应于对应于15.215.2等。等。n操操作作人人员员完完成成某某一一任任务务后后给给出出这这项项任任务务的的时时间间负负荷荷、努努力力程程度度、压压力力负负荷荷的的程程度度，根根据据这这三三个个指指标标就就可可以以确确定定脑脑力力负负荷荷的的状状态态，然然后后根根据据前面确定的对应表查出脑力负荷的对应值。前面确定的对应表查出脑力负荷的对应值。2021/7/19 星期一2222第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法n3 3）SWATSWAT的优缺点的优缺点n优点优点 运运用用了了数数学学分分析析方方法法对对操操作作人人员员给给出出的的2727种种情情况况的
30、的排排序序数数据据进进行行了了数数学学处处理理，这这样样使使得得到到的的数数据据比比简简单单的的把把2727个个点点平平均均地地确确定定在在0 0100100之之间更可靠些。间更可靠些。n缺点缺点 对对2727种种情情况况进进行行排排序序，不不仅仅需需要要相相当当的的时时间间，而而且且排排序序的的准准确确性性也也很很难保证。因此应用起来较难难保证。因此应用起来较难。2021/7/19 星期一2323第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法n（3 3）NASA-TLXNASA-TLX量表量表 美国航空和宇宙航行局下属美国航空和宇宙航行局下属 AMES研究中心的研究中心的Ha
31、rt等人建立起来等人建立起来的。的。1 1）主要观点：认为脑力负荷是一个多维的概念。）主要观点：认为脑力负荷是一个多维的概念。Hart等对飞行员进行调查，拟从中找出脑力负荷的影响因素。经过等对飞行员进行调查，拟从中找出脑力负荷的影响因素。经过大量调查研究之后，确定了六个影响脑力负荷的因素。分别为：大量调查研究之后，确定了六个影响脑力负荷的因素。分别为：a.a.脑力需求脑力需求 b.b.体力需求体力需求 c.c.时间要求时间要求 d.d.努力程度努力程度 e.e.操作成绩操作成绩 f.f.挫折水平挫折水平2021/7/19 星期一2424第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法
32、方法nNASA-TLXNASA-TLX量表：量表：脑力需求：脑力需求：这项工作是简单还是复杂，容易还是要求很高？完成工作这项工作是简单还是复杂，容易还是要求很高？完成工作需要多少脑力或知觉方面的活动（如：思考、决策、计算、记忆、寻需要多少脑力或知觉方面的活动（如：思考、决策、计算、记忆、寻找等）？找等）？体力需求：体力需求：需要多少体力类型的活动（推、拉、转身、控制活动等）需要多少体力类型的活动（推、拉、转身、控制活动等）？这项工作是容易还是要求很高，是快还是慢？悠闲还是费力？这项工作是容易还是要求很高，是快还是慢？悠闲还是费力？时间需求：时间需求：工作速度使你感到多大的时间压力？工作任务中的
33、速度是工作速度使你感到多大的时间压力？工作任务中的速度是快还是慢，悠闲还是紧张？快还是慢，悠闲还是紧张？2021/7/19 星期一2525第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法努力程度努力程度：在完成这项任务时，你在脑力和体力方面做出了多大的努在完成这项任务时，你在脑力和体力方面做出了多大的努力？力？业绩水平业绩水平：你认为你完成这项任务是多么成功？你对自己业绩的满意你认为你完成这项任务是多么成功？你对自己业绩的满意度如何？度如何？受挫程度受挫程度：在工作时，你感到是没有保障还是有保障，很泄气还是劲在工作时，你感到是没有保障还是有保障，很泄气还是劲头十足，恼火还是满意，
34、有压力还是放松？头十足，恼火还是满意，有压力还是放松？每个影响因素在脑力负荷形成中的权数不同，且随着情境的变化而显每个影响因素在脑力负荷形成中的权数不同，且随着情境的变化而显示出差异。示出差异。2021/7/19 星期一2626第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法NASATLXNASATLX法的使用过程分三步：法的使用过程分三步：n1 1）确定因素权重）确定因素权重 采采用用两两两两比比较较法法，对对每每个个因因素素在在脑脑力力负负荷荷形形成成中中的的相相对对重重要要性性进进行行评评定定。六六个个因因素素的的权权数数之之和和等等于于l l。在在对对权权数数进进行行评评
35、估估时时，自自相相矛矛盾盾的的评评估估(即即A A比比B B重重要要，B B比比C C重重要要，C C比比A A重重要要)是是允允许许的的，这这种种情情况况出出现现时时，说明被评估的因素的重要性非常接近。说明被评估的因素的重要性非常接近。n2 2）针对实际操作情境，对六个因素的状况分别进行评定）针对实际操作情境，对六个因素的状况分别进行评定 NASATLXNASATLX主主观观评评价价方方法法要要求求操操作作人人员员在在完完成成了了某某一一项项任任务务之之后后，根根据据脑脑力力负负荷荷的的六六个个因因素素在在O O100100之之间间给给出出自自已已的的评评价价。除除业业绩绩这这一一因因素素之
36、之外外，其其他他五五个个因因素素都都是是感感觉觉越越高高，给给分分值值也也越越高高，而而对对业业绩绩，感觉到自己的业绩越好，则所给的分值越低。感觉到自己的业绩越好，则所给的分值越低。2021/7/19 星期一2727第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法n3 3）确确定定了了各各个个因因素素的的权权数数和和评评估估值值之之后后，进进行行加加权权平平均均就就可可以以求求出出脑力负荷。脑力负荷。（四）主观评价法的缺陷（四）主观评价法的缺陷 （1）评价结果有偏差。）评价结果有偏差。主观评价是操作人员对某项工作的感觉。这种感觉不一定就是脑主观评价是操作人员对某项工作的感觉。这种
37、感觉不一定就是脑力负荷。在执行许多任务时，大脑中进行的活动是感觉不到的，我们力负荷。在执行许多任务时，大脑中进行的活动是感觉不到的，我们所感觉到的东西只是我们意识到的东西，而人的信息处理系统中的许所感觉到的东西只是我们意识到的东西，而人的信息处理系统中的许多活动是我们意识不到的。多活动是我们意识不到的。（2）评价结果容易混淆。）评价结果容易混淆。1 1）主观评定一般反映脑力负荷和生理负荷共同作用的结果，这）主观评定一般反映脑力负荷和生理负荷共同作用的结果，这 在测量总负荷时不会导致严重的问题，但在评价主观负荷时在测量总负荷时不会导致严重的问题，但在评价主观负荷时 却由于结果混淆而易产生错误。却
38、由于结果混淆而易产生错误。2021/7/19 星期一2828第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法 2 2）评价定者一般较难将外部需要与实际努力分开，往往以）评价定者一般较难将外部需要与实际努力分开，往往以“应该应该”而不而不 是以是以“实际经历实际经历”的工作要求作为评定基础，因此可能出现高估或的工作要求作为评定基础，因此可能出现高估或 低估工作负荷的倾向；低估工作负荷的倾向；3 3）主观评价技术的理论假设是，能量消耗的增加伴随主观努力体验的）主观评价技术的理论假设是，能量消耗的增加伴随主观努力体验的 增加，但实际上两者可能出现脱节，而操作者又往往不能将实际能增加，但
39、实际上两者可能出现脱节，而操作者又往往不能将实际能 量消耗与主观努力体验区分开来，因而容易出现评价偏差。量消耗与主观努力体验区分开来，因而容易出现评价偏差。（3 3）方法应用存在局限性。）方法应用存在局限性。1 1）主观评价方法的应用受短时记忆消退的严重局限。如果要求操作者）主观评价方法的应用受短时记忆消退的严重局限。如果要求操作者 同时作几项评定，且操作与评价间存在较长的时滞，则很可能出现同时作几项评定，且操作与评价间存在较长的时滞，则很可能出现 评定偏差。（评定偏差。（需操作后立即测试才好）需操作后立即测试才好）2 2）主观评价法一般不适用于主操作有记忆要求的场合。）主观评价法一般不适用于
40、主操作有记忆要求的场合。2021/7/19 星期一2929第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法 二、主任务测量方法二、主任务测量方法n以作业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以作业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。主任务测量法可以分为两大类：力负荷。主任务测量法可以分为两大类：n（一）单指标测量法（一）单指标测量法 单指标测量法就是用一个业绩指标来推断脑力负荷。在使用单指单指标测量法就是用一个业绩指标来推断脑力负荷。在使用单指标测量法时，指标选择的好坏对脑力负荷的测量成功与否有着决定性的标测量法时，指标选择的好坏对脑力负
41、荷的测量成功与否有着决定性的作用。作用。人们已进行过许多用单项业绩指标来测量脑力负荷的研究，在这些研人们已进行过许多用单项业绩指标来测量脑力负荷的研究，在这些研究中主要是用究中主要是用错误或错误或时间延迟时间延迟作为业绩指标作为业绩指标。2021/7/19 星期一3030第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法例：例：1 1）Dorman和和Goldstein研究在监视类任务中信息显示速度的影响研究在监视类任务中信息显示速度的影响 结论：结论：显示速度增加之后，人的正确反应率明显地降低了。显示速度增加之后，人的正确反应率明显地降低了。2）PercivalPercival用
42、反应时间检查了在搜索性任务中两种不同类型的目标、用反应时间检查了在搜索性任务中两种不同类型的目标、背景目标的数量、眼睛在目标上的停留时间的影响，背景目标的数量、眼睛在目标上的停留时间的影响，结论：结论：发现目标的类型和背景因素对反应时间有显著影响，而眼睛的发现目标的类型和背景因素对反应时间有显著影响，而眼睛的停留时间则没有什么影响。停留时间则没有什么影响。实验结果说明：实验结果说明：认真选取的单个业绩指标能够反映脑力负荷的变化。认真选取的单个业绩指标能够反映脑力负荷的变化。2021/7/19 星期一3131第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法（二）多指标测量法（二）多
43、指标测量法 1）多指标使用的目的）多指标使用的目的 通通过过多多个个指指标标的的比比较较和和结结合合减减小小测测量量的的误误差差，通通过过多多个个指指标标来来找找出出脑力负荷产生的原因，可提高测量的精度。脑力负荷产生的原因，可提高测量的精度。多多指指标标测测量量法法的的结结果果有有成成功功的的，也也有有失失败败的的。在在有有些些场场合合，业业绩绩指指标标反反映映不不出出脑脑力力负负荷荷的的变变化化，而而用用其其他他方方法法得得到到的的指指标标可可以以反反映映脑脑力力负负荷荷的的变变化化。但但在在另另外外一一些些场场合合，至至少少某某一一个个业业绩绩指指标标又又能能反反映映脑脑力力负荷的变化。负
44、荷的变化。速度和精确度用来反映脑力负荷的重要指标速度和精确度用来反映脑力负荷的重要指标 2021/7/19 星期一3232第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法 （三）主任务测量法存在的问题（三）主任务测量法存在的问题 （1）各种操作性质各不相同，不可能提出一种广泛适用的绩效参数，）各种操作性质各不相同，不可能提出一种广泛适用的绩效参数，因此各操作之间的脑力负荷状况无法进行比较。因此各操作之间的脑力负荷状况无法进行比较。（2）根据资源理论，当操作要求资源小于操作能力时，虽然工作负荷）根据资源理论，当操作要求资源小于操作能力时，虽然工作负荷的增加会引起剩余资源的减少，但主
45、任务绩效由于得到充足资源的供的增加会引起剩余资源的减少，但主任务绩效由于得到充足资源的供应而并不出现下降，在这种情况下主任务绩效对工作负荷的变化不敏应而并不出现下降，在这种情况下主任务绩效对工作负荷的变化不敏感。感。2021/7/19 星期一3333第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法三、辅助任务测量法三、辅助任务测量法 (一一)辅助任务测量法的原理辅助任务测量法的原理 应用辅助任务测量法时，操作人员被要求同时做两件工作。操作人员应用辅助任务测量法时，操作人员被要求同时做两件工作。操作人员 把主要精力放在主任务上。当他有多余的能力时，尽量做辅助任务把主要精力放在主任务
46、上。当他有多余的能力时，尽量做辅助任务 主任务的脑力负荷是通过辅助任务的表现来进行的。主任务脑力负荷主任务的脑力负荷是通过辅助任务的表现来进行的。主任务脑力负荷 越大，剩余资源越少，操作者从事辅助任务的能力就越弱。越大，剩余资源越少，操作者从事辅助任务的能力就越弱。（二）用辅助任务法测量脑力负荷步骤（二）用辅助任务法测量脑力负荷步骤 第一步为测量单独做辅助任务时的业绩指标；第一步为测量单独做辅助任务时的业绩指标；第二步则在做主任务的同时，在不影响主任务的情况下尽量做辅助任第二步则在做主任务的同时，在不影响主任务的情况下尽量做辅助任 务。务。2021/7/19 星期一3434第二节第二节 脑力负
47、荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法(三三)辅助任务的种类辅助任务的种类 辅助任务必须满足这样几个条件：辅助任务必须满足这样几个条件：第一，它必须是可以细分的；第一，它必须是可以细分的；第二，它必须与主任务使用相同的资源第二，它必须与主任务使用相同的资源 第三，必须对主任务没有干扰或干扰很小。第三，必须对主任务没有干扰或干扰很小。不不同同的的任任务务使使用用不不同同的的资资源源，因因而而使使可可使使用用的的辅辅助助任任务务也也有有很很大大的的不不同，下面是常用的辅助任务。同，下面是常用的辅助任务。(1)(1)选择反应。选择反应。(2)(2)追踪。追踪。(3)(3)监视。监视。(4)(4)
48、记忆。记忆。(5)(5)脑力计算。脑力计算。(6)(6)复述。复述。(7)(7)简单反应。简单反应。2021/7/19 星期一3535第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法四、生理测量法四、生理测量法（一）心率变异（一）心率变异 正正常常情情况况下下，人人的的心心率率是是不不规规则则的的。研研究究发发现现，当当人人承承受受脑脑力力负负荷荷时时（采采用用每每分分钟钟4040个个信信号号和和7070个个信信号号两两种种情情况况），两两种种情情况况的的心心率率平平均均值值没没有有很很大大的的提提高高，但但心心率率变变异异明明显显下下降降，而而且且随随着着负负荷荷强强度度（所所
49、处理的信号数）增加，心率变异越来越小，曲线趋于平直。处理的信号数）增加，心率变异越来越小，曲线趋于平直。（二）大脑诱发电位（二）大脑诱发电位 大大脑脑诱诱发发电电位位的的变变化化对对脑脑力力活活动动的的某某些些成成分分(知知觉觉/认认知知负负荷荷)较较为为敏敏感感。其其中中，P300P300（是是指指刺刺激激呈呈现现后后约约300ms300ms时时出出现现的的一一个个正正向向电电位位波动）尤为敏感。波动）尤为敏感。2021/7/19 星期一3636 生理测量法的局限：生理测量法的局限：1.生理测量法假定脑力负荷的变化会引起某些生理指标的变化，但是生理测量法假定脑力负荷的变化会引起某些生理指标的
50、变化，但是其他许多与脑力负荷无关的因素也可能引起这些变化；其他许多与脑力负荷无关的因素也可能引起这些变化；2.不同的工作占用不同的脑力资源，因而会产不同的生理反应。一项不同的工作占用不同的脑力资源，因而会产不同的生理反应。一项生理指标对某一类工作适用，对另一类工作则不适用。生理指标对某一类工作适用，对另一类工作则不适用。第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法2021/7/19 星期一3737第三节第三节 脑力负荷预测方法脑力负荷预测方法n对脑力负荷的预测方法主要采取分析方法，目前的方法有时间压对脑力负荷的预测方法主要采取分析方法，目前的方法有时间压力模型、波音公司的方法